JPH04136113A - 含鉄冷材溶解法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は上吹きランスを有すると共に炉底にノズルを有
する転炉を用い１種湯となる溶鉄の存在する上記転炉内
に含鉄冷材を供給し、炉底ノズルから酸素、ＬＰＧ、Ｎ
、と共に微粉炭を吹き込み溶鉄を加炭すると共に上吹き
ランスから酸素を供給し浴発生ガスを二次燃焼させて効
率的に含鉄冷材を溶解し高炭素溶鉄を得る含鉄冷材溶解
法において、二次燃焼率を好ましい範囲に制御しながら
鉄歩留りロスを大幅に低下する含鉄冷材溶解法に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、特公昭５６−８０８５号公報に、上吹きランスを
有すると共に炉底に三重管ノズルを有し、溶融鉄の存在
する転炉内に含鉄冷材を供給し、上記三重管ノズルの内
管よりＮ２ガスと共に微粉炭を、内管と中間管の間より
酸素を、中間管と外管の間よりＬＰＧガスを吹き込むと
共に上吹きランスより酸素を供給して含鉄冷材を溶解し
溶融鉄を得る含鉄冷材溶解法が提供されている。

上記含鉄冷材溶解法に示される。主として上吹きランス
より酸素を供給する形式の含鉄冷材溶解法に関する代表
的なダスト低減策として、従来、特開平１−１８４２１
５号公報に提示される例の様に、含鉄冷材の溶解速度低
下、フォーミング等の操業トラブルが生じない範囲で溶
鉄炭素濃度に制御する方法、或いは特開昭５７−２０７
１０６号公報にに提案する炉体に設けた側孔より酸素を
供給することによりダストを低減し鉄歩留りの改善を図
る方法が提示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 特開平１−１８４２１５号公報で提示される含鉄冷材の
炭素濃度制御では、尚鉄ダスト発生の抑制が不十分であ
り、一方特開昭５７−２０７１０６号公報のように炉体
に設けた側孔より酸素を供給すると、鉄ダスト発生は十
分抑制されるが、二次燃焼率が好ましい範囲に制御する
事が出来なくなる。本発明は、排ガス回収、炉耐火物損
耗、ランス・炉孔地金付、生産性等総合的に効率的二次
燃焼率範囲である二次燃焼率２０−４０％の範囲に制御
すると共に鉄ダスト発生を極めて低いレベルに抑制し高
溶鉄歩留りで含鉄冷材を溶解する含鉄冷材溶解法を提供
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、特公昭５６−８０８５号に提示されている含
鉄冷材のｍＭ法において、スラグ量とダスト発生量、二
次燃焼率の関係を詳細に調査した結果、スラグ量が一定
の限界を越えると、二次燃焼率が急激に高くなるととも
に、ダスト発生量が著しく減少することが判明した。

然しながら、この状態では二次燃焼率が５０％近傍とな
り１回収排ガスとしてカロリーが低すぎ、燃料として使
用するには、高価な天然ガスを付加する必要が生じ、ま
た炉上部耐火物が著しく損耗し工業的に採用出来ない事
も判明した。

このように、スラグ量がある限界を越えた条件、即ちダ
スト発生量が著しく減少する条件において、回収排ガス
としてカロリーが十分で、炉上部耐火物の損耗が炉底耐
大物とほぼ等しいレベルに収まり、ランス・炉孔地金付
、生産性等にも有利な二次燃焼率２０％〜４０％の範囲
に制御する方法を追求した結果、本発明者らは、特許請
求の範囲に示す以下の溶解法が極めて有効であることを
見出した。

即ち本発明は、上吹きランスを有するとともに炉底にノ
ズルを有する転炉を用い、種湯となる溶鉄の存在する上
記転炉内に含鉄冷材を供給し、炉底ノズルから酸素、Ｌ
ＰＧ、Ｎ、と共に微粉炭を吹き込み溶鉄を加炭すると共
に上吹きランスから酸素を供給し浴発生ガスを二次燃焼
させて効率的に含鉄冷材を溶解し高炭素溶鉄を得る含鉄
冷材溶解法において、上吹きランスよりＮ、と共に微粉
炭を吹き込み二次燃焼率を２０〜４０％に制御する事を
特徴とする。

以下に本発明について詳細に説明する。

特開平］−１８４２１５号に説明されているように、溶
融鉄の［Ｃ］が３．５％を越えると上吹きランスより供
給される酸素の運動エネルギーにより飛散した溶融鉄が
周りの酸素と反応し、Ｃ−〇反応による気泡膨張によっ
て破裂し、細かい鉄ダストを多量に発生する。溶融鉄の
［Ｃ］を更に低くすれば鉄ダストは漸次減少するが、ス
ロッピング等の制約より３．０％以下の操業は困難とな
り、炉発生排ガスにおける排ガスダスト濃度は１００ｇ
／Ｎｍ’程度が限界となる。

この限界状態において、更に鉄ダスト発生を低減するに
は、上吹きランスより供給される酸素の運動エネルギー
を減少させ溶融鉄の飛散量を減少させるのが有効である
。上吹きランスより供給される酸素量を減少すれば、溶
融鉄の飛散量を減少しうるが、溶解速度を維持する為に
底吹き酸素量を増加させねばならず、ノズル本数の増加
、冷却ＬＰＧ原単位の増加等のコスト増加を招く。

上吹きランスより供給される酸素量が一定でも、溶融鉄
浴面に到達する運動エネルギーはランスの孔径を小さく
し、孔数を増加させるか、ランスと溶融鉄浴面の距離（
ランス高さ）を大きくするか。

或いは溶融鉄浴面上に多量のスラグを生成させスラグ中
で運動エネルギーを散逸させる等の上吹き酸素供給条件
により、溶融鉄浴面に到達する酸素の運動エネルギーを
減少させることは可能である。

然しながら、このようにランスの孔径を小さくし孔数を
増加させたり、ランスと溶融鉄浴面の距離を大きくした
り、溶融鉄浴面上に多量のスラグを生成させたりすると
鉄ダストは減少するが、付随して二次燃焼率が増大する
６特にスラグ量が極めて多くなり、上吹き酸素が完全に
スラグにより遮断されると、浴面よりのＣＯガス発生が
著しく減少し多量の余剰上吹き酸素と反応する状態とな
るので、飛躍的に二次燃焼率が増大する。

スラブ量及び送酸速度が一定の条件下において、ランス
の孔径と、ランス高さを変更し、二次燃焼率とダストの
発生濃度の変化する様子を調査した例を第１図に示す。

第１図の横軸（Ｌ）は上吹き酸素による浴の凹みを示す
パラメータであり、計算方法は瀬用の著した鉄冶金反応
工学（昭和５２年４月３０日改訂９日刊工業新聞社発行
Ｐ９４〜９６）に基づいている。縦軸の二次燃焼率は特
願平１−３２０８７７号に示す検出方法、即ち煙道排ガ
ス等の測定より炉孔燃焼を補正し間接的に炉内の二次燃
焼率を求めている。

同図より、Ｌにより二次燃焼率もダスト濃度も支配され
独立に制御することが不可能な事が明らかである。尚、
同図は第１表に示す条件においてＬは酸素ランスの孔径
と高さを変更し二次燃焼率を制御し、底吹きよりの微粉
炭吹き込み速度は二次燃焼率に応じて操作している。

上記のように、従来の方法では二次燃焼率を２０〜４０
％の操業上有利な条件に制御する限り、鉄ダスト濃度は
１００ｇ／Ｎｍ３程度が限界となってしまった。

然るに本発明者らは、この二次燃焼率と鉄ダスト濃度を
独立に制御出来る有効な方法を見出し本発明を完成した
。

即ち、本発明者等は上吹きランスより、Ｎ２と共に、微
粉炭を適量噴射する事により、同一の上・底吹き酸素の
供給条件、即ち上・底吹き酸素供給速度が一定で且つラ
ンス高さが同一のＬである同一条件下においても、微粉
炭を上吹きランスから噴射する事により、第２図実線の
ように二次燃焼率シ変更できる事を見出した。この時、
鉄ダストの濃度は第２図のように上・底吹き酸素の供給
条件が同一であれば、微粉炭の上吹きランスからの噴射
による増加は極めて僅かである事も判明した。

上記のように、上吹きランスより、Ｎ、と共に微粉炭を
噴射する事により、二次燃焼率を低下させるのは、上吹
きランスより噴射した微粉炭がスラグに到達するまでに
、周りの酸素と反応し、浴面に供給する酸素の濃度を低
下させるため、浴がら発生するＣＯガスをＣＯ２にまで
反応させる過剰な酸素を低下させるためである。同一の
酸素供給条件で、上吹きランスより微粉炭を噴射した鉄
ダストの濃度が、噴射しない時にくらべ僅かに増加する
のは噴射された微粉炭の運動エネルギーに相当して溶鉄
の飛散が増加するためで止むをえない。

第２図より操業上望ましい二次燃焼率である２０〜４０
％の範囲において１本発明によれば、従来の上吹きラン
スより微粉炭を噴射しない方法に比べ著しく鉄ダストの
濃度を低下させることが出来、その結果溶鉄歩留り登大
幅に改善出来る。極めて有用な含鉄冷材溶解法であるこ
とが判明した。

尚第２図は第１表の操業条件においてＬ　＝　１０ｍ＋
ｍ一定、底吹き石炊吹き込み量＝　ｌ０ｋｇ／分一定と
し。

上吹きランスよりの石炭噴射量を変更した時の二次燃焼
率と鉄ダストの濃度の変化を得たものである。

［実施例］ 第３図は、本発明を適用した転炉型含鉄冷材溶解炉及び
煙道における二次燃焼率、ダスト測定系の構成をしめす
。第３図において、■は炉体、２はランス、３は投射石
炭インジェクションタンク、４は底吹きノズル、５は底
吹き石炭インジェクションタンク、６は煙道、７は排ガ
ス成分分析計、８は排ガス風量測定器、９はダスト濃度
測定器、ｌＯは演算器、１１は溶融鉄、１２は鉄スクラ
ツプを示す。

同図では、上吹きランス、底吹きノズルの酸素供給ライ
ン、底吹きノズルの冷却ＬＰＧライン。

煙道吸引ファン、集塵機等本発明に直接関係しないユー
ティリティ系統は省略しである。

以下の各実施例および各比較例における共通操業条件を
第１表に示す。

（実施例１） 第３図の炉において、第１表に示す操業条件下において
、底吹石炭量、投射石炭量を、第２表の火燃焼率を３７
％に制御して溶解を実施−した。その結果溶解中の平均
二次燃焼率が３７％となった。その際、鉄ダストロスは
１４．７ｋｇ／ｌｏｎであり、平均りは２０＋ｎ＋ｎで
あった。

（比較例１） 第３図の炉において、第１表に示す操業条件下において
、底吹石炭量、投射石炭量を、第２表の比較例１とし、
ランス高さを操作して、二次燃焼率を３７％に制御して
溶解を実施した。その結果溶解中の平均二次燃焼率が３
８％となった。その際、鉄ダストロスは２７．５ｋｇ／
ｌｏｎであり、平均りは３０履履であった。

（実施例２） 第３図の炉において、第１表に示す操業条件下において
、底吹石炭量、投射石炭量を、第２表の実施例２の条件
とし、ランス高さを操作して、二次燃焼率を２２％に制
御して溶解を実施した。その結果溶解中の平均二次燃焼
率が２０％となった。その際、鉄ダストロスは２１．２
ｋｇ／ｌｏｎであり、平均りは２０ｍｍであった。

（比較例２） 第３図の炉において、第１表に示す操業条件下において
、底吹石炭量、投射石炭量を、第２表の比較例２の条件
とし、ランス高さ髪操作して、二次燃焼率を２２％に制
御して溶解を実施した。その結果溶解中の平均二次燃焼
率が２２％となった。その際、鉄ダストロスは４６．８
ｋｇ／ｌｏｎであり、平均しは８０Ｗ１ｗｌであった。

上記実施例１，２と比較例１，２の実施条件と実施結果
を第２表に示す。

本発明法による実施例では、比較例に比べ鉄ダストロス
が１５〜２５ｋｇ／ｌｏｎ減少し、二次燃焼率も操業上
好ましい２０％〜４０％の範囲に制御されている。

［発明の効果］ 以上のように、本発明法によれば、操業上好ましい２０
％〜４０％の範囲に二次燃焼率を制御しつつ鉄ダストロ
スを大幅に低減しつる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１表の操業条件において投射石炭無し時の
、キャビティ深さ（Ｌ）と二次燃焼率、鉄ダスト濃度の
関係を示す図、 第２図は、第１表操業条件において投射石炭量を変更し
た時の、二次燃焼率、鉄ダスト濃度の変化を示す図、 第３図は実施例における転炉型含桧材溶解炉及び煙道に
おける二次燃焼率、ダスト測定系の祷成を示す図。 である。 １：炉体、　２：ランス、　３：投射石炭インジェクシ
ョンタンク、　４：底吹きノズル、　５：底吹き石炭イ
ンジェクションタンク、　６：煙道、　７：排ガス成分
分析計、　８：排ガス風量測定器、　９：ダスト濃度測
定器、　１０：演算器、　ＩＮ溶融鉄、　１２：鉄スク
ラツプ。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上吹きランスを有するとともに炉底にノズルを有する転
   炉を用い、種湯となる溶銑の存在する上記転炉内に含鉄
   冷材を供給し、炉底ノズルから酸素、ＬＰＧ、Ｎ＿２と
   共に微粉炭を吹き込み溶銑を加炭すると共に上吹きラン
   スから酸素を供給し浴発生ガスを二次燃焼させて効率的
   に含鉄冷材を溶解し高炭素溶鉄を得る含鉄冷材溶解法に
   おいて、炉上部よりＮ＿２と共に微粉炭を吹き込み二次
   燃焼率を２０〜４０％に制御する事を特徴とする含鉄冷
   材溶解法。