JPH04500098A - コークスなしで作動する溶銑炉での金属の溶解方法及び装置 - 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】 本発明は、コークスなしで作動する溶銑炉での、金属、特に鋳鉄の溶解方法及び その方法を実施するための装置に関し、該方法及び装置において、コークスなし で作動する溶銑炉が、耐火材のライニングで内部が内張すされ、かっばら詰めの 耐火体の床（ベッド）を備えた火格子を下部に有する。鉛直方向に直立のケーシ ングを有し、バーナーが、床の下方で床から所定の位置に配列されている。

背景技術 金属溶解用の、コークスなして作動する溶銑炉は、数十年間知られており（ＤＥ −８−１１０２９７７：ＤＥ−８−１２４３８２６：”Ｇｉｅｓｓｅｒｅｉ’。

Ｖｏｌｕｍｅ　７４．　ｎｏ、　１７．１９８７年８月１７日、　４９３−４９ ７ページ）、溶解に必要とされるエネルギは、主として気体燃料又は液体燃料に よってつくられる。このことは、溶銑炉のコークスの燃焼と比較して多くの利点 を持つ。

床コークス及び投入コークスか省略される結果、さらに良好な炉の投入量か得ら れ、スラグを扱う作業はかなり容易である。炉内の温度制御は、もっと簡単にな り、すなわちもっと迅速且つ正確になる。コークス燃焼炉では、装置及び操作に 多くの費用を要する。排気ガスからの粉塵の除去及び排気ガスの浄化かわずがな 量に減少する。コークスの硫黄の含有によりコークス燃焼炉について生ずる困難 な問題は存在しない。さらに、コークス燃焼溶銑炉については約３０％である熱 効率は、かなり大きくなり、７０乃至７５％に達する。

無コークス溶解方法は、久し〈従来技術の一部であり、絶えず増大している環境 の意識やこれに関係するもっと厳しい条件のため、及び生産効率のため、好まし くは使用されるべきであるか。

今日慣習となっている鋳物製品の要求を全ての点て満たすかぎり。

それらを改善することは以前はできなかった。溶解製品の再現可能な一定の品質 特性について満足な結果は、いまのところ達成されていない。

コークスなして作動する溶銑炉のプロセス技術の改良又は周知の欠点の除去か、 今までは装置の分野でのみ１例えばダウンストリームコア形式の誘導電気炉（Ｄ Ｅ−Ａ−３２２１２４１）により、或いは放射面の拡大のための斜面による炉床 の拡大（ＤＥ−Ｂ−３７４２３４９）により、若しくは炉のライニングの加熱部 分にあるラインを通して燃料ガスを導びくこと（ＤＨ−Ｂ−１５８３２７９）に より請求められていたに過ぎない。

工程と製品の最適化をねらった周知の努力は、燃料のエネルギ使用の改善により 、最終的には装置対策につながるに過ぎず、一定の品質特性をもつ一定の溶解製 品の保証にはつながらない。特に、好ましくはＡグラファイトとしての均一な形 感のグラファイトも、均質な金属組織も達成されていない。

従来技術の前述の例は大きな努力を示してはいるが、工程の変更により１例えば 、液状化工程中に、炉床の溶融材料の流出前に。

又は収集前に、溶銑炉自体に使用される薬品で直接的に且つ初期に溶解物を処理 することにより、存在する問題を解決することが試みられなかった。プロセス技 術、化学及び冶金に関して全く異なる状況か存在するコークス燃焼溶銑炉につい ては、このような品質の改善対策は従来技術に属するものである。

カ＜　Ｌテ、　ＰＲ−Ａ−１２２６４８７及びＤＥ−Ｃ−２３２９７７２１ｅハ 、モッばらコークス燃焼式の溶銑炉のための工程か説明されており、その溶銑炉 によれば、特殊な物質を溶銑炉の溶解ゾーンの領域、すなわち、金属が赤く燃え ているコークス上で溶解して流れ出す炉のゾーンに注入することによって、一方 では品質の改善が、また他方では所望の品質基準の安定化が達成される。これに 関して、前述のＤＥ−Ｃ−２３２９７７２には、精練、窒素の化合、浸炭または 脱炭の工程が説明されており、該工程の使用により、定められた鋳物グレードを 、化学物質態様の調整添加剤により溶解させることが可能である。とりわけ液体 又は気体状の窒素及び／又はハロゲン分離化合物、かつ、又、浸炭を望む場合に は、植物の産物の留出液からの化合物、モして脱炭を望む場合には、溶解温度で の分離酸素のような化合物がこのような添加剤として役立つ。

これに比較して、コークスなしに作動する溶銑炉にも、このような作動態様を用 いることか試みられなかった。このような考えは、実際には、とりわけ、火格子 上に載った耐火物の床より上にのみ位置する溶解ゾーンが、添加した物質には高 さがあまりに小さい（約１６ｃｍ）ので、その物質の作用を示すことができない という考えによって反対された。周知の工程では、添加した物質は、赤く燃えた コークス上で流れ比す溶解物中で、従って金属の液状化の直後に反応しなければ ならないことが常に強調されてきた。

発明の開示 本発明は、コークスなして作動する溶銑炉での金属の溶解方法及びその方法を実 施するための装置を利用できるようにする課題に基づくものであり１本発明の使 用により、一定の溶解物及びその溶解物の一定の品質基準、特に一様な結晶組織 及び定められた形式のグラファイトが得られる。

この課題は請求項ｌの特徴部分による方法に関して、及び請求項９の特徴部分に よる装置に関して解決される。

コークス燃焼式溶銑炉についての周知の方法と対照的に、物質が溶解ゾーンに注 入されず、バーナーと耐火体の床に備えた火格子の間の空間に注入される場合に は、コークスなしで作動する溶銑炉から優れた結果が得られることかわかったこ とは驚くべきことである。この注入は、ランス（ｌａｎｃｅ）又はノズルにより 行うことかできる。一般的には、溶解工程は、在来の溶解では通例の全ての要件 の遵守で開始され、提供される物質は同時に供給される。

火格子から落ちる溶解物の滴に物質か作用する時間が短くても。

従来技術で通例であるような、赤く燃えたコークス上で流れ出す溶解物に物質を 供給する場合と同じ結果が可能であることを期待することはできなかった。又、 自由に落下する滴の表面張力のため１本発明によって与えられた教示がうまくい くとも思われない。

さらに、コークスなしで作動する溶銑炉の中に溜まった溶解物の温度は約２００ °Ｃであり、コークス燃焼式溶銑炉の温度よりも低い。これは、化学反応に有利 なもっと高い温度が無コークス溶銑炉では利用できないことを意味する。

本発明によれば、コークスなしで作動する溶銑炉の金属トン数あたりの添加剤の 量を、コークス燃焼溶銑炉の周知の方法と比較して、約半分、すなわち１トンあ たりｌ乃至２リツトルで間に合わせることができることも驚くべきことである。

加えるべき物質は例えば、精練及び／又は核の濃縮に役立つことができる。この ような物質は、前述のＤＢ−Ｃ−２３２９７７２に開示されているもの、詳細に は２例えばアンモニアやヒドラジンやそれらの誘導体等の水酸化窒素化合物のよ うな窒素分離用化合物。

ニトロベンゼン等の有機ニトロ化合物、メチルクロライドやクロロベンゼンやフ ルオロベンゼン等のハロゲン分離用化合物、及び−塩素化有機化合物及び硝化育 成化合物の形態でのハロゲン分離用化合物や窒素分離用化合物である。

加熱作用によりコークスになりがちな前述の物質を、コーキングを防止する溶剤 を含む溶液として注入するのが有利である。適当な溶剤は２例えば、シクロヘキ サン、トルエン又はキシレンであり、又溶融温度で塩素を分離する塩素化溶剤で ある。

本発明によれば１例えば、減少した断面感度及びパーライト組織のねずみ鋳鉄か 、タイプＡの優勢なグラファイト形式で確実に得られる。

本発明による方法を実施するための装置を請求項９に示し９図面に概略を示す。

図面の簡単な説明及び本発明を実施するための好ましい方法溶銑炉ｌは、鉛直方 向に直立した日時ケーシング２を存し、該ケーシング２は、耐火材のライニング ３て、内側か内張りされている。溶銑炉ｌの下方ゾーンには、火格子４か配置さ れ、その火格子の上には、耐火体の床５か詰められている。溶銑炉ｌには。

この床５の上方に溶解すべき材料か装入される。

溶銑炉１の下端は、溶解物の収集空間８として設計されている。

側方に取り付けたサイホン９は、立ち上がり管ｌＯによって排出ライナー１１に 通じ、降下管１２は、スラグ排出口１３に通ずる。

フレームバッフル６を備えたバーナー７か、火格子４の下の所定距離（例えば、 炉の直径が１３０ｃｍであれば、約９０ｃｍ）に半径方向平面内に配置されてい る。数個のバーナー７が良好且つ均一な加熱のために必要である。バーナー７の 数は、炉の直径に依存する。バーナー７は、炉のまわりに均一に分配されている 。

本発明によれば、すくなくとも一つのランス１５が、炉壁の案内路１４を通って 、火格子４とバーナー７の間の空間に導入されている。ランス１５は９品質改善 物質の注入に役立つ。ランスの先端は、炉の内壁で終わっている。ランス１５は 、斜め下方に差し向けられ、その口部は、噴流が火格子４に向かって上方に差し 向けられるように口部か形成されていることが好ましい。ランスＩ５が該ランス Ｉ５のジャケットと添加すべき物質用の注入管との間に下端が開放した冷却液の 送出用管を配置することによってランス１５の中央に通した水冷装置を備える場 合には、斜め下方に差し向けられたランス１５の好ましい向きを選択しなければ ならない。冷却液はランス１５のジャケットに圧力下で導かれ、ランス１５の上 端で再び押し出される。

ランス１５のかわりに、注入ノズルを設けても良く、それらの数も同様に炉の直 径に依存する。

バーナー７の平面と火格子４の間で、燃料ガス流れか均一ζ二分布するようにす るため１個々のバーナー７は、空気及び燃料供給のコンピュータ制御により、絶 えず同じ出力に維持される。

周知の構造のコークスなしで作動する溶銑炉は９本発明を実施するための適当な 変換後に使用することができる。前述したＤＥ−Ａ−３２２１２４１に開示され ている炉（Ｄｉｋｅｒ）が特に適していることかわかった。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コークスなしで作動する溶銑炉での金属，特に鋳鉄の溶解方法であって，耐 火体の床が火格子（４）上に詰め込まれ，バーナー（７）が火格子（４）の下方 の所定の距離に配置されている方法において，前記火格子（４）と前記バーナー （７）の間の空間に，鋳物製品の品質を改善し且つ安定化するための物質が注入 されることを特徴とする方法。 ２．前記溶解方法は，在来の溶解では通例の全ての要件の遵守で開始され，提供 されるべき物質は，例えば，ランス（１５）又はノズルによって同時に注入され ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．精練及び／又は核の濃縮を行う物質が注入されることを特徴とする請求項１ 又は２に記載の方法。 ４．例えばアンモニアやヒドラジンやそれらの誘導体等の水酸化窒素化合物のよ うな窒素分離用化合物，又は，特にニトロベンゼンのような有機ニトロ化合物が 注入されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。 ５．例えば，メチルクロライドやクロロベンゼンやフルオロベンゼン等のハロゲ ン分離用化合物が注入されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載 の方法。 ６．例えば，一塩素化有機化合物及び硝化有機化合物のような窒素及びハロゲン 分離用化合物が注入されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の 方法。 ７．前記物質は，コーキングを防止する溶剤に溶解されて注入されることを特徴 とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。 ８．シクロヘキサン，トルエン，キシレン又は溶融温度で塩素を分離する塩素化 化合物が，コーキングを防止する溶剤として使用されることを特徴とする請求項 ７に記載の方法。 ９．耐火材でできたライニング（３）で内側を内張りされている，鉛直方向に直 立したケーシング（２）を備えた，コークスなしで作動する溶銑炉（１）と，前 記溶銑炉（１）の下部に配置されている，ばら詰めの耐火体の床（５）を備えた 火格子（４）と，火格子（４）の下方の所定の距離に配置されているバーナー（ ７）とから成り，すくなくとも一つのランス（１５）が，炉壁の案内路（１４） を通って，前記火格子（４）と前記バーナー（７）の間の炉壁に導入されており ，前記ランス（１５）の数は，前記炉（１）の直径に依存することを特徴とする 請求項１乃至８のいずれかに記載の方法を実施するための装置。 １０．前記各ランス（１５）は，斜め下方に差し向けられ，その口部は，噴流が 上方に差し向けられるように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の 方法。 １１．ランス（１５）のかわりに，ノズルが備えられており，それらの数は，前 記炉（１）の直径に依存することを特徴とする請求項９に記載の方法。 １２．前記バーナー（７）の出力を安定化させるため，空気及び燃料供給用コン ピュータ制御システムが，前記バーナー（７）に備えられていることを特徴とす る請求項９乃至１１のいずれかに記載の方法。