JPH05105929A - 転炉排ガス回収法 - Google Patents

転炉排ガス回収法

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JPH05105929A
JPH05105929A JP27134291A JP27134291A JPH05105929A JP H05105929 A JPH05105929 A JP H05105929A JP 27134291 A JP27134291 A JP 27134291A JP 27134291 A JP27134291 A JP 27134291A JP H05105929 A JPH05105929 A JP H05105929A
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JP
Japan
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gas
converter
water
exhaust gas
scrap
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Withdrawn
Application number
JP27134291A
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English (en)
Inventor
Takeyuki Hirata
武行 平田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05105929A publication Critical patent/JPH05105929A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転炉排ガスの顕熱および排ガス中に含まれる
鉄分の酸化反応エネルギーをより一層有効に活用し、回
収転炉ガス量を向上させる。 【構成】 転炉1上に設けられたガス回収煙道4内に、
スクラップ7を装入するとともに、前記スクラップ7の
下方から炉内供給酸素ガス1Nm3当り400g未満の水を噴霧
して排ガス中のFeダストおよびスクラップ7のFe分と反
応させることにより水素ガスを生成・回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉の操業時の転炉排
ガス回収法に関する。さらに詳しくは、本発明は、溶銑
や溶鋼の製造時に用いる転炉からの廃ガスの回収量を向
上させた転炉排ガス回収法に関する。
【0002】
【従来の技術】転炉吹錬においては、転炉の上部の炉口
から転炉内部に酸素供給ランスを挿入し、この酸素供給
ランスの先端から鉄浴に酸素ジェットを吹き付けて鉄浴
の脱炭を行っている。かかる脱炭反応によりCOガスが発
生するが、このCOガスは回収されて熱源として使用され
ている。
【0003】従来、このような転炉製鋼法では、一般的
に、湿式集塵機を利用したOG法と呼ばれる排ガス回収
法が広く用いられている。図2は、従来の転炉排ガス回
収法の一例を示す略式説明図である。同図において、1
は転炉、2は酸素供給ランス、3は鉄浴、4はガス回収
煙道さらに5は湿式集塵機であり、COガス、 CO2ガスさ
らにはN2ガスを含む転炉の排ガスは、Feダストを通常1
kg/t程度含んでいるため、ガス回収煙道4を介して湿式
集塵機5に送られ、水を噴霧されて水冷・除塵される。
同図におけるA部は転炉炉口を、B部は集塵機入口を、
C部は水冷後回収部をそれぞれ示しており、A部では、
排ガス温度は約1500℃であってダスト成分は鉄が主体で
ある。B部では、排ガス温度は約1000℃であってダスト
成分は依然鉄が主体である。湿式集塵機5を通過した後
のC部では、排ガス温度は約200℃に低下しダスト成分
は酸化鉄が主体となる。製鋼用の鉄浴は溶銑が主体であ
り、スクラップが10重量%程度併用されることもある。
ただし、場合によっては、転炉1内にコークスや石炭等
の燃料を投入し、スクラップ比率をさらに増加させるこ
ともある。図2において、8は前記燃料の燃料供給孔で
ある。
【0004】このように、転炉吹錬では、炉内供給酸素
ガスによる炭素、鉄分等の酸化により溶解、精錬が行わ
れる。このときに転炉の排ガス中には、図2に示すよう
に、COガスや鉄ダスト等の有用成分が多く含まれてお
り、従来より、これらの有用成分は各々湿式集塵機5を
通過した後に分離・回収されて加熱炉用燃料ガスおよび
高炉用鉄源として使用されていた。
【0005】なお、特開昭63−103016号公報には、転炉
の排ガスのエネルギー効率の向上を目的として、主とし
てCOガスが効率よく発生している吹錬中期に、転炉内に
挿入したサブランスの先端から炉内に水を吹き込みなが
ら溶鋼を酸素吹錬し、水の分解により生ずる水素ガスを
回収する方法が提案されている。この方法は、酸素吹錬
中の転炉内の溶鋼に水を噴霧し、水の熱分解により発生
したH2ガスをCOガスとともに回収し、燃料として再利用
しようとするものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のOG法
では、転炉出口において約1500℃の温度であって100g/N
m3程度の鉄分を含んでいる排ガスの顕熱を、一般的には
有効に活用していない。また、前記鉄分も水により酸化
されて酸化鉄として回収されるため、この酸化エネルギ
ーも有効に使われてはいない。
【0007】さらに、前述のように、転炉の排ガスに
は、COガスの他に CO2ガスやN2ガスといった熱源として
使用することができないガスも含まれており (通常、CO
ガス:70体積%、 CO2ガス:15体積%、N2ガス:15体積
%)、排ガスを再利用する場合、エネルギー効率が低い
という問題があった。
【0008】なお、特開昭63−103016号公報により提案
された方法は、現実には実用化を図ることが困難な方法
である。すなわち、この方法を実施しようとすると、転
炉内の溶鋼に吹き込まれた水は、主として炉内溶鋼と熱
交換してしまい、溶鋼の温度が低下してしまう。現実的
には、この対策として、スクラップ量等を減らして溶鋼
の温度調整を行うことになるが、結局、この方法では溶
鋼中の炭素の酸化熱が水の熱分解に使われて最終的に排
ガス中のH2ガスに置き換わっただけである。したがっ
て、この方法は実用化を図ることができないのである。
【0009】ここに、本発明の目的は、転炉排ガスの顕
熱および排ガス中に含まれる鉄分の酸化反応エネルギー
をより一層有効に活用し、回収転炉ガス量を向上させた
転炉排ガス回収法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】ここに、本発明の要旨と
するところは、ガス回収装置を有する転炉で鉄源を溶解
または吹錬する際に、転炉上に設けられたガス回収煙道
内に水の吹込みを行い排ガス中のFeダストと反応させる
ことにより水素ガスを生成・回収することを特徴とする
転炉排ガス回収法である。上記の本発明において、前記
水の吹込みは、炉内供給酸素ガス1Nm3当り400g未満の水
を霧状に噴霧して行うことが、水素ガスの生成効率の観
点からは望ましい。
【0011】また、本発明において、水素ガスの生成量
を高めるためには、例えば、転炉の炉口から上方20m以
内のガス回収煙道内に、スクラップを装入し、前記スク
ラップの下方から前記水の吹込みを行うことが望まし
い。さらに、前述の本発明それぞれについて、転炉内に
燃料を投入して溶解または吹錬を行うことも本発明にお
いては望ましい。
【0012】
【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。図
1は、本発明にかかる転炉排ガス回収法を模式的に示す
略式説明図であり、図中符号は図2と同様である。図1
において、ガス回収煙道4には、噴霧ノズル6が取り付
けられており、ガス回収煙道4内に水の吹込みを行うこ
とができるように構成されている。なお、7は、ガス回
収煙道4内に装入されたスクラップを示す。
【0013】本発明の最も簡便な態様としては、例え
ば、溶銑を鉄浴として用いる通常の製鋼吹錬において、
吹錬中に噴霧ノズル6からガス回収煙道4内に水の吹込
みを行う。
【0014】図1において、ガス回収煙道4内には、多
量の鉄ダストを含む高温のCOガスが流れており、下記2
種の反応により吹き込まれた水は水素ガスに変換され
る。
【0015】Fe+H2O → FeO+H2・・・・・ CO+H2O → CO2+H2・・・・・ 吹込む水量の上限は、ガス回収煙道4内を流れる高温の
COガス内に水を吹き込めば、当然前記COガスの温度は低
下すること、高温であるほど反応速度が高いこと、およ
び実際的な反応温度域は1500〜1000℃であることから、
排ガスの流量および水吹込み部のガス温度により、決定
される。
【0016】このように、ガス回収煙道4内を流れる高
温のCOガス内に水を吹き込むことにより水素ガスを生成
する反応には、式および式の2種がある。このう
ち、式の反応は、COガスが CO2ガスになるとともに H
2OがH2ガスに変わるものであり、いわば、COガスがH2
スに変わるものである。ところで、転炉の排ガスから
は、前述のようにCOガスも回収している。したがって、
COガスは CO2ガスに酸化させずにCOガスのままで回収し
たい。すなわち、H2ガスを生成させるには、式の反応
を利用することが有利である。
【0017】なお、ダスト中のFeは、従来においても、
最終的には湿式集塵機で FeOになって回収されるのであ
るから、 H2Oの還元によるH2ガスの生成に利用すれば、
その化学エネルギーおよび熱エネルギーを有効にH2ガス
に変換し得たことになる。
【0018】本発明において、ガス回収煙道内に吹込む
水量は、特に限定を要するものではない。排ガスの顕熱
を有効利用するために可及的に転炉に近い位置から水を
吹込むことと仮定する。通常は、転炉の排ガス中には、
100g/Nm3程度のFeが含まれているため、式において反
応する水量は32g/Nm3 となるが、反応平衡上はその約2
倍の水量を必要とする。供給酸素1Nm3当りに換算する
と、約150g/Nm3−O2になる。式の反応は、気体と固体
との反応であり反応時間はガス回収煙道中の高々10秒間
程度であることを考慮すると、水を蒸発・加熱し得る上
限の400g/Nm3−O2を吹込む水の上限としてガス回収煙道
内に吹込み反応を促進させることが望ましい。したがっ
て、吹込み水量の上限 (1000℃以上の水蒸気に変換され
得る水量)の望ましい値は、使用酸素1Nm3当り400gであ
る。
【0019】本発明では、式の反応を、排ガスに含ま
れるFeダストのみを用いて行うのでなく、積極的にFe源
を投入して H2Oと反応させることにより促進することも
有効である。転炉の排ガスは、100g/Nm3程度のFeを含ん
でいるが、前述のように、短時間のうちに全部が反応し
切ることは困難である。そこで、排ガスの顕熱を利用し
て、例えばシュレッダー屑のような比表面積の大きなス
クラップを1000℃以上に加熱してガス回収煙道内にスク
ラップを装入し、該スクラップに高温の水蒸気を当てる
と式の反応が効率的に進行する。具体的には、図1に
示すように、排ガス回収煙道4内の高温部分 (例えば転
炉の炉口から20m以内) にスクラップ7を装入し、その
排ガス上流側から水を噴霧すればよい。水は、直ちに水
蒸気となり、排ガスの流れに乗って高温のスクラップと
接触し、H2ガスに還元される。
【0020】本発明の作用効果は、転炉内に炭材等の燃
料を投入し、酸素で燃焼させながらスクラップを溶解す
る吹錬で、特に顕著になる。送酸加熱時間が長く、熱的
定常状態が長いとともに、時間延長に応じてFeダスト発
生量も多く、熱エネルギーおよび化学反応エネルギーの
回収量が多くなるためである。
【0021】なお、本発明にかかる転炉排ガス回収法
は、鉄鉱石やマンガン鉱石の多配合に対してもスクラッ
プの多配合時と同様な効果を奏することができる。さら
に、本発明を実施例を参照しながら詳述するが、これは
あくまでも本発明の例示であり、これにより本発明が限
定されるものでない。
【0022】
【実施例1】表1に示す組成を有する高炉溶銑およびス
クラップを、図1に示す構成の250t転炉に装入し、本発
明にかかる方法によりガス回収煙道内に水を吹き込んで
溶鋼吹錬を行い、同じく表1に示す組成の溶鋼を得た。
なお、吹錬中に吹き込んだO2使用量は50000Nm3/hr であ
り、吹錬時間は14.5分であった。
【0023】一方、従来例として、同一の組成を有する
高炉溶銑およびスクラップを、250t転炉に装入し、OG
法により溶鋼吹錬を行い、同じく表1に示す組成の溶鋼
を得た。なお、吹錬中に吹き込んだO2使用量は50000Nm3
/hr であり、吹錬時間は14.5分であった。本発明例およ
び比較例について、回収ガス (COガスおよびH2ガス) 量
を測定した。結果を表2にまとめて示す。
【0024】
【表1】
【0025】表2から、本発明によれば、COガス回収量
を低下させずにH2ガスを回収することができたことが明
らかである。
【0026】
【実施例2】表1に示す組成を有する高炉溶銑およびス
クラップを、図1に示す構成の250t転炉に装入するとと
もに、ガス回収煙道内の転炉炉口から8mの位置にシュ
レッダー屑3tをセラミクス製のバケットにより装入し、
本発明にかかる方法によりガス回収煙道内に水を吹き込
んで溶鋼吹錬を行い、同じく表1に示す組成の溶鋼を得
た。なお、吹錬中に吹き込んだO2使用量は50000Nm3/hr
であり、吹錬時間は14.5分であった。
【0027】一方、従来例として、同一の組成を有する
高炉溶銑およびスクラップを、250t転炉に装入し、OG
法により溶鋼吹錬を行い、同じく表1に示す組成の溶鋼
を得た。なお、吹錬中に吹き込んだO2使用量は50000Nm3
/hr であり、吹錬時間は14.5分であった。本発明例およ
び比較例について、回収ガス (COガスおよびH2ガス) 量
を測定した。結果を表3にまとめて示す。
【0028】
【表3】
【0029】表3から、本発明によれば、COガス回収量
を低下させずにH2ガスを回収することができたことが明
らかである。
【0030】
【実施例3】表4に示す組成を有する高炉溶銑およびス
クラップを、図1に示す構成の250t転炉に装入するとと
もに、転炉内にコークスを投入し、本発明にかかる方法
によりガス回収煙道内に水を吹き込んで溶鋼吹錬を行
い、表4に示す組成の溶鋼を得た。吹錬中に吹き込んだ
O2使用量は50000Nm3/hr であり、吹錬時間は14.5分であ
った。
【0031】一方、従来例として、同一の組成を有する
高炉溶銑およびスクラップを、250t転炉に装入し、OG
法により溶鋼吹錬を行い、同じく表1に示す組成の溶鋼
を得た。なお、吹錬中に吹き込んだO2使用量は50000Nm3
/hr であり、吹錬時間は51分であった。本発明例および
従来例について、回収ガス (COガスおよびH2ガス) 量を
測定した。結果を表5にまとめて示す。
【0032】
【表4】
【0033】
【表5】
【0034】表3より、本発明によりCOガスの回収量を
殆ど低下させずにH2ガスの回収量を大幅に増加させるこ
とができたことがわかる。
【0035】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
転炉排ガスの顕熱および排ガス中に含まれる鉄分の酸化
反応エネルギーを一層有効に活用し、回収転炉ガス量を
向上させた転炉排ガス回収法を提供することが可能とな
った。かかる効果を有する本発明の意義は極めて著し
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる転炉排ガス回収法を示す略式説
明図である。
【図2】従来の転炉排ガス回収法 (OG法) を示す略式
説明図である。
【符号の説明】
1:転炉 2:酸素供給ランス 3:鉄浴 4:ガス回収煙道 5:湿式集塵機 6:噴霧ノズル 7:スクラップ 8:燃料供給孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス回収装置を有する転炉で鉄源を溶解
    または吹錬する際に、転炉上に設けられたガス回収煙道
    内に水の吹込みを行い排ガス中のFeダストと反応させる
    ことにより水素ガスを生成・回収することを特徴とする
    転炉排ガス回収法。
  2. 【請求項2】 前記水の吹込みは、炉内供給酸素ガス1N
    m3当り400g未満の水を噴霧して行う請求項1記載の転炉
    排ガス回収法。
  3. 【請求項3】 ガス回収煙道内にスクラップを装入し、
    前記スクラップの下方から前記水の吹込みを行うことを
    特徴とする請求項1または請求項2記載の転炉排ガス回
    収法。
  4. 【請求項4】 さらに、転炉内に燃料を投入して溶解ま
    たは吹錬を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項
    3のいずれかに記載の転炉排ガス回収法。
JP27134291A 1991-10-18 1991-10-18 転炉排ガス回収法 Withdrawn JPH05105929A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109750130A (zh) * 2019-03-26 2019-05-14 东北大学 一种强化钒钛矿高炉冶炼的系统及方法
CN109880961A (zh) * 2019-03-26 2019-06-14 东北大学 转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法
CN109971913A (zh) * 2019-03-26 2019-07-05 东北大学 一种近零排放的钢产烟气余热回收系统

Cited By (5)

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CN109880961B (zh) * 2019-03-26 2020-07-17 东北大学 转炉烟气处理和还原全钒钛球团的复合系统和方法

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Effective date: 19990107