JPH0543924A - 2次燃焼吹錬方法 - Google Patents

2次燃焼吹錬方法

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JPH0543924A
JPH0543924A JP22952891A JP22952891A JPH0543924A JP H0543924 A JPH0543924 A JP H0543924A JP 22952891 A JP22952891 A JP 22952891A JP 22952891 A JP22952891 A JP 22952891A JP H0543924 A JPH0543924 A JP H0543924A
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JP
Japan
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secondary combustion
molten iron
reaction
slag foaming
oxygen
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Withdrawn
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JP22952891A
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English (en)
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Hideyuki Hirabashi
英行 平橋
Kiminori Hajika
公則 羽鹿
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱C反応により生成するCOガスの2次燃焼
反応の促進を図ると共に、2次燃焼反応によって生じた
熱を鋼浴に効率良く伝えることのできる2次燃焼吹錬方
法を提供する。 【構成】 溶融鉄処理炉中の溶鉄を吹錬すると共に非ガ
ス2次燃焼を行なって溶鉄の温度を高める2次燃焼吹錬
方法において、スラグフオーミングの上面レベルが適切
は範囲内にある様に制御しつつ2次燃焼反応を進行させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉や溶銑予備処理炉
等の溶融鉄処理炉の操業において、特に脱炭反応により
生成するCOガスの2次燃焼によって生じる熱を溶鉄に
効率よく伝えて熱補償を増進する方法の改良に関するも
のである。尚以下の説明では、転炉操業を主体にして説
明を進める。
【0002】
【従来の技術】転炉操業においては、溶銑表面に酸素ガ
スを噴射することによって脱Cおよび溶銑温度の上昇を
遂行すると共に、炉内にCaO等の精錬剤を投入して脱
P・脱S処理を行なっている。そしてこのときの鋼浴中
のCの約95%は、下記(2) 式の反応によって脱Cされ
る。 C+1/2 O2 =CO+33.0 kcal/mol … (2) 近年上記反応によって発生したCOガスを、炉内で2次
燃焼反応[下記(3)式]を進行させ、炉内に形成される
高温フレームの熱を溶鋼に伝達して熱補償を行なう技術
が開発されている。 C+1/2 O2 =CO2 +66.5 kcal/mol … (3)
【0003】図2は転炉操業の概要を示す断面説明図で
あり、図中1は転炉,2は鋼浴層,3は吹錬用酸素ラン
ス(上吹きランス),4は脱C用酸素ジェット領域,5
は2次燃焼用酸素領域,6は2次燃焼フレーム,7はス
ラグ層を夫々示している。上記2次燃焼反応を酸素ラン
ス3を用いて進行させる為の方法としては、下記の様な
2つの方法が提案されている。
【0004】まず第1の方法としては、精錬用酸素ガス
の送酸条件を調整する方法である。この方法は具体的に
は、酸素ランス3からの送酸速度を低下させたり、酸素
ランス3の高さを上昇したりすることによって、ソフト
ブロー化する方法である。
【0005】第2の方法としては図3に示す様に、酸素
ランス3に精錬用酸素ガスを供給する主孔8以外に副孔
9を配置し、この副孔によって図2に示した2次燃焼用
酸素領域5および2次燃焼フレーム6を形成する方法で
ある。尚副孔を設ける方法は、副孔からの酸素ガスを、
主孔からの酸素ガスとは独立して流量制御する場合と、
全く制御しない場合とがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで転炉内で上記
2次燃焼を進行させる場合、(a) 上記(3) 式で示される
2次燃焼反応の進行を促進すること、および(b) 2次燃
焼反応によって発生した熱の鋼浴への着熱効率の向上を
図ること、の2つの要件を同時に満足する必要がある。
例えば副孔を備えた酸素ランス3を用いて2次燃焼反応
を進行させる場合、着熱効率の向上を図るという観点か
らすれば、副孔からの2次燃焼フレーム6を鋼浴層2に
できるだけ接近させることが有効である。また転炉内は
反応ガス発生による上昇流が形成されており、2次燃焼
フレーム6が転炉上方部に移動し易い傾向を示し、炉体
上方部の煉瓦溶損を防止するという観点からしても、2
次燃焼フレーム6を鋼浴層2上に接近させる必要があ
る。
【0007】しかしながら2次燃焼フレーム6を鋼浴層
2上に接近し過ぎると、2次燃焼反応によって発生した
CO2 ガスが、主孔からの酸素ジェット流に巻き込まれ
易くなる。即ち主孔からの酸素ジェットは非常に高速で
吹き込まれているのでジェット流周辺のガスを非常に巻
き込み易く、2次燃焼フレーム6を鋼浴層2上に接近す
ればするほどCO2 ガスが巻き込まれ易くなる。その結
果、鋼浴層2の表面において、下記(4) 式で示される還
元反応(冷却反応)が進行し、却って(1) 2次燃焼率の
低下や、(2) 冷却反応の進行による鋼浴温度の低下、等
の好ましくない事態を招く。 C+CO2 =2CO−33.5kcal/mol … (4)
【0008】また着熱効率を高めると共に、生成したC
2 ガスが主孔からの酸素ジェット流に巻き込まれるの
を防止するという観点から、スラグフォーミングを過剰
に形成することも考えられるが、そうすると2次燃焼反
応が進行する為の炉内空間が不足し、2次燃焼率の低下
といった問題が発生する。
【0009】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、脱C反応より生成するC
Oガスの2次燃焼反応の促進を図ると共に、2次燃焼反
応によって生じた熱を鋼溶効率良く伝えることのできる
2次燃焼吹錬方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る2次燃焼吹錬方法の構成は、溶融
鉄処理炉中の溶融鉄を吹錬すると共に非ガス2次燃焼を
行なって溶鉄の温度を高める2次燃焼吹錬方法におい
て、スラグフォーミングの上面レベルを、下記(1) 式が
満足される様に制御しつつ2次燃焼反応を進行させる点
に要旨を有するものである。 OH−3/4 LH≦SH≦OH+LH … (1) 但し、 SH:一定の基準点からのスラグフォーミング上面レベ
ルの絶対高さ OH:上記基準点からの酸素ランス先端の絶対高さ LH:酸素ランス先端と溶湯表面間の距離
【0011】
【作用】本発明者らは、上記の様な問題を発生させるこ
となく、(a) 2次燃焼反応の促進、および(b) 着熱効率
の向上、という2つの要件を満足させることができ、安
定して効率の良い熱補償を実施することのできる条件に
ついて様々な角度から検討した。その結果、吹錬中のス
ラグフオーミングの上面レベルを常時検出し、この上面
レベルSHが所定の範囲内に入る様に制御しつつ操業す
れば、上記の目的が見事に達成されることを知った。尚
本発明を実施するに当たっては、必ずしも上面レベルが
全吹錬期間の全域において所定の範囲内に入る必要はな
く、全吹錬期間の60%以上が上記範囲内にあれば、本発
明の目的が達成される。また本発明を実施する為の2次
燃焼法としては、前述した様な(A) 精錬用酸素ガス(主
孔)の送酸条件を調整する方法、(B) 酸素ランス精錬用
酸素ガスを供給する主孔以外に副孔を設置して2次燃焼
反応を進行させる方法、のいずれの方法をも採用できる
が、後者の方法を採用する方がより大きな効果が得られ
る。
【0012】図1は本発明の構成を説明する為の転炉の
断面図であり、図中SH,OH,LH等は前述した通り
であり、その他図2と対応する部分には同一の参照符号
を付してある。尚図1は非吹錬時を仮想的に示したもの
であるが、吹錬時においても同様である。即ち吹錬時に
は図2に示されるように酸素ガスジェット下方向のスラ
グおよび鋼浴層は横に押し退けられ、厚みは薄くなって
いるのであるが、この場合においても炉内における平均
的なスラグフォーミングレベルおよび鋼浴レベルは図1
に示すようになっているのである。
【0013】本発明においては、まず上記SHを(OH
+LH)以下とする必要がある。この条件を満足するこ
とによって、2次燃焼反応を進行させる為の空間が確保
され、2次燃焼率を高めることができる。
【0014】一方上記SHは、(OH−3/4 LH)以上
とする必要があり、この様に制御することによって、2
次燃焼反応によって発生したCO2 ガスが、主孔からの
酸素ジェット流に巻き込まれるのを、スラグ相の存在に
よって防止することができる。その結果、前記(4) 式で
示した還元反応が進行するのを防ぐことができ、2次燃
焼率の低下や鋼浴温度低下等の好ましくない事態の発生
が防がれる。またCO2 が酸素ジェット流に巻き込まれ
るということが少なくなるので、(a) 副孔から2次燃焼
フレームを鋼浴面の近傍に形成させて発生熱の鋼浴への
着熱効率を高めることができる、(b) 2次燃焼フレーム
の下方に存在するスラグが、2次燃焼によって発生した
熱を効率良く鋼浴に伝える伝熱媒体として作用し、着熱
効率を向上させる等の効果が得られる。更に本発明で
は、主孔からの酸素ジェット流はスラグ相とまず衝突し
た後鋼浴面に達するため、ソフトブローとなり、主孔か
らの酸素ガスによる2次燃焼率の向上が図れるという効
果も発揮される(一般にソフトブロー化するほど2次燃
焼率は上昇する)。
【0015】尚本発明を実施するに当たっては、スラグ
フオーミングレベルを検出すること、および該検出値に
基づいてスラグフオーミングレベルを本発明で規定する
範囲内に制御すること等が前提となるが、これらの方法
については下記に示す様なものがある。 (i) スラグフオーミングレベルの検出方法 (a) 酸素ランス振動状態より検出する方法 (b) マイクロ波レベル計を用いて検出する方法 等があり、すでに技術的に確立している(例えば本発明
者らが提案した特開平2-149610号)。
【0016】(ii)スラグフオーミングレベルの制御方法 (a) スラグフオーミング促進剤(ホタル石等),スラグ
フオーミング抑制剤(炭剤等)を炉内に投入して制御す
る方法。 (b) 送酸条件(主として、主孔からの精錬用酸素)の変
更による方法(即ちソフトブローにより、スラグフオー
ミングは促進され、ハードブローにより、スラグフオー
ミングは抑制される) 等があげられる。
【0017】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいず
れも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0018】
【実施例】スラグフオーミングレベル制御を行なう場合
(本発明)と、制御を行なわない場合(従来法)の夫々
について、転炉で2次燃焼操業を実施し、2次燃焼率お
よび着熱効率の比較を行なった。尚操業条件は下記の通
りである。
【0019】(共通条件) (A) 酸素ランス 下記の様な酸素ランスを用いた。 主孔ノズル…ノズル数:6孔 ノズル角度(ランス本体先端方向となす角度):12度 副孔ノズル…ノズル数:10孔 ノズル角度:30度 尚副孔ノズルの送酸条件は、主孔ノズルの送酸条件と独
立に制御できる様にした。 (B) 吹錬条件 (a) 下記表1に示す溶銑条件および吹止条件にて連続し
て吹錬を実施した。尚吹錬中は底吹きガス(Ar)を65
0Nm3/時(一定)で流した。
【0020】
【表1】
【0021】(b) 主原料装入量 処理溶銑量 :95トン スクラップ量:5トン (C) 溶滓条件 CaO:7.6kg/トン 軽焼ドロマイト:5.3kg/トン ケイ石:2.2kg/トン ホタル石:0.5kg/トン を前装入にて添加した。
【0022】(非共通条件) (A) 送酸条件 主孔ノズルからの送酸速度…従来法:18000Nm3/ 時の一
定とした。 本発明:15000 〜21000Nm3/ 時(後述の要領で調整し
た) 副孔ノズルからの送酸速度…従来法,本発明とも4100Nm
3/時の一定とした。 (B) スラグフオーミングレベルの検出・制御 本発明では、ロードセルにより酸素ランスの振動状態を
測定し、特開平2-149610号に示した方法によってスラグ
フオーミングレベルを検出すると共に、前記(1) 式を満
足する様に、下記の2通りの方法によってスラグフオー
ミングレベルの制御を行なった。 (a) スラグフオーミング促進剤(ホタル石50kg/回)、
スラグフオーミング抑制剤(黒鉛100kg/回)の炉内投入 (b) 送酸速度(主孔からの精錬用酸素)の変更(具体的
には、スラグフオーミングが促進時に、15000Nm3/時に
修正し、スラグフオーミング抑制時に21000Nm3/時に修
正し、スラグフオーミング調整が不要な時は18000Nm3
時に維持した)
【0023】上記制御の結果、本発明ではスラグフオー
ミングの上面レベルは、全吹錬期間中の約90%以上は、
前記(1) 式で示す範囲内に制御できた。尚前記(1) 式に
おけるOH,LHは本発明,従来法ともに下記の通りと
した。 OH:3.85m(基準点は、転炉炉底鉄皮外側の最下端部と
した、前記図1参照) LH:2.00m (一定)
【0024】(実験結果)その結果を表2に示す。尚表
2中2次燃焼率は、排ガス煙道にて(転炉はOG方
式)、排ガス組成(CO,CO2 ,N2 ,O2 ,Ar
等)の吹錬中の連続サンプリング,分析を実施すること
により求めた(転炉炉口部分からの空気の巻き込みによ
る影響は換算,補正した)。また着熱効率は、炉内反応
の熱収支計算を、実績値を用いて実施することによって
算出した。尚実験は本発明,比較例ともに連続して70チ
ャージずつ実施し、実験前後での炉口部耐火物の平均溶
損速度(レーザ光線を利用する方法による)についても
測定した。
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、次に列
挙する様な効果が得られた。 (1) 2次燃焼反応を進行させる為の炉内空間を確保する
と共に、鉄浴面でのCO2 の還元反応の進行を防止する
ことによって、従来法よりも安定して高い2次燃焼率を
得ることができる様になった。 (2) 2次燃焼フレームを鉄浴に接近して形成できると共
に、前記還元反応(冷却反応)の進行を防止することに
よって、着熱効率を向上できた。 (3) 2次燃焼フレームの直下に存在するスラグ相が、熱
を効率良く伝える伝熱媒体として作用することによっ
て、着熱効率が向上する。 (4) 2次燃焼用副孔から吹き込まれた2次燃焼用酸素ガ
スが、炉口周辺で燃焼するのを防止できるので、従来法
では発生していた炉口部耐火物の溶損の問題も防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を説明する為の転炉の断面図であ
る。
【図2】転炉操業の概要を示す断面説明図である。
【図3】酸素ランス3の先端部付近の拡大図である。
【符号の説明】
1 転炉 2 鋼浴層 3 酸素ランス 4 脱C用酸素ジェット領域 5 2次燃焼用酸素領域 6 2次燃焼フレーム 7 スラグ層 8 主孔 9 副孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融鉄処理炉中の溶融鉄を吹錬すると共
    に排ガス2次燃焼を行なって溶鉄の温度を高める2次燃
    焼吹錬方法において、スラグフォーミングの上面レベル
    を、下記(1) 式が満足される様に制御しつつ2次燃焼反
    応を進行させることを特徴とする2次燃焼吹錬方法。 OH−3/4 LH≦SH≦OH+LH … (1) 但し、 SH:一定の基準点からのスラグフォーミング上面レベ
    ルの絶対高さ OH:上記基準点からの酸素ランス先端の絶対高さ LH:酸素ランス先端と溶鉄表面間の距離
JP22952891A 1991-08-15 1991-08-15 2次燃焼吹錬方法 Withdrawn JPH0543924A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0723023A1 (en) * 1995-01-19 1996-07-24 LTV STEEL COMPANY, Inc. Controlled foamy slag process
EP0735147A1 (de) * 1995-03-30 1996-10-02 VOEST-ALPINE STAHL Donawitz GmbH (HRB Nr. 502) Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung des Schaumschlackenvolumens in einem metallurgischen Gefäss
US5885323A (en) * 1997-04-25 1999-03-23 Ltv Steel Company, Inc. Foamy slag process using multi-circuit lance
AU2011360560B2 (en) * 2011-02-22 2015-11-05 Mitsubishi Power, Ltd. Combustion device

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