JPH07146072A - Cupola type scrap melting furnace - Google Patents

Cupola type scrap melting furnace

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Publication number
JPH07146072A
JPH07146072A JP29339993A JP29339993A JPH07146072A JP H07146072 A JPH07146072 A JP H07146072A JP 29339993 A JP29339993 A JP 29339993A JP 29339993 A JP29339993 A JP 29339993A JP H07146072 A JPH07146072 A JP H07146072A
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JP
Japan
Prior art keywords
cupola
scrap
coke
furnace
tuyere
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29339993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Naito
内藤誠章
Asao Hatanaka
圃中朝夫
Masanori Iwase
岩瀬正則
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH07146072A publication Critical patent/JPH07146072A/en
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

PURPOSE:To reduce a cost by using low-cost coke for a blast furnace as compared with coke for casting and to use an entire amount of scraps irrespective of a shape and a size by forming a main section of a cupola type scrap melting furnace of a cupola and a forehearth. CONSTITUTION:A cupola type scrap melting furnace comprises a cupola 1 and a forehearth 2 as main sections. The cupola 1 has a primary tuyere 3 disposed at a lower stage to suck hot air and pulverized coal, a secondary tuyere 4 disposed at an upper stage to feed the hot air, and a scrap charging inlet 6 arranged at an upper part. The hearth 2 has a scrap charging inlet 5 and carbon agent and flap blowing nozzle 8 disposed at an upper part, and a bottom diffusing agitating plug 9 disposed at a lower part. Further, a burner 7 is disposed near the inlet 5. Scraps of arbitrary shape and size are charged from the inlets 5, 6, and low-cost coke for a blast furnace as compared with coke for casting is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はキュポラ型のスクラップ
溶融炉に係わり、特にスクラップ形状、大きさによらず
溶融可能で、溶湯品質を制御し、かつ低コークス比で熱
効率を高くしてスクラップを溶融することができる溶湯
を製造するスクラップ溶融炉に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cupola-type scrap melting furnace, which is capable of melting regardless of the scrap shape and size, controls the quality of the molten metal, and enhances the thermal efficiency with a low coke ratio to reduce scrap. The present invention relates to a scrap melting furnace for producing a melt that can be melted.

【0002】[0002]

【従来の技術】竪型炉によるスクラップ溶融プロセスと
して、キュポラ法がある。キュポラ法は炉上部からスク
ラップとコークスを層状または混合して装入するもの
で、送風温度500℃前後の1段羽口の熱風キュポラと
常温送風による2段羽口の冷風キュポラがあり、両キュ
ポラとも、コークス品質はC92%、灰分8%程度、粒
度150mm以上の高価格の鋳物用コークスが必要とさ
れている。
2. Description of the Related Art As a scrap melting process in a vertical furnace, there is a cupola method. In the cupola method, scrap and coke are charged in layers or mixed from the upper part of the furnace, and there are hot-air cupola with one-stage tuyere with a blast temperature of around 500 ° C and cold-air cupola with two-stage tuyere by normal temperature blasting. At the same time, a high-cost foundry coke having a coke quality of C92%, an ash content of about 8%, and a grain size of 150 mm or more is required.

【0003】鋳物屑・型銑の装入比率30〜60%(ス
クラップ70〜40%)使用で、鋳物用コークス使用の
場合で、燃料比120〜140kg/t程度であり、2
次燃焼率ηCO(=CO2 /(CO+CO2 ))は、熱風
キュポラで40%前後、2段羽口・冷風キュポラの場合
で50%前後で操業されている。この2次燃焼率は
(1)式のC燃焼反応に続く(2)式の進行度合によっ
て影響を受ける。
When a casting scrap / mold pig charging ratio of 30 to 60% (scrap 70 to 40%) is used and a coke for casting is used, the fuel ratio is about 120 to 140 kg / t.
The secondary combustion rate η CO (= CO 2 / (CO + CO 2 )) is around 40% in the hot air cupola and around 50% in the case of the two-stage tuyere / cold air cupola. This secondary combustion rate is affected by the degree of progress of equation (2) following the C combustion reaction of equation (1).

【0004】 C+O2 →CO2 +97000kcal/(kmol・C) …(1) C+CO2 →2CO−38200kcal/(kmol・C) …(2) 粒度60mm以下の高炉用コークスを使用する場合、吸
熱反応である(2)式の反応進行が速いため、2次燃焼
率ηCOは確実に低下し、スクラップの溶融性は悪化す
る。そのため、従来技術では、(2)式の反応速度を遅
くすることを目的として、粒度150mm以上の高価格
の鋳物用コークスが必要とされた。
C + O 2 → CO 2 +97,000 kcal / (kmol · C) (1) C + CO 2 → 2CO-38200 kcal / (kmol · C) (2) When a coke for a blast furnace having a particle size of 60 mm or less is used, an endothermic reaction occurs. Since the reaction progress of a certain equation (2) is fast, the secondary combustion rate η CO surely decreases, and the meltability of scrap deteriorates. Therefore, in the prior art, for the purpose of slowing down the reaction rate of the equation (2), a high-cost foundry coke having a particle size of 150 mm or more was required.

【0005】また、2次燃焼率の向上を狙った2段羽口
・常温送風キュポラの場合、2次送風により、(3)式
の反応の促進を狙ったものであるが、常温送風で酸素富
化率3%以下の操業のため1次羽口部での羽口前温度は
低く、通常操業ではCを含有する低融点の鋳物屑や型銑
を40〜60%(スクラップ使用比率60〜40%)使
用せざるを得ない。
In the case of a two-stage tuyere / normal temperature blow cupola aimed at improving the secondary combustion rate, the secondary blow is intended to promote the reaction of the formula (3). The pre-tuyere temperature at the primary tuyere is low due to the operation with an enrichment rate of 3% or less, and in the normal operation, 40 to 60% of C-containing low melting point casting scraps and mold pigs (scrap use ratio 60 to 40%) I have no choice but to use it.

【0006】 CO+1/2O2 →CO2 +67590kcal/(kmol・CO) …(3) このように、現状キュポラの場合、高炉用コークスの使
用ならびにスクラップ全量使用操業は厳しい状況にあ
る。
CO + 1 / 2O 2 → CO 2 +67590 kcal / (kmol · CO) (3) As described above, in the case of the present cupola, the use of blast furnace coke and the operation of using the entire amount of scrap are severe.

【0007】高炉用コークスを使用することを目的とし
て、特開平3−111505号公報では、2次羽口を有
するキュポラ型溶融炉において、2次送風羽口の吹込み
方法を改善する方法が提案されている。これは、2次羽
口レベル面より上方に装入された次回溶融用のコークス
の過熱にともなうカーボンソルーション反応を抑制する
ために、支燃性ガスに代えて不活性のキャリアーガス、
例えばN2 を用いて粉状の石灰石および/または鉄鉱石
をそれぞれ吹き込むことを特徴とする。実施例から判断
すると、2次燃焼率の変動は少なくなり、ソルーション
ロス反応の減少には寄与するが、その値は45%程度で
あり、鋳物用コークス使用時の現行キュポラの操業範囲
内にほぼ等しい。操業的には、2次送風量を時間あるい
はスクラップ層降下に合わせて調節するという繁雑さが
ある。
For the purpose of using coke for a blast furnace, Japanese Patent Laid-Open No. 3-111505 proposes a method for improving the blowing method of the secondary blowing tuyere in a cupola type melting furnace having a secondary tuyere. Has been done. This is an inert carrier gas instead of the combustion-supporting gas in order to suppress the carbon solution reaction due to the overheating of the coke for the next melting, which is charged above the secondary tuyere level surface,
For example, N 2 is used to blow powdery limestone and / or iron ore, respectively. Judging from the examples, the fluctuation of the secondary combustion rate is small and contributes to the reduction of the solution loss reaction, but the value is about 45%, which is almost within the operating range of the current cupola when the coke for casting is used. equal. Operationally, there is the complexity of adjusting the secondary air flow rate according to time or scrap layer fall.

【0008】また、コークス比を低減する目的で、微粉
炭を利用したスクラップ溶融法が特開平1−19522
5ならびに特開平2−157590号公報に提案されて
いる。
In order to reduce the coke ratio, a scrap melting method using pulverized coal is disclosed in JP-A-1-19522.
5 and JP-A-2-157590.

【0009】両者とも、炉内にはレースウエイが生成し
ない条件であるため、微粉炭燃焼空間を確保するため、
燃焼塔もしくは燃焼室が特別に設置されており、燃焼時
に生じるヒートロスならびに耐火物の寿命が問題とされ
ている。
In both cases, since raceway is not generated in the furnace, in order to secure the pulverized coal combustion space,
Combustion towers or combustion chambers are specially installed, and heat loss generated during combustion and life of refractories are problems.

【0010】また、水冷壁部材を有する竪形の炉を精錬
炉として使用したEOF法は、竪形炉中で、浴面の下方
側面に配置されたノズルから酸素、浴面の上方側面に配
置されたバーナーを経てオイル/微粉炭が酸素と一緒に
吹込まれ、その上に配置された吹込みノズルで富化され
た熱風で完全燃焼された廃ガスが炉上に配置された屑鉄
を予熱する。予熱温度は最高800℃程度で、直立炉に
不連続に装入される構造となっている。
In the EOF method using a vertical furnace having a water cooling wall member as a refining furnace, oxygen is supplied from a nozzle arranged on the lower side of the bath surface to the upper side of the bath surface in the vertical furnace. Oil / pulverized coal is blown together with oxygen through the burner, and the exhaust gas completely burned by the hot air enriched by the blowing nozzle placed above preheats the scrap iron placed on the furnace . The preheating temperature is about 800 ° C at the maximum, and the structure is such that the preheating furnace is discontinuously charged.

【0011】問題点としては、屑鉄の予熱装置の複雑な
構造や不連続的な装入法のため、廃ガス温度が変動する
ことが挙げられる。
The problem is that the waste gas temperature fluctuates due to the complicated structure of the scrap iron preheating device and the discontinuous charging method.

【0012】キュポラ操業で使用するスクラップ粒度に
ついては、ガス流安定化など操業を安定させる限界スク
ラップ粒度として、キュポラ炉口径の約1/3以下が適
当と考えられている。
Regarding the scrap grain size used in the cupola operation, it is considered appropriate that the limit scrap grain size for stabilizing the operation such as gas flow stabilization is about 1/3 or less of the cupola furnace diameter.

【0013】また、石野亨(鋳鍛造と熱処理、7(19
91),p3)のキュポラに関する解説によると、シャ
フト炉と前炉を組合わせた構造のガスキュポラが旧ソ連
で開発されているが、この炉はコークスを使用しない構
造であり、また、スクラップ装入口はキュポラ炉頂部1
箇所で、前炉にはない。
Toru Ishino (casting and forging and heat treatment, 7 (19
According to the explanation of the cupola in 91), p3), a gas cupola with a structure combining a shaft furnace and a former furnace was developed in the former Soviet Union, but this furnace has a structure that does not use coke, and also has a scrap charging port. Is the cupola furnace top 1
There is no place in the front furnace.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、高炉用
コークスを使用し、かつスクラップを全量使用する操業
は難しく、またスクラップの形状についても、キュポラ
炉口径の1/3以下のサイズが適切と判断されているよ
うに、使用できるスクラップの形状・大きさには制限が
あった。
In the prior art, it is difficult to use the blast furnace coke and use the entire amount of scrap, and the shape of the scrap is not more than 1/3 of the cupola furnace diameter. As judged, there was a limit to the shape and size of scrap that could be used.

【0015】また、微粉炭を利用したスクラップ溶融法
については、微粉炭を直接スクラップあるいはコークス
充填層内に吸込むのではなく、燃焼空間を確保する専用
燃焼塔もしくは燃焼室が設置されている。この場合、ヒ
ートロスや耐火物の寿命などが問題とされている。
Further, in the scrap melting method using pulverized coal, a dedicated combustion tower or a combustion chamber for ensuring a combustion space is installed instead of directly sucking the pulverized coal into the scrap or the coke packed bed. In this case, heat loss and life of refractory materials are problems.

【0016】また、溶湯品質についても、溶湯中Sは高
いレベルにあることが問題とされている。
Regarding the quality of the molten metal, it is also a problem that S in the molten metal is at a high level.

【0017】本発明はキュポラ型のスクラップ溶融炉に
おいて、高炉用コークスの使用ならびに一般炭を使用し
てコストの低減を図り、また2次燃焼率を向上させてス
クラップ予熱・溶融性の向上、高熱効率下で生産性を高
く維持するだけでなく、スクラップ形状、大きさによら
ず使用でき、溶湯品質の制御が可能なスクラップ溶融法
が実施できるキュポラ型溶融炉を提供することにある。
In the cupola-type scrap melting furnace, the present invention aims to reduce the cost by using blast furnace coke and steam coal, and also improves the secondary combustion rate to improve scrap preheating / melting property and high heat. It is an object of the present invention to provide a cupola-type melting furnace that not only maintains high productivity under efficiency, but can be used regardless of scrap shape and size, and that can carry out a scrap melting method capable of controlling molten metal quality.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、その要旨は (1)キュポラと前炉から構成されることを特徴とする
キュポラ型スクラップ溶融炉。
The present invention is to solve the above-mentioned problems, and the gist thereof is (1) a cupola-type scrap melting furnace characterized by comprising a cupola and a pre-furnace.

【0019】(2)キュポラが上下2段の羽口を有し、
下段が熱風および微粉炭吹込み用の1次羽口で、上段が
熱風送風用の2次羽口からなることを特徴とする前記
(1)項記載のキュポラ型スクラップ溶融炉。
(2) The cupola has upper and lower tuyeres,
The cupola-type scrap melting furnace according to (1) above, wherein the lower stage is a primary tuyere for blowing hot air and pulverized coal, and the upper stage is a secondary tuyere for blowing hot air.

【0020】(3)前炉の上部にスクラップ装入口と燃
焼バーナー及び炭剤・フラックス吹込みノズルを有し、
前炉下部に底吹き撹拌用プラグを有することを特徴とす
る前記(1)または(2)項記載のキュポラ型スクラッ
プ溶融炉、である。
(3) A scrap charging port, a combustion burner, and a carbonizing agent / flux blowing nozzle are provided in the upper part of the front furnace,
The cupola-type scrap melting furnace according to the above (1) or (2), characterized in that it has a bottom-blown stirring plug in the lower part of the front furnace.

【0021】即ち本発明は任意形状・大きさのスクラッ
プを使用できるようにするため、キュポラと前炉の双方
にスクラップ装入口を設け、キュポラ炉口径の1/3よ
り大きなスクラップについては、前炉で投入する構成と
する。また、高炉用コークスの使用を可能とするため、
キュポラ操業では低コークス比操業と指向し、1次羽口
部からの微粉炭多量吹込みを考慮する。またスクラップ
全量使用を目的として、2段羽口を採用して2次燃焼率
を高め、熱風送風を用いてスクラップ溶融性を確保す
る。
That is, in the present invention, in order to enable the use of scraps of arbitrary shape and size, scrap inlets are provided in both the cupola and the forehearth, and for scraps larger than 1/3 of the cupola furnace diameter, the forehearth is used. It is configured to be thrown in. Also, to enable the use of blast furnace coke,
The cupola operation is oriented toward low coke ratio operation, and a large amount of pulverized coal injected from the primary tuyere is considered. For the purpose of using the entire amount of scrap, a two-stage tuyere is adopted to increase the secondary combustion rate, and hot air blowing is used to secure scrap meltability.

【0022】溶湯品質の制御については、浸炭促進材と
して微粉炭を直接溶湯内に吹き付けるインジェクション
ノズルを設置し、またこのノズルではフラックス吹込み
を考慮し、炉底ガス吹込みによる溶湯・スラグ撹拌も加
味することにより、例えばS低下など溶湯品質の制御を
行えるようにした。
In order to control the quality of the molten metal, an injection nozzle for spraying pulverized coal directly into the molten metal as a carburizing accelerator is installed, and in consideration of the flux blowing, the nozzle is also used to stir the molten metal and slag by injecting the bottom gas. By adding it, the quality of the molten metal can be controlled by, for example, decreasing S.

【0023】本発明は、キュポラと前炉を一体型とする
ことにより、任意の形状のスクラップを使用でき、溶湯
品質制御も可能で、かつ原料コスト低減のため、高炉用
コークス、スクラップの全量使用を可能とするキュポラ
型スクラップ溶融炉である。
The present invention makes it possible to use scrap of any shape by integrating the cupola and the forehearth so that the quality of the molten metal can be controlled and the cost of raw materials can be reduced. This is a cupola-type scrap melting furnace that enables

【0024】[0024]

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0025】図1は本発明の実施例キュポラ型スクラッ
プ溶融炉の概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a cupola type scrap melting furnace according to an embodiment of the present invention.

【0026】任意形状・大きさのスクラップを使用でき
るようにするため、キュポラ1と前炉2の双方にスクラ
ップ装入口5,6を設ける。
In order to be able to use scraps of arbitrary shape and size, scrap charging ports 5 and 6 are provided in both the cupola 1 and the forehearth 2.

【0027】キュポラ操業では、ガス流安定化など操業
を安定させる限界スクラップ粒度は、キュポラ炉口径の
約1/3以下であり、この粒度のスクラップについては
従来通り、キュポラに装入する。これにより大きなスク
ラップについては、前炉において、キュポラで生成され
た溶湯・スラグ浴中に直接投入する。
In the cupola operation, the limit scrap grain size for stabilizing the operation such as gas flow stabilization is about 1/3 or less of the cupola furnace diameter, and the scrap of this grain size is charged into the cupola as usual. As a result, large scraps are directly charged into the molten metal / slag bath produced by the cupola in the front furnace.

【0028】大型スクラップの溶融性を担保する方法と
して、連続的に生成されるキュポラ溶湯による溶湯顕熱
が利用される。出銑口はキュポラから排出される溶湯が
前炉でのスクラップ溶融により混合されて出てくるよう
に、図1のように配置されている。溶融性を良好とする
ためには、キュポラ溶湯・スラグ温度は極力高いほうが
望ましく、できれば1530℃程度を目標とする。また
大型スクラップの溶融性を促進する方法として、前炉下
部からの酸素インジェクション、前炉上部・燃焼バーナ
ーによる2次燃焼率向上に伴う燃焼熱を利用する。その
場合、溶湯中Cの燃焼による溶湯中C低下を補給するた
め、浸炭材として微粉炭を使用し、前炉上部インジェク
ションノズルより溶湯中へ吹込む方法を採用する。
As a method for ensuring the meltability of large-scale scrap, the sensible heat of molten metal produced by the continuously-generated cupola molten metal is used. The tap hole is arranged as shown in FIG. 1 so that the molten metal discharged from the cupola comes out after being mixed by scrap melting in the previous furnace. In order to improve the meltability, it is desirable that the cupola molten metal / slag temperature is as high as possible, and if possible, the target is about 1530 ° C. As a method for promoting the meltability of large-scale scrap, the oxygen injection from the lower part of the front furnace and the combustion heat associated with the improvement of the secondary combustion rate by the upper part of the front furnace and combustion burner are used. In that case, in order to replenish the decrease in C in the molten metal due to the combustion of C in the molten metal, a method of using pulverized coal as a carburizing material and blowing it into the molten metal from the front furnace upper injection nozzle is adopted.

【0029】つぎに、高炉用コークスを使用するための
方法について説明する。
Next, a method for using the blast furnace coke will be described.

【0030】高炉用コークスは粒度が60mm以下と鋳
物用コークス150mm程度に比べ小さいため、反応性
が高く、2次燃焼率を低下させる方向にあるが、これを
回避するため、2段羽口の採用、コークス比低減を図
る。羽口数は複数を考える。
Since the blast furnace coke has a grain size of 60 mm or less, which is smaller than about 150 mm of casting coke, it tends to have high reactivity and lowers the secondary combustion rate, but in order to avoid this, the two-stage tuyeres are used. Adopt and reduce coke ratio. Consider more than one tuyere.

【0031】2段羽口部で向上させた2次燃焼率は、そ
の後生じるソルーションロス反応によって低下するが、
コークス比が低減できれば、2次燃焼率の低下幅を抑制
できる。
The secondary combustion rate improved in the two-stage tuyere decreases due to the solution loss reaction that occurs thereafter,
If the coke ratio can be reduced, the decrease range of the secondary combustion rate can be suppressed.

【0032】コークス比低減を達成する手段として、微
粉炭多量吹込みを考慮する。微粉炭吹込みは1次羽口か
ら直接炉内に吹込む方法とする。これは従来取られてき
た炉外での微粉炭燃焼時のヒートロスを抑制し、反応熱
を有効に活用することを狙いとする。
As a means for achieving a reduction in the coke ratio, consider injecting a large amount of pulverized coal. Pulverized coal is injected from the primary tuyere directly into the furnace. This aims at suppressing the heat loss during pulverized coal combustion outside the furnace, which has been taken conventionally, and effectively utilizing the reaction heat.

【0033】微粉炭の燃焼を促進するために、熱風送風
とする。また、キュポラ炉内に燃焼空間すなわちレース
ウエイを形成させる手段として、キュポラ上部装入のコ
ークスについては、粒度別装入を行い、周辺部に細粒コ
ークスを装入する。
Hot air is blown to accelerate the combustion of pulverized coal. Further, as a means for forming a combustion space, that is, a raceway in the cupola furnace, the coke charged in the upper part of the cupola is charged according to the particle size and the coke charged in the peripheral part is charged.

【0034】本発明者は特願平−05239272にお
いて、羽口数、羽口径、コークス粒径とレースウエイ深
度との関係を示しており、例えば出銑能力41t/hの
キュポラにおいて、レースウエイ深度に及ぼすコークス
粒径の影響を表1のように提示した。例えば、レースウ
エイ深度を0.4m確保するには、周辺部に装入するコ
ークス粒度は0.030m以下にすればよい。
The present inventor has shown the relationship between the tuyere number, the tuyere diameter, the coke particle size and the raceway depth in Japanese Patent Application No. 052392972. For example, in a cupola with a tapping ability of 41 t / h, the raceway depth is The effect of the coke particle size on the results is shown in Table 1. For example, in order to secure a raceway depth of 0.4 m, the coke grain size charged in the peripheral portion may be 0.030 m or less.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】スクラップとコークスの装入方法について
は、30mm以下の細粒コークスは壁際部に、30mm
以上のコークスはスクラップと混合装入し、中心から周
辺部に装入する方法とした。装入物分布制御は従来型装
入装置でも制御可能であり、周辺部への細粒コークス装
入は、ベル+MA(ムーバブルアーマー)型の装入装置
やベルレス装入装置での制御法がある。
Regarding the method of charging scrap and coke, fine grain coke of 30 mm or less is 30 mm on the wall side.
The above coke was charged by mixing with scrap and then charged from the center to the periphery. The charge distribution control can also be controlled by the conventional charging device, and the fine grain coke charging in the peripheral part can be controlled by the bell + MA (movable armor) type charging device or the bellless charging device. .

【0037】つぎに、高炉用コークス使用、熱風送風下
でも、従来鋳物用コークス使用下でのキュポラ操業に比
べ、2次燃焼率の低下を抑制できる理由を以下に説明す
る。この目的を達成するために、2段羽口構造とした。
高炉用コークスを使用する場合、1次羽口部での燃焼率
は鋳物用コークス使用時に比べ、低下することは避け難
い。そのため、2次送風により、(4)式の反応を促進
させる。
Next, the reason why the lowering of the secondary combustion rate can be suppressed as compared with the cupola operation under the conventional use of casting coke even when using blast furnace coke and under hot air blowing will be described. In order to achieve this purpose, a two-stage tuyere structure is used.
When using blast furnace coke, it is inevitable that the burning rate at the primary tuyere will be lower than when using casting coke. Therefore, the reaction of formula (4) is promoted by the secondary blowing.

【0038】 2CO+O2 =2CO2 …(4) ただし、熱風送風の場合、その後に生じるソルーション
ロス反応(5)式により、 C+CO2 =2CO …(5) 2次燃焼率(=CO2 /(CO+CO2 ))の低下が懸
念されるが、本発明では、微粉炭吹込みによる低コーク
ス比操業を指向することにより、ガスとコークスとの接
触する機会を低減させ、ソルーションロス反応を抑制し
た。その結果、従来鋳物用コークス使用下でのキュポラ
操業時の2次燃焼率と同等もしくは向上が可能となっ
た。
2CO + O 2 = 2CO 2 (4) However, in the case of hot air blowing, C + CO 2 = 2CO (5) Secondary combustion rate (= CO 2 / (CO + CO 2 )) is likely to decrease, the present invention aims at a low coke ratio operation by blowing pulverized coal, thereby reducing the chance of contact between gas and coke and suppressing the solution loss reaction. As a result, it has become possible to achieve or improve the secondary combustion rate during cupola operation using conventional coke for foundry.

【0039】つぎに、スクラップ全量使用技術について
説明する。
Next, a technique for using the entire amount of scrap will be described.

【0040】1次羽口前の理論燃焼ガス温度Tfとスク
ラップ使用比率との間には、現状キュポラ操業例を整理
することにより、図2の関係を得た。図2によると、ス
クラップ全量使用を達成するためには、Tfは2700
℃以上が必要と判断される。送風温度レベルにより、操
業条件は異なるが、例えば送風温度500℃で、微粉炭
吹込み量90kg/tの操業を考えると、上記条件を満
足する操業条件は、酸素富化率10%、2次送風比(2
次羽口風量/全送風量)=0.32程度であり、この条
件下ではスクラップ全量使用は可能であった。達成目標
として、Tf≧2700℃の条件を満足すればスクラッ
プ全量使用は可能である。
The relationship between the theoretical combustion gas temperature Tf before the primary tuyere and the scrap usage ratio was arranged by arranging the present cupola operation examples to obtain the relationship shown in FIG. According to FIG. 2, in order to achieve full scrap use, the Tf is 2700.
It is judged that a temperature above ℃ is required. Although the operating conditions differ depending on the blast temperature level, for example, considering an operation at a blast temperature of 500 ° C. and a pulverized coal blowing rate of 90 kg / t, the operating conditions that satisfy the above conditions are an oxygen enrichment rate of 10% and a secondary Blower ratio (2
The next tuyere air flow rate / total air flow rate) was about 0.32, and under this condition, it was possible to use all of the scrap. As a goal, if the condition of Tf ≧ 2700 ° C. is satisfied, the entire scrap can be used.

【0041】つぎに、溶湯品質制御法について説明す
る。
Next, the molten metal quality control method will be described.

【0042】本発明では、キュポラ溶湯は全量、前炉を
流れるため、前炉において溶湯品質制御を行う。溶湯中
Sとスラグ塩基度との間には図3の関係が得られてお
り、Sを低下させるためには、前炉上部のインジェクシ
ョンノズルから石灰粉を所定塩基度になるように吹込
み、前炉底部のノズルからは不活性ガスの吹込みによる
混合撹拌を行うことで、より有効に品質制御を行う。
In the present invention, since the total amount of the cupola molten metal flows through the forehearth, the molten metal quality is controlled in the forehearth. The relationship of FIG. 3 is obtained between S in molten metal and basicity of slag, and in order to reduce S, lime powder is blown from the injection nozzle in the upper part of the forehearth to a predetermined basicity, The quality is controlled more effectively by mixing and stirring by injecting an inert gas from the nozzle at the bottom of the front furnace.

【0043】[0043]

【実施例】以下図1に示す実施例炉により本発明の特徴
を具体的に説明する。
EXAMPLES The features of the present invention will be specifically described below with reference to the example furnace shown in FIG.

【0044】炉口径2m、1次羽口数8本、2次羽口数
4本、有効高さ4.6m、20t/h規模の移動層型溶
融炉に炉床径3m、高さ2mの前炉を有するスクラップ
溶融炉を用いた。図中1はキュポラ、2は前炉、3は1
次羽口、4は2次羽口、5はスクラップ装入口、6はヘ
ビイスクラップ装入口、7は燃焼バーナー、8は炭材フ
ラックス吹込みノズル、9は底吹き撹拌用プラグを示
す。
Furnace diameter of 2 m, primary number of tuyeres of 8, secondary number of tuyeres of 4, effective height of 4.6 m, moving bed type melting furnace of 20 t / h scale with a furnace bed diameter of 3 m and height of 2 m A scrap melting furnace having In the figure, 1 is a cupola, 2 is a front furnace, and 3 is 1.
Next tuyere, 4 is a secondary tuyere, 5 is a scrap charging port, 6 is a heavy scrap charging port, 7 is a combustion burner, 8 is a carbon material flux blowing nozzle, and 9 is a bottom blowing stirring plug.

【0045】次にこの実施例炉による操業例1として3
0cm以下のスクラップを全量溶融した例を述べる。こ
の例は、キュポラ炉頂部からスクラップが装入された。
送風温度は500℃で、微粉炭吹込み量90kg/t、
高炉用コークス48.5kg/tの操業例で、1次羽口
部での理論燃焼ガス温度Tf≧2700℃となるよう
に、酸素を10.7%富化(Tf2800℃)した操業
例である。2次送風比(2次送風量/全送風量)は0.
325で、2次燃焼率は44.2%であった。
Next, as an operation example 1 using the furnace of this embodiment, 3
An example in which the entire scrap of 0 cm or less is melted will be described. In this example, scrap was charged from the top of the cupola furnace.
Blower temperature is 500 ° C, pulverized coal injection rate is 90kg / t,
This is an operation example of 48.5 kg / t of coke for blast furnace, and is an operation example in which oxygen is enriched by 10.7% (Tf2800 ° C) so that the theoretical combustion gas temperature Tf ≧ 2700 ° C in the primary tuyere portion. . The secondary air flow ratio (secondary air flow rate / total air flow rate) is 0.
At 325, the secondary combustion rate was 44.2%.

【0046】比較操業例1は操業例1に対し2次送風は
行わず、1段羽口を使用した操業例を示すが、1次羽口
部でのTf=2597℃(2時燃焼率20%)、燃焼比
=173.5kg/t(コークス比83.5kg/t)
となり、操業は安定せず、オールスクラップ操業は難し
い状況にあった。
Comparative operation example 1 shows an operation example in which the secondary blowing is not performed and a first stage tuyere is used in comparison with the operation example 1, but Tf = 2597 ° C. at the primary tuyere (2 hour burning rate 20 %), Combustion ratio = 173.5 kg / t (coke ratio 83.5 kg / t)
Therefore, the operation was not stable and the all scrap operation was difficult.

【0047】操業例2は、操業例1の条件において、6
0cm以下のスクラップと70cm以上のスクラップを
装入した例である。60cm以下のスクラップはキュポ
ラ炉頂部より装入し、70cm以上のスクラップはキュ
ポラへの装入は不適切なため、前炉から溶湯中へ直接装
入した。前炉装入スクラップ比は100kg/t程度と
し、前炉下部からは酸素4.5Nm3 /t、上部から、
微粉炭10kg/t、2次燃焼空気を22.2Nm3
t吹込むことにより、大型スクラップの溶融を可能とし
た。この時、スラグ塩基度は0.8、溶湯中Sは0.1
%であったため、溶湯中Sの低下を狙い、前炉上部から
石灰石粉末を14kg/t吹込むことにより、スラグ塩
基度を1.3程度に高め、溶湯中Sを0.06%に低下
させることができた。
The operation example 2 is 6 under the conditions of the operation example 1.
In this example, 0 cm or less scrap and 70 cm or more scrap are charged. Scraps of 60 cm or less were charged from the top of the cupola furnace, and scraps of 70 cm or more were improperly charged into the cupola, so they were directly charged into the molten metal from the previous furnace. The front furnace charging scrap ratio was about 100 kg / t, oxygen was 4.5 Nm 3 / t from the lower part of the front furnace, and
Pulverized coal 10 kg / t, secondary combustion air 22.2 Nm 3 /
By blowing t, large-scale scrap can be melted. At this time, the slag basicity is 0.8 and the S in the molten metal is 0.1.
%, The slag basicity was increased to about 1.3 and S in the molten metal was reduced to 0.06% by injecting 14 kg / t of limestone powder from the upper part of the previous furnace aiming at the reduction of S in the molten metal. I was able to.

【0048】操業例3は、60cm以下のスクラップは
キュポラ炉頂部より装入し、70cm以上のスクラップ
は、前炉から溶湯中へ直接装入した。キュポラ1次羽口
部からの微粉炭吹込み量は60kg/tで、送風温度は
400℃であった。スクラップ100%使用が可能なよ
うに、酸素富化7.6%実施し、1次羽口部Tfを27
00℃以上にした。前炉装入スクラップ比は150kg
/t程度とし、前炉下部からは酸素5.0Nm3 /t、
前炉上部から、微粉炭10kg/t、2次燃焼空気を2
5.0Nm3 /t吹込むことにより、大型スクラップの
溶融を可能とした。この時、スラグ塩基度は0.8、溶
湯中Sは0.9%であったため、溶湯中Sの低下を狙
い、前炉上部から石灰石粉末を15kg/t吹込むこと
により、スラグ塩基度を1.3程度に高め、溶湯中Sを
0.05%に低下させることができた。
In the operation example 3, scraps of 60 cm or less were charged from the top of the cupola furnace, and scraps of 70 cm or more were directly charged into the molten metal from the previous furnace. The amount of pulverized coal injected from the primary tuyere of the cupola was 60 kg / t, and the blowing temperature was 400 ° C. Oxygen enrichment was carried out at 7.6% so that 100% of scrap could be used and the primary tuyere Tf was 27
The temperature was set to 00 ° C or higher. Front furnace charging scrap ratio is 150 kg
/ T, about 5.0 Nm 3 / t of oxygen from the lower part of the front furnace,
Pulverized coal 10 kg / t, secondary combustion air 2
By blowing 5.0 Nm 3 / t, large-scale scrap can be melted. At this time, since the slag basicity was 0.8 and the S in the molten metal was 0.9%, the slag basicity was changed by blowing 15 kg / t of limestone powder from the upper part of the front furnace in order to reduce the S in the molten metal. It was possible to raise it to about 1.3 and reduce S in the molten metal to 0.05%.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、鋳物用コークスに比べ安価な高炉用コークスを使用
し、またスクラップの形状によらずスクラップ全量使用
が可能であり、さらに溶湯品質も制御できるスクラップ
溶融炉を提供するものであり、発明の効果はきわめて大
である。
As described above, in the present invention, the blast furnace coke, which is cheaper than the casting coke, can be used, and the total amount of scrap can be used regardless of the shape of the scrap, and the quality of the molten metal can be controlled. The present invention provides a scrap melting furnace that can be used, and the effect of the invention is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例キュポラ型溶融炉の概略図。FIG. 1 is a schematic view of an example cupola-type melting furnace of the present invention.

【図2】羽口前理論燃焼温度とスクラップ比(スクラッ
プ使用比率)との関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the theoretical combustion temperature before tuyere and the scrap ratio (scrap usage ratio).

【図3】スラグ塩基度と溶湯中のSとの関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between slag basicity and S in molten metal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…キュポラ 2…前炉 3…1次羽口 4…2次羽口 5…スクラップ装入口 6…スクラップ
装入口 7…燃焼バーナー 8…炭剤・フラ
ックス吹込みノズル 9…底吹き撹拌用ポーラスプラグ
1 ... Cupola 2 ... Forehearth 3 ... Primary tuyere 4 ... Secondary tuyere 5 ... Scrap charging port 6 ... Scrap charging port 7 ... Combustion burner 8 ... Charging agent / flux blowing nozzle 9 ... Porous plug for bottom blowing stirring

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キュポラと前炉から構成されることを特
徴とするキュポラ型スクラップ溶融炉。
1. A cupola-type scrap melting furnace comprising a cupola and a front furnace.
【請求項2】 キュポラが上下2段の羽口を有し、下段
が熱風および微粉炭吹込み用の1次羽口で、上段が熱風
送風用の2次羽口からなることを特徴とする請求項1記
載のキュポラ型スクラップ溶融炉。
2. The cupola has upper and lower two tuyeres, the lower one is a primary tuyere for blowing hot air and pulverized coal, and the upper one is a secondary tuyere for blowing hot air. The cupola-type scrap melting furnace according to claim 1.
【請求項3】 前炉の上部にスクラップ装入口と燃焼バ
ーナー及び炭剤・フラックス吹込みノズルを有し、前炉
下部に底吹き撹拌用プラグを有することを特徴とする請
求項1または請求項2記載のキュポラ型スクラップ溶融
炉。
3. A scrap charging port, a combustion burner, and a carbonaceous material / flux blowing nozzle are provided in an upper portion of the forehearth, and a bottom blowing stirring plug is provided in a lower portion of the forehearth. 2. The cupola-type scrap melting furnace according to 2.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008089302A (en) * 1996-08-27 2008-04-17 Hitachi Metals Ltd Combustion control method for rotary melting furnace
JP2009052079A (en) * 2007-08-25 2009-03-12 Jfe Steel Kk Method for desulfurizing molten iron
JP2012042203A (en) * 2011-10-11 2012-03-01 Nippon Steel Corp Upper tuyere of vertical melting furnace

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