JPH07332860A - 竪型迅速溶解炉 - Google Patents

竪型迅速溶解炉

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JPH07332860A
JPH07332860A JP16339994A JP16339994A JPH07332860A JP H07332860 A JPH07332860 A JP H07332860A JP 16339994 A JP16339994 A JP 16339994A JP 16339994 A JP16339994 A JP 16339994A JP H07332860 A JPH07332860 A JP H07332860A
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JP
Japan
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zone
melting
height
temperature
tuyeres
Prior art date
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Pending
Application number
JP16339994A
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English (en)
Inventor
Yutaka Kawano
豊 川野
Kazuo Saito
和夫 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Chuki Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Chuki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属地金を再溶解する高温溶解キュポラにお
いて、従来の様な高温熱風を全く使用せずして、コーク
スの迅速燃焼反応の推進によってのみ高温度化と高還元
化の金属地金を溶解することを目的とする。 【構成】 炉底に溶湯湯溜帯を、炉頂に地金投入口を有
するコークス溶解炉の溶湯湯溜帯直上の溶解帯に酸素濃
度28乃至60%の混合空気を圧送する幅と高さの比率
を1:3乃至1:8とした縦長の羽口を複数個配設する
と共に、羽口面の直径と溶解帯の直径の比率を1:1.
20乃至1.50、並びに羽口面から排ガス排出口乃至
地金投入口までの高さを羽口面の直径に対して2乃至
3.5倍として、溶解帯高さの低い高温度域と還元域と
を形成せしめる竪型迅速溶解炉。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属地金を再溶解する
高温溶解キュポラにおいて、従来の様な高温熱風を全く
使用せずして、コークスの迅速燃焼反応の推進によって
のみ高温度化と高還元化の金属地金を溶解する新規な竪
型迅速溶解炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より一般に鋳鉄用の金属地金を連続
溶解するには、コークス・キューポラが多く使用されて
いるものである。而して、鋼屑の多量溶解、高温溶解と
還元溶解のためには良質なコークスの採用、送風温度の
高温度化、送風空気への1乃至5%程度の酸素富化など
が行われている。
【0003】しかしながら、これらの内送風の高温度化
が大型炉で最も高効率となっているが、かかる設備の建
設費が高いこと、メンテナンスの維持費が高いことなど
が操業時間の短いキュポラおよび小型キュポラの溶解コ
ストに占める割合が大きく、キュポラを採用するメリッ
トを相殺しているものである。
【0004】したがって、溶解コストの低減を図るため
には、コストに占める割合の大きな建設費および維持費
を低減する必要があるが、高温熱風キュポラを用いる場
合には、これらは前記する如き理由により不可欠である
為、これらの低減は極めて困難である。一方、キュポラ
の還元溶解の達成には、コークスの多量使用ないし送風
の高温度化が最も普遍的であり、絶対条件と言われてい
る。このために溶解コストの安い還元溶解の出来る作業
性の容易な溶解炉の出現が強く要望されているものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明により解決しよ
うとする課題は、如上の如き要請に基づき創作したもの
であって、溶解炉の設計と操炉において、従来の熱風発
生装置を全く使用することなく、これに代わるものとし
てコークスの迅速燃焼反応熱とコークスの迅速還元反応
を狭い溶解帯の領域で行わしめることによって溶解を可
能とすることが出来る新規なる竪型迅速溶解炉を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、炉底に溶湯湯溜帯を、炉頂に地金等の投
入口とを有する溶解炉の溶解帯に、酸素濃度28乃至6
0%の混合空気を縦長の羽口から圧送することによっ
て、コークスの迅速燃焼反応速度と反応熱の向上、なら
びに迅速還元反応速度の向上によって地金等を溶解する
ようにしたものである。
【0007】
【作用】本発明は、炉底の溶湯湯溜帯の直上部位の溶解
帯において、縦に長い羽口の直前ではコークスと酸素濃
度28乃至60%の混合空気の衝風が迅速な燃焼反応を
示し、炉内燃焼温度は2250℃乃至3000℃に達す
る。この様に羽口直前の超高温度化と二酸化炭素の生成
は、直ちに羽口上部位コークスと急激な吸熱反応が起こ
り一酸化炭素の強還元雰囲気となった非常に溶解帯域の
狭い高温溶解帯構成の溶解炉となる。これにより反応熱
と高温ガスの直前接触による迅速な溶解が達成せれるも
のである。
【0008】
【実施例】以下、本発明の基本実施例を図面に基づき竪
型迅速溶解炉の縦断面概略図により説明すれば、図にお
いて比較的太短いシャフトで形成される羽口面5から排
ガス排出口16までの排ガス有効高さ(H)14、及
び羽口面5から地金投入口19までの投入口有効高さ
(H)15を上部として構成する竪型溶解炉本体1
は、炉底部が溶湯湯溜帯2、炉床4、羽口面5と羽口7
とによって構成する。羽口7からは酸素濃度28乃至6
0%の混合空気がコークスとの迅速燃焼反応を少しでも
高温度燃焼域の高さを大きくするように羽口高さ
(1);9、幅(d);10を高さに対して狭いものと
した縦長の羽口7を複数個配設した。この縦長の羽口7
の幅(d);10と高さ(1);9の比率を1:3乃至
1:8としたことで羽口直前の超高温度域の高さを大き
く確保出来た。
【0009】又、溶解帯3は羽口面5で2250乃至3
000℃以上となった高温度の燃焼ガスの上昇に伴って
高温の溶解帯を最大直径(D);6を早く形成する為
に、羽口面5の直径(D)と溶解帯3の最大内径(D
);6の比率を1:1.20乃至1.50としたこと
でコークスの炭素(C)と燃焼ガスの二酸化炭素(CO
)が急速に反応し、一酸化炭素(CO)濃度の高い還
元雰囲気とともに比較的溶解帯域を短く形成することが
出来たものである。即ち、羽口面5の直径と溶解帯3の
直径の比率を1:20乃至1.50として形成する特徴
を有する。これらの為、羽口面5から排ガス排出口16
までの排ガス有効高さH及び地金投入口19までの投
入口有効高さHが、一般のシャフト型溶解炉よりも低
い構成となる。このことは羽口面5の直径Dに対して
高さHとHとの比率を2乃至3.5倍として良いこ
とを確認した。
【0010】燃焼ガスは地金を溶解と予熱した後、排ガ
ス排出口16、排ガス集合箱17及び排ガス排出管18
を通じて排出される。炉体は高温度域となる溶解帯上下
部分を冷却水シャワー管20からシャワー冷却される。
コークスの燃焼用酸素混合空気は供給管13から供給箱
11、供給支管12を通じて羽口箱8と羽口7から炉内
に供給される。炉体は、各種耐火材料27、29、3
0、31並びに溶解帯ライニング・スラグライニング2
6及び溶解帯上部水冷レンガ受け28等により保護され
るように構築されている。又、溶解した溶湯は、出湯口
22を通じて出湯樋23のダムブロック24でスラグを
浮上しスラグ排出口25から分離し前方へ出湯されるも
のである。
【0011】次いで、前記の実施例による竪型迅速溶解
炉による実際の試験操業結果を説明する。試験溶解を行
う前に、理論火炎温度と炉内温度を文献により解析を行
った結果、表1の通りとなった。
【0012】次に羽口面を直径500mmとした試験溶
解炉操業条件とその結果を以下に述べる。 a.操業条件 酸素富化量;5、10、15%。 鋼屑配合量;1
0,30,50%。 コークス比;18%。 石灰石 ;3
%。 使用材料の成分は、 b.操業結果 上記の操業条件による操業結果は、表2に示す通りとな
った。
【0013】
【0014】上記の表2より明らかな様に、炭素(C)
成分の増加は著しいこと、また、珪素(Si)成分の減
耗も全く無いばかりか、若干増加傾向にある。これらの
成分変化をみるに強い還元性雰囲気で溶解が行われてい
ると推論するものである。また、引張り強さと溶湯中の
含有ガス分析結果を見るに高い炭素%での高い強さは溶
湯の成熟度の高いことを示しているといえる。
【0015】c.操業中の炉壁鉄皮温度からの炉内温度
を推定 O15%富化燃焼の場合の反応を推定して羽口上部の
炉内温度を鉄皮温度の測定結果から推定した。即ち、 1)羽口上200mm; C+O=CO+9760
0kcal/kmolとなり、理論燃焼温度の計算より
理論火炎温度 T=2350℃となる。 となり、理論燃焼温度の計算より理論火炎温度 T=1
360℃となる。
【0016】即ち、上記の計算から表3の通りの炉内温
度が推定出来た。これから羽口直上付近の温度は非常に
高く、羽口上450mmでは1586℃と急激なまでの
温度降下を確認出来たと共に吸熱還元の現象も確認出来
たと考えられる。
【0017】
【発明の効果】叙上の如く、本発明の具体的実施例で説
明した様に、炉体構造と酸素を28乃至60%に富化し
た混合空気によるコークスの迅速な燃焼反応を押し進め
るようにした太く短い目の竪型溶解炉によって、次の様
な冶金学的な高温迅速溶解を達成しつつクリーンな経済
性の高い工業生産上極めて有用な工業炉である。
【0018】本発明の効果を再度要約すると次の通りと
なる。即ち、 1.燃焼空気を冷風のままで強還元性の超高温溶解を達
成できたことで、熱風炉の様な高い建設費とメンテナン
スの軽減が出来た溶解コストの安い冶金学的溶解炉を得
た。 2.超高温度化と強還元性雰囲気を得た迅速溶解であっ
て、溶存酸素、溶存窒素の少ない、しかも成熟度の高い
鋳鉄溶湯を得ることが出来た.. 3.溶解帯から予熱帯の広い温度域と還元雰囲気の形成
によって低NOX、低SOXへのクリーン環境の実現性
への可能性が期待出来る。 4.炉高の低い大量連続溶解炉が実現出来る様になっ
た。 5.低品位コークス、高炉用コークスが鋳鉄溶解用キュ
ポラに採用出来る様になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の竪型迅速溶解炉の縦断面概略図であ
る。
【符号の説明】
1 竪型溶解炉本体 2 溶湯湯溜帯 3 溶解帯 4 炉床 5 羽口及び羽口面直径;D 6 溶解帯の最大直径;D 7 羽口 8 羽口箱 9 羽口の高さ;l 10 羽口の幅;d 11 混合空気供給箱 12 混合空気供給支管 13 酸素混合空気供給管 14 排ガス有効高さ;H 15 投入口有効高さ;H 16 排ガス排出口 17 排ガス集合箱 18 排ガス排出管 19 地金投入口 20 炉体冷却水シャワー管 21 炉体冷却水の受け止め箱 22 出湯口 23 出湯樋 24 スラグ止めダム 25 スラグ排出口 26 ライニングレス・ライニング 27 湯溜帯と羽口面ライニング 28 溶解帯上部水冷レンガ受け 29 予熱帯ライニング 30 排ガス・ダクトライニング 31 投入口耐磨耗ライニング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉底に溶湯湯溜帯を、炉頂に銑鉄、鋼
    屑、鋳鉄等の地金投入口を有するコークス溶解炉の溶湯
    湯溜帯直上の溶解帯に酸素濃度28乃至60%の混合空
    気を圧送する幅と高さの比率を1:3乃至1:8とした
    縦長の羽口を複数個配設して、溶解帯高さの低い高温度
    域と還元域とを形成せしめることを特徴とする竪型迅速
    溶解炉。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の竪型迅速溶解炉におい
    て、羽口面の直径と溶解帯の直径の比率を1:1.20
    乃至1.50並びに羽口面から排ガス排出口乃至地金投
    入口までの高さを羽口面の直径に対して2乃至3.5倍
    とすることを特徴とする竪型迅速溶解炉。
JP16339994A 1994-06-10 1994-06-10 竪型迅速溶解炉 Pending JPH07332860A (ja)

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JP16339994A JPH07332860A (ja) 1994-06-10 1994-06-10 竪型迅速溶解炉

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997033134A1 (de) * 1996-03-04 1997-09-12 Georg Fischer Disa Engineering Ag Verfahren zum einschmelzen von metallischen einsatzstoffen in einem schachtofen
WO2009031368A1 (ja) * 2007-09-07 2009-03-12 Nippon Steel Corporation 竪型炉及びその操業方法
CN113293246A (zh) * 2021-02-22 2021-08-24 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种停炉过程中判断软熔带消失的方法

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Effective date: 20040713

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