JPH0821691A - 電気炉による鉄スクラップの予熱溶解方法 - Google Patents
電気炉による鉄スクラップの予熱溶解方法Info
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- JPH0821691A JPH0821691A JP17953594A JP17953594A JPH0821691A JP H0821691 A JPH0821691 A JP H0821691A JP 17953594 A JP17953594 A JP 17953594A JP 17953594 A JP17953594 A JP 17953594A JP H0821691 A JPH0821691 A JP H0821691A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スクラップの酸化を最小限に抑制しつつ、排
ガスの２次燃焼による効率的な予熱溶解が行える。 【構成】 シャフト型予熱装置３とキルン型予熱装置２
とアーク加熱電気炉１が設けられ、主原料としての鉄ス
クラップ４を、予熱装置２、３によって予熱し、電気炉
１からの排ガスを予熱装置２に導入して、スクラップ４
の予熱の熱源とする、電気炉による鉄スクラップの予熱
溶解方法において、スクラップ４の温度が４００℃以上
の予熱域において、予熱域におけるスクラップ４の予熱
温度および排ガスの酸化度が、１４００≦Ｔ＋２７００
β≦２０３０、但し、Ｔ：前記鉄スクラップの予熱温度
（℃）、β：前記排ガスの酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／
｛（％ＣＯ2 ）＋（％ＣＯ）｝〕を満足するように、予
熱域における排ガスの２次燃焼を制御する。
ガスの２次燃焼による効率的な予熱溶解が行える。 【構成】 シャフト型予熱装置３とキルン型予熱装置２
とアーク加熱電気炉１が設けられ、主原料としての鉄ス
クラップ４を、予熱装置２、３によって予熱し、電気炉
１からの排ガスを予熱装置２に導入して、スクラップ４
の予熱の熱源とする、電気炉による鉄スクラップの予熱
溶解方法において、スクラップ４の温度が４００℃以上
の予熱域において、予熱域におけるスクラップ４の予熱
温度および排ガスの酸化度が、１４００≦Ｔ＋２７００
β≦２０３０、但し、Ｔ：前記鉄スクラップの予熱温度
（℃）、β：前記排ガスの酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／
｛（％ＣＯ2 ）＋（％ＣＯ）｝〕を満足するように、予
熱域における排ガスの２次燃焼を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気炉による鉄スク
ラップの予熱溶解方法、特に、電気炉からの排ガスの保
有する熱エネルギーを効率的に回収して、主原料として
の鉄スクラップを予熱、溶解する、電気炉による鉄スク
ラップの予熱溶解方法に関するものである。
ラップの予熱溶解方法、特に、電気炉からの排ガスの保
有する熱エネルギーを効率的に回収して、主原料として
の鉄スクラップを予熱、溶解する、電気炉による鉄スク
ラップの予熱溶解方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】主原料としての鉄スクラップ（以下、単
にスクラップという）から鉄製品を製造するプロセスと
して、今日、アーク加熱電気炉が主に用いられている。
アーク加熱電気炉のエネルギー面における課題の一つと
して、電力原単位の低減がある。これは、日本のような
電力原単位の高い地域においては、特に重要な課題であ
り、灯油等の液体燃料やコークス等の固体燃料を炉内に
酸素と共に添加して、燃焼させる方法が、多かれ少なか
れ指向されてきた。トン当たりのスクラップを溶解する
電力原単位で見ると、従来は、理論熱量とアーク加熱の
熱効率によって求められる値に近い４００ｋｗｈ／Ｔ以
上に達していたが、上述したエネルギー置換によって、
３５０ｋｗｈ／Ｔ以下が普通の値となっている。また、
これら燃料の使用量を増大させるプロセスが開発される
と共に、初期溶解の迅速化等の溶解作業自体も改善され
て、３００ｋｗｈ／Ｔ以下も可能になりつつある。
にスクラップという）から鉄製品を製造するプロセスと
して、今日、アーク加熱電気炉が主に用いられている。
アーク加熱電気炉のエネルギー面における課題の一つと
して、電力原単位の低減がある。これは、日本のような
電力原単位の高い地域においては、特に重要な課題であ
り、灯油等の液体燃料やコークス等の固体燃料を炉内に
酸素と共に添加して、燃焼させる方法が、多かれ少なか
れ指向されてきた。トン当たりのスクラップを溶解する
電力原単位で見ると、従来は、理論熱量とアーク加熱の
熱効率によって求められる値に近い４００ｋｗｈ／Ｔ以
上に達していたが、上述したエネルギー置換によって、
３５０ｋｗｈ／Ｔ以下が普通の値となっている。また、
これら燃料の使用量を増大させるプロセスが開発される
と共に、初期溶解の迅速化等の溶解作業自体も改善され
て、３００ｋｗｈ／Ｔ以下も可能になりつつある。
【０００３】例えば、”ＳＴＥＥＬ ＴＩＭＥＳ”，Ｍ
ＡＹ（１９８８）の第２５０頁に記載されたＫ−ＥＳプ
ロセスにおいては、２７トンの電気炉に炉底浸漬羽口を
通して、酸素、窒素、プロパンガスを添加する装置と、
異なる位置での燃焼を可能とする多段位置燃焼羽口とが
取り付けられ、この羽口には、石炭その他の吹込み装置
が取り付けられている。そして、石炭を２６ｋｇ／Ｔ添
加した場合、２８０ｋｗｈ／Ｔ以下の電力原単位も得ら
れている。
ＡＹ（１９８８）の第２５０頁に記載されたＫ−ＥＳプ
ロセスにおいては、２７トンの電気炉に炉底浸漬羽口を
通して、酸素、窒素、プロパンガスを添加する装置と、
異なる位置での燃焼を可能とする多段位置燃焼羽口とが
取り付けられ、この羽口には、石炭その他の吹込み装置
が取り付けられている。そして、石炭を２６ｋｇ／Ｔ添
加した場合、２８０ｋｗｈ／Ｔ以下の電力原単位も得ら
れている。
【０００４】更に、これら燃料の一次エネルギーを電気
炉内で利用する以外に、電気炉内において発生する排ガ
スの顕熱、潜熱も回収するプロセスも開発されている。
例えば、”材料とプロセス”、（１９９３）ＶＯＬ．
６、第９８８頁に記載されるＳＨＡＦＴプロセスにおい
ては、電気炉の炉蓋にシャフト型の予熱炉が１基または
２基取り付けられ、電気炉内において発生する高温の排
ガスが、直接、スクラップ予熱用のシャフト型予熱炉に
導入される。この場合、スクラップの予熱温度として
は、８００℃も可能である。
炉内で利用する以外に、電気炉内において発生する排ガ
スの顕熱、潜熱も回収するプロセスも開発されている。
例えば、”材料とプロセス”、（１９９３）ＶＯＬ．
６、第９８８頁に記載されるＳＨＡＦＴプロセスにおい
ては、電気炉の炉蓋にシャフト型の予熱炉が１基または
２基取り付けられ、電気炉内において発生する高温の排
ガスが、直接、スクラップ予熱用のシャフト型予熱炉に
導入される。この場合、スクラップの予熱温度として
は、８００℃も可能である。
【０００５】予熱方式としては、これ以外に、特公平４
−４２４５２号には、スクラップを電気炉に搬送するた
めのベルト上において、電気炉内において発生する排ガ
スと熱置換するＣＯＮＳＴＥＥＬ法が開示され、”省エ
ネルギー”４３（１９９１）Ｎｏ．３、第５５頁には、
電気炉炉体を２基設け、その内の１基を溶解炉として使
用し、残りの１基を予熱炉として使用し、そして、これ
らの炉を交互に使用し、前記溶解炉において発生した排
ガスを前記予熱炉に導入して、溶解前にスクラップを６
００℃以上に昇温させるプロセスが開示されている。
−４２４５２号には、スクラップを電気炉に搬送するた
めのベルト上において、電気炉内において発生する排ガ
スと熱置換するＣＯＮＳＴＥＥＬ法が開示され、”省エ
ネルギー”４３（１９９１）Ｎｏ．３、第５５頁には、
電気炉炉体を２基設け、その内の１基を溶解炉として使
用し、残りの１基を予熱炉として使用し、そして、これ
らの炉を交互に使用し、前記溶解炉において発生した排
ガスを前記予熱炉に導入して、溶解前にスクラップを６
００℃以上に昇温させるプロセスが開示されている。
【０００６】このように、種々の予熱プロセスが開発さ
れており、更に、種々の従来の加熱炉等の利用も考えら
れるが、これらのプロセスでの電力原単位は、少なく見
積もっても、２５０ｋｗｈ／Ｔである。
れており、更に、種々の従来の加熱炉等の利用も考えら
れるが、これらのプロセスでの電力原単位は、少なく見
積もっても、２５０ｋｗｈ／Ｔである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
電気溶解法の状況に鑑み、更に、電力原単位を低減する
方法である。いうまでもなく、電力原単位の低減には、
電気炉での溶解工程に電気以外の熱エネルギー原をでき
るだけ付加すると共に、その付加工程において系外に排
ガスの顕熱、潜熱として持ち出される熱エネルギーを予
熱工程において、できるだけ回収することが必要であ
る。
電気溶解法の状況に鑑み、更に、電力原単位を低減する
方法である。いうまでもなく、電力原単位の低減には、
電気炉での溶解工程に電気以外の熱エネルギー原をでき
るだけ付加すると共に、その付加工程において系外に排
ガスの顕熱、潜熱として持ち出される熱エネルギーを予
熱工程において、できるだけ回収することが必要であ
る。
【０００８】上述したプロセスを組み合わせて、溶解、
予熱工程それぞれでの最大限の熱エネルギーを付加する
ことは、当業者であれば容易に類推されることである。
例えば、上述したＫ−ＥＳプロセスにおいて、石炭−酸
素を多量に電気炉に投入して、顕熱、潜熱を有する排ガ
スを発生させ、その排ガスを、電気炉上部に設置したシ
ャフト型予熱炉に導入して、排ガスの有する熱エネルギ
ーによってスクラップを１２００℃以上に予熱すれば、
計算上は、２００ｋｗｈ／Ｔ以下の少ない電力原単位も
可能となる。
予熱工程それぞれでの最大限の熱エネルギーを付加する
ことは、当業者であれば容易に類推されることである。
例えば、上述したＫ−ＥＳプロセスにおいて、石炭−酸
素を多量に電気炉に投入して、顕熱、潜熱を有する排ガ
スを発生させ、その排ガスを、電気炉上部に設置したシ
ャフト型予熱炉に導入して、排ガスの有する熱エネルギ
ーによってスクラップを１２００℃以上に予熱すれば、
計算上は、２００ｋｗｈ／Ｔ以下の少ない電力原単位も
可能となる。
【０００９】しかし、上述した、プロセスの組合わせ
は、次のような問題を有している。即ち、例えば、シャ
フト型の予熱炉においては、８５０℃を超える高温の予
熱を行った場合、排ガスによってスクラップが酸化さ
れ、この酸化ロスによって歩留が低下したり、あるい
は、スクラップ同士が溶着して、シャフト型予熱炉内に
おけるスクラップの移動が阻害される。
は、次のような問題を有している。即ち、例えば、シャ
フト型の予熱炉においては、８５０℃を超える高温の予
熱を行った場合、排ガスによってスクラップが酸化さ
れ、この酸化ロスによって歩留が低下したり、あるい
は、スクラップ同士が溶着して、シャフト型予熱炉内に
おけるスクラップの移動が阻害される。
【００１０】また、搬送を重視したベルト方式やキルン
方式による予熱プロセスにおいては、それぞれ熱伝達効
率に問題があり、熱置換を十分に行い、これらのプロセ
スからの排ガスの保有エネルギーを下げるには、途轍も
ない大きな装置となることが予測される。
方式による予熱プロセスにおいては、それぞれ熱伝達効
率に問題があり、熱置換を十分に行い、これらのプロセ
スからの排ガスの保有エネルギーを下げるには、途轍も
ない大きな装置となることが予測される。
【００１１】上述した課題は、予熱−溶解工程をエネル
ギー面で優位にしようとすればするほど、大きな障害に
なるため、解決が必須である。
ギー面で優位にしようとすればするほど、大きな障害に
なるため、解決が必須である。
【００１２】従って、この発明の目的は、スクラップの
酸化を最小限に抑制しつつ、排ガスの２次燃焼による効
率的な予熱溶解が可能な、電気炉による鉄スクラップの
予熱溶解方法を提供することにある。
酸化を最小限に抑制しつつ、排ガスの２次燃焼による効
率的な予熱溶解が可能な、電気炉による鉄スクラップの
予熱溶解方法を提供することにある。
【００１３】
を満足するように、前記予熱域における前記排ガスの２
次燃焼を制御することに特徴を有するものである。
次燃焼を制御することに特徴を有するものである。
【００１４】前記鉄スクラップの温度が４００℃以上の
予熱域において、前記予熱域における前記鉄スクラップ
の予熱温度および前記排ガスの酸化度が、下記（２）お
よび（３）式、 １４００≦ＴK ＋２７００βK ≦２０３０、且つ、 １１００≦ＴK ≦１４５０ ・・・（２） １４００≦ＴS ＋２７００βS ≦２０３０、且つ、 ４５０≦ＴS ≦８５０ ・・・（３） 但し、上記（２）、（３）式において、 ＴK ：前記キルン型予熱装置の出口における前記鉄スク
ラップの予熱温度（℃）、 βK ：前記キルン型予熱装置出口における前記排ガスの
酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％Ｃ
Ｏ）｝〕、 ＴS ：前記シャフト型予熱装置の出口における前記鉄ス
クラップの予熱温度（℃）、 βS ：前記シャフト型予熱装置出口における前記排ガス
の酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％Ｃ
Ｏ）｝〕 を満足するように、前記予熱域における前記排ガスの２
次燃焼を制御させてもよい。
予熱域において、前記予熱域における前記鉄スクラップ
の予熱温度および前記排ガスの酸化度が、下記（２）お
よび（３）式、 １４００≦ＴK ＋２７００βK ≦２０３０、且つ、 １１００≦ＴK ≦１４５０ ・・・（２） １４００≦ＴS ＋２７００βS ≦２０３０、且つ、 ４５０≦ＴS ≦８５０ ・・・（３） 但し、上記（２）、（３）式において、 ＴK ：前記キルン型予熱装置の出口における前記鉄スク
ラップの予熱温度（℃）、 βK ：前記キルン型予熱装置出口における前記排ガスの
酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％Ｃ
Ｏ）｝〕、 ＴS ：前記シャフト型予熱装置の出口における前記鉄ス
クラップの予熱温度（℃）、 βS ：前記シャフト型予熱装置出口における前記排ガス
の酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％Ｃ
Ｏ）｝〕 を満足するように、前記予熱域における前記排ガスの２
次燃焼を制御させてもよい。
【００１５】
【作用】スクラップの酸化に関しては、Ｆｅが高温の酸
化性ガスに曝されて、先ずＦｅＯが生成する反応が起こ
っていると考えられている。この反応を抑制するには、
温度の制御の他にガス組成および反応時間が重要であ
る。ガス組成に関しては、電気炉内において発生する排
ガスが主体のために、使用する炭材料、種類によって変
わるが、ＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ2 、Ｈ2 Ｏの他、巻込み空気
から入るＮ2 等が主成である。これらの排ガスの酸化度
は、 （％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％ＣＯ）｝ によって表される、いわゆる２次燃焼率によって評価さ
れる。
化性ガスに曝されて、先ずＦｅＯが生成する反応が起こ
っていると考えられている。この反応を抑制するには、
温度の制御の他にガス組成および反応時間が重要であ
る。ガス組成に関しては、電気炉内において発生する排
ガスが主体のために、使用する炭材料、種類によって変
わるが、ＣＯ、ＣＯ2 、Ｈ2 、Ｈ2 Ｏの他、巻込み空気
から入るＮ2 等が主成である。これらの排ガスの酸化度
は、 （％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％ＣＯ）｝ によって表される、いわゆる２次燃焼率によって評価さ
れる。
【００１６】上記（１）式において、右側不等式のＴ＋
２７００β＝２０３０、即ち、Ｔ＝２０３０−２７００
βは、図１におけるＡ線を示し、Ａ線を超える範囲は、
スクラップが排ガスによって酸化される領域を示す。そ
して、左側不等号の１４００＝Ｔ＋２７００β、即ち、
Ｔ＝１４００−２７００βは、図１におけるＢ線を示
し、Ｂ線を下回る範囲は、排ガス中の有効成分が十分に
燃焼に寄与しないまま大気に放出されて、熱量が不足
し、これによって電力原単位が増加する領域を示す。従
って、前記Ａ線と前記Ｂ線とによって囲まれる領域、即
ち、上記（１）式を満足する領域内において操業すれ
ば、排ガスによるスクラップの酸化が最小限に抑制さ
れ、且つ、低電力原単位の溶解が可能となる。
２７００β＝２０３０、即ち、Ｔ＝２０３０−２７００
βは、図１におけるＡ線を示し、Ａ線を超える範囲は、
スクラップが排ガスによって酸化される領域を示す。そ
して、左側不等号の１４００＝Ｔ＋２７００β、即ち、
Ｔ＝１４００−２７００βは、図１におけるＢ線を示
し、Ｂ線を下回る範囲は、排ガス中の有効成分が十分に
燃焼に寄与しないまま大気に放出されて、熱量が不足
し、これによって電力原単位が増加する領域を示す。従
って、前記Ａ線と前記Ｂ線とによって囲まれる領域、即
ち、上記（１）式を満足する領域内において操業すれ
ば、排ガスによるスクラップの酸化が最小限に抑制さ
れ、且つ、低電力原単位の溶解が可能となる。
【００１７】一方、スクラップの融着には、表面に生成
した低融点の鉄酸化物およびスクラップの搬送形態が関
与している。即ち、スクラップ同士が絶えず運動してい
るキルン方式や、その運動は小さい方式であってもベル
ト方式やスクラップの充填高さの低い方式では、スクラ
ップ間に付加される加重（大きさ×時間）は、小さく、
スクラップ相互の接着力は、それほど大きくならない。
しかし、熱効率を高めるために、充填高さを高くした予
熱炉においては、特に、予熱炉下部の高温部において、
大きな加重がかかるために、スクラップ同士が融着しや
すい。即ち、スクラップをできるだけ、高温まで予熱す
るには、高温で酸化を低減し、且つ、スクラップ同士の
融着を防止するために、スクラップにかかる加重を低下
させるか、あるいは、スクラップの搬送形態を考慮する
必要がある。
した低融点の鉄酸化物およびスクラップの搬送形態が関
与している。即ち、スクラップ同士が絶えず運動してい
るキルン方式や、その運動は小さい方式であってもベル
ト方式やスクラップの充填高さの低い方式では、スクラ
ップ間に付加される加重（大きさ×時間）は、小さく、
スクラップ相互の接着力は、それほど大きくならない。
しかし、熱効率を高めるために、充填高さを高くした予
熱炉においては、特に、予熱炉下部の高温部において、
大きな加重がかかるために、スクラップ同士が融着しや
すい。即ち、スクラップをできるだけ、高温まで予熱す
るには、高温で酸化を低減し、且つ、スクラップ同士の
融着を防止するために、スクラップにかかる加重を低下
させるか、あるいは、スクラップの搬送形態を考慮する
必要がある。
【００１８】この発明は、このような条件を達成した得
る最適な処理条件を見出したものである。即ち、できる
だけ高温予熱を指向した場合、電気炉への装入直前のス
クラップ温度では、シャフト方式の場合、融着が避けら
れないこと、また、この条件下で酸化を抑制するには、
排ガスの酸化度を極端に低下させて、２次燃焼率を非常
に低い値にする必要があること、更に、その処理時間
は、できるだけ短くすることも必要である。換言すれ
ば、最終予熱部は、熱置換効率の高いことが前提とな
り、これを達成するプロセスが必須である。
る最適な処理条件を見出したものである。即ち、できる
だけ高温予熱を指向した場合、電気炉への装入直前のス
クラップ温度では、シャフト方式の場合、融着が避けら
れないこと、また、この条件下で酸化を抑制するには、
排ガスの酸化度を極端に低下させて、２次燃焼率を非常
に低い値にする必要があること、更に、その処理時間
は、できるだけ短くすることも必要である。換言すれ
ば、最終予熱部は、熱置換効率の高いことが前提とな
り、これを達成するプロセスが必須である。
【００１９】高温での融着対策、熱効率の向上対策とし
て、キルン方式は、優位であり、排ガスの組成を最適化
すれば、酸化も抑制されること、低温部に関しても、融
着防止や低温ガスとの熱置換向上にシャフト方式で問題
ない上、排ガスの２次燃焼効率を高め、排ガスの潜熱を
最大限に活用する条件が最適であることを実証した。即
ち、予熱プロセスとして、低温予熱を指向するシャフト
方式と高温予熱を指向するキルン方式の２段階として、
融着の問題のないスクラップの搬送を可能にすると共
に、予熱の根本課題であった高温部での酸化対策と低温
部での低温ガスとの十分な熱置換をも可能にした。これ
によって、排ガスの有する顕熱ばかりでなく、潜熱も高
い割合で利用でき、電気炉における熱エネルギーの回収
率が飛躍的に増大する。
て、キルン方式は、優位であり、排ガスの組成を最適化
すれば、酸化も抑制されること、低温部に関しても、融
着防止や低温ガスとの熱置換向上にシャフト方式で問題
ない上、排ガスの２次燃焼効率を高め、排ガスの潜熱を
最大限に活用する条件が最適であることを実証した。即
ち、予熱プロセスとして、低温予熱を指向するシャフト
方式と高温予熱を指向するキルン方式の２段階として、
融着の問題のないスクラップの搬送を可能にすると共
に、予熱の根本課題であった高温部での酸化対策と低温
部での低温ガスとの十分な熱置換をも可能にした。これ
によって、排ガスの有する顕熱ばかりでなく、潜熱も高
い割合で利用でき、電気炉における熱エネルギーの回収
率が飛躍的に増大する。
【００２０】この発明の上記（２）式において、１１０
０≦ＴK ≦１４５０に限定したのは、ＴK ＜１１００℃
では、図１に示すように、電力原単位が増加し、更に、
高い最終予熱温度が必要であるからであり、一方、ＴK
＞１４５０では、キルン方式の予熱装置内において、ス
クラップの部分溶融が起こるからである。
０≦ＴK ≦１４５０に限定したのは、ＴK ＜１１００℃
では、図１に示すように、電力原単位が増加し、更に、
高い最終予熱温度が必要であるからであり、一方、ＴK
＞１４５０では、キルン方式の予熱装置内において、ス
クラップの部分溶融が起こるからである。
【００２１】上記（３）式において、４５０≦ＴS ≦８
５０に限定したのは、ＴS ＜４５０では、図１に示すよ
うに、キルン方式の予熱装置内での熱付加を合わせて
も、予熱不足により電力原単位が増加し、一方、ＴK ＞
８５０では、シャフト方式の予熱装置内において、スク
ラップの融着が起こるからである。
５０に限定したのは、ＴS ＜４５０では、図１に示すよ
うに、キルン方式の予熱装置内での熱付加を合わせて
も、予熱不足により電力原単位が増加し、一方、ＴK ＞
８５０では、シャフト方式の予熱装置内において、スク
ラップの融着が起こるからである。
【００２２】
【実施例】次に、この発明の、電気炉による鉄スクラッ
プの予熱溶解方法を実施例によって、図面を参照しなが
ら更に詳細に説明する。図２は、この発明の、電気炉に
よる鉄スクラップの予熱溶解方法の実施例を示す概略断
面図である。
プの予熱溶解方法を実施例によって、図面を参照しなが
ら更に詳細に説明する。図２は、この発明の、電気炉に
よる鉄スクラップの予熱溶解方法の実施例を示す概略断
面図である。
【００２３】電極１４を有する５０トンアーク加熱電気
炉１の炉上部に、キルン炉型予熱装置２を設け、このキ
ルン炉型予熱装置２の上部にシャフト型予熱装置３を設
けて、スクラップ４の予熱溶解試験を実施した。スクラ
ップ４を、シャフト型予熱装置３のホッパー５からシュ
ーター６を介してシャフト型予熱装置３およびキルン炉
型予熱装置２を通って電気炉１内に供給した。
炉１の炉上部に、キルン炉型予熱装置２を設け、このキ
ルン炉型予熱装置２の上部にシャフト型予熱装置３を設
けて、スクラップ４の予熱溶解試験を実施した。スクラ
ップ４を、シャフト型予熱装置３のホッパー５からシュ
ーター６を介してシャフト型予熱装置３およびキルン炉
型予熱装置２を通って電気炉１内に供給した。
【００２４】電気炉１内における排ガスは、電気炉１内
における水冷式酸素吹込みランス７からの酸素吹込み、
添加コークスおよび溶湯中の炭素の燃焼、および、一
部、燃料燃焼用バーナー８による燃料燃焼によって発生
した。このようにして発生した排ガスは、キルン炉型予
熱装置２、シャフト型予熱装置３および排ガス集塵装置
９の順に排気させた。
における水冷式酸素吹込みランス７からの酸素吹込み、
添加コークスおよび溶湯中の炭素の燃焼、および、一
部、燃料燃焼用バーナー８による燃料燃焼によって発生
した。このようにして発生した排ガスは、キルン炉型予
熱装置２、シャフト型予熱装置３および排ガス集塵装置
９の順に排気させた。
【００２５】キルン炉型予熱装置２出口部（キルン炉型
予熱装置２と電気炉１との間）、キルン型予熱装置２内
部、シャフト型予熱装置３出口部（シャフト型予熱装置
３とキルン型予熱装置２との間）、シャフト型予熱装置
３内において、酸素による２次燃焼により排ガス制御を
行った。なお、１０は、キルン型予熱装置２出口部に設
けた２次燃焼用バーナー、１１は、キルン炉型予熱装置
２出口部に設けた分析用排ガス採取孔、１２は、シャフ
ト型予熱装置３出口部に設けた２次燃焼用バーナー、１
３は、シャフト型予熱装置２出口部に設けた分析用排ガ
ス採取孔である。排ガス分析は、質量分析計によってガ
ス組成を分析することにより行った。
予熱装置２と電気炉１との間）、キルン型予熱装置２内
部、シャフト型予熱装置３出口部（シャフト型予熱装置
３とキルン型予熱装置２との間）、シャフト型予熱装置
３内において、酸素による２次燃焼により排ガス制御を
行った。なお、１０は、キルン型予熱装置２出口部に設
けた２次燃焼用バーナー、１１は、キルン炉型予熱装置
２出口部に設けた分析用排ガス採取孔、１２は、シャフ
ト型予熱装置３出口部に設けた２次燃焼用バーナー、１
３は、シャフト型予熱装置２出口部に設けた分析用排ガ
ス採取孔である。排ガス分析は、質量分析計によってガ
ス組成を分析することにより行った。
【００２６】シャフト型予熱装置３出口部におけるスク
ラップ温度は、４１０〜８７０℃、キルン型予熱装置２
出口部におけるスクラップ温度は、１０４０〜１４７０
℃とした。
ラップ温度は、４１０〜８７０℃、キルン型予熱装置２
出口部におけるスクラップ温度は、１０４０〜１４７０
℃とした。
【００２７】このようにした行った排ガスによるスクラ
ップの予熱試験の結果を、表１に示す。
ップの予熱試験の結果を、表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１から明らかなように、本発明法７〜１
１によって排ガス制御を行った場合には、スクラップの
酸化（鉄酸化率）は、４〜９％と低く、そして、電気炉
内における電力原単位は、２００ｋｗｈ／Ｔ以下と、大
幅に減少したことが分かった。排ガスの酸化度が過大の
場合には、スクラップの酸化が激しく、逆に、過少の場
合には、酸化は抑制されるが、シャフトおよびキルン型
予熱装置３、２におけるトータルの熱付加量は、不足
し、電気炉の電力原単位は増大したことが分かった。更
に、シャフト型予熱装置３出口部におけるスクラップ温
度についても、比較法５に示すように、４５０℃以下の
場合には、キルン型予熱装置２における熱付加を合わせ
ても、トータルの熱付加量が不足して、電力原単位は、
２６７ｋｗｈ／Ｔと増大し、比較法４に示すように、８
５０℃以上の場合には、シャフト型予熱装置２内におい
てスクラップの融着が認められた。キルン炉型予熱装置
２出口におけるスクラップ温度に関しても、１１００℃
以下では、電力原単位の低下量は若干少ないことと、比
較法６に示すように、１４５０℃以上では、キルン型予
熱装置２内においてスクラップの部分溶融が認められ、
操業上、電気炉の内張対策やスクラップ搬送面で支障が
生じることが分かった。
１によって排ガス制御を行った場合には、スクラップの
酸化（鉄酸化率）は、４〜９％と低く、そして、電気炉
内における電力原単位は、２００ｋｗｈ／Ｔ以下と、大
幅に減少したことが分かった。排ガスの酸化度が過大の
場合には、スクラップの酸化が激しく、逆に、過少の場
合には、酸化は抑制されるが、シャフトおよびキルン型
予熱装置３、２におけるトータルの熱付加量は、不足
し、電気炉の電力原単位は増大したことが分かった。更
に、シャフト型予熱装置３出口部におけるスクラップ温
度についても、比較法５に示すように、４５０℃以下の
場合には、キルン型予熱装置２における熱付加を合わせ
ても、トータルの熱付加量が不足して、電力原単位は、
２６７ｋｗｈ／Ｔと増大し、比較法４に示すように、８
５０℃以上の場合には、シャフト型予熱装置２内におい
てスクラップの融着が認められた。キルン炉型予熱装置
２出口におけるスクラップ温度に関しても、１１００℃
以下では、電力原単位の低下量は若干少ないことと、比
較法６に示すように、１４５０℃以上では、キルン型予
熱装置２内においてスクラップの部分溶融が認められ、
操業上、電気炉の内張対策やスクラップ搬送面で支障が
生じることが分かった。
【００３０】なお、図１に、比較表１〜６および本発明
法７〜１１におけるスラップ予熱温度（Ｔ）および排ガ
スの酸化度（β）のデーターを示した。
法７〜１１におけるスラップ予熱温度（Ｔ）および排ガ
スの酸化度（β）のデーターを示した。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、スクラップの酸化を最小限に抑制しつつ、排ガスの
２次燃焼による効率的な予熱溶解が行えるといった有用
な効果がもたらされる。
ば、スクラップの酸化を最小限に抑制しつつ、排ガスの
２次燃焼による効率的な予熱溶解が行えるといった有用
な効果がもたらされる。
【図１】スクラップ温度と排ガスの酸化度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図２】この発明の、電気炉による鉄スクラップの予熱
溶解方法の実施例を示す概略断面図である。
溶解方法の実施例を示す概略断面図である。
１：電気炉、 ２：キルン型予熱装置、 ３：シャフト型予熱装置、 ４：スクラップ、 ５：ホッパー、 ６：シューター、 ７：酸素吹込ランス、 ８：燃料燃焼用バーナー、 ９：排ガス集塵装置、 １０：２次燃焼用バーナー、 １１：排ガス採取孔、 １２：２次燃焼用バーナー、 １３：排ガス採取孔、 １４：電極。
Claims (2)
- 【請求項１】 シャフト型予熱装置と、前記シャフト型
予熱装置に続いてキルン型予熱装置が設けられ、前記キ
ルン型予熱装置に続いてアーク加熱電気炉が設けられ、
主原料としての鉄スクラップを、前記シャフト型予熱装
置および前記キルン型予熱装置によって予熱し、前記ア
ーク加熱電気炉からの排ガスを前記キルン型予熱装置に
導入して、前記鉄スクラップの予熱の熱源とする、電気
炉による鉄スクラップの予熱溶解方法において、前記鉄
スクラップの温度が４００℃以上の予熱域において、前
記予熱域における前記鉄スクラップの予熱温度および前
記排ガスの酸化度が、下記（１）式、 １４００≦Ｔ＋２７００β≦２０３０ ・・・（１） 但し、上記（１）式において、 Ｔ：前記鉄スクラップの予熱温度（℃）、 β：前記排ガスの酸化度 〔＝（％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％ＣＯ）｝〕 を満足するように、前記予熱域における前記排ガスの２
次燃焼を制御することを特徴とする、電気炉による鉄ス
クラップの予熱溶解方法。 - 【請求項２】 シャフト型予熱装置と、前記シャフト型
予熱装置に続いてキルン型予熱装置が設けられ、前記キ
ルン型予熱装置に続いてアーク加熱電気炉が設けられ、
主原料としての鉄スクラップを、前記シャフト型予熱装
置および前記キルン型予熱装置によって予熱し、前記ア
ーク加熱電気炉からの排ガスを前記キルン型予熱装置に
導入して、前記鉄スクラップの予熱の熱源とする、電気
炉による鉄スクラップの予熱溶解方法において、前記鉄
スクラップの温度が４００℃以上の予熱域において、前
記予熱域における前記鉄スクラップの予熱温度および前
記排ガスの酸化度が、下記（２）および（３）式、 １４００≦ＴK ＋２７００βK ≦２０３０、且つ、 １１００≦ＴK ≦１４５０ ・・・（２） １４００≦ＴS ＋２７００βS ≦２０３０、且つ、 ４５０≦ＴS ≦８５０ ・・・（３） 但し、上記（２）、（３）式において、 ＴK ：前記キルン型予熱装置の出口における前記鉄スク
ラップの予熱温度（℃）、 βK ：前記キルン型予熱装置出口における前記排ガスの
酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％Ｃ
Ｏ）｝〕、 ＴS ：前記シャフト型予熱装置の出口における前記鉄ス
クラップの予熱温度（℃）、 βS ：前記シャフト型予熱装置出口における前記排ガス
の酸化度〔＝（％ＣＯ2 ）／｛（％ＣＯ2 ）＋（％Ｃ
Ｏ）｝〕 を満足するように、前記予熱域における前記排ガスの２
次燃焼を制御することを特徴とする、電気炉による鉄ス
クラップの予熱溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17953594A JPH0821691A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 電気炉による鉄スクラップの予熱溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17953594A JPH0821691A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 電気炉による鉄スクラップの予熱溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0821691A true JPH0821691A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=16067460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17953594A Pending JPH0821691A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 電気炉による鉄スクラップの予熱溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821691A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997030320A1 (fr) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Nippon Steel Corporation | Appareil et procede de prechauffage de dechets metalliques a base de fer |
| KR101351532B1 (ko) * | 2012-07-30 | 2014-01-24 | 동국제강주식회사 | 샤프트 타입 전기로 및 이를 이용한 조업 방법 |
| KR101437813B1 (ko) * | 2014-03-12 | 2014-09-16 | 순천대학교 산학협력단 | 스크랩 예열 장치 |
| CN104870662A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-08-26 | 株式会社Posco | 固定式电炉和钢水的生产方法 |
| KR20180073177A (ko) | 2016-12-22 | 2018-07-02 | 주식회사 포스코 | 용선제조장치 및 용선제조방법 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP17953594A patent/JPH0821691A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997030320A1 (fr) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Nippon Steel Corporation | Appareil et procede de prechauffage de dechets metalliques a base de fer |
| US6126716A (en) * | 1996-02-13 | 2000-10-03 | Nippon Steel Corporation | Iron-base scrap preheating apparatus and method |
| KR100287013B1 (ko) * | 1996-02-13 | 2001-05-02 | 아사무라 타카싯 | 예열 철계 스크랩 제조방법 및 장치 |
| KR101351532B1 (ko) * | 2012-07-30 | 2014-01-24 | 동국제강주식회사 | 샤프트 타입 전기로 및 이를 이용한 조업 방법 |
| CN104870662A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-08-26 | 株式会社Posco | 固定式电炉和钢水的生产方法 |
| US9932649B2 (en) | 2012-12-21 | 2018-04-03 | Posco | Fixed-type electric furnace and molten steel production method |
| KR101437813B1 (ko) * | 2014-03-12 | 2014-09-16 | 순천대학교 산학협력단 | 스크랩 예열 장치 |
| WO2015137549A1 (ko) * | 2014-03-12 | 2015-09-17 | 순천대학교 산학협력단 | 스크랩 예열 장치 |
| KR20180073177A (ko) | 2016-12-22 | 2018-07-02 | 주식회사 포스코 | 용선제조장치 및 용선제조방법 |
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