JPH08277410A - 鋼スクラップの溶解方法 - Google Patents
鋼スクラップの溶解方法Info
- Publication number
- JPH08277410A JPH08277410A JP8138995A JP8138995A JPH08277410A JP H08277410 A JPH08277410 A JP H08277410A JP 8138995 A JP8138995 A JP 8138995A JP 8138995 A JP8138995 A JP 8138995A JP H08277410 A JPH08277410 A JP H08277410A
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- JP
- Japan
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- slag
- blown
- gas
- furnace
- blowing
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 上吹きランスと横吹きランスを最適条件に組
合わせることにより、スラグ上層は炉壁から炉中心点
に、スラグ下層は炉壁方向に、また炉壁との接触部では
上方に移動するような上下循環流を起こさせ着熱効率を
向上させる鋼スクラップの溶解方法を提供すること。 【構成】 上吹き又は上底吹き精錬炉により炭材を投入
しスラグを生成させながら鋼スクラップを溶解する方法
において、炉壁に設けた横吹き羽口によりスラグ層から
0〜1/2の範囲内にガスを水平に吹き込む、該スラグ
をスラグ表層炉壁側からスラグ表層中心側へ回転させる
ことを特徴とする鋼スクラップの溶解方法。および、横
吹き羽口よりガスを水平に吹き込む代わりに、斜め上方
に向かって吹き込むこと。
合わせることにより、スラグ上層は炉壁から炉中心点
に、スラグ下層は炉壁方向に、また炉壁との接触部では
上方に移動するような上下循環流を起こさせ着熱効率を
向上させる鋼スクラップの溶解方法を提供すること。 【構成】 上吹き又は上底吹き精錬炉により炭材を投入
しスラグを生成させながら鋼スクラップを溶解する方法
において、炉壁に設けた横吹き羽口によりスラグ層から
0〜1/2の範囲内にガスを水平に吹き込む、該スラグ
をスラグ表層炉壁側からスラグ表層中心側へ回転させる
ことを特徴とする鋼スクラップの溶解方法。および、横
吹き羽口よりガスを水平に吹き込む代わりに、斜め上方
に向かって吹き込むこと。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炉壁側に設けられた羽
口から吹錬ガスをスラグ層中に吹込むようにした横吹き
と上吹き又は上底吹きによる鋼スクラップの溶解方法に
関するものである。
口から吹錬ガスをスラグ層中に吹込むようにした横吹き
と上吹き又は上底吹きによる鋼スクラップの溶解方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、資源、環境問題から、スクラップ
などの固体金属原料をリサイクル使用して、効率的に溶
融金属を製造することが技術課題となって来ている。そ
の金属スクラップの種類は種々のものがあるが、発生量
の多い鉄鋼スクラップを用いて溶融鉄を得る方法とし
て、従来は殆ど電気炉で行われて来た。しかし電気炉の
場合は、スクラップの溶解・精錬に多くの電力を消費す
るため、わが国のように電力価格が著しく高い国ではコ
ストアップとして好ましくない。そこで、電気炉によら
ずに経済的にスクラップを溶解・精錬する方法として、
高送酸能力を有する転炉の余剰生産能力を利用して安価
な炭材を用いたスクラップの溶解・精錬方法が検討され
るようになって来た。
などの固体金属原料をリサイクル使用して、効率的に溶
融金属を製造することが技術課題となって来ている。そ
の金属スクラップの種類は種々のものがあるが、発生量
の多い鉄鋼スクラップを用いて溶融鉄を得る方法とし
て、従来は殆ど電気炉で行われて来た。しかし電気炉の
場合は、スクラップの溶解・精錬に多くの電力を消費す
るため、わが国のように電力価格が著しく高い国ではコ
ストアップとして好ましくない。そこで、電気炉によら
ずに経済的にスクラップを溶解・精錬する方法として、
高送酸能力を有する転炉の余剰生産能力を利用して安価
な炭材を用いたスクラップの溶解・精錬方法が検討され
るようになって来た。
【0003】このような状況下で、一般的には既存の上
底吹きの複合吹錬転炉を利用することで設備増を控える
と共に、スクラップと一緒に炉内に装入した火種に着火
した後、上底吹き吹錬の際に炉上方から熱源としての炭
材を投入しながら溶解・精錬する方法が提案されてい
る。また、スラグ層中へガスを横向きに吹く横吹き転炉
吹錬方法として、特開昭57−60009号公報や特開
平2−166212号公報、さらには、特公平6−99
735号公報や特公平6−99736号公報が知られて
いる。すなわち、特開昭57−60009号公報は転炉
の炉側部の溶銑中に浸漬される部分に上下に間隔を置い
て上部羽口および下部羽口をそれぞれ適当数設けてお
き、吹錬開始時には上部羽口へ供給する吹錬ガスの流量
を下部羽口へ供給する吹錬ガスよりも大流量に設定し、
吹錬途中において下部羽口へ供給するガス流量が上部流
量へ供給するガス流量よりも大流量となるように上部羽
口および下部羽口のガス流量を変更し、その状態で吹錬
終了まで行う横吹き転炉吹錬方法である。
底吹きの複合吹錬転炉を利用することで設備増を控える
と共に、スクラップと一緒に炉内に装入した火種に着火
した後、上底吹き吹錬の際に炉上方から熱源としての炭
材を投入しながら溶解・精錬する方法が提案されてい
る。また、スラグ層中へガスを横向きに吹く横吹き転炉
吹錬方法として、特開昭57−60009号公報や特開
平2−166212号公報、さらには、特公平6−99
735号公報や特公平6−99736号公報が知られて
いる。すなわち、特開昭57−60009号公報は転炉
の炉側部の溶銑中に浸漬される部分に上下に間隔を置い
て上部羽口および下部羽口をそれぞれ適当数設けてお
き、吹錬開始時には上部羽口へ供給する吹錬ガスの流量
を下部羽口へ供給する吹錬ガスよりも大流量に設定し、
吹錬途中において下部羽口へ供給するガス流量が上部流
量へ供給するガス流量よりも大流量となるように上部羽
口および下部羽口のガス流量を変更し、その状態で吹錬
終了まで行う横吹き転炉吹錬方法である。
【0004】また、特開平2−166212号公報はス
ラグ層中へ攪拌用ガスとして横吹き羽口を設けた溶融還
元において、スロッピングを、正確かつ十分な時間的余
裕をもって予知し得る方法である。さらに、特公平6−
99735号公報は製錬炉において溶湯中で発生し、ス
ラグ中を浮上する一酸化炭素ガスをスラグ中に酸化性ガ
スを傾斜して吹込むことにより燃焼させると共に燃焼し
て昇温するスラグを旋回させて、スラグの熱を溶湯へ付
加する際に、一定の条件を与えて酸化性ガスを吹込む方
法であり、特公平6−99736号公報はスラグ層で一
酸化炭素を燃焼させて発生する高温の燃焼熱を、スラグ
層を攪拌循環させることにより溶湯へ伝熱する際に、炉
芯に対して点対象で、かつスラグ層の範囲に相当する炉
壁に設けられた水平方向に対する傾斜角を0〜60°の
範囲とした上向きの羽口と、水平方向に対する傾斜角を
−60°〜0の範囲とした下向きの羽口とから酸化性ガ
スを吹込む方法が提案されている。
ラグ層中へ攪拌用ガスとして横吹き羽口を設けた溶融還
元において、スロッピングを、正確かつ十分な時間的余
裕をもって予知し得る方法である。さらに、特公平6−
99735号公報は製錬炉において溶湯中で発生し、ス
ラグ中を浮上する一酸化炭素ガスをスラグ中に酸化性ガ
スを傾斜して吹込むことにより燃焼させると共に燃焼し
て昇温するスラグを旋回させて、スラグの熱を溶湯へ付
加する際に、一定の条件を与えて酸化性ガスを吹込む方
法であり、特公平6−99736号公報はスラグ層で一
酸化炭素を燃焼させて発生する高温の燃焼熱を、スラグ
層を攪拌循環させることにより溶湯へ伝熱する際に、炉
芯に対して点対象で、かつスラグ層の範囲に相当する炉
壁に設けられた水平方向に対する傾斜角を0〜60°の
範囲とした上向きの羽口と、水平方向に対する傾斜角を
−60°〜0の範囲とした下向きの羽口とから酸化性ガ
スを吹込む方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開昭57−60009号公報は転炉の溶銑中に2段
の上下羽口を設けているもので、スラグの攪拌を目的と
したものではない。また、特開平2−166212号公
報は横吹き羽口を設けてはいるが溶融還元であって、上
記同様スラグの攪拌は何ら目的としていない。さらに、
特公平6−99735号公報および特公平6−9973
6号公報はスラグに旋回をさせて、スラグの熱を溶湯へ
付加することは本発明と同じであるが、しかし、スラグ
の攪拌に当って、特公平6−99735号公報は第2図
に示すように、スラグの攪拌が炉全体に水平回転流が行
われており、しかも、炉壁への流動が行われている。ま
た、特公平6−99736号公報も同様で、第1図に示
すように炉全体に水平回転流が行われている。このよう
な水平回転流では、スラグから溶湯への有効な熱伝導が
充分でないし、耐火物壁に輻射放散される可能性がある
という問題がある。
た特開昭57−60009号公報は転炉の溶銑中に2段
の上下羽口を設けているもので、スラグの攪拌を目的と
したものではない。また、特開平2−166212号公
報は横吹き羽口を設けてはいるが溶融還元であって、上
記同様スラグの攪拌は何ら目的としていない。さらに、
特公平6−99735号公報および特公平6−9973
6号公報はスラグに旋回をさせて、スラグの熱を溶湯へ
付加することは本発明と同じであるが、しかし、スラグ
の攪拌に当って、特公平6−99735号公報は第2図
に示すように、スラグの攪拌が炉全体に水平回転流が行
われており、しかも、炉壁への流動が行われている。ま
た、特公平6−99736号公報も同様で、第1図に示
すように炉全体に水平回転流が行われている。このよう
な水平回転流では、スラグから溶湯への有効な熱伝導が
充分でないし、耐火物壁に輻射放散される可能性がある
という問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述したよう
な問題を解消し、上吹きランスと横吹き羽口を最適条件
に組合せることにより、スラグ上層は炉壁から炉中心点
に、スラグ下層は炉壁方向に、また炉壁との接触部では
上方に移動するような上下循環流を起こさせ、スラグ上
面火点の熱を最短距離でメタルに熱を付ける鋼スクラッ
プの溶解方法を提供することにある。その発明の要旨と
するところは、 (1)上吹き又は上底吹き精錬炉により炭材を投入しス
ラグを生成させながら鋼スクラップを溶解する方法にお
いて、炉壁に設けた横吹き羽口によりスラグ層から0〜
1/2の範囲内にガスを水平に吹き込み、該スラグをス
ラグ表層炉壁側からスラグ表層中心側へ回転させること
を特徴とする鋼スクラップの溶解方法。
な問題を解消し、上吹きランスと横吹き羽口を最適条件
に組合せることにより、スラグ上層は炉壁から炉中心点
に、スラグ下層は炉壁方向に、また炉壁との接触部では
上方に移動するような上下循環流を起こさせ、スラグ上
面火点の熱を最短距離でメタルに熱を付ける鋼スクラッ
プの溶解方法を提供することにある。その発明の要旨と
するところは、 (1)上吹き又は上底吹き精錬炉により炭材を投入しス
ラグを生成させながら鋼スクラップを溶解する方法にお
いて、炉壁に設けた横吹き羽口によりスラグ層から0〜
1/2の範囲内にガスを水平に吹き込み、該スラグをス
ラグ表層炉壁側からスラグ表層中心側へ回転させること
を特徴とする鋼スクラップの溶解方法。
【0007】(2)横吹き羽口よりガスを水平に吹き込
む代わりに、斜め上方に向かって吹き込むことを特徴と
する(1)記載の鋼スクラップの溶解方法。 (3)上吹きランスをスラグ表層から1/2〜1.0の
範囲内に浸漬させながら下向きにガスを吹き込むことを
特徴とする(1)または(2)記載の鋼スクラップの溶
解方法。
む代わりに、斜め上方に向かって吹き込むことを特徴と
する(1)記載の鋼スクラップの溶解方法。 (3)上吹きランスをスラグ表層から1/2〜1.0の
範囲内に浸漬させながら下向きにガスを吹き込むことを
特徴とする(1)または(2)記載の鋼スクラップの溶
解方法。
【0008】以下、本発明について図面に従って詳細に
説明する。図1は本発明に係る上底吹き転炉によるスク
ラップ溶解炉の側断面図である。図1に示すように、転
炉炉体1は耐火物で内張りされ、例えば上底吹き転炉で
酸素下吹き羽口2および酸素上吹きランス6を備えてい
る。酸素上吹きランス6から酸素ガスを溶融鉄金属3上
の溶融スラグ4に吹き付ける。石炭やコークスなどの炭
材およびスクラップを上方から投入して炉内の溶融スラ
グ4上に装入される。これらの炭材の燃焼発生ガスを有
効に溶融スラグに伝えるために、炉底から底吹きガスに
よる、例えばN2 ,CO,CO2 ,O2 ,LPGおよび
不活性ガスなどの攪拌ガスによって溶融鉄を攪拌して良
好な伝熱を行う。
説明する。図1は本発明に係る上底吹き転炉によるスク
ラップ溶解炉の側断面図である。図1に示すように、転
炉炉体1は耐火物で内張りされ、例えば上底吹き転炉で
酸素下吹き羽口2および酸素上吹きランス6を備えてい
る。酸素上吹きランス6から酸素ガスを溶融鉄金属3上
の溶融スラグ4に吹き付ける。石炭やコークスなどの炭
材およびスクラップを上方から投入して炉内の溶融スラ
グ4上に装入される。これらの炭材の燃焼発生ガスを有
効に溶融スラグに伝えるために、炉底から底吹きガスに
よる、例えばN2 ,CO,CO2 ,O2 ,LPGおよび
不活性ガスなどの攪拌ガスによって溶融鉄を攪拌して良
好な伝熱を行う。
【0009】一方、炉壁に設けたスラグ中へ浸漬されて
いる2次燃焼酸素横吹き羽口5はスラグ層から0〜1/
2の範囲内にガスを0.01Nm3 /min〜2.0N
m3/minの範囲で水平に吹き込み、酸素上吹きラン
ス6との相互作用により溶融スラグ4をスラグ表面層炉
壁側からスラグ表層中心側へ上下回転させるものであ
る。すなわち、スラグ表層炉壁側からスラグ表層中心側
へスラグを上下回転させることによって、上吹きランス
直下での火点下の溶融鉄に伝達することが出来、着熱効
率を高めることが出来る。しかも、このスラグ回転が図
で示す矢印とは反対の回転であると火点で生成した熱が
空間に輻射放散され熱損失となるからである。
いる2次燃焼酸素横吹き羽口5はスラグ層から0〜1/
2の範囲内にガスを0.01Nm3 /min〜2.0N
m3/minの範囲で水平に吹き込み、酸素上吹きラン
ス6との相互作用により溶融スラグ4をスラグ表面層炉
壁側からスラグ表層中心側へ上下回転させるものであ
る。すなわち、スラグ表層炉壁側からスラグ表層中心側
へスラグを上下回転させることによって、上吹きランス
直下での火点下の溶融鉄に伝達することが出来、着熱効
率を高めることが出来る。しかも、このスラグ回転が図
で示す矢印とは反対の回転であると火点で生成した熱が
空間に輻射放散され熱損失となるからである。
【0010】このように転炉の上方から酸素上吹きラン
スを通して吹き込まれるのは酸素ガスである。この酸素
ガスは高純度の酸素含有ガスであり、純酸素ガスあるい
は70%以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガスあ
るいは純酸素ガスと空気、窒素のような希釈ガスの混合
物で、酸素濃度を70%以上のものを言う。そして酸素
ガスは炭材および発生COなどの可燃ガス成分を燃焼さ
せて発生し、スクラップに溶解熱を供給する。一方、底
吹きガスには溶融物を攪拌する効果があり、伝熱進行に
必要である。この底吹きガスとしては、O2 ,N2 ,C
O,CO2 ,アルゴンなどの1種ないしは2種以上の混
合ガスを用いる。
スを通して吹き込まれるのは酸素ガスである。この酸素
ガスは高純度の酸素含有ガスであり、純酸素ガスあるい
は70%以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガスあ
るいは純酸素ガスと空気、窒素のような希釈ガスの混合
物で、酸素濃度を70%以上のものを言う。そして酸素
ガスは炭材および発生COなどの可燃ガス成分を燃焼さ
せて発生し、スクラップに溶解熱を供給する。一方、底
吹きガスには溶融物を攪拌する効果があり、伝熱進行に
必要である。この底吹きガスとしては、O2 ,N2 ,C
O,CO2 ,アルゴンなどの1種ないしは2種以上の混
合ガスを用いる。
【0011】図2は図1のA−A断面図である。図3は
本発明に係る他の実施例を示すスクラップ溶解炉の側断
面図である。図3に示すように横吹き羽口5を斜め上方
に向かって吹き込むと同時に上吹きランスをスラグ表層
から1/2〜1.0の範囲内に浸漬させながら、下向き
にガスを吹き込み、この上吹きランスとの相互作用によ
り効率良くスラグ4をスラグ表層炉壁側からスラグ表層
中心側へ上下回転させるものである。横吹きランスの上
方斜め吹き込み角度θは水平に対して0<θ≦90°、
望ましくは30<θ≦75°とする。図4は本発明に係
る更に他の実施例を示すスクラップ溶解炉の側断面図で
ある。図4に示すように、上吹きランスをスラグ最下層
から1/2の範囲内に浸漬させた状態で横向きに横吹き
羽口5をスラグ層から0〜1/2の範囲内にガスと吹き
込むものである。これによってスラグ4をスラグ表層炉
壁側からスラグ表層中心側へ上下回転をさせるものであ
る。
本発明に係る他の実施例を示すスクラップ溶解炉の側断
面図である。図3に示すように横吹き羽口5を斜め上方
に向かって吹き込むと同時に上吹きランスをスラグ表層
から1/2〜1.0の範囲内に浸漬させながら、下向き
にガスを吹き込み、この上吹きランスとの相互作用によ
り効率良くスラグ4をスラグ表層炉壁側からスラグ表層
中心側へ上下回転させるものである。横吹きランスの上
方斜め吹き込み角度θは水平に対して0<θ≦90°、
望ましくは30<θ≦75°とする。図4は本発明に係
る更に他の実施例を示すスクラップ溶解炉の側断面図で
ある。図4に示すように、上吹きランスをスラグ最下層
から1/2の範囲内に浸漬させた状態で横向きに横吹き
羽口5をスラグ層から0〜1/2の範囲内にガスと吹き
込むものである。これによってスラグ4をスラグ表層炉
壁側からスラグ表層中心側へ上下回転をさせるものであ
る。
【0012】
【実施例】上吹きランスよりスラグ層直下に酸素ガスを
1000Nm3 /hrで、また水平横吹きガスを50N
m3 /hrで、スラグ厚み1.5mのスラグ表層から0
〜0.2mの範囲に限って吹き込んだ。これによりスラ
グ表層は常に炉壁から炉中心に向かう上下流が形成・維
持された。この結果、着熱効率(火点での総発熱量に対
するメタル受熱量の比)は95%になった。なお、メタ
ル受熱量の比=生成溶湯量×(投入スクラップ温度−溶
湯温度)で表す。これに対して、比較例として上吹きラ
ンスを下向き12°、酸素ガスを1000Nm3 /hr
酸素で、また水平横吹きガスを200Nm3 /hr補助
として吹いていたが、スラグ表層の上半分は炉中心から
炉壁に向かう流れになっていた。そのため着熱効率は9
0%であった。
1000Nm3 /hrで、また水平横吹きガスを50N
m3 /hrで、スラグ厚み1.5mのスラグ表層から0
〜0.2mの範囲に限って吹き込んだ。これによりスラ
グ表層は常に炉壁から炉中心に向かう上下流が形成・維
持された。この結果、着熱効率(火点での総発熱量に対
するメタル受熱量の比)は95%になった。なお、メタ
ル受熱量の比=生成溶湯量×(投入スクラップ温度−溶
湯温度)で表す。これに対して、比較例として上吹きラ
ンスを下向き12°、酸素ガスを1000Nm3 /hr
酸素で、また水平横吹きガスを200Nm3 /hr補助
として吹いていたが、スラグ表層の上半分は炉中心から
炉壁に向かう流れになっていた。そのため着熱効率は9
0%であった。
【0013】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、スラ
グ層上層では炉壁から炉の中心点に移動させ、スラグ下
層は炉壁方向に、炉壁との接触部においては上方に移動
するような上下循環流を起こさせるスラグ旋回により、
燃焼熱を高効率に溶湯に着熱でき、多量の熱を必要とす
るスクラップ溶解における反応効率を高めることが出来
る等々工業上極めて優れた効果を奏するものである。
グ層上層では炉壁から炉の中心点に移動させ、スラグ下
層は炉壁方向に、炉壁との接触部においては上方に移動
するような上下循環流を起こさせるスラグ旋回により、
燃焼熱を高効率に溶湯に着熱でき、多量の熱を必要とす
るスクラップ溶解における反応効率を高めることが出来
る等々工業上極めて優れた効果を奏するものである。
【図1】本発明に係る上底吹き転炉によるスクラップ溶
解炉の側断面図、
解炉の側断面図、
【図2】図1のA−A断面図、
【図3】本発明に係る他の実施例を示すスクラップ溶解
炉の側断面図、
炉の側断面図、
【図4】本発明に係る更に他の実施例を示すスクラップ
溶解炉の側断面図である。
溶解炉の側断面図である。
1 転炉炉体 2 酸素下吹き羽口 3 溶融鉄金属 4 溶融スラグ 5 横吹き羽口 6 酸素上吹きランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八太 好弘 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項1】 上吹き又は上底吹き精錬炉により炭材を
投入しスラグを生成させながら鋼スクラップを溶解する
方法において、炉壁に設けた横吹き羽口によりスラグ層
から0〜1/2の範囲内にガスを水平に吹き込み、該ス
ラグをスラグ表層炉壁側からスラグ表層中心側へ回転さ
せることを特徴とする鋼スクラップの溶解方法。 - 【請求項2】 横吹き羽口よりガスを水平に吹き込む代
わりに、斜め上方に向かって吹き込むことを特徴とする
請求項1記載の鋼スクラップの溶解方法。 - 【請求項3】 上吹きランスをスラグ表層から1/2〜
1.0の範囲内に浸漬させながら下向きにガスを吹き込
むことを特徴とする請求項1または2記載の鋼スクラッ
プの溶解方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8138995A JPH08277410A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 鋼スクラップの溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8138995A JPH08277410A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 鋼スクラップの溶解方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08277410A true JPH08277410A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13744957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8138995A Pending JPH08277410A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 鋼スクラップの溶解方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08277410A (ja) |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP8138995A patent/JPH08277410A/ja active Pending
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A02 | Decision of refusal |
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