JPH08337809A - 鋼スクラップの溶解法 - Google Patents

鋼スクラップの溶解法

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JPH08337809A
JPH08337809A JP14377495A JP14377495A JPH08337809A JP H08337809 A JPH08337809 A JP H08337809A JP 14377495 A JP14377495 A JP 14377495A JP 14377495 A JP14377495 A JP 14377495A JP H08337809 A JPH08337809 A JP H08337809A
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slag
melting
steel scrap
furnace
water
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JP14377495A
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Kyoji Okumura
恭司 奥村
Hiroyuki Katayama
裕之 片山
Akio Kasama
昭夫 笠間
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉内空間の高温ガスに接触する壁は全て水冷
パネル化し、スクラップ溶解後出湯前後に水冷パネルの
表面にスラグコーティングすることにより、傾動出湯し
ても溶融金属と水冷パネルが直接接触しない鋼スクラッ
プの溶解方法を提供すること。 【構成】 炉肩に配置された出湯孔と傾動手段を有する
転炉型鋼スクラップ溶解炉を用いて鋼スクラップを溶解
する方法において、出湯孔部を含み溶解炉の上部は金属
製の水冷パネルで構成され、残部は耐火物で被覆された
溶解炉にて、炭材を添加しスラグを生成させながら鋼ス
クラップを溶解し、出湯前に溶解炉を傾動氏、該スラグ
を水冷パネルにコーティングした後に、該出湯孔から溶
融鉄を出湯することを特徴とする鋼スクラップの溶解
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炉上部に水冷パネルを
有する溶解炉を用いて鋼スクラップを溶解する方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、上底吹き転炉を用いて転炉内の残
留又は装入し、又は形成した少量の溶鉄に、鋼スクラッ
プを上部から、又は炭材を装入し、上底吹酸して炭材を
燃焼させた熱により転炉内の鋼スクラップを溶解して溶
鉄を増量せしめ、所定の溶鉄量に達した後出湯する鋼ス
クラップの溶解方法が提案されている。この鋼スクラッ
プ溶解炉は、通常耐火物のライニングによって構成され
ている。しかし、この溶解炉を構成する耐火物は寿命が
短くコストが高いこと、特にスクラップ溶解においては
2次燃焼率が高く、空間ガス温度も高くなるために耐火
物の損耗が極めて速いと言う問題がある。この対策の一
つとして、耐火物壁を金属製の水冷パネルにすることが
考えられるが、しかし、現状においては転炉炉内壁を水
冷パネルにすると傾動出湯する際に溶融金属が水冷パネ
ルに当たったり、温度の高いスラグ−溶融金属浴界面が
水冷パネルに当たり、地金が大量に付着して歩留りが悪
くなる上、水冷パネルの孔明きによる水蒸気爆発の危険
が増加する等の種々の問題があることから採用されてい
ないのが実状である。
【0003】一方、生産性を高めるためには出湯速度を
迅速に行う必要があり、そのために傾動して大径の炉口
から出湯する方法によれば短時間に出湯することが出来
る。この傾動の際、炉内に存在するスラグをコーティン
グする方法として、例えば特開昭57−16111号公
報は炉底にガス吹込み用羽口を具える転炉炉壁面に対
し、精錬溶鋼の出鋼後にその炉内に残したスラグを付着
させる方法において、転炉の炉体を揺動させるととも
に、炉底の羽口からガスを吹込み、かつその吹込みガス
の流量を変化させることにより残留スラグを所望位置の
炉壁面に付着させることを特徴とする底吹き転炉炉壁面
へのスラグコーティング方法、すなわち、底吹き転炉の
炉底羽口から吹込むガスに着目し、これを積極的に利用
することによって、炉壁へスラグコーティングを行うよ
うにした方法である。
【0004】また、特開平2−263910号公報は転
炉を排滓側へ傾動して溶鋼を排出せずにスラグの一部を
排出し、しかるのち、転炉を直立状態にして炉内に冷却
材を添加後転炉を揺動してスラグの性状を調整すると共
に溶鋼を固化し、転炉を再び排滓側へ傾動してスラグに
よりブローコーティングをし、最終的に転炉を出鋼側に
傾動して炉内に溶鋼固化物を残した状態で残余のスラグ
を出鋼孔より排出する転炉内残溶湯の処理方法が開示さ
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57−16111号公報や特開平2−2639
10号公報に示されるスラグをコーティングする方法は
いずれも通常の上底吹き転炉での耐火物製炉壁面へのコ
ーティングであり、耐火物製炉壁面の損耗防止を目的と
したものであり、水冷パネル炉壁面の損耗防止あるい
は、水冷パネルの大きな抜熱ロスを軽減するための被覆
を目的としたものではない。単にスラグで溶解炉炉内壁
面をスラグを用いてコーティングする手段が共通してい
るだけであって、水冷パネルを用いた溶解炉特有の大き
な抜熱ロスを軽減する方法は未だに確立されていないの
が実状であり、水冷パネル特有の抜熱効率を制御しなが
らコーティング厚みを制御する方法ではない。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消すべく、発明者らは鋭意検討を重ねた結果、炉内空間
の高温ガスに接触する壁は全て水冷パネル化し、スクラ
ップ溶解後出湯前後に水冷パネルの表面にスラグコーテ
ィングすることにより、傾動出湯しても溶融金属と水冷
パネルが直接接触しない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)炉肩に配置された出湯孔と傾動手段を有する転炉
型鋼スクラップ溶解炉を用いて鋼スクラップを溶解する
方法において、出湯孔部を含み溶解炉の上部は金属製の
水冷パネルで構成され、残部は耐火物で被覆された溶解
炉にて、炭材を添加しスラグを生成させながら鋼スクラ
ップを溶解し、出湯前に溶解炉を傾動し、該スラグを水
冷パネルにコーティングした後に、該出湯孔から溶融鉄
を出湯することを特徴とする鋼スクラップの溶解法。
【0007】(2)炉肩に配置された出湯孔と傾動手段
を有する転炉型鋼スクラップ溶解炉を用いて鋼スクラッ
プを溶解する方法において、出湯孔部を含み溶解炉の上
部は金属製の水冷パネルで構成され、残部は耐火物で被
覆された溶解炉にて、スラグのみを加熱溶融して生成
し、該溶解炉を傾動して該スラグを水冷パネルにコーテ
ィングした後に、種湯を装入し、引続き鋼スクラップ及
び炭材を添加してスラグを生成させながら鋼スクラップ
を溶解し、該出湯孔から溶融鉄を出湯することを特徴と
する鋼スクラップの溶解法。
【0008】(3)溶解炉を傾動しスラグをコーティン
グする代わりに出湯せずに残した溶銑中に酸化鉄と揮発
分含有石炭を添加し、底吹きにより送酸しスラグをフォ
ーミングさせ、該スラグを水冷パネルにコーティングす
ることを特徴とする前記(1)又は(2)記載の鋼スク
ラップの溶解法。 (4)コークス1.0〜500kg/スラグトンを添加
しフォーミングを抑制することを特徴とする前記(3)
記載の鋼スクラップの溶解法。 (5)コーティングするスラグのT・Feが5%以下で
あることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1
に記載の鋼スクラップの溶解法。 (6)コーティング終了後スラグ中FeOが5%以下に
なるまでコークスを添加することを特徴とする前記
(1)〜(5)のいずれか1に記載の鋼スクラップの溶
解法。
【0009】(7)コーティングするスラグにMgOを
添加し、鋼スクラップの溶解で得られる溶湯の融点より
10℃以上高い融点を有するスラグ組成にすることを特
徴とする前記(1)〜(6)のいずれか1に記載の鋼ス
クラップの溶解法。 (8)スラグコーティングするに際し、水冷パネルの冷
却水量を溶解操業中の冷却水量に対して1.0〜30
0.0%の範囲で増減することにより、スラグコーティ
ング厚みを0.1〜500.0mmの範囲内で制御する
ことを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれか1に記
載の鋼スクラップの溶解法にある。
【0010】
【作用】以下、本発明について図面に従って詳細に説明
する。図1は本発明に係る炉上部に金属製の水冷パネル
を有する鋼スクラップ溶解炉を示す縦断面図である。図
1に示すように、転炉1に酸素上吹きランス2を備え、
酸素上吹きランス2から酸素ガスを溶融金属3上の溶融
スラグ4に吹き付ける。溶融スラグ4の量は300kg
/溶銑トン以上の多量とすることにより、上吹き酸素が
直接溶融金属浴面に衝突しないようにする。また、コー
クスなどの炭材及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。一方、炉内の炉肩には
出湯孔5が設けられ、この炉上部の溶融金属浴面より上
方を金属製の水冷パネル6で構成され、その他の炉部は
耐火物で被覆されたスクラップ溶解炉を構成する。金属
製の水冷パネル6は鋼、銅、ステンレス鋼、チタンなど
の金属が適している。そこで、溶融金属浴面より上方を
水冷パネルとした理由は水冷パネルが溶融金属に当たる
と水冷パネルの冷却能は大きく地金が大量に付着した
り、孔明きによる水蒸気爆発の危険性があるためであ
る。
【0011】このような溶解炉を用いて、炭材を添加
し、これを酸素で燃焼させた熱で鋼スクラップを溶解す
る。溶解量が所定量に達すると溶解炉を傾動し、多量の
該スラグの一部を水冷パネルにコーティングした後に、
該出湯孔から溶融鉄を出湯する。または、溶解の事前に
スラグのみを加熱溶融して生成し、該溶解炉を傾動して
該スラグを水冷パネルにコーティングした後に、種湯を
装入し、引続き鋼スクラップ及び炭材を添加してスラグ
を生成させながら鋼スクラップを溶解し、該出湯孔から
溶融鉄を出湯するものである。この方法であれば逆傾動
すれば溶解炉内壁上部全周の水冷パネルにコーティング
ができる。転炉の傾動軸サイドへのコーティングは一部
不十分になることもある。
【0012】図2は本発明に係る溶解炉を傾動して出湯
する状態を示す断面図である。図2に示すように、炉上
部に水冷パネル6を有する鋼スクラップ溶解炉を傾動さ
せて出湯するのであるが出湯前に溶解炉を傾動させて多
量に存在するスラグを水冷パネル6の表面にコーティン
グ7を行った後に出湯孔5から溶融鉄3を出湯する。こ
のようにスクラップ溶解後出湯前にスラグコーティング
する理由は水冷パネル表面に直接溶融金属が接触しない
ようにするためである。また、種湯装入前にスラグをコ
ーティングする理由は鉄の歩留り悪化防止である。すな
わち、種湯を入れてからではスラグと溶融金属が混合し
てコーティングされ、溶融金属がコーティング層に含有
され歩留り悪化となるし、上吹き酸素ジェットや底吹き
ガスによる攪拌により、溶融金属の小飛沫が飛散して水
冷パネルに付着して歩留り悪化となるからである。
【0013】次に、溶解炉を傾動しスラグをコーティン
グする代わりに出湯せずに残した溶銑中に酸化鉄と揮発
分含有石炭を添加し、底吹きにより送酸しスラグをフォ
ーミングさせ、該スラグを水冷パネルにコーティングす
る方法であるが、溶銑中に酸化鉄と揮発分含有石炭を添
加し送酸すると大量のCOガスが発生してスラグフォー
ミングが起こる。すなわち、酸化鉄(FeO,Fe2
3 ,Fe3 4 )中の酸素と高揮発分の石炭中のカーボ
ンが結合して微細なCOガスとなり、このCOガスがス
ラグフォーミングの主因となり、これを利用すれば炉口
付近までスラグは膨れ上がって到達するので、水冷パネ
ルにコーティングできると言うものである。この方法は
転炉の傾動軸側にもスラグコーティングできる点がポイ
ントである。
【0014】この場合、酸化鉄の添加量は0.5〜3
0.0wt%/スラグトンが望ましい。0.5wt%/
スラグトン未満であるとフォーミングに至らず、また、
30.0wt%/スラグトンを越すとフォーミングが激
し過ぎて炉口から大量のスラグがあふれ出す危険性があ
る。揮発分含有石炭は10%以上が望ましい。その理由
は揮発分が多いと直ちに酸素と反応してCOガスを大量
に発生し、迅速にスラグフォーミングさせることでコー
ティング時間を短縮するためである。そのときの送酸量
は1.0〜300Nm3 /スラグトンが実験的に望まし
かった。
【0015】しかし、上記したフォーミングが激しくて
炉から横溢する場合には、その前にフォーミングを抑制
する必要があり、そのためには、コークス1.0〜50
0kg/スラグトンを添加する。特に粉コークスを添加
すると粉コークス表面にCOガスが吸着され易く、従っ
て微細であるが故にスラグ層から浮上散逸できなかった
CO気泡がコークス表面に吸着されて、これが集合して
肥大化し浮力が増大し、多量のCOガスがスラグ層から
散逸することによりフォーミングを抑制できるものであ
る。この添加量はコークス1.0〜500kg/スラグ
トン、好ましくは10〜20kg/スラグトンとする。
あまり多過ぎると炭材分のコストアップになる。
【0016】更に、コーティングするスラグのT.Fe
の上限を5%とする。5%を越えると鉄の歩留りが悪く
なり、かつ、水冷パネル直下の耐火物が脱Cされて溶損
し損耗量が増加するからである。また、コーティング終
了後はスラグ中FeOを5%以下とする。5%を越える
と歩留りが悪く、生産性が落ちるからである。従って、
必要に応じてコーティング終了後に更にスラグ中FeO
を5%以下になるまでコークスを添加するのが望まし
い。
【0017】
【実施例】図1に示す炉上部に水冷パネルを有する溶解
炉を用いて、多量スラグスクラップ溶解でスラグを35
0kg/t溶鋼で溶解後、傾動出銑する際にスラグ中F
e濃度を5%以下にすべく炭材を添加した後、ゆっくり
傾動し、10度で一旦停止し、スラグ層に上吹きランス
から窒素を吹き込んでスラグを傾動出銑孔側水冷パネル
全面にスラグを飛散させてコーティングした。更に傾動
角度を増やして出湯後には、上吹きランスをスラグ層か
ら200mm地点に下降して1000Nm3 /hをハー
ドブローして溶融鉄脱炭(4%を3.5%に)するとと
もに酸素のみをスラグ層に吹き付けてスラグ層内の炭材
を燃焼させ、COガスを発生させスラグをフォーミング
させて溶解炉内壁の水冷パネル部全周にスラグをコーテ
ィングした。これで水冷パネルにより急速抜熱で出湯中
の地金付着を最小限に抑えた傾動出銑可能になり、耐火
物コストは従来に比べ半減した。
【0018】このようにして、出湯前後に水冷パネルの
表面にスラグコーティングすることにより、水冷パネル
を用いた傾動出銑が可能となり、しかも、傾動出銑する
際の水冷パネルへの地金の付着による歩留り低下もな
く、水冷パネルへの孔明きによる水蒸気爆発の危険性も
ない安全な大径炉口による大量な湯を迅速に出湯するこ
とが出来、しかも、耐火物コストの低減並びに耐火物寿
命延長を図ることが出来た。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による出湯前
後に水冷パネルの表面にスラグコーティングすることに
より、水冷パネルを用いた溶解炉の傾動出銑が可能とな
り、耐火物コストの削減及び耐火物の補修頻度の低減を
はかることが出来ると共に、傾動出湯する際の水冷パネ
ルへの地金の付着及び水冷パネルへの孔明きによる水蒸
気爆発の危険性のない、かつ水冷パネルを通しての余分
な抜熱ロスを極小化できる安全な大径炉口による大量な
湯を迅速に出湯することが出来る等、工業上極めて優れ
た効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る炉上部に金属製の水冷パネルを有
する鋼スクラップ溶解炉を示す縦断面図、
【図2】本発明に係る溶解炉を傾動して出湯する状態を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 転炉 2 酸素上吹きランス 3 溶融金属 4 溶融スラグ 5 出湯孔 6 水冷パネル 7 スラグコーティング

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉肩に配置された出湯孔と傾動手段を有
    する転炉型鋼スクラップ溶解炉を用いて鋼スクラップを
    溶解する方法において、出湯孔部を含み溶解炉の上部は
    金属製の水冷パネルで構成され、残部は耐火物で被覆さ
    れた溶解炉にて、炭材を添加しスラグを生成させながら
    鋼スクラップを溶解し、出湯前に溶解炉を傾動し、該ス
    ラグを水冷パネルにコーティングした後に、該出湯孔か
    ら溶融鉄を出湯することを特徴とする鋼スクラップの溶
    解法。
  2. 【請求項2】 炉肩に配置された出湯孔と傾動手段を有
    する転炉型鋼スクラップ溶解炉を用いて鋼スクラップを
    溶解する方法において、出湯孔部を含み溶解炉の上部は
    金属製の水冷パネルで構成され、残部は耐火物で被覆さ
    れた溶解炉にて、スラグのみを加熱溶融して生成し、該
    溶解炉を傾動して該スラグを水冷パネルにコーティング
    した後に、種湯を装入し、引続き鋼スクラップ及び炭材
    を添加してスラグを生成させながら鋼スクラップを溶解
    し、該出湯孔から溶融鉄を出湯することを特徴とする鋼
    スクラップの溶解法。
  3. 【請求項3】 溶解炉を傾動しスラグをコーティングす
    る代わりに出湯せずに残した溶銑中に酸化鉄と揮発分含
    有石炭を添加し、底吹きにより送酸しスラグをフォーミ
    ングさせ、該スラグを水冷パネルにコーティングするこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の鋼スクラップの溶
    解法。
  4. 【請求項4】 コークス1.0〜500kg/スラグト
    ンを添加しフォーミングを抑制することを特徴とする請
    求項3記載の鋼スクラップの溶解法。
  5. 【請求項5】 コーティングするスラグのT・Feが5
    %以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
    1項に記載の鋼スクラップの溶解法。
  6. 【請求項6】 コーティング終了後スラグ中FeOが5
    %以下になるまでコークスを添加することを特徴とする
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の鋼スクラップの溶
    解法。
  7. 【請求項7】 コーティングするスラグにMgOを添加
    し、鋼スクラップの溶解で得られる溶湯の融点より10
    ℃以上高い融点を有するスラグ組成にすることを特徴と
    する請求項1〜6のいずれか1項に記載の鋼スクラップ
    の溶解法。
  8. 【請求項8】 スラグコーティングするに際し、水冷パ
    ネルの冷却水量を溶解操業中の冷却水量に対して1.0
    〜300.0%の範囲で増減することにより、スラグコ
    ーティング厚みを0.1〜500.0mmの範囲内で制
    御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に
    記載の鋼スクラップの溶解法。
JP14377495A 1995-06-12 1995-06-12 鋼スクラップの溶解法 Withdrawn JPH08337809A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113249599A (zh) * 2021-05-25 2021-08-13 江西省科学院应用物理研究所 一种大气条件下易氧化合金的熔炼净化装置及熔炼方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113249599A (zh) * 2021-05-25 2021-08-13 江西省科学院应用物理研究所 一种大气条件下易氧化合金的熔炼净化装置及熔炼方法

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