JPH09256018A - 竪型鉄スクラップ溶解炉の原料装入方法 - Google Patents
竪型鉄スクラップ溶解炉の原料装入方法Info
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- JPH09256018A JPH09256018A JP8060600A JP6060096A JPH09256018A JP H09256018 A JPH09256018 A JP H09256018A JP 8060600 A JP8060600 A JP 8060600A JP 6060096 A JP6060096 A JP 6060096A JP H09256018 A JPH09256018 A JP H09256018A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー利用効率の高い鉄スクラップの溶
解を可能とする、竪型鉄スクラップ溶解炉における鉄ス
クラップおよびコークスの装入方法を提供する。 【解決手段】 炉下部に送風羽口４、５を設け、炉頂か
ら原料を装入する竪型溶解炉１において鉄スクラップ７
を溶解するに際し、炉頂中心に配設した装入管２の下端
を、炉内装入物表面から、ｈ≦（ｒ−ｒ’）ｔａｎθを
満足する高さｈに設定し、該装入管から、ＷS ≦1/3 ・
πr3・ｔａｎθ・ρS を満足する装入量Ｗ S の鉄スクラ
ップを装入し、ついでコークスを装入する（ｒ：溶解炉
の炉内半径、ｒ’：装入管の内径、θ：鉄スクラップの
安息角、ρS ：鉄スクラップの嵩比重）。
解を可能とする、竪型鉄スクラップ溶解炉における鉄ス
クラップおよびコークスの装入方法を提供する。 【解決手段】 炉下部に送風羽口４、５を設け、炉頂か
ら原料を装入する竪型溶解炉１において鉄スクラップ７
を溶解するに際し、炉頂中心に配設した装入管２の下端
を、炉内装入物表面から、ｈ≦（ｒ−ｒ’）ｔａｎθを
満足する高さｈに設定し、該装入管から、ＷS ≦1/3 ・
πr3・ｔａｎθ・ρS を満足する装入量Ｗ S の鉄スクラ
ップを装入し、ついでコークスを装入する（ｒ：溶解炉
の炉内半径、ｒ’：装入管の内径、θ：鉄スクラップの
安息角、ρS ：鉄スクラップの嵩比重）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄スクラップの溶
解法に関し、とくに、竪型溶解炉を用いた鉄スクラップ
の溶解法における原料装入方法に関する。
解法に関し、とくに、竪型溶解炉を用いた鉄スクラップ
の溶解法における原料装入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】製鋼用鉄源としては、溶銑、あるいは溶
銑を冷却した冷銑に加えて、鉄スクラップがある。近
年、環境保全、エネルギー節約、製鋼コストの低減等の
観点から鉄スクラップのリサイクルが注目されている。
銑を冷却した冷銑に加えて、鉄スクラップがある。近
年、環境保全、エネルギー節約、製鋼コストの低減等の
観点から鉄スクラップのリサイクルが注目されている。
【０００３】鉄スクラップを鉄源として使用する場合に
は、鉄鉱石を還元して得られる溶銑を用いる場合に比較
して、還元熱量だけエネルギー使用量は少なくなる。ま
た、原料の事前処理を簡略化できるため、設備が小規模
ですむといった利点がある。しかし、鉄スクラップの溶
解を、電気エネルギーを利用したアーク電気炉や誘導溶
解炉で行った場合には、発電時のエネルギー変換効率が
約３５％と低いことを考慮するとエネルギー使用量の点
で不利になる。
は、鉄鉱石を還元して得られる溶銑を用いる場合に比較
して、還元熱量だけエネルギー使用量は少なくなる。ま
た、原料の事前処理を簡略化できるため、設備が小規模
ですむといった利点がある。しかし、鉄スクラップの溶
解を、電気エネルギーを利用したアーク電気炉や誘導溶
解炉で行った場合には、発電時のエネルギー変換効率が
約３５％と低いことを考慮するとエネルギー使用量の点
で不利になる。
【０００４】このようなことから、竪型炉（キュポラ）
による鉄スクラップの溶解が注目されている。竪型炉
（キュポラ）では、安価な熱源であるコークスが利用で
き、装入物量をある一定値以上確保できれば排ガス温度
が低く抑えられ熱効率の向上が期待できるなど、コスト
およびエネルギー使用量の面で有利である。しかしなが
ら、従来の竪型炉（キュポラ）による鉄スクラップの溶
解においては、炉頂部の排ガス組成から計算される二次
燃焼率（ＣＯ2 ×１００／（ＣＯ＋ＣＯ2 ））は４０％
程度であり、さらに、送風羽口を２段にして、一次送風
で生成するＣＯガスを、二次送風によりＣＯ2 まで燃焼
しても、二次燃焼率はたかだか５０％程度にしかならな
い。これは、ＣＯ2 ガスがコークス層を通過する時、Ｃ
Ｏ2 ＋Ｃ＝２ＣＯなる反応（ソリューションロス反応）
が生ずるためである。この反応はコークス温度が７００
℃以上になると顕著になる。したがって、この反応は、
コークスを無駄に消費し、さらに吸熱反応であるため、
鉄スクラップの加熱・溶解をも阻害し、竪型炉の熱効率
向上の大きな妨げとなっている。
による鉄スクラップの溶解が注目されている。竪型炉
（キュポラ）では、安価な熱源であるコークスが利用で
き、装入物量をある一定値以上確保できれば排ガス温度
が低く抑えられ熱効率の向上が期待できるなど、コスト
およびエネルギー使用量の面で有利である。しかしなが
ら、従来の竪型炉（キュポラ）による鉄スクラップの溶
解においては、炉頂部の排ガス組成から計算される二次
燃焼率（ＣＯ2 ×１００／（ＣＯ＋ＣＯ2 ））は４０％
程度であり、さらに、送風羽口を２段にして、一次送風
で生成するＣＯガスを、二次送風によりＣＯ2 まで燃焼
しても、二次燃焼率はたかだか５０％程度にしかならな
い。これは、ＣＯ2 ガスがコークス層を通過する時、Ｃ
Ｏ2 ＋Ｃ＝２ＣＯなる反応（ソリューションロス反応）
が生ずるためである。この反応はコークス温度が７００
℃以上になると顕著になる。したがって、この反応は、
コークスを無駄に消費し、さらに吸熱反応であるため、
鉄スクラップの加熱・溶解をも阻害し、竪型炉の熱効率
向上の大きな妨げとなっている。
【０００５】このような問題点に対し、特表平１−５０
１４０１号公報には、鉄源と炭材の装入位置を変えた竪
型炉が提案されている。図３に示すように、鉄源は竪型
炉の高炉炉頂から、炭材は炉床上部側のフィーダから装
入されるため、高炉部には鉄源のみの充填層が形成され
る。このため、高炉部ではソリューションロス反応は生
じない。この竪型炉によれば、二次燃焼率が向上し、熱
エネルギーを有効に鉄源の溶解に利用できるとしてい
る。
１４０１号公報には、鉄源と炭材の装入位置を変えた竪
型炉が提案されている。図３に示すように、鉄源は竪型
炉の高炉炉頂から、炭材は炉床上部側のフィーダから装
入されるため、高炉部には鉄源のみの充填層が形成され
る。このため、高炉部ではソリューションロス反応は生
じない。この竪型炉によれば、二次燃焼率が向上し、熱
エネルギーを有効に鉄源の溶解に利用できるとしてい
る。
【０００６】しかしながら、図３の竪型炉では、一般の
竪型炉と比較して、炉頂部の原料装入装置の構造が複雑
すぎ、また、高炉部の充填層は、嵩比重の小さい鉄スク
ラップのみとなり、高温ガスにより鉄スクラップが軟化
変形、あるいは部分溶融し、鉄スクラップ同士の融着に
よる棚吊り現象を生じる。このため、ガスの通気性が阻
害され、安定操業が困難になるという問題点があった。
竪型炉と比較して、炉頂部の原料装入装置の構造が複雑
すぎ、また、高炉部の充填層は、嵩比重の小さい鉄スク
ラップのみとなり、高温ガスにより鉄スクラップが軟化
変形、あるいは部分溶融し、鉄スクラップ同士の融着に
よる棚吊り現象を生じる。このため、ガスの通気性が阻
害され、安定操業が困難になるという問題点があった。
【０００７】また、特開平７−７０６２５号公報には、
竪型炉横断面内の原料装入分布を変更して、ソリューシ
ョンロス反応を抑えた熱効率の高い操業が可能な原料装
入方法が提案されている。図４に示すように、一次羽口
の部位では、コークスを炉壁周辺に、スクラップを中心
に、装入し、多段羽口の場合には、上部羽口をスクラッ
プとコークスの境界領域あるいはコークスの存在しない
領域に突き出し、さらに、細粒コークスを使用すること
により、コークス層内の通気抵抗が高くなり、主流ガス
はスクラップ層を流れ、ソリューションロス反応を抑え
た熱効率の高い操業が可能になる。
竪型炉横断面内の原料装入分布を変更して、ソリューシ
ョンロス反応を抑えた熱効率の高い操業が可能な原料装
入方法が提案されている。図４に示すように、一次羽口
の部位では、コークスを炉壁周辺に、スクラップを中心
に、装入し、多段羽口の場合には、上部羽口をスクラッ
プとコークスの境界領域あるいはコークスの存在しない
領域に突き出し、さらに、細粒コークスを使用すること
により、コークス層内の通気抵抗が高くなり、主流ガス
はスクラップ層を流れ、ソリューションロス反応を抑え
た熱効率の高い操業が可能になる。
【０００８】しかしながら、この方法を、小型のキュポ
ラヘ適用するためには、粒径の小さいコークスおよびス
クラップを用いる必要があること、さらに、原料詰まり
を防止するため粒度分布を狭い範囲で調整する必要があ
ることなど、通気性の低下により安定操業が阻害された
り、原料選択の自由度が低下するなどの問題点があっ
た。
ラヘ適用するためには、粒径の小さいコークスおよびス
クラップを用いる必要があること、さらに、原料詰まり
を防止するため粒度分布を狭い範囲で調整する必要があ
ることなど、通気性の低下により安定操業が阻害された
り、原料選択の自由度が低下するなどの問題点があっ
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みなされたものであり、エネルギー利用効率の
高い鉄スクラップの溶解を可能とする、竪型鉄スクラッ
プ溶解炉における鉄スクラップおよびコークスの装入方
法を提供することを目的とする。
題点に鑑みなされたものであり、エネルギー利用効率の
高い鉄スクラップの溶解を可能とする、竪型鉄スクラッ
プ溶解炉における鉄スクラップおよびコークスの装入方
法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、多段羽口
を設置した竪型炉においても、二次燃焼率の向上が達成
できない原因について、鋭意検討した結果、コークスの
装入状態に原因があり、鉄スクラップとコークスを別々
に装入することにより、炉内横断面における鉄スクラッ
プとコークスを区分することが可能となり、二次燃焼率
が高い鉄スクラップ溶解が達成できるという知見を得
た。本発明は、上記知見に基づき構成したものである。
を設置した竪型炉においても、二次燃焼率の向上が達成
できない原因について、鋭意検討した結果、コークスの
装入状態に原因があり、鉄スクラップとコークスを別々
に装入することにより、炉内横断面における鉄スクラッ
プとコークスを区分することが可能となり、二次燃焼率
が高い鉄スクラップ溶解が達成できるという知見を得
た。本発明は、上記知見に基づき構成したものである。
【００１１】すなわち、本発明は、炉下部に送風羽口を
設け、炉頂から原料を装入する竪型溶解炉において鉄ス
クラップを溶解するに際し、炉頂中心に配設した装入管
の下端を、炉内装入物表面から下記（１）式を満足する
高さｈに設定したのち、該装入管から下記（２）式を満
足する装入量ＷS の鉄スクラップを装入し、ついで、該
装入管からコークスを装入する工程を繰り返すことを特
徴とする竪型鉄スクラップ溶解炉の原料装入方法であ
る。（１）式は、ｈ≦（ｒ−ｒ’）ｔａｎθ、（２）式
は、ＷS ≦１／３・πr3・ｔａｎθ・ρS である。ここ
に、ｈ：装入物表面からの高さ（ｍ）、ｒ：溶解炉の炉
内半径（ｍ）、ｒ’：装入管の内径（ｍ）、θ：鉄スク
ラップの安息角（deg.）、ＷS ：一回当たりの鉄スクラ
ップの装入量（kg／ch）、ρS ：鉄スクラップの嵩比重
（kg／m3）である。また本発明は、前記鉄スクラップお
よび前記コークスが、該溶解炉の内径の１／３以下の最
大粒径を有する鉄スクラップ、コークスであるのが好適
である。
設け、炉頂から原料を装入する竪型溶解炉において鉄ス
クラップを溶解するに際し、炉頂中心に配設した装入管
の下端を、炉内装入物表面から下記（１）式を満足する
高さｈに設定したのち、該装入管から下記（２）式を満
足する装入量ＷS の鉄スクラップを装入し、ついで、該
装入管からコークスを装入する工程を繰り返すことを特
徴とする竪型鉄スクラップ溶解炉の原料装入方法であ
る。（１）式は、ｈ≦（ｒ−ｒ’）ｔａｎθ、（２）式
は、ＷS ≦１／３・πr3・ｔａｎθ・ρS である。ここ
に、ｈ：装入物表面からの高さ（ｍ）、ｒ：溶解炉の炉
内半径（ｍ）、ｒ’：装入管の内径（ｍ）、θ：鉄スク
ラップの安息角（deg.）、ＷS ：一回当たりの鉄スクラ
ップの装入量（kg／ch）、ρS ：鉄スクラップの嵩比重
（kg／m3）である。また本発明は、前記鉄スクラップお
よび前記コークスが、該溶解炉の内径の１／３以下の最
大粒径を有する鉄スクラップ、コークスであるのが好適
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明では、鉄スクラップとコー
クスを別々に、炉頂中心に配設された装入管から装入す
る。鉄スクラップとコークスを別々に装入することで、
炉内横断面において鉄スクラップとコークスを区分する
ことができるようになる。本発明で好適に使用できる竪
型炉は、例えば図１に示すような、炉下部に多段（図中
では３段）の送風羽口を設け、炉頂から原料を装入する
形式の竪型炉１である。炉頂に配設される装入管２は、
炉頂中心に設置され、炉横断面の中心に沿って、炉頂か
ら炉底まで移動できる。装入管２には、鉄スクラップ７
とコークス６を別々にベルトコンベヤ３から装入できる
ように別々の装入口２ａ、２ａが配設されるのが望まし
い。送風羽口は、一次送風羽口４、二次燃焼用羽口５が
設置され、該羽口から空気、あるいは酸素富化空気８を
送風し連続的に溶銑９を製造する。
クスを別々に、炉頂中心に配設された装入管から装入す
る。鉄スクラップとコークスを別々に装入することで、
炉内横断面において鉄スクラップとコークスを区分する
ことができるようになる。本発明で好適に使用できる竪
型炉は、例えば図１に示すような、炉下部に多段（図中
では３段）の送風羽口を設け、炉頂から原料を装入する
形式の竪型炉１である。炉頂に配設される装入管２は、
炉頂中心に設置され、炉横断面の中心に沿って、炉頂か
ら炉底まで移動できる。装入管２には、鉄スクラップ７
とコークス６を別々にベルトコンベヤ３から装入できる
ように別々の装入口２ａ、２ａが配設されるのが望まし
い。送風羽口は、一次送風羽口４、二次燃焼用羽口５が
設置され、該羽口から空気、あるいは酸素富化空気８を
送風し連続的に溶銑９を製造する。
【００１３】まず、炉床にコークスを必要量装入する。
ついで、炉頂中心に配設された前記装入管の下端を、す
でに装入されている装入物表面から、（１）式 ｈ≦（ｒ−ｒ’）ｔａｎθ ……… （１） ここに、ｈ：装入物表面からの高さ（ｍ） ｒ：溶解炉の炉内半径（ｍ） ｒ’：装入管の内径（ｍ） θ：鉄スクラップの安息角（deg.） を満足する高さｈに設定し、その高さに設定した装入管
から（２）式 ＷS ≦１／３・πr3・ｔａｎθ・ρS ……… （２） ここに、ＷS ：一回当たりの鉄スクラップの装入量（kg
／ch） ｒ：溶解炉の炉内半径（ｍ） θ：鉄スクラップの安息角（deg.） ρS ：鉄スクラップの嵩比重（kg／m3） を満足する装入量ＷS の鉄スクラップを装入する。装入
管の下端の高さと、装入する鉄スクラップの量を限定す
ることにより、装入直後には、鉄スクラップは、図１
（ｃ）に示すような、安息角に従った炉中央がもっとも
高い凸状に堆積する。（１）式から得られる高さｈを超
えて装入管の下端を設定すると、鉄スクラップの装入後
の堆積形状を図１（ｃ）のような形状に安定して形成で
きない。それは、原料の落下高さの増加に伴い、原料の
装入物面が平坦化する。すなわち、安息角が減少するた
めである。さらに、鉄スクラップの装入量が（２）式を
満足しないと、鉄スクラップの装入後の堆積形状を図１
（ｃ）のような形状に安定して形成できない。ｈとＷS
が（１）、（２）式を同時に満足してはじめてコークス
と鉄スクラップが分離して分布するようになる。
ついで、炉頂中心に配設された前記装入管の下端を、す
でに装入されている装入物表面から、（１）式 ｈ≦（ｒ−ｒ’）ｔａｎθ ……… （１） ここに、ｈ：装入物表面からの高さ（ｍ） ｒ：溶解炉の炉内半径（ｍ） ｒ’：装入管の内径（ｍ） θ：鉄スクラップの安息角（deg.） を満足する高さｈに設定し、その高さに設定した装入管
から（２）式 ＷS ≦１／３・πr3・ｔａｎθ・ρS ……… （２） ここに、ＷS ：一回当たりの鉄スクラップの装入量（kg
／ch） ｒ：溶解炉の炉内半径（ｍ） θ：鉄スクラップの安息角（deg.） ρS ：鉄スクラップの嵩比重（kg／m3） を満足する装入量ＷS の鉄スクラップを装入する。装入
管の下端の高さと、装入する鉄スクラップの量を限定す
ることにより、装入直後には、鉄スクラップは、図１
（ｃ）に示すような、安息角に従った炉中央がもっとも
高い凸状に堆積する。（１）式から得られる高さｈを超
えて装入管の下端を設定すると、鉄スクラップの装入後
の堆積形状を図１（ｃ）のような形状に安定して形成で
きない。それは、原料の落下高さの増加に伴い、原料の
装入物面が平坦化する。すなわち、安息角が減少するた
めである。さらに、鉄スクラップの装入量が（２）式を
満足しないと、鉄スクラップの装入後の堆積形状を図１
（ｃ）のような形状に安定して形成できない。ｈとＷS
が（１）、（２）式を同時に満足してはじめてコークス
と鉄スクラップが分離して分布するようになる。
【００１４】つぎに、装入管をｒ'tanθ以上上昇させ
て、装入管からコークスを装入する。これにより、コー
クスは鉄スクラップの堆積山に沿って炉壁近くに落下堆
積することになる。この状況は、模式的に、図１（ｂ）
に図１（ａ）のＡ−Ａ視として示す。装入する鉄スクラ
ップおよびコークスは、該溶解炉の内径の１／３以下の
最大粒径を有するものが好適である。小型の溶解炉にお
いても、通気性の確保と、鉄スクラップとコークスを分
離して分布させるためには、鉄スクラップ、コークスの
最大粒径を規制するのが好ましい。鉄スクラップ、コー
クスの最大粒径が該溶解炉の内径の１／３を超えると、
鉄スクラップとコークスの分布形態を制御するのが難し
くなり、炉内装入原料の降下が不安定になりやすい。
て、装入管からコークスを装入する。これにより、コー
クスは鉄スクラップの堆積山に沿って炉壁近くに落下堆
積することになる。この状況は、模式的に、図１（ｂ）
に図１（ａ）のＡ−Ａ視として示す。装入する鉄スクラ
ップおよびコークスは、該溶解炉の内径の１／３以下の
最大粒径を有するものが好適である。小型の溶解炉にお
いても、通気性の確保と、鉄スクラップとコークスを分
離して分布させるためには、鉄スクラップ、コークスの
最大粒径を規制するのが好ましい。鉄スクラップ、コー
クスの最大粒径が該溶解炉の内径の１／３を超えると、
鉄スクラップとコークスの分布形態を制御するのが難し
くなり、炉内装入原料の降下が不安定になりやすい。
【００１５】上述したような、鉄スクラップの装入とコ
ークスの装入からなる工程を、順次繰り返し、竪型炉の
高さ方向にわたって、原料を装入する。本発明によれ
ば、図１（ａ）に示すように、炉中央に鉄コークスが、
炉壁近傍にコークスが分布する。原料の装入高さは、溶
解操業、鉄スクラップ溶解の進行に応じて、装入管を高
さ方向にスライドして、任意に決定できる。
ークスの装入からなる工程を、順次繰り返し、竪型炉の
高さ方向にわたって、原料を装入する。本発明によれ
ば、図１（ａ）に示すように、炉中央に鉄コークスが、
炉壁近傍にコークスが分布する。原料の装入高さは、溶
解操業、鉄スクラップ溶解の進行に応じて、装入管を高
さ方向にスライドして、任意に決定できる。
【００１６】
（実施例）内径０．６ｍで３ｔｏｎ／ｈｒの溶解能力を
有するキュポラを用いて、２０ｔｏｎの鉄スクラップを
溶解した。用いた鉄スクラップは２５〜１５０ｍｍのシ
ュレッダー屑を用い、炭材は３０〜７５ｍｍの高炉コー
クスを使用した。鉄スクラップ炭材の最大粒径はいずれ
も炉内径の１／３以下である。
有するキュポラを用いて、２０ｔｏｎの鉄スクラップを
溶解した。用いた鉄スクラップは２５〜１５０ｍｍのシ
ュレッダー屑を用い、炭材は３０〜７５ｍｍの高炉コー
クスを使用した。鉄スクラップ炭材の最大粒径はいずれ
も炉内径の１／３以下である。
【００１７】装入は、まず、コークスを一次送風羽口か
ら１．１ｍの高さまで装入する。装入管の下端は、装入
物表面から（１）式を満足する高さｈ＝０．０９ｍの位
置に設定し、鉄スクラップを装入した（（１）式の右
辺：（ｒ−ｒ’）ｔａｎθは、ｒ＝０．３ｍ、ｒ’＝
０．１７５ｍ、θ＝３５°から０．０９ｍである。）。
１回の鉄スクラップ装入量は、（２）式を満足するＷS
＝２５ｋｇとした（なお、（２）式の右辺：１／３・π
r3・ｔａｎθ・ρS は、ｒ＝０．３ｍ、θ＝３５°、ρ
S ＝１２５０ｋｇ／ｍ3 から２５である。）。
ら１．１ｍの高さまで装入する。装入管の下端は、装入
物表面から（１）式を満足する高さｈ＝０．０９ｍの位
置に設定し、鉄スクラップを装入した（（１）式の右
辺：（ｒ−ｒ’）ｔａｎθは、ｒ＝０．３ｍ、ｒ’＝
０．１７５ｍ、θ＝３５°から０．０９ｍである。）。
１回の鉄スクラップ装入量は、（２）式を満足するＷS
＝２５ｋｇとした（なお、（２）式の右辺：１／３・π
r3・ｔａｎθ・ρS は、ｒ＝０．３ｍ、θ＝３５°、ρ
S ＝１２５０ｋｇ／ｍ3 から２５である。）。
【００１８】ついで、装入管を０．３５ｍだけ上昇さ
せ、炭材として高炉コークス、造滓材として石灰石を装
入した。コークスの１回の装入量は、１回の鉄スクラッ
プ装入量を溶解し、溶銑中炭素濃度が３．５ｗｔ％とな
るに十分な量（３．１ｋｇ）とした。この後、鉄スクラ
ップを装入し、ついで、高炉コークスと石灰石を装入す
る工程を繰り返し、一次送風羽口から３．５ｍ高さまで
装入した。
せ、炭材として高炉コークス、造滓材として石灰石を装
入した。コークスの１回の装入量は、１回の鉄スクラッ
プ装入量を溶解し、溶銑中炭素濃度が３．５ｗｔ％とな
るに十分な量（３．１ｋｇ）とした。この後、鉄スクラ
ップを装入し、ついで、高炉コークスと石灰石を装入す
る工程を繰り返し、一次送風羽口から３．５ｍ高さまで
装入した。
【００１９】送風は、一次送風羽口と二次燃焼用羽口と
から送風空気中の酸素流量の合計を３７８Ｎｍ3 ／ｈｒ
としたうえで、一次送風羽口からは酸素濃度が２３％の
酸素富化空気を、二次燃焼用羽口からは空気を供給し、
溶解速度が３ｔｏｎ／ｈｒとなるようにした。溶解開始
後、装入物高さが３．５±０．２ｍとなるように、原料
の装入間隔を調整しながら溶解した。操業中に鉄スクラ
ップを装入するに際し、装入管の下端を、装入物から
（１）式を満足する高さｈ＝０．０９ｍに、高炉コーク
スを装入するに際し、装入管の下端を装入物から０．３
５ｍの高さに設定した。
から送風空気中の酸素流量の合計を３７８Ｎｍ3 ／ｈｒ
としたうえで、一次送風羽口からは酸素濃度が２３％の
酸素富化空気を、二次燃焼用羽口からは空気を供給し、
溶解速度が３ｔｏｎ／ｈｒとなるようにした。溶解開始
後、装入物高さが３．５±０．２ｍとなるように、原料
の装入間隔を調整しながら溶解した。操業中に鉄スクラ
ップを装入するに際し、装入管の下端を、装入物から
（１）式を満足する高さｈ＝０．０９ｍに、高炉コーク
スを装入するに際し、装入管の下端を装入物から０．３
５ｍの高さに設定した。
【００２０】その結果、コークス原単位は１２４ｋｇｆ
／ｔｏｎ、炉頂排ガスの二次燃焼率は８７％であった。 （比較例１）内径０．６ｍで３ｔｏｎ／ｈｒの溶解能力
を有するキュポラを用いて、２０ｔｏｎの鉄スクラップ
を溶解した。装入管は、高さ方向にスライドしない固定
形式とした。用いた鉄スクラップは２５〜１５０ｍｍの
シュレッダー屑を用い、炭材は３０〜７５ｍｍの高炉コ
ークスを使用した。鉄スクラップ、コークスとも最大粒
径は溶解炉内径の１／３以下である。
／ｔｏｎ、炉頂排ガスの二次燃焼率は８７％であった。 （比較例１）内径０．６ｍで３ｔｏｎ／ｈｒの溶解能力
を有するキュポラを用いて、２０ｔｏｎの鉄スクラップ
を溶解した。装入管は、高さ方向にスライドしない固定
形式とした。用いた鉄スクラップは２５〜１５０ｍｍの
シュレッダー屑を用い、炭材は３０〜７５ｍｍの高炉コ
ークスを使用した。鉄スクラップ、コークスとも最大粒
径は溶解炉内径の１／３以下である。
【００２１】装入は、まず、コークスを一次送風羽口か
ら１．１ｍの高さまで装入する。装入管から、鉄スクラ
ップと高炉コークスを交互に装入した。その結果、図２
に示すような分布となった。１回の鉄スクラップ装入量
は、ＷS ＝１５０ｋｇとした。ついで、炭材のコークス
を装入した。コークスの１回の装入量は、１回の鉄スク
ラップ装入量を溶解し、溶銑中炭素濃度が３．５ｗｔ％
となるに十分な量（２２ｋｇ）とした。
ら１．１ｍの高さまで装入する。装入管から、鉄スクラ
ップと高炉コークスを交互に装入した。その結果、図２
に示すような分布となった。１回の鉄スクラップ装入量
は、ＷS ＝１５０ｋｇとした。ついで、炭材のコークス
を装入した。コークスの１回の装入量は、１回の鉄スク
ラップ装入量を溶解し、溶銑中炭素濃度が３．５ｗｔ％
となるに十分な量（２２ｋｇ）とした。
【００２２】つぎに、鉄スクラップを装入し、ついで、
高炉コークスと石灰石を装入する工程を繰り返し、一次
送風羽口から３．５ｍ高さまで装入した。送風は、一次
送風羽口と二次燃焼用羽口とから送風空気中の酸素流量
の合計を３７８Ｎｍ3 ／ｈｒとしたうえで、一次送風羽
口からは酸素濃度が２９％の酸素富化空気を、二次燃焼
用羽口からは空気を供給し、溶解速度が３ｔｏｎ／ｈｒ
となるようにした。
高炉コークスと石灰石を装入する工程を繰り返し、一次
送風羽口から３．５ｍ高さまで装入した。送風は、一次
送風羽口と二次燃焼用羽口とから送風空気中の酸素流量
の合計を３７８Ｎｍ3 ／ｈｒとしたうえで、一次送風羽
口からは酸素濃度が２９％の酸素富化空気を、二次燃焼
用羽口からは空気を供給し、溶解速度が３ｔｏｎ／ｈｒ
となるようにした。
【００２３】溶解開始後、装入物高さが３．５±０．２
ｍとなるように、装入間隔を調整しながら溶解した。そ
の結果、コークス原単位は１４７ｋｇ／ｔｏｎ、炉頂排
ガスの二次燃焼率は４６％であった。 （比較例２）内径０．６ｍで３ｔｏｎ／ｈｒの溶解能力
を有するキュポラを用いて、２０ｔｏｎの鉄スクラップ
を溶解した。用いた鉄スクラップは２５〜１５０ｍｍの
シュレッダー屑を用い、炭材は３０〜７５ｍｍの高炉コ
ークスを使用した。鉄スクラップおよびコークスとも最
大粒径は、溶解炉の１／３以下である。
ｍとなるように、装入間隔を調整しながら溶解した。そ
の結果、コークス原単位は１４７ｋｇ／ｔｏｎ、炉頂排
ガスの二次燃焼率は４６％であった。 （比較例２）内径０．６ｍで３ｔｏｎ／ｈｒの溶解能力
を有するキュポラを用いて、２０ｔｏｎの鉄スクラップ
を溶解した。用いた鉄スクラップは２５〜１５０ｍｍの
シュレッダー屑を用い、炭材は３０〜７５ｍｍの高炉コ
ークスを使用した。鉄スクラップおよびコークスとも最
大粒径は、溶解炉の１／３以下である。
【００２４】装入は、まず、コークスを一次送風羽口か
ら１．１ｍの高さまで装入する。装入管の下端は、装入
物表面から（１）式を満足しない高さｈ＝０．６ｍの位
置に設定し、鉄スクラップを装入した（（１）式の右
辺：０．０９ｍである。）。１回の鉄スクラップ装入量
は、（２）式を満足しないＷS ＝５０ｋｇとした（な
お、（２）式の右辺：２５ｋｇである。）。
ら１．１ｍの高さまで装入する。装入管の下端は、装入
物表面から（１）式を満足しない高さｈ＝０．６ｍの位
置に設定し、鉄スクラップを装入した（（１）式の右
辺：０．０９ｍである。）。１回の鉄スクラップ装入量
は、（２）式を満足しないＷS ＝５０ｋｇとした（な
お、（２）式の右辺：２５ｋｇである。）。
【００２５】ついで、装入管を０．３５ｍだけ上昇さ
せ、炭材として高炉コークス、造滓材として石灰石を装
入した。コークスの１回の装入量は、１回の鉄スクラッ
プ装入量を溶解し、溶銑中炭素濃度が３．５ｗｔ％とな
るに十分な量（７．２ｋｇ）とした。その後、鉄スクラ
ップを装入し、ついで、高炉コークスと石灰石を装入す
る工程を繰り返し、一次送風羽口から３．５ｍ高さまで
装入した。
せ、炭材として高炉コークス、造滓材として石灰石を装
入した。コークスの１回の装入量は、１回の鉄スクラッ
プ装入量を溶解し、溶銑中炭素濃度が３．５ｗｔ％とな
るに十分な量（７．２ｋｇ）とした。その後、鉄スクラ
ップを装入し、ついで、高炉コークスと石灰石を装入す
る工程を繰り返し、一次送風羽口から３．５ｍ高さまで
装入した。
【００２６】送風は、一次送風羽口と二次燃焼用羽口と
から送風空気中の酸素流量の合計を３７８Ｎｍ3 ／ｈｒ
としたうえで、一次送風羽口からは酸素濃度が２７％の
酸素富化空気を、二次燃焼用羽口からは空気を供給し、
溶解速度が３ｔｏｎ／ｈｒとなるようにした。溶解開始
後、装入物高さが３．５±０．２ｍとなるように、装入
間隔を調整しながら溶解した。操業中に鉄スクラップを
装入するに際し、装入管の下端を、装入物から（１）式
を満足しない高さｈ＝０．６ｍに、高炉コークスを装入
するに際し、装入管の下端を装入物から０．３５ｍの高
さに設定した。
から送風空気中の酸素流量の合計を３７８Ｎｍ3 ／ｈｒ
としたうえで、一次送風羽口からは酸素濃度が２７％の
酸素富化空気を、二次燃焼用羽口からは空気を供給し、
溶解速度が３ｔｏｎ／ｈｒとなるようにした。溶解開始
後、装入物高さが３．５±０．２ｍとなるように、装入
間隔を調整しながら溶解した。操業中に鉄スクラップを
装入するに際し、装入管の下端を、装入物から（１）式
を満足しない高さｈ＝０．６ｍに、高炉コークスを装入
するに際し、装入管の下端を装入物から０．３５ｍの高
さに設定した。
【００２７】その結果、コークス原単位は１４４ｋｇｆ
／ｔｏｎ、炉頂排ガスの二次燃焼率は５０％であった。
／ｔｏｎ、炉頂排ガスの二次燃焼率は５０％であった。
【００２８】
【発明の効果】このように本発明によれば、竪型溶解炉
による鉄スクラップ溶解において、従来に比較し、低コ
ークス原単位、すなわちエネルギー使用量が低く、エネ
ルギー利用効率の高い操業が可能となり、環境保全、エ
ネルギー節約、製鋼コストの低減等の対策として貢献で
きる。
による鉄スクラップ溶解において、従来に比較し、低コ
ークス原単位、すなわちエネルギー使用量が低く、エネ
ルギー利用効率の高い操業が可能となり、環境保全、エ
ネルギー節約、製鋼コストの低減等の対策として貢献で
きる。
【図１】本発明の方法に適用できる竪型溶解炉の構造と
本発明の方法による原料の充填状況を示す縦断面と充填
層の横断面（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ視（ｂ）、および本
発明の方法による１回の装入状況の縦断面（ｃ）を示す
説明図である。
本発明の方法による原料の充填状況を示す縦断面と充填
層の横断面（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ視（ｂ）、および本
発明の方法による１回の装入状況の縦断面（ｃ）を示す
説明図である。
【図２】比較例の方法による充填状況の縦断面（ａ）と
充填層各位置での横断面である（ａ）のＡ−Ａ視
（ｂ）、（ａ）のＢ−Ｂ視（ｃ）を示す説明図である。
充填層各位置での横断面である（ａ）のＡ−Ａ視
（ｂ）、（ａ）のＢ−Ｂ視（ｃ）を示す説明図である。
【図３】従来の竪型炉の正面図（ａ）および平面図
（ｂ）である。
（ｂ）である。
【図４】従来の竪型炉における原料の充填状況を示す縦
断面図（ａ）および炉頂付近の構造を示す縦断面図
（ｂ）である。
断面図（ａ）および炉頂付近の構造を示す縦断面図
（ｂ）である。
１ 竪型炉 ２ 装入管 ３ ベルトコンベヤ ４ 一次送風羽口 ５ 二次燃焼用羽口 ６ コークス ７ 鉄スクラップ ８ 酸素富化空気 ９ 溶銑 １０ 排ガス
Claims (2)
- 【請求項１】 炉下部に送風羽口を設け、炉頂から原料
を装入する竪型溶解炉において鉄スクラップを溶解する
に際し、炉頂中心に配設した装入管の下端を、炉内装入
物表面から下記（１）式を満足する高さｈに設定したの
ち、該装入管から下記（２）式を満足する装入量ＷS の
鉄スクラップを装入し、ついで、該装入管からコークス
を装入する工程を繰り返すことを特徴とする竪型鉄スク
ラップ溶解炉の原料装入方法。 記 ｈ≦（ｒ−ｒ’）ｔａｎθ ……… （１） ＷS ≦１／３・πr3・ｔａｎθ・ρS ……… （２） ここに、ｈ：装入物表面からの高さ（ｍ） ｒ：溶解炉の炉内半径 （ｍ） ｒ’：装入管の内径 （ｍ） θ：鉄スクラップの安息角（deg.） ＷS ：一回当たりの鉄スクラップの装入量（kg／ch） ρS ：鉄スクラップの嵩比重（kg／m3） - 【請求項２】 前記鉄スクラップおよび前記コークス
が、該溶解炉の内径の１／３以下の最大粒径を有するも
のであることを特徴とする請求項１記載の竪型鉄スクラ
ップ溶解炉の原料装入方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06060096A JP3511784B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 竪型鉄スクラップ溶解炉の原料装入方法 |
| US08/814,484 US5759232A (en) | 1996-03-18 | 1997-03-10 | Method of charging materials into cupola |
| DE69700267T DE69700267T2 (de) | 1996-03-18 | 1997-03-13 | Verfahren zum Beschicken eines Kupolofens mit Schrott und Koks |
| EP97104298A EP0796918B1 (en) | 1996-03-18 | 1997-03-13 | Method of charging scrap and coke materials into cupola |
| BR9701326A BR9701326A (pt) | 1996-03-18 | 1997-03-18 | Método de carregar materiais em uma cúpula |
| KR1019970009204A KR100233705B1 (ko) | 1996-03-18 | 1997-03-18 | 직립형 철스크랩 용해로의 원료 장입방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06060096A JP3511784B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 竪型鉄スクラップ溶解炉の原料装入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256018A true JPH09256018A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3511784B2 JP3511784B2 (ja) | 2004-03-29 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| BR (1) | BR9701326A (ja) |
| DE (1) | DE69700267T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009031369A1 (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Nippon Steel Corporation | 竪型炉の操業方法 |
| JP2011068986A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-04-07 | Jfe Steel Corp | 竪型スクラップ溶解炉を用いた溶銑製造方法 |
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| UA43905C2 (uk) * | 1996-11-08 | 2002-01-15 | Фоест-Альпіне Індустріанлагенбау Гмбх | Спосіб отримання розплавленого чавуну або напівфабрикатів сталі |
| CN1306045C (zh) * | 1999-08-30 | 2007-03-21 | 株式会社神户制钢所 | 粒状还原铁原料的供给方法及其装置 |
| BR102015005373A2 (pt) * | 2014-12-16 | 2016-10-25 | Tecnored Desenvolvimento Tecnologico S A | forno metalúrgico de obtenção de ligas metálicas |
| CN111876540B (zh) * | 2020-06-28 | 2022-03-08 | 武汉钢铁有限公司 | 一种从高炉溜槽垂直下沿到高炉零料面的距离测量方法 |
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| DE870480C (de) * | 1948-10-20 | 1953-03-12 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zum Verhuetten von Erzen |
| US3429463A (en) * | 1966-04-28 | 1969-02-25 | Basic Inc | Shaft furnace feeding device and method |
| US3594154A (en) * | 1967-05-20 | 1971-07-20 | Sumitomo Metal Ind | Iron making process and its arrangement thereof |
| GB1261127A (en) * | 1968-10-15 | 1972-01-19 | Conzinc Riotinto Ltd | Shaft furnace smelting of oxidic ores, concentrates or calcines |
| SE373655B (sv) * | 1973-06-18 | 1975-02-10 | Asea Ab | Ugn for smeltning av tackjern och skrot |
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| WO1987007705A1 (en) * | 1986-06-05 | 1987-12-17 | Paolo Bennati | Method and equipment for continuous feeding in separate phases in fuel furnaces, such as cupolas |
| DE4139236C2 (de) * | 1991-11-25 | 1995-02-02 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Roheisen |
| JPH08219644A (ja) * | 1995-02-13 | 1996-08-30 | Kawasaki Steel Corp | 竪型スクラップ溶解炉およびその操業方法 |
-
1996
- 1996-03-18 JP JP06060096A patent/JP3511784B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-10 US US08/814,484 patent/US5759232A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-13 DE DE69700267T patent/DE69700267T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-13 EP EP97104298A patent/EP0796918B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-18 BR BR9701326A patent/BR9701326A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-03-18 KR KR1019970009204A patent/KR100233705B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| WO2009031369A1 (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Nippon Steel Corporation | 竪型炉の操業方法 |
| JP2011068986A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-04-07 | Jfe Steel Corp | 竪型スクラップ溶解炉を用いた溶銑製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0796918A1 (en) | 1997-09-24 |
| US5759232A (en) | 1998-06-02 |
| DE69700267D1 (de) | 1999-07-22 |
| BR9701326A (pt) | 1998-11-10 |
| JP3511784B2 (ja) | 2004-03-29 |
| EP0796918B1 (en) | 1999-06-16 |
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| KR100233705B1 (ko) | 1999-12-01 |
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