JPH10183225A - 浸炭機能を有するスクラップの溶解方法および溶解炉 - Google Patents

浸炭機能を有するスクラップの溶解方法および溶解炉

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JPH10183225A
JPH10183225A JP8343395A JP34339596A JPH10183225A JP H10183225 A JPH10183225 A JP H10183225A JP 8343395 A JP8343395 A JP 8343395A JP 34339596 A JP34339596 A JP 34339596A JP H10183225 A JPH10183225 A JP H10183225A
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JP
Japan
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scrap
furnace
melting
gas
melting furnace
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Withdrawn
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JP8343395A
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English (en)
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Toshihiro Irie
敏弘 入江
Yoshiyuki Kato
恵之 加藤
Kazuya Kodama
和哉 児玉
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Sanyo Special Steel Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Special Steel Co Ltd
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Publication date
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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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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸化溶解するスクラップを浸炭させることで
歩留りの悪いコークスの使用を抑え、しかもCO2 ガス
の発生を抑制することで鉄源の歩留りの向上、電力原単
位の低減並びにC,CaO原単位の低減を図ることがで
きる電気炉又は上吹き酸素溶解炉によるスクラップを溶
解する浸炭機能を有するスクラップの溶解方法およびそ
の溶解炉を提供すること。 【解決手段】 電気炉又は上吹き酸素溶解炉によりスク
ラップを溶解する方法において、溶解期の一部又は全部
に渡り還元性雰囲気を保持した状態で、H2 S/H2
スを予熱炉、予熱炉と電気炉又は上吹き酸素溶解炉間、
電気炉又は上吹き酸素溶解炉底部のいずれかに設けた羽
口より吹き込むことによりスクラップを還元し、かつ浸
炭を行ったスクラップを通電しながら又は送酸しながら
スクラップを溶解することを特徴とする浸炭機能を有す
るスクラップの溶解方法およびその溶解炉。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気炉又は上吹き
溶解炉によりスクラップを溶解する浸炭機能を有するス
クラップの溶解方法およびその溶解炉に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、電気炉あるいは上吹き酸素溶解炉
を用いて、スクラップを溶解し還元する場合に、スクラ
ップを適当に予熱してから電気炉あるいは上吹き酸素溶
解炉に装入してその溶解コストの低減を図る方法、装置
が提案されている。例えば、電気炉のスクラップを予熱
する技術としては、予熱専用の装置を用いて行う分離予
熱方式と、電気炉炉内予熱方式が主に行われている。こ
の分離予熱方式は、バケット等の予熱容器にスクラップ
を装入し、バーナーあるいは溶解炉にて発生した高温ガ
スを導入管から供給し予熱を行うものである。
【0003】しかし、この方式は、高温まで予熱すると
予熱容器が損傷しやすいこと、およびスクラップが溶着
して電気炉への移し替えが困難となること、さらにはこ
の移し替え時の熱損失が大きくなることなどの短所があ
る。一方電気炉炉内予熱方式は、予熱後材料の移し替え
がないため熱ロスが少ないこと、高温まで予熱できるこ
と、予熱専用の装置が不要である等の長所があるが、排
気口がシェルレベル以下にはつけられず、しかもつける
位置も限られるため、スクラップの偏熱及び壁効果を生
じ易く高温ガスがスクラップ内を流れ難く、熱効率が低
いという短所がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一方、溶解炉に付随し
た予熱炉中のスクラップは排ガスによってかなりの高温
になると同時に雰囲気中の酸素により酸化される。この
傾向は僅か数%の酸素が存在するだけで起き、かつ温度
の上昇に伴って促進される。このようなスクラップの酸
化物は、予熱炉内でスクラップの融着を生じさせ、炉内
の棚吊り現象の原因になるばかりでなく、溶解炉の熱収
支を極めて悪化させ鉄源の歩留りを低下させる。この対
策として、炭材であるコークス等の装入や吹き込み、ま
たは可燃性ガスの使用が行われているが、効率の点で十
分とは言えないのが実状である。
【0005】
【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、発明者らは鋭意開発を進めた結果、酸化溶解
するスクラップを浸炭させることで歩留りの悪いコーク
スの使用を抑え、しかもCO2 ガスの発生を抑制するこ
とで鉄源の歩留りの向上、電力原単位の低減並びにC,
CaO原単位の低減を図ることができる電気炉又は上吹
き酸素溶解炉によりスクラップを溶解する浸炭機能を有
するスクラップの溶解方法およびその溶解炉を提供する
ものである。
【0006】その発明の要旨とするところは、 (1)電気炉又は上吹き酸素溶解炉によりスクラップを
溶解する方法において、溶解期の一部又は全部に渡り還
元性雰囲気を保持した状態で、H2 S/H2 ガスを予熱
炉、予熱炉と電気炉又は上吹き酸素溶解炉間、電気炉又
は上吹き酸素溶解炉底部のいずれかに設けた羽口より吹
き込むことによりスクラップの表面にS層を形成させる
と共に、COガスにより酸化したスクラップを還元し、
かつ浸炭を行ったスクラップを電極を通電しながら又は
送酸しながらスクラップを溶解することを特徴とする浸
炭機能を有するスクラップの溶解方法。
【0007】(2)前記(1)に記載のスクラップの溶
解方法において、反応時間20分から2時間の浸炭を行
うことを特徴とする浸炭機能を有するスクラップの溶解
方法。 (3)前記(1)に記載のスクラップの溶解方法におい
て、スクラップを500℃以上の高温下で、H2 −CO
−H2 S,H2 −CH4 −H2 Sガスの還元ガスを使用
してS層を形成することを特徴とする浸炭機能を有する
スクラップの溶解方法。
【0008】(4)電気炉又は上吹き酸素溶解炉により
スクラップを溶解する溶解炉において、溶解期の一部又
は全部に渡り還元性雰囲気を保持した状態で、H2 S/
2 ガスを予熱炉、予熱炉と電気炉又は上吹き酸素溶解
炉間、電気炉又は上吹き酸素溶解炉底部のいずれかに羽
口を設け、少なくとも1つの羽口より吹き込むように構
成し、該クラップの表面にS層を形成させると共に、C
Oガスにより酸化したスクラップを還元し、かつ浸炭を
行ったスクラップを通電しながら又は送酸しながらスク
ラップを溶解する溶解炉を設けたことを特徴とする浸炭
機能を有するスクラップの溶解炉にある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面に従っ
て詳細に説明する。図1は本発明に係るスクラップの溶
解炉の概略図である。図1に示すように、溶解炉1で電
極またはランス2によって溶解の行われ際発生する高温
の排ガス3はダクト7を通じて予熱炉4に送られる。予
熱炉4に装入されたスクラップ5はこの排ガス3を熱交
換して温度が上がる。所定の温度である約600℃に上
昇した時、密閉した雰囲気、非酸化雰囲気において、H
2 S/H2 /(CO)ガスを予熱炉4、予熱炉4と溶解
炉1、または溶解炉1底部のいずれかに設けた羽口6よ
り吹き込み数10分程度流すことにより、スクラップ表
面にS層を形成させる共に、COガスによりスクラップ
表面酸化層を還元し、かつ表面浸炭層が得られる。この
ようにして得られたスクラップを電気炉ないしは上吹き
酸素溶解炉にて溶解を行う。
【0010】このように、例えば予熱炉4の入り口等に
配設した羽口6より希薄なH2 S/H2 ガスを吹き込む
ことにより酸化したスクラップを還元し、かつスクラッ
プ表面にS層を形成させるものである。すなわち、Sは
強い表面活性元素であるので、高温の還元性雰囲気では
還元ガス中のSがスクラップ表面に飽和吸着する。この
ように還元されたスクラップ表面にSが化学吸着する条
件では酸化されたスクラップが還元によって多孔質なス
クラップが生成し、還元スクラップの比表面積が増大
し、H2 Sの炭化されたスクラップ生成の促進効果とな
る。同時に、常圧、550〜1000℃の温度範囲で混
合ガスH2 /CH4 又はH2 /COによってスクラップ
は還元、浸炭する。
【0011】還元ガス中のS活量は導入ガスに所定量の
2 S−H2 混合ガスを添加して調整した。このS活量
の調整方法は適宜になし得る。例えば、S濃度が低けれ
ば導入ガス中のH2 S及びH2 の分圧に基づいて還元ガ
ス中のS活量を調整してもよい。また、規定値より還元
ガス中のS活量が低い場合は、石油、石炭に含まれるチ
ォール類(−SH)、サルファイド類(−S−)、ジサ
ルファイド類(−S2−)、チオフェン類(−CS
H)、チオシアン類(−CSN)などを、あるいはCS
2 、H2 S、(NH4 2 S並びに水素を含む雰囲気で
2 Sを発生するS化合物又はH2 Sの中から少なくと
も1種を添加してS活量を上げることが出来る。逆にC
aO,CaCO3 ,Ca(OH)2 、ドロマイト、蛍石
などの脱硫剤により還元ガス中のS活量を低くすること
も出来る。
【0012】本発明では還元ガス中にS化合物を含める
ことにより反応時間を20分〜2時間とする。反応時間
が20分未満では浸炭が充分に得られず、また、2時間
を超えても、その反応は飽和に達して、それ以上の効果
が得られないので20分〜2時間とした。また、特にス
クラップが500℃以上の高温下でS層を形成するガス
としてはH2 −CO−H2 S混合ガス及びH2 −CH4
−H2 S混合ガスの還元ガスが望ましい。
【0013】
【実施例】以下、本発明について具体的に実施例で説明
する。所定量のスクラップを予熱炉に装入し、表1に示
すように、反応温度650〜800℃の温度範囲でH2
−CO混合ガス、H2 −CO−N2 混合ガス、H2 −C
4 −N2 混合ガス及びH2 −CH4 混合ガスのそれぞ
れの混合ガスを用い、そのときのH2 S/H2 が120
〜400ppmとして、それぞれを1時間〜2時間の反
応時間にてスクラップを還元、浸炭した。還元ガス中の
S活量は導入ガスに所定量の混合割合を変えて調整し
た。このように吹き込み調整しながら、溶解炉にてラン
スより酸素を吹いて溶解炉内の鋼スクラップをを溶解し
た。その結果、溶解と同時に溶鋼中にCを有するため鉄
の酸化を抑制することが出来、鉄源の歩留りが5〜10
%向上され、また、浸炭することによる融点の低下等に
よる溶解の促進による電力ないしは酸素原単位を10%
低減出来た。さらにはコークス等の炭材の原単位の5%
低減を図ることが出来た。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により鉄の酸
化を抑制することによる鉄源の歩留り向上を図ることが
できると共に、浸炭することによる融点の低下及び高C
による良熱伝導性に伴う溶解性の促進による電力、酸素
原単位の低減を図ることができる。また、現状の固体に
よる加炭に比較して、歩留りが高く、また、浴への加炭
が容易になり、炭材原単位の低減図ることができる。さ
らに、転炉におけるスクラップ原単位の上昇を図ること
ができ、しかも、コークス等の炭材原単位の低減によ
り、スラグ中に残存する固体コークスの低減が図られ、
その結果同程度の塩基度でより高い脱燐が期待出来る等
の種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスクラップの溶解炉の概略図であ
る。
【符号の説明】
1 溶解炉 2 ランス 3 排ガス 4 予熱炉 5 スクラップ 6 羽口 7 ダクト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気炉又は上吹き酸素溶解炉によりスク
    ラップを溶解する方法において、溶解期の一部又は全部
    に渡り還元性雰囲気を保持した状態で、H2S/H2
    スを予熱炉、予熱炉と電気炉又は上吹き酸素溶解炉間、
    電気炉又は上吹き酸素溶解炉底部のいずれかに設けた羽
    口より吹き込むことによりスクラップの表面にS層を形
    成させると共に、COガスにより酸化したスクラップを
    還元し、かつ浸炭を行ったスクラップを電極を通電しな
    がら又は送酸しながらスクラップを溶解することを特徴
    とする浸炭機能を有するスクラップの溶解方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスクラップの溶解方法に
    おいて、反応時間20分から2時間の浸炭を行うことを
    特徴とする浸炭機能を有するスクラップの溶解方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のスクラップの溶解方法に
    おいて、スクラップを500℃以上の高温下で、H2
    CO−H2 S,H2 −CH4 −H2 Sガスの還元ガスを
    使用してS層を形成することを特徴とする浸炭機能を有
    するスクラップの溶解方法。
  4. 【請求項4】 電気炉又は上吹き酸素溶解炉によりスク
    ラップを溶解する溶解炉において、溶解期の一部又は全
    部に渡り還元性雰囲気を保持した状態で、H 2 S/H2
    ガスを予熱炉、予熱炉と電気炉又は上吹き酸素溶解炉
    間、電気炉又は上吹き酸素溶解炉底部のいずれかに羽口
    を設け、少なくとも1つの羽口より吹き込むように構成
    し、該クラップの表面にS層を形成させると共に、CO
    ガスにより酸化したスクラップを還元し、かつ浸炭を行
    ったスクラップを通電しながら又は送酸しながらスクラ
    ップを溶解する溶解炉を設けたことを特徴とする浸炭機
    能を有するスクラップの溶解炉。
JP8343395A 1996-12-24 1996-12-24 浸炭機能を有するスクラップの溶解方法および溶解炉 Withdrawn JPH10183225A (ja)

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