JPH108120A - 鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方法 - Google Patents
鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方法Info
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- JPH108120A JPH108120A JP15558896A JP15558896A JPH108120A JP H108120 A JPH108120 A JP H108120A JP 15558896 A JP15558896 A JP 15558896A JP 15558896 A JP15558896 A JP 15558896A JP H108120 A JPH108120 A JP H108120A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い吸炭効率を得ることができ、効率よく鋳
鉄を製造することができる鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方
法を提供する。 【解決手段】 酸素バーナー２を備えた鉄の溶解炉１
に、搬送ガスで搬送した加炭材を、溶解炉内の溶湯の表
面に向けて吹付けるノズル６を、先端の中心線を溶湯面
に対して４０度以上の角度にして設ける。
鉄を製造することができる鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方
法を提供する。 【解決手段】 酸素バーナー２を備えた鉄の溶解炉１
に、搬送ガスで搬送した加炭材を、溶解炉内の溶湯の表
面に向けて吹付けるノズル６を、先端の中心線を溶湯面
に対して４０度以上の角度にして設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄の溶解炉及び鋳
鉄の製造方法に関し、詳しくは、鉄原料を酸素バーナー
の火炎で加熱して溶解するとともに、加炭材を添加して
鋳鉄を製造する溶解炉の構造及びこの溶解炉を用いた鋳
鉄の製造方法に関する。
鉄の製造方法に関し、詳しくは、鉄原料を酸素バーナー
の火炎で加熱して溶解するとともに、加炭材を添加して
鋳鉄を製造する溶解炉の構造及びこの溶解炉を用いた鋳
鉄の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】銑鉄、鋼屑、鋳物屑等の鉄原料を、溶解
炉内でバーナーの火炎により加熱溶解するとともに、加
炭材を添加して炭素含有量を適宜調整することにより、
鋳鉄を製造する方法が行われている。前記バーナーとし
ては、プロパンガス等の気体燃料、重油等の液体燃料、
あるいは微粉炭等の固体燃料を酸素ガスで燃焼させる酸
素バーナーが用いられている。
炉内でバーナーの火炎により加熱溶解するとともに、加
炭材を添加して炭素含有量を適宜調整することにより、
鋳鉄を製造する方法が行われている。前記バーナーとし
ては、プロパンガス等の気体燃料、重油等の液体燃料、
あるいは微粉炭等の固体燃料を酸素ガスで燃焼させる酸
素バーナーが用いられている。
【０００３】前記加炭材としては、通常、コークス等の
炭素材が用いられているが、加炭効率を向上させるた
め、コークスを粉砕して適宜小さな塊や微粒子状にして
溶解炉内に投入するようにしている。
炭素材が用いられているが、加炭効率を向上させるた
め、コークスを粉砕して適宜小さな塊や微粒子状にして
溶解炉内に投入するようにしている。
【０００４】しかし、酸素バーナーによる溶解では、添
加した炭化材の全量が原料鉄材の溶湯内に吸炭されず、
一部は酸化されて二酸化炭素や一酸化炭素となって炉外
へ排出されてしまう。このため、炉外へ排出される量を
考慮して原料投入と同時に過剰の加炭材を投入したり、
原料が溶解して溶湯になった後に不足分を再投入したり
している。
加した炭化材の全量が原料鉄材の溶湯内に吸炭されず、
一部は酸化されて二酸化炭素や一酸化炭素となって炉外
へ排出されてしまう。このため、炉外へ排出される量を
考慮して原料投入と同時に過剰の加炭材を投入したり、
原料が溶解して溶湯になった後に不足分を再投入したり
している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原料投
入時に過剰の加炭材を投入する場合は、吸炭効率が３０
〜５０％程度であり、このため、投入された加炭材の半
分以上が無駄となっていた。一方、原料が溶解して溶湯
になった後に不足分の加炭材を投入する場合、酸素バー
ナーによる加熱溶解では、溶湯表面が、主として酸化物
からなるスラグ層で覆われた状態になっており、再投入
した加炭材が、このスラグ層に浮遊して鉄溶湯への接触
が妨げられるため、５０％以上の吸炭効率を達成するこ
とは困難であった。
入時に過剰の加炭材を投入する場合は、吸炭効率が３０
〜５０％程度であり、このため、投入された加炭材の半
分以上が無駄となっていた。一方、原料が溶解して溶湯
になった後に不足分の加炭材を投入する場合、酸素バー
ナーによる加熱溶解では、溶湯表面が、主として酸化物
からなるスラグ層で覆われた状態になっており、再投入
した加炭材が、このスラグ層に浮遊して鉄溶湯への接触
が妨げられるため、５０％以上の吸炭効率を達成するこ
とは困難であった。
【０００６】そこで本発明は、５０％を超える高い吸炭
効率を得ることができ、効率よく鋳鉄を製造することが
できる鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方法を提供することを
目的としている。
効率を得ることができ、効率よく鋳鉄を製造することが
できる鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方法を提供することを
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の鉄の溶解炉は、鉄原料の投入口と鉄溶湯の
出湯口とを有するとともに、酸素バーナーを備えた鉄の
溶解炉において、搬送ガスで搬送した加炭材を、前記溶
解炉内の溶湯の表面に向けて吹付けるノズルを、先端の
中心線を溶湯面に対して４０度以上の角度にして設けた
ことを特徴としている。
め、本発明の鉄の溶解炉は、鉄原料の投入口と鉄溶湯の
出湯口とを有するとともに、酸素バーナーを備えた鉄の
溶解炉において、搬送ガスで搬送した加炭材を、前記溶
解炉内の溶湯の表面に向けて吹付けるノズルを、先端の
中心線を溶湯面に対して４０度以上の角度にして設けた
ことを特徴としている。
【０００８】また、本発明の鋳鉄の製造方法は、酸素バ
ーナーの火炎で鉄原料を溶解するとともに加炭材を添加
して鋳鉄を製造するにあたり、前記加炭材を搬送ガスに
より搬送し、４０度以上の角度で溶湯の表面に吹付ける
ことを特徴とし、前記加炭材の７０％以上の粒度が０．
２〜５ｍｍの範囲内にあることを特徴としている。
ーナーの火炎で鉄原料を溶解するとともに加炭材を添加
して鋳鉄を製造するにあたり、前記加炭材を搬送ガスに
より搬送し、４０度以上の角度で溶湯の表面に吹付ける
ことを特徴とし、前記加炭材の７０％以上の粒度が０．
２〜５ｍｍの範囲内にあることを特徴としている。
【０００９】さらに、本発明の鋳鉄の製造方法は、前記
構成の鉄の溶解炉を使用して鋳鉄を製造するにあたり、
前記ノズルの先端と溶湯面との距離Ｌを、０＜Ｌ≦０．
４ｍの範囲とし、ノズルからの噴出速度Ｖを、毎秒１０
０〜４００ｍの範囲にするとともに、α＝Ｌ×（１０3
／Ｖ）で表されるαの値が１．５以下になるように、前
記距離Ｌ及び噴出速度Ｖを設定することを特徴としてい
る。
構成の鉄の溶解炉を使用して鋳鉄を製造するにあたり、
前記ノズルの先端と溶湯面との距離Ｌを、０＜Ｌ≦０．
４ｍの範囲とし、ノズルからの噴出速度Ｖを、毎秒１０
０〜４００ｍの範囲にするとともに、α＝Ｌ×（１０3
／Ｖ）で表されるαの値が１．５以下になるように、前
記距離Ｌ及び噴出速度Ｖを設定することを特徴としてい
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
さらに詳細に説明する。図１は、本発明の鉄の溶解炉の
一例を示すものである。この溶解炉１は、酸素又は酸素
富化空気を支燃性ガスとした酸素バーナー２の燃焼熱に
より、鉄（鋼を含む）のスクラップやリターン材等の鉄
原料を溶解再生するためのものであって、下部に溶解部
３を、上部に予熱部４を一体的に連設し、溶解部３と予
熱部４との間に絞り部５を設けるとともに、溶解部３内
の溶湯に向けて加炭材を吹込むためのノズル６を設けた
ものである。
さらに詳細に説明する。図１は、本発明の鉄の溶解炉の
一例を示すものである。この溶解炉１は、酸素又は酸素
富化空気を支燃性ガスとした酸素バーナー２の燃焼熱に
より、鉄（鋼を含む）のスクラップやリターン材等の鉄
原料を溶解再生するためのものであって、下部に溶解部
３を、上部に予熱部４を一体的に連設し、溶解部３と予
熱部４との間に絞り部５を設けるとともに、溶解部３内
の溶湯に向けて加炭材を吹込むためのノズル６を設けた
ものである。
【００１１】上記溶解部３は、通常の金属溶解炉、例え
ば電気炉等と略同様の内部形状を有しており、その一側
には、鉄溶湯の出湯口７が設けられている。また、予熱
部４は、略円筒状に形成されており、原料投入口となる
予熱部４の上部開口には排気口８ａを有する蓋体８が着
脱可能に装着されている。
ば電気炉等と略同様の内部形状を有しており、その一側
には、鉄溶湯の出湯口７が設けられている。また、予熱
部４は、略円筒状に形成されており、原料投入口となる
予熱部４の上部開口には排気口８ａを有する蓋体８が着
脱可能に装着されている。
【００１２】前記絞り部５は、予熱部４から溶解部３に
落下する鉄原料の落下速度を制御するために設けられる
もので、溶解部３と予熱部４との間を絞った状態にして
各内径よりも小さな内径で形成されている。
落下する鉄原料の落下速度を制御するために設けられる
もので、溶解部３と予熱部４との間を絞った状態にして
各内径よりも小さな内径で形成されている。
【００１３】前記酸素バーナー２は、必要な溶解能力に
応じて１本乃至複数本が溶解部３の周壁を貫通した状態
で設置されるもので、その取付け位置は、溶解部３の大
きさなどに応じて炉壁の垂直部や天井部の適当な位置に
設定することができる。また、酸素バーナー２は、溶解
部３内に投入された鉄原料を溶解部３の底部側から溶解
させることができるように、火炎噴出方向が溶解部３の
底部に向くように設けられており、図示しない経路から
重油や微粉炭等の燃料と支燃性ガスとがそれぞれ導入さ
れる。また、溶解部３の底部あるいは周壁の下部には、
溶湯を撹拌するためのノズルを必要に応じて設けること
ができる。
応じて１本乃至複数本が溶解部３の周壁を貫通した状態
で設置されるもので、その取付け位置は、溶解部３の大
きさなどに応じて炉壁の垂直部や天井部の適当な位置に
設定することができる。また、酸素バーナー２は、溶解
部３内に投入された鉄原料を溶解部３の底部側から溶解
させることができるように、火炎噴出方向が溶解部３の
底部に向くように設けられており、図示しない経路から
重油や微粉炭等の燃料と支燃性ガスとがそれぞれ導入さ
れる。また、溶解部３の底部あるいは周壁の下部には、
溶湯を撹拌するためのノズルを必要に応じて設けること
ができる。
【００１４】このように、溶解部３の上方に絞り部５を
介して予熱部４を連設することにより、予熱部４から溶
解部３に落下する鉄原料の量を最適な速度に制御するこ
とができるので、従来の鉄格子のような原料投入量を制
御する機器を設ける必要がなく、簡単な構造の溶解炉で
スクラップ等を効率よく溶解処理することができ、炉の
構造の簡略化により製造コストや保守コストの低減が図
れるとともに、熱効率の向上や溶解時間の短縮も図れ
る。
介して予熱部４を連設することにより、予熱部４から溶
解部３に落下する鉄原料の量を最適な速度に制御するこ
とができるので、従来の鉄格子のような原料投入量を制
御する機器を設ける必要がなく、簡単な構造の溶解炉で
スクラップ等を効率よく溶解処理することができ、炉の
構造の簡略化により製造コストや保守コストの低減が図
れるとともに、熱効率の向上や溶解時間の短縮も図れ
る。
【００１５】そして、前記加炭材吹込用のノズル６は、
窒素等の搬送ガスにより搬送される粉体乃至粒体の加炭
材を溶湯に向けて吹付けるものであって、図２に示すよ
うに、溶湯面Ｓに対する先端の中心線の角度θが、４０
度から垂直の範囲内になるように設置することが好まし
い。すなわち、加炭材を伴った搬送ガスを、溶湯面Ｓに
対して４０度以上の角度で吹付けることができるよう
に、ノズル６の設置位置や挿入角度、先端形状を決定す
ることが好ましい。
窒素等の搬送ガスにより搬送される粉体乃至粒体の加炭
材を溶湯に向けて吹付けるものであって、図２に示すよ
うに、溶湯面Ｓに対する先端の中心線の角度θが、４０
度から垂直の範囲内になるように設置することが好まし
い。すなわち、加炭材を伴った搬送ガスを、溶湯面Ｓに
対して４０度以上の角度で吹付けることができるよう
に、ノズル６の設置位置や挿入角度、先端形状を決定す
ることが好ましい。
【００１６】次に、このような溶解炉１で酸素バーナー
２の燃焼火炎により銑鉄、鋼屑、鋳物屑等の鉄原料を溶
解するとともに、ノズル６から所定量の加炭材を添加し
て鋳鉄を製造する手順を説明する。
２の燃焼火炎により銑鉄、鋼屑、鋳物屑等の鉄原料を溶
解するとともに、ノズル６から所定量の加炭材を添加し
て鋳鉄を製造する手順を説明する。
【００１７】まず、予熱部４の上部開口（投入口）から
所定量の鉄原料を投入し、酸素バーナー２に点火して鉄
原料の溶解を開始する。このとき、投入された鉄原料
は、一部が溶解部３内に落下し、大部分が予熱部４内に
残った状態になる。そして、酸素バーナー２の燃焼火炎
により溶解部３内の鉄原料が溶解し始めるとともに、燃
焼ガスが絞り部５を経て予熱部４内を上昇し、予熱部４
内の鉄原料を加熱して排気口８ａから炉外へ排出され
る。予熱部４内の鉄原料は、溶解部３内の鉄原料の溶解
の進行に伴って次々に溶解部３に落下し、燃焼火炎によ
り溶解される。
所定量の鉄原料を投入し、酸素バーナー２に点火して鉄
原料の溶解を開始する。このとき、投入された鉄原料
は、一部が溶解部３内に落下し、大部分が予熱部４内に
残った状態になる。そして、酸素バーナー２の燃焼火炎
により溶解部３内の鉄原料が溶解し始めるとともに、燃
焼ガスが絞り部５を経て予熱部４内を上昇し、予熱部４
内の鉄原料を加熱して排気口８ａから炉外へ排出され
る。予熱部４内の鉄原料は、溶解部３内の鉄原料の溶解
の進行に伴って次々に溶解部３に落下し、燃焼火炎によ
り溶解される。
【００１８】鉄原料が溶解して溶湯が形成されたら、加
炭材吹込み用のノズル６から加炭材を伴った搬送ガス流
の吹き込みを開始する。ノズル６から溶湯の表面に吹付
けられた搬送ガス流は、溶湯表面の酸化物を主体とした
スラグを吹除いて表面に溶湯を露出させ、溶湯に向けて
加炭材を吹付ける。これにより、溶湯中に加炭材を直接
吹込むことができるので、加炭材を溶湯に効率よく吸炭
させることができる。
炭材吹込み用のノズル６から加炭材を伴った搬送ガス流
の吹き込みを開始する。ノズル６から溶湯の表面に吹付
けられた搬送ガス流は、溶湯表面の酸化物を主体とした
スラグを吹除いて表面に溶湯を露出させ、溶湯に向けて
加炭材を吹付ける。これにより、溶湯中に加炭材を直接
吹込むことができるので、加炭材を溶湯に効率よく吸炭
させることができる。
【００１９】鉄原料の溶解が進むのに従って予熱部４内
の鉄原料が減少するので、必要量の鉄原料を排気口８ａ
から予熱部４内に投入し、投入した鉄原料が全て溶解し
て所定量の溶湯が形成されたら、酸素バーナー２を消火
するとともに加炭材の吹込みも終了し、炉体を傾けて出
湯口７から出湯する。これにより、所定量の加炭材の添
加が行われ、所望の炭素含有量の鋳鉄を得ることができ
る。
の鉄原料が減少するので、必要量の鉄原料を排気口８ａ
から予熱部４内に投入し、投入した鉄原料が全て溶解し
て所定量の溶湯が形成されたら、酸素バーナー２を消火
するとともに加炭材の吹込みも終了し、炉体を傾けて出
湯口７から出湯する。これにより、所定量の加炭材の添
加が行われ、所望の炭素含有量の鋳鉄を得ることができ
る。
【００２０】このように搬送ガスで搬送した加炭材をノ
ズル６から溶湯中に吹込むにあたり、前記ノズル６の溶
湯面Ｓに対する角度θを４０度未満にすると、溶湯表面
のスラグを吹除いて溶湯を十分に露出させることが困難
となり、溶湯面が露出したとしても、加炭材を溶湯中に
効果的に吹込むことが難しい。
ズル６から溶湯中に吹込むにあたり、前記ノズル６の溶
湯面Ｓに対する角度θを４０度未満にすると、溶湯表面
のスラグを吹除いて溶湯を十分に露出させることが困難
となり、溶湯面が露出したとしても、加炭材を溶湯中に
効果的に吹込むことが難しい。
【００２１】また、吸炭効率を向上させるためには、加
炭材の７０％以上の粒度が０．２〜５ｍｍの範囲内にあ
るものを用いることが好ましく、０．２〜５ｍｍのもの
が７０％未満だと吸炭効率が低下する。例えば、粒径が
０．２ｍｍ未満の小さな粒子は、ガスの流れにより飛散
してしまうために十分に溶湯中に吹込むことができず、
５ｍｍを超える粒径の粒子は、その比表面積が小さいた
めに溶解効率が低くなる。
炭材の７０％以上の粒度が０．２〜５ｍｍの範囲内にあ
るものを用いることが好ましく、０．２〜５ｍｍのもの
が７０％未満だと吸炭効率が低下する。例えば、粒径が
０．２ｍｍ未満の小さな粒子は、ガスの流れにより飛散
してしまうために十分に溶湯中に吹込むことができず、
５ｍｍを超える粒径の粒子は、その比表面積が小さいた
めに溶解効率が低くなる。
【００２２】さらに、前記ノズル６の先端と溶湯面との
距離Ｌを、０＜Ｌ≦０．４ｍの範囲とし、ノズル６から
の噴出速度Ｖを、毎秒１００〜４００ｍの範囲にすると
ともに、α＝Ｌ×（１０3 ／Ｖ）で表されるαの値が
１．５以下になるように、前記距離Ｌ及び噴出速度Ｖを
設定して加炭材を吹込むことが望ましい。
距離Ｌを、０＜Ｌ≦０．４ｍの範囲とし、ノズル６から
の噴出速度Ｖを、毎秒１００〜４００ｍの範囲にすると
ともに、α＝Ｌ×（１０3 ／Ｖ）で表されるαの値が
１．５以下になるように、前記距離Ｌ及び噴出速度Ｖを
設定して加炭材を吹込むことが望ましい。
【００２３】ノズルの先端と溶湯面とが接触すると、ノ
ズル先端部に溶湯が付着したり、閉塞したりするため、
ノズル先端は溶湯に接触させるべきではなく、また、両
者の距離が０．４ｍを超えると、溶湯表面部分における
加炭材の速度が低下するため、スラグを突き抜けて溶湯
中に吹込む力が弱くなり、ノズル６からの噴出速度Ｖに
よっては、加炭材を効率よく溶湯中に吹込むことができ
なくなる。
ズル先端部に溶湯が付着したり、閉塞したりするため、
ノズル先端は溶湯に接触させるべきではなく、また、両
者の距離が０．４ｍを超えると、溶湯表面部分における
加炭材の速度が低下するため、スラグを突き抜けて溶湯
中に吹込む力が弱くなり、ノズル６からの噴出速度Ｖに
よっては、加炭材を効率よく溶湯中に吹込むことができ
なくなる。
【００２４】また、噴出速度Ｖが毎秒１００ｍ未満だ
と、ノズル先端を溶湯に近付けても十分な加炭材吹込み
力を得ることが困難であり、吸炭効率が低下する。一
方、通常の吹込みノズルでは、音速を超える噴出速度Ｖ
を得ることができないため、噴出速度Ｖは、１２５℃で
の音速である毎秒４００ｍが実用的な限界といえる。
と、ノズル先端を溶湯に近付けても十分な加炭材吹込み
力を得ることが困難であり、吸炭効率が低下する。一
方、通常の吹込みノズルでは、音速を超える噴出速度Ｖ
を得ることができないため、噴出速度Ｖは、１２５℃で
の音速である毎秒４００ｍが実用的な限界といえる。
【００２５】そして、上述のノズル６の先端と溶湯面と
の距離Ｌと、ノズル６からの噴出速度Ｖとは、相互に影
響を与えるものであり、例えば、距離Ｌが大きい場合は
噴出速度Ｖを高めればよく、噴出速度Ｖが低い場合には
距離Ｌを小さくすればよい。すなわち、この両者の関係
を、前記式で表されるαの値が１．５以下になるよう
に、すなわち、距離Ｌと噴出速度Ｖとの関係が図３に斜
線で示す範囲内に収まるように、これらを設定すること
が望ましい。
の距離Ｌと、ノズル６からの噴出速度Ｖとは、相互に影
響を与えるものであり、例えば、距離Ｌが大きい場合は
噴出速度Ｖを高めればよく、噴出速度Ｖが低い場合には
距離Ｌを小さくすればよい。すなわち、この両者の関係
を、前記式で表されるαの値が１．５以下になるよう
に、すなわち、距離Ｌと噴出速度Ｖとの関係が図３に斜
線で示す範囲内に収まるように、これらを設定すること
が望ましい。
【００２６】図４は、溶解炉の他の形態として、横型の
回転炉に本発明を適用した例を示すものである。すなわ
ち、鉄原料の投入口１１，鉄溶湯の出湯口１２及び排ガ
ス排出口１３を備えるとともに、酸素バーナー１４及び
加炭材を吹込むためのノズル１５を備えた横型回転炉１
６であって、炉内に水平方向に挿入したノズル１５の先
端部１５ａを、先端の中心線の角度が溶湯面に対して４
０度以上になるように屈曲させたものである。
回転炉に本発明を適用した例を示すものである。すなわ
ち、鉄原料の投入口１１，鉄溶湯の出湯口１２及び排ガ
ス排出口１３を備えるとともに、酸素バーナー１４及び
加炭材を吹込むためのノズル１５を備えた横型回転炉１
６であって、炉内に水平方向に挿入したノズル１５の先
端部１５ａを、先端の中心線の角度が溶湯面に対して４
０度以上になるように屈曲させたものである。
【００２７】このように、ノズル先端部を適宜な角度に
屈曲させてノズル先端の中心線の角度を溶湯面に対して
４０度以上にする場合、屈曲部の内面が加炭材の通過に
よって摩耗するおそれがあるため、屈曲部内面は、対摩
耗性の材料をコーティングするか、屈曲部を耐摩耗性の
材料で形成してノズル本体に接合することが好ましい。
屈曲させてノズル先端の中心線の角度を溶湯面に対して
４０度以上にする場合、屈曲部の内面が加炭材の通過に
よって摩耗するおそれがあるため、屈曲部内面は、対摩
耗性の材料をコーティングするか、屈曲部を耐摩耗性の
材料で形成してノズル本体に接合することが好ましい。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を説明す
る。 実施例１ 図１に示す構造であって、全高７０ｃｍ，溶解部の内径
９０ｃｍの溶解炉を使用し、ここに３本の酸素バーナー
を水平方向の同一円上に等間隔で配置するとともに、内
径１０ｍｍのステンレス製の加炭材吹込み用のノズルを
設けて、１トンの鉄原料を溶解して鋳鉄を製造した。鉄
原料には、鉄くずと銑鉄とを３：２の割合で混合したも
のを使用した。酸素バーナーへは、１本当たり、毎時３
０リットルの重油と毎時６０Ｎｍ3 の酸素ガスを供給し
た。また、加炭材には、０．２〜５ｍｍの範囲の粒度が
９０％のコークスを用い、毎分２ｋｇの割合で供給し
た。加炭材の搬送ガスには窒素ガスを使用し、ノズルか
らの噴出速度は、毎秒約２００ｍとした。
る。 実施例１ 図１に示す構造であって、全高７０ｃｍ，溶解部の内径
９０ｃｍの溶解炉を使用し、ここに３本の酸素バーナー
を水平方向の同一円上に等間隔で配置するとともに、内
径１０ｍｍのステンレス製の加炭材吹込み用のノズルを
設けて、１トンの鉄原料を溶解して鋳鉄を製造した。鉄
原料には、鉄くずと銑鉄とを３：２の割合で混合したも
のを使用した。酸素バーナーへは、１本当たり、毎時３
０リットルの重油と毎時６０Ｎｍ3 の酸素ガスを供給し
た。また、加炭材には、０．２〜５ｍｍの範囲の粒度が
９０％のコークスを用い、毎分２ｋｇの割合で供給し
た。加炭材の搬送ガスには窒素ガスを使用し、ノズルか
らの噴出速度は、毎秒約２００ｍとした。
【００２９】そして、ノズル先端と溶湯面との距離を
０．１５ｍとしてノズル先端と溶湯面との角度θを変え
て吸炭効率への影響を調べた。吸炭効率は、鉄が溶解し
始めたときの初期溶湯を採取して分析した炭素含有量
と、溶解終了後の出湯を分析して得た炭素含有量と、投
入した加炭材量とから算出した。なお、加炭材投入時間
は、約１５分間とした。結果を次に示す。 角度θ［度］ ３５ ４５ ５５ ６５ 吸炭効率［％］ ４０ ５８ ６５ ７０
０．１５ｍとしてノズル先端と溶湯面との角度θを変え
て吸炭効率への影響を調べた。吸炭効率は、鉄が溶解し
始めたときの初期溶湯を採取して分析した炭素含有量
と、溶解終了後の出湯を分析して得た炭素含有量と、投
入した加炭材量とから算出した。なお、加炭材投入時間
は、約１５分間とした。結果を次に示す。 角度θ［度］ ３５ ４５ ５５ ６５ 吸炭効率［％］ ４０ ５８ ６５ ７０
【００３０】実施例２ 溶湯面に対するノズル先端の角度θを６０度とし、加炭
材として用いるコークスの最大粒径を５ｍｍにするとと
もに、０．２ｍｍ未満の粒径のものの混合量を調節して
０．２〜５ｍｍの粒径のコークスの割合が異なる加炭材
を使用した。これ以外の条件は実施例１と同様にしてそ
れぞれの吸炭効率を算出した。結果を次に示す。 粒径０．２〜５ｍｍの割合［％］ ６０ ７０ ８０ ９０ 吸炭効率［％］ ３５ ５２ ６０ ６８
材として用いるコークスの最大粒径を５ｍｍにするとと
もに、０．２ｍｍ未満の粒径のものの混合量を調節して
０．２〜５ｍｍの粒径のコークスの割合が異なる加炭材
を使用した。これ以外の条件は実施例１と同様にしてそ
れぞれの吸炭効率を算出した。結果を次に示す。 粒径０．２〜５ｍｍの割合［％］ ６０ ７０ ８０ ９０ 吸炭効率［％］ ３５ ５２ ６０ ６８
【００３１】実施例３ 溶湯面に対するノズル先端の角度θを６０度とし、０．
２〜５ｍｍの粒度が９０％のコークスを用いるととも
に、ノズル先端と溶湯面との距離Ｌ［ｍ］及び噴出速度
Ｖ［ｍ／秒］を変えて炭素レベル及びケイ素レベルの異
なる原料鉄を、これ以外の条件は実施例１と同様にして
溶解した。結果を次に示す。
２〜５ｍｍの粒度が９０％のコークスを用いるととも
に、ノズル先端と溶湯面との距離Ｌ［ｍ］及び噴出速度
Ｖ［ｍ／秒］を変えて炭素レベル及びケイ素レベルの異
なる原料鉄を、これ以外の条件は実施例１と同様にして
溶解した。結果を次に示す。
【００３２】 距離Ｌ ０．１０ ０．１５ ０．３０ ０．４５ 噴出速度Ｖ １８０ ２００ ２００ ２３０ 原料炭素レベル［％］ ２．３２ １．５３ １．７７ ２．０２ 原料ケイ素レベル［％］ ０．９８ １．０８ ０．８４ １．１４ 製品炭素含有量［％］ ３．５０ ３．５５ ３．４７ ３．１５ 吸炭効率［％］ ６４ ６８ ５７ ３０
【００３３】実施例４ 酸素バーナーに供給する燃料を重油に代えてプロパンと
して毎時６０Ｎｍ3 で供給し、溶湯面に対するノズル先
端の角度θを６０度とした以外は実施例１と同様に操作
を行った。その結果、６８％の吸炭効率が得られた。
して毎時６０Ｎｍ3 で供給し、溶湯面に対するノズル先
端の角度θを６０度とした以外は実施例１と同様に操作
を行った。その結果、６８％の吸炭効率が得られた。
【００３４】実施例５ 図４に示す構造の横型回転炉を用いて３トンの鉄原料を
溶解した。加炭材の吹込み角度は６０度とし、酸素バー
ナーへは毎時１５０リットルの重油と毎時３００Ｎｍ3
の酸素ガスを供給した。これ以外は実施例１と同様に操
作を行った結果、６６％の吸炭効率が得られた。
溶解した。加炭材の吹込み角度は６０度とし、酸素バー
ナーへは毎時１５０リットルの重油と毎時３００Ｎｍ3
の酸素ガスを供給した。これ以外は実施例１と同様に操
作を行った結果、６６％の吸炭効率が得られた。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸炭効率を大幅に向上させることができ、高い吸炭効率
で所定の炭素濃度の鋳鉄が得られる。
吸炭効率を大幅に向上させることができ、高い吸炭効率
で所定の炭素濃度の鋳鉄が得られる。
【図１】 本発明の鉄の溶解炉の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】 溶湯面とノズルとの関係を示す説明図であ
る。
る。
【図３】 距離Ｌと噴出速度Ｖとの最適な範囲を示す図
である。
である。
【図４】 溶解炉の他の形態例を示す断面図である。
１…溶解炉、２…酸素バーナー、３…溶解部、４…予熱
部、５…絞り部、６…ノズル、７…出湯口、８…蓋体、
８ａ…排気口、１１…投入口、１２…出湯口、１３…排
ガス排出口、１４…酸素バーナー、１５…ノズル、１５
ａ…先端部、１６…横型回転炉
部、５…絞り部、６…ノズル、７…出湯口、８…蓋体、
８ａ…排気口、１１…投入口、１２…出湯口、１３…排
ガス排出口、１４…酸素バーナー、１５…ノズル、１５
ａ…先端部、１６…横型回転炉
Claims (4)
- 【請求項１】 鉄原料の投入口と鉄溶湯の出湯口とを有
するとともに、酸素バーナーを備えた鉄の溶解炉におい
て、搬送ガスで搬送した加炭材を前記溶解炉内の溶湯の
表面に向けて吹付けるノズルを、先端の中心線を溶湯面
に対して４０度以上の角度にして設けたことを特徴とす
る鉄の溶解炉。 - 【請求項２】 酸素バーナーの火炎で鉄原料を溶解する
とともに加炭材を添加して鋳鉄を製造するにあたり、前
記加炭材を搬送ガスにより搬送し、４０度以上の角度で
溶湯の表面に吹付けることを特徴とする鋳鉄の製造方
法。 - 【請求項３】 前記加炭材は、その７０％以上の粒度が
０．２〜５ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項
２記載の鋳鉄の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の溶解炉を使用した鋳鉄の
製造方法であって、前記ノズルの先端と溶湯面との距離
Ｌを、０＜Ｌ≦０．４ｍの範囲とし、ノズルからの噴出
速度Ｖを、毎秒１００〜４００ｍの範囲にするととも
に、α＝Ｌ×（１０3 ／Ｖ）で表されるαの値が１．５
以下になるように、前記距離Ｌ及び噴出速度Ｖを設定す
ることを特徴とする鋳鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15558896A JP3662348B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15558896A JP3662348B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108120A true JPH108120A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3662348B2 JP3662348B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=15609326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15558896A Expired - Fee Related JP3662348B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 鉄の溶解炉及び鋳鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3662348B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011093237A1 (ja) | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 株式会社木村鋳造所 | 鋳鉄溶湯中の不純物除去方法および鋳鉄原料 |
| KR101246203B1 (ko) | 2011-02-24 | 2013-03-21 | 현대제철 주식회사 | 전기로 중취 교반용 가스 공급 제어장치 |
-
1996
- 1996-06-17 JP JP15558896A patent/JP3662348B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011093237A1 (ja) | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 株式会社木村鋳造所 | 鋳鉄溶湯中の不純物除去方法および鋳鉄原料 |
| CN102782163A (zh) * | 2010-01-28 | 2012-11-14 | 株式会社木村铸造所 | 铸铁熔液中的杂质除去方法及铸铁原料 |
| KR101246203B1 (ko) | 2011-02-24 | 2013-03-21 | 현대제철 주식회사 | 전기로 중취 교반용 가스 공급 제어장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3662348B2 (ja) | 2005-06-22 |
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