JPH11140529A - アーク炉操業方法 - Google Patents
アーク炉操業方法Info
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- JPH11140529A JPH11140529A JP31354597A JP31354597A JPH11140529A JP H11140529 A JPH11140529 A JP H11140529A JP 31354597 A JP31354597 A JP 31354597A JP 31354597 A JP31354597 A JP 31354597A JP H11140529 A JPH11140529 A JP H11140529A
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- arc furnace
- furnace
- oxygen
- preheating tank
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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
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- Furnace Details (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アーク炉に連結される予熱槽を具備したアー
ク炉において、鉄源供給装置の設備トラブルがなく、且
つ効率的に鉄源を予熱することができる操業方法を確立
する。 【解決手段】 アーク炉１内の溶鋼中又は溶融スラグ中
に、酸素と、この酸素量に対応する所定量の炭材とを吹
き込むと共に、アーク炉から発生する排ガスにて予熱槽
７内に充填された鉄源８を予熱し、予熱した鉄源を溶解
するアーク炉操業方法において、前記予熱槽をアーク炉
に連結して設け、予熱槽内で予熱された鉄源を鉄源供給
装置１２にて予熱槽から直接アーク炉へ供給すると共
に、溶鋼中又は溶融スラグ中への酸素吹き込み量を炉内
で溶解される全溶鋼トン当たり３７〜４５Nm3とする。
ク炉において、鉄源供給装置の設備トラブルがなく、且
つ効率的に鉄源を予熱することができる操業方法を確立
する。 【解決手段】 アーク炉１内の溶鋼中又は溶融スラグ中
に、酸素と、この酸素量に対応する所定量の炭材とを吹
き込むと共に、アーク炉から発生する排ガスにて予熱槽
７内に充填された鉄源８を予熱し、予熱した鉄源を溶解
するアーク炉操業方法において、前記予熱槽をアーク炉
に連結して設け、予熱槽内で予熱された鉄源を鉄源供給
装置１２にて予熱槽から直接アーク炉へ供給すると共
に、溶鋼中又は溶融スラグ中への酸素吹き込み量を炉内
で溶解される全溶鋼トン当たり３７〜４５Nm3とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク炉に連結す
る予熱槽内でアーク炉から発生する排ガスを用いて鉄ス
クラップや直接還元鉄等の鉄源を予熱し、この予熱され
た鉄源を用いて酸素と炭材とを吹き込みつつ溶解して溶
鋼を製造するアーク炉操業方法に関するものである。
る予熱槽内でアーク炉から発生する排ガスを用いて鉄ス
クラップや直接還元鉄等の鉄源を予熱し、この予熱され
た鉄源を用いて酸素と炭材とを吹き込みつつ溶解して溶
鋼を製造するアーク炉操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、鉄スクラップの発生量の増大と共
に、世界的に製鋼用アーク炉が新設されている。このア
ーク炉では、電極から発生するアーク熱により、鉄スク
ラップや直接還元鉄等の鉄源を加熱・溶解し、溶け落ち
後、精錬して溶鋼を製造するが、多くの電力を消費する
ため、アーク炉から発生する高温の排ガスにより鉄源を
予熱して電力使用量を極力少なくする方法が多数提案さ
れている。
に、世界的に製鋼用アーク炉が新設されている。このア
ーク炉では、電極から発生するアーク熱により、鉄スク
ラップや直接還元鉄等の鉄源を加熱・溶解し、溶け落ち
後、精錬して溶鋼を製造するが、多くの電力を消費する
ため、アーク炉から発生する高温の排ガスにより鉄源を
予熱して電力使用量を極力少なくする方法が多数提案さ
れている。
【０００３】例えば、特開平７−１９８２７１号公報
（以下、「先行技術１」と記す）には、内部に少なくと
も一対の鉄源保持扉を具備した予熱槽をアーク炉々蓋に
連結して設け、アーク炉から発生する高温の排ガスを予
熱槽内に導入して鉄源保持扉にて保持された鉄源を予熱
し、適宜、鉄源保持扉を開閉させて予熱した鉄源をアー
ク炉内に供給して操業するアーク炉が開示されている。
（以下、「先行技術１」と記す）には、内部に少なくと
も一対の鉄源保持扉を具備した予熱槽をアーク炉々蓋に
連結して設け、アーク炉から発生する高温の排ガスを予
熱槽内に導入して鉄源保持扉にて保持された鉄源を予熱
し、適宜、鉄源保持扉を開閉させて予熱した鉄源をアー
ク炉内に供給して操業するアーク炉が開示されている。
【０００４】又、特開平７−１８０９７５号公報（以
下、「先行技術２」と記す）には、１段又は２段以上の
開閉可能な鉄源保持扉を装着したシャフト型予熱槽を、
アーク炉上方に鉄源導入管を介して連結して設け、アー
ク炉の排ガスにより予熱槽内で予熱された鉄源を、予熱
槽下部に設けたプッシャーにより、鉄源導入管からアー
ク炉内に連続的又は間歇的に供給して操業するアーク炉
が開示されている。
下、「先行技術２」と記す）には、１段又は２段以上の
開閉可能な鉄源保持扉を装着したシャフト型予熱槽を、
アーク炉上方に鉄源導入管を介して連結して設け、アー
ク炉の排ガスにより予熱槽内で予熱された鉄源を、予熱
槽下部に設けたプッシャーにより、鉄源導入管からアー
ク炉内に連続的又は間歇的に供給して操業するアーク炉
が開示されている。
【０００５】そして、近年更なる電力使用量の削減対策
として、アーク炉内の溶鋼又は溶融スラグ中に酸素とコ
ークス等の炭材とを吹き込み、酸素と炭材との反応によ
る発熱を利用する方法も実施されるに至った。尚、この
場合、炭材の吹き込み量は酸素吹き込み量に対応する所
定量、即ち、吹き込まれる酸素が炭材と反応してＣＯガ
スを生成し、吹き込まれる酸素により溶鋼が過剰に酸化
されない程度としている。
として、アーク炉内の溶鋼又は溶融スラグ中に酸素とコ
ークス等の炭材とを吹き込み、酸素と炭材との反応によ
る発熱を利用する方法も実施されるに至った。尚、この
場合、炭材の吹き込み量は酸素吹き込み量に対応する所
定量、即ち、吹き込まれる酸素が炭材と反応してＣＯガ
スを生成し、吹き込まれる酸素により溶鋼が過剰に酸化
されない程度としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】先行技術１及び先行技
術２では、予熱槽がアーク炉と連結されているので、予
熱効率が高く、且つ予熱された鉄源が炉内への供給時に
冷却されることがなく、電力原単位は大幅に低減され
る。そして、酸素及び炭材の吹き込みを併用することに
より、排ガスのガス量が多く且つガス温度が高くなり、
鉄源の予熱温度は、より高温となって、電力原単位は一
層低減した。
術２では、予熱槽がアーク炉と連結されているので、予
熱効率が高く、且つ予熱された鉄源が炉内への供給時に
冷却されることがなく、電力原単位は大幅に低減され
る。そして、酸素及び炭材の吹き込みを併用することに
より、排ガスのガス量が多く且つガス温度が高くなり、
鉄源の予熱温度は、より高温となって、電力原単位は一
層低減した。
【０００７】しかし、先行技術１及び先行技術２では、
予熱された鉄源を炉内に供給するため、鉄源保持扉やプ
ッシャーといった鉄源供給装置が必要であり、このた
め、大量の酸素及び炭材を炉内に吹き込むと鉄源供給装
置の熱負荷が大きくなり、鉄源供給装置の熱変形や融着
等による設備トラブルで鉄源を切り出せなくなる状態が
発生する。又、鉄源の軟化、融着等も発生して、鉄源供
給装置による鉄源の切り出し不能が発生する。従って、
設備トラブルもなく、効率良く予熱するためには、酸素
吹き込み量及び炭材吹き込み量を制限する必要がある
が、この点に関して、先行技術１及び先行技術２を含
め、従来は報告された例がない。
予熱された鉄源を炉内に供給するため、鉄源保持扉やプ
ッシャーといった鉄源供給装置が必要であり、このた
め、大量の酸素及び炭材を炉内に吹き込むと鉄源供給装
置の熱負荷が大きくなり、鉄源供給装置の熱変形や融着
等による設備トラブルで鉄源を切り出せなくなる状態が
発生する。又、鉄源の軟化、融着等も発生して、鉄源供
給装置による鉄源の切り出し不能が発生する。従って、
設備トラブルもなく、効率良く予熱するためには、酸素
吹き込み量及び炭材吹き込み量を制限する必要がある
が、この点に関して、先行技術１及び先行技術２を含
め、従来は報告された例がない。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、アーク炉に連結される予熱槽
を具備したアーク炉において、鉄源供給装置の設備トラ
ブルがなく、且つ効率的に鉄源を予熱することができる
アーク炉の操業方法を提供することである。
その目的とするところは、アーク炉に連結される予熱槽
を具備したアーク炉において、鉄源供給装置の設備トラ
ブルがなく、且つ効率的に鉄源を予熱することができる
アーク炉の操業方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるアーク炉操
業方法は、アーク炉内の溶鋼中又は溶融スラグ中に、酸
素と、この酸素量に対応する所定量の炭材とを吹き込む
と共に、アーク炉から発生する排ガスにて予熱槽内に充
填された鉄源を予熱し、予熱した鉄源を溶解するアーク
炉操業方法において、前記予熱槽をアーク炉に連結して
設け、予熱槽内で予熱された鉄源を鉄源供給装置にて予
熱槽から直接アーク炉へ供給すると共に、溶鋼中又は溶
融スラグ中への酸素吹き込み量を炉内で溶解される全溶
鋼トン当たり３７〜４５Nm3とすることを特徴とするも
のである。
業方法は、アーク炉内の溶鋼中又は溶融スラグ中に、酸
素と、この酸素量に対応する所定量の炭材とを吹き込む
と共に、アーク炉から発生する排ガスにて予熱槽内に充
填された鉄源を予熱し、予熱した鉄源を溶解するアーク
炉操業方法において、前記予熱槽をアーク炉に連結して
設け、予熱槽内で予熱された鉄源を鉄源供給装置にて予
熱槽から直接アーク炉へ供給すると共に、溶鋼中又は溶
融スラグ中への酸素吹き込み量を炉内で溶解される全溶
鋼トン当たり３７〜４５Nm3とすることを特徴とするも
のである。
【００１０】発明者等は、アーク炉に連結された予熱槽
内で予熱された鉄源を、鉄源供給装置にて予熱槽からア
ーク炉に直接供給し、そして、炉内の溶鋼中又は溶融ス
ラグ中への酸素吹き込み量及び炭材吹き込み量を変更さ
せて、溶解開始から出鋼までの１ヒートの操業で使用す
る電力消費量の変移、及び鉄源供給装置の熱による設備
トラブルの有無を調査した。尚、炭材吹き込み量は、酸
素吹き込み量に対応する所定量、即ち、吹き込まれる酸
素が炭材と反応してＣＯガスを生成し、吹き込まれる酸
素により溶鋼が過剰に酸化されない程度としている。
内で予熱された鉄源を、鉄源供給装置にて予熱槽からア
ーク炉に直接供給し、そして、炉内の溶鋼中又は溶融ス
ラグ中への酸素吹き込み量及び炭材吹き込み量を変更さ
せて、溶解開始から出鋼までの１ヒートの操業で使用す
る電力消費量の変移、及び鉄源供給装置の熱による設備
トラブルの有無を調査した。尚、炭材吹き込み量は、酸
素吹き込み量に対応する所定量、即ち、吹き込まれる酸
素が炭材と反応してＣＯガスを生成し、吹き込まれる酸
素により溶鋼が過剰に酸化されない程度としている。
【００１１】その結果、図１に示すように、１ヒートの
操業で使用する電力消費量を炉内で溶解された全溶鋼量
で除算した電力原単位（kWh/ton）は、酸素吹き込み量
が多くなるほど低減し、酸素吹き込み量が炉内で溶解さ
れる全溶鋼トン当たり３７Nm 3（以下、「Nm3/ton」と記
す）以上になると、電力原単位は安定して２５０kWh/to
n以下になる。一方、酸素吹き込み量が４６Nm3/ton以上
になると、熱変形により鉄源供給装置の設備トラブルが
発生して安定した操業ができない。
操業で使用する電力消費量を炉内で溶解された全溶鋼量
で除算した電力原単位（kWh/ton）は、酸素吹き込み量
が多くなるほど低減し、酸素吹き込み量が炉内で溶解さ
れる全溶鋼トン当たり３７Nm 3（以下、「Nm3/ton」と記
す）以上になると、電力原単位は安定して２５０kWh/to
n以下になる。一方、酸素吹き込み量が４６Nm3/ton以上
になると、熱変形により鉄源供給装置の設備トラブルが
発生して安定した操業ができない。
【００１２】即ち、酸素吹き込み量を３７〜４５Nm3/to
nの範囲とすることで、炭材の燃焼熱による排ガスの過
度の温度上昇を抑えて予熱することができ、その結果、
設備トラブルを防止しつつ最大限の予熱効果を得ること
ができる。
nの範囲とすることで、炭材の燃焼熱による排ガスの過
度の温度上昇を抑えて予熱することができ、その結果、
設備トラブルを防止しつつ最大限の予熱効果を得ること
ができる。
【００１３】尚、本発明の鉄源供給装置とは、予熱槽下
部に設置されて鉄源を予熱槽から切り出すプッシャー
や、予熱槽内部に設置されて鉄源の保持と炉への供給と
を兼ね備えた開閉自在の鉄源保持扉、及び、その機能を
これらと同等とする装置である。又、炭材は、コーク
ス、チャー、石炭、木炭等の１種、又はこれらの混合物
とする。
部に設置されて鉄源を予熱槽から切り出すプッシャー
や、予熱槽内部に設置されて鉄源の保持と炉への供給と
を兼ね備えた開閉自在の鉄源保持扉、及び、その機能を
これらと同等とする装置である。又、炭材は、コーク
ス、チャー、石炭、木炭等の１種、又はこれらの混合物
とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき説明する。
図２は、本発明の実施の形態の例を示す直流アーク炉及
び予熱槽の断面概略図である。
図２は、本発明の実施の形態の例を示す直流アーク炉及
び予熱槽の断面概略図である。
【００１５】図において、内部を耐火物で構築され、底
部に炉底電極５を備えた炉本体２の上部には円筒状の炉
壁３が配置されており、そして、この炉壁３の上部開口
部は開閉自在な炉蓋４で覆われ、この炉蓋４を貫通して
炉本体２内へ上下移動可能な黒鉛製の上部電極６が設け
られて直流アーク炉１が構築されている。
部に炉底電極５を備えた炉本体２の上部には円筒状の炉
壁３が配置されており、そして、この炉壁３の上部開口
部は開閉自在な炉蓋４で覆われ、この炉蓋４を貫通して
炉本体２内へ上下移動可能な黒鉛製の上部電極６が設け
られて直流アーク炉１が構築されている。
【００１６】直流アーク炉１の上方には、鉄スクラップ
や直接還元鉄等の鉄源８を収納する予熱槽７が配置され
ている。この予熱槽７の上部側壁には、集塵機（図示せ
ず）と連結した排気ダクト２１が設けられ、又、予熱槽
７の底部には、鉄源８の直流アーク炉１への供給路とな
る鉄源導入管１３と、鉄源供給装置として鉄源導入管１
３の下部を移動するプッシャー１２とが設けられてい
る。そして、鉄源導入管１３の下端は炉蓋４の開口部に
接して配置され、こうして、直流アーク炉１と予熱槽７
とは連結され、鉄源８は予熱槽７から直流アーク炉１へ
供給されると共に、直流アーク炉１で発生する排ガス
は、鉄源導入管１３、予熱槽７、排気ダクト２１を順に
通り集塵機に吸引され、予熱槽７内に充填する鉄源８は
排ガスで予熱される。
や直接還元鉄等の鉄源８を収納する予熱槽７が配置され
ている。この予熱槽７の上部側壁には、集塵機（図示せ
ず）と連結した排気ダクト２１が設けられ、又、予熱槽
７の底部には、鉄源８の直流アーク炉１への供給路とな
る鉄源導入管１３と、鉄源供給装置として鉄源導入管１
３の下部を移動するプッシャー１２とが設けられてい
る。そして、鉄源導入管１３の下端は炉蓋４の開口部に
接して配置され、こうして、直流アーク炉１と予熱槽７
とは連結され、鉄源８は予熱槽７から直流アーク炉１へ
供給されると共に、直流アーク炉１で発生する排ガス
は、鉄源導入管１３、予熱槽７、排気ダクト２１を順に
通り集塵機に吸引され、予熱槽７内に充填する鉄源８は
排ガスで予熱される。
【００１７】又、予熱槽７の上部には鉄源供給口１８が
設けられ、この鉄源供給口１８は、一対の可動棚１９、
１９ａと、開閉蓋２０とにより鉄源８の予熱槽７への供
給時にもシールされ、直流アーク炉１の排ガスは常に集
塵機に吸引されるようになっている。
設けられ、この鉄源供給口１８は、一対の可動棚１９、
１９ａと、開閉蓋２０とにより鉄源８の予熱槽７への供
給時にもシールされ、直流アーク炉１の排ガスは常に集
塵機に吸引されるようになっている。
【００１８】直流アーク炉１には、炉壁３を貫通し、炉
本体２内に挿入可能な酸素吹き込みランス１６と炭材吹
き込みランス１７とが設けられ、酸素吹き込みランス１
６からは酸素が炉本体２内に吹き込まれ、そして、炭材
吹き込みランス１７からは空気や窒素等を搬送用ガスと
してコークス、チャー、石炭、木炭等の炭材が炉本体２
内に吹き込まれる。
本体２内に挿入可能な酸素吹き込みランス１６と炭材吹
き込みランス１７とが設けられ、酸素吹き込みランス１
６からは酸素が炉本体２内に吹き込まれ、そして、炭材
吹き込みランス１７からは空気や窒素等を搬送用ガスと
してコークス、チャー、石炭、木炭等の炭材が炉本体２
内に吹き込まれる。
【００１９】鉄源導入管１３及び排気ダクト２１にはガ
スセンサー２３、２４が配置され、ガスセンサー２３は
予熱槽７に流入する排ガスの温度及び流量と排ガス中の
ＣＯガス濃度とを検出し、又、ガスセンサー２４は予熱
槽７から排出される排ガスの温度及び流量と排ガス中の
ＣＯガス濃度とを検出する。又、鉄源導入管１３にはノ
ズル２２が配置されており、ノズル２２から酸素含有ガ
スが吹き込まれるようになっている。酸素含有ガスは酸
素又は空気若しくは酸素と空気との混合ガスとする。
スセンサー２３、２４が配置され、ガスセンサー２３は
予熱槽７に流入する排ガスの温度及び流量と排ガス中の
ＣＯガス濃度とを検出し、又、ガスセンサー２４は予熱
槽７から排出される排ガスの温度及び流量と排ガス中の
ＣＯガス濃度とを検出する。又、鉄源導入管１３にはノ
ズル２２が配置されており、ノズル２２から酸素含有ガ
スが吹き込まれるようになっている。酸素含有ガスは酸
素又は空気若しくは酸素と空気との混合ガスとする。
【００２０】この直流アーク炉１における操業は、先
ず、前の操業時に予熱槽７内で予熱された鉄源８の所定
量をプッシャー１２を介して炉本体２内に初装として供
給する。尚、冷炉で操業を開始する場合には、炉蓋４を
開けてバケット等により供給しても、又、予熱槽７から
プッシャー１２を介して供給してもどちらでも良い。炉
本体２への初装に伴う予熱槽７内の鉄源８を補うため
に、鉄源８を鉄源供給口１８から予熱槽７内へ供給し、
予熱槽７内で所定量の鉄源８を充填させる。
ず、前の操業時に予熱槽７内で予熱された鉄源８の所定
量をプッシャー１２を介して炉本体２内に初装として供
給する。尚、冷炉で操業を開始する場合には、炉蓋４を
開けてバケット等により供給しても、又、予熱槽７から
プッシャー１２を介して供給してもどちらでも良い。炉
本体２への初装に伴う予熱槽７内の鉄源８を補うため
に、鉄源８を鉄源供給口１８から予熱槽７内へ供給し、
予熱槽７内で所定量の鉄源８を充填させる。
【００２１】次いで、炉底電極５と上部電極６との間に
直流電流を給電しつつ、上部電極６を昇降させて上部電
極６と炉底電極５及び初装として供給した鉄源８との間
でアーク１１を発生させる。そして、発生するアーク熱
により鉄源８を溶解し、溶鋼９を生成させる。溶鋼９の
生成と共に初装として供給した炉本体２内の鉄源８のレ
ベルが低下するので、プッシャー１２を介して予熱槽７
内の鉄源８を炉本体２へ追装として供給すると共に、鉄
源供給口１８から予熱槽７へ鉄源８を供給して予熱槽７
内の鉄源８を所定量確保する。予熱槽７内の鉄源８は、
発生する高温の排ガスにより予熱される。
直流電流を給電しつつ、上部電極６を昇降させて上部電
極６と炉底電極５及び初装として供給した鉄源８との間
でアーク１１を発生させる。そして、発生するアーク熱
により鉄源８を溶解し、溶鋼９を生成させる。溶鋼９の
生成と共に初装として供給した炉本体２内の鉄源８のレ
ベルが低下するので、プッシャー１２を介して予熱槽７
内の鉄源８を炉本体２へ追装として供給すると共に、鉄
源供給口１８から予熱槽７へ鉄源８を供給して予熱槽７
内の鉄源８を所定量確保する。予熱槽７内の鉄源８は、
発生する高温の排ガスにより予熱される。
【００２２】溶鋼９の生成と共に、生石灰、蛍石等のフ
ラックスを炉本体２内に供給して、溶融スラグ１０を溶
鋼９上に形成させ、溶鋼９の酸化を防止すると共に溶鋼
９の保温を図る。
ラックスを炉本体２内に供給して、溶融スラグ１０を溶
鋼９上に形成させ、溶鋼９の酸化を防止すると共に溶鋼
９の保温を図る。
【００２３】又、溶鋼９の生成する頃から、酸素吹き込
みランス１６及び炭材吹き込みランス１７から、酸素と
炭材とを溶鋼９面又は溶融スラグ１０中に吹き込む。溶
鋼９中に溶解した炭材又は溶融スラグ１０中に懸濁した
炭材と、吹き込まれる酸素とが反応して燃焼熱が発生す
ると共に、反応生成物のＣＯガスが溶融スラグ１０をフ
ォーミングさせてアーク１１が溶融スラグ１０に包ま
れ、アークの着熱効率が上昇して鉄源８の溶解が促進さ
れる。同時に、排ガスの温度が上昇し、且つ排ガスの発
生量が増大する。
みランス１６及び炭材吹き込みランス１７から、酸素と
炭材とを溶鋼９面又は溶融スラグ１０中に吹き込む。溶
鋼９中に溶解した炭材又は溶融スラグ１０中に懸濁した
炭材と、吹き込まれる酸素とが反応して燃焼熱が発生す
ると共に、反応生成物のＣＯガスが溶融スラグ１０をフ
ォーミングさせてアーク１１が溶融スラグ１０に包ま
れ、アークの着熱効率が上昇して鉄源８の溶解が促進さ
れる。同時に、排ガスの温度が上昇し、且つ排ガスの発
生量が増大する。
【００２４】この際に、酸素吹き込み量は１ヒートで溶
解する予定の鉄源８の総量を基準として、３７〜４５Nm
3/tonの任意の値を設定する。具体的には、溶解する予
定の鉄源８の総量と、３７〜４５Nm3/tonの範囲の任意
の設定値とから、吹き込む酸素量の総量を算出し、鉄源
８の総量を溶解する際、経験上定められる溶鋼生成開始
時期から溶解完了までの時間内で、酸素が均等に吹き込
まれるように、単位時間当たりの吹き込み量を決めれば
良い。
解する予定の鉄源８の総量を基準として、３７〜４５Nm
3/tonの任意の値を設定する。具体的には、溶解する予
定の鉄源８の総量と、３７〜４５Nm3/tonの範囲の任意
の設定値とから、吹き込む酸素量の総量を算出し、鉄源
８の総量を溶解する際、経験上定められる溶鋼生成開始
時期から溶解完了までの時間内で、酸素が均等に吹き込
まれるように、単位時間当たりの吹き込み量を決めれば
良い。
【００２５】そして、炭材吹き込み量は、酸素吹き込み
量に対応する所定量とする。即ち、鉄源８の炭素含有量
と炭材吹き込みランス１７からの炭材吹き込み量との和
が、ＣＯガスを生成するとして、酸素吹き込み量の化学
等量に等しい程度となるように、炭材吹き込み量を決定
する。鉄源８の炭素含有量と炭材吹き込み量との和が酸
素吹き込み量の化学等量に比べて少ないと、溶鋼９が過
剰に酸化するので好ましくない。又、加熱・溶解中に溶
鋼９からサンプルを採取して、溶鋼９中の炭素濃度を測
定しながら、炭材の吹き込み量を修正しても良い。
量に対応する所定量とする。即ち、鉄源８の炭素含有量
と炭材吹き込みランス１７からの炭材吹き込み量との和
が、ＣＯガスを生成するとして、酸素吹き込み量の化学
等量に等しい程度となるように、炭材吹き込み量を決定
する。鉄源８の炭素含有量と炭材吹き込み量との和が酸
素吹き込み量の化学等量に比べて少ないと、溶鋼９が過
剰に酸化するので好ましくない。又、加熱・溶解中に溶
鋼９からサンプルを採取して、溶鋼９中の炭素濃度を測
定しながら、炭材の吹き込み量を修正しても良い。
【００２６】そして、望ましくは、ガスセンサー２３に
より検出される排ガス流量及び排ガスのＣＯガス濃度に
応じて、ノズル２２の酸素含有ガスの吹き込み流量を制
御して排ガス中のＣＯガスをＣＯ2ガスに完全燃焼さ
せ、鉄源８の予熱温度を高めることが好ましい。ガスセ
ンサー２４により酸素含有ガスの吹き込み流量の適否を
判断することができる。
より検出される排ガス流量及び排ガスのＣＯガス濃度に
応じて、ノズル２２の酸素含有ガスの吹き込み流量を制
御して排ガス中のＣＯガスをＣＯ2ガスに完全燃焼さ
せ、鉄源８の予熱温度を高めることが好ましい。ガスセ
ンサー２４により酸素含有ガスの吹き込み流量の適否を
判断することができる。
【００２７】予熱槽７からの炉本体２への鉄源８の追装
と、予熱槽７への鉄源８の供給を継続して行い、炉本体
２内に１ヒート分の溶鋼量が確保された時点で、炉本体
２への追装と予熱槽７への供給を停止し、次いで、溶鋼
９を精錬し、更に出鋼するのに都合の良い温度に調整す
る。その後、直流アーク炉１を傾動させ、出鋼口（図示
せず）から溶鋼９を溶鋼収納搬送容器（図示せず）に出
鋼する。出鋼後、予熱された鉄源８を予熱槽７から炉本
体２に再び初装として供給し、再度アーク加熱を行い直
流アーク炉１の操業を継続する。
と、予熱槽７への鉄源８の供給を継続して行い、炉本体
２内に１ヒート分の溶鋼量が確保された時点で、炉本体
２への追装と予熱槽７への供給を停止し、次いで、溶鋼
９を精錬し、更に出鋼するのに都合の良い温度に調整す
る。その後、直流アーク炉１を傾動させ、出鋼口（図示
せず）から溶鋼９を溶鋼収納搬送容器（図示せず）に出
鋼する。出鋼後、予熱された鉄源８を予熱槽７から炉本
体２に再び初装として供給し、再度アーク加熱を行い直
流アーク炉１の操業を継続する。
【００２８】このようにして鉄源８を予熱することで、
炭材の燃焼熱は効率良く鉄源８に着熱して電力原単位が
削減する。又、酸素吹き込み量を４５Nm3/ton以下とす
るので、排ガス温度の過度の上昇がなく、プッシャー１
２の設備トラブルを防止することができる。
炭材の燃焼熱は効率良く鉄源８に着熱して電力原単位が
削減する。又、酸素吹き込み量を４５Nm3/ton以下とす
るので、排ガス温度の過度の上昇がなく、プッシャー１
２の設備トラブルを防止することができる。
【００２９】図３は、本発明の実施の形態の他の例を示
すアーク炉及び予熱槽の断面概略図である。図３におい
て、図２と同一の部分は同一符号により示し、その説明
は省略する。
すアーク炉及び予熱槽の断面概略図である。図３におい
て、図２と同一の部分は同一符号により示し、その説明
は省略する。
【００３０】本実施の形態では、炉壁３の上部開口部に
予熱槽７と炉蓋４とが配置され、直流アーク炉１と予熱
槽７とが直結された型式であり、そして、予熱槽７内に
鉄源供給装置として、一対の第１の鉄源保持扉１４、１
４ａと、一対の第２の鉄源保持扉１５、１５ａとが設け
られている。第１の鉄源保持扉１４、１４ａ及び第２の
鉄源保持扉１５、１５ａは、鉄源８を保持して予熱する
と共に、開閉することで鉄源８を下方に、例えば第１の
鉄源保持扉１４、１４ａは直流アーク炉１内に、自由落
下させて供給する。このように、鉄源供給口１８から供
給された鉄源８は、第２の鉄源保持扉１５、１５ａにて
保持され予熱された後、第１の鉄源保持扉１４、１４ａ
上に自由落下し、更に第１の鉄源保持扉１４、１４ａに
て保持され予熱された後、直流アーク炉１へ供給され
る。
予熱槽７と炉蓋４とが配置され、直流アーク炉１と予熱
槽７とが直結された型式であり、そして、予熱槽７内に
鉄源供給装置として、一対の第１の鉄源保持扉１４、１
４ａと、一対の第２の鉄源保持扉１５、１５ａとが設け
られている。第１の鉄源保持扉１４、１４ａ及び第２の
鉄源保持扉１５、１５ａは、鉄源８を保持して予熱する
と共に、開閉することで鉄源８を下方に、例えば第１の
鉄源保持扉１４、１４ａは直流アーク炉１内に、自由落
下させて供給する。このように、鉄源供給口１８から供
給された鉄源８は、第２の鉄源保持扉１５、１５ａにて
保持され予熱された後、第１の鉄源保持扉１４、１４ａ
上に自由落下し、更に第１の鉄源保持扉１４、１４ａに
て保持され予熱された後、直流アーク炉１へ供給され
る。
【００３１】図３に示す直流アーク炉１と予熱槽７にお
いては、図２に示す構成の直流アーク炉１及び予熱槽７
とは鉄源８の供給方法が異なるのみでその他は同一であ
り、従って、その操業方法は上記説明に従い実施し、本
発明を適用する。
いては、図２に示す構成の直流アーク炉１及び予熱槽７
とは鉄源８の供給方法が異なるのみでその他は同一であ
り、従って、その操業方法は上記説明に従い実施し、本
発明を適用する。
【００３２】尚、上記説明では、直流アーク炉１の場合
について説明したが、交流アーク炉でも全く支障なく本
発明を適用でき、更に、鉄源供給装置の構造の違いがあ
っても鉄源供給装置にて予熱槽７から直流アーク炉１へ
直接鉄源８を供給する型式であれば、本発明を適用する
ことができる。又、上部電極６の数や炉底電極５等の構
造の違いは本発明の支障とならないことは言うまでもな
い。
について説明したが、交流アーク炉でも全く支障なく本
発明を適用でき、更に、鉄源供給装置の構造の違いがあ
っても鉄源供給装置にて予熱槽７から直流アーク炉１へ
直接鉄源８を供給する型式であれば、本発明を適用する
ことができる。又、上部電極６の数や炉底電極５等の構
造の違いは本発明の支障とならないことは言うまでもな
い。
【００３３】
【実施例】図２に示す直流アーク炉における実施例を以
下に説明する。アーク炉は、炉容量１５０トンであり、
予熱槽は幅３ｍ、長さ５ｍで、予熱槽中心底部から排気
ダクトまでの高さが９ｍの直方体形状である。鉄源とし
ては鉄スクラップと直接還元鉄とを混合して用い、炭材
としてはコークスを用いた。
下に説明する。アーク炉は、炉容量１５０トンであり、
予熱槽は幅３ｍ、長さ５ｍで、予熱槽中心底部から排気
ダクトまでの高さが９ｍの直方体形状である。鉄源とし
ては鉄スクラップと直接還元鉄とを混合して用い、炭材
としてはコークスを用いた。
【００３４】そして、酸素吹き込み量を３１．０〜４
７．０Nm3/ton、及び炭材吹き込み量を酸素吹き込み量
に比例させて２４．４〜３７．０kg/tonの１０水準に変
更してテスト操業を実施した。表１に、各テスト操業の
酸素吹き込み量及びコークス吹き込み量を示す。
７．０Nm3/ton、及び炭材吹き込み量を酸素吹き込み量
に比例させて２４．４〜３７．０kg/tonの１０水準に変
更してテスト操業を実施した。表１に、各テスト操業の
酸素吹き込み量及びコークス吹き込み量を示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】そして各操業において、溶解開始から出鋼
までの１ヒートの操業で使用する電力消費量、及び、プ
ッシャーの熱による設備トラブルの有無を調査した。調
査結果を図１に示す。尚、図１の電力原単位は、１ヒー
トの操業で使用する電力消費量（kWh）を炉内で溶解さ
れた全溶鋼量（ton）で除算した値、設備トラブル発生
指数は、プッシャーの設備トラブルの発生頻度を指数化
したものである。
までの１ヒートの操業で使用する電力消費量、及び、プ
ッシャーの熱による設備トラブルの有無を調査した。調
査結果を図１に示す。尚、図１の電力原単位は、１ヒー
トの操業で使用する電力消費量（kWh）を炉内で溶解さ
れた全溶鋼量（ton）で除算した値、設備トラブル発生
指数は、プッシャーの設備トラブルの発生頻度を指数化
したものである。
【００３７】図１に示すように、電力原単位は酸素吹き
込み量が多くなるほど低減し、そして、酸素吹き込み量
が３７Nm3/ton以上になると、電力原単位は安定して２
５０kWh/ton以下になった。一方、酸素吹き込み量が４
６Nm3/ton以上になると、熱変形によりプッシャーの設
備トラブルが発生して安定した操業ができず、テストN
o.１０では操業途中で直流アーク炉への鉄源供給が不能
となり、所定量の溶鋼を得ることができなかった。表１
に、各テスト操業の電力原単位及び設備トラブル発生指
数を示す。又、同時に本発明の範囲の操業を実施例と
し、それ以外を比較例として備考欄に合わせて示す。
込み量が多くなるほど低減し、そして、酸素吹き込み量
が３７Nm3/ton以上になると、電力原単位は安定して２
５０kWh/ton以下になった。一方、酸素吹き込み量が４
６Nm3/ton以上になると、熱変形によりプッシャーの設
備トラブルが発生して安定した操業ができず、テストN
o.１０では操業途中で直流アーク炉への鉄源供給が不能
となり、所定量の溶鋼を得ることができなかった。表１
に、各テスト操業の電力原単位及び設備トラブル発生指
数を示す。又、同時に本発明の範囲の操業を実施例と
し、それ以外を比較例として備考欄に合わせて示す。
【００３８】
【発明の効果】本発明では、炉内に吹き込む酸素量を３
７〜４５Nm3/tonの適正範囲に制限するので、炭材の燃
焼熱による排ガスの過度の温度上昇を抑えて鉄源が予熱
され、鉄源供給設備の設備トラブルを防止しつつ、最大
限の予熱効果を得ることができ、電力原単位が大幅に低
減される。
７〜４５Nm3/tonの適正範囲に制限するので、炭材の燃
焼熱による排ガスの過度の温度上昇を抑えて鉄源が予熱
され、鉄源供給設備の設備トラブルを防止しつつ、最大
限の予熱効果を得ることができ、電力原単位が大幅に低
減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】テスト操業において、酸素吹き込み量の電力原
単位及び鉄源供給装置の設備トラブル発生頻度への影響
を調査した結果を示す図である。
単位及び鉄源供給装置の設備トラブル発生頻度への影響
を調査した結果を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の例を示すアーク炉及び予
熱槽の断面概略図である。
熱槽の断面概略図である。
【図３】本発明の実施の形態の他の例を示すアーク炉及
び予熱槽の断面概略図である。
び予熱槽の断面概略図である。
１ 直流アーク炉 ２ 炉本体 ３ 炉壁 ４ 炉蓋 ５ 炉底電極 ６ 上部電極 ７ 予熱槽 ８ 鉄源 ９ 溶鋼 １０ 溶融スラグ １１ アーク １２ プッシャー １３ 鉄源導入管 １４ 第１の鉄源保持扉 １５ 第２の鉄源保持扉 １６ 酸素吹き込みランス １７ 炭材吹き込みランス １８ 鉄源供給口
Claims (1)
- 【請求項１】 アーク炉内の溶鋼中又は溶融スラグ中
に、酸素と、この酸素量に対応する所定量の炭材とを吹
き込むと共に、アーク炉から発生する排ガスにて予熱槽
内に充填された鉄源を予熱し、予熱した鉄源を溶解する
アーク炉操業方法において、前記予熱槽をアーク炉に連
結して設け、予熱槽内で予熱された鉄源を鉄源供給装置
にて予熱槽から直接アーク炉へ供給すると共に、溶鋼中
又は溶融スラグ中への酸素吹き込み量を炉内で溶解され
る全溶鋼トン当たり３７〜４５Nm 3とすることを特徴と
するアーク炉操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31354597A JPH11140529A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | アーク炉操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31354597A JPH11140529A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | アーク炉操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140529A true JPH11140529A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18042620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31354597A Pending JPH11140529A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | アーク炉操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140529A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009082123A3 (en) * | 2007-12-26 | 2009-09-17 | Posco | Apparatus for manufacturing molten iron and method for manufacturing the same |
| CN101775460A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-07-14 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 以100%低品质隧道窑直接还原铁为原料的电炉炼钢方法 |
| CN105132619A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-09 | 郭智宜 | 基于电弧炉余热回收通道构建的预热废钢连续加料系统及其使用方法 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31354597A patent/JPH11140529A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009082123A3 (en) * | 2007-12-26 | 2009-09-17 | Posco | Apparatus for manufacturing molten iron and method for manufacturing the same |
| CN101775460A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-07-14 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 以100%低品质隧道窑直接还原铁为原料的电炉炼钢方法 |
| CN105132619A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-09 | 郭智宜 | 基于电弧炉余热回收通道构建的预热废钢连续加料系统及其使用方法 |
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