JPH111711A - 製錬炉の制御方法 - Google Patents

製錬炉の制御方法

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JPH111711A
JPH111711A JP14976997A JP14976997A JPH111711A JP H111711 A JPH111711 A JP H111711A JP 14976997 A JP14976997 A JP 14976997A JP 14976997 A JP14976997 A JP 14976997A JP H111711 A JPH111711 A JP H111711A
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JP
Japan
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steel
molten steel
furnace
scrap
bath
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JP14976997A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Komori
英俊 小森
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IHI Corp
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IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPH111711A publication Critical patent/JPH111711A/ja
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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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  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼浴の突沸を回避する製錬炉の制御方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 鉄鋼15を溶解することにより溶鋼7a
とスラグ7bとからなる鋼浴7が形成された炉体1に対
して、前記鋼浴7の浴面12に向けて少なくともO2
よびコークスを吹き込む製錬炉の制御方法において、前
記コークスの吹込量および前記溶鋼7aの温度θmを制
御して、該溶鋼7aの前記カーボン量Cmを0.15w
t%以下、かつ前記溶鋼温度θmを1550℃以上とす
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクラップ等の鉄
鋼を製錬する製錬炉の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、省資源の観点から、自動車部品の
廃材や空き缶等のスクラップを溶解、製錬し、再び製鋼
して再利用することが一般に行われている。従来、この
ようなスクラップを溶解して製錬する製錬炉として、図
2に示す製鋼用アーク炉(製錬炉)が用いられている。
図2は、製鋼用アーク炉の要部の断面図を示したもので
あり、符号1は炉体、2はスロート部、3は予熱槽であ
る。
【0003】炉体1は、被加熱物であるスクラップ(鉄
鋼)15が供給され溶解される容器であり、該炉体1の
底部には陽極となる底部電極5が設けられている。また
炉体1内には、スクラップ投入口1bを挟んで炉蓋1a
を貫通して取り付けられた陰極となる二本の上部電極
6、6が挿入されている。これら底部電極5と上部電極
6、6との間に電圧を印加してアーク放電させることに
より、炉体1内に供給されたスクラップ15を加熱して
溶解するようになっている。炉体1の底部には、このよ
うに溶解された鋼浴7が貯留されている。鋼浴7は、炉
体1の底部側に位置する溶鋼7aと該溶鋼7aの上方に
堆積するスラグ7bとからなっている。上部電極6の側
方には、ランス(噴射管)8が設けられている。
【0004】ランス8は、鋼浴7の浴面12に対して対
向配置されており、その先端から一次燃焼用のコークス
およびO2がジェットとなって浴面12に噴射されるよ
うになっている。さらに、炉体1の側壁部には、二次燃
焼用のエアーを送り込むエアー配管9が設けられてい
る。
【0005】スロート部2は、一端が前記炉体1の頂部
に設けられたスクラップ投入口1bに接続されており、
他端が予熱槽3の底部側面に接続されている。このスロ
ート部2は、予熱槽3に貯留されたスクラップ15が通
過して炉体1に供給されるスクラップ供給路とされ、か
つ炉体1内から流出する排ガスの通路とされている。ま
た、スロート部2の上部には、予熱槽3に貯留されたス
クラップ15が一時的に滞留させる水平な受台部2aが
設けられている。さらに、この受台部2aに滞留された
スクラップ15を押し出して炉体1内へ供給する進退可
能なスロート部押出装置10が設けられている。
【0006】予熱槽3は、スロート部2の上端に接続さ
れており、スクラップ15を貯留するようになってい
る。この予熱槽3内には、スクラップ15の他に還元鉄
であるHBI(Hot Briquete Iron)16が混入されて
いる。このHBI16は、主成分がFeとされSn、C
u等を含有していないものである。したがって、HBI
16をスクラップ15に混入させることにより、スクラ
ップ15中に含まれるSn、Cu等の不純物の存在比を
相対的に減少させて、スクラップ15を溶解することに
より得られる鋼の品質改善のために用いられるものであ
る。この予熱槽3は、前記スロート部2とともに、炉体
1内から流出される排ガスの通路とされている。したが
って、予熱槽3に貯留されたスクラップ15およびHB
I16は、排ガスの顕熱により予熱されるようになって
いる。また、予熱槽3の下部には、貯留されたスクラッ
プ15およびHBI16を前記受台部2aに押し出して
供給するための予熱部押出装置11が設けられている。
【0007】このように構成された製鋼用アーク炉の運
転方法について概説する。予熱槽3に貯留されたスクラ
ップ15およびHBI16が予熱部押出装置11により
受台部2aに押し出され、さらにスロート部押出装置1
0によりスロート部2を通って炉体1内に供給される。
炉体1内に供給されたスクラップ15およびHBI16
は、底部電極5と上部電極6、6によって引き起こされ
るアーク放電により加熱され溶解される。溶解された鋼
浴7は、炉体1の底部に貯留され、ランス8により一次
燃焼させられることになる。この一次燃焼は酸素不足下
で行われるので、不完全燃焼となり、一次燃焼によって
生成される燃焼ガスは、COを含んだものとなってい
る。さらに、鋼浴7の上方において、エアー配管9によ
って供給される二次燃焼用のエアーに含まれるO2と前
記一次燃焼ガスに含まれるCOとが混合され反応するこ
とにより二次燃焼が行われる。このようにして得られる
排ガスは、一次燃焼と二次燃焼からなる二段の燃焼によ
って得られるため、高温の顕熱を有したガスとなってい
る。排ガスは、炉体1、スロート部2を通過して予熱槽
3に流れ込む。したがって、予熱槽3に貯留されたスク
ラップ15およびHBI16は、高温の排ガスによって
予熱されることになる。このようにスクラップ15およ
びHBI16が予熱されることにより、アーク放電によ
り炉体1内で消費される電力が削減されることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の製鋼
用アーク炉において、炉体1内で鋼浴7の突沸が発生
し、鋼浴7が上方に吹き飛んでしまうという問題があっ
た。この突沸は、図3に示すように、溶鋼7aの温度が
1550℃未満、あるいは溶鋼7aに溶け落ちているカ
ーボン量が0.15wt%よりも大きい場合に顕著に発
生していた。また、鋼浴7の突沸が生じると、製錬され
製鋼される製品の歩留まりが悪くなってしまうという問
題も引き起こしていた。
【0009】そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなさ
れたもので、鋼浴の突沸を回避する製錬炉の制御方法を
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】本発明の製錬炉の制御方
法では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用し
た。請求項1記載の製錬炉の制御方法は、鉄鋼を溶解す
ることにより、溶鋼と該溶鋼の上方に堆積するスラグと
からなる鋼浴が形成された炉体に対して、前記鋼浴の浴
面に向けて少なくともO2およびコークスを吹き込む製
錬炉の制御方法において、前記コークスの吹込量および
前記溶鋼の温度を制御して、該溶鋼の前記カーボン量を
0.15wt%以下、かつ前記溶鋼温度を1550℃以
上とすることを特徴とする。
【0011】溶鋼のカーボン量が0.15wt%以下、
かつ溶鋼温度が1550℃以上という鋼浴の突沸が生じ
ない範囲で製錬炉を制御することにより、鋼浴の突沸が
回避されることになる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本実施の形態における製鋼用アーク炉は、
従来の技術で示したものと同様なので、以下に図2を参
照して説明し、各部材の説明を省略する。底部電極5と
上部電極6、6との間に印加される電力は、図示しない
電力供給装置によって制御されるようになっている。予
熱槽3の出口部の温度には熱電対が取り付けられてお
り、温度測定が可能となっている。予熱槽3に供給され
るスクラップ15およびHBI16の重量は、供給時に
測定されるようになっている。この測定された重量と、
スロート部押出装置10および予熱部押出装置11によ
って押し出される重量とから炉体1内に供給されるスク
ラップ15およびHBI16が得られるので、炉体1内
の鋼浴7の重量も得られるようになっている。また、ス
ラグや溶鋼の重量は、従来の操業データ等に基づいて求
められるようになっている。製鋼用アーク炉の運転時に
おいて、スクラップ15およびHBI16が炉体1内に
供給され、炉体1内でアーク放電により溶解される過程
は従来の技術で説明したものと同様なので省略する。
【0013】本実施の形態は、製鋼用アーク炉の制御方
法について特徴があるので、以下にその点について説明
する。製鋼用アーク炉の制御方法は、溶鋼7aの温度θ
mおよび溶鋼7a中に溶け込んだカーボン量Cmとを算出
して、その結果に基づいて制御を行うものである。溶鋼
温度θmは、以下の熱量バランスの式で算出する。 Wh・Qh + Wn・Qn + Σ(Ws・θs・Cs) + Σ(P・t) =(Wh + Wn + ΣWs)・(Cs・θm) …(1) ここで、Whは炉体1内に残留された鋼浴重量、Qhは炉
体1内に残留された鋼浴重量の熱量、Wnはスラグ7b
の重量、Qnはスラグ7bの熱量、Wsは炉体1内に供給
されるスクラップ15およびHBI16の重量、θsは
予熱槽3出口におけるスクラップ15およびHBI16
の温度、Csはスクラップ15およびHBI16の単位
熱容量、Pは炉体1内でアーク放電により消費される投
入電力、tは電力を投入している時間である。また、溶
鋼7a中に溶け込んだカーボン量Cmは、以下の式で算
出する。 Cm={Mh+ΣMs+(ΣUb・t−ΣUn・t−ΣUd・t)}/Wm …(2) ここで、Mhは炉体1内に残留された鋼浴7中のカーボ
ン量、Msはスクラップ15およびHBI16中のカー
ボン量、Ubはランス8から鋼浴7へ供給されるコーク
スの吹込量、Unはスラグ7bの還元速度、Udは溶鋼7
aの脱炭速度、Wmは溶鋼7aの重量である。なお、
(2)式における脱炭速度Udは、溶鋼温度θmの関数と
なっている。したがって、カーボン量Cmは、溶鋼温度
θmを算出した後に得られるようになっている。
【0014】上記溶鋼温度θmとカーボン量Cmに基づい
て、製鋼用アーク炉の制御方法を図1を参照して説明す
る。まず、(1)式により溶鋼温度θmを算出する。溶
鋼温度θmが1550℃未満の場合は、投入電力Pを減
少させるか投入電力Pを停止する。あるいはコークス吹
込量Ubを減少させ、鋼浴7における一次燃焼による発
熱を抑制する。一方、溶鋼温度が1550℃以上の場合
は、そのまま製鋼用アーク炉の運転を続ける。次に、
(2)式により、溶鋼7a中に溶け込んだカーボン量C
mを算出する。カーボン量Cmが0.15%よりも大きい
場合は、投入電力Pを調整して溶鋼7aの脱炭速度Ud
やスラグ7bの還元速度Unを増加させる。あるいはコ
ークス吹込量Ubを減少させる。一方、カーボン量Cmが
0.15%以下の場合は、そのまま製鋼用アーク炉の運
転を続ける。
【0015】このように、溶鋼温度θmおよびカーボン
量Cmを算出して、その算出結果に基づいて、投入電力
Pとコークス吹込量Cmを調整して製鋼用アーク炉を制
御する方法としたので、溶鋼温度θmを1550℃以
上、カーボン量Cmを0.15wt%以下とすることが
可能となる。したがって、図3に斜線で示した鋼浴7の
突沸が生じない範囲で製鋼用アーク炉を運転することが
可能となる。
【0016】なお、本実施の形態において、ランス8か
らコークスおよびO2を吹き込む構成としたが、ランス
8を複数設け、それぞれのランス8からコークス、O2
を別々に吹き込む構成としてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製錬炉の
制御方法によれば、以下の効果を得ることができる。溶
鋼温度とコークス吹込量を制御して溶鋼温度θmを15
50℃以上、カーボン量Cmを0.15wt%以下とす
ることとしたので、鋼浴の突沸を回避することが可能と
なる。したがって、突沸により生じる歩留まりのバラツ
キを防止することができ、高品質の鉄鋼を製錬すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態であり、製錬炉の制御方
法のフローチャートを示す図である。
【図2】 従来の技術である製鋼用アーク炉を示す断面
図である。
【図3】 鋼浴の突沸が生じるおそれのない範囲を斜線
で示した図である。
【符号の説明】
1 炉体 7 鋼浴 7a 溶鋼 7b スラグ 12 浴面 θm 溶鋼温度 Cm カーボン量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄鋼を溶解することにより溶鋼と該溶鋼
    の上方に堆積するスラグとからなる鋼浴が形成された炉
    体に対して、前記鋼浴の浴面に向けて少なくともO2
    よびコークスを吹き込む製錬炉の制御方法において、 前記コークスの吹込量および前記溶鋼の温度を制御し
    て、該溶鋼の前記カーボン量を0.15wt%以下、か
    つ前記溶鋼温度を1550℃以上とすることを特徴とす
    る製錬炉の制御方法。
JP14976997A 1997-06-06 1997-06-06 製錬炉の制御方法 Withdrawn JPH111711A (ja)

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Effective date: 20040907