JPS58113309A - 鋼製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の及び（または）液体の装入物質から鋼を製造するため
の装置であって、耐火被覆された精製容器を具備し、こ
の容器内に加熱式精製装置並びに場合によっては他の追
加物質を供給するための装置が上下動可能に配置されて
いる前記装置に関するものである。

精製温度を得るためにまたは屑鉄バッチを増すために、
バーナーによって装入物質に不足の熱を供給することは
、すてにオーストリア特許第２６２５３１号公報から公
知であり、その際加熱式精製装置として１酸素吹きつけ
管及び燃料供給管を具備する吹きつけ管が設けられてい
る。この燃料供給管によって油または天然ガスが、従っ
て化石燃料が精製容器内へ導入される。

この公知の装置によって屑鉄装入量を増すことはできる
が、一方屑鉄の割合と共に必要なチャージ時間が増大す
る。なぜなら、火焔はまず液体の銑鉄の上方にある装入
された屑鉄を通らなければならないからである。供給さ
れた酸素は、火焔が屑鉄を銑鉄浴面まで十分に溶かした
場合にはじめて発火するが、これには比較的長い時間を
要する。

本発明の目的は上記のような難点を回避することであり
、そして本発明の課題は、装入物質における屑鉄の配分
量を増すことを可能にするような、しかしながらその際
各チャージごとの精製過程終了までの時間が著しく増大
されないような、冒頭で述べた種類の装置をつくる戸と
である。特に、例えば自動車屑鉄や表面被覆されたかん
等の強度に汚染された重屑鉄をも装入可能とすることで
ある。

上記の課題は、本発明によれば次のような手段をとるこ
とによって、即ち加熱式精製装置が、プラズマバーナー
、プラズマバーナーを取り囲む酸素供給用の筒部、この
筒部を取り囲む冷却ジャケットから構成され、その際精
製容器の底部に対向電極が配置されていることによって
解決される。

筒部は、隙間状のまたは円形のノズルの環から形成され
ているのが合目的である。

ドイツ特許公開第２９１２８４３号公報から公知のプラ
ズマバーナーでは、アークが発生する環状の陰極が設け
られ、そしてこの環状の陰極に対して中心方向に酸素が
アークに供給される。この公知のプラズマバーナーでは
、活性ガスがアークの中央部に引き入れられるため、活
性プラズマガスとの化学反応はアークの中央部でのみ可
能である。

従って、この公知のプラズマバーナーが精製過程に適用
されるならば、化学反応は空間的に狭い範囲に限定され
、そして幅の広い溶融前端部の形成が阻止される。プラ
ズマガスによって筒状に包まれる酸素流は、酸素吹きつ
け過程時にその機能を果たすことができない。なぜなら
、酸素流は非常に限定された範囲でのみ銑鉄と或は溶融
される屑鉄と反応接触するに過ぎないがらである。プラ
ズマ線と屑鉄との表面での発熱反応は生じず、生じても
非常にわずかにすぎない。

加熱式精製装置は、Ｆ　ｅ２０４（Ｌ　Ｄ粉）のような
追加物質を供給するための環状ランスによって囲まれて
いるのが有利である。

本発明ノ有利な１つの実施例では、プラズマバーナーは
、中心の棒状の電極とこの電極を取り囲むプラズマガス
供給用の環状空間とを有している次に、本発明を添付の
図面を用いて詳細に説明する。

精製容器１は傾倒可能な転炉として形成されている。そ
の金属製の外側被覆部は２で、そしてその耐火性の壁は
３で表記されている。転炉の直立した位置では、プラズ
マバーナー６を内包する吹きつけランス５が中央にて転
炉の内部４へ突出する。この吹きつけランス５は、第２
図に示すように、筒部９が成す環状空間８によって取り
囲まれかつ中心に配置される棒状の電極７を有する。環
状空間８によって、ＡｒまたはＮｅ、　Ｎ！Ｉｔ　Ｈｅ
、　ＣＯ。

Ｃｏ、、Ｈ，またはこれらの混合気から成るプラズマガ
スが供給される。

特に、バーナーはＡ　ｒ　Ｉ　Ａ　ｒ　−Ｎ２混合気で
稼動されるのが望しい。その除虫じるアーク長さは、プ
ラズマバーナーの電圧供給によって予じめ与えられてい
る。

プラズマバーナー６は別の筒部１ｏによって取り囲まれ
、この筒部１０によって、技術的に純粋な酸素（精製酸
素）を供給するための、プラズマバーナー６を取り囲む
別の環状空間１１が形成される。酸素を供給する環状空
間１１は、プラズマバーナー６の尖端で、先細りに形成
されがっ吹きつけランス５の銅製の頭部１３に位置する
半径方向に対称な開口部１２を形成する。この開口部１
２は、ラバルノズル（Ｌａｖａｌ　−Ｄｕｓｅ　）とし
て形成するのが合目的である。酸素の流出開口部１２は
、バーナーの軸１ｓ１４に対して平行に或は軸線１４に
対して小さな鋭角で傾斜し、その結果酸素流は。

円筒状にまたは円錐状に外側へ環状空間１１がら発散し
て流出する。これは、酸素をまず吹きつけランスの頭部
１３から可能な限り離しておいてからプラズマ＄１５と
混合させるためである。それによって、陰極７の寿命は
、特にタングステン金属から形成されるその尖端部１６
の寿命は著しく高められる。陰極を保持する絶縁体１７
は、プラズマガスを支障なく通過させるための通過開口
部１８を有する。

吹きつけランス５は、外側で冷却ジャケット１９によっ
て囲まれ、このジャケット内では公知の方法で冷却媒体
循環が維持される。

転炉底部２０には、鋼製の摩耗部分２２と水冷される銅
流供給部２３とを有する底部電極２１が同様に中心に挿
着されている。

追加物質を供給するために、中心１玉配置される吹きつ
けランス５は、半径方向に吹きつけランス５に対して対
称に配置されがっ平行に配置される２つまたはいくつか
のランス２４（＝よって取り囲まれでいる。この自然消
耗するランス２４にょって、ＬＤ粉、粉鉄、石灰または
他の粉状の追加物質が供給される。

プラズマバーナーは、直接式直流アークバーナーとして
形成されているのが有利である。バーナーへの給電は１
サイリスターを装備した整流器２５を介して行なわれる
。電気的な制御に関しては、第１図に単相的に原理的に
図示されている。

転炉１の底部２０には、酸素及びコーク粉を供給するた
めの底部壁／ズル２６、並びにアルゴンを供給するため
の有孔石塊２７が挿着され、広範囲なプロセス制御を可
能にする。

本発明による装置の機能は、以下のとおりである。

転炉１を銑鉄２８、重屑鉄２９、重屑鉄３０でチャージ
した後、プラズマバーナー６は、中心のタングステン陰
極７，１６と、銑鉄２８を介して底部電極２１と導電結
合されている屑鉄２９．５０との間で点火される。プラ
ズマアーク１５は、屑鉄の中心の円錐部を溶かす。それ
によって、吹きつけランス５から流動する酸素流を点火
するための好都合な条件が得られる。

その後生じる溶融断面３１は、第１図に破線で示されて
いる。プラズマバーナーの点火後まもなく屑鉄３０内に
漏斗状の中空部６２が生じ、吹きつけランス５が段階的
にまたは連続的に沈降することによって次第に深くなり
、そして半径方向から見れば次第に幅広くなる。中心の
プラズマ線から屑鉄への熱伝導は、特に吸収されること
なく屑鉄を蔽っている酸素被覆部を貫通する。

プラズマ線１５の温度は、プラズマガスに応じて５００
０°にと３０００°にの間である。プラズマバーナー６
の点火と同時Ｃ二、酸素が吹きつけランス５によって供
給される。

上述したような酸素の平行供給或は分岐供給により、周
囲へのプラズマ線の最大放熱区帯が得られる。酸素は、
まず第１（二それを必要とする場所で、即チプラズマバ
ーナー６によって予め加熱される屑鉄３Ｄ内で反応接触
する。

酸素噴流の銑鉄浴表面での点火後、屑鉄に対して２つの
溶融中心部が生じる。そめ間隔は、吹きつけを連続的に
行なう間減少し、即ち屑鉄上でのプラズマアークの溶融
中心部は、酸素吹上げ領域の燃焼地点３５　（０２と銑
鉄２８の反応区帯）方向へ移動する。

本発明による装置の利点は、とりわけ次のような点にあ
る。即ち、電気的（二もたらされたエネルギーのプラズ
マＩＩ！１５の放射による熱伝導と、銑鉄及び（または
）屑鉄の純粋酸素との発熱反応による熱発生とが最適な
方法で組合わされ、その際プラズマバーナー６の使用に
より、溶融時間を極めて短か（することができることで
ある。

自然消耗するランス２４によってＬＤ粉を装入すること
により、ＬＤ粉はプラズマアークの放射領域へ達し、し
かもＣＯガスの最大発生領域へ達し、それによって減少
している成分も利用し尽され、酸素による鋳べりも阻止
される。プラズマ線１５の熱放射が強く特に半径方向へ
外側へ作用することにより、これらの追加物質は非常に
迅速に加熱される。この反応過程では、ＬＤ粉の金属不
純物も、特にるつぼの上方で廃熱装置６４の領域に沈檀
することのある〜亜′鉛も蒸発し、従って不純なＬＤ粉
の再利用が可能になる。

本発明は、添付の図面に図示された実施例に限定される
ものではなく、さまざまな点で変更されることができる
。例えば、付加的ないくつかのバーナを設け、その際吹
きつけランス５が、これらのプラズマバーナーによって
半径方向に対称に取り囲まれているようにすることが可
能である。これによって、屑鉄の溶融は比較的大きな体
積範囲で行なわれることになるが、動力消費は基本的に
は上述の場合と変わりない。

さらに、それ自体公知なように、吹きつけランス５を上
端に枢着的に懸架することができ、その結果稼動中に反
応区帯３３を拡大するための円運動（精密運動）を得る
ことができ、或は浴攪拌を伴わせることができる。

筒部を形成するノズル１２：の代わりに、酸素の流出開
口部として環状隙間を設けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は精製容器の鉛直軸線による断面図、第３図は第
２図の線ｌ１１−１による断面図である。 １・・・精製容器　　　　５・・・加熱式精製装置６・
・・プラズマバーナー ７・・・電極　　　　　　８・・・環状空間１０・・・
筒部１２・・・ノズル １９・・・冷却ジャケット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）銑鉄、重屑鉄、重屑鉄のような固体の及び（また
   は）液体の装入物質から鋼を製造するための装置であっ
   て、耐火被覆された精製容器を具備し、この容器内に加
   熱式精製装置並びに場合によっては他の追加物質を供給
   するための装置が上下動可能に配置されている前記装置
   に於て、加熱式精製装置（５）がプラズマバーナー（６
   ）、プラズマバーナーを取り囲む酸素供給用の筒部（１
   ０）　、及びこの筒部（１０）を取り囲む冷却ジャケラ
   ）　（１９）から構成され、その際精製容器（１）の底
   部（２０）に対向電極（２１）が配置されていることを
   特徴とする装置。
2. （２）加熱式精製装置（５）が、Ｆｅ２Ｏ３粉（ＬＤ粉
   ）のような追加物質を供給するための環獣ランス（２４
   ）によって取り囲まれていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）　　プラズマバーナー（６）が中心の棒状の電極
   （力と、この電極を取り囲むプラズマガス供給用の環状
   空間（８）とを有していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の装置。
4. （４）　　筒部（１０）が、隙間状のまたは円形のノズ
   ルθ２）の環から形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１つに記載の
   装置。