JPS58224107A - 溶鉄の精錬方法 - Google Patents

溶鉄の精錬方法

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JPS58224107A
JPS58224107A JP10702782A JP10702782A JPS58224107A JP S58224107 A JPS58224107 A JP S58224107A JP 10702782 A JP10702782 A JP 10702782A JP 10702782 A JP10702782 A JP 10702782A JP S58224107 A JPS58224107 A JP S58224107A
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limestone
molten iron
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refining
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JP10702782A
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Satoshi Tsuneoka
常岡 聡
Shigeki Kashio
樫尾 茂樹
Kiyoyuki Honda
本多 清之
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

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】 この発明は溶鉄精錬炉方法に係るもので、とくに転炉に
おいてその鋼浴中に最も合理的な上方から効率よく石灰
石(CaCOs)を添加し、その熱分解によって生じた
CO□ガスを鋼浴内の(C)と反応させて鋼浴攪拌を助
長すると共に、coガス比率の高いガスを多量に発生さ
せる新規な精錬方法に関するものである。
現在数多くの転炉に排ガス回収装置が設置され、吹錬中
の転炉よ松発生する排ガスを非燃焼で回収(以下OG法
と称す)している。この回収した転炉排ガスは、多量の
COを含むため、最近の石油価格の上昇を考えると、貴
重なエネルギー源となっている。従来その回収する排ガ
ス中のエネルギー量を向上させるために、次のような方
法がとられていた。
■OGガス回収チャージ比率の向上を図ること、■転炉
より発生するCOをできるだけ燃焼させずに回収するた
め、空気の巻き込みを少なくすること、 ■吹錬開始からOG法開始までの時間、およびOG法終
了から吹錬終了までの時間をできるだけ短くすること、
すなわち吹錬中の排ガス回収時間を長くする。たとえば
排ガス成分分析時間を短縮するなどがある。
しかし、転炉から発生するCOガス量は限られてお沙、
また、排ガスが爆発組成になることを避けなければなら
ないなど、安全性を考慮すれば、上に述べた方法の場合
限度がある。
そこで従来、転炉−排ガス回収装置を、単に発生ガスの
捕集という働きだけにとどめず、より積4   極的に
エネルギ一体系の変換・回収装置とする着゛□   想
が生まれてきた。その一つとして、〔Ca源としてコー
クスや石炭などを転炉内に装入し、それらを炉内で反応
させることによってCOガスに変換させて回収する方法
が試みられている。しかし、この方法では〔CaをCO
とするために多くの酸素源を追加しなければならず、コ
ークス、石炭の費用を考慮すれば、大きなメリットは期
待できない。
そξで最近では、炉底に設けた羽口から微粉状の石灰石
をキャリアガスと共に吹込み、Coガスの増回収を図る
方法が特開昭56−123318号公報によって提案さ
れている。これは、転炉内に石灰石を炉上から投入して
もCaCO3→CaO+ CO2なる反応で分解し、C
aOおよびCO2ガスを生ずるのみで排ガス回収量を向
上させることはできない、として提案されたものである
。この点に提案者の工夫の不足があるが、その他この方
法は、石灰石をガスによって搬送するため石灰石を微細
粒まで粉砕せねばならず、また吹込設備等に巨額の投資
を必要とするのみならず配管の摩耗に対する安全管理等
のメンテナンスが極度に増大する等の基本的な問題を内
在するため、必ずしも産業の発展に役立つ工業的な方法
とはなり得ない。
そこで本発明者は、特別な設備を用いることなく、炉内
に石灰石を従来の設備と方法により、合理的かつ効率の
よい鋼浴上方から添加して石灰石本来の冷却剤としての
効果を満足させ、かつCOガスを効率よく多量に発生さ
せる方法を実験、検討し石灰石の添加時期、添加速度更
には1回当りの添加量を所定の範囲で操業すれば目的と
する方法が実施できることを見出した。
CaCO5+CaO+CO2(i) Co2+C→2CO(2) (但し、(1)式は900℃付近でP Co 2 =1
 ’Lmとなる。
また、(2)式は1000℃以上では活発に進行する)
本発明はこの新知見に基づいてなされたものであり、そ
の特徴とするところは、溶鉄精錬過程において、溶鉄の
〔S1〕が0.01重量−以下で、かつ(C)が0.8
重量−以上残留している時期の溶鉄精錬炉内に、石灰石
を最大速度0.083 kll/ T−steel−s
ec以下又は最高2.5 kl!/ T−stsel・
回に区切って添加することにより、最適な冷却作用を得
つつ多量の含COガスを効率よく発生させ、回収するこ
とにある。
すなわち、本発明はたとえば転炉において吹錬初期のい
わゆるシリコン吹き(浴中の〔別〕が02と結合して〔
5102〕を生ずる時期)が終了した時点、つまり浴中
の(Sl)が0.01重量−以下になった時点から、浴
中の(C)の重量%が0.8チ未満になる時点までのあ
いだの任意の時期に0.083kg/+5teel・8
ee以下の添加速度で、又は2.5 kg/ T −5
teel・回以下ずつに区切って石灰石を添加すること
により多量のCOガスを効率よく発生させ、回収するこ
とを可能にするものである。
以下に本発明の構成の詳細を説明する。
まず石灰石を転炉内に添加したとき前記(1)、(2)
の反応が夫々充分になされているか否かは転炉内でのヒ
ートバランスからC,aCo 5としての冷却能が理論
値にどれほど近いかで把握できる。そこで、該(1)式
と(2)式がそれぞれ100チの効率で進むと仮定した
とき、CaCO3から生成する物質はCaO及びCOで
あり、この生成し九〇aOの冷却能は、いわゆる8c’
= 0.60で、石灰石中のCaO分は約56チである
からその冷却能はは110.34となる。またQ、((
1)式の反応熱)は同じ(Sc’換算で8c’=1.1
0である。同様にQ2((2)式の反応熱)はSc’=
 0.95となる。増発生するガスによる顕熱ロスはS
c←0.29と計算される。
従ってCaCO3として持っている冷却能は8c’=2
.68となる。
以上をまとめると第1表の通りとなる。
第1表 このCm Co 3の冷却効果を指標として、前記の本
発明における最適条件が見出されたものである。
■本発明における石灰石の添加時期について:第1図に
340 T/Heatの転炉において、朋炉96−のと
き石灰石の添加時期によってLDG (転炉排ガスm 
2000 kcat/Nm3換算。以下同じ)の回収量
がどのように変化したかを示す。図における添加時期の
から[F]までの条件は第2表に示すとおりである。
第1図より、直ちに■の区間、即ち溶鉄中の〔S1〕が
0,01重量%以下となった(St)吹き終了後から、
溶鉄中の(C)=O,S*になるまでの時期に投入した
ときに最大のLDGを回収することができる。
このとき前記(2)式による吸熱反応は、第2図に示す
ように、はぼ100チの効率で起きている。
このことは炉内のヒートバランスから見ても、石灰石の
みかけの冷却能(Scりが、■の区間でほぼ理論値通り
の2.66になっていることから裏付けられるとおりで
ある6(第3図)。反面、〔Sl〕が0.01重量%を
こえて存在するとき■■、若しくは〔C〕が0.8重量
%未満となったとき◎[F]に石灰石を添加しても溶鉄
中の溶存02と〔S1〕との優先酸化反応や、〔C〕濃
度が低いための〔C〕拡散律速により(2)式の反応が
充分に行われないため、LDGの回収量は減少してしま
う。
以上のことから、本発明における石灰石添加時期は(s
s)が0.01重量%以下で、かつ、(C’)が0.8
重量%以上存在する時期とするものである。
■石灰石の添加手段について: 石灰石の添加手段として次の4通りが代表的であるが、
これに限るものではない。
■ロータリー又は8ベルト又は振動型フィーダーにより
連続添加する方法、 ■力、トグートにより断続的に分割添加する方法、 ■石灰石を金属性容器および/又は布や紙製の袋に封入
した形で連続および/又は断続的に分割添加する方法、 ■筒状体内に石灰石を充てんして、連続添加する方法 ■石灰石を断続的に添加する場合の1回当りの添加量に
ついて: 第4図に、1ヒート当り同−石灰石量(12に9/T−
atael )をいくつかに分割して添加したときのL
DGの回収量を示す。
図から明らかなように、カットr−)によって石灰石を
分割添加する場合、1回当妙の添加量を2−5 kll
/ T −5teetを超えると、急激にLOG回収量
が減少してゆ〈0これは、1回の石灰石添加から(2)
式の反応が起きるまでにタイム・ラグが69、しかも反
応そのものに要する時間が短いため2.5klil/ 
T−steelを超える量を一度に添加すると、(1)
式の反応と、それに続く(2)式の反応が爆発的に起き
、炉口からのLDGの吹出しや突発的スロッピング等に
より、LDGの効率的回収が妨げられるためでおる。
以上の理由によって本発明における断続添加量は、2.
5に9/T−steel・回を上限とするものである。
■石灰石の連続添加の場合の添加速度について:第5図
に石灰石の連続添加速度を変えて、LDG回収量の変化
を調査した結果を示す。図から明らかなように添加速度
が、’ 0.083kfl/T−steel−sec 
を超えると、瞬間的に発生するガス量がIDF (排ガ
ス回収用の大型ファン)の一般的に設定されている安定
稼働領域を越えてしまい、吸引できない分イ  。LD
Gヵtisへit−gオ5、LDG (101ffi□
カ5ゎ、□減少する。(このようなガス量の瞬間的増加
に対応させるためには、非現実的な、巨大な設備を必要
とし工業的でない) 同、第5図では連続添加方法としてフィーダーを用いた
以上の理由によって、本発明における連続添加速度は、
0.083 kg/ T−steel−secを上限と
するものである。
次に、以上述べてきた本発明の各最適条件の範囲内で操
業したときの、溶鉄精錬の各種操業指標に与える影響を
第6図から第9図までに示す。これらの図から明らかな
ように、本発明における石灰石添加方法は、精錬溶鉄の
吹止〔Mn〕、吹止[p)、スラグT、Fe、スラグ滓
化率のいずれも、石灰石を生石灰(Cab)に代替して
も変化せず、かつ安定な溶鉄精錬操業を維持している。
これは、前記(1)式の反応がほぼ完全に進行しており
、石灰石中のCaO分が生石灰分と゛して有効に働いて
いることを示すものである。
次に該3つの条件に加える、好ましい条件とし   □
′て石灰石の粒度範囲が挙げられる。
第10図に、添加する石灰石の粒度を変えたときのLD
G回収貴の変化を示す。図から明らかなように、粒径が
5mφ未満の粉状の石灰石では、点線で示した容器、袋
等を用いた時以外は上方添加の場合炉内溶鉄まで届かな
いため、LDG回収量は減少する。また、粒径が50m
φを超えるような粗粒の石灰石では、粒の中心部に未反
応の石灰石弁が残留してしまうため、やはりLDGの回
収量は減少する。
次に石灰石の添加場所としては、特に上吹転炉の場合、
炉内浴面上の酸素吹込部、いわゆる火点近傍が好ましく
、火点から炉の直径の1/2の範囲であってもよい。つ
まり仁のことは、石灰石を早期に溶融させ、脱りんに良
好に働くスラグ滓化状態を得るためのものである。底吹
転炉においてはこの限りでない。
次に本発明の実施例を下記第3表に示す。尚、本実施例
では、340 T / Ha a tの上吹、及び上・
底吹併用転炉を対象としている。
以上の説明で明らかなように本発明は溶鉄の精錬過程に
おいて、溶鉄の〔S1〕が0.01重量%以下で、かつ
〔C〕が0,8重量%以上残留している時期に、溶鉄精
錬炉内に石灰石を最大速度0.083kIi/T−st
eel・sscで連続的に添加するか、又は2.5 k
g/ T−steel ・回未満に分割して断続的に添
加するので、溶鉄精錬の所期の目的を安定して維持し、
かつ石灰石の冷却能を充分に得つつ、多量のCOガスを
高効率で発生させ、回収することができるものである。
これにより、従来のように〔C〕源としてコークスや石
炭等の炉内装入と、それのための酸素源を追加供給する
ことなく、また石灰石を微粉状にして炉底に設けた羽目
から吹込むこともなくそれ等と同等に機能せしめること
が可能な工業的、経済的に著しく有利な方法であり、工
業上袢益するところが極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は石灰石の添加時期とLDG回収量の関係を示す
図、第2図は石灰石の添加時期と本文中の(2)式の反
応効率の関係を示す図、第3図は石灰石の添加時期と石
灰石のみかけの冷却能(いわゆる8c’ )の関係を示
す図、第4図は石灰石の添加方法とLDG回収量の関係
を示す図、第5図は石灰石の添加速度とLDG回収量の
関係を示す図、第6図〜第9図は石灰石の添加量と吹止
T、Fe、 [c]、[p)及びスラグの滓化率の関係
を示す図、第10図は石灰石の中心粒度とLOG回収量
の関係を示す図である。 特許出願人 新日本製鐵株式會社 81目 扇2目 ■   ■   @   @   ■ ■   ■   @   O■ 麗4目 XyXXyRJo量(1(1/ 7・5ted回)1.
1.!;   1.H31)、1I6a  ρ673 
1.θIll  6./l)j  1./177Erl
fJa *ACJu(kl / r5 teel je
c )扇 2 図 θJθ1oq、0   /2.0   /、j:0  
 /11.0石灰石、t>fillt (kl/T・5
leel)ん 7 図 石3Xy4AOt (kl/r−5〆eel)88目

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶鉄の精錬過程において、溶鉄の(St)が0.
    01重量−以下で、かつ〔C〕を0,8重量−以上残留
    させている時期に、溶鉄精錬炉内に石灰石(CaCO3
    )を最大速度0.083kg/ T−stesl・se
    c、で添加することを特徴とする溶鉄の精錬方法。
  2. (2)溶鉄の精錬過程において、溶鉄の(St)が0.
    01重量%以下で、かつ[C]を0.8重量−以上残留
    させている時期に、溶鉄精錬炉内に石灰石(caco3
    )を最高2.5 kg/ T−@teei回に区切って
    添加することを特徴とする溶鉄の精錬方法。
  3. (3)粒の直径が5mから50m+までの範囲の石灰石
    を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項および
    第2項に記載の溶鉄の精錬方法。
  4. (4)石灰石を金属容器、紙袋、布袋等に封入した形で
    精錬炉内に添加することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項、第2項および第3項に記載の溶鉄の精錬方法。
  5. (5)  石灰石を精錬炉内の溶鉄の酸素吹込部に添加
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、
    第3項および第4項に記載の溶鉄の精錬方法。
JP10702782A 1982-06-22 1982-06-22 溶鉄の精錬方法 Granted JPS58224107A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102719601A (zh) * 2012-05-08 2012-10-10 莱芜钢铁集团有限公司 一种顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56123318A (en) * 1980-02-29 1981-09-28 Kawasaki Steel Corp Refining method of metal refining furnace for producing large amount of co for recovering exhaust gas
JPS575809A (en) * 1980-06-13 1982-01-12 Nippon Steel Corp Operating method of converter using limestone

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