JPS59104419A - ア−ク炉製鋼法 - Google Patents

ア−ク炉製鋼法

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JPS59104419A
JPS59104419A JP57212502A JP21250282A JPS59104419A JP S59104419 A JPS59104419 A JP S59104419A JP 57212502 A JP57212502 A JP 57212502A JP 21250282 A JP21250282 A JP 21250282A JP S59104419 A JPS59104419 A JP S59104419A
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oxygen
blowing
molten steel
furnace
arc furnace
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Saburo Sugiura
杉浦 三郎
Senji Fujita
藤田 宣治
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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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
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C21C5/5217Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (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】 本発明はアーク炉製鋼法の改良に関し、生産能率の向上
と一層の省エネルギーに加えて、高い精錬歩留りと低減
された廃棄物量とを実現した製鋼法に関する。
当業技術名には周知のとおり、アーク炉製鋼の生産能率
の向上は、装入物の溶解に要する時間とエネルギーとを
いかに節減するかにかかつている。
このためにとられた主要な対策に、単位時間あたりの投
入電力量を増大するUHP電気炉操業や、助燃バーナー
の利用、および酸素富化操業がある。
酸素富化操業とは、装入物の溶解中および溶解末期に設
備の許容する範囲内で最大量の酸素ガスを炉内に吹き込
み、平滑鋼浴面形成後は脱炭のために要する以上の量の
酸素を、送電を続けながら溶鋼中に吹き込む操業である
。 このような操業を行なえば、装入物中の諸成分が酸
素により酸化される際の反応熱により、固形物の溶解と
溶鋼の昇温が促進されるので、生産能率が大いに向上す
る。 また、酸素富化操業は、アーク炉で溶解および精
錬に必要な電力量の大幅な低減をも可能にする。
しかし、一方で酸素富化操業にも欠点がある。
そのひとつは、溶解歩留りの低下であり、いまひとつは
、これと表裏の関係にあるが、溶解残渣であるスラグ量
の増大である。
出願人はさきに、こうした問題を解決し、能率向上と省
エネルギーの要請をみたす酸素富化操業の有利さを維持
したまま、溶解歩留りを高く得るとともに、廃棄物とな
るスラグ量の増加を抑制したアーク炉製鋼法を提案した
く特開昭56−87617号)。
さきに開示のアーク炉製鋼法は、下記の工程を包含する
ことを特徴とする。
くイ) 溶解期または酸化期、あるいはその両方にわた
って、炉内に酸素を吹き込んで、C含量0.20%以下
、好ましくは0.15%以下の溶鋼を得ること、および
それに続いて、(ロ) 炭素質材料を、アルゴン、窒素
また【ま空気のようなキャリアガスにのせて炉内の溶融
物中に吹き込むこと。
本発明者らは、上記のアーク炉製鋼法における省エネル
ギー効果を高度に追及する目的で研究を進め、今回、炭
素質材料の吹き込みにより生じたCOガスを炉内で燃焼
させてCOlにし、その燃焼熱を利用する構成を付加し
て、この目的を達成した。
本発明による改良されたアーク炉製鋼法は、っぎの諸工
程からなる。
(イ) 溶解期および(または)酸化期に炉内に酸素を
吹き込んで、C含量0.20%以下の溶鋼を得ること、
ならびに、それに続いて、(ロ) 炭素質材料をキャリ
アガスの流れにのせて溶鋼および(または)溶融スラグ
中に吹き込むこと、および (ハ) 酸素を炉内の空間および(または)溶融スラグ
中に吹き込んで、炭素質材料の吹き込みにより発生した
COの少なくとも一部をCOえに酸化すること。
第二の段階すなわち上記(ロ)および(ハ)の工程にお
ける炉内の状況を模式的に示せば、第1図のとおりであ
る。 アーク炉1内では、電極2と溶鋼3との間でアー
クを発生させて加熱し精錬を行なってあり、溶鋼表面は
スラグ4がおおっている。 炭素質材料の粉末12がラ
ンスパイプ16により溶鋼中に、またはスラグ中に、あ
るいはその両方に吹き込まれると、酸化されてCOガス
を発生し、これがキャリアガスとともに溶融スラグを盛
り上げる。 その泡沫層の上部は50〜100cmも盛
り上がって電極の先端を包み込むので、アークがスラグ
中に埋没して、その発熱が高度に利用されるわけである
ここで発生したCOガスは、以前の技術ではそれ以上利
用されていなかったが本発明ではこれを酸素吹き込みラ
ンス18から吹き込まれる酸素によってCO7,にまで
燃焼し、その熱を溶鋼の加熱に利用することで、一層の
電力原単位の向上を実現したものである。
第一の段階、つまり工程(イ)において、酸素の吹き込
みにより溶鋼中の炭素含有率を0.20%以下、好まし
くは0.15%以下にすることは、酸素富化操業の結果
として到達する条件であって、酸素富化操業の利益を確
保するに十分な聞の酸素の吹き込みが行なわれたことが
、上記の溶鋼中炭素含有率によって確認されるのである
。 実操業の面では、上記の炭素含有率を与える酸素吹
込量は、通常1 ONm /装入トンまたはそれ以上で
あって、溶鋼中炭素含有率はしばしば0.10%以下と
なる。
こうした条件は、さきの発明に際して経験的に見出され
たものであるが、70トンアーク炉における脱炭試験の
結果からも支持されることは、すでに開示したとおりで
ある。
吹き込む炭素質材料は、さぎの発明に関して記述したよ
うに、第一に炭素含有量が少なくとも60%、好ましく
は80%以上のものを使用すべきである。 第二に、粒
径5mm以下の細粒が好ましい。 吹き込むべき量は正
味の炭素分として、装入トンあたりIK(1以上、通常
は4〜5Kgまでで足りるであろう。
キャリアガスは、アルゴンのような不活性ガスが好適で
あるが、窒素でもよいし、爆発の予防策をとるならば、
空気も使用できる。
炭素質材料の吹き込みから発生したcoガスの燃焼のた
めのOlの吹き込みは、炉内の空間において行なっても
よいし、溶融スラグ中に行なってもよい。 もちろん、
同時に両方へ吹き込んでもよい。 燃焼熱の溶鋼の加熱
への利用度が高い点では、スラグ中へ吹き込む方が有利
である。 また、その方が雰囲気ガスによる電極の酸化
消耗も少ない。 ただし、スラグ中に均一に酸素を行き
わたらせるためには、複数本の吹き込みランスを必要と
する。
ここで吹き込むガスは、空気または酸素富化空気でもよ
いが、純酸素が好ましい。 吹き込むべき量は、発生す
るcoカスの量に応じて決定すればよい。 前記した第
一段階の酸素吹き込み量および第二段階の炭素質材料吹
き込み量に対応する第二段階での酸素吹き込み量は、純
酸素ガス換算で、少なくとも0.5Nm/装入トンとな
ろう。
以下に、公称能カフ0トンのUHPアーク炉を用いた製
鋼に例をとり、本発明をさぎの発明と比較して説明する
比較例(特開昭56−87617号の実施例)南中購入
スクラップ32トン、社内発生返り屑21トンを、コー
クス粉1トン、生石灰2トンとともにアーク炉内に装入
し、送電を開始した。
10分後から、炉内にランスにより酸素ガスを吹き込ん
だ。 28分後にいったん送電と送気を中断し、34ト
ンの南中購入スクラップを装入して送電を再開し、その
5分後に送気を再開した。
平滑な湯面が形成されたところで、分析試料を採取した
。 溶鋼中炭素含有率は0.10%であった。
鋼浴の昇温につとめ、温度が1570℃に達したとき、
送電を継続したまま、送気を止めた。
鉄製のランスパイプを通し、空気をキャリアガスとして
炭素粉を吹き込んだ。 吹き込み速度は60K(+/m
inであり、時間は5分間であったから、吹き込まれた
但は約300Kgである。
吹き込み終了後、鋼浴温度が1650℃に達したことを
確認し、サンプルを採取するとともに、スラグを除去し
た。
溶鋼中の炭素含有率は0.06%であり、スラグ中の酸
化鉄含有率は21%であった。
この例の溶解小閑りは96.3%であり、排出スラグ居
は5.0トンであった。 また、電力原単位は452 
KWH/溶鋼トン、酸素ガス使用量は151 (lJm
であった。 1操業サイクルの時間は、88分間であっ
た。
実施例 比較例において、炭素粉の吹き込み開始1分後に、銅製
二重ランスを通して、窒素ガスによりランスを保護しつ
つ、酸素カスを炉内に吹き込み、3分間続けた。 吹き
速度は25Nm3/3m1nであり、従って吹き込み量
は75Nm3であ玩。
酸素ガスの吹き込み終了とともに鋼浴温度が1650℃
に達したので、サンプルを採取して、スラグを除去した
溶鋼中の炭素含有率は比較例と同じ0.06%であり、
スラグ中の酸化鉄含有率は21%であった。
溶解歩留りは96.3%、排出スラグ量5.0トンを記
録した。
酸素ガスの使用毎は、第一および第二段階の合計で15
85Nmに達したが、電力原単位を445KWl−1/
溶鋼トンまで低減することができた。 また、1操業サ
イクルは86分間で、わずかではあるが改善された。
操業終期においてアーク炉を出るガスの比較をすれば、
つぎのとおりである。
比較例   実施例 温度(°C)      1300  17003  
 。
容積(Nm/m+n )   175   175熱量
(Mcal/ch)   82..9  123.8組
成Go(%)      74    58co、  
       12    .28N、       
    14     14第二段階における酸素の吹
き込み量を増すとともに、その有効利用をはかれば、電
力原単位の一層の向上が期待できる。
酸基吹き込み量と電力原単位との関係は、第2図のグラ
フに示すとおりである。 在来の単なる酸素富化操業で
は直線■により代表させるレベルであり、炭素質材料の
吹き込みを行なうさぎの発明でもその延長線上にある直
線■の程度であるが、本発明に従って第二段階において
も酸素を吹き込むときは、直線■付近の成績が得られる
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の詳細な説明するための、アーク炉の
断面を中心とする模式的な図である。 第2図は、本発明の製鋼法による省エネルギー効果を示
す図であって、第二段階において吹き込むO4最と電力
原単位向上の関係をあられしたグラフである。 1・・・・・・アーク炉 2・・・・・・電極 3・・・・・・溶鋼 4・・・・・・溶融スラグ 12・・・・・・炭素質材料 16・・・・・・炭素質材料吹き込みランス1B・・・
・・・酸素吹き込みランス 特許出願人  大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士  須 賀 総 夫

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) つぎの諸工程からなるアーク炉製#l法(イ)
     溶解期および(または)酸化期に炉内に酸素を吹き込
    んで、C含No、20%以下の溶鋼を得ること、ならび
    に、それに続いて、(ロ) 炭素質材料をキャリアガス
    の流れにのぜて溶鋼および(または)溶融スラグ中に吹
    き込むこと、および (ハ) 酸素を炉内の空間および(または)溶融スラグ
    中に吹き込んで、炭素質材料の吹き込みにより発生した
    COの少なくとも一部をCOlに酸化すること。
  2. (2) 前記工程(イ)における酸素の吹き込みを、C
    含ff10.15%以下の溶鋼を得るよう行なう特許請
    求の範囲第1項のアーク炉製鋼法。
  3. (3) 前記工程(イ)における酸素の吹き込みに純酸
    素ガスまたは酸素富化空気を用い、吹き込み量を純酸素
    ガス換算で少なくとも1ONm3/装入トンとする特許
    請求の範囲第1項のアーク炉製鋼法。
  4. (4) 炭素質材料としてC含量60%以上の材料を平
    均粒径5mm以下に砕いて用い、その吹き込み和をC量
    換算で少なくとも1.5K(]/装入トンとする特許請
    求の範囲第1項のアーク炉製鋼法。
  5. (5) キャリアガスがアルゴン、窒素および空気から
    えらんだものである特許請求の範囲第7項のアーク炉製
    鋼法。 〈6) 前記工程(ハ)における酸素の吹き込みに@酸
    素ガスまたは酸素富化空気を用い、吹き込み量を純酸素
    カス換算で少なくとも0.5Nm’、/装入トンとする
    特許請求の範囲第1項のアーク炉製鋼法。
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JPS6115912A (ja) * 1984-06-29 1986-01-24 Sanyo Tokushu Seikou Kk ステンレス鋼精錬におけるスラグ還元方法
JP2023132415A (ja) * 2022-03-11 2023-09-22 山田 榮子 産業廃棄物の少ない屑鉄の溶解方法

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