JPS59501670A - 酸素吹き転炉の製鋼方法 - 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】 発明の名称　酸素吹き転炉の製鋼方法 発明の分野 本発明は製舎】技術に関するものであり、特に酸素吹き転炉工程に関するもので ある。本発明は酸素吹き転炉において、固体金属鉄含有素材から嘘を製造する場 合忙応用される。これらの型の素材は、金嗅スクラップ、切捨て屑、製個工業に おける金思竺外品、ならびに金属化ペレット、スポンジ鉄などからなる。

発明の背景 たとえばドイツ連邦共相国特凶第２，７１９，９１８号、第２，７２９，９２８ 号、および第２，７２９，９８３号に記載のような全固体金属装入物について実 施される酸素吹き転炉工程は公知である。

前記の工程は、管中管構造の同心的に増付けられた仙１面および底部の羽口を備 えた酸素吹き転炉中において実施され、この羽口において酸素は中心ダクトを通 して送られ、液体およびガス体炭化水素が外側チャ、ンネルを通して送られる。

この工程は下記の操作ｊＩＩ序を含む。

まず転炉の中に固体金属鉄含有素材を装入する。底部および側面羽口な通して転 炉の中に導入された酸素含有ガスによって液体またはガス体炭化水素をＣＯ□お よびＨ２Ｏに燃焼することにより、この金属装入物を約１１００℃の温度まで予 熱する、この加熱中に金属装入物が浴融する。羽口の区域に溶瀞金票が形成され たのち、コークス、石炭、黒鉛またはその混合物などの匈状炭化水素物質が転炉 中て添加されろう同時に、炭化水素燃料叫の消費巡を、羽目の破憤を免かれる水 章まで、すなわち酸素消費貴の８〜】２容貴係のＸ進まで徐ｋに低下させる。

固体鉄含有素材が完全溶徹したときに、通常の銑鉄吹錬工程と同様にして、精穆 を実施する。金字塔の加熱は、炭素が鉄の中に溶製される炭素酸化反応から生じ た熱で実施される。その際に、金属浴の中に酸素と共に粉末石灰が導入されてス ラグを形成する。

所足の温度に達したとき、金ｍを湯出し穴を通してトリベの中に排出し、その中 で脱酸と合金化を行なう。

必要ならばトリベの中でさらに他の処理を実施することができる。

前述の方法は、転炉中に粉末状炭化水素物質を吹き込む必要があるので望ましく ない。このような粉末状物質の製造と輸送は特殊装置の設置を必要としく粉砕装 置、粉炭燃料輸送管）、従ってまた投資額の増大を必要とする。

前述のドイツ連邦共和国粋＃第２，７２９，９８２号によれば、石炭およびコー クスなどの炭化水素燃料が塊状でスクラップと共に転炉の９忙装入される。しか しながら、金属装入物判の中に低伝熱性燃料が存在することは金属装入物の急速 な加夢・を許さない。同じ理由から、次の工程段階、すなわち装入物の溶融に際 して、転炉からの金穆のスロッピングまたは金属の放出が生じる。言うまでもな く、これは金８の不当な損失と液体４の低収累の故にきわめて曽ましくない。こ のような欠点は、装入物の加熱と溶触のための特殊な条件を作ることによっての み避けることができる。

ドイツ連邦共和国特願第２，８１６，２４３号による製幻工程は本発明の製倒工 ８ｖｃ技術的に青も近い。すな、わち、この先行技術の工程は、スクラップなど の固体鉄含有素材を転炉中に装入する段階と、転炉の底部に備えられた・羽目を 通して酸素含有ガスと炭化水素燃料とを導入することによって装入物を加熱溶卵 する段階とを含む。熱い燃焼生成物が炉底から上方に移動するに従って、固体装 入物が加熱される。予熱段階において転炉中の平均温度が少なくとも１１０（Ｉ Ｔ：に達しないうちは、燃料と酸化剤は、燃料を実質的に００２　とＨ２Ｏに燃 焼させるに必要な化学量論的量だけ供給される。次の段階において、固体装入物 が溶匍したとき、酸化剤／燃料比は、煙道ガスが予熱段階で得られた燃焼生成物 よりも低度に酸化されるように選定される。

この先行技術は、コークス、黒鉛、石炭またはその混合物などの炭化水素燃料を 、固体鉄含有物質ｉｔ当℃の温度に達したのち匠卸１円卸される。同時に、スク ラップ予熱段階につづいて、転炉底部の羽目が溶融金にでおおわれたときに、固 体炭化水素物質が導入されることを指摘しよう。

転炉中に装入された炭化水素燃料の点火を早めろため、これらの炭化水素物情は 最初に予熱されたけれはならない。その目的から、ブラックオイルなどの液体燃 料が、炉中に装入された固体燃料の上に注がれるるその結果、転炉の底部に取付 けられた羽口の作用区域において固体金序装入物の局部的過熱か生じる。その理 由は、固体装入物の不十分な伝洩性と、固体燃料Ｅ−での存在などである。その ｇ％、装入物の大部分の加熱が不十分であるのに、羽口区域において早期に酸相 が形成される。この現象は熱収支によって定まる装入物平均温度が１１００℃を 越えない場合でも生じろ。

底部羽目区域で液相が形成さｔたとき、羽口を通して心底物中Ｖ＝人された炭化 水素燃料が炭素と水素に分解し、これによって多量の熱が吸収されるーその結果 、煙道ガスと共に燃料の一部が運び去られ、従って装入物の加熱には使用されな い。またこれは加熱と溶融期間ならびに操作時間全体を延長させる。さらに一定 量の酸素が浴―金属の中を悪過する際に鉄の酸化のために使用され、従って燃料 の燃焼のために完全に使用されない。このことは望ましくない。

炭化水素燃料が鉄含有物質とは別個に点大されるので、熱い燃焼生成物から転炉 中の装入物堆積の中を通って固体金ルに達する伝熱作用が改良される。しかし、 固体炭化水素溶料の装入が予熱期間の末期に実施されることを考唐に入れれば、 固体鉄含有素材に対する炭化水−Ｘ　燃料の作用は、秩の炭化作用の故（（低減 され、その溶融温度が低下する。故に、転炉中に装入された会戦鉄含有素材σ〕 加熱溶肉期間を短稲することは困難である。この結果、固体・燃料の使用効昆が 下がる、転炉中に装入された固体燃料上に液体炭化水素（オイル、ブラックオイ ・ル、ディーゼル燃料）を注ぐことによって固体・寮料またはその他を予熱する 方法で前記の欠点が避けられ、るが、これらの技術は冥楕が複雑で塙が副生物と してのコークス層造装煮を備えている場合にのみ可能である。他の企業のために 同体燃料を予熱することに、追加的エネルギー人力と、窩洞における燃料酸化に よる損失の可能性との故に望ましくない。

さらに、先行技術の工程は、コークスのような固体燃料に対する一般炭の特性を 考ＱＶＬ入れていない。笑際に、一般炭の利用が経済的には有利であるのに、こ の工程はコークスで操作するようになっている。

発明の要約 望まれていることは、ｒｉ７　Ｋ含有ガスの供給条件を変えることによって固体 鉄含有素材の急速かつ均一な加熱と溶融を保証することのできる酸素吹き転炉中 で固体鉄含有素材から１を製造する方法にある。他の所望事項は固体炭素燃料、 特に石炭の有効使用である。

故に本発明は、鉄含有物質、実質的にスクラップからなる全固体装入物を装入し 、次に転炉の庭部と仙１面から転炉内部に導入される・−′？素含有ガス淀の中 において、工程中に段階的に導入される炭化水素燃料と固体炭素燃料を燃焼する ことによって、前記素材を加熱し溶融する段階とを含み、生成した鉄−炭素融成 物に対して精検を実施する前記の全固体装入物に対して実施される酸素吹き転炉 製句法において、本発明によれば、炉底から０素含有ガス、すなわち酸素富化空 気を送入し、炉側面からも酸素流を供給することによって装入物の加熱を実施し 、溶融中に炉底から送られる酸素ガス中の酸素含有量が約１００％にまで上昇さ せられるようにした方法を提供するものである。

酸素含有ガス中の酸素含有量のこのような変化は固体金属装入物の急速かつ均一 な加熱をなし、従ってその強力なｆ６＠を生じ、その結果、＠開期間の短糸を生 じる。

好ましくは、酸素富化ガスは、装入物１トンあたり、最初の酸素含有量が２０〜 ７０％の範囲にあり、約４０〜約５０ｎｍ３の酸素を消費したのちは、酸素含有 ガス中の酸素含有量が約１００％に引上げられ、溶融工程囲となるようにして石 炉中に送入される。

このようなζり素吹込み条件は金、（７）スクラップのり処理にとって最適であ ると同時に、転炉中に装入された金、屯スクラップの加熱度に応じて吹込み方を 変更する正確な瞬間を決定する精度が保証される。言いかえれば、この工程をも つとも効粟的に実施することか可能となる。

好ましくは、一定量σ〕キ紫金含有ガス転炉の上部から供給される。

固体炭素質物質として石炭が１更用されているこの場合に、上部から供給される Ｎ？　Ｍ含有ガスの夛が各石炭バッチののちに増大される。各石炭ノ（ツｔのヰ 人後に、約１〜２分で酵素の済邦Ｓか増大され、そののちに−素流量は初氷進に まで戻される。このようにして、転炉中の石炭装入後に形、成される揮発分の・ 滲暁が可能となる。官いかえねは、燃料の損失を防止し、従ってその燃尭効単を 増進する。さらにガス捕集システムσ）有効な利用のための条件が作られる。

固体炭素燃料、特に石炭の初装入段階にお（・て、好ましくは、加熱中に酸素を 放出するような酸素含有添加剤をＸ−料と共に導入する。

たとえば、酸素含有添加剤として硝石を使用することができる。

酸素含有添加剤として硝石が使用されるとき、これは固体炭素燃料の第１　％ツ チの約１〜５容＃％Ｉ）量を装入される。

硝石などの酸素含有添加剤の使用は、金芝スクラップを装入した直後の、比較内 冷たい転炉の中に装入される石炭の点火を保証する。その結果、スクラップの加 燕がより急速に実施され、処理時間が短縮されろと共にその効率が増進されるー 図面の簡単な説明 以下、本発明を付図について実施例によって説明する。

付図において、 第１図は酸素吹き転炉の略示図、 第２図、第３図、第４図、第５シ１、第６図および第７図は固体炭素燃料の各バ ッチの装入に対応して炉底、炉側および炉頂から融成物の方向に？ｑ素金含有ガ ス送るメタンの変更態様を示すグラフである。

発明の最良実施態、嘩 固体金丸鉄含有素材からりを製造する工程が第１図に図示のような酸素吹き転炉 の中で実施されろ。この転炉または容器の炉壁１はその底部に管中管構造の羽口 ２を備え、酸素富化ガスが中心ダクトを通して矢印Ｂに沿って導入され、また炭 化水素燃料が側管を通して矢印ムに沿って導入される。また転炉は同様椛造の側 面羽口３を備え、この羽口３は中心ダクトに沿って酸素含有ガスを供給し、１− １１管に沿って炭化水素・き料を送給する。さらに、酸素上吹き用の水冷ランス ４が４えられている。

ｇ２工程は、金属スクラップなどの固体金島秩含有素材５について下２のようＶ Ｃ案施される。

まず、素材５を転炉中に装入する。裂脩工稀に使用される装入物は、圧砥切捨て 屑、加ニスクラップ、製−スクラップその他の均似の等外品など冶金工業の再生 品を含むことができる。これにより、二次原料を有効に利用しまた↓細断と冶金 設備の高作業効率を堡証することができる。

燃料としては、天然ガス、メタン、プロパン、ブタンなどの炭化水；ガス、およ びブラジクオイル、原油、ディーゼル油などの炭化水素液を使用することが好ヱ しい。さらに、本発明によれば、３５　Ｆｌ　０　ｋｃａｌ／ｋｇ以上の熱量を 有するコークス、石炭、微粉炭、褐炭などの固体石炭燃料が使用される。

固体炭化水素の燃焼から生じる熱量は極めて大きく、また固体燃料の使用による 利点は多い。たとえば、地方で得られる品位の石炭が使用に適していれは、冶金 競業の可能性が大ぎく拡大される。

固体鉄含有素材５によって実施される酸素吹き転炉製句工程は、転炉中に装入物 を積重ねる段階と、装入物を加熱し溶融する段階と、次に酸素精錬する段階とを 含む。

底羽口２と側面羽口３から送入される炭化水素燃料（Ａ）が向じ羽口から送入さ れる酸素含有ガス（Ｂ）の誇れの中で燃、暁される・赤に放出さする熱によって 、固体鉄含有素材５が加熱される。底部羽口から醒素冨化空気が導入されると同 時に、酸化剤としての市販の紬酸素流が側面羽口３に沿って装入される。

このようにして、固体鉄含有素材５の均一加熱を保証し、また底部羽口２の区域 における素材の局所的過熱と浴融とを防止する。ｌｉｉ面羽口３を辿して市販の 紳６？素を供給することにより、転炉上世における金属装入物の急速加熱を笑＃ することか可能である。転炉上部における装入物の局所的’＋ｆｊ３　％は工程 に対して悪い影響を及はさない。

溶融初段階において、全極は均一に加熱される。従って、底部羽口２を通して導 入される酸素富化ガス（Ｂ）中の酸素含有量を１００％にまで窩めることにより 、伝熱か強化され、その結果、液体金属区域が形成され、このようにして装入物 全体の溶融速度が増進される。

固体鉄含有素材の加熱と溶融中に、転炉の上部に固体炭素燃料（Ｃ）が導入され る。

このようにして得られた融成物に対して、通常手段により、すなわち炭化水素（ Ａ）が燃料として使用されることなく酸素羽口のシールド媒質として使用される ように底部羽口２から導入される酸素と炭化水素の流を比を変更することにより 、さらに精錬を実施する。

このような−ノ素精波中に、所望の化学組成と温度の鉄虫成物が製造される。

前述のよつ（（、工卑の能至は装入物加熱条件と溶融条件に大きく依存している 。底部羽口２の区域の局所的過熱を防止すれは、装入物の加熱塔や時間を最小限 に成し、従って帥阪物の均一な吹き通しを実施し、またスロッピングによる金属 技失を低域させることができるであろう。

装入物５が加熱される際に、好ましくは、約２０％〜約７０係の酸素含有量を有 するひ？素冨化空気からなる酸素含有ガス（Ｂ）が底部羽口２を通して供給され 、これ罠対して匍１面羽口３に沿って市°販の蜘藪素が供給される。転炉中に導 入される装入ｍｌ）ン当り約４０〜約５　Ｑ　ｎｍ３の酸素を消費すれは、金属 か１１００°〜１３００　”Ｃの温度に加熱される。この瞬間罠、底部羽口２を 通して送入される酸素含有ガス（Ｂ）の酸素含有量を増大して、純順素吹棟を開 始する。転炉の作動スペース中の熱浴中に高エネルギー炭化水素燃料と酸素を強 力に供給する結果、液相の形成と、これにつづく急速な装入物浴融が生じる。

金属装入物の完全な溶融には、装入物１トン当り２５〜約３０ｎｍ”の酸素追加 量と燃料とを使用する必要がある。装入物の加熱と溶融に消費される酸素合計量 は６５〜８Ｑｎｍ３の範囲である。装入物５が溶融したのち、炭化水素、たとえ は底部羽口２から導入される天然ガス（Ａ）の消費量が酸素消費量の８〜１２容 量係まで低減される。言いかえれば、この炭化水素はもはや燃料として使用され るのてなく、羽口の安全傑作を保証するシールドガスとして使用される。鉄融成 物を通して１４素をシールドガスの中に吹き込むことにより、鉄峨成物は不紳分 を精製され、次に所要温反丁で加熱され、そこでヒートをただちに湯出しするこ とができる。

装入物５の加熱と溶融中（（、同体炭素皓料（０）が転炉中に導入されて、ド炉 上部刀）ら、側面羽口３または上部水冷酸素ランス４によって吹き込まゎる酸素 の中で燃・、簾される。

工程初段階において（装入物１トン当り４０〜５゜ｎｍ３酸素乞でｎ付する以前 に）底部羽口２を通して、２０〜７０％のう・ト素含有賞の酸素含有ガス（Ｂ） を送入することにより、羽口２の作置区域における装入物の局所的過熱を防止す ることが可能となる。言いかえゎば、このようにおいて装入物の均一加熱が保圧 される。約２０〜約７０％の酸素含有量の酸素含有ガス（Ｂ）が送入される際に 、羽口２の区域において液相が形成されないことが発見された。酸素含有ガス（ Ｂ）の中の酸素濃度の下限は空気吹き込み分に対応するのであるから、この下限 以下の酸素含有せは、特殊の酸素含有カスの調＝Ｊを必ジと１−るが故に工程を 複：′１Ｆにするので望ましくない。４素含有ガスが２０％以上の目前を含有す る５合、こわは−素寓化ガスと見なされる。酸素含有ガス（Ｂ）の中の舷素儂度 を７０％以上に増大することは、底部羽口２の作動区域において早期に液相が形 成されるが故に望テしくない。言いかえれは、７０％以上の酸素含有量のガスの 効果は、望ずしくない純・霞素吹き込みの効果に類似している。

前記の方法は種々の型の固体炭素燃料（０）について実施することがでざるので あるか、コークスに比べれば石炭の使用が好ましい。この場合、純粋に経済的な 考慮が払われている。コークスは石炭の副生物だがらである。石炭のもつイ１シ の利点は、石炭が多量の伊発性物Ｉ質を含有することである。この揮発性物質は 比段的低温で発生し、その結果、石炭はコークスよりもはるかに早く点火される 。これらの理由から、長炎炭、ガス炭および脂肪炭などの高揮発性石炭を使用す ることが好ましい。また低灰分褐炭を使用することも同様に望ましい。

転炉中の熱い装入物５の上に石炭（Ｃ）を堆積させた直後Ｋ、揮発物質０１強い 放出が生じる。この理由から、石炭装入操作の直後に、酸素の上吹きを増大しな ければなら−ない。酸素の上吹きを増大する期間は、転炉開口から出るガスの様 子を目で観察することによって決定される。揮発物質が燃焼したのちに、炉頂か ら送入される酸素の流量を初水準に戻て。もし揮発物質の強い放出の瞬間に酸素 の流量を増大しなければ、排気ガス中において高エネルギー揮発ガスと樹脂が燃 焼するであろう。これは熱の直接的排失をもたらすのみならず、排ガスシステム の操作を害する。従って、酸素流量の増大による転炉内部の揮発物質の燃焼は、 石炭の効率を増進し、工程装誼の操作信頼度を保証する。

転炉中に装入される石炭バッチ（０）から揮発分が強く放出される瞬間は、転炉 中に堆積された固体鉄含有物質５の加熱温度と石炭の品位とに依存している。

転炉中の熱い金属スクラップ５の上に石炭（０）を装入したのち１〜２分で揮発 物質の強力な放出が始まることが発見された。金序艮クラップの温度が約８００ ℃〜１０００℃の場合、揮発＊Ｊｖの強力な放出は石炭装入操作後約２分で開始 される。スクラップの温度範囲が１２００℃〜１４００℃の場合、石炭の揮発物 質の噴出には１分しか必要としない。またこの時間の増減は石炭の品位に依存し 、特に揮発物質の組成に依存するであろう。

装入物１トン当り石炭のバッチ所要量は約１０〜約２０ｋｇの範囲であって、揮 発物質の強力な放出は２〜４分間つづく。ちょうどこの期間に、酸素の上吹き量 をこの強力な反応の開始直前よりも強化しなければならない。酸素供給量のこの 強化期間（約２〜４分間）はそれぞれの石炭バッチ量および石炭中の揮発物質含 有量に依存している。

揮発性物質の燃焼のための酸素消費量は約１〜２ｎｍ３／ｌの匍合で増大さする 。１バツチで型炉中如装入される石炭の比消費は装入物１トン当り約１０ｋｇで あるから、酸素の流量は約ｌｎｍ３／ｌ・分の百１１合で増大される、もし石炭 バッチが約２ｏｋｇ／ｌ　まで増大されるなら、酸素の流≠は２　ｎｕ”　／　 ｔ・分の割合で増大される。

金属装入物の加熱と溶融中に転炉中に定期的に装入される石炭バッチのうち、金 融スクラップの堆積の直後に装入される第１バツチが特別の重要ヰをもってい、 ることを注意しなけれはならない。なぜならばこの第１パツチはまだ加熱されて いない金属スクラップの上に装入されるからである。この場合には、揮発性物質 は、熱い鉄含有物質の上に石炭を装入する場合よりも若子遅く放出しはじめる。

この故に、燃料の点火が遅れる。さらに、長＠間点火されない未加熱石炭（０） が未那熱装入呻Ｉ５の上に配債されると、側面羽口３から導入される燃焼生成物 によって形成される炎から金属装入物への伝熱が妨げられる。従って、固体炭化 水素燃料と接触した鉄の炭化を考犀に入れれば、石炭供給は早く開始しなければ ならない。あるいは好ましくは、装入物の堆積「１後に開始しなけわばならない 。金属スクラップの装入直後に供給される石炭と共に、加熱されたときに酸素を 放出する酸素含有添加剤を導入することによってこのような矛盾が解決できる。

たとえばこのような−ｔｌとして硝石を使用することができるわとの型の添加剤 の装入は、石炭の属１ノくツチの転炉中装入のほとんど直後に石炭を点火させる であろう。

これは硝石などの物質の分解温度が３００〜３５０℃の範囲内にあることによっ て説明される。すなわち、Ｎ　ａ　Ｎ　Ｏｊの場合、分解温度は３０８℃、ＫＮ Ｏ３の場合３３６℃、またＮＨ４ＮＯ３は１７０℃である。硝石と炭素との反応 は下記の反応式によって進行する。

２ＮａＮ０３＋５０＝Ｎａ、Ｏ＋Ｎ２＋５ＣＯいいかえれば、前記の物質は製鋼 の物理的プロセスおよび化学的プロセスに対して悪い影響をもたない。

形成される・膣化物、たとえばＮ　ａ　２０およびに２０　の量は製鋼工程から 得られるスラグ中のその含有量と同程服である。原則としてその存在はスラグ形 成プロセスに対して肯定的な作用をもっている。

本発明によれは、硝石は、金、−スクラップの装入直後に転炉の中に装入される 石炭第１バツチの中に、石炭量の約１〜５％の割合で導入されることが好ましい 。

石炭の５％以上の量の硝石の添加は石炭と危険なほど爆発的な相互作用を生じる であろう。またこの量が１条以下であれば、石炭の燃焼プロセスは影響された一 ″１゜ 硝石の添加は石炭の早期点火を生じるのみならず、石炭のコークス化を防止し、 その結果として石炭とガス相の酸素との相互作用が改良さね、これによって石炭 のより効果的な利用に役立つ。このようにして、石炭の第１バツチの中に硝石を 添加することにより、底部羽口２と側面羽口３を通して転炉の中は酸素含有ガス と炭化水素を吹き込んだ約１〜２分後に、揮発性物質の強力な放出が開始される 。言いかえるならば、この効果は、８００℃〜１０００℃の温度に予熱された金 本スクラップの上に石炭を装入する際に得られる効果に類似している。もし硝石 が添加されなければ、未加熱の全脂スクラップ５上に装入された石炭の・燃焼は 非常に遅らされて、５〜７分後に開始され、同和度に強く進行しない。装入物加 熱の初段階におけるこのような石炭、燃焼条件の変化は、金属製４物を十分高速 で加熱させることができる。なぜならばこの時点において、熱が転炉の中に装入 された金属スクラップ５によって容易に吸収されるための７易度条件が倉も好都 合だからである。従って、兼料の有効な利用と、加熱時間の短扁と、その結果溶 融時間の頗縮が保証される。

本発明をさらに下記の実施例によって説明する。これらの実施例は第２「ン１〜 第７図にグラフで表示されている。ここに横座標は時間、分−τであり、また縦 座標は酸素含有ガスのＦ、ｆ、ｎｍ”　／分−Ｐである。この明細書に使用され る他の、符号および参照数字は下記の通りである。

２−底部羽口、３−側面羽口、４−上部水冷酸素ランス、 ａ−金属スクラップ装入期間、ｂ−金属スクラップ加熱時間、Ｃ−金部スクラッ プ溶融時間、ｄ−熱金城の積重期間。矢印（’Ｄ）は１石炭１を示すために使用 され、矢印（Ｆ）は１金朧スクラツプ１、矢印（０）は１石炭１を示す。

この明細書および実施例全体において符号”ｎｍ”は１標遺立方米１すなわち温 度（２７３°Ｋ）と圧（７６０ｍｍ　Ｈｇ　）の標準状態に換算されたガス体積 を−示す。

実権例１（第２図参照） 管中骨構造の底部羽口２と側面羽口３を備えた１゜ｔＥ炉に約１０分間で、０． ５ｔの石灰（Ｄ）と１０．１ｔのスクラップ（Ｆ）を装入した。次に２（１，１ ３’ｊの酸素を含有する空気流を直立転炉底部羽口２を通してＰｓ−４０ｎｍ３ ／分の流量で送入した。（区画”ｂ”の鎖線参照）。同時に天然ガス流を外仙； チャンネルに沿って６　ｎｍ”７分の流速で供給した。また側面羽口３を通して 、９９．５％０２含有の酸素流（区画０ｂ１の実線）をＰ”１０ｎｍ”７分の流 速で送入し、また天然ガス流をｐ　＝５　ｎ　ｍ　３７分の流速で送入した。

Ｔ−１６−１８分の時点で、すなわち転炉を垂直位置になした６〜８分後に、６ ２００　Ｋｃａｌ／ｋｇ　（Ｄ％ｉト３．５％の揮発性物質とを有する無煙炭（ ０）２００ｋｇを装入した。Ｔ−２１分で、上方水冷ランス４を転炉の中に導入 し、市販の純酸素流（区画ｗｂ”の実線）をＰ＝　１ｏ　ｎ　ｍ３／分の流量で 装入した。そののち２００ｋｇの石炭（Ｃ）の次のバッチを転、炉の中に装入し た。

加熱開始後Ｔ＝２８分の時点で、底部羽口２、側面羽口３および上部ランス４を 通して導入された硬岩の全景は４００ｎｍ３前後であった。すなわちスクラップ １を当り約４０　ｎｍ”の酸素が使用された。この時点において底部羽口２を通 して、空気の代わりに市販の純酸素流（区画１Ｃ１の実線）をＰｍ１５ｎｍ３／ 分の流量で送り、同時に天然ガスをＰ＋ｗ４ｎｍ３／分のＫｇで送った。次に転 炉に対して追加的に２００ｋｇの無煙炭（Ｃ）を装入した。８分経過後に、すな わもこの工程の開始後Ｔ＝３６分で、金んスクラップが溶融した。熱金属の温度 は１５３０℃であった。この時点までに消費された酸素量は６５６　ｎｍ３であ った。丁なわもスクラップｌｔ当り磯素消＊量は約６５．Ｏｎｎｌ”であった。

そののち、ｆｉ１１面羽口３を通しての天然ガスと酸素の供給および上ｈランス ４を通しての酸素の供給が遮断され、精争操作か開始され、その間に融成物は、 天然ガスのシールドガス中に底部羽口２から導入された酸素によって処理された （区画１ｄ１）。この酸素の流量はＰ−３０ｎｍ”７分であり、天然ガスの流量 はｎｍ３．５℃ｍ３７分であった。約９分間つづいた精錬工程の終了時に得られ た金属はｌ）、０４％のＣ，０，０４％のＭ　ｎ　、　０．０２１チのＳおよび ｏ、ｏｏ、ｓ％のＰを含有していた。湯出し中の熱金、１の温度は１６３０　” Ｃであった。トリペ中の４絢量は９．２ｔであった。

実権例２（第３図参照） 実施例１と同一の転炉を使用した。１ｏ１期間中、０．５ｔの石灰（Ｄ）と１０ ．５ｔのスクラップＣＦ）を装入した。第１段階において、５０％の酸素を含有 するガスを底部羽口２を通して、Ｐ−３０ｎｍ”７分（区画１１）　ｌの鎖線） で送入し、またＰ　−７ｎｍ３７分の流量で天然ガスを送入した。また側面羽口 ３を通して、Ｐ＝　８−５．　ｎ　ｍ３／分の流量で酸素流（実線）、Ｐ＝＝５ ｎｍ３／分のＴＴＬ封で天然ガスを送った。Ｔ−１５〜１６分で上方水冷ランス ４を転炉の中に導入し、とのランスを通して・寂素流（実態）をＰ＝１０ｎｍ３ ／分の流量で噴入した。Ｔ−２９分の時点で、酸素消費量は５２５ｎｍ　に達し た。すなわちスクラップ１を当り約５０　ｎｍ３の酸素が使用された。この瞬間 から、底部羽口２を通して（５０％のｉ素を含有するガスの代わりに）市販の純 酸素か２２ｎ！ｆ１３／分の流量で送入された（区画１Ｃ１の実線）。区画１ｃ １において底部羽口を通して送入される天然ガスのか１童はＰ−７℃ｍ３／分で あった。

側面羽口３を通して酸素が３℃ｍ３／分の流量で送られ、天然ガスが４　ｎ　ｍ 　３７分の流量で送られた。上方ランス４を通して導入される酸素の流量は不変 で、Ｐ−１０ｎｍ３７分であった。段階１ｃ１の開始から約８分後に（Ｔ＝３７ 分）、スクラップ１を当りさらに３０ｎｍ３／分の酸素が消費され、段階１ｂ′ とｌｃｌの間に消なった。転炉に装入された固体炭素燃料、無煙炭は６００Ｊに 達した。前記の酸素量、すなわち約３　Ｑ　ｎｍ３を消費したときに生じた秩− 炭素融成物に対して精錬を実施した（１ｄ１段階）。この精錬操作は、底部羽口 ２を通して酸素をＰ　＝　２５　ｎｍ３／分の流量で供給することによって実施 された（区画１ｄ１の実線）。天然ガスはＰ　＝　３．２　ｎｍ３７分の流量で あった。精錬後の融成物温度は１６４０℃であった。トリペ中の溶融金属重量は ９．５ｔであった。製造された物の化学組成は下記の通りテアツタ。＋１　、０ ５％Ｃ１０、’０５１０．０．０２６％Ｓ１および０　、００８％Ｐ。

実権例１および実施例２と同一の転炉を使用した、この転炉に対してｆｌ、５ｔ の石灰（Ｄ）と９．８ｔの金丸スクラップ（Ｆ）を装入した。加熱中に（区画１ １．　Ｍ丸底部羽口２を通して、酸素７０％を含有するガス流がＰ　ｍ　２５　 ｎｍ＋３／分の流量で送入された（区画“ｂｌにおける鎖線）。底部羽口２を通 して天然ガスをＰ＝５ｎ　ｍ　ｓ−７分の流量で送った。側面羽口３を通して、 市販の純酸素と天然ガスをそれぞれＰ−３ｎｍ３／分とＰ＝７　ｎ　ｍ　３７分 の流量で送った。そののちこのプロセスの開始後Ｔ＝１５〜１６分で、上方ラン ス４を通して追加量の酸素をＰ＝１０ｎｍ３７分の流量で送った。約９分後にＴ ＝２５分で、酸素の全消費量は４４１ｎｍ３に達した。すなわちスクラップ１を 当り４５Ｉｏ３／分ニ達した。次の段階（区画１０１）は、底部羽口２を通して 、酸素をＰ−２Ｑｎｍ３／分の流量で送ることによって実施された（区画１　ｃ 　Ｚの実線）。また天然ガスも供給された。上方ランス４を通しての酸素流量は 不変であって、Ｐ＝１０ｎｍ３／分であった。区画Ｚ　ｂＩ　トｌ’ＣＩの加熱 溶融中に転炉に装入された無煙炭（Ｃ）の合計量は７００ｋｇであった。７０’ ６ｎｍ３の酸素７肖費量、すなわちスクラップ１を当り約７２．ｎｍ３の酸素消 費量をもって、スクラップの溶融が終了した（区画１　ｃ　Ｉの末端はプロセス の開始からＴ−３２分に対応する）。次にこの融成物に対して１１分間（区画＃ 　ｄｌ　、）精錬を実施した。その間に、Ｐ　＝　３　ｎｍ３７分の流量で送ら れる天然ガスのシールドガス中に底部羽口２からＰ＝２２ｎｍ３／分の流量で酸 素を送った。上方ランス４を通しての酸素流量は不変であって、Ｐ−３ｎｍ３７ 分であった。０．０４％のＣと、０．０３％のＭｎと、０　、０２４％のＳと、 ０．０１５％のＰとを含有する液体鋼の収率は８．９ｔであった。湯出し中の融 成物温度は１６６０℃であった。

酸素吹き転炉に０．５ｔの石灰（Ｄ）と１０七のスクラップ（Ｆ）とを装入した 。石炭燃料として、５５００Ｋｃａ４　／　ｋｇの熱量と、３１％の揮発分とを 、有する脂肪炭を使用した。スクランプの装入後に（区画１ａＪ）、５．０　ｋ ｇの、すなわち石灰重量の５．０％の硝酸ナトリウｈ（ＮａＩＯ３）と混合され た約１　ｔｌｌ　Ｏｋｇの石炭（Ｃ）を転炉中に装入した。加熱操作が開始した とき、底部羽口２と側面羽口３とを遇して同時的に酵素と天然ガスを供給した。

７０　’％の酸素を含むガスを底部羽口からＰ　＝　２３　ｎｍ３７分の＃ター で吹き込んだ。側面羽目を通してＰ−］Ｏｎｍ３／分の＃量で酸素を送った。石 炭に対して硝酸ナトリウムが添加されているので、１．５分後に強い揮発分放出 が始まった。この揮発分を撚焼さぜるため、Ｔ＝１２分において、上部から追加 の酸素流をＰ＝１０ｎｍ３／分の流量で吹き込んだ。２分間、上部ランス４を辿 してヒ″９素を供給したのち、酸素供給を中断し、再びＴ＝１５〜１６分で前の ように再開した。加熱された金属スクラップに対して（Ｔ−１５−１６分で）２ ００ｋｇの量の次の石炭（０）を装入し、この石炭バッチに対しても次のバッチ に対しても硝酸ナトリウムは添加されなかった。揮発分の強い放出につづいて、 最後の石炭バッチの装入の２分後に（Ｔ＝１７−”１８分）、上部ランスな通し ての酸素流量なＰ＝２０ｎｍ３７分、すなわち装入物１を当り酸素２　ｎｍ３／ ｌ／分だけ増大した。ひ巽流量の増大は、揮発分の強い放出と時間的に一致して 行なわれ、約３．５分間つづいた。Ｔ　＝　２５．５分とＴ　−３０，５分にそ れぞれ転炉中に、１５０ｋｇづつの石灰（Ｃ）を追加した。言いかえれば、区画 １ｂ１の末期に、底部羽口２を通して°Ｊ酸素含有ガスの代わりに純酸素をＰ　 ＝　’２０　ｎｍ”　７分の流量で送り始めた。石炭バッチの追加の約１分後に 、揮発分お強い放出が始まり、約２．５分つづいた。Ｔ＝２５．５分からＴ＝２ ８分までと、Ｔ−３０分からＴ−３３分までの時間間隔において、上方ランス４ に加えられる酸素消費量がＰ−１０からｐ−２０ｎｍ”７分まで、すなわち１ｕ ｍ３／分だけ上昇した。スクラップの溶融から生じる鉄−石炭融成物を精製する 際に、０−０３チの０．０．０６％のＭｎ、０．０８％のｐ、　ｏ、０２３％の Ｓを含有する液体すが製造された。精錬後の融成物温度は１６５０℃であった。

酸素吹き込みの正味時間、すなわちＴ−１０分からＴ−４２分までは３２分であ った。石炭消費量は７００　Ｊ　に達した。

実施例５（第６図参照） スクラップ（Ｆ）と石灰（Ｄ）の装入は前述のように先行加熱中に実施された（ 区画５ａｓ）。底部羽口２と側面羽口３に沿った酸素の供給は同様に実施された 。この場合、５９００　Ｋ＋ｃａｌ　／　ｋｇの熱量と４０％の揮発分とを含有 するガス炭を使用した。金属スクラップの装入直後に、装入物の上部に、１５０ ｋｇの石炭（Ｃ）と４．５ｋｇの硝酸す）　ＩＪウム（装入石炭の３重景係）と の混合物を導入した。石炭と硝酸ナトリウムとの相互作用の結果、揮発分の放出 を生じ、これは装入後１．５分で始１つた。揮発分の有効な燃焼をなすため、上 部ランス４を通して、酸素流量をｌ　ｎｍ３／　ｔ・分だけ増大して、Ｐ−１０ ｎｍ３／分で送った。この酸素供給量の増大は約４分間保持され、次の石炭バッ チの装入の瞬間まで低下されなかった。なぜならばＴ−１５〜１６分の鯵間に、 上部ランスが使用されていたからである。石炭（０）の添加はそれぞれＴ　＝　 １６．５分、Ｔ＝２６分およびＴ＝３２分に実施された。これらの石炭添加量は それぞれ２００　ｋｇ　／２ｏｏ　ｋｇおよび１００ｋｇであった。このヒート について使用された石炭合計金は６５０　ｋｇであった。石炭の装入と揮発分の 放出との間隔は１．５〜１．０分の範囲内を変動した。石炭の揮発分の増大の故 に、上部ランス４を通しての酸素流量は、それぞれＴ　−１８，５分と、Ｔ−２ ７分の瞬間に、１５ｎｍ３／分だけ、すなわち１．５　ｎｍ”／　ｔ／分だけ増 大された。上部ランスを通して送らハる酸素流量はＰ＝　２５　ｎｍ３／分とな った。この増大流量の酸素供給はそれぞれ３分と４分実権された。精錬プロセス （区画ａ　、１　＊　）の開始時に１００ｋｇの小バッチの石炭を追加的に゛転 炉の中に装入した。揮発分の燃焼を可能とするため、上部ランス４を通して送ら れる酸素流量を、最後の石炭添加の１分後に、ｌｎｍ３／を分だけ増大して、Ｐ ｗ２０ｎｍ３／分とした。精錬（区画１ｄｌ）の終了時に、製造された金床は０ ．０４％のＯ，０ｊ０７％のＭｎ１０．００９％のＰおよび０．０３０　％のＳ を含有していた。

精錬後の融或物儒度は１６５０℃であった。

５３００Ｋｃａユ／ｋｇのｐ４と４３４（ｌｆｆｉ揮発分とを有する長炎炭を使 用したことを除き、前記の各側と同一の転炉の中で同様にして加熱を実施した。

金屑スクラップ（Ｆ）の装入直後（（、すなわち１ａ”段階につづいて、２．０ ｋｇの硝酸す）　ＩＪウム（石炭の１体積％）と混合した約２１１０ｋｇの石炭 を転炉の中に装入した。

揮発分を燃焼させるため、ｌ　ｂ１段階の開始後１．５分で、上部ランス４を通 してＰ　−１５’ｎｍ３／　ｔ　７分の流量で酸素を送った。４分後に、上部ラ ンス４を通しての酸素供給は、Ｐ”　ｌ　Ｏｎｍ３／分の１ｂ１段階水準に戻さ れた。加熱段階１　ｂｌおよび浴融段階Ｉ　ＣＩ中の石炭（Ｃ）の添加はそれぞ れＴ−１６分（２００ｋｇ　）、Ｔ−２３分（１５０Ｊ　）およびＴ−２９分（ １５ｏｋｇ）に実施された。第７図に図示のように、石炭（Ｃ）のそれぞれの添 加後に、ランス４を通しての酸素供給量が増大された。石炭（Ｃ）の添加と酸素 の強い供給の開始との間隔はそれぞれ２．０分、１．５分および１．０分であっ た。煙道ガスの激しい放出の故に、上部ランス４を通して送られる酸素流量が１ ．５〜２．Ｏｎｍ”／ｌ・分だけ増加された。このようなランス４を通しての強 い酸素供給は、第２バツチの装入後３分間、第３バッチと第４バツチののち２分 間実施された。加熱のために消費された石炭の合計量は７００ｋｇであった。精 錬が終了したときに製造されたりは０．０５％の０．　０．０４係のＭｎ、　０ ．０１０％のＰ、　０．０３１％のＳを含有していた。融成物の温度は１６４０ ℃であった。

前述から、酸素転炉中において固体金属鉄含有物質から鋼を製造する本発明によ る方法は通常の製鋼工程と比較して、比較的小さいエネルギー人力で高品質金床 を製造することができると結論される。さらに、酸素含有ガスを転炉の中に装入 する条件の改ｐの故に、型とサイズの異なる金属スクラップの強力な加熱と浴融 を保証することがａＴ能となる。その結果、本発明の程と大体同一←間で実施さ れる。さらに、この方法は、粉塵およびスラグと共に持去られる金属損失、また はスロッピングによる損失が僅少であることを特徴とする。

前記の方法は、燃料を転炉の中にガス液と共に吹き込む前に粉砕するなどの特殊 のＳ備工程を必要とすることなく、通常の型の炭素燃料について実施することが できる。故に本発明の工程においては、無煙炭または冶金用コークス等の入手し がたい低揮発性燃料のほかに、種々の固体炭素燃料、たとえば揮発性炭を含めて 種々の品位の石炭を容易に使用することができる。

これは本発明の応用範囲を拡大し、また運転費用を低下させるこの種の燃料の使 用を可能とするものである。

たんらの予備的処理なしで固体燃料を使用ぞきることは、最小限費用で転炉工場 を模様替えすることがでる。

さらに本発明の輿完工程は、軽量スクラップも重量スクラップについても簡単に 実施され、輸入鉄−使スクラップまたは国内産スクラップを使用することができ る。

前述の１１点の故に、本発明の酸素吹き転炉製嘘工釈は固体炭素燃料について実 施される従来の製鋼工程に比べて、処理装置の生産性を著しく高め、また＠ｌｔ 当りのエネルギー人力が大幅に低減される。

ＦＬ７ θ２　４　／ｊｌ　７０／２　Ａ　Ｉｆ／８２１）２２２４２６２１１Ｊ１７Ｊ ２Ｊ４　Ｊ５Ｊ１４Ｉ４ 国際調査報告 ■３６０１５０１／２２ ０発　明　者　ルドネフ・ユーリー・アンドレーエウイ　１ツチ ソヴイエト連邦３０００４０）−ウラ・ウーリツツア・ミチュリナ・デー１３０ 力−ヴ工−１２ ０発　明　者ウオルコフ・スタニスラフ・セルゲーエウイツチ ソヴイエト連邦３０００５７　）ウラ・ウーリツツア・ヴオロダルスコボ・デー ７８カーヴ工−１１６ ０発　明　者　タルディキン・イゴール・アナトリエウイツチ ソヴイエト連邦３００００７　ｔ−ウラ・ウーリッツア・デカブリストフ・デー ８４力−ヴ工７２ ０発　明　者　コステイアノイ・ポリス・ミハイロウイツチ ソヴイエト連邦３０００２７トウラ・ウーリッツア・メタルルゴフ・デー７０力 −ヴエー２９ ０発　明　者　イワシナ・エフゲニー・ネクタリエウイツチ ソヴイエト連邦３０００５４　）ウラ・ウーリツツア・ヴイリャムサ・デー２コ ルプス２力一ヴエー３４１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．鉄含有素材、実質的にスクラップからなる全固体装入物を装入する段階と、 次に、転炉の底部と側面から転炉中に導入される酸素含有ガス流の中で、工程中 に段階的に送入される炭化水素と固体炭素燃料とを燃焼ｆ石ことによって前記素 材を加凱し溶融する段階とを含み、生成した鉄−炭素融成物に対して精錬を実施 するようにした前記の全固体装入物について実施される酸素吹き鼾炉製碗法にお いて、装入物の加部に、炉底から酸素含有ガス、すなわち−素冨化空気、を導入 し、炉１則から酸素流を供給することによ・つて実施され、その間に播劇中に、 炉底から供給される２７？素含有ガスの酸素含有量を約１００％　にまで上昇さ せることを特・寅とする酸素吹き耘炉製櫂法。 ２、ρ′素素化化空気その・常素含有量が最初に２０％乃至７０％の範囲にあり 、約４０乃至約５０　ｎｍ　の酸素を消費したのち、酸素含有ガス中の＋１５ｊ ２　Ｎ含有量が約１００％にまで上昇され、浴悶工程中に消費されるυ紫合計食 が約６５乃至Ｂ　ｇ　ｎｍ３の範囲となるように、転炉中に酸素富化空気が送入 されることを特徴とする請求 ３、型炉の炉頂から一定量の酸素含有ガスが供給され石ンことを特徴とする千千 奄ぶの範囲第１項に記載の製１法。 ４、固体炭素質物質として石炭が使用されるとき、炉頂から送入される酸素含有 ガスの量が各石炭バッチののちに増大されることを特徴とする請求の耐埋第１項 乃至第３項に記載の製鋼法。 ５、各石炭バッチの装入後に、約１分乃至２分ののち酸素流ラが増大され、その のち酸素加令が初水準に戻されることを特徴とする請求の範囲第４項による製仰 法。 ６、固体炭素燃料、特に石炭の初装入段階に際して、加部中に酸素を放出する酸 素含有添加剤が燃料と共に導入されろことを特徴とする請求の静囲第１項乃至第 ５項のいずれかによる裳場法。 ７、酸素含有添加剤として硝石が使用されることを特徴とする請求の範囲第６項 によるＭ慣性、８、硝石は、固体炭素燃料の第１バツチの約１乃至５チの量を送 入されることを％徴とする請求の範囲第６項または第７項による製餉法。