JPS62227024A - 屑鉄および／または海綿鉄を連続的に溶融する方法および装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、屑鉄および／または海綿鉄を溶融するため、
溶融熱が、粉塵状の石炭およびコークスと酸素とを溶融
室中で部分燃焼させることにより加えられ、かつ部分燃
焼に際し生じるガスの残存エネルギが、別途の残存ガス
利用度がなくなるまで屑鉄前加熱に使用される方法に関
する。溶融装置は、屑鉄前加熱用の垂直な炉坑とその下
方に配置された溶融室より成る。

従来の技術 屑鉄を溶融するため、炭素ギヤリヤが済融熱の発生に使
用される方法がすでに公知である。

例えば、屑鉄を、鋳鉄の製造に鋳物用の直立炉として使
用されるようなキューボラ中で溶融することが提案され
ている。このような炉中で、金属チャージが、スラグ形
成性の融剤（石灰石）およびエネルギキャリヤとしての
冶金用コークスの添加下に溶融される。燃焼用空気（風
）が、ブロワにより圧縮されかつノズルを経て炉坑中・
＼吹込まれる。供給された燃焼用空気が常ゑ 温であるかまたは前加熱されていかに応じ、冷風−と熱
風作動とに区別する。溶融工程が以下のように進行する
：装入孔を経て投入されたチャージがほぼ装入デツキの
高さまで充満する。

溶融区間（ノズル上３００〜４００ｍｍ）に達した後、
鉄が液化しかつコークス床、すなわち充填コークス塔を
経て底部からチャージの静止する溶融ゾーンにまで滴下
する。新たに開発されたのが、炉坑が耐火性充填物なし
の通水金属ブロックより成る“無ライニングキューポラ
”、および選択的にガスまたはオイルで作動される“無
コークスキューポラ”である。この炉は、支持コークス
骨格の代りに水冷火格子とその上に配置された耐火性球
状物より成る構造を有する。さらに、空気を炉坑中・＼
吹込むことにより燃焼性ガス成分が部分的に後燃焼され
る、２次空気作動を有する冷風キューポラが公知である
。

この場合、形成された二酸化炭素のコークスによる一酸
化炭素・＼の部分的逆反応〔ゼダーＰ反応（Ｂｏｕｄｏ
ｕａｒｄ−Ｒｅａｋｔｉｏｎ　）　１３　カ阻止すレル
コとができない。

また屑鉄を溶融するため、水冷壁部材を有する竪形の炉
を精錬炉として使用することがすでに提案されている。

このＥＯＦ法と呼称される方法の場合、竪形炉中で、浴
面の下方（（１１１面に配置 置されたノズルを経て酸素が、および）面の上方側面に
配置されたバーナーを経てオイルおよび／または微粉炭
が酸素と一緒に吹込まれる。

オイル／微粉炭−酸素・々−ナー上に配置された吹込構
造により、富化された熱風が供給されかつ廃ガスが炉容
器中で完全に後燃焼される。熱い炉廃ガスが、炉上に配
置された屑鉄耐加熱装置を経て導かれかつ引続き空気耐
加熱用の熱交換器に供給される。屑鉄が、最高８００℃
に前加熱されかつ直立炉に不連続に添加される。

この方法の欠点は、高温−屑鉄耐加熱装置の複雑な機械
的構造および不連続的な装入法である。これにより惹起
される時間により変動する廃ガス温度が廃ガス熱の広い
利用を困難にする。

最近、製鋼用転炉の溶融効率を増大させるため、転炉底
部の特殊なノズルにより微粉炭および酸素が金属浴中・
＼吹込まれる方法も開発された。炭素が一酸化炭素に部
分的燃焼する際に放出される熱が、屑鉄または海綿鉄の
溶融に使用される。このような方法の例が、いわゆるコ
イン法（Ｃ０ＩＮ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ　）　オヨびケ
ー・エム・ニス法（ＫＭＳ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ　　）
テある。ケー・エム・ニス法の場合、付加的に酸素が溶
湯面・＼吹付けられかつ廃ガスが部分的に後燃焼される
。

この方法の大きい欠点は不良なガス利用率である・この
ような装置を経済的しこ作動させるため、廃ガスの２次
的利用が絶対的に必要である。

発明が解決しようとする問題点 本発明の根底をなす課題は、従来の方法の欠点を有せず
、生じる廃ガスの潜熱および比熱が後燃焼により利用さ
れることができる方法をつくり出すことである。

問題点を解決するための手段 本発明によればこの課題は、前述の方法において、溶融
炉の、炉軸に対し非対称に形成された炉床中で、炉床の
、炉軸から最遠の部分に取付けられたノズルにより、浴
面下方へ炭素キャリヤおよび酸素が吹込まれ、かつ浴の
上方に配置された２つまたはそれ以上のノズルにより炭
素キャリヤおよび酸素が浴上方へ吹込まれ、吹込むべき
総炭素キャリヤーおよび酸素量の個々のノズル・＼の分
配が、浴面の下方に所望の過熱温度、および浴面の上方
に大体において屑鉄の溶融温度がもたらされかつ生じる
部分的に燃焼せるガスが炉坑中で屑鉄的加熱のために後
燃焼されるように行なわれる方法により解決される。

この方法において、直立炉の有利に炉軸に非対称に形成
された炉床中で、微粉炭および／または酸素が１つまた
はそれ以上のノズルにより金属浴下方へ吹込まれる。付
加的に、浴面の上方に１種またはそれ以上の微粉炭／酸
素ノズルが取付けられている。炭素の部分的燃焼に際し
溶湯内部でおよびガス室中で遊離する熱が、屑鉄の連続
的溶融に使用される。この場合、それぞれのノズルの微
粉炭−および酸素分量は、浴面の上方に配置されたノズ
ルにより十分に屑鉄の溶融熱が、および浴面の下方に配
置されたノズルにより過熱用の熱が搬入されるように分
配される。浴中ノズルの微粉炭／酸素比を変更すること
により、溶湯中で任意の炭素含分が調節されることがで
きる。この方法は、上昇するガスが、炉坑を経て炉床室
中へ沈降する屑鉄を前加熱するように作動される。有利
に、浴の上方に配置された微粉炭−酸素ノズル上に２つ
またはそれ以上の環状ノズルが取付ケられ、このノズル
を経て空気および／または酸素がガス流れ中・＼吹込ま
れる。これにより、可燃性のガス成分がほぼ完全に後燃
焼されかつこうして廃ガスの潜熱が殆んど完全に利用さ
れる。

有利に、後燃焼され冷却されたガスが環状導管に集めら
れかつ排出される。含有された残熱が、後燃焼ステーシ
ョン用の空気または酸素の前加熱に利用される。

本発明の有利な実施例の場合、炉床が炉軸に対し非対称
な断面を有する。金属浴下に配置された微粉炭−酸素ノ
ズルが炉床室中・＼入る位置で、炉壁が明白に湾曲する
。これにより、ノズルが落下する屑鉄部材により損傷さ
れることが阻止される。この場合、屑鉄塔が直接に炉床
底部に静止する。

炉床 有利に、％％　（Ｈｅｒｄｏｆｅｎ　）に傾斜せる炉底
が備えられる。この場合、炉底の最低位置が微粉炭−酸
素ノズルの平面上に配置される。有利に、炉底が反対側
へ向は上昇する。勾配は約４５゜である。この装置によ
り、液状の金属が不断に微粉炭−酸素ノズルの前方に集
まりがつこうしてノズルが不断に溶湯により洗われるこ
とが保証される。これにより、過度のノズル摩耗が阻止
される。さらに、この範囲内の浴温度が、直接の熱搬入
により、支障のない出湯が隣接配置されたサイホンによ
り可能である程度に不断に高い。

サイホン面がノズル面に対しほぼ４５°ずれていてもよ
い。この装置が有する利点は、金属−およびスラブ流出
口の範囲“が直接に接触する火出湯 災により損傷されえず、また同時に金属の場癲へ温度が
故障のない作動のため十分に高いことマリ たけクロム・マグネサイト煉瓦で　覆される。

スラブ区間中に、有利にその後側に配置された水冷部材
を有する材料より成り、その結果閉塞部を保護するため
の堆積形成が促進される。

有利に、後燃焼室が水冷壁により形成される。

公知技術と比べ、本発明の根底をなす方法が有する利点
は１００チ屑鉄装入が可能であることである。さらに、
任意のＣ含分の調節が浴中で可能である。また、不変の
廃ガス温度が維持されることができる。最後に、高温度
区間中に機械的な構造部材が存在せず、かつ連続的な屑
鉄装入および連続的な金属−／スラグ排出が可能である
。過剰ガス利用が不必要である。

特殊な場合、炭素キャリヤおよび酸素を吹込むため浴面
の上方に備えられたノズルがプラズマノ々−ナーにより
代替されてもよい。このことは、浴面の上方に不活性の
雰囲気が生じ、これが得られた溶湯の品質に有利に作用
するという特別な利点を有する。有利に、このプラズマ
ノζ−ナーは交流または三相交流で作動される。

実施例 以下に、本発明による方法を実施する装置を図面実施例
につき詳説する。収容能力約Ｌｏｔ（金属）を有する溶
融炉１の内部に、無コークスおよび火格子なしに作動さ
れるライニングなしの冷−／熱風キューボラの竪坑２が
配置されている。この非対称の溶融炉が炉底直径２ｏ０
０朋を有する。竪坑の中心軸に対し、炉壁および炉中心
間の距離が片側で約７５０ｍｍおよび他側で約１２５０
ｍｍである。円筒状への移行部で、炉が直径１０００　
ｍｍを有する゛。この溶融炉は高さ２０００　ｍｍであ
る。炉底が約４５°傾斜され、その場合勾配は、炉底の
最低位置と炉壁の、坑の中心軸からの最遠位置とが一致
するように配置される。炉がスチールジャケラ）ｆ有Ｌ
、このジャケットがスラブ区間の範囲内およびスラブ面
上方で水冷されている。炉底および炉壁が上方に終る。

炉底の最低位置に、微粉炭−酸素ノズル３が配置されて
いる。２つの微粉炭−酸素ノズルが、炉床 スラグ面上方で、キューポラの％Ｎから竪坑への移行位
置に配置されている。全てのノズルに、石炭ホン・ξ５
および酸素タンク６から導管を経て微粉炭および酸素が
供給される。

スラグおよび金属が、スラグ−および金属サイホンを経
て連続的に排出される。サイホン面が、浴下方に配置さ
れた微粉炭−酸素ノズルに対し４５°だけずらして炉床
の湾曲部中に配置されている。

キューポラ坑の直径が１０００　ｍｉｃ、環状導管にま
での使用可能な高さが約３９００　ｍｙｒである。

この範囲内で、１０００朋の距隣をおいて２つの環状ノ
ズル７および８が配置され、これらに導管を経て貯蔵容
器９がら空気、または酸素タンク６から酸素が供給され
る。環状導管ｌｏ中でキューボラの廃ガスが集められ、
熱交換器１１に供給され、かつ引続き煙突１２を経て排
出される。熱交換器の残熱が、後燃焼用空気ないしは酸
素の前加熱に使用されることができる。

前述の装置を使用し、例えばＣ０，３％、Ｓｌ、・０．
２チ、Ｍｎ０，４％；Ｐｏ、０３％；３００４％の組成
を有する情調を溶融する。灰分１０％、揮発分９チおよ
びＣｆ１ｘ８０％を有する中揮発炭を使用した場合、廃
ガス特性との関連において、以下の消費−および生産係
数が得られる：廃ガス中のＣＯ含分（容量チ）　　　　
５廃ガスの温度（’Ｃ）　　　　　　　　　３００石炭
（に９／ｈ　）　　　　　　　　　　７２０酸素（Ｎｍ
’／　ｈ　）　　　　　　　　　　５３８２次送風（Ｎ
ｍ’空気／ｈ　）　　　　２５８３（１信化せず） 溶融能率（ｔ／ｈ）　　　　　　　　　　９．８廃カス
量（ｍ３／　ｈ　’＞　　　　　　　　３４５７

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による装置の１実施例の構造を略示する縦
断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、屑鉄および／または海綿鉄を、溶融熱が炭素キャリ
   ヤと酸素との部分的燃焼により加えられかつ部分的燃焼
   に際し生じるガスが屑鉄前加熱に使用される溶融炉中で
   連続的に溶融するに当り、溶融炉の、炉軸に対し非対称
   に形成された炉床中で、炉床の、炉軸から最遠の部分に
   取付けられたノズルにより浴面下方へ炭素キャリヤおよ
   び酸素が吹込まれ、かつ浴の上方に配置された２つまた
   はそれ以上のノズルにより炭素キャリヤおよび酸素が浴
   上方へ吹込まれ、吹込むべき総炭素キャリヤーおよび酸
   素量の個々のノズルへの分配が、浴面の下方に所望の過
   熱温度、および浴面の上方に大体において屑鉄の溶融温
   度がもたらされかつ生じる部分的に燃焼せるガスが炉坑
   中で屑鉄前加熱のために後燃焼されるように行なわれる
   ことを特徴とする屑鉄および／または海綿鉄を連続的に
   溶融する方法。 ２、炭素キャリヤとして、粒径＜５ｍｍ、有利に＜１ｍ
   ｍを有する石炭が使用されることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３、微粒子状の石炭が前乾溜されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、ガスの後燃焼に空気が使用されることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに記
   載の方法。 ５、空気が酸素で富化されていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、炉坑の廃ガスからの残熱が後燃焼空気の前加熱に使
   用されることを特徴とする、特許請求の範囲第１項から
   第５項までのいずれか１項に記載の方法。 ７、浴面下ノズル中で適当な微粉炭／酸素比を調節する
   ことにより、任意のＣ含分を有する溶湯が製造されるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第６項まで
   のいずれか１項に記載の方法。 ８、溶湯下ノズルとしてコインノズルが使用されること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項から第７項までの
   いずれか１項に記載の方法。 ９、屑鉄および／または海綿鉄を、溶融熱が炭素キャリ
   ヤと酸素との部分的燃焼により加えられかつ部分的燃焼
   に際し生じるガスが屑鉄前加熱に使用される溶融炉中で
   連続的に溶融するため、溶融炉の、炉軸に対し非対称に
   形成された炉床中で、炉床の、炉軸から最遠の部分に取
   付けられたノズルにより、浴面下方へ炭素キャリヤおよ
   び酸素が吹込まれ、かつ浴の上方に配置された２つまた
   はそれ以上のノズルにより炭素キャリヤおよび酸素が浴
   上方へ吹込まれ、吹込むべき総炭素キャリヤーおよび酸
   素量の個々のノズルへの分配が、浴面の下方に所望の過
   熱温度、および浴面の上方に大体において屑鉄の溶融温
   度がもたらされかつ生じる部分的に燃焼せるガスが炉坑
   中で屑鉄前加熱のために後燃焼されるように行なわれる
   方法を実施する装置において、炉軸に対し非対称に形成
   された炉床（１）を有し、この炉床の炉軸から最遠の部
   分で所定の浴面の下方に、炭素キャリヤおよび酸素を同
   時に供給する少くとも１つのノズル（３）が取付けられ
   、かつ浴面の上方に、炭素キャリヤおよび酸素を浴上へ
   吹付ける２つまたはそれ以上のノズル（４）が配置され
   ている溶融炉を特徴とする屑鉄および／または海綿鉄を
   連続的に溶融する装置。 １０、炉床の底部が、水平に対し５〜４５°の角度で、
   溶湯面下に取付けられたノズルに対し傾斜されているこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１、炉床のサイフオン面が、浴面下方に取付けられた
   ノズルに対し１０〜９０°、有利に４５°ずらされてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項記載の装
   置。 １２、溶湯の上方に配置されたノズルがプラズマバーナ
   ーにより代替されることを特徴とする、特許請求の範囲
   第９項から第１１項までのいずれか１項に記載の装置。 １３、炉坑中に少くとも１つの後燃焼ステーションが備
   えられていることを特徴とする、特許請求の範囲第９項
   から第１２項までのいずれか１項に記載の装置。