JPS62228412A - 冶金炉への副原料添加方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、冶金炉への副原料添加方法に関し、特にこの
明細書では、スクラップ溶解炉や溶融還元炉内に添加す
べき石灰分を、石炭もしくはコークスとともに酸化性ガ
スを同時に噴射することのできる上吹ランスを介して供
給する熱経済上を利な技術について提案する。

（従来の技術） 鉄鉱石やクロム鉱石、マンガン鉱石、ニッケル鉱石等の
溶融還元炉、あるいはスクラップを多ｌに使用す転炉は
、通常の冶金炉に比べて多量の熱を必要とする。一方で
鉄鉱石などは粉・粒状の原料を炉内に供給できる方が経
済的にも有利である。

こうした要請に応えられる技術として、従来、特開昭６
０−２０８４０９号公報に開示された、いわゆる扮・粒
状鉱石、粉状炭材、支燃性（酸化性）ガスを炉内にラン
スを通じて供給する方法がある。

この既知の溶融還元による溶鉄製造の技術は、反応容器
内に金属の酸化物又は酸化物系鉱石を供給し、炭素によ
り還元して金属溶湯を得る方法において、金属の酸化物
又は酸化物鉱石の粉体もしくは粒体を反応容器内に噴射
供給し、これに対し酸素ガス気流を衝突させてこの際同
時に供給する炭素粉によって生ずる高温の火炎中に上記
酸化物系鉱石の粉・粒体を通過させて溶融させる方法で
ある。

この既知技術の場合、媒溶剤としての石灰分を予め加熱
焼成して生石灰（Ｃａｎ）の形にした塊状物で添加して
いる。従って、別に焼成装置が必要となること及び除材
にして添加するので、著しい熱エネルギーの損失を招く
ことになる。

（発明が解決しようとする問題点） 冶金炉への副原料の添加に当たっては、石灰石（Ｃａｃ
Ｏｓ）をそのまま添加することが望ましい。しかし、こ
の石灰石では溶鉄に接したときに熱分解に伴う吸熱反応
が起り、浴の温度低下を招く。そこで、従来のように予
備処理した生石灰（Ｃａｎ）を使えばよいが、既にのべ
たとおり焼成装置を必要とするなどの問題点があった。

本発明の目的は、生石灰を使う従来技術の問題点ならび
に石灰石を使う際の上述した不利を併せて克服できる方
法、特に炭酸化物系の副原料の添加方法を提案するとこ
ろにある。

（問題点を解決するための手段） 従来技術が抱える上記問題点ならびに石灰石を使うとき
に解決を必要とする問題点に対し、本発明は、冶金炉中
へ副原料をランスを介して添加するに当り、炉内に、炭
酸化物系副原料を炭材と共に噴出させると共に他の流路
からは酸素ガスを同時に噴出させ、かかる副原料をラン
ス出口部で酸素と炭材とが接触することにより発生する
燃焼火炎で包囲して焼成させ、酸化物系の粉体に変成さ
せてから高温状態のまま浴面に到達させるという副原料
の添加方法を課題解決手段とすることとした。

（作　　用） 第１図は転炉に副原料を添加する設備の概略を示し、第
２図は本発明方法に用いるランス先端部の図である。

本発明法は、ランス１の内管内流路１ａに炭材および石
灰石の混合粉体を供給し、流路１ａと同心の流路２ａに
は酸素を流し、ランス先端吐出口で炭材；例えば石炭粉
と酸素とが接触することにより起る燃焼により、当該石
灰石粉を加熱焼成（ＣａＣＯ３→Ｃａｎ　＋　ＣＯ□）
し、燃焼炎に包囲されたままその燃焼気流とともに浴面
にまで運び、高温状態のまま直接添加するようにしたの
である。

このように、ランス吐出流の石炭と石灰石の混合粉に対
し、その外側または内側を流れる膜状酸素流が衝突する
ことにより、ランス先端部ではＣと０２とが激しく反応
（Ｃ＋！、４０□＝ＣＯ□）し、その燃焼熱でもって石
灰石の前記熱分解反応を起させ、ＣａＯに変成する。こ
のとき、熱分解に伴う吸熱反応および一部で生成したＣ
Ｏ２とＣによるソリューションロス（Ｃ＋　ＣＯ２＝　
２ＣＤ）吸熱による吸熱反応が起り、炉内雰囲気の温度
低下が懸念されるが、浴面から離れたところで起る反応
であり、浴面への影響は少ない。また、生成したＣＯ２
の大部分は上方に逸散する。

なお、第１図はこの発明の実施に適合する設備、配管で
、図示の符号３はスクラップ溶解用または溶融還元用上
底吹き転炉、４は溶鋼または溶銑、５はスラグ層、６は
噴射流、７は石炭粉のタンク、８は石灰石粉のタンク、
９は酸素配管、１０．１１は混合粉ｊ船医用窒素ガス配
管、そして１２は合流管である。石灰石粉と石炭粉とは
予め混合することが望ましいが、必ずしもそれに限定さ
れることなく、例えば別配管にて酸素と出会う前のラン
ス先端部で合流させてもよい。

（実施例） 第２図に示す構造のノズルを有する上吹きランスを用い
て、５トン容量の転炉内の溶鋼に対し、石灰石を粉砕し
て得た炭酸カルシウム（ＣａＣ０３）粉を吹込んだ本発
明の実施例について以下に遂べる。

例　　１ 第２図（ａ）に示すランスの中心流からは、１００メツ
シユ以下のＣａＣＬ　と７０メツシユ以下の微粉炭とを
同時に吹込んだ。これらの粉体は第１図に示すように、
別々の粉体用貯蔵タンク７．８から切出され搬送された
ものを、ランス入口直前で合流させて炉内に導入した。

また、中心流路を取囲む外環状流路からは純酸素を上述
のＣａＣ０＋の微粉体の混合粉体流に衝突させるように
吹きつけた。純酸素流量は１５Ｎｍ”／ｍｉｎとしたが
、この時ＣａＣＯ３吹込み速度は約１０ｋｇ／ｍｉｎ微
粉炭吹込み速度はｌＱｋｇ／ｍｉｎとした。

比較例として、ＣａＣ０ｚの代わりに生石灰（Ｃａｂ）
粉を約５ｋｇ／ｍｉｎ吹込む操業も行った。本発明の実
施例も比較例も中心流路からは搬送用ガスとしてＮ２を
ｌ　Ｎｍ３／ｍｉｎで流した。

本発明の熱的有利さを示すため、次のような測定を行っ
た。まず、上吹きランス１の外環状流路からは純酸素、
中心流路からはＮ２のみを吹込む脱炭吹錬を行い。熱電
対により溶鋼温度測定を行った。次に、中心流路からＮ
２搬送ガスとして微粉炭とＣａＣＯ３を吹込み、２分間
隔で温度測定を行い、溶鋼温度上昇速度を求めた。比較
例の場合は、同様な手順で微粉炭とＣａｎを吹込んだ。

これらの操業中の気体や粉体の供給速度は、溶銑重量１
トン当りに対し同一となるように調節した。また、Ｃａ
Ｃ［ｌ＊中のＣａ［１分は５６重量％であるので、比較
例の場合は、ＣａＣＯ３吹込みの場合の０．５６に当た
る吹込み速度とし、Ｃａ０分としての供給速度が同一と
なるようにした。さらに温度上昇速度に鉄分の酸化反応
熱が影響しないように、溶鋼中炭素濃度が２％以上の時
点で操業を行った。

実験の結果を表１に示す。

表１ 温度の上昇速度はほとんど差がなく、その差も測定誤差
の範囲内であることが別途にした計算により確かめられ
た。この例のようにＣａＯのかわりに（：ａＣＯ＋を用
いても溶鋼温度に与える影響はほとんど無（、ＣａＣ０
＋を事前にＣａ口までか焼するエネルギー分だけ、本発
明は有利である。上述の操業中に排ガス温度の測定をし
たところ、本発明の方が比較例より約３０℃温度が低い
ことが確認できた。

すなわち、ＣａＣＯ５の分解吸熱は、溶鋼温度の低下に
ではなく、排ガスの顕熱を小さくすることでバランスし
ていることがわかった。

例２ 実施例１の結果をもとに、やはり５トン転炉の中で鉄鉱
石の溶融還元実験を行う際に、Ｃａｎの代わりにＣａＣ
０＋を用いた試験について以下に述べる。

操業方法は、第２図（ａ）に示すランスを同様に用い、
中心流路から、鉄鉱石粉、微粉炭、ＣａＣＯ３粉（比較
例としてＣａＯ粉）をＮ２ガスにより吹込み、外環状流
路からの純酸素ガスにより焼結させつつ炉内に添加した
。

それぞれの供給速度は、鉄鉱石１５ｋｇ／ｍａｎＳ微粉
炭２５ｋｇ／ｍｉｎ、　Ｃａ０分として２ｋｇ／ｍｉｎ
、純酸素２ＱＮ＋＋＋３７ｍ１ｎとした。さらに転炉の
炉底からも５　Ｎｍ３／ｍｉｎの純酸素を吹込んだ。

溶融還元の操業は一定温度で行うのが望ましいので、溶
銑の温度測定を８分間隔で行ったが、ＣａＯを用いた場
合もＣａＣＯ３を用いた場合も全く同様に、上記の微粉
炭と酸素とで熱補償がおこなわれていたことが確かめら
れた。

また副次的効果として、前述したように排ガス温度が低
下したので、排ガス処理用の冷却水使用ｌを５％削減す
ることができ、熱エネルギー削減の他にも経済性が見出
された。

（発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、石灰石等炭酸化物
系副原料の焼成炉（か焼用変成炉）が不要で、副原料そ
れ自体を直接かつ粉状で添加することができると共に高
温のまま浴面に達するから、熱エネルギーの大幅な節約
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、転炉に副原料を添加する設備の路線図、 第２図は、本発明で使用するランスの先端部を示す断面
図である。 １・・・ランス １ａ・・・微粉炭および副原料粉用流路２ａ・・・酸素
用流路　　　　３・・・転炉４・・・溶鉄溶鋼または溶
銑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冶金炉中へ副原料をランスを介して添加するに当り
   、炉内に、炭酸化物系副原料を炭材と共に噴出させると
   共に他の流路からは酸素ガスを同時に噴出させ、かかる
   副原料をランス出口部で酸素と炭材とが接触することに
   より発生する燃焼火炎で包囲して焼成させ、酸化物系の
   粉体に変成させてから高温状態のまま浴面に到達させる
   ことを特徴とする冶金炉への副原料添加方法。