JPS62253708A - スクラツプ製鋼法 - Google Patents
スクラツプ製鋼法Info
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- JPS62253708A JPS62253708A JP62050406A JP5040687A JPS62253708A JP S62253708 A JPS62253708 A JP S62253708A JP 62050406 A JP62050406 A JP 62050406A JP 5040687 A JP5040687 A JP 5040687A JP S62253708 A JPS62253708 A JP S62253708A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
- C21C5/562—Manufacture of steel by other methods starting from scrap
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
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- C21C5/35—Blowing from above and through the bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
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- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
- C21C5/5217—Manufacture 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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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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。
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、鋼浴表面より下方の吹込みノズルと上吹装置
を備えた精錬容器において、炭素含有燃料と酸素含有ガ
スを反応関与成分として使用して、スクラップから鋼を
製造する方法に関するものである。
を備えた精錬容器において、炭素含有燃料と酸素含有ガ
スを反応関与成分として使用して、スクラップから鋼を
製造する方法に関するものである。
当該分野の関連する従来技術に属するものとしてエネル
ギ担体としての石炭嶺およびコークスを酸化剤としての
酸素と一緒に、スクラップ溶解のために用いる方法が既
にある。この型式の方法で非常に有利な方法はドイツ特
許第2838983号に記載されている。
ギ担体としての石炭嶺およびコークスを酸化剤としての
酸素と一緒に、スクラップ溶解のために用いる方法が既
にある。この型式の方法で非常に有利な方法はドイツ特
許第2838983号に記載されている。
この公知の方法では、炭素含有燃料と酸素を溶融物の浴
下面に供給する際に、酸引啼自由噴流(フリージェット
)の形態で酸素を附加的に吹込むことによって、反応ガ
スを後燃えさせ、またこれにより生じるエネルギの本質
的部分を浴に伝達する。この方法で最適な値を達成する
には、必要な酸素量の約70%を浴に上吹きし、また残
りの酸素を石炭と一緒に浴表面下から溶融物内に到達さ
せる。このような条件による方法では後燃え率が約30
1に達し、燃焼エネルj!#を浴に戻す伝達の効率は約
80チとなる。燃焼熱の残り20%は廃ガス中に留まっ
て、廃ガス温度を高める。
下面に供給する際に、酸引啼自由噴流(フリージェット
)の形態で酸素を附加的に吹込むことによって、反応ガ
スを後燃えさせ、またこれにより生じるエネルギの本質
的部分を浴に伝達する。この方法で最適な値を達成する
には、必要な酸素量の約70%を浴に上吹きし、また残
りの酸素を石炭と一緒に浴表面下から溶融物内に到達さ
せる。このような条件による方法では後燃え率が約30
1に達し、燃焼エネルj!#を浴に戻す伝達の効率は約
80チとなる。燃焼熱の残り20%は廃ガス中に留まっ
て、廃ガス温度を高める。
さらに、上記方法を応用したところ、後燃え効率の上昇
に伴なって、収態を浴に戻す伝達効率が一般に悪くなる
ことが分かった。具体的には、廃ガス温度が約200℃
高まると、熱伝達効率が約20%低下する意味である。
に伴なって、収態を浴に戻す伝達効率が一般に悪くなる
ことが分かった。具体的には、廃ガス温度が約200℃
高まると、熱伝達効率が約20%低下する意味である。
上記した前提のもとでは廃ガスの後燃焼程度は約30%
であるので、より後燃えを強化すると温度による負荷が
高まりて耐火内張の寿命が悪影巷を受けるために、上記
方法は限界に達している。勿論、燃料に例えばコークス
を使用し、また後燃えなしの方法に対して後燃え率が約
30チ高い場合には、約1.5倍の熱量が利用可能にな
るから、公知の方法の利点は著しいものがある。
であるので、より後燃えを強化すると温度による負荷が
高まりて耐火内張の寿命が悪影巷を受けるために、上記
方法は限界に達している。勿論、燃料に例えばコークス
を使用し、また後燃えなしの方法に対して後燃え率が約
30チ高い場合には、約1.5倍の熱量が利用可能にな
るから、公知の方法の利点は著しいものがある。
本発明の基礎となっている課題は、スクラップから鋼を
製造する際の炭素含有固体燃料の勲位をより有効に利用
できるとともに、収態の改善により経済性を改善するこ
とができる方法を開発し、さらに加えて工業的により簡
単に利用できるスクラップ製鋼法を提供することにある
。
製造する際の炭素含有固体燃料の勲位をより有効に利用
できるとともに、収態の改善により経済性を改善するこ
とができる方法を開発し、さらに加えて工業的により簡
単に利用できるスクラップ製鋼法を提供することにある
。
本発明によると上記課題は、精錬容器内のスクラップお
よび溶融物への熱供給に同一の反応関与成分を使用し、
また生成するガス状反応生成物を余熱空気で後燃えさせ
ることにより、解決される。
よび溶融物への熱供給に同一の反応関与成分を使用し、
また生成するガス状反応生成物を余熱空気で後燃えさせ
ることにより、解決される。
したがって、本発明によると、固体燃料の燃焼によりも
たらされる熱をスクラップに、ismtpt二台次参す
?7.祭麿Lm方み一玄晃E取引トず3 S乙/2 S
r ftbt゛Haカ′、 a* s jNIWjlz
lylrzz’決5 t=/l、県イ濱θり3デーがφ
イ研fj−/J 碇<ts ;ドl゛づ延λしφ≠し〉
・本発明の方法によると、例えば、浴液面下方に好まし
くは2本の同心管よりなるノズルを備えた転炉などの容
器にまずスクラップを装入する。添加物全体が溶融した
時に浴液面下方に位置することとなるノズルは、容器の
底部および/または側壁に配置することができる。別の
ノズルおよび/またはランスは浴液面上方にある。
たらされる熱をスクラップに、ismtpt二台次参す
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イ研fj−/J 碇<ts ;ドl゛づ延λしφ≠し〉
・本発明の方法によると、例えば、浴液面下方に好まし
くは2本の同心管よりなるノズルを備えた転炉などの容
器にまずスクラップを装入する。添加物全体が溶融した
時に浴液面下方に位置することとなるノズルは、容器の
底部および/または側壁に配置することができる。別の
ノズルおよび/またはランスは浴液面上方にある。
スクラップとともに固体燃料を装入することができ、こ
の燃料は、スクラッff:予熱もしくは溶解する際、精
錬容器の下部領域にあるノズルを介して吹込まれる酸素
により、燃焼せしめられる。
の燃料は、スクラッff:予熱もしくは溶解する際、精
錬容器の下部領域にあるノズルを介して吹込まれる酸素
により、燃焼せしめられる。
余熱されたスクラップから溶融物が生成するか、あるい
は溶融銑鉄が後から装入されるや否や、粉末状燃料を精
錬容器の中に吹き入れることができる。
は溶融銑鉄が後から装入されるや否や、粉末状燃料を精
錬容器の中に吹き入れることができる。
本発明の方法では、予熱段階、溶解段階、そして精錬段
階の三段階の経過があD、三段階のすべてで精錬容器内
にある燃焼ガスもしくは精錬ガスは後燃えを施される。
階の三段階の経過があD、三段階のすべてで精錬容器内
にある燃焼ガスもしくは精錬ガスは後燃えを施される。
ただし、精錬段階で、特に精錬段階末期頃では、後燃え
は余計のこともある。
は余計のこともある。
予熱段階でもまた溶解段階でも、スクラップおよび生成
されつつある溶融物に、固体燃料の燃焼熱および予熱空
気での後燃えによる燃焼熱を供給する。
されつつある溶融物に、固体燃料の燃焼熱および予熱空
気での後燃えによる燃焼熱を供給する。
本発明によると、任意の予熱温度の空気でプロセスを稼
働させることができる。好ましい空気予熱温度は約80
0ないし1300℃の間にある。
働させることができる。好ましい空気予熱温度は約80
0ないし1300℃の間にある。
例えば、約1200℃の熱風で最適な後燃え率が達成さ
れ、酸素の代シに好ましくは800ないし1300℃に
予熱された空気を自由噴流の形で使用すると後燃え程度
が本質的に高められるという、後燃えのために酸素を使
用する方法で得られた経験を比べると、驚くべき事が確
かめられた。この予見不能な効果は、スクラップの予熱
および溶解の際にも溶融物に上吹する際にも、確認され
る。
れ、酸素の代シに好ましくは800ないし1300℃に
予熱された空気を自由噴流の形で使用すると後燃え程度
が本質的に高められるという、後燃えのために酸素を使
用する方法で得られた経験を比べると、驚くべき事が確
かめられた。この予見不能な効果は、スクラップの予熱
および溶解の際にも溶融物に上吹する際にも、確認され
る。
例えば、溶解段階では後燃え程度は60ないし70チの
後燃え程度が達成され、また発生熱の80%を越える熱
ガスクラップに戻り伝達されるという良好な伝達のもと
では、溶解段階では40ないし60%の後燃え程度が達
成される。このための廃ガス温度上昇は最大で200℃
であるので精錬容器内の耐火煉瓦積みが過剰負荷を受け
ることはない。
後燃え程度が達成され、また発生熱の80%を越える熱
ガスクラップに戻り伝達されるという良好な伝達のもと
では、溶解段階では40ないし60%の後燃え程度が達
成される。このための廃ガス温度上昇は最大で200℃
であるので精錬容器内の耐火煉瓦積みが過剰負荷を受け
ることはない。
本発明によると、堆積スクラップまたは溶融物への後燃
えエネルギの戻し伝達を良好にするためには、精錬容器
の上部領域に備えたノズルもしくは相応形態のランスな
どの上吹装置の好ましい配置がある。すなわちノズル前
圧(ノズル開口前の圧力)、ノズル直径、およびノズル
開口と衝突位置間の間隔の関係を下記: (8ないし12) P=全空気ノズル前圧、 D=ノズル直径、 L=上吹流の走行長 である。
えエネルギの戻し伝達を良好にするためには、精錬容器
の上部領域に備えたノズルもしくは相応形態のランスな
どの上吹装置の好ましい配置がある。すなわちノズル前
圧(ノズル開口前の圧力)、ノズル直径、およびノズル
開口と衝突位置間の間隔の関係を下記: (8ないし12) P=全空気ノズル前圧、 D=ノズル直径、 L=上吹流の走行長 である。
本発明の方法により使用される炭素含有固体燃料はとシ
わけ石炭および/またはコークスからなるが、例えばコ
ークスをスクラップと一緒に精錬容器に装入することが
できる。
わけ石炭および/またはコークスからなるが、例えばコ
ークスをスクラップと一緒に精錬容器に装入することが
できる。
本発明によると、固体の、炭素含有エネルギ担体の添加
は種々の方法で行なうことができる。例えば、塊状の石
炭および/またはコークスを、溶鋼の浴液面下方にあシ
、また炉底および/または下部側壁に配置されている酸
素導入ノズルの前に、装入することができる。例えば、
保護媒体外囲管を有する4本の酸素導入ノズルを下部壁
領域に配置して、例えば塊状コークスをこれらのノズル
の前で装入することができる。
は種々の方法で行なうことができる。例えば、塊状の石
炭および/またはコークスを、溶鋼の浴液面下方にあシ
、また炉底および/または下部側壁に配置されている酸
素導入ノズルの前に、装入することができる。例えば、
保護媒体外囲管を有する4本の酸素導入ノズルを下部壁
領域に配置して、例えば塊状コークスをこれらのノズル
の前で装入することができる。
本発明の好ましい実施態様によると、ダスト状のコーク
スおよび/または石炭をノズルを通して精錬容器内に吹
込む。炭素含有固体燃料が衝突するスクラップの領域が
既に溶けていると、好ましいため、特に、バーナーなど
によって、あるいは電気エネルギによってもよいが、エ
ネルギを附加的に供給して、スクラップを溶かすことが
できる。
スおよび/または石炭をノズルを通して精錬容器内に吹
込む。炭素含有固体燃料が衝突するスクラップの領域が
既に溶けていると、好ましいため、特に、バーナーなど
によって、あるいは電気エネルギによってもよいが、エ
ネルギを附加的に供給して、スクラップを溶かすことが
できる。
スクラップの表面が溶解しもしくは溶解されていないと
きは、燃料流ガスクラップ表面を逆に冷却し、その結果
精錬容器内での不所望な炭素ダストの発生が起きる。
きは、燃料流ガスクラップ表面を逆に冷却し、その結果
精錬容器内での不所望な炭素ダストの発生が起きる。
本発明によると、浴液面下方のノズルから炭素含有固体
燃料を吹込む際には、その近傍に同時に酸素導入ノズル
を配置して、両方の吹込流をほぼ同じ方向を向けること
によD、例えばスクラップ加熱の際に同じ場所で衝突が
起るようにすることができる。好ましい吹き込み装置は
、2本の同心管よりなD、中心管からは例えば粉状コー
クスを。
燃料を吹込む際には、その近傍に同時に酸素導入ノズル
を配置して、両方の吹込流をほぼ同じ方向を向けること
によD、例えばスクラップ加熱の際に同じ場所で衝突が
起るようにすることができる。好ましい吹き込み装置は
、2本の同心管よりなD、中心管からは例えば粉状コー
クスを。
最初の環状間隙からは酸素を、そして第2の環状間隙か
らはノズル保簸媒体を、それぞれ流入させるものである
。ドイツ特許明細書第2438142号に記載された環
状スリットノズルも同様に好ましいことが分かった。
らはノズル保簸媒体を、それぞれ流入させるものである
。ドイツ特許明細書第2438142号に記載された環
状スリットノズルも同様に好ましいことが分かった。
本発明の別の好ましい実施態様によると、炭素含有固体
燃料の一部を後燃え流と一緒に上吹きする。この場合、
熱風上吹流の吹込み後短時間で、スクラップの表面の熱
風衝突領域は液状になっているので、燃料粒は液状表面
にて吸収されて、そこで酸素との反応が起って、発熱に
よりスクラップの溶解が好影響を受けるとの驚くべきこ
とが判明した。したがって、本発明によると、例えば粒
寸法が異なる石炭品などの炭素含有固体燃料を使用する
ことができる。この燃料の勲位利用の観点から好ましい
値に関しては、後燃え流が固体スクラップに衝突する時
期には最大粉直径が約0.111の粉状石炭を用い、し
かる後、後燃え流の衝突が優先的に溶融物上となる時に
、小片の寸法が約1簡以下のより粗粒の石炭を使用する
。
燃料の一部を後燃え流と一緒に上吹きする。この場合、
熱風上吹流の吹込み後短時間で、スクラップの表面の熱
風衝突領域は液状になっているので、燃料粒は液状表面
にて吸収されて、そこで酸素との反応が起って、発熱に
よりスクラップの溶解が好影響を受けるとの驚くべきこ
とが判明した。したがって、本発明によると、例えば粒
寸法が異なる石炭品などの炭素含有固体燃料を使用する
ことができる。この燃料の勲位利用の観点から好ましい
値に関しては、後燃え流が固体スクラップに衝突する時
期には最大粉直径が約0.111の粉状石炭を用い、し
かる後、後燃え流の衝突が優先的に溶融物上となる時に
、小片の寸法が約1簡以下のより粗粒の石炭を使用する
。
本発明の方法を実施する際に、スクラップ予熱段階およ
びスクラップ溶解段階中に精錬容器を離れる廃ブスの酸
化度は、約60〜80%であシ、また精錬段階中に精錬
容器を離れる廃ガスの酸化度は、約40〜60%である
。最初の段階の廃ガスをスクラップの予熱に利用して、
その顕熱をスクラップに伝達すると、熱風により廃ガス
が完全燃焼するので、熱の供給は一層高められる。
びスクラップ溶解段階中に精錬容器を離れる廃ブスの酸
化度は、約60〜80%であシ、また精錬段階中に精錬
容器を離れる廃ガスの酸化度は、約40〜60%である
。最初の段階の廃ガスをスクラップの予熱に利用して、
その顕熱をスクラップに伝達すると、熱風により廃ガス
が完全燃焼するので、熱の供給は一層高められる。
第2の精錬段階からの廃ガスの−酸化炭素含有量は、例
えば10〜20%と比較的低く、とれをような蓄熱器を
加熱するために使用することができる。
えば10〜20%と比較的低く、とれをような蓄熱器を
加熱するために使用することができる。
以下、本発明を非制限的実施例により説明する。
60トン平炉(寸法は対応電気炉とほぼ同じであった)
に、内径が9wxの酸素導入管を、各々4個、底部と、
底部直上の側壁に一様に、設けた。
に、内径が9wxの酸素導入管を、各々4個、底部と、
底部直上の側壁に一様に、設けた。
それぞれのノズルから約2Nm/rninの酸素を吹込
んだ。4個のノズルの前に、250kIIの塊状コーク
スを分けて置いた。炉査の、酸素導入同心管のほぼ上方
となるところに、直径が約20cIILの4本の熱風ノ
ズルを置いた。スクラップと一緒に装入される上記した
コークスに加えて、精錬容器内に全体で約5トンの石炭
を吹込んだ。その約半分は、上記した熱風導入ノズルの
中心管から吹込み、残シの石炭は、上記した酸素導入管
の近傍に配設された4本の石炭導入ノズルから吹込んだ
。
んだ。4個のノズルの前に、250kIIの塊状コーク
スを分けて置いた。炉査の、酸素導入同心管のほぼ上方
となるところに、直径が約20cIILの4本の熱風ノ
ズルを置いた。スクラップと一緒に装入される上記した
コークスに加えて、精錬容器内に全体で約5トンの石炭
を吹込んだ。その約半分は、上記した熱風導入ノズルの
中心管から吹込み、残シの石炭は、上記した酸素導入管
の近傍に配設された4本の石炭導入ノズルから吹込んだ
。
本発明の方法を実施するに際し、炉底ノズルから酸素が
、また上吹ノズルからまず熱風だけが、精錬容器に吹込
まれた。約3分後に、炉底ノズルと側壁ノズルの両方か
ら同時に、石炭の吹込を開始した。底吹率はノズル当り
毎分約15ゆであった。最初の吹込期の15分の間に、
小片の最大径が約Q、1!111の微粒状石炭を吹込み
、次に、少なくとも上吹流中に、小片の最大径が約1目
の粗粒の石炭に切換えることが、好ましいことが分かっ
た。
、また上吹ノズルからまず熱風だけが、精錬容器に吹込
まれた。約3分後に、炉底ノズルと側壁ノズルの両方か
ら同時に、石炭の吹込を開始した。底吹率はノズル当り
毎分約15ゆであった。最初の吹込期の15分の間に、
小片の最大径が約Q、1!111の微粒状石炭を吹込み
、次に、少なくとも上吹流中に、小片の最大径が約1目
の粗粒の石炭に切換えることが、好ましいことが分かっ
た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、鋼浴表面より下方の吹込みノズルと上吹装置を備え
た精錬容器において、炭素含有燃料と酸素含有ガスを反
応関与成分として使用して、スクラップから鋼を製造す
る方法において、 精錬容器内のスクラップおよび溶融物への熱供給に同一
の反応関与成分を使用し、また生成するガス状反応生成
物を余熱空気で後燃えさせることを特徴とするスクラッ
プ製鋼法。 2、上吹装置の操作に際し、熱風のノズル前圧力P、ノ
ズル直径D、および上吹流の走行距離、すなわちノズル
開口と衝突場所との間の間隔L、の間に下記: D・√p=L/(8ないし12) の関係が保たれていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のスクラップ製鋼法。 3、スクラップ予熱期、溶解期および精錬期で、添加す
る反応関与成分の量を別にすることを特徴とする特許請
求の範囲第1項または第2項記載のスクラップ製鋼法。 4、炭素含有固体燃料の小片の大きさを変えて使用する
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
の何れか1項に記載のスクラップ製鋼法。 5、スクラップの予熱および溶解期に、最大小片直径が
約0.1mmの炭素含有固体燃料を使用することを特徴
とする特許請求の範囲第1項から第4項までの何れか1
項に記載のスクラップ製鋼法。
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