JPS6227513A - 鉄材料の溶解及び過熱方法 - 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） 本発明は金属の溶解に関するものであり、より具体的に
は固体鉄金属の溶解及び過熱に関するものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）スク
ラップ又は他の鉄系固体材料をアーク炉内で溶解するこ
とは、もちろん、周知の概念である。

しかしながら、そのような固体材料を満足に溶解させる
のに必要とされる電気エネルギは極めて大きく、関連す
る電極のコストと相まって全コストに顕著に影響する。

石炭を電気に変換すること自体は低能率のプロセスであ
り、かくてスクラップをアーク炉で溶解することは全体
的には基本の化石燃料を非効率的に使用することになる
。

本発明の１つの目的は前述の問題点を顕著に減少する金
属の溶解法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、鉄材料の溶解及び過熱方法が提供され
ており、該方法は溶解容器に鉄材料が充填する段階と、
前記容器内に石炭及び酸素を噴射する段階にして、前記
石炭と酸素の割合は石炭を燃焼させて前記鉄材料の溶解
を行なうのに十分な熱を提供する一方、被溶解物内に残
留カーボンを提供し同カーボンが酸化された際被溶解物
を過熱するべく石炭を燃焼させるように選ばれる噴射段
階とを有している。

ここで用いている「過熱」なる表現は被溶解物の温度を
その融点より高い温度に加熱上昇させて、同溶解物をし
て加熱終了時に前記被溶解物金属の満足すべき搬送及び
／又は鋳造が許容されるに十分な温度になるようにする
ことを意味している。

ここで用いる「鉄材料」なる表現は鉄スクラツプ及び／
又は他の鉄を含む固体物質のことを意味している。

前記石炭及び酸素は溶解及び過熱両段部において炭素含
有ｍをコントロールするような割合で導入される。

前記容器は例えばその基底壁内において、撹拌ガスを被
溶解物内に噴射して熱伝達により溶解を助けるべく、羽
口又は多孔質レンガを含むことが出来る。

本発明に従って製造される鉄系被溶解物は後に二次的鋼
精錬のため別の処理容器へと移動させることが出来る。

前記石炭はキャリアガスを介して、酸素リッチのガス用
に用いられるのとは別個の軟管又は羽口により導入する
か、又は酸素及び石炭を組合わせて容器内で燃焼させる
ための単−又は複数個の吹管に送給するか、又は例えば
石炭を外側環体内に供給し、酸素は内側孔中に供給する
ような同軸状噴射吹き管内に導入することが出来る。前
記吹管は水冷することが出来る。

前記容器には複数個の噴射羽目又は吹管を設けることが
出来る。

前記石炭は粉末状又は粒状形態とすることが出来、例え
ば３ｊｌｌｉ平均径から５０μｍ以下迄以下間囲の寸法
のものとすることが出来る。

前記石炭は適当な種類のものを所要の寸法及び燃料能力
のものに細砕して用いれば良く、例えば中〜高揮発性一
般用途炭を用いることが出来る。

石炭をその送給パイプに送るのには種々の分配！！！器
を利用することが出来る。

かくて、分配は慣用のねじ供給システムによるか、又は
石炭を送給パイプに供給する手段としての流体化手段に
よって行なうことが出来る。

別法の装置として、供給用石炭を連続的に細砕して送給
パイプへと分配する専用装置を用いることが出来る。

石炭及び酸素の噴射割合は個々の状況及び要求条件、特
に該当する容器の操業条件に見合うよう変更することが
出来る。酸素と石炭の比率は溶解段階において亜化常世
論的レベルのものとすることが出来る。但し前記比率は
以下に詳細に説明するように被溶解物にカーボンが添加
されるか又は取去られるかにより変化することがある。

過熱段階中における酸素とカーボンの比率は化学ｍ論的
レベルよりも高いものとすることが出来、同比率は必要
とされる過熱囚並びにプロセスの進行に伴なう被溶解物
のカーボン含有量によって決定される。

本発明はその範囲内において本発明の方法を実施するた
めの機器を含んでいる。

本発明をより容易に理解出来るよう、以下に例示の目的
で、本発明の１つの実施例を付図を参照しながら説明す
る。

（実施例） 付図を参照すると、本装置は全体として慣用のアーク炉
の形状にある。炉１にはスクラップ投入物２が、銑鉄と
ともに与えられる。ここで前記スクラップは通常の鋼特
性のものである。燃焼カーボン及び酸素を組合わせて導
入するために複数個の同軸上カーボン及び酸素噴射吹雪
が利用されている。例示の実施例においては３個のその
ような水冷吹雪３が通常はアーク電橋によって利用され
る開口８中を通って突出しており、一方３１１ｍの別の
吹笛４が炉の側壁５中を対角線的に突出している。炉に
はその炉床及び炉板に耐火性内張りを設けることが出来
るが、側壁及び屋根は水冷パネルから形成することが出
来る。

排ガス及び煙霧出口１０は炉屋根９内に設けられている
。

容器にはその基底部１２において、撹拌ガスを被溶解物
７内に導入するため、多孔質要素６が設けられている。

屋根９中を突出する３個のバーナ吹雪３は前述したよう
にアーク炉のｔｉに用いられるピッチ円と類似のピッチ
円上に配置され、広範囲の化学成分の石炭を燃焼するこ
とが出来る。炉の側壁５中を突出するバーナ吹雪４は２
重の役割を有している。その１つ目は投入物を加熱する
ためのバーナとしての役割であり、２つ目は石炭又は他
の炭素質物質を被溶解物内に投入して、カーボン含有量
をコントロールし、溶解後における液体状鍋温度を適正
な注湯温度へと上昇させることを許容する役割である。

下側の撹拌要素６はガス通過のための割溝又は小パイプ
を備えた耐火性ブロックによって構成されている。撹拌
に用いられるガスは通常不活性のものである。但し炭酸
ガスや空気のような反応性のガスも時として用いること
が出来る。

炉へのスクラップ投入物２は慣用の態様に従いバスケッ
ト添加により作られる。用いるバスケットの数は実際上
は炉の寸法に依存する最小の数に保持される。前記投入
物は、実際には、ある割合の銑鉄を含むことが可能であ
り、残りは鋼スクラツプである。復炭剤も又投入可能で
あり、石炭のようなスラグ製造のためのフラックス添加
物もバスケット添加により加えることが出来る。

投入の後、炉はスクラップを溶解し、液体鋼の温度を適
当な注湯温度（約１６５０℃）迄上昇させる目的で作動
される。通常このようにして得られた鋼は二次精練のた
めに注湯口１１を経て移送されるが、試し鋼が必要とさ
れる場合にはこれを溶解容器内で製造することが可能で
ある。通常の操業においては、二次的な取１！製鋼プロ
セスが利用される。本システムは溶解の際硫黄を幾分除
去すること及び適当なスラグコントロールにより溶解容
器内での過熱を得ることが出来る。

実際には、溶解は屋根バーナ３をしてそれらの先端が炉
床上駒２ｍの所にくる迄下げられた状態で開始される。

投入物はこの地点ｌ〕＼ら側壁バーナ４の助けにより溶
解される。炉の基底２内の液体金属のプール７が増大し
スクラップがこのプール内に落下するにつれて、屋根バ
ーナ３はそれと浴との距離をコントロールするため後退
させられる。

これらの作業の間石炭は化学量論状態又はそれよりわず
かに低い状態にある酸素とともに燃焼させられる。前記
撹拌ガスは要素θ中を低い噴射速度を以って進入開始す
るが、噴（ト）速度は液体鋼ブール７の寸法が増大する
につれて同プール中の熱対流を増大させるため増大させ
られる。第２のスクラップ用バスケットによる投入が必
要になった時には、この溶解プロセスが繰返される。

溶解プロセスの完了（完全溶解）時点において、液体鋼
は通常１５５０℃の温度にあり、約１．４％のカーボン
を含んでいる。この段階において、側壁バーナ４への石
炭供給が打切られ、屋根バーナの石炭供給速度が減少さ
れる一方酸素流１が維持されるので、化学＠論値は１０
０％より大きな値へと移行する。化学量論条件の２〜３
倍程度の数字が通常１；７られる状態である。このプロ
ビスの効果ｔよ液体浴からカーボンを酸化させることを
許容することにある。解放される熱により、液体鋼（よ
１６５０℃付近の注湯温度へと過熱されることになる。

溶解プロ亡ス完了時点において鋼内のカーボンレベルが
そのような以後の注湯温度を達成するための所望のレベ
ル以下である場合には、石炭を側壁吹笛４又は頂部穴管
又は別四の補助吹管を介して浴内に噴射することが出来
る。必要とされる石炭の楢は溶解状態のカーボンレベル
及び温度に依存する。補助吹管を用いて酸素を溶解及び
／又は過熱段階中に本システム内に導入するべく用いる
ことが可能である。

このカーボンコン１−ロールの技法を使用することによ
り、熱を！Ｎｊ４ｉ度にある浴に伝達することは浴カー
ボン酸化により効率的に行なわれる。本発明により提供
されるカーボンコントロールの方法を用いない場合には
、溶解及び過熱時にＪ３ける熱回収は最良でも２０％と
極めて低効率であり、プロセス時間が増大し、エネルギ
が無駄に消費されることになる。浴撹拌はまたカーボン
／酸素反応を最適化して浴酸化の状態を最小にし、従っ
て良好な製品を保証するためにも用いられる。

本方法において、前記過熱段階が完了すると、液体鋼は
通常炉が出湯されて、二次製鋼用容器内で成分調整処理
が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための機器の図式内断
立面図、 第２図は第１図の機器の図式的断手面図である。 １・・・炉、２・・・スクラップ、３．４・・・穴管、
６・・・撹拌要素、７・・・被溶解物。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄材料の溶解及び過熱方法であつて、容器に鉄材
   料を投入充填する段階と、前記容器内に石炭及び酸素を
   噴射する段階にして、前記石炭及び酸素の割合は前記鉄
   材料の溶解を行なうのに十分な熱量を与え、なおかつ被
   溶解物内に残留カーボンを与え同カーボンの酸化の際前
   記被溶解物を過熱するよう前記石炭を燃焼するよう選ば
   れる噴射段階とを有する方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、石
   炭及び酸素は前記溶解及び過熱の両段階中被溶解物のカ
   ーボン含有率をコントロールするような割合で導入され
   ることを特徴とする方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法に
   おいて、噴射される酸素と石炭の比率は前記溶解段階中
   亜化学量論的レベルにあることを特徴とする方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項から第３項迄のいずれか１
   つの項に記載の方法において、前記噴射される酸素と石
   炭の比率は前記過熱段階中化学量論的レベルを越えるも
   のであることを特徴とする方法。
5. （５）特許請求の範囲第１項から第４項迄のいずれか１
   つの項に記載の方法において、前記両段階の少なくとも
   一方の段階中撹拌ガスが被溶解物中に噴射されることを
   特徴とする方法。
6. （６）特許請求の範囲第１項から第５項迄のいずれか１
   つの項に記載の方法において、石炭は粒状であり、３ｍ
   ｍから５０μｍ以下の平均粒径寸法範囲内にあることを
   特徴とする方法。
7. （７）特許請求の範囲第１項から第６項迄のいずれか１
   つの項に記載の方法において、石炭は中から高揮発性の
   一般用途石炭であることを特徴とする方法。
8. （８）特許請求の範囲第１項から第７項迄のいずれか１
   つの項に記載の方法において、石炭は前記両段階の少な
   くとも一方の段階中酸素リッチなガス用に用いられるの
   とは別個の軟管又は羽口によつて容器内に導入されるこ
   とを特徴とする方法。
9. （９）特許請求の範囲第１項から第７項迄のいずれか１
   つの項に記載の方法において、石炭及び酸素リッチなガ
   スは少なくとも１つの吹管内において組合わされて容器
   内に噴射されることを特徴とする方法。
10. （１０）特許請求の範囲第１項から第７項迄のいずれか
    １つの項に記載の方法において、前記石炭及び酸素リッ
    チなガスは少なくとも１つの同軸状の軟管にして石炭が
    外側環体内を通り、酸素リッチなガスが内側穴内を通る
    軟管を介して容器内に噴射されることを特徴とする方法
    。
11. （１１）特許請求の範囲第１項から第１０項のいずれか
    １つの項に記載の方法において、石炭は送給パイプから
    噴射されるべく供給され、同パイプに供給される石炭を
    細砕し分配するよう配設された機器から前記送給パイプ
    へと通されることを特徴とする方法。