JPS62276391A - 新規なキユポラ炉の操業方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はキュポラ炉の操業方法に関し、特に燃料費を低
下させると共に高品質の溶湯を得る操業方法に関する。

（従来の技術） 従来、キュポラ炉において鋳鉄の溶湯を得るための操業
方法としてはキュポラ炉本体の上部に取付けた装入口よ
り予め装入されているベットコークスの上に燃料と共に
銑鉄、鋼屑、戻り屑、故鉄等の地金類と造滓用石灰また
は石灰石を一定の比率で層状に詰め炉本体の下部に設け
た羽口がら空気を送り込んでコークスを燃焼させ、これ
によってベットコークス全体を地金の溶解温度以上に加
熱しベットコークスの真上にある地金を溶解し順次ベッ
トコークス中を滴下させて炉体の底部にある出湯口より
連続的にまたは間欠的に取り出すのである。しかして、
ベットコークス真上の地金が溶解すると、その上に装入
されている未溶解の地金は順次ベットコークス真上に降
下しそこで加熱溶解され、このように溶解が連続的に進
行するので装入材料は地金の降下速度に合わせて装入さ
れる。しかして、装入材料には燃料、地金類、造滓材の
ほかに目標とする鋳鉄溶湯成分中の合金元素としてのＳ
ｉ（珪素）、　Ｍｎ（マンガン）の不足分を補充するた
めに珪素鉄、高珪素銑鉄、炭化珪素含有ブリケット、満
俺鉄等が同時に装入される。

ところで、キュポラ炉操業においては省エネルギーを実
現して燃料費、湯代を引き下げることや溶湯の品質を安
定化する等種々の操業方法が取り入れられている０例え
ば、燃料コークスを燃焼させるために吹き込む空気を予
熱して熱風を送風することによって高温溶解して燃料コ
ークスを節約する熱風操業方法、過熱帯の外壁を水冷し
て内張り煉瓦の溶損量を減少させて長時間操業を可能と
する水冷キュポラ法、送風される空気中の水分を除湿し
て炉内に侵入する水分を減少させて水素ガスの発生を抑
え同時に焦損を防止する方法、送風中に酸素を付加して
焦損となる窒素ガスの吹き込み量を引き下げて急速加熱
による高温操業と熱効率上昇を図る酸素富化送風操業法
或いはカルシウムカーバイトを装入口から投入して熱源
として利用しＣａｂ（石灰）生成による脱硫反応を促進
する方法等が有り、更に近年に至り装入口から装入され
る燃料コークスの一部を羽口から微粉末にしたコークス
に置き換えて送風と共に吹き込む方法が行われるように
なった。しかし、これらの方法においても更に改良すべ
き点が有り、更に、燃料費の引き下げや均一な溶湯を得
るために種々の工夫が行われている。

（解決すべき問題点） 本発明は従来のキュポラ操業とは異なる方法によって更
に燃料費を引き下げると共に従来の水準より高い高温溶
解が可能になるよう種々検討した結果、本発明を完成し
たもので、本発明の目的は燃料費を引き下げると共に高
品質の溶湯を得ることが出来る新規なキュポラ操業法を
提供するにある。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明はキュポラ炉の操業方法において、粒
径１００μ以下の微粒子よりなる炭化珪素の微粉を炉の
羽口より吹き込むことを特徴とするキュポラ炉の操業方
法であって、吹き込まれた炭化珪素は燃料として使用す
るのである。したがって炭化珪素の粒度としては炭化珪
素が容易に酸化、燃焼するような微粉であることが必要
であり、その為本発明では粒径は１００μ以下、好まし
くは５０μ以下の微粒子を使用する。炭化珪素は製造時
低温では８品を生じ高温ではα晶を生ずるが本発明にお
いて使用する炭化珪素はα晶、β晶の何れも使用できる
ばかりでなく、珪素鉄や、金属珪素を製造する炉の炉床
に生成する炭化珪素含有物質や炭化珪素を含有する発熱
体、炉材、セラミックの廃品等の微粉も使用できる。そ
して本操業方法において炭化珪素の微粉と共にＣａＯ微
粉を炉の羽口より吹き込むことにより一層効果を上げる
ことができる。しかして、　ＣａＯ微粉の粒径としては
５０μ〜１５０μ、好ましくは１００μ程度以下である
。そして両者の混合割合は重量比で１：１．５〜２の範
囲であるが、最適にはｌ：１．５である。なお、従来、
地金類と共に炭化珪素ブリケットを炉頂より装入し鋳鉄
溶湯中に所要量のＳｉ分を保持させる場合があるが、こ
のような場合炭化珪素ブリケットは５０ｎｗｎ以上の塊
状物を炉頂装入口から鉄源やコークスと共に投入するも
のであるから１本発明の燃料として炭化珪素の微粉を羽
口より添加する場合とは明瞭に区別される。しかして、
本発明の操業方法においては炭化珪素中のＳｉは炉内吹
き込み直後法の化学反応による酸化発熱する。５ｉｌｏ
□：ＳｉＯ□　そして、この酸化反応のＳｉの発熱量は
コークスの酸化発熱量と１ｋｇ当り略同じであるが、キ
ュポラ炉溶解に使用出来る有効熱量はコークスに比べて
炭化珪素を燃料とした方が、極めて大きいので燃料費の
引き下げや高温溶解を可能とすることになる。なお、炭
化珪素中に含有される炭素はコークスと同様に酸化発熱
し燃料として使用される。

今、本発明の操業方法を従来のコークスのみを燃料とし
て使用する方法と比較して説明する。すなわち、コーク
スとＳｉとは先に述べたように酸化発熱量は１ｋｇ当り
略同じであるが、次のような差異があり、この差異によ
り炉の焦損を減少させ高温溶解が可能となる。すなわち
、（１）酸化反応によって生ずる酸化生成物が本発明で
は固体であるのに対し、従来法ではガス体であるため炉
頂より排出されるとき顕熱をもって炉外に出る（２）完
全燃焼に要する酸素量が本願発明はコークスに比して約
半分以下である。しかして必要酸素量が大なることは送
入すべき空気量を大にすることを意味し、これは炉内に
全く反応に関与しない窒素ガスを導入することを意味す
る。しかして、窒素ガスも炉の加熱帯で加熱され上昇す
るにしたがって地金等の装入材料を予熱しつつ顕熱を失
い炉頂排出時には約５００℃の顕熱を持って炉外に放散
される。（３）従来法では燃焼生成物であるＣＯ□ガス
は過熱帯、溶解帯において赤熱したコークスに接触して
ＣＯ２＋Ｃ＝２ＣＯの吸熱反応を生じ２倍量のＣＯガス
を生ず。そしてこの吸熱反応は炉内温度を低下させて燃
料コークスを無駄に消費させることとなり、発生ガス量
の増加は熱損失を増加させることとなり、このような反
応を抑制する手段はない。他方。

本発明においても、酸化反応生成物であるＳｉｎ、はベ
ッドコークスの存在する湯溜り部分で次のような還元反
応を生ずる。　ＳｉＯ，＋２Ｃ：Ｓｉ＋２ＣＯこの還元
反応は吸熱反応であるためこの反応を抑制して出来るだ
け温度低下を防止しなければならない、炭化珪素と共に
ＣａＯを添加することにより可能と成る。すなわち、Ｃ
ａＯの吹き込みによって５ｉｎ２はＣａＯと反応してＳ
ｉｎ、　ＣａＯ、Ｓｉｎ、　２ＣａＯ等と成り、スラン
プ中のＳｉｎ、の活量を下げ上記の還元反応を抑制する
ことが出来るのである。従来法の石灰石を炉頂より装入
する方法でＣａＯを増量することも上記の反応の抑制す
ることに有効であるが、本漬の炭化珪素微粉との混合吹
込には及ばない、したがって。

従来法ではＣ０２の還元反応を抑制する手段はないのに
対し本発明では炭化珪素と共にＣａＯを添加することに
よりＳｉｎ、の還元反応を抑制することが出来るのであ
る。（４）また、　ＳｉＯ□とＣａＯとの反応生成物で
ある５ｉｎ２・ＣａＯ，ＳｉＯ□・２ＣａＯ等の生成反
応熱によって湯溜り部におけるスラブの昇温の効果を期
待することが出来る。しかして、コークスと炭化珪素を
炉内で燃焼させた場合の出・発熱量を比較すると次のよ
うになる。

内径７００ｍ／ｍφ、出湯量２．８７／Ｈ１熱風平均温
度４００℃、コークス原単位１３０ｋｇ／Ｔ（Ｆ、Ｃ，
９０％含有）出湯温度１５５０℃、排気温度４５０℃以
上のキュポラ操業炉において、燃料コークス中′の炭素
量１　ｋｇ／Ｔを炭化珪素中の純分Ｓｉ　１ｋｇバに変
えた場合の吸・発熱量の相違を示す。

Ｍ：メガ１０’狽蕗 □□□型 〔註〕上記計算は羽口より吹込まれた空気中の酸素はｃ
ｏ　：　ｃｏ□＝ｌ：１の割合で炭素を消費するとした
。

しかして５本発明においては炭化珪素と石灰との混合物
の吹込みに当ってはコークス微粉との混合により吹込み
を行うことが出来る。

次に本発明の操業例を実施例として示し具体的に本発明
を説明する。

（実施例） 内径７００ｎｍ、熱風温度４００℃のキュポラ炉で、燃
料コークス全量を炉頂より装入した従来操業と炭化珪素
・石灰の混合粉末を燃料の一部として羽口から吹き込ん
だ新規な操業を行なったデーターを示す。新規操業では
コークス１０５ｋｇ／溶湯Ｔｏｎ当を炉頂から装入し、
更に５ｉＣ９０％含有炭化珪素の２４μ〜４０μ微粉１
０．７ｋｇ／溶湯Ｔｏｎ当（純ＳＬは６．７２ｋｇ溶湯
ＴＯｎ当）に１００　μ（５０μ生石灰粉１２ｋｇ／溶
湯Ｔｏｎ当を羽口から吹き込んだ。地金類・合金鉄等の
装入量は、両方法とも同一条件で実施した。

（効果） 以上述べたように、本発明はキュポラ炉の操業方法にお
いて炭化珪素の微粉とＣａＯの微粉との混金物を吹き込
み炭化珪素を燃焼させることにより炭化珪素中のＳｉの
燃焼による発熱量は全く有効な熱量として使用されるの
で炉内の温度上昇は著しく、燃料費の低減をもたらすと
共に溶湯の改善し、更に炉内の温度調整は炭化珪素の吹
き込み量の調整によって極めて容易に且つ確実に実施出
来る等の効果を奏するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キュポラ炉の操業方法において、粒径１００μ以下
   の微粒子よりなる炭化珪素の微粉を炉の羽口より吹き込
   むことを特徴とするキュポラ炉の操業方法 ２、炭化珪素の微粉と共にＣａＯの微粉を炉の羽口より
   吹き込む特許請求の範囲第１項記載のキュポラ炉の操業
   方法