JPS6312921B2 - - Google Patents

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JPS6312921B2
JPS6312921B2 JP18116585A JP18116585A JPS6312921B2 JP S6312921 B2 JPS6312921 B2 JP S6312921B2 JP 18116585 A JP18116585 A JP 18116585A JP 18116585 A JP18116585 A JP 18116585A JP S6312921 B2 JPS6312921 B2 JP S6312921B2
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scrap
lance
oxygen
furnace
metal
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JPS6247416A (en
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Nikoraeuitsuchi Demidofu Konsutantein
Andoreeuitsuchi Sumirunofu Reoniido
Arekusandoroitsuchi Makunitsukii Uikutooru
Uikutoroitsuchi Ripuhin Yuurii
Isaakoitsuchi Kuzunetsuofu Serugei
Eugenieuits Oregu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Urarusukii Nauchino Isusuredo Inst Choorunuifu Metarofu
Original Assignee
Urarusukii Nauchino Isusuredo Inst Choorunuifu Metarofu
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Publication date
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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鉄及び鋼治金に関し、特に、頂部な
いし頭上に取付けた酸素ランスを有する塩基性酸
素上吹転炉中における鋼溶融法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to iron and steel metallurgy, and more particularly to a process for melting steel in a basic oxygen top-blown converter having an overhead-mounted oxygen lance.

塩基性酸素上吹転炉(BOF)中における鋼溶
融法は、スクラツプ金属、溶鉄及び添加物を含む
金属投入物に酸素を吹き込むことによつて金属精
錬すること包含する。製鋼におけるBOF技術の
重要な特徴はそのスクラツプ処理能力である。
The process of melting steel in a basic oxygen top-blown converter (BOF) involves refining the metal by blowing oxygen into a metal input that includes scrap metal, molten iron, and additives. An important feature of BOF technology in steelmaking is its scrap processing ability.

スクラツプは製鋼のために銑鉄より安い出発材
料である。したがつて、1トンの鋼を生産するの
に1.1トンのスクラツプで十分であるのに対し、
銑鉄から1トンの鋼を生産する場合、事前に2ト
ンの鉱石を掘り出して高炉中で処理する必要があ
り、この工程で約1トンの貴重で高価なコークス
用炭を消費する。スクラツプ金属1トンを集めて
準備する材料費は、銑鉄1トンを生産する材料費
より10から12倍少ない。したがつて、製鋼におい
てスクラツプ金属を利用すると、重要な材料と必
要な労働量との両方を著しく節約することができ
る。
Scrap is a cheaper starting material for steelmaking than pig iron. Therefore, while 1.1 tons of scrap is sufficient to produce 1 ton of steel,
To produce one ton of steel from pig iron, two tons of ore must first be mined and processed in a blast furnace, a process that consumes about one ton of precious and expensive coking coal. The material cost of collecting and preparing one ton of scrap metal is 10 to 12 times less than the material cost of producing one ton of pig iron. Therefore, the use of scrap metal in steel making can result in significant savings both in critical materials and in the amount of labor required.

スクラツプの費用がより安いことを考慮に入れ
て、投入する金属部分のスクラツプ金属の割合を
増やし溶銑の割合を減らすために、鋼溶融の
BOF技術に種々の技術を最近導入している。ス
クラツプの割合を高くする技術の1つとして、塩
基性酸素炉においてスクラツプを予熱するものが
ある。したがつて、米国における全BOF設備の
約4分の1のものが、この目的で、燃料ガス又は
燃料オイル羽口を備えている。入手可能なデータ
(スチール・タイムズ雑誌、1977年第205巻第11号
第133〜137頁、第139〜140頁参照)によると、ス
クラツプを800℃に予熱すると、約10分の加熱時
間で、全金属投入重量の10%だけスクラツプの割
合を増やすことができる。金属投入物のスクラツ
プの割合を増加するために、塩基性酸素炉の中で
スクラツプを予熱する鋼溶融技術は、米国、英
国、ベルギー、スウエーデン、日本、フランスに
おいて広く実施されている。
Taking into account the lower cost of scrap, the use of molten steel to increase the proportion of scrap metal and reduce the proportion of hot metal in the input metal part.
Various techniques have been recently introduced in BOF technology. One technique for increasing the scrap percentage is to preheat the scrap in a basic oxygen furnace. Accordingly, approximately one quarter of all BOF installations in the United States are equipped with fuel gas or fuel oil tuyeres for this purpose. According to available data (see Steel Times Magazine, Vol. 205, No. 11, 1977, pp. 133-137, 139-140), preheating the scraps to 800°C shows that with a heating time of about 10 minutes, The proportion of scrap can be increased by 10% of the total metal input weight. Steel melting techniques in which the scrap is preheated in basic oxygen furnaces to increase the scrap proportion of the metal input are widely practiced in the United States, United Kingdom, Belgium, Sweden, Japan, and France.

従来技術 従来の塩基性酸素炉において溶鉄を添加しない
でスクラツプを加熱溶融する最初の試みは、
Voest−Alpine AGによつて行われた(Rinesch
R.F.−J.Metals1962年第14巻第7号第497〜501頁
参照)。
Prior Art The first attempt to heat and melt scrap without adding molten iron in a conventional basic oxygen furnace was
Voest-Alpine AG (Rinesch
(Refer to RF-J. Metals 1962, Vol. 14, No. 7, pp. 497-501).

米国特許第3174847号は製鋼法を開示している
が、これによると、塩基性酸素炉の中に予め投入
されている銑鉄と金属投入物の重量の1.5から
1.75%の量の鋼スクラツプとの上にコークスを置
く。次いで、ガスバーナによつてコークスに着火
し、投入物を通して酸素を投入物が溶融するに従
つて増やしながら吹き込む。
U.S. Pat. No. 3,174,847 discloses a steel manufacturing method in which from 1.5 to 1.5 of the weight of pig iron and metal inputs previously placed in a basic oxygen furnace.
Put coke on top with steel scrap in the amount of 1.75%. The coke is then ignited by a gas burner and oxygen is blown through the charge, increasing as the charge melts.

また、炉の中へ冷えた材料を投入し(砕いた鋳
鉄、鋼スクラツプ、燃料、鉄合金)、これらを溶
融し、酸素で精錬し、可燃性物質を燃料として用
いる、塩基性酸素炉中での製鋼法も公知である
(米国特許第2800631号、第3234011号参照)。
Also, in a basic oxygen furnace, cold materials (crushed cast iron, steel scrap, fuel, iron alloys) are put into the furnace, and then they are melted and refined with oxygen, using flammable materials as fuel. Steel manufacturing methods are also known (see US Pat. Nos. 2,800,631 and 3,234,011).

しかしながら、冷えたスクラツプと固体燃料を
含む投入物の上に酸素を直接供給して溶融精錬す
ることを包含する製鋼法を実施することは、燃料
に着火すること、燃料の非効率的利用、金属中の
高残留硫黄値、炉の耐火ライニングの寿命が短か
いこと、金属溶融損が著しいこと、及び、スラグ
形成物質を多量に入れること、における難点が明
らかになつた。これらの理由で、金属投入物を加
熱する技術は、広く実施されることができなかつ
た。
However, implementing a steelmaking process that involves melting and smelting by supplying oxygen directly over inputs containing cold scrap and solid fuels can lead to ignition of the fuel, inefficient use of the fuel, and metallization. Difficulties were identified in high residual sulfur values in the furnace, short life of the refractory lining of the furnace, significant metal melting losses, and high loading of slag-forming substances. For these reasons, techniques for heating metal inputs have not been widely implemented.

現在、金属投入物の組成として溶鉄を有する塩
基性酸素炉におけるスクラツプの加熱は、酸素中
においてガス状ないし液体状の炭素含有燃料を燃
焼させることによつて発生した熱によつて行つて
いる。このスクラツプ加熱技術は、燃料オイル/
酸素羽口を用いるWilling Pittsburghのような製
鋼所、燃料ガス/酸素ランスを用いるAllan
Wood.Wisconsin Steel.Inland Steel Co.のよう
な製鋼所において用いられている。Cockerill
Ougreeは液体燃料としてオイルを用いている
(Blast Furnace and Steel Plant1969年第57巻
第12号第1007〜1012頁のKemner W.F.;I.
Metals1972年第24巻第9号第26〜37頁;
Ironmaking and Steelmaking1976年第8巻第5
号第252〜258頁のOnuschek J.W.、Holmes R.
L.W.参照)。
Currently, the heating of scrap in basic oxygen furnaces with molten iron as the metal input composition is carried out by the heat generated by burning gaseous or liquid carbon-containing fuels in oxygen. This scrap heating technology uses fuel oil/
Steel mills such as Willing Pittsburgh with oxygen tuyeres, Allan with fuel gas/oxygen lances
Used in steel mills such as Wood.Wisconsin Steel.Inland Steel Co. Cockerill
Ougree uses oil as a liquid fuel (Blast Furnace and Steel Plant, 1969, Vol. 57, No. 12, pp. 1007-1012, Kemner WF; I.
Metals 1972, Vol. 24, No. 9, pp. 26-37;
Ironmaking and Steelmaking1976 Volume 8 No. 5
No. 252-258 Onuschek JW, Holmes R.
(See LW).

新日本製鉄株式会社のある製鋼所ではトロイド
形の灯油/酸素ランスを用いた(Iron and Steel
Institute1973年第46巻第4号第325〜331頁の
Chatterjie A.参照)。
A steel mill of Nippon Steel Corporation uses a toroid-shaped kerosene/oxygen lance (Iron and Steel
Institute1973 Vol. 46 No. 4 No. 325-331
(See Chatterjee A.).

公知のスクラツプ予熱技術は次のように行う。
第1に、スクラツプ加熱の間に放出された酸化鉄
から炉底を保護するために、石灰を炉の中に投入
する。石灰を入れてから、必要量のスクラツプを
炉の中に入れ、炉のフードの開口から酸素ランス
を引き上げ、ガス/酸素ランスで置き換える。炉
を垂直位置へセツトし、ランスの先端がフードの
開口に達するまでガス/酸素ランスを下げる。次
いで、手動の燃料ガストーチで着火する。それに
続いて、ランスをスクラツプ加熱位置まで下げ
て、溶融槽の深さの2〜3倍を越える距離に加熱
操作中維持する。
Known scrap preheating techniques operate as follows.
First, lime is introduced into the furnace to protect the furnace bottom from iron oxides released during scrap heating. After adding the lime, place the required amount of scrap into the furnace, pull the oxygen lance through the opening in the furnace hood, and replace it with the gas/oxygen lance. Set the furnace in the vertical position and lower the gas/oxygen lance until the tip of the lance reaches the opening in the hood. It is then ignited with a manual fuel gas torch. Subsequently, the lance is lowered to the scrap heating position and maintained at a distance of more than two to three times the depth of the melting bath during the heating operation.

液体燃料を用いる実施形においては、耐火ライ
ニングの温度が燃料を着火するのに十分であるの
で、トーチで着火しなければならない特別の必要
性はない。スクラツプ予熱装置を動作させると、
ランスは炉の口の下約1メートルの位置の炉の中
へ下降する。ランスがスクラツプレベルに近づき
すぎると、ランスの先端は早急に破壊される。他
方、ランスの位置がスクラツプから遠すぎると、
加熱効率に悪影響を受ける。その上、上記した技
術によつては、スクラツプは一様に加熱されず、
軽量片はすでに溶融しているのに、重量片はまだ
十分に加熱されていないことになる。約11〜12分
のスクラツプ加熱期間に続いて、燃料ランスを引
き上げ、不使用位置へ引つ込め、酸素ランスを代
りに導入し、炉を傾け、そして溶鉄をその中へ注
入する。金属精錬は酸素を吹き込むことによつて
行う。精錬操作に必要な総酸素量の少なくとも15
%をランスが供給してから、ランスをその作業位
置にセツトする。
In embodiments using liquid fuel, there is no particular need to ignite with a torch as the temperature of the refractory lining is sufficient to ignite the fuel. When the scrap preheating device is operated,
The lance is lowered into the furnace approximately 1 meter below the furnace mouth. If the lance gets too close to the scrap level, the tip of the lance will quickly be destroyed. On the other hand, if the lance is located too far from the scrap,
Heating efficiency is adversely affected. Moreover, with the techniques described above, the scrap is not heated uniformly;
The lighter pieces have already melted, but the heavier pieces have not yet been sufficiently heated. Following a scrap heating period of approximately 11-12 minutes, the fuel lance is raised and retracted to a non-use position, an oxygen lance is introduced in its place, the furnace is tilted, and molten iron is injected into it. Metal refining is carried out by blowing oxygen. At least 15% of the total amount of oxygen required for smelting operations
% and then set the lance in its working position.

しかしながら、燃料ガス/酸素又は燃料オイ
ル/酸素を使用してスクラツプを予熱する塩基性
酸素炉操作の欠点は、ランスに燃料を供給するた
めの特別の装置を有する複雑な構造及びその装置
の操作の必要性、スクラツプ予熱時間の延長、及
び、加熱後酸化鉄で飽和した液相溶融領域の発
生、である。その上、燃料/酸素ランスの操作に
は高レベルの有害な周波波ノイズが伴う。
However, the disadvantages of basic oxygen furnace operation using fuel gas/oxygen or fuel oil/oxygen to preheat the scrap are the complex construction with special equipment for supplying fuel to the lances and the difficulty of operating that equipment. the necessity of prolonging the scrap preheating time, and the generation of a liquid-phase molten region saturated with iron oxide after heating. Additionally, fuel/oxygen lance operation involves high levels of harmful frequency noise.

塩基性酸素炉の中で使用する時、ガス状及び液
体状燃料の酸素中で燃焼は、固体炭素質燃料より
小さい熱利用係数しか与えない。したがつて、
BOFガスの平均温度1440℃であり、天燃ガス及
び燃料オイル燃焼の熱利用係数は、それぞれ8.4
%及び14.9%であり、一方、無煙炭及び固体炭素
の熱利用係数はそれぞれ22.5%及び23.2%である
(「塩基性酸素炉中の投入物の金属スクラツプ」ソ
連モスクワ、1982年第61頁のBaptizmanski V.I..
Boichenko B.M.;Tretyakov E.V.参照)。
When used in basic oxygen furnaces, combustion of gaseous and liquid fuels in oxygen provides a lower heat utilization coefficient than solid carbonaceous fuels. Therefore,
The average temperature of BOF gas is 1440℃, and the heat utilization coefficients of natural gas and fuel oil combustion are 8.4, respectively.
% and 14.9%, while the heat utilization coefficients of anthracite and solid carbon are 22.5% and 23.2%, respectively (Baptizmanski, "Metal Scrap of Inputs in Basic Oxygen Furnaces", Moscow, USSR, 1982, p. 61). VI.
Boichenko BM; see Tretyakov EV).

酸素の流れの中での固体燃料(主としてコーク
ス)の燃焼は、環状ギヤツプを有する特別なラン
スを使用して行われる。粉末固体燃料を、特別の
容器から対応したパイプ系を経て、キヤリアガス
(アルゴン又は窒素)の流れによつてランスへ供
給し、ランスの環状ギヤツプの出口において酸素
の流れと会い、そこで燃焼する(Berg &
Hu¨ttenman Mona¨tsh1960年第105巻第11号第303
〜309頁のRinesch R.F.;J.Metals1962年第14巻
第7号第497〜501頁のRinesch R.F.参照)。スク
ラツプ予熱のこの技術は、溶鉄を用いないで塩基
性酸素炉の中でスクラツプから鋼を溶融するため
に、例えば、西ドイツのKlo¨ckner−Werke AG
において用いられている。
The combustion of solid fuel (mainly coke) in a stream of oxygen is carried out using special lances with annular gaps. Powdered solid fuel is supplied to the lance from a special container via a corresponding pipe system with a flow of carrier gas (argon or nitrogen), meeting at the outlet of the annular gap of the lance with a flow of oxygen where it is combusted (Berg. &
Hu¨ttenman Mona¨tsh1960 Volume 105 No. 11 No. 303
Rinesch RF, p.-309; Rinesch RF, J. Metals 1962, Vol. 14, No. 7, pp. 497-501). This technology of scrap preheating is used, for example, by Klo¨ckner-Werke AG in West Germany, to melt steel from scrap in basic oxygen furnaces without using molten iron.
It is used in

輸送系における高い磨耗がこの方法の重大な欠
点である。その上、8%以上の揮発性物質を有す
る燃料を用いると、自然着火しやすいので、炭素
質燃料の選択が限定されてしまう。
High wear in the transport system is a major drawback of this method. Moreover, if a fuel with a volatile content of 8% or more is used, self-ignition is likely to occur, which limits the selection of carbonaceous fuels.

固体ないしガス状/液体状燃料のいずれかを用
いて塩基性酸素炉の中で鋼を製造する公知の方法
全てにおいて、スクラツプを加熱する方法は複雑
で、燃料を調製しこれを炉の中へ供給するための
特別の装置を設置するに伴つて相当の費用が必要
である。
In all known methods of producing steel in basic oxygen furnaces using either solid or gaseous/liquid fuels, the method of heating the scrap is complicated and involves preparing the fuel and introducing it into the furnace. Considerable expense is required to install special equipment for supplying the water.

解決すべき問題点 本発明の目的は、容易に入手でき、比較的安価
な熱源を利用して、スクラツプの予熱工程をより
簡単でより安くすることができる鋼溶融法を提供
することである。
Problems to be Solved It is an object of the present invention to provide a steel melting process that makes the process of preheating the scrap simpler and cheaper, making use of readily available and relatively inexpensive heat sources.

問題点を解決するための手段 この目的は、スクラツプを炉の中に投入する工
程;炉の中に供給された炭素含有燃料を酸素中で
燃焼させることによつて生成した熱でスクラツプ
を加熱する工程;溶鉄を注入する工程;酸素を吹
付けて該金属を精錬する工程;からなる塩基性酸
素上吹転炉中における鋼溶融法であつて、本発明
により、スクラツプの加熱は流れとして導入され
た固体炭素質燃料の燃焼によつて行われ、炉の底
のレベルから酸素を供給するランスの有効内側直
径の50から100倍の高さにセツトされたランスを
通して、1トンのスクラツプ当り8から15Nm3
minの量供給される酸素の流れと前記燃料の流れ
とが交差するようにされており;加熱されたスク
ラツプの上に石灰を投入し、次いで溶銑を注入
し;静的状態の溶融金属のレベルから上の、精錬
操作のために予め決めた、ランスの作業高度より
1.5から2.5倍の高度にランスをセツトして金属精
錬を開始し、それに続いてランスを徐々に下降さ
せることによつてランスを作業高度にセツトし、
この下降は、該金属の精錬に必要な酸素の総量の
5から10%の酸素を供給してから開始し、該金属
の精錬に必要な酸素総量の20から25%の酸素を供
給してから中止する;ことを特徴とする塩基性酸
素上吹転炉中における鋼溶融法によつて達成され
る。
Means for solving the problem The purpose is to introduce the scrap into a furnace; the scrap is heated with the heat generated by burning the carbon-containing fuel fed into the furnace in oxygen. A process for melting steel in a basic oxygen top-blown converter comprising steps of injecting molten iron and refining the metal by blowing oxygen, according to the present invention, the heating of the scrap is introduced as a stream. 8 to 8 per ton of scrap through a lance set at a height of 50 to 100 times the effective inside diameter of the lance, which supplies oxygen from the bottom level of the furnace. 15Nm3 /
The flow of oxygen supplied in an amount of above the predetermined working height of the lance for the smelting operation.
beginning metal smelting by setting the lance at an altitude of 1.5 to 2.5 times, followed by setting the lance at a working altitude by gradually lowering the lance;
This descent begins after supplying 5 to 10% of the total amount of oxygen required for the smelting of the metal, and after supplying 20 to 25% of the total amount of oxygen required for the smelting of the metal. This is accomplished by a steel melting process in a basic oxygen top-blown converter, characterized by:

ここに開示した鋼溶融法は、スクラツプ予熱操
作を著しく簡単化し、それを相当安価にする。そ
の理由は、スクラツプの予熱は従来の構造の塩基
性酸素転炉において何らの改変も行わず、実質的
に何らの投資も行わずに行うことができるからで
ある。
The steel melting process disclosed herein greatly simplifies the scrap preheating operation and makes it considerably less expensive. This is because the preheating of the scrap can be carried out in basic oxygen converters of conventional construction without any modifications and virtually without any investment.

低品位の石炭を含む種々の品位の石炭を、固体
炭素質燃料として用いることができる。
Various grades of coal can be used as the solid carbonaceous fuel, including low-grade coal.

精錬工程をこれらの条件のもとに、高効率及び
高生産性にて行うことができる。
The refining process can be performed with high efficiency and high productivity under these conditions.

ここに開示した鋼溶融法の特長は以下の説明か
らより良く理解できよう。
The features of the steel melting method disclosed herein will be better understood from the following description.

作 用 溶融工程は、従来の塩基性酸素上吹転炉、すな
わち、頂部ないし頭上に取付けた酸素ランスを有
する炉の中において行う。
Operation The melting process takes place in a conventional basic oxygen top-blown converter furnace, ie, a furnace with an oxygen lance mounted overhead.

前回の溶融サイクルの熱生成物(すなわち、鋼
及びスラグ)を炉から出し、炉の耐火ライニング
が少なくとも800℃に維持されている時に、(採用
した技術によつて)必要とされる量のスクラツプ
を炉の中に投入し、炉をその動作位置にセツトす
る。ランスを下げ、炉の底のレベルからランスの
有効内側直径の50から100倍の距離に対応する高
さにランスをセツトし、ランスを通して1トンの
スクラツプ当り8から15Nm3/minの割合で酸素
を流れとして供給する。上記の用語「有効内側直
径」は、ランスのノズルの臨界内径レベルにおけ
る全面積の総和に等しい面積を有する円の直径を
意味する。炉の中へ酸素を供給すると同時に、固
体炭素質燃料を、1トンのスクラツプ当り炭素換
算で8から45Kgの量、0.1から2t/minの割合で炉
の中へ供給する。
When the thermal products of the previous melting cycle (i.e. steel and slag) are removed from the furnace and the refractory lining of the furnace is maintained at a temperature of at least 800°C, the required amount of scrap (depending on the technology employed) is removed. into the furnace and set the furnace to its operating position. Lower the lance, set it at a height corresponding to a distance of 50 to 100 times the effective inside diameter of the lance from the level of the bottom of the furnace, and apply oxygen through the lance at a rate of 8 to 15 Nm 3 /min per ton of scrap. is supplied as a flow. The term "effective inner diameter" above means the diameter of a circle having an area equal to the sum of all areas at the level of the critical inner diameter of the nozzle of the lance. At the same time as oxygen is supplied into the furnace, solid carbonaceous fuel is supplied into the furnace in an amount of 8 to 45 kg of carbon per ton of scrap at a rate of 0.1 to 2 t/min.

固体炭素燃料は、在来のばら投入物用ダクトを
通して、酸素の流れと交差する流れの形で供給す
る。酸素の流れと固体炭素質燃料の流れとによつ
て規定される角度は10゜から30゜である。酸素の流
れが炭素質燃料の流れと会う瞬間、炉の内部の高
温(少なくとも800℃)のため、燃料は瞬時に着
火し、炭素が二酸化炭素に酸化すること、及び燃
料中の可燃成分、例えば炭化水素の燃焼によつて
多量の熱が放出される。この着火によつて大きな
火炎舌が生成し、これがスクラツプを加熱する。
炭素質燃料と酸素を供給する上記の技術によつ
て、これらを適切に混合し、炭素質燃料の未燃焼
粒を全体のスクラツプ表面へ一様に分布させ、こ
こで燃焼が持続し、スクラツプを加熱することが
できる。このスクラツプ加熱工程の時間は3から
8分である。
The solid carbon fuel is supplied in a cross flow with the oxygen flow through conventional bulk input ducting. The angle defined by the oxygen flow and the solid carbonaceous fuel flow is between 10° and 30°. At the moment when the oxygen flow meets the carbonaceous fuel flow, due to the high temperature inside the furnace (at least 800 °C), the fuel will instantly ignite, causing the oxidation of carbon to carbon dioxide and the combustible components in the fuel, e.g. The combustion of hydrocarbons releases a large amount of heat. This ignition produces large flame tongues that heat the scrap.
The above technology for supplying carbonaceous fuel and oxygen allows them to be properly mixed and the unburnt particles of carbonaceous fuel are uniformly distributed over the whole scrap surface, where combustion is sustained and the scrap is removed. Can be heated. The duration of this scrap heating step is 3 to 8 minutes.

上記に具体的に示した高さにランスを設定する
ことは、スクラツプの加熱表面の可及的大面積を
火炎舌で加熱する必要があるという目的によつ
て、決定される。
The setting of the lance at the height specified above is determined by the objective that it is necessary to heat as large an area of the heating surface of the scrap with the flame tongue as possible.

炉底レベルの上の有効内側直径の50倍より小さ
い高さにランスをセツトすると、炭素質燃料の流
れがランスの軸と交差し、炉の中に供給された固
体燃料の流れが酸素の流れと交差するという条件
と両立せず、これは許されない。
By setting the lance at a height less than 50 times the effective inside diameter above the furnace bottom level, the flow of carbonaceous fuel intersects the axis of the lance and the flow of solid fuel fed into the furnace crosses the oxygen flow. This is not allowed as it is incompatible with the condition that it intersects with

他方、有効内側直径の100倍を越える高さにラ
ンスをセツトすると、火炎舌が炉の耐火ライニン
グに当り、その強度に悪影響を与える。
On the other hand, if the lance is set at a height greater than 100 times the effective inside diameter, the flame tongues will impinge on the refractory lining of the furnace, adversely affecting its strength.

スクラツプを予熱するために1トンのスクラツ
プ当り上記した8から15Nm3/minの範囲の供給
酸素量は、1トンのスクラツプ当り8Nm3/min
より低い割合で供給すると、炎からスクラツプへ
の熱移動が低下し、未燃焼固体燃料粒の二次燃焼
条件が悪化し、そのためスクラツプの予熱が低く
なることになるということから決められる。
The amount of oxygen supplied in the above range from 8 to 15 Nm 3 /min per ton of scrap to preheat the scrap is 8 Nm 3 /min per ton of scrap.
The decision is made because feeding at a lower rate will reduce the heat transfer from the flame to the scrap, worsening the secondary combustion conditions for the unburned solid fuel particles, and therefore resulting in lower scrap preheating.

他方、1トンのスクラツプ当り15Nm3/minよ
り高い割合で酸素を供給すると、スクラツプの中
に酸化鉄で飽和した局部的液体領域が形成され、
この領域は次の溶鉄を炉の中へ注入した時に炉か
らはねとぶことになり得る。
On the other hand, supplying oxygen at a rate higher than 15 Nm 3 /min per tonne of scrap results in the formation of local liquid regions saturated with iron oxide in the scrap;
This area can splash out of the furnace when the next batch of molten iron is poured into the furnace.

種々の組成品位の石炭、コークス、コークス生
成廃棄物、及び他の同様な物質を固体炭素質燃料
として用いることができる。炭素質燃料中の含有
不純物は実際上精錬工程に影響を与えず、また鋼
の品質をそこなうことはない。使用する燃料の塊
は1から3センチメートルの範囲である。これよ
り大きい寸法の粒子の燃料を用いると、スクラツ
プ加熱操作を終える時に、相当量の未燃焼燃料粒
が炉の中に残つてしまう。
Coal, coke, coking waste, and other similar materials of various compositional grades can be used as solid carbonaceous fuels. The impurities contained in the carbonaceous fuel have practically no effect on the refining process and do not impair the quality of the steel. The chunks of fuel used range from 1 to 3 centimeters. If larger particle size fuels are used, a significant amount of unburned fuel particles will remain in the furnace at the end of the scrap heating operation.

スクラツプ加熱工程が終了すると、石灰を炉の
中に投入し、そして溶鉄をその中に注入する。
Once the scrap heating process is completed, lime is placed into the furnace and molten iron is poured into it.

溶鉄を注入してから炉を動作位置に再設置し
て、ランスを下げ、精錬操作のために予め決めら
れたランスの作業高度の1.5から2.5倍の高度にラ
ンスをセツトする。用語「作業高度」は、ランス
の先端から炉の中の仮想静的状態にある液体金属
のレベルまでの距離を意味する。
After injecting the molten iron, the furnace is reinstalled in the operating position, the lance is lowered, and the lance is set at an altitude of 1.5 to 2.5 times the predetermined working altitude of the lance for the smelting operation. The term "working altitude" means the distance from the tip of the lance to the level of liquid metal in a virtual static state in the furnace.

精錬開始の時の上記のランス位置は、スクラツ
プ加熱中に形成された多量の酸化鉄が存在するこ
とによつて金属とスラグがはねとぶことを防止す
るのに重要である。ランスのこの位置は、ランス
を作業高度に再設定する時間を短縮する。
The above lance position at the start of smelting is important to prevent metal and slag splashing due to the presence of large amounts of iron oxide formed during scrap heating. This position of the lance reduces the time to reset the lance to the working altitude.

ランスを作業高度の1.5倍より下の高さにセツ
トすると、突き出ている未溶解スクラツプに対し
てランスの先端が傷つく危険が生じる。
If the lance is set below 1.5 times the working altitude, there is a risk that the tip of the lance will be damaged by the protruding unmelted scrap.

ランスを作業高度の2.5倍を越える高さにセツ
トすると、相当量の酸化鉄がスラグの中に生成さ
れ、ランスを次に作業高度まで下げる時、発展す
る炭素酸化反応によつて炉から金属とスラグがは
ねとぶことになる。
When the lance is set above 2.5 times the working altitude, a significant amount of iron oxide is formed in the slag and the next time the lance is lowered to the working altitude, the carbon oxidation reaction that develops removes the metal from the furnace. Slag will splash.

次に、この金属の精錬に必要な酸素の総量の5
から10%の量の酸素を供給した後に、ランスを上
記した最初の位置から徐々に下降させることによ
つて、作業位置に再設置する。精錬操作に必要な
総量の20から25%の量の酸素を供給して、ランス
の下降を中止する。これに続く精錬操作は、所望
の品位の鋼を溶融するのに適した熱効率において
行う。
Next, 5 of the total amount of oxygen required for refining this metal.
After supplying an amount of 10% of oxygen, the lance is reinstalled in the working position by gradually lowering it from the above-mentioned initial position. Supply oxygen in an amount of 20 to 25% of the total amount required for the smelting operation and halt the lowering of the lance. Subsequent refining operations are conducted at a thermal efficiency suitable for melting the desired grade of steel.

ランスを最初の位置から下降させるのを、精錬
操作に必要な総酸素量の5%が供給される前に開
始すると、突き出ている未溶解スクラツプに対し
てランスの先端が傷つく危険が増加する。
If the lance is lowered from its initial position before 5% of the total oxygen required for the refining operation has been supplied, there is an increased risk that the lance tip will be damaged by protruding unmelted scrap.

他方、ランスを最初の位置から下降させるの
を、必要な総酸素量の10%を供給した後に開始す
ると、スラグは過剰量の酸化鉄で飽和してしま
う。これは避けなければならない。
On the other hand, if the lance is started lowering from its initial position after 10% of the total oxygen requirement has been supplied, the slag will become saturated with an excess amount of iron oxide. This must be avoided.

ランスの下降及びその作業高度への設置に関す
ることについても同様な注意を考えに入れなけれ
ばならない。ランスを急に下降させること、すな
わち、総酸素量の20%を供給する前にランスをそ
の作業高度に設置すると、ランスはスクラツプ片
に突き当たる可能性がある。しかしながら、ラン
スを非常にゆつくり下降させ、総酸素量の25%以
上が供給させた時に作業高度にセツトすると、精
錬操作の全時間が延びてしまうので望ましくな
い。
Similar precautions must be taken into account regarding the lowering of the lance and its installation at the working height. Lowering the lance too quickly, i.e., placing the lance at its working altitude before delivering 20% of the total amount of oxygen, may cause the lance to strike the scrap piece. However, it is undesirable to lower the lance too slowly and set it to the working altitude when more than 25% of the total oxygen has been supplied, as this increases the overall time of the refining operation.

上記した鋼溶融法は次のようなことを可能にす
る多数の利点を与える。
The steel melting process described above offers a number of advantages, including:

Γ塩基性酸素上吹転炉又は上吹を含む複合吹炉に
実際的に何ら付加的投資を行わないで、スクラ
ツプ加熱操作を簡単化することができる。
The scrap heating operation can be simplified without making any practical additional investment in a Γ-basic oxygen top-blowing converter or a combined blowing furnace including top-blowing.

Γ何ら構造的に改良をほどこさないで、在来の装
置を用いることができる。
Γ Conventional equipment can be used without any structural improvements.

Γ容易に入手可能で安価な熱エネルギー源、すな
わち、低品位燃料のような固体炭素燃料を複雑
で高価な調整をしないで用いることができる。
Γ Readily available and inexpensive thermal energy sources, ie, solid carbon fuels such as low-grade fuels, can be used without complex and expensive conditioning.

上記した発明をより良く理解するために、以下
に実際的実施例を示す。
In order to better understand the invention described above, a practical example is given below.

実施例 実例 1 耐火ライニングが約1000℃の温度を有する350
トン塩基性酸素転炉から溶融鋼とスラグを出した
後に、130トンのスクラツプを炉の中へ入れ、炉
を動作位置にセツトする。ランスを下げ、炉の底
のレベルから8メートルの高さ(有効内側直径の
85倍)にセツトする。酸素はランスを通して
1300Nm3/min(1トンのスクラツプ当り10N
m3/min)の割合で供給する。酸素供給と同時
に、ばら投入物用ダクトを通して、次の組成の低
品位石炭を3000Kgの量、この燃料の流れが酸素流
と交差するように、炉の中に供給する。重量で、
可燃部54.8%、灰37.6%、水分7.6%。酸素を
6500Nm3供給して、加熱を中止する。石灰15トン
を予熱したスクラツプの上に投入する。ランスを
上げて炉を傾け、重量でC=4.2%、Si=0.7%、
Mn=0.25%S=0.030%、P=0.06%を含む1400
℃の溶鉄270トンをその中に注入する。炉を動作
位置に再セツトし、ランスを仮想静的状態にある
溶融金属のレベルの上4メートル(作業高度の
2.2倍)へ下げ、その後酸素供給を開始する。酸
素を1300Nm3供給して(精練操作に必要な全量の
8%)、ランスを徐々に下げ、3600Nm3の酸素を
供給した時に(全量の22%)、ランスを静的状態
にある溶融金属レベルの上1.8メートルの作業高
度にセツトする。ランスのこの位置は、標準的に
採用されている技術によつて行われる精錬操作が
終るまで、実質的に変化しない。精錬工程の期間
は12.5分である。精錬操作終了時において、製造
された鋼の温度は1640℃であり、その炭素含有量
は0.08%である。これらの鋼の温度及びその炭素
含有量のデータにより、溶融サイクルの熱効率は
適切なものであつたということが確認できる。
WORKING EXAMPLE 1 350 with a refractory lining having a temperature of approximately 1000°C
After draining the molten steel and slag from the basic oxygen converter, 130 tons of scrap are placed into the furnace and the furnace is set in operating position. Lower the lance to a height of 8 meters (effective inner diameter) from the level of the bottom of the furnace.
85x). oxygen passes through the lance
1300Nm 3 /min (10N per ton of scrap
m 3 /min). Simultaneously with the oxygen supply, an amount of 3000 kg of low grade coal of the following composition is fed into the furnace through a bulk feed duct such that the flow of this fuel intersects the oxygen flow. By weight,
Combustible part 54.8%, ash 37.6%, moisture 7.6%. oxygen
Supply 6500Nm 3 and stop heating. Pour 15 tons of lime onto the preheated scrap. Raise the lance and tilt the furnace, C = 4.2%, Si = 0.7% by weight,
1400 including Mn=0.25% S=0.030%, P=0.06%
Pour 270 tons of molten iron into it. Reset the furnace to the operating position and place the lance 4 meters above the level of molten metal in virtual static conditions (at working altitude).
2.2 times) and then start oxygen supply. The lance is gradually lowered by supplying 1300Nm3 of oxygen (8% of the total volume required for the scouring operation) and the molten metal level with the lance in a static state when 3600Nm3 of oxygen is supplied (22% of the total volume) Set to a working altitude of 1.8 meters above the ground. This position of the lance remains substantially unchanged until the end of the refining operation, which is performed by standard techniques. The duration of the refining process is 12.5 minutes. At the end of the refining operation, the temperature of the produced steel is 1640 °C and its carbon content is 0.08%. The temperature of these steels and their carbon content data confirm that the thermal efficiency of the melting cycle was adequate.

実例 2 操作順序は実例1と同様に行うが、炉の中に投
入するスクラツプと溶鉄の量を多少変え、またス
クラツプ加熱と精錬工程のパラメータを修正して
いる。
Example 2 The sequence of operations is the same as Example 1, but the amounts of scrap and molten iron charged into the furnace are slightly changed, and the parameters of the scrap heating and refining processes are modified.

炉の中に導入するスクラツプと溶鉄の量は、そ
れぞれ100トン及び230トンである。ランスはスク
ラツプを予熱するために4.5メートルの高さ(有
効内側直径の50倍)にセツトする。加熱工程のた
めの酸素供給割合は、1500Nm3/min(1トンの
スクラツプ当り15Nm3/min)である。炉の中に
供給する石炭の総量は1920Kgである。加熱操作の
ために酸素を4500Nm3供給して、スクラツプの加
熱を中止する。予熱したスクラツプの上に10トン
の石灰を投入し、溶鉄を中へ注入する。金属精錬
は、静的状態にある溶融金属の仮想レベルの上
2.5メートルの高さ、すなわち、作業高度の1.5倍
の高さにランスをセツトして始まり、酸素供給を
開始し、865Nm3の酸素(精錬操作に必要な全量
の5%)を供給した後に、ランスを徐々に下げ、
3460Nm3の酸素を供給した時に(精錬操作に必要
な全量の20%)、ランスを静的溶融金属の仮想レ
ベルの上1.7メートルの作業高度にセツトする。
精錬操作完了時において、製造された鋼の温度は
1635度であり、その炭素含有量は0.07%である。
精練時間は11.5分である。
The amounts of scrap and molten iron introduced into the furnace are 100 tons and 230 tons, respectively. The lance is set at a height of 4.5 meters (50 times the effective inside diameter) to preheat the scrap. The oxygen supply rate for the heating process is 1500 Nm 3 /min (15 Nm 3 /min per ton of scrap). The total amount of coal fed into the furnace is 1920Kg. Supply 4500 Nm 3 of oxygen for the heating operation and stop heating the scrap. Ten tons of lime are placed on top of the preheated scrap and molten iron is poured into it. Metal refining is above the virtual level of molten metal in a static state.
Starting by setting the lance at a height of 2.5 meters, i.e. 1.5 times the working altitude, the oxygen supply is started and after supplying 865 Nm3 of oxygen (5% of the total amount required for the smelting operation): Gradually lower the lance,
When supplying 3460 Nm 3 of oxygen (20% of the total amount required for the refining operation), the lance is set at a working altitude of 1.7 meters above the virtual level of static molten metal.
At the completion of the smelting operation, the temperature of the produced steel is
It is 1635 degrees and its carbon content is 0.07%.
Scouring time is 11.5 minutes.

実例 3 操作順序は実例1と同様に行うが、炉の中に投
入するスクラツプと溶鉄の量を変更し、またスク
ラツプ加熱と精錬工程のパラメータを修正してい
る。
Example 3 The sequence of operations is the same as Example 1, but the amounts of scrap and molten iron charged into the furnace are changed, and the parameters of the scrap heating and smelting processes are modified.

転炉の中に入れるスクラツプと溶鉄の量は、そ
れぞれ140トン及び260トンである。ランスはスク
ラツプを予熱するために9.3メートルの高さ(有
効内側直径の100倍)にセツトする。酸素は加熱
工程のために、1120Nm3/min(1トンのスクラ
ツプ当り8Nm3/min)の割合で供給する。炉の
中に供給する石炭の総量は4200Kgである。酸素を
8960Nm3供給して加熱を中止する。加熱したスク
ラツプの上に15トンの石灰を投入し、溶鉄を炉の
中へ注入する。静的溶融金属のレベルの上4.5メ
ートルの高さ、すなわち、作業高度の2.5倍の高
さにランスをセツトして精錬を始める。1520Nm3
の酸素を供給して(精錬に必要な全量の10%)、
ランスを徐々に下げ、3800Nm3の酸素(精錬操作
に必要な全量の25%)を供給した後に、静的溶融
金属のレベルの上1.8メートルの作業高度にセツ
トする。精錬時間は14分である。精錬完了時にお
いて、溶融鋼の温度は1635℃であり、その炭素含
有量は0.09%である。
The amounts of scrap and molten iron put into the converter are 140 tons and 260 tons, respectively. The lance is set at a height of 9.3 meters (100 times the effective inside diameter) to preheat the scrap. Oxygen is supplied for the heating process at a rate of 1120 Nm 3 /min (8 Nm 3 /min per ton of scrap). The total amount of coal fed into the furnace is 4200Kg. oxygen
Supply 8960Nm3 and stop heating. Fifteen tons of lime are placed on top of the heated scrap, and molten iron is poured into the furnace. Start smelting by setting the lance at a height of 4.5 meters above the static molten metal level, i.e. 2.5 times the working altitude. 1520Nm3
of oxygen (10% of the total amount required for smelting),
The lance is gradually lowered and, after supplying 3800 Nm 3 of oxygen (25% of the total required for the smelting operation), is set to a working altitude of 1.8 meters above the level of static molten metal. Refining time is 14 minutes. At the completion of refining, the temperature of the molten steel is 1635°C and its carbon content is 0.09%.

実例 4 操作順序は実例1と同様に行うが、低品位石炭
を92%の炭素を含むコークスで置き換える。
Example 4 The sequence of operations is the same as in example 1, but low-grade coal is replaced by coke containing 92% carbon.

炉の中に入れるスクラツプと溶鉄の量は、それ
ぞれ130トン及び270トンである。ランスはスクラ
ツプを予熱するために8メートルの高さ(有効内
側直径の85倍)にセツトする。加熱工程のための
酸素供給割合は、1300Nm3/min(1トンのスク
ラツプ当り10Nm3/min)である。炉の中に供給
するコークスの総量は2000Kgである。酸素を
6500Nm3供給して加熱を中止する。加熱したスク
ラツプの上に15トンの石灰を投入し、溶鉄を中へ
注入する。精錬操作は、静的溶融金属の仮想レベ
ルの上4メートルの高さ、すなわち、作業高度の
2.2倍の高さにランスをセツトして始まり、
1300Nm3の酸素をすでに供給してから(精錬操作
に必要な全量の8%)、ランスを徐々に下げて、
3600Nm3の酸素(全量の22%)を供給した時に、
ランスを静的溶融金属の仮想レベルの上1.8メー
トルの作業高度にセツトする。精錬時間は11.5分
である。精錬操作終了時の溶融鋼の温度は1620℃
であり、その炭素含有量は0.06%である。
The amounts of scrap and molten iron put into the furnace are 130 tons and 270 tons, respectively. The lance is set at a height of 8 meters (85 times the effective inside diameter) to preheat the scrap. The oxygen supply rate for the heating process is 1300 Nm 3 /min (10 Nm 3 /min per ton of scrap). The total amount of coke fed into the furnace is 2000Kg. oxygen
Supply 6500Nm3 and stop heating. Fifteen tons of lime is placed on top of the heated scrap, and molten iron is poured into it. Refining operations are carried out at a height of 4 meters above the virtual level of static molten metal, i.e. at the working altitude.
Start by setting the lance at 2.2 times the height,
Having already supplied 1300 Nm 3 of oxygen (8% of the total amount required for the smelting operation), the lance was gradually lowered,
When 3600Nm3 of oxygen (22% of the total amount) was supplied,
Set the lance to a static working altitude of 1.8 meters above the virtual level of molten metal. Refining time is 11.5 minutes. The temperature of molten steel at the end of the refining operation is 1620℃
and its carbon content is 0.06%.

発明の効果 本発明は、付加的資本投資を実質的に行わず
に、スクラツプ加熱を著しく簡単化し、塩基性酸
素転炉中における鋼溶融工程を強化することを可
能にする。
Effects of the Invention The present invention significantly simplifies scrap heating and makes it possible to intensify the steel melting process in basic oxygen converters without substantial additional capital investment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 スクラツプを炉の中に投入する工程;炉の中
に供給された炭素含有燃料を酸素中で燃焼させる
ことによつて生成した熱でスクラツプを加熱する
工程;溶鉄を注入する工程;酸素を吹付けて該金
属を精錬する工程;からなる塩基性酸素上吹転炉
中における鋼溶融法であつて、スクラツプの加熱
は流れとして導入された固体炭素質燃料の燃焼に
よつて行われ、炉の底のレベルから酸素を供給す
るランスの有効内側直径の50から100倍の高さに
セツトされたランスを通して、1トンのスクラツ
プ当り8から15Nm3/minの量供給される酸素の
流れと前記燃料の流れとが交差するようにされて
おり;加熱されたスクラツプの上に石灰を投入
し、次いで溶鉄を注入し;静的状態の溶融金属の
レベルから上の、精錬操作のために予め決めた、
ランスの作業高度より1.5から2.5倍の高度にラン
スをセツトして金属精錬を開始し、それに続いて
ランスを徐徐に下降させることによつてランスを
作業高度にセツトし、この下降は、該金属の精錬
に必要な酸素の総量の5から10%の酸素を供給し
てから開始し、該金属の精錬に必要な酸素総量の
20から25%の酸素を供給してから中止する;こと
を特徴とする塩基性酸素上吹転炉中における鋼溶
融法。
1 Process of charging scrap into a furnace; Process of heating scrap with heat generated by burning carbon-containing fuel supplied into the furnace in oxygen; Process of pouring molten iron; a process of melting steel in a basic oxygen top-blown converter furnace, comprising the steps of: heating the scrap by burning a solid carbonaceous fuel introduced as a stream; A flow of oxygen and said fuel supplied in an amount of 8 to 15 Nm 3 /min per ton of scrap through a lance set at a height of 50 to 100 times the effective inside diameter of the lance supplying oxygen from bottom level. lime is poured over the heated scrap, and then molten iron is injected; above the level of molten metal in a static state, a predetermined amount for the smelting operation is ,
Metal smelting is started by setting the lance at an altitude of 1.5 to 2.5 times the working altitude of the lance, followed by setting the lance at the working altitude by gradually lowering the lance, and this lowering Start by supplying 5 to 10% of the total amount of oxygen required for refining the metal, and
A process for melting steel in a basic oxygen top-blown converter, characterized in that 20 to 25% oxygen is supplied and then discontinued.
JP18116585A 1985-08-20 1985-08-20 Steel melting method in basic oxygen upper blowing converter Granted JPS6247416A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010222660A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Jfe Steel Corp Method for refining molten steel

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010222660A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Jfe Steel Corp Method for refining molten steel

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