JPS63192810A - 溶銑製造方法 - Google Patents
溶銑製造方法Info
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- JPS63192810A JPS63192810A JP62024984A JP2498487A JPS63192810A JP S63192810 A JPS63192810 A JP S63192810A JP 62024984 A JP62024984 A JP 62024984A JP 2498487 A JP2498487 A JP 2498487A JP S63192810 A JPS63192810 A JP S63192810A
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Classifications
-
- 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
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
-
- 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
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、内部にコークス充填層を有する炉を用い、
羽口から吹込まれる空気がコークスと反応して生成する
高温ガスの顕熱により、銑屑、鋼屑等の鉄原料を溶解し
て効率的に溶銑を製造する方法に関する。
羽口から吹込まれる空気がコークスと反応して生成する
高温ガスの顕熱により、銑屑、鋼屑等の鉄原料を溶解し
て効率的に溶銑を製造する方法に関する。
従来技術
銑屑、鋼屑を溶解して溶銑を製造する方法としては、■
キューボラ法、■高炉法がある。■キューボラ法は大塊
コークスを使用し、送風羽口から吹込まれる空気により
コークスを燃焼して、高炉ボッシュガス組成より高濃度
のCO2を含有する高温ガスを生成し、この生成ガスを
内部のコークス充填層を通して上方に流し、炉上部より
装入された銑屑、鋼屑を溶解する方法である。この方法
では、炉内のCO2/ (CO2+CO)が高く、加炭
、加珪作用が低いため、鋳物銑を製造するには溶銑中C
源として型銑の原料配合を必要とするとともに、炉内脱
硫作用が低いため用途によっては炉外脱硫を実施する必
要があった。かかる対策としては、2段羽口、02富化
、熱風送風、脱湿送風等により加炭を促進させ、銑屑使
用量の削減、コークス比の低下をはかる試みがなされて
いる。
キューボラ法、■高炉法がある。■キューボラ法は大塊
コークスを使用し、送風羽口から吹込まれる空気により
コークスを燃焼して、高炉ボッシュガス組成より高濃度
のCO2を含有する高温ガスを生成し、この生成ガスを
内部のコークス充填層を通して上方に流し、炉上部より
装入された銑屑、鋼屑を溶解する方法である。この方法
では、炉内のCO2/ (CO2+CO)が高く、加炭
、加珪作用が低いため、鋳物銑を製造するには溶銑中C
源として型銑の原料配合を必要とするとともに、炉内脱
硫作用が低いため用途によっては炉外脱硫を実施する必
要があった。かかる対策としては、2段羽口、02富化
、熱風送風、脱湿送風等により加炭を促進させ、銑屑使
用量の削減、コークス比の低下をはかる試みがなされて
いる。
■高炉法は高炉用鉄原料として一般に使用されている鉄
鉱石、焼結鉱、ペレット等酸化鉄に替えて銑屑、鋼屑を
100%使用する方法である。高炉法の場合は送風羽口
から吹込まれた空気がコークスと反応して生成するガス
のCO2/ (CO2+co>、H2O/ (H2O+
H2)はほぼゼロでおり、炉内は強還元性雰囲気となる
ので加炭、加珪作用が強く、鋼屑を100%使用可能で
あり、また脱硫作用も強いので炉外脱硫を必要としない
。ただし、コークス比は1200℃送風で約220kC
i/1)−tとキューポラ法(約150 kg/p−t
)に比べ高くなる。
鉱石、焼結鉱、ペレット等酸化鉄に替えて銑屑、鋼屑を
100%使用する方法である。高炉法の場合は送風羽口
から吹込まれた空気がコークスと反応して生成するガス
のCO2/ (CO2+co>、H2O/ (H2O+
H2)はほぼゼロでおり、炉内は強還元性雰囲気となる
ので加炭、加珪作用が強く、鋼屑を100%使用可能で
あり、また脱硫作用も強いので炉外脱硫を必要としない
。ただし、コークス比は1200℃送風で約220kC
i/1)−tとキューポラ法(約150 kg/p−t
)に比べ高くなる。
上記の方法以外に、■固定床炉による石炭のガス化法(
コークス充填層法)がある。この方法は、内部にコーク
ス充填層を有する炉を使用するが、層内2次燃焼は実施
しない方法であり、羽口から吹込まれた酸素がコークス
・石炭と反応して生成する高温ガスのCO2/ (CO
+CO2) 、H2O/ ()+2+H20)はほぼ零
で、炉内が強還元性となるので、高炉法と同様加炭、加
珪、脱硫作用が強く、高炉並の溶銑が得られるが、燃料
比はキューボラ法と比較すると高くなる。
コークス充填層法)がある。この方法は、内部にコーク
ス充填層を有する炉を使用するが、層内2次燃焼は実施
しない方法であり、羽口から吹込まれた酸素がコークス
・石炭と反応して生成する高温ガスのCO2/ (CO
+CO2) 、H2O/ ()+2+H20)はほぼ零
で、炉内が強還元性となるので、高炉法と同様加炭、加
珪、脱硫作用が強く、高炉並の溶銑が得られるが、燃料
比はキューボラ法と比較すると高くなる。
また、他のコークス充填層法として、■内部にコークス
充填層を有する筒型炉の上部から鉄原料、コークスを装
入し、羽口から吹込む空気によりコークスを燃焼してC
O2、H2Oをほとんど含まない高温ガスを生成し、こ
のガスをコークス充填層を通じて上方へ流し、炉上部か
ら装入された鉄原料を溶解する方法がある。この方法は
、送風羽口の上方から層頂間の炉側壁部に設けられた空
気吹込み口より炉内へ吹込まれる支燃性ガスにより、炉
内のCo、 H2を燃焼し、その燃焼熱を鉄原料、コー
クス等の加熱に利用する方法であり、空気吹込み口より
下部では高炉並の強還元性雰囲気となるので、加炭、加
珪、脱硫作用は強く、かつ層内2次燃焼によりコークス
比をキューボラ並に低減できる特徴を有するが、炉内に
はコークスが多く存在するため、2次燃焼量を増加する
と炉内の高温化および酸素分圧の上昇によりコークスの
ガス化反応が進行し、コークス比の増加を招くので、層
内2次燃焼量を大幅に増加できないという欠点がある。
充填層を有する筒型炉の上部から鉄原料、コークスを装
入し、羽口から吹込む空気によりコークスを燃焼してC
O2、H2Oをほとんど含まない高温ガスを生成し、こ
のガスをコークス充填層を通じて上方へ流し、炉上部か
ら装入された鉄原料を溶解する方法がある。この方法は
、送風羽口の上方から層頂間の炉側壁部に設けられた空
気吹込み口より炉内へ吹込まれる支燃性ガスにより、炉
内のCo、 H2を燃焼し、その燃焼熱を鉄原料、コー
クス等の加熱に利用する方法であり、空気吹込み口より
下部では高炉並の強還元性雰囲気となるので、加炭、加
珪、脱硫作用は強く、かつ層内2次燃焼によりコークス
比をキューボラ並に低減できる特徴を有するが、炉内に
はコークスが多く存在するため、2次燃焼量を増加する
と炉内の高温化および酸素分圧の上昇によりコークスの
ガス化反応が進行し、コークス比の増加を招くので、層
内2次燃焼量を大幅に増加できないという欠点がある。
発明が解決しようとする問題点
この発明は上記■キューポラ法における炉内のCO2/
(CO2+CO)が高く加炭、加珪作用および脱硫作
用が低いという欠点、また■高炉法のコークス比が高い
という欠点、■コークス充填層法の高燃料比、■コーク
ス充填層法の層内2次燃焼量を大幅に増加できないとい
う欠点を解消せんとするものである。
(CO2+CO)が高く加炭、加珪作用および脱硫作
用が低いという欠点、また■高炉法のコークス比が高い
という欠点、■コークス充填層法の高燃料比、■コーク
ス充填層法の層内2次燃焼量を大幅に増加できないとい
う欠点を解消せんとするものである。
問題点を解決するための手段
この発明は、炉体側壁部に送風用羽口を、該羽口上方に
コークス、石炭および石灰石等の造滓剤投入口を、炉体
上部に銑屑2wA屑等の鉄原料装入口とコークス装入口
およびガス回収口を、炉下部湯溜り側壁部に出銑滓口を
有する炉を用い、前記羽口前に形成される燃焼室にコー
クス、石炭の充填層を、前記燃焼室前方にコークス充填
層を、前記コークス充填層上方に鉄原料充填層をそれぞ
れ形成し、燃焼室内で生成した燃焼ガスをコークス充填
層および鉄原料充填層を通じて炉上方へ流し、燃焼ガス
顕熱で鉄原料を溶解させてガス回収口より回収し、燃焼
室で生成した溶融灰分は前記溶融した鉄とともに炉床部
に設けた湯溜り部に回収し、出銑滓口より抽出する溶銑
製造方法において、送風羽口より吹込まれる空気がコー
クスと反応して生成するガスのCO2/ (CO2+C
O) 、H2O/(H2O+H2)がいずれもゼロ(高
炉ボッシュガス並み)になると仮定した場合の生成ガス
温度が2000℃以上となるように送風温度、酸素濃度
を調整して送風し、かつ鉄原料充填層側壁部に天然ガス
、重油、微粉炭等の補助燃料燃焼室を設け、前記補助燃
料を空気、酸素等の支燃性ガスを用いて燃焼させて得ら
れる高温燃焼ガスを鉄原料充填層中に導入し該鉄原料の
加熱・溶解に利用することを特徴とするものである。
コークス、石炭および石灰石等の造滓剤投入口を、炉体
上部に銑屑2wA屑等の鉄原料装入口とコークス装入口
およびガス回収口を、炉下部湯溜り側壁部に出銑滓口を
有する炉を用い、前記羽口前に形成される燃焼室にコー
クス、石炭の充填層を、前記燃焼室前方にコークス充填
層を、前記コークス充填層上方に鉄原料充填層をそれぞ
れ形成し、燃焼室内で生成した燃焼ガスをコークス充填
層および鉄原料充填層を通じて炉上方へ流し、燃焼ガス
顕熱で鉄原料を溶解させてガス回収口より回収し、燃焼
室で生成した溶融灰分は前記溶融した鉄とともに炉床部
に設けた湯溜り部に回収し、出銑滓口より抽出する溶銑
製造方法において、送風羽口より吹込まれる空気がコー
クスと反応して生成するガスのCO2/ (CO2+C
O) 、H2O/(H2O+H2)がいずれもゼロ(高
炉ボッシュガス並み)になると仮定した場合の生成ガス
温度が2000℃以上となるように送風温度、酸素濃度
を調整して送風し、かつ鉄原料充填層側壁部に天然ガス
、重油、微粉炭等の補助燃料燃焼室を設け、前記補助燃
料を空気、酸素等の支燃性ガスを用いて燃焼させて得ら
れる高温燃焼ガスを鉄原料充填層中に導入し該鉄原料の
加熱・溶解に利用することを特徴とするものである。
すなわち、この発明は羽口から吹込まれた送風中の02
によりコークス、および石炭を燃焼ガス化してガスのC
O2/ (CO2+CO)、 )120 / (H20
十H2)を高炉ボッシュガス並とすることにより炉内を
強還元性雰囲気に維持し、加炭、加珪、脱硫作用を改善
するとともに、羽口上方部にコークス・石炭装入口を設
けることにより炉体上部から装入するコークス量を大幅
に削減し、はとんどコークスを含まない鉄原料層を形成
せしめ、該鉄原料充填層下部に開口する補助燃料燃焼室
内で補助燃料を燃焼して得られる高温ガスを炉内へ導入
することにより、コークスのガス化反応を最小限にとど
め、コークス比の低減をはかる方法である。
によりコークス、および石炭を燃焼ガス化してガスのC
O2/ (CO2+CO)、 )120 / (H20
十H2)を高炉ボッシュガス並とすることにより炉内を
強還元性雰囲気に維持し、加炭、加珪、脱硫作用を改善
するとともに、羽口上方部にコークス・石炭装入口を設
けることにより炉体上部から装入するコークス量を大幅
に削減し、はとんどコークスを含まない鉄原料層を形成
せしめ、該鉄原料充填層下部に開口する補助燃料燃焼室
内で補助燃料を燃焼して得られる高温ガスを炉内へ導入
することにより、コークスのガス化反応を最小限にとど
め、コークス比の低減をはかる方法である。
一般に、羽口前燃焼部における02とコークス中Cとの
反応は、まず下記(1)式の反応が進行し、生成したC
O2が下記(2)式で示されるごとく、コークス中のC
と反応してCoとなると考えられている。
反応は、まず下記(1)式の反応が進行し、生成したC
O2が下記(2)式で示されるごとく、コークス中のC
と反応してCoとなると考えられている。
C+02nCD2△)l = −97000Kcal/
Kmol・(1)式%式% ・・・(2)式 一方、反応に関与するコークス充填層単位体積当りのコ
ークス表面積Sは下記(3)式で示され、粒子径と表面
積は反比例することがわかる。
Kmol・(1)式%式% ・・・(2)式 一方、反応に関与するコークス充填層単位体積当りのコ
ークス表面積Sは下記(3)式で示され、粒子径と表面
積は反比例することがわかる。
S:コークス充填層単位体積当りのコークス表面積(m
2/ m3) ε:空隙率(−) dp:コークス径(mm) 従って、キューポラのごとく大粒子径のコークスを使用
する場合、コークス表面積Sが小さいことに加え、キュ
ーポラ用コークスは高炉用またはキューポラ以外の一般
冶金用コークスと比較して反応性が低く、高炉に比較し
て高(送風量/炉床面積)、低送風温度であることから
、前記(2)式の反応が抑制され燃焼生成ガス中の C
O2/ (CD2+ CD )が高くなるものと考えら
れる。一方、CO2の生成を防止して高炉並みのボッシ
ュガス組成とし、炉内を強還元性雰囲気とするには、該
燃焼生成ガスのCD2 / (CO2+CD> 、Ha
O/ ()120 +H2)がゼロになると仮定して求
めた燃焼生成ガス温度が2000℃以上となるように送
風温度および送風中Oe濃度を調整すればよい。さらに
、使用コークスをキューポラ用コークスからキューポラ
以外の高炉用を含む一般冶金用コークスに変更すること
により、燃焼生成ガス組成を容易に高炉ボッシュガス組
成並にすることができる。。また、上記方法により、空
気中湿分も同様の理由により下記(4)式にしたがって
H2となり炉内を強還元性雰囲気に維持できることにな
る。
2/ m3) ε:空隙率(−) dp:コークス径(mm) 従って、キューポラのごとく大粒子径のコークスを使用
する場合、コークス表面積Sが小さいことに加え、キュ
ーポラ用コークスは高炉用またはキューポラ以外の一般
冶金用コークスと比較して反応性が低く、高炉に比較し
て高(送風量/炉床面積)、低送風温度であることから
、前記(2)式の反応が抑制され燃焼生成ガス中の C
O2/ (CD2+ CD )が高くなるものと考えら
れる。一方、CO2の生成を防止して高炉並みのボッシ
ュガス組成とし、炉内を強還元性雰囲気とするには、該
燃焼生成ガスのCD2 / (CO2+CD> 、Ha
O/ ()120 +H2)がゼロになると仮定して求
めた燃焼生成ガス温度が2000℃以上となるように送
風温度および送風中Oe濃度を調整すればよい。さらに
、使用コークスをキューポラ用コークスからキューポラ
以外の高炉用を含む一般冶金用コークスに変更すること
により、燃焼生成ガス組成を容易に高炉ボッシュガス組
成並にすることができる。。また、上記方法により、空
気中湿分も同様の理由により下記(4)式にしたがって
H2となり炉内を強還元性雰囲気に維持できることにな
る。
C+H20<O+H2△)I =28391Kcal
/Kmol・・・(4)式 前記(2)式で示されるCとCD、 CO2との平衡お
よび(4)式で示されるCと820 、 )+2、CO
との平衡は熱力学的に求めることができ、全圧1atm
の場合の平衡CO2分圧、820分圧を第2図に示す。
/Kmol・・・(4)式 前記(2)式で示されるCとCD、 CO2との平衡お
よび(4)式で示されるCと820 、 )+2、CO
との平衡は熱力学的に求めることができ、全圧1atm
の場合の平衡CO2分圧、820分圧を第2図に示す。
この図から明らかなごとく、CO2、HaOは温度の上
昇に伴って低下し、1100℃以上の高温下では平衡論
的には極めて低い濃度となることがわかる。
昇に伴って低下し、1100℃以上の高温下では平衡論
的には極めて低い濃度となることがわかる。
一方、燃焼生成ガス温度の計算において、生成ガスのC
D2 / (CD2 +CD> 、HaO/ (HaO
+H2)がゼロになると仮定して計算することは前記(
2)式、(4)式の吸熱反応によりCO2、)(20量
が全量Co、 H2に変換することを意味することから
、前記仮定に基づいて得られた燃焼生成ガス温度はCO
2が残留する場合の燃焼温度より低くなる。従って、#
記仮定に基づき計算して得られた燃焼生成ガス温度を使
用すれば、CO2、H20生成防止に対し安全サイドで
燃焼条件を設定することができ、かつ該燃焼生成ガス温
度が2000℃以上あれば第2図よりCD2 / (C
O2+CD> 、 HaO/ ()+20 +Ha)は
平衡論的にはゼロに近くなることがわかる。
D2 / (CD2 +CD> 、HaO/ (HaO
+H2)がゼロになると仮定して計算することは前記(
2)式、(4)式の吸熱反応によりCO2、)(20量
が全量Co、 H2に変換することを意味することから
、前記仮定に基づいて得られた燃焼生成ガス温度はCO
2が残留する場合の燃焼温度より低くなる。従って、#
記仮定に基づき計算して得られた燃焼生成ガス温度を使
用すれば、CO2、H20生成防止に対し安全サイドで
燃焼条件を設定することができ、かつ該燃焼生成ガス温
度が2000℃以上あれば第2図よりCD2 / (C
O2+CD> 、 HaO/ ()+20 +Ha)は
平衡論的にはゼロに近くなることがわかる。
ただし、実際の操業においては反応速度が関与するため
、必ずしもこの平衡ガス組成とはならないのが実状であ
る。このため、内径110001r1φの炉を使用し、
コークス粒子径20〜100mm、送ffl温度常温〜
1200℃1送風中02濃度21〜60%で燃焼試験を
実施し、燃焼生成ガス温度におよぼす影響を調査した結
果、上記いずれの条件でも燃焼生成ガス中Co2/ (
CO2+co> 、)120 / (+20 +H2)
がほぼゼロとなる条件は、燃焼生成ガス中のCD2 /
(CD2 +CD) 、+20 / (+20 +H2
>がいずれもゼロになると仮定して計算して得られる燃
焼生成ガス温度を2000℃以上にすればよいことが判
明した。
、必ずしもこの平衡ガス組成とはならないのが実状であ
る。このため、内径110001r1φの炉を使用し、
コークス粒子径20〜100mm、送ffl温度常温〜
1200℃1送風中02濃度21〜60%で燃焼試験を
実施し、燃焼生成ガス温度におよぼす影響を調査した結
果、上記いずれの条件でも燃焼生成ガス中Co2/ (
CO2+co> 、)120 / (+20 +H2)
がほぼゼロとなる条件は、燃焼生成ガス中のCD2 /
(CD2 +CD) 、+20 / (+20 +H2
>がいずれもゼロになると仮定して計算して得られる燃
焼生成ガス温度を2000℃以上にすればよいことが判
明した。
なお、燃焼生成ガス温度の別算式を下記(5)式に示す
。
。
・・・(5)式
%式%)
Tf=燃焼生成ガス温度(”C)
FB:送風量(Nm’ /min )
F)l=送風中湿分(g/Nm3 )
0、=酸素富化量(Nm’ /m1n)TB=送風温度
(℃) ところで、前記(2)式および(4)式の反応は吸熱反
応でかつコークス中Cを消費するため、そのままではコ
ークス比は必然的に高くなる。
(℃) ところで、前記(2)式および(4)式の反応は吸熱反
応でかつコークス中Cを消費するため、そのままではコ
ークス比は必然的に高くなる。
この発明のもう1つの特徴は、このコークス比の上昇を
抑制するため、送風羽口から層頂までの間の炉側壁部に
開口する補助燃料燃焼室を設け、この燃焼室で天然ガス
、重油、微粉炭等の補助燃料を支燃性ガスで燃焼させて
得られる高温燃焼ガスを炉内に導入し1.鉄原料、コー
クス、造滓剤等の加熱に利用することである。この方法
によれば、補助燃料燃焼室より下方の強還元性雰囲気を
損うことなく、前記燃焼熱のうち原料の予熱に利用され
た分コークス比を低下させることができる。
抑制するため、送風羽口から層頂までの間の炉側壁部に
開口する補助燃料燃焼室を設け、この燃焼室で天然ガス
、重油、微粉炭等の補助燃料を支燃性ガスで燃焼させて
得られる高温燃焼ガスを炉内に導入し1.鉄原料、コー
クス、造滓剤等の加熱に利用することである。この方法
によれば、補助燃料燃焼室より下方の強還元性雰囲気を
損うことなく、前記燃焼熱のうち原料の予熱に利用され
た分コークス比を低下させることができる。
ざらに、前記従来技術の■では、コークスが全量炉頂部
から装入されるため、空気吹込み口から吹込まれる支燃
性ガスがCo、 H2を燃焼して生成するガスの温度が
900〜1000℃を上回らないようにしないと、(2
)式および(4)式の反応が急速に進行し、コークス消
費量の増加、燃焼発熱量の低下を招くため、層内2次燃
焼量が制限される欠点を有していたが、この発明におい
ては羽口上方にコークス・石炭および石灰石等の造滓剤
装入口を設けて、羽口前で消費されるCを前記コークス
、石炭および石灰石等の造滓剤装入口から装入されるコ
ークス・石炭でまかない、炉頂からは浸炭等により消費
される炭素分に相当する量だけコークスを装入すればよ
いので、鉄原料充填層中のコークス量を大幅に削減でき
、その結果、CD2 、 )+20を含む高温の補助燃
料燃焼ガスを鉄原料充填層中へ吹込んでも(2)式およ
び(4)式の反応量増加は少なくてすみ、コークス消費
量の増加を招かない。また、補助燃料燃焼室で補助燃料
を燃焼してから炉内へ燃焼ガスを導入するので、鉄原料
の酸化を緩和できるという効果が得られるとともに、外
部から導入する補助燃料を燃焼させるので燃焼量を大幅
に増加できる結果、コークス比をさらに低下できること
になる。
から装入されるため、空気吹込み口から吹込まれる支燃
性ガスがCo、 H2を燃焼して生成するガスの温度が
900〜1000℃を上回らないようにしないと、(2
)式および(4)式の反応が急速に進行し、コークス消
費量の増加、燃焼発熱量の低下を招くため、層内2次燃
焼量が制限される欠点を有していたが、この発明におい
ては羽口上方にコークス・石炭および石灰石等の造滓剤
装入口を設けて、羽口前で消費されるCを前記コークス
、石炭および石灰石等の造滓剤装入口から装入されるコ
ークス・石炭でまかない、炉頂からは浸炭等により消費
される炭素分に相当する量だけコークスを装入すればよ
いので、鉄原料充填層中のコークス量を大幅に削減でき
、その結果、CD2 、 )+20を含む高温の補助燃
料燃焼ガスを鉄原料充填層中へ吹込んでも(2)式およ
び(4)式の反応量増加は少なくてすみ、コークス消費
量の増加を招かない。また、補助燃料燃焼室で補助燃料
を燃焼してから炉内へ燃焼ガスを導入するので、鉄原料
の酸化を緩和できるという効果が得られるとともに、外
部から導入する補助燃料を燃焼させるので燃焼量を大幅
に増加できる結果、コークス比をさらに低下できること
になる。
また、操業の形態としては、送風羽口前燃焼生成ガスの
CO2/ (CO2+CO) 、+20 / (+20
+H2)がゼロになると仮定して計算した燃焼ガス温
度を高目の値とし、燃焼生成ガス量を低下させ、強度の
頭寒足熱型の炉内温度分布を得るようにして、2次燃焼
熱の原料予熱効率を高めるとともにガス流速の低下、比
較的小塊のコークスの使用等を併用してガス顕熱の有効
利用率を高めることが望ましい。
CO2/ (CO2+CO) 、+20 / (+20
+H2)がゼロになると仮定して計算した燃焼ガス温
度を高目の値とし、燃焼生成ガス量を低下させ、強度の
頭寒足熱型の炉内温度分布を得るようにして、2次燃焼
熱の原料予熱効率を高めるとともにガス流速の低下、比
較的小塊のコークスの使用等を併用してガス顕熱の有効
利用率を高めることが望ましい。
発明の図面に基づく開示
第1図はこの発明方法を実施するための炉の構造を示す
概略図であり、炉側壁部(1)に送風用羽口(2)を該
羽口上方部にコークス、石炭および石灰石等の造滓剤投
入口(3)を、炉体上部に鉄原料装入口(4)とコーク
ス装入口(5)およびガス回収口(6)を、炉下部湯溜
り部(7)に出銑滓口(8)をそれぞれ有し、羽口前に
形成される燃焼室(9)にコークス、石炭の充填層(1
0と、前記燃焼室前方にコークス充填層(11)と、こ
のコークス充填層の上方に鉄原料充填層(12)をそれ
ぞれ形成し、前記鉄原料充填層部の炉側壁に補助燃料燃
焼室(13)および補助燃料燃焼用バーナ(14)を有
している。
概略図であり、炉側壁部(1)に送風用羽口(2)を該
羽口上方部にコークス、石炭および石灰石等の造滓剤投
入口(3)を、炉体上部に鉄原料装入口(4)とコーク
ス装入口(5)およびガス回収口(6)を、炉下部湯溜
り部(7)に出銑滓口(8)をそれぞれ有し、羽口前に
形成される燃焼室(9)にコークス、石炭の充填層(1
0と、前記燃焼室前方にコークス充填層(11)と、こ
のコークス充填層の上方に鉄原料充填層(12)をそれ
ぞれ形成し、前記鉄原料充填層部の炉側壁に補助燃料燃
焼室(13)および補助燃料燃焼用バーナ(14)を有
している。
すなわち、炉頂部の鉄原料装入口(4)から銑屑。
銅屑等の鉄原料(20)とコークス装入口(5)からコ
ークス(15)を装入し、送風用羽口(2)から空気(
16)と酸素(17)を吹込み燃焼室(9)でコークス
および石炭を燃焼させて高温ガスを発生させ、そのガス
の顕熱で鉄原料を溶解して溶銑となし、燃焼室(9)で
生成した溶融灰分とともに湯溜り(7)に回収し、出銑
滓口(8はり抽出する一方、顕熱を利用した後の前記生
成ガスを炉上部のガス回収口(6)より回収する製銑法
において、 前記送風用羽口(2)から吹込まれる空気がコークスと
反応して生成するガスの成分中のCO2/(COZ十c
o) 、H2O/ (H2O+H2)のいずれもがゼロ
になると仮定して計算して得られる生成ガス温度が20
00℃以上になるように送風温度または酸素濃度を調整
して送風し、かつ鉄原料充填層(12)側壁部に開口す
る補助燃料燃焼室(13)で天然ガス、重油、微粉炭等
の補助燃料(18)を空気または酸素等の支燃性ガス(
19)を用いバーナ(14〉にて燃焼させ、生成する高
温燃焼ガスを炉内の鉄原料充填層中に導入し鉄原料の加
熱・溶解に利用する。
ークス(15)を装入し、送風用羽口(2)から空気(
16)と酸素(17)を吹込み燃焼室(9)でコークス
および石炭を燃焼させて高温ガスを発生させ、そのガス
の顕熱で鉄原料を溶解して溶銑となし、燃焼室(9)で
生成した溶融灰分とともに湯溜り(7)に回収し、出銑
滓口(8はり抽出する一方、顕熱を利用した後の前記生
成ガスを炉上部のガス回収口(6)より回収する製銑法
において、 前記送風用羽口(2)から吹込まれる空気がコークスと
反応して生成するガスの成分中のCO2/(COZ十c
o) 、H2O/ (H2O+H2)のいずれもがゼロ
になると仮定して計算して得られる生成ガス温度が20
00℃以上になるように送風温度または酸素濃度を調整
して送風し、かつ鉄原料充填層(12)側壁部に開口す
る補助燃料燃焼室(13)で天然ガス、重油、微粉炭等
の補助燃料(18)を空気または酸素等の支燃性ガス(
19)を用いバーナ(14〉にて燃焼させ、生成する高
温燃焼ガスを炉内の鉄原料充填層中に導入し鉄原料の加
熱・溶解に利用する。
実施例
第1図に示す炉と同じ型式で、炉口径750mm。
炉床径1600mm、鉄原料充填層層高4500mmの
実験炉を使用し、第1表に示す条件下で操業を実施した
。
実験炉を使用し、第1表に示す条件下で操業を実施した
。
なあ、第1表中には従来法と比較のため、炉ロ径750
mm、炉床径900mm、送風用羽口上層高5000m
m、送風用羽口から1500mm上方に空気吹込み口が
設けられた実験用の筒形炉を用い、ケース1〜3の操業
を実施した結果を併せて示す。ケース1はキューポラ用
大塊コークスを使用し、従来のキューポラの操業条件で
操業した場合、ケース2は高炉用コークスを使用し、か
つ鉄原料として鋼屑を100%配合とするが、層内2次
燃焼は実施せずケース1と同一生産速度となる条件で操
業Qた場合、ケース3はケース2と同じ原料を使用し、
かつケース2と同一燃焼温度、同一生産速度となるよう
に操業するとともに、かつ炉内に空気吹込み口から空気
を吹込んだ場合である。また、ケース4は本発明と同じ
実験炉を使用し、補助燃料を用いないでケース1と同程
度の生産速度となるように操業した場合である。
mm、炉床径900mm、送風用羽口上層高5000m
m、送風用羽口から1500mm上方に空気吹込み口が
設けられた実験用の筒形炉を用い、ケース1〜3の操業
を実施した結果を併せて示す。ケース1はキューポラ用
大塊コークスを使用し、従来のキューポラの操業条件で
操業した場合、ケース2は高炉用コークスを使用し、か
つ鉄原料として鋼屑を100%配合とするが、層内2次
燃焼は実施せずケース1と同一生産速度となる条件で操
業Qた場合、ケース3はケース2と同じ原料を使用し、
かつケース2と同一燃焼温度、同一生産速度となるよう
に操業するとともに、かつ炉内に空気吹込み口から空気
を吹込んだ場合である。また、ケース4は本発明と同じ
実験炉を使用し、補助燃料を用いないでケース1と同程
度の生産速度となるように操業した場合である。
ケース5は本発明例であり、補助燃料として重油83k
g+を空気過剰率1.05で燃焼し生成した高温燃焼ガ
スを炉内の鉄原料充填層中に導入して操業した場合であ
る。
g+を空気過剰率1.05で燃焼し生成した高温燃焼ガ
スを炉内の鉄原料充填層中に導入して操業した場合であ
る。
第1表より、ケース1は炉頂ガス中にCO2ガスが11
.7%も含まれていることから、炉内の燃焼ガス中にも
同程度以上のCO2が含まれているものと考えられる。
.7%も含まれていることから、炉内の燃焼ガス中にも
同程度以上のCO2が含まれているものと考えられる。
また、炉内が弱還元性雰囲気であるため、溶銑中のC濃
度は2.8%と低く、Sm度は0.11%と高くなって
いる。
度は2.8%と低く、Sm度は0.11%と高くなって
いる。
一方、ケース2では炉頂ガス中にCO2はほとんど含ま
れず、送風羽口レベル炉心部にてガスサンプリングした
ガス中のCO2は0.1%以下であった。
れず、送風羽口レベル炉心部にてガスサンプリングした
ガス中のCO2は0.1%以下であった。
溶銑成分については、炉内が強還元性雰囲気であること
から、鋼屑配合率を100%にしたにもかかわらず溶銑
中[C]、[SL]の上昇、[S ]の低下が見られ、
加炭・加珪・脱硫能の向上が認められる。ただし、コー
クス比はケース1に比べて大幅に上昇している。
から、鋼屑配合率を100%にしたにもかかわらず溶銑
中[C]、[SL]の上昇、[S ]の低下が見られ、
加炭・加珪・脱硫能の向上が認められる。ただし、コー
クス比はケース1に比べて大幅に上昇している。
またケース3は層内2次燃焼を実施する結果、炉頂ガス
中のCO2濃度の増加がみられ、炉内のCOガスが燃焼
していることがわかる。層内2次燃焼が原料の予熱に有
効利用された結果、コークス比はケース1と同程度とな
っているが、これ以上2次空気量を増加すると、コーク
スのガス化が進行し、好ましい結果は得られなかった。
中のCO2濃度の増加がみられ、炉内のCOガスが燃焼
していることがわかる。層内2次燃焼が原料の予熱に有
効利用された結果、コークス比はケース1と同程度とな
っているが、これ以上2次空気量を増加すると、コーク
スのガス化が進行し、好ましい結果は得られなかった。
ケース4はケース2と同様、加炭、加珪および脱硫作用
は向上しているが、コークス比は高いものとなっている
。
は向上しているが、コークス比は高いものとなっている
。
これらに対し、本発明例のケース5は、炉内が高温とな
ってもガス化は微増にとどまるので、コ−クス比および
燃料比ともにざらに低減でき、かつ補助燃料燃焼室から
下方では強還元性雰囲気に保持される結果、加炭、加珪
および脱硫作用は強く、良質の溶銑が得られた。
ってもガス化は微増にとどまるので、コ−クス比および
燃料比ともにざらに低減でき、かつ補助燃料燃焼室から
下方では強還元性雰囲気に保持される結果、加炭、加珪
および脱硫作用は強く、良質の溶銑が得られた。
以下余白
発明の詳細
な説明したごとく、この発明方法によれば、送風羽口か
ら吹込まれる酸素によりコークスを燃焼ガス化して、生
成ガスのCO2/ (CO2+CO)、H2O/ (H
2O+Na)を高炉ボッシュガス並とすることにより、
炉内を強還元性雰囲気とし加炭、加珪、脱硫作用を改善
することができるので、鋼屑の100%使用が可能とな
り、かつ炉外脱硫を必要としない。また、補助燃料燃焼
による高温燃焼ガスの炉内導入によりコークスのガス化
反応の増加と鉄原料の酸化を緩和することができ、コー
クス比および燃料比を大幅に低減できるとともに良質の
溶銑を製造することができるという、優れた効果を奏す
るものである。
ら吹込まれる酸素によりコークスを燃焼ガス化して、生
成ガスのCO2/ (CO2+CO)、H2O/ (H
2O+Na)を高炉ボッシュガス並とすることにより、
炉内を強還元性雰囲気とし加炭、加珪、脱硫作用を改善
することができるので、鋼屑の100%使用が可能とな
り、かつ炉外脱硫を必要としない。また、補助燃料燃焼
による高温燃焼ガスの炉内導入によりコークスのガス化
反応の増加と鉄原料の酸化を緩和することができ、コー
クス比および燃料比を大幅に低減できるとともに良質の
溶銑を製造することができるという、優れた効果を奏す
るものである。
第1図はこの発明方法を実施するための好適な炉の構造
の一例を示す概略図、第2図はこの発明における平衡C
02分圧と平衡H20分圧を示す図でおる。 1・・・炉側壁部 2・・・送風用羽口3・・
・投入口 4・・・鉄原料装入口5・・・
コークス装入口 6・・・ガス回収ロア・・・湯溜
り 8・・・出銑滓口9・・・燃焼室
10・・・石炭充填層11・・・コークス
充填層 12・・・鉄原料充填層13・・・補助燃
料燃焼室 第1図 温 度(℃)
の一例を示す概略図、第2図はこの発明における平衡C
02分圧と平衡H20分圧を示す図でおる。 1・・・炉側壁部 2・・・送風用羽口3・・
・投入口 4・・・鉄原料装入口5・・・
コークス装入口 6・・・ガス回収ロア・・・湯溜
り 8・・・出銑滓口9・・・燃焼室
10・・・石炭充填層11・・・コークス
充填層 12・・・鉄原料充填層13・・・補助燃
料燃焼室 第1図 温 度(℃)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 炉体側壁部に送風用羽口を、該羽口上方部にコークス、
石炭および石灰石等の造滓剤投入口を、炉体上部に銑屑
、鋼屑等の鉄原料装入口とコークス装入口およびガス回
収口を、炉下部湯溜り側壁部に出銑滓口を有する炉を用
い、前記羽口前に形成される燃焼室にコークス、石炭の
充填層を、前記燃焼室前方にコークス充填層を、前記コ
ークス充填層上方に鉄原料充填層をそれぞれ形成し、燃
焼室内で生成した燃焼ガスをコークス充填層および鉄原
料充填層を通じて炉上方へ流し、燃焼ガス顕熱で鉄原料
を溶解させてガス回収口より回収し、燃焼室で生成した
溶融灰分は前記溶融した鉄とともに炉床部に設けた湯溜
りに回収し、出銑滓口より抽出する溶銑製造方法におい
て、 送風羽口より吹込まれる空気がコークスと反応して生成
するガスのCO_2/(CO_2+CO)、H_2O/
(H_2O+H_2)がいずれもゼロになると仮定した
場合の温度が2000℃以上となるように送風温度、酸
素濃度を調整して送風し、かつ鉄原料充填層側壁部に天
然ガス、重油、微粉炭等の補助燃料燃焼室を設け、前記
補助燃料を支燃性ガスを用いて燃焼し得られる高温燃焼
ガスを鉄原料充填層中に導入し該鉄原料の加熱・溶解に
利用することを特徴とする溶銑の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62024984A JPS63192810A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | 溶銑製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62024984A JPS63192810A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | 溶銑製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63192810A true JPS63192810A (ja) | 1988-08-10 |
Family
ID=12153244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62024984A Pending JPS63192810A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | 溶銑製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63192810A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009185369A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 銅鉄スクラップからの金属回収法 |
-
1987
- 1987-02-05 JP JP62024984A patent/JPS63192810A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009185369A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 銅鉄スクラップからの金属回収法 |
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