JPS6328818A - 電気炉，転炉の燃料吹き込み方法及び燃料吹き込み装置 - 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、例えば屑鉄等の被溶解原材料を溶解して溶鋼
を製造する電気炉又は転炉における燃料の吹き込み方法
及び該方法の実施に適した吹き込み装置に関し、特にそ
の燃焼効率の向上により燃料の多量吹き込みを実現でき
るようにした方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、屑鉄等を溶かして溶鋼を製造する方法として電
気炉が採用されており、また最近では転炉による鉄屑精
錬が開発されている。

従来、上記電気炉による方法としては、電力原単位を低
減するため、助燃バーナにより重油あるいは灯油を炉内
に吹き込んだり、あるいは酸素富化を行ったりする方法
がある９例えば酸素吹込量を理論酸素量の１．３〜１．
４倍で酸素富化させることによって電力原単位は３〜５
　ＫｗＨ／を減少する。

２０Ｔ／Ｈの電気炉の操業を例にとると、最大灯油５０
０１／ｈの吹き込みでは電力原単位は約１０％の減少と
なる。

第３図はこのような従来の重油又は灯油を吹き込むよう
にした電気炉を示す。図において、ｌは電気炉であり、
これは耐火材で内張すされた炉本体１ａの上面に炉蓋１
ｂを開閉自在に装着し、炉内に電極６を挿入して成る。

なお、ＩＣは排気ガスを煙突に導く煙道である。そして
上記炉本体１ａの側壁には複数の助燃バーナ２が炉内の
原材料。

ひいては溶鋼３の上面に向けて配設されている。

上記従来の電気炉１では、重油又は灯油と空気とが助燃
バーナ２によって電気炉ｌ内の溶鋼３の上面から吹き込
まれ、さらに酸素吹込みランスによって酸素が溶鋼３中
に吹き込まれ、酸素富化が行われる。これにより上記助
燃バーナ２による予熱及び酸素富化に応じて電力原単位
が減少することとなる。

また、転炉による鉄屑精錬としては、例えば第４図に示
す方法がある。この方法は転炉本体１０内の底部にコー
クス１）を入れ、その上部に屑鉄等の原材料１３を充填
し、この状態で上記底部から酸素１２を吹き付けながら
燃焼させ、さらに炉本体１０の上方から挿入されたラン
スを用いて、酸素１２と炭材１４を吹き込んで精練する
ようにした方法である。これによると電気炉に比べ約２
割のコスト減になる。

さらにまた、従来用いられている転炉においても炉内に
炭材を吹き込むことが行われている。これは、製鋼プロ
セスを連続化するため溶鋼を転炉に注入する前の溶銑輸
送中に脱ケイ、脱リン等の溶銑予備処理が行われている
が、その結果溶鋼中の可燃物が不足することから、転炉
内に酸素を吹き込んでも温度が上昇しない問題があり、
その熱補償として転炉内ヘヲンスを用いて炭材を吹き込
むものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の燃料吹き込み方法では、以下
の問題点がある。

上記電気炉による場合は、重油又は灯油の吹き込み量を
余り増大できないという問題があり、また吹き込みをあ
る程度増大しても電力原単位はそれほど減少できないと
いう問題もある。その理由としては、以下の点が考えら
れる。

■　上記電気炉による方法は、重油又は灯油を炉内に吹
き込み、炉内で燃焼させる方式であるので、低温の屑鉄
に重油等が当たることから、未燃のスモークが発生して
重油又は灯油の吹き込み量を増大できなかった。

■　一般に炉内は還元性雰囲気であるので上記重油等の
完全燃焼は困難であり、結局重油等の顕熱を有効に利用
できない。

また転炉による鉄屑精錬の場合は、炉内に熱源となるコ
ークスを充填しなければならない厄介な作業があり、し
かも底部から酸素を吹き付けて燃焼させることから、酸
素吹き込み口が詰まり易（、底吹きのメンテナンスや安
全性に問題がある。

さらにまた、炭材を転炉内に吹き込む場合は、炉内がＣ
Ｏ等の還元性ガスで占められ、かつ炭材の炉内滞留時間
（燃焼時間）が短いため、吹き込まれた炭材が完全燃焼
せず未燃焼のまま排出され易いことから、溶鋼に充分の
熱補償を与えることができないという問題点がある。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、燃焼効率
を向上して低コストの溶解、精錬ができる電気炉、転炉
の燃料吹き込み方法及び燃料吹き込み装置を提供する点
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者は、電気炉、転炉の燃料吹き込みにおけ
る不完全燃焼等上記問題点について検討した結果、この
不完全燃焼による熱効率の低下等の問題は、主として燃
料を炉内に直接吹き込んでいたことに起因することを見
い出し、この燃料を完全燃焼させてなる高温の排気ガス
を吹き込めば上記問題点を解決できる点に想到して本発
明をなしたものである。

卯ち、本願の第１発明は、電気炉、転炉の燃料吹き込み
方法において、炉外で燃料を燃焼させ、これにより発生
した高温の燃焼排気ガスを炉内に吹き込むようにしたこ
とを特徴としている。

また本願第２発明は、電気炉、転炉の燃料吹き込み装置
において、炉外に予燃焼室を形成し、該予燃焼室からの
燃焼排気ガスを炉内に導入する導入孔を炉内の原材料を
臨むように形成したことを特徴としている。

ここで、上記燃料とは、例えば、重油、灯油等の液体燃
料１石炭等の固体燃料、あるいは高炉ガス等の気体燃料
をいう。

〔作用〕

本発明に係る電気炉、転炉における燃料の吹き込み方法
及び装置によれば、燃料を炉外に設！した予燃焼室内で
燃焼させるようにしたので、燃料と酸化剤（燃焼用空気
１Ｍ素富化空気、酸素等）とを確実に混合させることが
でき、該燃料を略完全燃焼できるので、スモーク、未燃
物を含まない理想的な高温の燃焼排気ガスが得られる。

とりわけ予燃焼室内の燃焼負荷（単位時間、ｉ位容積当
たりに燃焼により得られる熱Ｍ）を自由に調整できるの
で、石炭、コークス、重質油等の燃焼性の悪い燃料でも
効率よ（完全燃焼でき、この完全燃焼による高温の排気
ガスを電気炉、転炉内に高速で吹き込むことによって従
来より大幅に溶鋼温度を上げることができる。従来のラ
ンス吹き込み技術では、燃料、酸化剤を高速で炉内へ噴
射させると、火炎の吹き飛びが起こり未燃物を多量に発
生するために効率が悪化する問題を生じていたが、本発
明では上述のように、燃料は予燃焼室内で確実に燃焼す
るのでこれらの問題は回避できる。従って、燃料の多量
吹き込みが可能となり、その結果電気炉では電力原単位
を大幅に低減でき、転炉では低コストの熱補償が確実に
できる。

また、予燃焼室で発生した高温ガスは高速で転炉、電気
炉へ噴出させることができるので、これにより対流伝熱
が大幅に促進され、この点からもコストの低減を図るこ
とができる。

さらにまた、本発明では炉外の予燃焼室で燃焼させた排
気ガスを利用するようにしたので、この予燃焼室に供給
する燃料量と空気量を精度良く間部するのは容易であり
、その結果還元性から酸化性まで幅広い所望のガス成分
の高温ガスを容易に発生でき、溶鋼の調質が容易、確実
となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本願の第２発明の第１実施例による電気炉の燃
料吹き込み装置を示す９図において、第３図と同一符号
は同−又は相当部分を示し、電気炉本体１ａの側方には
、該炉本体１ａに形成された開口部１ｄに挿通された予
燃焼室４が設置されている。該予燃焼室４は、内面が耐
火材で内張すされた円筒状のもので、その軸芯は炉内の
溶鋼の中心部を向いている。またこの予燃焼室４の後壁
には燃焼空気を吹き込むための空気（酸素）吹込管４ａ
が接続されている。該空気吹込管４ａには燃料を吹き込
むためのバーナ４ｂが挿入されている。

また上記燃焼室４の先端部には、導入孔５が形成されて
おり、該導入孔５の軸芯は上記予燃焼室４の軸芯と同−
線上にあり、その噴出口５ａは炉内中心の溶１）３レベ
ル付近に向けられている。

次に上記実施例装置において、第１発明の第１実施例方
法を実施する場合について説明する。

電極６に通電するとともに、予燃焼室４内にバーナ４ｂ
から燃料、例えば重油を送り込み、空気吹込管４ａがら
空気を吹き込む、するとこれにより重油は予燃焼室４内
において燃焼するが、このとき該重油は空燃比が所定値
になるように空気量を自在に調整することにより、完全
燃焼することとなる。この完全燃焼による高温の排気ガ
スが炉本体１ａ内の屑鉄等に吹き付けられ、これにより
屑鉄等は予熱、溶解される。

このように本実施例では、重油を炉外で燃焼させるよう
にしたので、完全燃焼が可能になって高温の排気ガスが
得られ、この高温排気ガスを炉内に高速で吹き込むこと
によりて大幅に溶鋼温度を上げることができる。このよ
うに燃焼効率を大きく向上して原材料への着熱率を向上
でき、それだけ電力原単位を低減できる。

さらに本実施例では予燃焼室４内へ供給する燃料量と空
気量との空燃比及び燃焼負荷を精度よく制御することが
可能であるから、還元性から酸化性まで幅広い所望のガ
ス組成の排気ガスが得られる０例えば排気ガスを還元性
のものとすればスラグ（Ｆｅ２Ｏ２）の生成を防止でき
電極６の酸化を抑制できる。

なお、上記実施例では重油を用いた場合について説明し
たが、本発明では液体燃料、気体燃料に限らず、従来の
直接吹き付は方法では困難とされていた固体燃料でも使
用できる。また石炭のような固体燃料を用いた場合は、
これを予燃焼室で脱灰燃焼させる、いわゆる天分のスラ
グタンプを行うようにすれば溶鋼への灰分の悪影響を最
小限に食い止めることができる。

また上記実施例による電気炉１では、［８ｉ６に通電し
つつ排気ガスで予熱するようにしたが、本発明は様々な
ヒートパターンが考えられ、例えば操業開始時は電極６
に通電しないで予燃焼室４内の高温の排気ガスのみを吹
き込むことにより予熱。

溶解を行い、最後の成分調整時のみ通電しても良い。

なお、上記実施例では、耐火材を内張すしてなる電気炉
本体を例にとって説明したが、水冷壁構造による電気炉
にも勿論適用できる。

次に、本願の第２発明の第２実施例による転炉の燃料吹
き込み装置を採用した場合について第２図に基づいて説
明する。

図において、第１図及び第４図と同一符号は同−又は相
当部分を示し、転炉本体１０の上方には予燃焼室４が設
置されている。この予燃焼室４の後壁には空気（酸素）
吹込管４ａが接続され、該吹込管４ａには炭材を吹き込
むバーナ４Ｃが挿入されている。また上記予燃焼室４の
先端部には導入孔５が形成されており、該導入口５の噴
出口５ａは屑鉄」３の中央部に向けて開口している。

本実施例装置の燃料吹き付は方法によれば、予燃焼室４
内で炭材、例えば石炭を燃焼させ、このときの燃焼排気
ガスを炉本体１０内の屑鉄１３に吹き付け、またこれと
同時にランス１２から酸素を吹き込む、すると、この高
温の排気ガス及び酸素によって屑鉄１３が予熱、溶融さ
れることとなる。

このように本実施例によると、石炭を炉外の予燃焼室４
内で燃焼するようにしたので、完全燃焼が可能になり、
かつ灰分を予燃焼室４内に回収できるから屑鉄等への熱
補償を灰分の悪影響を回避しつつ確実に実現できる。

また、本実施例の精錬方法では、コークスを入れて熱源
を作るという面倒な作業が解消され、さらに炉本体の下
方から酸素を吹きつけるという従来方法と異なり、上方
から排気ガスを吹きつける方法であるから、簡単な構造
の炉の採用が可能になるとともに、酸素吹き込み口が詰
まり易いという問題が生じる余地はなく、その分、メン
テナンス、安全性が向上する。

なお、上記第２実施例では固体燃料の場合について説明
したが、液体、気体燃料でも勿論適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る電気炉、転炉の燃料吹き込
み方法及び装置によれば、燃料を炉外で燃焼させるよう
にしたので、完全燃焼が容易であり、燃料の多量吹き込
みが可能となり、その結果、原材料への着熱効率の良い
高温の排気ガスを電気炉又は転炉に吹き込むことができ
、電気炉では電力原単位を大幅に低減できる効果があり
、転炉では低コストの熱補償が確実にできる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願の第２発明の第１実施例による電気炉の燃
料吹き込み装置を説明するための断面側面図、第２図は
第２実施例による転炉の燃料吹き込み装置を説明するた
めの断面側面図、第３図は従来の電気炉の断面側面図、
第４図は従来の転炉の断面側面図である。 図において、１は電気炉、３は溶鋼、４は予燃焼室、５
は導入口、ｌＯは転炉、１３は屑鉄（原材料）である。 特許出願人　　　　　　株式会社神戸製鋼所代理人　弁
理士　　　　下布　努 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）屑鉄等の原材料を溶解して溶鋼を製造する電気炉
   又は転炉において、上記原材料を燃料の吹き込みによっ
   て予熱、溶解する方法であって、炉外で燃料を燃焼させ
   、該燃焼による排気ガスを上記原材料に吹き付けるよう
   にしたことを特徴とする電気炉、転炉の燃料吹き込み方
   法。
2. （２）屑鉄等の原材料を溶解して溶鋼を製造する電気炉
   又は転炉において、上記原材料を燃料の吹き込みによっ
   て予熱、溶解する装置であって、炉外に予燃焼室を形成
   し、該予燃焼室からの排気ガスを炉内に導入する導入孔
   を炉内の原材料を臨むように形成したことを特徴とする
   電気炉、転炉の燃料吹き込み装置。