JPS6389610A - 転炉吹錬法 - 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） 上底吹転炉を用いて、クロム鉱石や半還元クロムペレッ
トなどの含クロム酸化物類の溶融還元製錬を実施する転
炉吹錬法につき、炉内での一酸化炭素の２次燃焼反応を
有利に制御することに関連した開発研究の成果を提案し
ようとするものである。

一般に転炉内での脱炭反応は次の（１）式％式％（１） であられされる１次燃焼が主でありそのＧＯ（ｇ）に冨
んだ排ガスを、未燃焼ガスとして回収し、別途使用する
省エネルギー策は広く採用されているところであるが。

同時に次の（２）式 ％式％（２） で示される一酸化炭素の２次燃焼反応も炉内で起こり、
この２次燃焼の比率に影響を及ぼす要因としては、ラン
ス先端と場面間の距離が大きく影響することもよく知ら
れ、またこの２次燃焼反応をクリーンなエネルギー源と
して利用する試みも数多く提案されている。

しかしながら、これらはいずれも、普通鋼溶製のための
転炉吹錬のように、装入量が吹錬の初めと終りでさほど
変化しない場合についてであって、含クロム酸化物類の
溶融還元製錬のような、炉内装入量が時間と共に増加し
、湯面高さが変化していく、製錬過程にあっては、場面
に対するランス高さが実質的に変化することから、２次
燃焼反応の制御は困難である。

（従来の技術） 含クロム酸化物類の上底吹転炉を用いる溶融還元製錬に
係る転炉吹錬法関連、特に２次燃焼制御法についての既
知技術文献は見当らない。

（発明が解決しようとする問題点） 含クロム酸化物類などの溶融還元製錬を上底吹転炉にて
行う場合においては、１ヒート内の吹錬の過程にて、炉
内装入量が時々刻々と、増加し、湯面高さもそれに応じ
て上昇する。ここに、ランス絶対高さが一定であれば、
ランス先端と場面間の距離：いわゆるランス高さが減少
することになり一酸化炭素の２次燃焼率は減少し、その
ため吹錬における溶湯温度制御は困難となる。

ここに、上記の溶融還元製錬を行う転炉吹錬につき、炉
内装入量の逐次的変化に拘らず、該吹錬によって生成す
る一酸化炭素の２次燃焼反応の継続的な促進を有利に図
る手法を与えることがこの発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的は次の事項を骨子とする構成に従い適切に成
就される。

この発明は　上底吹転炉を用いて、クロム鉱石や半還元
クロムベレットなどの含クロム酸化物類の熔融還元製錬
を実施するに際して、予め炉内プロフィルムを推定し、
これに基き吹錬中の全装入量の増分に応じた湯面高さを
演算し、この演算結果の推移に従って、上吹ランス高さ
を吹錬全期にわたり調整することにより、一酸化炭素の
２次燃焼反応を継続的に促進させることを特徴とする転
炉吹錬法である。

発明者らは、クロム鉱石や半還元クロムペレットなどの
含クロム酸化物類の溶融還元製錬を、上底吹転炉にて実
際に試行した際、溶湯温度が一定という条件下で、吹錬
の進行と共に、２次燃焼率の値が減少することを経験し
た。これは装入量のの増加に伴ない、湯面高さが上昇し
たため、場面とランス先端の距離いわゆるランス高さが
減少し、ハードブローとなったためであると考えられ、
このような２次燃焼率の減少によって、熱不足、含クロ
ム酸化物類の還元率低下という結果となった。

この解決のためには、湯面高さを常時に求め、これに基
いてランス高さを調整する必要がある。

湯面高さの変化は次の２点を考慮することで求めること
が可能である。

１、長期的変化；炉口数の進行と共に増す耐火物の溶損
に由来した、炉内プロフィルの変化。

２、短期的変化；　１ヒートの吹錬中における合計装入
量の増加。

従って、■耐火物溶損による炉内プロフィルの変化の推
定と■装入量の連続的な集計とによって、溶融還元吹錬
全期間にわたり常に正確な湯面高さを求め、場面とラン
ス間の距離を制御することとした。

■の炉内プロフィルの変化は、たとえば第１図に示した
転炉プロフィル即ち実線のラインは炉口数＝０　（転炉
れんが積置後）、破線ラインは炉口数＝ｎの場合を仮想
的（例えば過去の実測値を採用）に示すものとして、こ
れらの差ｘ＋３’及び２に従い、耐火物の溶損スピード
は炉口数１回毎にｘ　／　ｎ　、　　ｙ　／　ｎ　、　
　ｚ　／　ｎと推定すればよい。またこのほかにも、レ
ーザービームを用いた既存のプロフィルメーターを利用
して、成るヒートの直前の炉内プロフィルを実測により
求めることも勿論可能である。

なお第１図において、ａは転炉の鉄皮、ｂは耐火物、Ｃ
は装入物たとえば溶銑、そしてｄは底吹羽口、また第２
図を参照して、ｅは上吹ランスであり、装入物Ｃについ
て、場面（１）で炉口数Ｏの場合の場面レベルを、そし
て場面（２）は炉口数ｎのときの場面レベルを示し、第
２図では、１ヒートの吹錬に関し場面（３）は吹錬開始
時、湯面（４）は同終了時のレベルを示す。

■の１ヒート内での全装入量は、連続的に、又は一定時
間周期毎に増分を計算し、前項に示した炉内プロフィル
を考慮に入れて、上記増分に応じた湯面高さの吹錬開始
時点（場面（３））から終了時点（場面（４））までの
変動推移を演算する。その際、溶鋼の比重はもちろん成
分や温度を考慮して決めるのが望ましい。

以上によって、吹錬過程のどの時点においても、はぼ正
確な湯面高さが把握可能となるので、常に適切な高さに
ランスｅの位置を制御することが可能になる。これは、
クロム鉱石や半還元クロムペレットなどの含クロム酸化
物類の溶融還元製錬のように、■良好な還元条件を維持
するための溶湯温度制御が重要であって、■しかも長時
間吹錬にわたり、■さらに装入量が吹錬開始から終了ま
での間に１．１〜１．５倍程度に増加するなどの点に特
異性のある操業を、上底吹転炉で実施しようとする場合
においては、必要不可欠な条件である。

第２図にて、この発明に従いランスｅの位置を場面レベ
ルの（３）から（４）に至る変化に応じて制御しランス
高さＬを１ヒートの吹錬中一定に保つ要領を、場面変動
にてランス高さしからＬ′に減少する様子に比較して示
した。

（作　用） ランス先端面間の距離で与えられるランス高さを常にほ
ぼ一定とすれば、一酸化炭素の２次燃焼率はほぼ一定と
なるのに対し、吹錬の進行につれてランス高さが減少す
るときはこれによって相対的にハードブローとなって２
次燃焼率は低下することになる。

（実施例） ステンレス鋼吹錬用母溶湯を得る目的で、８５ｔｏｎ上
底吹転炉において、クロム鉱石の溶融還元製錬を表１に
揚げた要項に従い実施した。

この発明を適用した吹錬ヒートＡ　（Ｉ）　、　Ａ（Ｉ
Ｉ）の実験条件と実験結果を、比較のための参考例Ｂと
ともに表１で対比した。

Ａ　（１）　、　Ａ　（ｎ）及びＢの間の実験条件の違
いは、炉口数及び吹錬中のランス湯面間距離のみであり
、その他の条件はほぼ同じとした。

何れの場合も、予め脱りん処理を施しＰ≦０．０２５と
した温度１２５０℃、Ｃ−４，２％の溶銑７Ｑｔｏｎを
装入し、上吹０２流量２０ＯＮｍ３／ｍｉｎ　、底吹き
Ｏ！流ｉ１６ＯＮｍ３／ｍｉｎで吹錬しながら、炉頂よ
りコークスを連続的に投入し、脱炭反応及びＣＯガスの
２次燃焼により鉄浴温度の上昇を計った。

鉄浴温度が１６００℃、Ｃ？１１度が約４．０％になっ
た時点で、炉頂から生石灰等の媒溶剤と共にクロム鉱石
の電磁フィーダーによる連続的な投入を始め、溶融還元
吹錬を開始した。

その後鉄浴温度１６００℃、Ｃ濃度約４．０％を維持す
るよう、コークスを炉頂から連続的に投入しなから吹錬
を続け、クロム鉱石を４０トン／ヒート投入し、鉄浴中
Ｃｒｆｆ１．度約１３％、Ｃ濃度４．０％、鉄浴温度１
６００℃となった時点で吹錬を終了して出鋼し、８６ト
ン／ヒートの含Ｃｒ溶湯を得た。

この発明に従いヒートＡ　（Ｉ）と参考例ヒートＢは、
夫々炉回数５５回、５６回のときに相ついで実験を行い
、炉口数の差即ち炉内プロフィルの違いをほとんど無視
し得るようにした。またこの発明に従うヒートＡ　（ｎ
）は、炉口数が１５０回のときに実験を行い炉口数がひ
いては炉内プロフィルが、ヒートＡ　（Ｉ）及び参考例
ヒートＢと大幅に違う場合の対比とした。

なお、ヒートＡ（り及びＡ　（ｎ）では、これらのヒー
トの直前にレーザービームを利用したプロフィルメータ
ーにより炉内プロフィルを実測し、ヒートＢでは炉内プ
ロフィルは、Ａ（１）と同じと仮定して、吹錬開始時及
び吹錬中の場面を計算により求めた。

Ａ　（１）　、　Ａ　（ＩＩ）と共に吹錬中のランスル
湯面距離は、２．５ｍとなるように吹錬中の推定湯面高
さの変化に応じてランス位置を調整した。ヒートＢでは
ランスル湯面距離は吹錬開始時に２．５ｍとなるように
ランス位置を定めたが、その後クロム鉱石の装入、還元
に伴う場面の上昇にもかかわらずランス位置を不変にし
たため、吹錬中のランスル湯面距離は、２．５ｍから次
第に小さくなり、吹錬終了時には２．２５ｍになったと
計算される。

表１に、Ａ　（１）　、　Ａ　（ＩＩ）　、　Ｂ各ヒー
トの２次燃焼率の指標としてＣＯ，ＣＯ２の平均濃度を
比較して示したが、Ａ　（１）　、　Ａ　（ＩＩ）の間
、即ち炉口数つまり炉内プロフィルが大幅に違っても、
この発明の適用により、排ガス中ｃｏ、ｃｏ□平均濃度
にほとんど差がないのに対して、ヒートＢでは、ヒート
Ａ　（１）　、　Ａ　（ｎ）　ニ比べて００ｍ度の低下
部チ２次燃焼率の低下が認められた。

またＡ（Ｉ）とＢのヒートについては、クロム鉱石投入
時期（鋼浴温度１６００℃、Ｃ濃度約４．０％を維持）
の排ガス中ＣＯ濃度の時間推移を第３図に示したが、参
考ヒー）Ｂでは、装入量の増加に伴って即ち湯面の上昇
に伴って、ＣＯ濃度が徐々に増加しており、２次燃焼率
が低下しているのがよくわかる。これに対しヒートＡ（
１’）ではｃｏ＞７４度は、はぼ一定でこの発明の効果
が現われている。

さらにヒートＢでは、２次燃焼率がヒートＡ（１）に比
較して低いため、鋼浴温度を同じ１６００℃に維持する
ためコークス原単位、酸素原単位が高くなっている。

このように鋼浴温度１６００℃、Ｃ？１度約４．０％を
維持することにより、溶融還元製錬終了時のスラグ中Ｃ
ｒ濃度は、ヒートＡ　（Ｉ）、　Ａ　（ＩＩ）及びヒー
トＢ共に一定にすることはできたが、ヒートＢではコー
クス原単位が高いため、コークス中天置場に対応した媒
溶剤即ち生石灰の原単位が高くなり、且つスラグボリュ
ームも増加して、ヒートＡ（Ｉ）に比較してＣｒ歩留り
若干低くなっていた。

（発明の効果） この発明は、上底吹転炉に於いて、フェロクロム又は、
ステンレス鋼用母溶湯を溶融還元製錬によって製造する
際には、吹錬中の合計装入量増加を来すが、それに応じ
てランス高さを常に適正に制御することで、一定の２次
燃焼率を得ることができ、適切な溶湯温度制御とクロム
鉱石の効率のよい還元が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、炉口数と炉体プロフィルの関係図、第２図は
、吹錬の進行に伴なう場面レベルの推移とランス高さの
関係を示す構成図、である。 第３図は、実験結果をＣＯ濃度推移で示したグラフであ
る。 ａ・・・転炉鉄皮　　　　　ｂ・・・耐火物Ｃ・・・溶
鋼　　　　　　　ｄ・・・底吹羽口ｅ・・・上吹ランス 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 第１図　　　　　第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上底吹転炉を用いて、クロム鉱石や半還元 クロムペレットなどの含クロム酸化物類の溶融還元製錬
   を実施するに際して、 予め炉内プロフィルを推定し、これに基き 吹錬中の全装入量の増分に応じた湯面高さを演算し、こ
   の演算結果の推移に従って、上吹ランス高さを吹錬全期
   にわたり調整することにより、一酸化炭素の２次燃焼反
   応を継続的に促進させることを特徴とする転炉吹錬法。