WO2009047927A1 - ヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法 - Google Patents

ヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法 Download PDF

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Michio Nakayama
Yosihito Marukawa
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Jp Steel Plantech Co.
Kyoei Steel Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an arc furnace steelmaking method for producing molten steel by melting iron scrap.
  • the present invention relates to an arc furnace steelmaking method for producing molten steel using an auxiliary fuel or a carburized material.
  • the arc furnace for steelmaking produces steel materials that are used for building materials, etc., by melting and scraping raw steel scrap.
  • the main energy source of this arc furnace is electric heat (arc heat), but oxygen gas (for iron oxidative dissolution), gaseous fuel or liquid fuel, to promote melting and scouring and save expensive electric energy,
  • An auxiliary heat source such as powder coke is used.
  • the most important auxiliary heat sources are solid fuels rich in solid carbon such as coke, anthracite as an alternative, and oil cortas. This solid fuel functions not only as a heat source but also as a reducing agent, and plays an important role in the refinement process itself.
  • the amount of coatas used per ton of iron has reached 20-30 kg.
  • the object of the present invention is to use a biomass carbide close to the physical properties of coke as a substitute for coke when producing molten steel by melting and refining a cold iron source such as iron scrap in an arc furnace, thereby producing a large amount of greenhouse effect. It is an object of the present invention to provide an arc furnace steelmaking method capable of reducing gas generation.
  • the present invention provides:
  • a step of carbonizing coconut palm or oil palm palm (Coconut shell charcoal or PKS charcoal), mixing carbide having a residual volatile content of 12 3 ⁇ 4 or more into iron scrap and charging it into an arc furnace;
  • An arc furnace steelmaking method is provided.
  • the process of mixing carbide into iron scrap and charging it into the arc furnace is obtained by dry distillation of coconut palm or palm palm coconut palm (Coconut shel charcoal or PKS charcoal), and has a residual volatile content of 12% or more. Carbon material derived from fossil fuels may be mixed with iron scrap and charged into the arc furnace.
  • the arc furnace steelmaking method of the present invention is further obtained by dry-distilling coconut palm or oil palm coconut palm (Coconut shel charcoal or PKS charcoal), and injecting carbide with a residual volatile content of less than 12% into the arc furnace from the lance. It is preferable to have a process.
  • Fig. 1 shows the relationship between the processing temperature and processing time of coconut shell charcoal and the yield.
  • Figure 2 shows the relationship between yield and residual volatiles.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the present invention is carried out in an arc furnace, and is a schematic diagram showing a state of scrap melting at an initial stage.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the present invention is carried out in an arc furnace, and is a schematic diagram showing a state immediately after the scraps are melted.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the present invention is carried out in an arc furnace, and is a schematic diagram showing a refined stage of molten steel after completion of temperature increase.
  • biomass carbide In the arc furnace steelmaking process, solid fuel containing carbon is used, and a large amount of carbon dioxide derived from fossil fuels is discharged into the atmosphere. The emitted carbon dioxide becomes a greenhouse gas. If biomass charcoal is used instead of this coatus, greenhouse gas emissions will be eliminated. However, many biomass carbides have problems such as low solid carbon content compared to coke and extremely low bulk density. Therefore, biomass carbide is not used as a solid fuel in the arc furnace steelmaking process. ⁇
  • coconut palm and oil palm industries are nowadays.
  • coconut husks generated in large quantities here are carbonized to become carbide (Cahrcoal).
  • the charcoal obtained by carbonizing coconut palm or oil palm palm will be referred to as “coconut shell charcoal”.
  • This coconut husk charcoal has a bulk density slightly lower than that of Kotas and has a high solid carbon content. Therefore, it can be used in an arc furnace for steelmaking as a substitute for fossil fuels such as Kotas.
  • Table 1 shows a comparison of physical properties between oil palm charcoal and Kotas.
  • coconut husk charcoal is a good fuel because it has a higher calorific value and less ash and sulfur content than Cotas.
  • the use of coconut husk charcoal is currently limited to almost only activated carbon raw material, and the scale of production is small, and with the recent rise in fossil fuel ffi rating, coconut husk charcoal has begun to be traded as a fuel of higher price than coal. Therefore, the electric furnace companies are not in continuous use. Indonesian and Malaysian coke and alternative fossil fuel prices are 180-200 US $ / ton, coconut shell price is 40 US $ / ton, coconut shell coal price is 250-270 US $ / ton. There is no continuous use by electric furnace companies.
  • the present invention increases the economic efficiency of alternative coconut husk charcoal by leaving the volatile matter in coconut husk charcoal to a level that can be used in a steelmaking electric furnace and increasing the yield. For example, if the yield is 35%, the raw material cost is 114 US $ and the coconut shell coal price is 214 US $ / ton 45%, the raw material cost is 89 US $ and the coconut shell coal price is 189 US $ / ton. Can be sufficiently competitive.
  • FIG 1 shows the relationship between the processing temperature and processing time of coconut husk charcoal and the yield.
  • Figure 2 shows the relationship between yield and residual volatile matter.
  • coconut husk charcoal is produced by increasing the yield and leaving much volatile content (12% or more) when coconut husk charcoal is produced.
  • this coconut husk charcoal is used in an electric furnace, coarse particles are mixed in the scrap before melting and charged into the furnace. Volatiles burn when scrap dissolves and become a heat source, and the remaining solid carbon works as a carburizing material. The total amount of scrap-mixed carbon is this coconut charcoal In addition, with this carbon material as a part, the remainder may be low volatile matter / high solid carbon as in the past.
  • electrostatic Steelmaking 56th No. 1 (1985) (January issue) “Reduction of FeO in hot metal by solid carbon”
  • the blown carbon material it is desirable to have low volatile matter and high solid carbon as before.
  • FIGs. 3 to 5 are schematic diagrams showing how the present invention is carried out when the cold iron source is melted in the arc furnace, and Fig. 3 shows the initial state of melting of the cold iron source.
  • Fig. 4 shows the state immediately after the cold iron source has melted, and
  • Fig. 5 shows the molten copper refinement stage after the completion of temperature increase at the end of the arc furnace steelmaking process.
  • a metal furnace side wall 3 having a water-cooled structure is disposed on the upper periphery of the furnace body 2 whose outer shell is an iron shell and is internally made of refractory.
  • the upper opening is openable and closable and covered with a water-cooled metal furnace lid 4.
  • three graphite electrodes 5 are provided that pass through the furnace lid 4 and can move up and down to the inside of the furnace body 2.
  • Each electrode 5 is connected to a three-phase AC power source (not shown), and between the electrode 5 and the electrode 5 and the furnace interior such as the electrode 5 and the cold iron source 9 and the molten steel 10. Arcs 1 and 2 are generated between the two.
  • an oxygen gas blowing lance 6 and a carbonaceous material blowing lance 7 that can move up and down through the furnace side wall 3 to the inside of the furnace body 2 are provided. From the oxygen gas blowing lance 6, oxygen gas is supplied. Is blown into the furnace body 2, and the carbon material is blown into the furnace body 2 from the carbon material blowing lance 7 using air or nitrogen gas as a transfer gas.
  • the furnace lid 4 is provided with a duct 8, and high-temperature exhaust gas generated in the furnace is sucked into the dust collector (not shown) through the duct 8, and the furnace body 2 has a steel outlet ( (Not shown) is provided.
  • a supply packet suspended by crane or the like which is obtained by carbonizing scrap 9 and coconut palm or oil palm palm (Coconut shel lc harcoal or PKS charcoal) having a residual volatile content of 12% or more, is suspended. G (not shown), etc.; ⁇ Charged into the furnace of the arc furnace 1 with the lid 4 opened (this period is called the “raw material charging period”). Then the furnace The lid 4 is closed and the 1 ⁇ 2 electrode 5 is inserted into the furnace, an arc 12 is generated between the electrode 5 and the scrap 9, and the scrap 9 is melted by the generated arc heat to generate molten steel 10 ( This period is called the “scrap melting period”).
  • Residual volatiles in the carbides charged with the scrap are burned at the time of melting and become a heat source, and the remaining solid carbon acts as a heat source and a carburizing material.
  • a flux such as quick lime or fluorite is charged into the furnace to form molten slag 11 on the molten steel 10 to prevent oxidation of the molten iron 10. It is intended to keep the molten steel 10 warm.
  • the generated molten steel 10 is heated to a predetermined temperature by arc heat (this period is referred to as the “temperature rising period”).
  • the composition of the molten steel 10 is adjusted (this period is referred to as the “refining period”), and then the molten steel 10 is discharged from the outlet port into the molten steel holding container and discharged. After steel, discharge molten slag 1 1 to slag pots etc. as necessary
  • molten steel 10 is produced from scrap 9.
  • coke and cox alternative coconut husk charcoal can be used as an auxiliary fuel or a carburizing material during the scrap melting period, the heating period, and the refinement period of this steelmaking process.
  • an arc 12 is generated between the electrode 5 and the scrap 9, and the scrap 9 is melted by the generated arc heat to generate molten steel 10.
  • Residual volatile matter in the carbide 20 burns when dissolved and becomes a heat source, and the remaining solid carbon acts as a heat source and a carburizing material.
  • oxygen gas is blown from oxygen gas blowing lance 6 toward scrap 9 accumulated in the furnace, and carbon material blowing lance 7 is low.
  • Volatile matter ⁇ Blow in high solid carbon charcoal Part of the scrap 9 is oxidized by the oxygen gas that is blown in, and is heated and melted by the generated heat of oxidation.
  • the carbon material is blown from the carbon material blowing lance 7 to the molten slag 1 1.
  • the molten slag is also melted by CO gas generated by the reduction reaction of iron oxide in the molten slag.
  • the arc 1 2 is wrapped in the molten slag 1 1 in the same way as the heating period described above.
  • the tip of the carbon material blowing lance 7 is immersed in the molten steel 10 and the carbon material is blown into the molten steel.
  • Table 3 shows the physical properties of coconut shell charcoal used in the experiment. This coconut charcoal has a volatile content
  • Anthracite (volatile content 2%) was used. For this reason, the volatile content of scrap-mixed charcoal is 25%.
  • Charcoal A is the coconut charcoal in Table 1
  • Charcoal B is the highly volatile coconut charcoal in Table 3.
  • Carbide B (Charcoal B) is used in Heat Nos. 7 and 8 mixed with anthracite.
  • the amount of carbon (%) in the molten steel at the time of steel production has no adverse effect on the carburizing effect.

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Abstract

アーク炉製鋼方法は、ココナツヤシまたはアブラヤシのヤシガラ (Coconut shell charcoal or PKS charcoal)を乾留して得られ、12%以上の残留揮発分を有する炭化物を鉄スクラップに混入してアーク炉に装入する工程と、前記鉄スクラップを溶解して溶鋼を製造する工程とを有する。ランスからアーク炉内に吹き込まれる炭材は残留揮発分が12 %未満のものが望ましい。

Description

明細書 ヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法 ， 技術分野
本発明は、鉄スクラップを溶解して溶鋼を製造するアーク炉製鋼方法に関する。特に、 補助燃料または加炭材を使用して溶鋼を製造するアーク炉製鋼方法に関する。 背景技術
製鋼用アーク炉は、 原料の鉄スクラップを溶解精鍊して、 建材などに使われる鋼材を 生産する。 このアーク炉の主なエネルギー源は電熱 （アーク熱） であるが、 溶解精練の 促進と高価な電気エネルギー節減のために、 酸素ガス （鉄の酸化溶解用） 、 気体燃料ま たは液体燃料、 粉コークスなどの補助熱源が使用されている。 近代的な製鋼用アーク;^ では、 電熱と補助燃料とのエネルギー入力量の比は 5 0 : 5 0 に達している。 補助熱 源の中でも最も重要なものは、 コークスやその代替物としての無煙炭、 オイルコータス などの固形炭素分を多く含む固体燃料である。 この固体燃料は熱源としてだけでなく、 還元剤としても機能し、 精鍊プロセスそのものにおいても重要な役割を果たしている。 鉄 1 トン当りのコータスの使用量は、 20〜30 kg に達している。
しかしながら、 コータスや無煙炭などの炭材を大量に使用することで、 大量の化石燃 料由来の c o2 ガス、 つまり温室効果ガスが大気中に排出されることになる。 例えば、 年産百万トンの標準的な規模の製鋼工場で、 炭素分が 8 5質量％の粉コー 'タスを溶鋼 1 トン当たり 2 5 k g使用すると、 この製鋼工場 1基のみで年間当たり 7 7， 9 1 6 トン の c o2 ガスが排出されることになる。
このように、 ァ一ク炉製鋼プロセスにおいては、 化石燃料であるコークス、 無煙炭な どの炭材が使用され、 その結果、 地球温暖化ガス （温室効果ガス） である c o2 ガスが 大量に大気に排出されている。 この化石燃料からなる炭材に替えて木炭などのバイオマ ス炭化物を使用すれば、 計算上、 温室効果ガスの排出はなくなる。 尚、 バイオマス燃料 から発生する C 02 ガスは、 カーボン 'ニュートラル （carbon neutral) と呼ばれ、 温 室効果ガス （地球温暖化ガス） には計上されない。
発明の開示
本発明の目的は、 アーク炉で鉄スクラップなどの冷鉄源を溶解精練して溶鋼を製造す る際に、 コークスの物性に近いバイオマス炭化物をコークスの代替として使用すること で、 大量の温室効果ガスの発生を削減することのできるアーク炉製鋼方法を提供するこ とである。
上記目的を達成するために、 本発明は、
ココナツヤシまたはァブラヤシのヤシガラ （Coconut shell charcoal or PKS charcoal) を乾留して得られ、 12 ¾以上の残留揮発分を有する炭化物を鉄スクラップに 混入してアーク炉に装入する工程と、
前記鉄スクラップを溶解して溶鋼を製造する工程と、
を有するアーク炉製鋼方法を提供する。
炭化物を鉄スクラップに混入してアーク炉に装入する工程は、 ココナツヤシまたはァ ブラヤシのヤシガラ （Coconut shel l charcoal or PKS charcoal) を乾留して得られ、 12 %以上の残留揮発分を有する炭化物と化石燃料由来の炭材とを、. 鉄スクラップに混入 してアーク炉に装入してもよい。
本発明のアーク炉製鋼方法は、 さらに、 ココナツヤシまたはァブラヤシのヤシガラ (Coconut shel l charcoal or PKS charcoal) を乾留して得られ、 残留揮発分が 12 %未 満の炭化物をランスからアーク炉内に吹き込む工程を有するのが好ましい。
図面の簡単な説明
図 1は、 ヤシガラ炭の処理温度および処理時間と収率の関係を示す図である。
図 2は、 収率と残留揮発分の関係を示す図である。
図 3は、 アーク炉において本発明を実施している様子を示す概略図であり、 スクラッ プの溶解初期の状態を示す概略図である。 図 4は、 アーク炉において本発明を実施している様子を示す概略図であり、 スクラッ プの溶け落ち直後の状態を示す概略図である。
図 5は、 アーク炉において本発明を実施している様子を示す概略図であり、 昇温完了 後の溶鋼の精鍊期を示す概略図である。
発明を実施するための形態
アーク炉製鋼プロセスにおいては、 炭素分を含む固体燃料が使用され、 大量の化石燃 料由来の二酸化炭素が大気中に排出されている。 排出された二酸化炭素は温室効果ガス となる。 このコータスに替えてバイオマス炭化物を使用すれば、 計算上温室効果ガスの 排出はなくなる。 しかし多くのバイオマス炭化物は、 コークスに比べて固形炭素分が少 ないことや、 かさ密度 （bulk density ) が極めて小さく飛散しやすい等の問題がある。 し たがって、 アーク炉製鋼プロセスにおいては、 バイオマス炭化物は固体燃料としては使 用されていなレ、。 ·
マレイシァゃィンドネシァではココナツヤシやアブラャシの産業が盛んである。 ここ で大量に発生するヤシガラは乾留されて、 炭化物（Cahrcoal)となる。 以下、 ココナツヤ シまたはァブラヤシのヤシガラを乾溜して得られる炭化物を 「ヤシガラ炭」 と記す。 こ のヤシガラ炭は、 かさ密度が若干コータスよりも小さい程度であり、 固形炭素分も高い ことから、 十分にコータスなど化石燃料の代替物として製鋼用アーク炉で使用すること は可能である。 表 1にァブラヤシヤシガラ炭とコータスとの物性の比較を示す。
表 1
Figure imgf000006_0001
表 1に示すようにヤシガラ炭はコータスと比べると、 発熱量が高く灰分や硫黄分含有 量は少ないため、 優良な燃料である。 しかしヤシガラ炭の用途は、 現状ではほぼ活性炭 原料に限られていて生産規模が小さく、 また、 昨今の化石燃料 ffi格の高縢にともない、 ヤシガラが石炭よりも高額の燃料として取引されだしたことから、 電炉企業が継続的に 使用する状況にはない。 ィンドネシァとマレイシァのコークスおよび代替化石燃料の価 格は 180-200 US$/ton、 ヤシガラ価格は 40 US$/ton, ヤシガラ炭価格は 250-270 US$/ton であり、 継続的にヤシガラ炭を電炉企業が継続的に使用することはない。 現在、 製鋼用アーク炉プロセスで広く使用されているコークスゃ無煙炭、 オイルコー クスなどの固形炭素分は 85 % 以上で、 揮発分は 8 % 以下である。 ヤシガラ炭の固形 炭素を 85 % 以上まで上げて揮発分を 8 % 以下まで下げようとすると、 ヤシガラ炭製造 時の処理温度を上げて処理時間を延ばす必要があり、 収率が小さくなる。 この収率とは 得られたヤシガラ炭重量を必要としたヤシガラ重量で除したものであり、 現在活性炭原 料用に製造されているヤシガラ炭製造の場合は、 22 % 25 % 程度である。 このヤシ ガラ炭の現在の価格は前述のように 250-270 US$/ton であり、 ヤシガラ価格に大きく左 右される。 表 2にヤシガラ炭 1 トン製造と出荷の価格構成の例を示す。 表 2
Figure imgf000007_0001
このように、 現在商品として流通しているヤシガラ炭のレベルまで揮発分を下げて収 率を小さくすると、 原料費の比率が 61. 5 % と大きくなつて化石燃料に対して経済的な 競争力がなくなる。 化石燃料価格は前述のように現在 180-200 US$/ton である。
本発明は、 製鋼用電炉で使用可能なレベルにまでヤシガラ炭中の揮発分を残し、 収率 (Yield) を上げることによって代替ヤシガラ炭の経済性を上げるものである。 例えば収 率を 35 % とすると原料費は 114 US$ でヤシガラ炭価格は 214 US$/ton 45 % とす ると原料費は 89 US$ でヤシガラ炭価格は 189 US$/ton となり、 化石燃料に対して十 分な競争力を確保できる。
収率を上げるためにはヤシガラ炭製造時に、 乾留処理温度を下げて処理時間 (Carbonizing time) を短くすることとなる。 図 1にヤシガラ炭の処理温度および処理時 間と収率の関係を示す。 また図 2に収率と残留揮発分の関係を示す。
本発明においては、 ヤシガラ炭製造時に、 収率を上げて揮発分を多く（12 %以上）残し たヤシガラ炭を製造する。 このヤシガラ炭を電炉で使用する際には、 粗粒を溶解前のス クラップに混入して炉に装入する。 揮発分はスクラップ溶解時に燃焼して熱源となり、 残った固形炭素分は加炭材として働く。 スクラップ混入炭材の全量がこのヤシガラ炭で も良く、 またこの炭材を一部として残りは従来のように低揮発分 ·高固形炭素のもので もよい。 高揮発分の炭材を溶銅ゃスラグ中に吹き込むと、 スラグフォーミングゃスラグ 中の酸化鉄の還元に悪影響があるとの情報があるため（「電気製鋼」第 56卷第 1号（1985 年 1月号） 「固体炭素による溶滓中 FeO の還元について」 ） 、 吹込み炭材は従来のよう に低揮発分 '高固形炭素のものが望ましい。
次に、 鉄スクラップを溶解精練して溶鋼を製造するアーク炉製鋼方法におけるコーク ス代替ヤシガラ炭の具体的な使用方法について説明する。 図 3〜図 5は、 アーク垆にお いて冷鉄源を溶解する際に本発明を実施している様子を示す概略図であり、 図 3は、 冷 鉄源の溶解初期の状態を示し、 図 4は、 冷鉄源の溶け落ち直後の状態を示し、 図 5は、 アーク炉製鋼プロセス末期の昇温完了後の溶銅精鍊期を示している。
図 3〜図 5において、 外殻を鉄皮として内部を耐火物で ½ェされた炉本体 2の周辺上 部には、 水冷構造で金属製の炉側壁 3が配置され、 この炉側壁 3の上部開口部は、 開閉 自在で且つ水冷構造の金属製の炉蓋 4で覆われている。 そして、 この炉蓋 4を貫通して 、 炉本体 2の内部まで上下移動が可能な 3本の黒鉛製の電極 5が設けられている。 それ . ぞれの電極 5は 3相交流電源 （図示せず） に連結しており、 電極 5と電極 5との間及び 電極 5と冷鉄源 9や溶鋼 1 0などの炉内装入物との間でアーク 1 2を発生させるように なっている。
また、 炉側壁 3を貫通して、 炉本体 2の内部まで上下移動が可能な、 酸素ガス吹き込 みランス 6及び炭材吹き込みランス 7が設けちれ、 酸素ガス吹き込みランス 6からは酸 素ガスが炉本体 2の内部に吹き込まれ、 そして、 炭材吹き込みランス 7からは空気ゃ窒 素ガスなどを搬送用ガスとして炭材が炉本体 2の内部に吹き込まれるようになつている ヽ
。 炉蓋 4にはダク ト 8が設けられ、 炉内で発生する高温の排ガスはダク ト 8を介して集 塵機 （図示せず） に吸引され、 また、 炉本体 2には出鋼口 （図示せず） が設けられてい る。
先ず、 スクラップ 9とココナツヤシまたはァブラヤシのヤシガラ （Coconut shel l c harcoal or PKS charcoal ) を乾留して得られた、 12 %以上の残留揮発分を有する炭化 物 2 0が、 クレーンなどで吊られた供給パケッ ト （図示せず） などから;^蓋 4が開放さ れたアーク炉 1の炉内に装入される （この期間を 「原料装入期」 と称す） 。 次いで、 炉 蓋 4を閉じて ½極 5を炉内に挿入し、 電極 5とスクラップ 9との間にアーク 1 2を発生 させて、 発生するアーク熱でスクラップ 9を溶解して溶鋼 1 0を生成させる （この期間 を 「スクラップ溶解期」 と称す） 。 スクラップと共に装入された炭化物中の残留揮発分 は溶解時に燃焼して熱源となり、 残った固形炭素は熱源や加炭材として働く。 通常、 溶 鋼 1 0が生成したなら、 生石灰、 蛍石な のフラックスを炉内に装入し、 溶融スラグ 1 1を溶鋼 1 0の上に形成させ、 溶鏑 1 0の酸化を防止するとともに溶鋼 1 0の保温を図 ることが行われる。 そして、 炉内に装入したスクラップ 9の全量が溶け落ちたなら、 生 成した溶鋼 1 0をアーク熱によって所定の温度まで昇温し （この期間を 「昇温期」 と称 す） 、 所定温度までの昇温が完了した後は、 溶鋼 1 0の成分調整を行い （この期間を 「 精鍊期」 と称す） 、 その後、 溶鋼 1 0を出鋼口から溶鋼保持容器に出鋼し、 出鋼後、 必 要に応じて溶融スラグ 1 1をスラグポッ トなどに排出する （この期間を 「出銅 '排滓期
」 と称す） 。 つまり、 原料装入期、 冷鉄源溶解期、 昇温期、 精練期及び出鋼 *排滓期を
1サイクルとして、 スクラップ 9から溶鋼 1 0が製造される。
. 本発明においては、 この製鋼プロセスのスクラップ溶解期、 昇温期、 精鍊期に、 コー ,クス代替ヤシガラ炭を補助燃料または加炭材として使用することができる。
スクラップ溶解期には、 電極 5とスクラップ 9との間にアーク 1 2を発生させて、 発 生するアーク熱でスクラップ 9を溶解して溶鋼 1 0を生成させる。 炭化物 2 0中の残留 揮発分は溶解時に燃焼して熱源となり、 残った固形炭素は熱源や加炭材として働く。 図 1に示すように、 スクラップ 9の円滑な溶け落ちのために、 炉内に堆積するスクラップ 9に向けて、 酸素ガス吹き込みランス 6から酸素ガスを吹き込むとともに、 炭材吹き込 みランス 7から低揮発分 ·高固形炭素の炭材を吹き込む。 スクラップ 9の一部は吹き込 まれる酸素ガスにより酸化され、 生成する酸化熱で加熱されて溶解する。
昇温期には、 堆積するスクラップ 9が無くなることから、 高温のアーク 1 2が露出し て大きな熱損失ゃ炉本体 2の側壁耐火物の損傷が懸念される。 そこで、 本発明では、 冷 鉄源溶解期において、 溶鋼 1 0が生成したなら、 生石灰、 蛍石などのフラックスを炉内 に装入し、 溶融スラグ 1 1を形成させ、 溶鋼 1 0の酸化を防止するとともに溶鋼 1 0の 保温を図る。 そして、 昇温期には、 図 4に示すように、 酸素ガス吹き込みランス 6及び 炭材吹き込みランス 7の先端を溶融スラグ 1 1に浸漬させ、 酸素ガス吹き込みランス 6 - -
8 からは酸素ガスを、 また、 炭材吹き込みランス 7からは炭材を溶融スラグ 1 1に吹き込
む。 吹き込まれて溶融スラグ 1 1に懸濁した炭材と、 吹き込まれる酸素ガスとが反応し
て燃焼熱を発生し、 補助熱源として作用して電力使用量を節約するとともに、 反応生成
物の C Oガスが溶融スラグ 1 1を泡立たせるので、 アーク 1 2が泡立ちした溶融スラグ
1 1に包まれてアーク 1 2の着熱効率が上昇する。 溶融スラグ 1 1が泡立つ現象を 「ス
ラグのフォーミング」 と称している。 .
精鍊期には、 図 3に示すように、 炭材を炭材吹き込みランス 7から溶融スラグ 1 1に
吹き込む。 これにより、 溶融スラグ中の酸化鉄が還元されて、 鉄分として溶鋼 1 0に回
収される。 また、 溶融スラグ中の酸化鉄の還元反応で生成する C Oガスによって溶融ス
ラグ 1 1が泡立つので、 前述した昇温期と同じようにアーク 1 2が溶融スラグ 1 1に包
まれて、 アーク 1 2の着熱効率が上昇する。 尚、 炭材を成分調整用の加炭材として使用 .
する場合には、 炭材吹き込みランス 7の先端を溶鋼 1 0に浸漬させ、 炭材を溶鋼中に吹
き込み添加する。 実施例
インドネシアの電炉製鋼工場で、 高揮発分ヤシガラ炭の使用試験を実施した。 この試
験において 用したヤシガラ炭の物性値を 表 3に示す。 このヤシガラ炭は、 揮発分が
48. 1 %と非常に高いため、 安全を見てスクラップ混入炭材の 50 %とし、 残りの 50 %は
無煙炭 （揮発分 2 %) を使用した。 このためスクラップ混入炭材の揮発分は 25 % と換
算される。 表 4に試験結果の概要を示す。
表 3
Figure imgf000011_0001
4 ヒート スクラップ スクラップ/くケット中の力一ポン源 1ヒート ¾ν消費 02消費量
重量 炭化物 A 炭化物 B 無煙炭 Kwh / m3 /
No. kg kg kg kg 所要時間 (分） Kwh T scrap m3 T scrap
1 99050 0 0 1000 74 47600 481 1604 16
2 99040 0 0 1000 84 46600 471 1653 17
3 97570 0 0 1000 74 48700 499 1880 19
4 98450 0 0 1000 78 50600 514 1705 17
5 98780 580 0 0 73 47900 485 2237 23
6 103350 1160 0 0 75 49900 483 1226 12
7 94220 0 500 500 65 45800 486 1261 13
8 101110 0 500 500 69 45000 445 1771 18
9 100510 0 0 1000 75 43800 436 1637 16 表 4中の炭化物 A (Charcoal A )は表 1のヤシガラ炭、 炭化物 B (Charcoal B) は表 3 の高揮発分ヤシガラ炭である。 炭化物 B (Charcoal B)を Heat No. 7, 8 で無煙炭 (Anthracite) と混合して使用している。 電炉の性能の評価となる Tap to Tap ( 1 ヒー ト所要時間：分） と電力原単位はコークス使用時よりも良い数値を示しているが、 これ は高揮発分が有効な熱源として働いたものである。 出鋼時の溶鋼中の炭素量 （％) は加 炭効果に悪影響はない。

Claims

請求の範囲
1 . ココナツヤシまたはァブラヤシのヤシガラ （Coconut shel l charcoal or PKS charcoal) を乾留して得られ、 12 %以上の残留揮発分を有する炭化物を鉄スクラップに 混入してアーク炉に装入する工程と、
前記鉄スクラップを溶解して溶銅を製造する工程と、
を有するヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法。
2 . 炭化物を鉄スクラップに混入してアーク炉に装入する工程が、 ココナツヤシまた はァブラヤシのヤシガラ （Coconut shell charcoal or PKS charcoal) を乾留して得ら れ、 12 %以上の残留揮発分を有する炭化物と化石燃料由来の炭材とを、 鉄スクラップに 混入してアーク炉に装入することからなる請求項 1に記載のヤシガラ炭使用のアーク炉 製鋼方法。
3 . さらに、 ココナツヤシまたはァブラヤシのヤシガ.ラ （Coconut shell charcoal or PKS charcoal) を乾留して得られ、 残留揮発分が 12 %未満の炭化物をランスからアーク 炉内に吹き込む工程を有する請求項 1に記載のヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法。
4 . さらに、 低揮発分の炭材をランスからアーク炉内に吹き込む工程を有する請求項 1に記載のヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法。
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