JPH0413404B2 - - Google Patents

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JPH0413404B2
JPH0413404B2 JP20565784A JP20565784A JPH0413404B2 JP H0413404 B2 JPH0413404 B2 JP H0413404B2 JP 20565784 A JP20565784 A JP 20565784A JP 20565784 A JP20565784 A JP 20565784A JP H0413404 B2 JPH0413404 B2 JP H0413404B2
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JP
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molten iron
secondary combustion
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gas
converter
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JP20565784A
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JPS6184311A (ja
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Hideji Takeuchi
Tetsuya Fujii
Yasuhiro Kakio
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 溶銑の脱炭の如き溶鉄精錬の改善に関してこの
明細書で述べる技術内容は、害精錬に随伴して発
生し又は発生させたCOガスを、精錬容器内で
CO2にまで酸化させ、それにより発生する酸化反
応熱を効率的に溶鉄に伝えることについての開発
研究の成果、とり分け溶銑の脱炭精錬時における
熱補償の向上に関するものであり、より具体的に
いうと転炉内での脱炭精錬時に発生するCOガス
をCO2まで酸化燃焼させてその反応熱を溶鉄に効
率よく伝えようとするものである。 最近の製鋼技術の発展は、従来転炉内で除去し
ていた燐を転炉装入前に除去する溶銑脱燐技術の
工程化において顕著である。 しかしこの溶銑脱燐に伴う大幅な温度降下のた
めに、通常の転炉操業では目標とする吹錬終了温
度が得られない場合があり、やむなくFe−Si合
金や炭素源を転炉内に添加して、Si又はCの酸化
発熱により目標温度を得る操作が必要となる。 一方においてMn鉱石やCr鉱石などを転炉内に
添加し、該鉱石の還元によつて合金成分のMnや
Crを回収する方法の利用も進められつつあるが
この場合には、鉱石の顕熱と還元吸熱とを補うた
め、転炉に多量の炭素源たとえばコークスを添加
し、その酸化反応熱により不足熱を補う必要があ
る。 さらには、鉄源価格の変動に従い、溶銑よりス
クラツプ(鋼屑)が安価な場合には、転炉へのス
クラツプ投入量を増加するいわゆる低溶銑比操業
による経済的吹錬が所期されるがこの場合にもス
クラツプの溶解熱を補償するため、同じく多量の
炭素源による熱補償対策が必要とされる。 以上のように炭素源などを転炉内に添加する場
合も含め、上記の如き各種の精錬における熱補償
をより有利に成就するところに、この発明の有用
性は、以下逐次にのべるとおり明らかである。 (従来の技術) 特公昭59−2136号公報では、とくに含クロム鋼
の脱炭精錬に際し、溶鉄浴面にて発生するCOガ
スの燃焼を図るため酸素ガスを該浴面上に吹つけ
ることが開示されている。しかるにこの場合燃焼
反応生成物であるCO2ガスが、鋼中と反応して
再びCOガスになり、この反応は吸熱を伴うので、
溶鉄加熱の熱源として利用度が減殺される不利が
あつた。 (発明が解決しようとする問題点) 溶鉄の脱炭精錬に際し溶鉄浴面で生成するCO
ガスの該溶鉄に対する加熱源としての利用度をさ
らに高める方途を招くことがこの発明の目的であ
る。 (問題を解決するための手段) この発明の目的は次の事項で有利に充足され
る。 溶鉄中の炭素ないしは別に添加した炭素源が精
錬容器の内部で酸化して発生する一酸化炭素ガス
を、精錬容器内で更に二酸化炭素ガスになるまで
酸化し、その反応熱を溶鉄に伝えるいわゆる2次
燃焼法による溶鉄の加熱に際し、 2次燃焼反応用の酸素ガスを、その気流の吹出
し方向が溶鉄浴と接触しない向きとしてスラグ中
に供給することを特徴とする、2次燃焼による溶
鉄の加熱方法。 さて精錬容器中に炭素源を加える場合も含め
て、該容器中における酸化反応熱の利用は、次式
(1)によつてあらわされる。 +1/2O2=CO+32740(Cal/mol) ……(1) ここでは溶鉄中の炭素および添加した炭素
源。 溶鉄中炭素濃度(以下〔%C〕)が高い場合に
は、(1)式の反応が大部分であるが、低〔%C〕の
場合や、上吹き酸素ガスの流量やランス高さを調
整することにより次式の反応の発熱も得ることが
できる。 CO+1/2O2=CO2+61750(Cal/mol) ……(2) 前述の熱補償の目的のためには高〔%C〕の場
合でも(2)式の反応を進めて大量の発熱を得ること
が望ましいが、通常の転炉操業では、発生する
COガスのうち高々20%を燃焼させるにとどまつ
ていた。 この発明では、従来技術の欠点であつたCOガ
スのCO2への燃焼効率の低さを大幅に改善するた
め、とくにスラグ中への酸素供給用羽口の浸漬配
置により、酸素気流が溶鉄に接しないようにその
噴出方向を溶鉄浴面と事実上平行にする。 第1図に従い具体的に説明を加えると図中1は
転炉炉体、2は底吹き羽口、3は溶鉄、4はスラ
グ、そして5は2次燃焼酸素供給用羽口であり、
6は脱炭用の酸素を供給するランスである。 ここにスラグ4中へ浸漬されている2次燃焼酸
素供給用羽口5は、溶銑装入時や溶鋼出鋼時に炉
体を傾動しても鉄浴面下に浸漬しない位置にて、
2本1組で対向する炉壁に設置し、酸素気流の中
心軸が転炉炉体1の空間で衝突するように方向を
決定する。 この設置要領を採用しないと、スラグ4の形成
が未だ不十分で2次燃焼酸素供給用羽口5がスラ
グ中に浸漬されないとき、酸素気流が対向する炉
壁に直接衝突して、炉壁耐火物を著しく溶損す
る。 一方、2次燃焼酸素供給用羽口5の設置高さ
は、転炉が直立状態でかつ脱炭吹錬の進行中、脱
炭用の酸素ランス6の下端より下方でしかも鉄溶
表面より上方になければならないが、転炉本体1
の形状や耐火物レンガの内容積、ランス高さ下限
などによつても変化するので、一般的には決めら
れず、各転炉毎に決定するを要する。 2次燃焼酸素供給用羽口5は、いわゆる2重管
羽口とし、その内管7より酸素又は酸素含有ガス
を、内管7と外管8との間のすき間から、羽口保
護用の冷却ガスを、それぞれ噴出するようにする
ことがのぞましい。 第2図に脱炭精錬挙動を模式的に示すように、
COガスによつてフオーミング(泡立ち)したス
ラグに対して、鋼浴と接触しないように2次燃焼
用酸素供給用羽口5からスラグ4中に酸素を吹込
むと、溶鉄3の溶面で発生したCOはCO2まで酸
化され、その反応熱はスラグに蓄えられる。 この蓄熱分は、底吹き羽口2を通して供給した
精錬用ガスによるスラグ/メタルの強撹拌の下に
溶鉄3側へ伝えられる。 すなわち、大量の熱がスラグ4を媒介として溶
鉄3へ移行するので、発生したCO2が次式(3) CO2=2CO ……(3) に従つて再びCOになるような吸熱反応を生ぜず、
効率よく溶鉄加熱に活用できる。 この発明の効果を十分に得るため、底吹き羽口
2を通して、溶鉄浴中に吹き込む精錬用ガスによ
る強撹拌を加えることがのぞましくここに底吹き
ガス流量は、スラグ4中の(%FeO)を低減する
効果の著しいとされている0.1Nm3/min・t以上
がとくに好ましい。 第3図には底吹きガス流量とスラグ/メタル間
の温度差との関係を示し、底吹きガス流量が
0.1Nm3/min・t以上の場合にスラグ/メタル間
の温度差は著しく小さく、スラグ/メタル間の混
合が十分になされて、伝熱が効率よく行われてい
ることを示す。 これに対し第4図a,bに示した上掲特公昭59
−21367号公報に開示のような従来の技術では、
脱炭精錬の反応生成物であるCOガスの二次燃焼
酸素として、上吹きランス9又は、炉口近くの炉
壁に設けた吹込み口10から酸素又は酸素含有ガ
スを溶鉄浴3に向つて下向きに吹付けているの
で、さきに式(3)にて示した吸熱反応を生じて、事
実上、式(1)による反応熱、しか利用され得なかつ
たのである。 上記のようにして、この発明の実施が、底吹き
転炉又は、上底吹き転炉において有利に適合する
のは明らかである。 (実施例) 実施例 1 第1図に示した炉容5トンの上底吹き転炉を用
い、2次燃焼酸素供給用羽口5はとくにトラニオ
ン軸近傍にて転炉炉体1の直径上で向い合う2本
1組のみを設置した。 酸素ガスは炉底羽口2から5Nm3/min、上吹
きランス6から10Nm3/minとし、そして2次燃
焼酸素供給用羽口5からは2本の合計で5Nm3
minをそれぞれ供給した。 約5トンの溶銑を表1に示す条件にて転炉内に
装入した後に上述の酸素ガスで吹錬を続けて、炭
素濃度〔%C〕が約0.10%になつた時点での溶鋼
温度を測定しこの間また、〔%C〕が約1%の時
点で出鋼孔から炉内のガス採取を行い、ガスクロ
マトグラフイーによりガス組成の分析も行つて、
表1に示す精錬成績を得た。
【表】 これに対して酸素供給は上述の条件に揃えて
20Nm3/minとし、全量を底吹き羽口2のみから
供給する従来の底吹き吹錬(従来例1,2)と
5Nm3/minを底吹きランス2よりまた、15N
m3/minを上吹きランス6から供給する従来の上
底吹き吹錬(従来例3,4)とについても同様な
測定を行い、成績を比較した。 装入溶銑の条件すなわち温度、C,Si濃度とも
ほぼ同一の範囲内にあり、かつ吹止め時のC濃度
も同一範囲であつても吹止時温度は従来例1,2
と比べて50〜70℃、同じく3,4と比べて30〜50
℃高くなつている。 またガス中のCO2濃度も明らかに高く、2次燃
焼の効果が明確に現われている。 2次燃焼率をCO2/CO+CO2×100(%)で定義すれ ば従来例1,2では3.4〜5.4%、同3,4でも
11.1〜12.2%であるのに対し、この発明の場合に
は26.5〜34.5%まで上昇している。 この実施例では2次燃焼用酸素を5Nm3/min
一定としたため、高々34.5%の2次燃焼率であつ
たが、別に行つた実験で10Nm3/minまで2次燃
焼用酸素を増加した時には(脱炭用酸素は15N
m3/min)2次燃焼率は62%まで上昇し、溶鋼温
度は1740℃以上を記録した。 実施例 2 実施例1と同じ5トン転炉を用いて、同一の2
次燃焼用羽口を使用し、酸素を供給しつつ、溶鋼
温度が1550〜1600℃になるようにクロム鉱石とコ
ークス塊を炉口から投入した。コークス塊は25
Kg/min、クロム鉱石は温度の高低により投入量
を調整した。この事例はクロム鉱石中のクロム酸
化物を炭素還元して、溶鉄中に回収する目的に従
い、クロム鉱石を大量に短時間に投入して生産性
の向上を期するものである。 脱炭用酸素は15Nm3/minとし、2次燃焼酸素
供給用羽口5を通して10Nm3/minの酸素を供給
したところクロム鉱石は45〜50Kg/minの投入速
度で温度は上記範囲に収つた。しかし第4図に示
した溶鉄に直接酸素気流が当たる方式の羽口では
25〜30Kg/minの投入速度に止まり、また2次燃
焼酸素供給用羽口5を使用せずに全酸素量は同一
条件にした場合には、15〜20Kg/minの投入速度
しか達成できなかつた。 この例から明らかなように、2次燃焼酸素供給
用羽口を設置する位置とその酸素気流の方向をこ
の発明のようにしなければ高い2次燃焼率が得ら
れず、したがつて鉱石投入速度も小さくなること
がわかる。 (発明の効果) この発明によれば、溶鉄の脱炭精錬によつて生
成するCOガスの適切な2次燃焼が導かれそれに
よる有効な溶鉄の加熱が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に従う2次燃焼方法の実施要
領を示す上底吹き転炉の断面図、第2図は炉内反
応挙動を示す模式図であり、第3図は転炉の底吹
きガス流量がスラグ/メタル間温度差に及ぼす影
響を示すグラフであり、第4図は従来法の説明図
である。 1……転炉炉体、2……底吹き羽口、3……溶
鉄、4……スラグ、5……2次燃焼用羽口、6…
…脱炭用酸素上吹きランス、7……2次燃焼用の
酸素供給ノズル、8……2次燃焼用羽口のクーラ
ントガス入口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 溶鉄中の炭素ないしは別に添加した炭素源が
    精錬容器の内部で酸化して発生する一酸化炭素ガ
    スを、精錬容器内で更に二酸化炭素ガスになるま
    で酸化し、その反応熱を溶鉄に伝える、いわゆる
    2次燃焼法による溶鉄の加熱に際し、 2次燃焼反応用の酸素ガスを、その気流の吹出
    し方向が溶鉄浴と接触しない向きとしてスラグ中
    に供給することを特徴とする、2次燃焼による溶
    鉄の加熱方法。 2 精錬容器が底吹き転炉または上底吹き転炉で
    ある1記載の方法。
JP20565784A 1984-10-02 1984-10-02 2次燃焼法による溶鉄加熱方法 Granted JPS6184311A (ja)

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JPH02156011A (ja) * 1988-12-07 1990-06-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 炉肩羽口を備えた転炉による酸素転炉製鋼法
RU2106413C1 (ru) * 1991-09-20 1998-03-10 Аусмелт Лимитед Способ производства чугуна

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