JPH04254505A - 銑鉄製造装置用羽口 - Google Patents
銑鉄製造装置用羽口Info
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- JPH04254505A JPH04254505A JP3015134A JP1513491A JPH04254505A JP H04254505 A JPH04254505 A JP H04254505A JP 3015134 A JP3015134 A JP 3015134A JP 1513491 A JP1513491 A JP 1513491A JP H04254505 A JPH04254505 A JP H04254505A
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- 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
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Blast Furnaces (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野】この発明は、スクラップあるいは
スクラップと鉄鉱石を鉄源として銑鉄を製造する際に用
いる銑鉄製造装置において、酸素等を吹き込むための羽
口に関するものである。
スクラップと鉄鉱石を鉄源として銑鉄を製造する際に用
いる銑鉄製造装置において、酸素等を吹き込むための羽
口に関するものである。
【従来の技術】現在、銑鉄はその大部分が高炉によって
製造されている。高炉製銑法そのものは、永年にわたる
改良が積み重ねられて銑鉄の大量生産技術としては極め
て優れたものとなっている。しかし、高炉製銑法は、鉄
源としては焼結鉱を、燃料 （還元材） としては高品
位のコークスを使用するものであり、利用できる原燃料
の制約がある。また、近年の高炉は巨大化し、しかも一
旦火入れした後は停止、再起動が簡単にはできないため
、鋼材需要の変動に応じる柔軟性に乏しい。上記のよう
な従来の高炉製銑法の問題点を解消すべく、本出願人は
製鋼用の転炉に類似する筒型炉を使用し、鉱石とスクラ
ップとを鉄源として用いる新しい製銑方法を発明した（
特開平１−２９０７１１号公報参照）。上記の銑鉄製造
方法では図１に示すような転炉型式の筒型炉１を用いる
。この筒型炉１は図示のように、炉上部に炉内ガスの排
出と原料装入用の開口部２、炉壁下部に支燃性ガス（０
２含有ガス）と必要に応じて燃料を吹き込む一次羽口３
、その上部炉壁に支燃性ガスを吹き込む二次羽口４、炉
底に出銑口５とスラグを排出する排滓口１０を備えてい
る。更に脱硫剤等を吹き込むための炉底羽口６を設けて
もよい。この炉は製鋼用転炉のように傾動できるもので
あるのが望ましい。上記筒型炉１を用いて溶銑を製造す
るには、まず炉内下部にコークス充填層７を、その上に
スクラップ８−２ と鉄鉱石８−１ の充填層８を形成
させる。そして下部のコークス層７に一次羽口３から支
燃性ガス （酸素含有ガス） を吹き込んで下記（１）
式の反応を生じさせ、その反応熱によってコークス層７
を高温に保つ。 Ｃ＋１／２Ｏ２ →ＣＯ＋２９，４００ｋｃａｌ／ｋｍ
ｏｌ ・Ｃ ・・・（１） 上記 （１）式で発生したＣＯは、スクラップと鉄鉱石
の充填層８で二次羽口４から吹きこまれる支燃性ガスと
下記 （２）式の反応 （二次燃焼） を起こす。その
反応熱はスクラップと鉄鉱石の加熱および溶融に利用さ
れる。 ＣＯ＋１／２Ｏ２ → ＣＯ２＋６７，５９０ｋｃａｌ
／ｋｍｏｌ ・ＣＯ ・・・（２） この反応で溶融した鉄鉱石 （溶融酸化鉄） は下部の
コークス層７に滴下して高温のコークスと下記 （３）
式のより反応してすみやかに還元される。 Ｆｅ２Ｏ３ ＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ−１０８，０９０
ｋｃａｌ／ｋｍｏｌ・Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（３） 上記 （３）式の反応のとき、近くに ＣＯ２が存在し
ないから ＣＯ２で （３）式の反応が阻害されること
はない。そして （１）式および （３）式で発生した
ＣＯはスクラップと鉄鉱石の充填層８内で二次燃焼する
ために、それらの加熱と溶融に有効に利用されて高い燃
料効率が達成される。この方法で銑鉄を連続的に生産す
る場合には、スクラップと鉄鉱石の充填層８が軟化半溶
融状態になった時点で、その半溶融層の上部に次回溶解
用のコークス充填層を、さらにその上部にスクラップお
よび鉄鉱石を主体とする充填層を交互に形成し、排滓、
出銑するという操作を繰り返して行う。なお、上記の方
法において、炉の上部開口部から装入する鉱石は、通常
の鉄鉱石の外にＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉなどを多く含む
鉱石またはこれらの酸化物を使用することができる。ま
た、これらの鉱石類およびコークスとともに、珪石、石
灰石、蛇紋岩、蛍石などの副原料を装入することができ
る。スクラップとしてステンレス鋼スクラップのような
高合金スクラップを使用してその中の有用元素を再利用
することが可能である。鉄鉱石は、炉の上部開口部から
だけでなく、粉状鉱石を一次羽口および／または二次羽
口から吹き込むこともできる。 一次羽口および二次羽口から吹き込む支燃性ガスは、前
記のとおりＯ２含有ガスであるが、一次羽口からは支燃
性ガスとともに、微粉炭や重油、天然ガスなどの気体ま
たは液体の燃料を吹き込むのが望ましい。また、 Ｃａ
Ｏどの脱硫剤を炉底羽口６から吹き込んで低硫黄銑を製
造することもできる。以上のように本出願人が先に提案
した上記溶銑の製造方法によれば、転炉型式の筒型炉で
スクラップと鉄鉱石から熱効率よく溶銑を製造すること
ができる。ところで上記の銑鉄製造装置において、従来
は、図２に示すように金属製二重管で内管４ｂから支燃
性ガス１１を、内管４ｂと外管４ａとの間から冷却用の
ガス、例えば窒素（Ｎ２）１３をそれぞれ流す羽口４を
採用していた。しかしこれには次のような問題がある。 すなわち、図２（ａ） に示すように炉壁耐火レンガ１
４が新しい状態では羽口先端は炉内耐火レンガ表面１４
ａ からわずかに炉内側に突出させてあるが、図２（ｂ
） 、（ｃ） に示すように炉を使用するにつれ炉壁耐
火レンガ１４が溶損し、相対的に羽口先端が炉内へ突出
した状態となる。特に上部にある二次羽口４の場合、炉
口からのスクラップ８−２ の投入によりこの羽口先端
が衝撃を受け下方へ曲がる。このため、支燃性ガス１１
を所定の方向へ吹き込めないばかりか、曲りがひどい場
合は炉壁耐火レンガ１４に局部溶損１４ｂ を生ずる事
態さえ発生する。また前述のようにＮ２ガス１３で冷却
して金属管を保護する必要があったため炉熱を奪い、か
つ排ガスによるスラグや溶銑の吹上げという操業トラブ
ルや鉄の損失が生じていた。
製造されている。高炉製銑法そのものは、永年にわたる
改良が積み重ねられて銑鉄の大量生産技術としては極め
て優れたものとなっている。しかし、高炉製銑法は、鉄
源としては焼結鉱を、燃料 （還元材） としては高品
位のコークスを使用するものであり、利用できる原燃料
の制約がある。また、近年の高炉は巨大化し、しかも一
旦火入れした後は停止、再起動が簡単にはできないため
、鋼材需要の変動に応じる柔軟性に乏しい。上記のよう
な従来の高炉製銑法の問題点を解消すべく、本出願人は
製鋼用の転炉に類似する筒型炉を使用し、鉱石とスクラ
ップとを鉄源として用いる新しい製銑方法を発明した（
特開平１−２９０７１１号公報参照）。上記の銑鉄製造
方法では図１に示すような転炉型式の筒型炉１を用いる
。この筒型炉１は図示のように、炉上部に炉内ガスの排
出と原料装入用の開口部２、炉壁下部に支燃性ガス（０
２含有ガス）と必要に応じて燃料を吹き込む一次羽口３
、その上部炉壁に支燃性ガスを吹き込む二次羽口４、炉
底に出銑口５とスラグを排出する排滓口１０を備えてい
る。更に脱硫剤等を吹き込むための炉底羽口６を設けて
もよい。この炉は製鋼用転炉のように傾動できるもので
あるのが望ましい。上記筒型炉１を用いて溶銑を製造す
るには、まず炉内下部にコークス充填層７を、その上に
スクラップ８−２ と鉄鉱石８−１ の充填層８を形成
させる。そして下部のコークス層７に一次羽口３から支
燃性ガス （酸素含有ガス） を吹き込んで下記（１）
式の反応を生じさせ、その反応熱によってコークス層７
を高温に保つ。 Ｃ＋１／２Ｏ２ →ＣＯ＋２９，４００ｋｃａｌ／ｋｍ
ｏｌ ・Ｃ ・・・（１） 上記 （１）式で発生したＣＯは、スクラップと鉄鉱石
の充填層８で二次羽口４から吹きこまれる支燃性ガスと
下記 （２）式の反応 （二次燃焼） を起こす。その
反応熱はスクラップと鉄鉱石の加熱および溶融に利用さ
れる。 ＣＯ＋１／２Ｏ２ → ＣＯ２＋６７，５９０ｋｃａｌ
／ｋｍｏｌ ・ＣＯ ・・・（２） この反応で溶融した鉄鉱石 （溶融酸化鉄） は下部の
コークス層７に滴下して高温のコークスと下記 （３）
式のより反応してすみやかに還元される。 Ｆｅ２Ｏ３ ＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ−１０８，０９０
ｋｃａｌ／ｋｍｏｌ・Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（３） 上記 （３）式の反応のとき、近くに ＣＯ２が存在し
ないから ＣＯ２で （３）式の反応が阻害されること
はない。そして （１）式および （３）式で発生した
ＣＯはスクラップと鉄鉱石の充填層８内で二次燃焼する
ために、それらの加熱と溶融に有効に利用されて高い燃
料効率が達成される。この方法で銑鉄を連続的に生産す
る場合には、スクラップと鉄鉱石の充填層８が軟化半溶
融状態になった時点で、その半溶融層の上部に次回溶解
用のコークス充填層を、さらにその上部にスクラップお
よび鉄鉱石を主体とする充填層を交互に形成し、排滓、
出銑するという操作を繰り返して行う。なお、上記の方
法において、炉の上部開口部から装入する鉱石は、通常
の鉄鉱石の外にＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉなどを多く含む
鉱石またはこれらの酸化物を使用することができる。ま
た、これらの鉱石類およびコークスとともに、珪石、石
灰石、蛇紋岩、蛍石などの副原料を装入することができ
る。スクラップとしてステンレス鋼スクラップのような
高合金スクラップを使用してその中の有用元素を再利用
することが可能である。鉄鉱石は、炉の上部開口部から
だけでなく、粉状鉱石を一次羽口および／または二次羽
口から吹き込むこともできる。 一次羽口および二次羽口から吹き込む支燃性ガスは、前
記のとおりＯ２含有ガスであるが、一次羽口からは支燃
性ガスとともに、微粉炭や重油、天然ガスなどの気体ま
たは液体の燃料を吹き込むのが望ましい。また、 Ｃａ
Ｏどの脱硫剤を炉底羽口６から吹き込んで低硫黄銑を製
造することもできる。以上のように本出願人が先に提案
した上記溶銑の製造方法によれば、転炉型式の筒型炉で
スクラップと鉄鉱石から熱効率よく溶銑を製造すること
ができる。ところで上記の銑鉄製造装置において、従来
は、図２に示すように金属製二重管で内管４ｂから支燃
性ガス１１を、内管４ｂと外管４ａとの間から冷却用の
ガス、例えば窒素（Ｎ２）１３をそれぞれ流す羽口４を
採用していた。しかしこれには次のような問題がある。 すなわち、図２（ａ） に示すように炉壁耐火レンガ１
４が新しい状態では羽口先端は炉内耐火レンガ表面１４
ａ からわずかに炉内側に突出させてあるが、図２（ｂ
） 、（ｃ） に示すように炉を使用するにつれ炉壁耐
火レンガ１４が溶損し、相対的に羽口先端が炉内へ突出
した状態となる。特に上部にある二次羽口４の場合、炉
口からのスクラップ８−２ の投入によりこの羽口先端
が衝撃を受け下方へ曲がる。このため、支燃性ガス１１
を所定の方向へ吹き込めないばかりか、曲りがひどい場
合は炉壁耐火レンガ１４に局部溶損１４ｂ を生ずる事
態さえ発生する。また前述のようにＮ２ガス１３で冷却
して金属管を保護する必要があったため炉熱を奪い、か
つ排ガスによるスラグや溶銑の吹上げという操業トラブ
ルや鉄の損失が生じていた。
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するためになされたものであり、その具体的な目的は
羽口冷却ガスの吹き込みを不要にして熱損失の低減と生
産効率の向上とを図り、炉壁耐火レンガが溶損して羽口
先端が炉内に突出し、装入物投入時の落下衝撃を受けた
時の曲損による炉壁局部溶損の防止と支燃性ガス吹き込
み方向の安定化とが図れる銑鉄製造装置用羽口を提供す
ることにある。
決するためになされたものであり、その具体的な目的は
羽口冷却ガスの吹き込みを不要にして熱損失の低減と生
産効率の向上とを図り、炉壁耐火レンガが溶損して羽口
先端が炉内に突出し、装入物投入時の落下衝撃を受けた
時の曲損による炉壁局部溶損の防止と支燃性ガス吹き込
み方向の安定化とが図れる銑鉄製造装置用羽口を提供す
ることにある。
【課題を解決するための手段】本発明は、前述のような
銑鉄製造装置に使用する羽口であって、セラミックス製
パイプから構成されることを特徴とする羽口を要旨とす
る。この羽口は、以下に詳述するように、複数のセラミ
ックス製の短尺パイプの端部を突き合わせ、その外周を
薄肉の金属製パイプで被覆した構造、またはセラミック
ス製の単管パイプの外円周に複数個の切欠きまたは溝を
形成した構造とするのが望ましい。本発明の羽口の材料
となるセラミックスは、耐熱性の高いものであれば種類
を問わない。例えば、ＺｒＯ２系、 ＭｇＯ系、 Ａｌ
２Ｏ３系等のセラミックスが使用できる。本発明の羽口
の材質は、従来の銅あるいはステンレス鋼等の金属では
なく、前記のとおりセラミックスである。セラミックス
の溶融は、ＺｒＯ２が２７１５℃、 ＭｇＯが２８００
℃、 Ａｌ２Ｏ３が２０１５℃であり、ステンレス鋼の
１４００〜１４５０℃、銅の１０８５℃に比較して極め
て高い。従って二次燃焼の高温雰囲気下でも本発明のセ
ラミックス製羽口は良好な耐熱性を示し、従来の金属製
羽口では必要不可欠な羽口冷却用ガスは不要である。図
３に本発明のセラミックス製羽口の操業当初および操業
中における炉壁取付状態を示す。図３（ａ） に示すよ
うに、二次羽口４を炉壁に取付けた時は、その先端を炉
壁耐火レンガ１４の炉内レンガ表面１４ａ から炉内側
にわずかに突出させてある。操業を重ねて炉壁耐火レン
ガ１４が溶損すると二次羽口４が炉内へ突出し、炉頂開
口部から投入されるスクラップ８−２ 等による衝撃を
受けることになる （図３（ｂ））。この時羽口材質が
セラミックスであるため、金属製羽口の場合のように下
方に曲がるようなことはなく、突出した部分だけが割落
し、割落羽口４’は炉内へ落ちスラグとなって排出され
る。従って支燃性ガス１１の吹き込み方向は羽口割損前
と変わらずに安定し、二次燃焼を良好に行なわせること
ができる。また、図２（ｃ） に示したような炉壁の局
部溶損を生じさせることもない。次に本発明の羽口の望
ましい態様について説明する。図４は、短尺セラミック
パイプ連接型羽口の斜視図を示す。この羽口は、中心を
支燃性ガス１１が通る複数個の短尺セラミックパイプ４
０−１、４０−２、…、４０−ｎを端部を突き合わせて
連接し、その外周を支燃性ガス１１が接合部から漏れな
いように薄肉の金属製パイプ４１で被覆したものである
。外周を被覆する金属製パイプは気密性を保つのが目的
であるから、羽口が炉内へ突出したとき曲りを生じる前
に速やかに溶損させるため、０．５ 〜１ｍｍ程度の薄
肉のものでよい。材質にも特に制約はないが、安価な炭
素鋼製のパイプ、もしくは炭素鋼の帯鋼を巻き付けてパ
イプ状に成形したものでよい。短尺セラミックパイプ４
０−ｎの個数 （ｎ＝１、２、・・・） は多い方が望
ましい。それはセラミックパイプが短いほど装入物の衝
撃によって羽口の炉内突出部が割損した場合に、亀裂が
炉壁耐火レンガ１４内に埋設されている羽口全体に伝播
するのを避けるのに効果的だからである。しかし短尺セ
ラミックスパイプが多過ぎると突き合わせ接合部が多く
なり、気密不良になる機会も多い。経験的にはｎ＝５〜
１０が好ましい。なお短尺セラミックパイプ４０−ｎの
長さは外径の１〜２倍程度が適当である。図５は、本発
明の羽口のもう一つの望ましい態様を示す斜視図である
。図に示すように、この羽口ではセラミック製の単管パ
イプ４０の外周に適当な間隔で切欠きまたは溝４２が形
成されている。これによって、炉内に突出した部分が割
損しても亀裂やヒビ割れがパイプ （羽口） 全体に伝
播するのが防止される。この場合はセラミック単管パイ
プ４０は一体物を使用するので、外周に金属製パイプを
被覆しなくても十分な支燃性ガス１１の気密性が得られ
る。なお、切欠きまたは溝４２の数は多いほど、またそ
の深さは深いほど装入物の衝撃によって羽口炉内突出部
が割損した場合に亀裂が伝播するのを避けるのに効果的
である。しかし、極端すぎると製作時や施工時に割れて
しまう恐れがある。経験的には５〜１０個の切欠きまた
は溝４２を形成すれば充分である。
銑鉄製造装置に使用する羽口であって、セラミックス製
パイプから構成されることを特徴とする羽口を要旨とす
る。この羽口は、以下に詳述するように、複数のセラミ
ックス製の短尺パイプの端部を突き合わせ、その外周を
薄肉の金属製パイプで被覆した構造、またはセラミック
ス製の単管パイプの外円周に複数個の切欠きまたは溝を
形成した構造とするのが望ましい。本発明の羽口の材料
となるセラミックスは、耐熱性の高いものであれば種類
を問わない。例えば、ＺｒＯ２系、 ＭｇＯ系、 Ａｌ
２Ｏ３系等のセラミックスが使用できる。本発明の羽口
の材質は、従来の銅あるいはステンレス鋼等の金属では
なく、前記のとおりセラミックスである。セラミックス
の溶融は、ＺｒＯ２が２７１５℃、 ＭｇＯが２８００
℃、 Ａｌ２Ｏ３が２０１５℃であり、ステンレス鋼の
１４００〜１４５０℃、銅の１０８５℃に比較して極め
て高い。従って二次燃焼の高温雰囲気下でも本発明のセ
ラミックス製羽口は良好な耐熱性を示し、従来の金属製
羽口では必要不可欠な羽口冷却用ガスは不要である。図
３に本発明のセラミックス製羽口の操業当初および操業
中における炉壁取付状態を示す。図３（ａ） に示すよ
うに、二次羽口４を炉壁に取付けた時は、その先端を炉
壁耐火レンガ１４の炉内レンガ表面１４ａ から炉内側
にわずかに突出させてある。操業を重ねて炉壁耐火レン
ガ１４が溶損すると二次羽口４が炉内へ突出し、炉頂開
口部から投入されるスクラップ８−２ 等による衝撃を
受けることになる （図３（ｂ））。この時羽口材質が
セラミックスであるため、金属製羽口の場合のように下
方に曲がるようなことはなく、突出した部分だけが割落
し、割落羽口４’は炉内へ落ちスラグとなって排出され
る。従って支燃性ガス１１の吹き込み方向は羽口割損前
と変わらずに安定し、二次燃焼を良好に行なわせること
ができる。また、図２（ｃ） に示したような炉壁の局
部溶損を生じさせることもない。次に本発明の羽口の望
ましい態様について説明する。図４は、短尺セラミック
パイプ連接型羽口の斜視図を示す。この羽口は、中心を
支燃性ガス１１が通る複数個の短尺セラミックパイプ４
０−１、４０−２、…、４０−ｎを端部を突き合わせて
連接し、その外周を支燃性ガス１１が接合部から漏れな
いように薄肉の金属製パイプ４１で被覆したものである
。外周を被覆する金属製パイプは気密性を保つのが目的
であるから、羽口が炉内へ突出したとき曲りを生じる前
に速やかに溶損させるため、０．５ 〜１ｍｍ程度の薄
肉のものでよい。材質にも特に制約はないが、安価な炭
素鋼製のパイプ、もしくは炭素鋼の帯鋼を巻き付けてパ
イプ状に成形したものでよい。短尺セラミックパイプ４
０−ｎの個数 （ｎ＝１、２、・・・） は多い方が望
ましい。それはセラミックパイプが短いほど装入物の衝
撃によって羽口の炉内突出部が割損した場合に、亀裂が
炉壁耐火レンガ１４内に埋設されている羽口全体に伝播
するのを避けるのに効果的だからである。しかし短尺セ
ラミックスパイプが多過ぎると突き合わせ接合部が多く
なり、気密不良になる機会も多い。経験的にはｎ＝５〜
１０が好ましい。なお短尺セラミックパイプ４０−ｎの
長さは外径の１〜２倍程度が適当である。図５は、本発
明の羽口のもう一つの望ましい態様を示す斜視図である
。図に示すように、この羽口ではセラミック製の単管パ
イプ４０の外周に適当な間隔で切欠きまたは溝４２が形
成されている。これによって、炉内に突出した部分が割
損しても亀裂やヒビ割れがパイプ （羽口） 全体に伝
播するのが防止される。この場合はセラミック単管パイ
プ４０は一体物を使用するので、外周に金属製パイプを
被覆しなくても十分な支燃性ガス１１の気密性が得られ
る。なお、切欠きまたは溝４２の数は多いほど、またそ
の深さは深いほど装入物の衝撃によって羽口炉内突出部
が割損した場合に亀裂が伝播するのを避けるのに効果的
である。しかし、極端すぎると製作時や施工時に割れて
しまう恐れがある。経験的には５〜１０個の切欠きまた
は溝４２を形成すれば充分である。
【作用】前述のような構造の本発明の羽口の作用効果は
、次のとおりである。 （ａ） 羽口材質を耐熱温度の高いセラミックスとする
ことにより、特に二次燃焼による高温の酸化性雰囲気で
耐用可能となり、羽口冷却用ガスを不要とすることがで
きる。従って、羽口そのものの構造が簡単になるだけで
なく、冷却用ガス供給系等の付属設備も不要になる。 （ｂ） 羽口構造を短尺セラミックパイプ連接型あるい
はセラミックパイプ外周切欠きまたは溝付き型とするこ
とにより、羽口先端の炉内突出時の曲がりを無くし、炉
内耐火物の局部的な損傷を防止することができる。 （ｃ） 上記 （ａ）および（ｂ） により、低い燃料
および支燃性ガス原単位で炉熱を安定化し、炉壁寿命を
延長して高い生産性で溶銑を製造することができる。 なお、本発明の羽口は、第１図に示したような炉の二次
羽口として特に好適であるが、一次羽口にも使用できる
ことは言うまでもない。 以下、実施例によって本発
明の効果を具体的に説明する。
、次のとおりである。 （ａ） 羽口材質を耐熱温度の高いセラミックスとする
ことにより、特に二次燃焼による高温の酸化性雰囲気で
耐用可能となり、羽口冷却用ガスを不要とすることがで
きる。従って、羽口そのものの構造が簡単になるだけで
なく、冷却用ガス供給系等の付属設備も不要になる。 （ｂ） 羽口構造を短尺セラミックパイプ連接型あるい
はセラミックパイプ外周切欠きまたは溝付き型とするこ
とにより、羽口先端の炉内突出時の曲がりを無くし、炉
内耐火物の局部的な損傷を防止することができる。 （ｃ） 上記 （ａ）および（ｂ） により、低い燃料
および支燃性ガス原単位で炉熱を安定化し、炉壁寿命を
延長して高い生産性で溶銑を製造することができる。 なお、本発明の羽口は、第１図に示したような炉の二次
羽口として特に好適であるが、一次羽口にも使用できる
ことは言うまでもない。 以下、実施例によって本発
明の効果を具体的に説明する。
【実施例】使用した炉は、本出願人が提案した特願平１
−２４８４０７号公報に記載の図１に示す筒型炉１であ
る。ただし、二次羽口は、上下二段に設けた。炉内直径
は１．５ｍ、炉底から炉口までの高さは３．６ｍ、内容
積は６．０ｍ３ である。一次羽口３は炉底から０．８
ｍの高さの炉壁に、９０°間隔で４本設置されており操
業中はコークス充填層７内に埋まっている。この羽口は
装入物の衝撃を受けることがないので、金属製二重管羽
口を用いた。出銑口５は炉底中央部に設けた。下段二次
羽口および上段二次羽口は炉底からそれぞれ１．４ｍお
よび２．０ｍ高さの炉壁に９０°間隔で４本設置した。 これら二次羽口の材質はＺｒＯ２であり、その構造は実
施例１では図４に示した短尺セラミックパイプ連接型、
実施例２では図５に示したセラミック（ 材質ＺｒＯ２
） の単管の外周溝付き型である。鉄源としては最大寸
法０．４ｍ角、嵩比重３．５ｔ／ｍ３ 、鉄純度９９％
のスクラップと、表１に示す組成の粒径 １０ｍｍの鉄
鉱石とを使用した。燃料は表２に示す組成で粒径 ２０
〜 ７０ ｍｍのコークスおよび粒度 ２００メッシ
ュ以下の微粉炭を用いた。上記の設備、鉄源および燃料
を使用し、連続的に１チャージ８トンの溶銑を製造する
操業を行った。定常操業時における一次羽口および二次
羽口の吹き込み条件を表３に、操業諸元を表４に示す。
−２４８４０７号公報に記載の図１に示す筒型炉１であ
る。ただし、二次羽口は、上下二段に設けた。炉内直径
は１．５ｍ、炉底から炉口までの高さは３．６ｍ、内容
積は６．０ｍ３ である。一次羽口３は炉底から０．８
ｍの高さの炉壁に、９０°間隔で４本設置されており操
業中はコークス充填層７内に埋まっている。この羽口は
装入物の衝撃を受けることがないので、金属製二重管羽
口を用いた。出銑口５は炉底中央部に設けた。下段二次
羽口および上段二次羽口は炉底からそれぞれ１．４ｍお
よび２．０ｍ高さの炉壁に９０°間隔で４本設置した。 これら二次羽口の材質はＺｒＯ２であり、その構造は実
施例１では図４に示した短尺セラミックパイプ連接型、
実施例２では図５に示したセラミック（ 材質ＺｒＯ２
） の単管の外周溝付き型である。鉄源としては最大寸
法０．４ｍ角、嵩比重３．５ｔ／ｍ３ 、鉄純度９９％
のスクラップと、表１に示す組成の粒径 １０ｍｍの鉄
鉱石とを使用した。燃料は表２に示す組成で粒径 ２０
〜 ７０ ｍｍのコークスおよび粒度 ２００メッシ
ュ以下の微粉炭を用いた。上記の設備、鉄源および燃料
を使用し、連続的に１チャージ８トンの溶銑を製造する
操業を行った。定常操業時における一次羽口および二次
羽口の吹き込み条件を表３に、操業諸元を表４に示す。
【比較例】二次羽口として従来から使用しているＮ２ガ
ス冷却の金属製二重管パイプを用い、表３の吹き込み条
件にしたがって操業する以外は実施例と同様の方法で溶
銑を製造した。
ス冷却の金属製二重管パイプを用い、表３の吹き込み条
件にしたがって操業する以外は実施例と同様の方法で溶
銑を製造した。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
表３に示すように、本発明の羽口を使用すると二次羽口
の冷却ガスが不要である。そのため、実施例のＯ２ガス
供給速度は比較例より１５０Ｎｍ３／Ｈ多くすることが
できた。これにより生産速度は比較例の８．６ｔ／ｈｒ
に対し、実施例１および２ではそれぞれ ９．２およ
び９．４ｔ／ｈｒ に向上し、溶解時間は７〜９％短縮
できた。また、実施例では冷却ガスによる熱損失がなく
なり、かつ二次羽口からのＯ２ガス供給速度の増加によ
り二次燃焼率が向上できるのでトータルの熱利用率が向
上した。従って、エネルギー原単位が改善され、比較例
に対し実施例１および２は燃料原単位ではそれぞれ ７
．７％および ８．０％、Ｏ２原単位ではそれぞれ ８
．０％および ８．１％削減することができた。さらに
羽口曲りによる炉壁耐火レンガの局部溶損は実施例では
認められず、二次羽口周辺の耐火物溶損量は実施例では
比較例の １／２〜１／３に減少し、全部位平均の溶損
速度とほぼ等しい。これにより炉壁寿命の延長が可能と
なった。
の冷却ガスが不要である。そのため、実施例のＯ２ガス
供給速度は比較例より１５０Ｎｍ３／Ｈ多くすることが
できた。これにより生産速度は比較例の８．６ｔ／ｈｒ
に対し、実施例１および２ではそれぞれ ９．２およ
び９．４ｔ／ｈｒ に向上し、溶解時間は７〜９％短縮
できた。また、実施例では冷却ガスによる熱損失がなく
なり、かつ二次羽口からのＯ２ガス供給速度の増加によ
り二次燃焼率が向上できるのでトータルの熱利用率が向
上した。従って、エネルギー原単位が改善され、比較例
に対し実施例１および２は燃料原単位ではそれぞれ ７
．７％および ８．０％、Ｏ２原単位ではそれぞれ ８
．０％および ８．１％削減することができた。さらに
羽口曲りによる炉壁耐火レンガの局部溶損は実施例では
認められず、二次羽口周辺の耐火物溶損量は実施例では
比較例の １／２〜１／３に減少し、全部位平均の溶損
速度とほぼ等しい。これにより炉壁寿命の延長が可能と
なった。
【発明の効果】本発明の銑鉄製造装置用羽口によれば、
羽口冷却用Ｎ２ガスを用いず、しかも羽口の曲りを防止
して所定の吹き込み方向を維持しながら支燃性ガスを筒
型炉に供給し、スクラップと鉱石から溶銑を製造するこ
とができる。しかも支燃性ガス供給速度の増加が可能と
なり、熱損失の低減、二次燃焼率の向上および炉壁局部
溶損の防止を図ることができる。これにより少ない燃料
、支燃性ガス使用量で生産性を向上し、炉壁寿命を延長
できるので溶銑製造コスト低減の効果は極めて大きい。
羽口冷却用Ｎ２ガスを用いず、しかも羽口の曲りを防止
して所定の吹き込み方向を維持しながら支燃性ガスを筒
型炉に供給し、スクラップと鉱石から溶銑を製造するこ
とができる。しかも支燃性ガス供給速度の増加が可能と
なり、熱損失の低減、二次燃焼率の向上および炉壁局部
溶損の防止を図ることができる。これにより少ない燃料
、支燃性ガス使用量で生産性を向上し、炉壁寿命を延長
できるので溶銑製造コスト低減の効果は極めて大きい。
【図１】本発明の羽口を用いる銑鉄製造装置の一例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】従来の金属製二重管羽口を炉壁に取付けた状態
を示す概略断面図で、図２（ａ）は操業当初の状態、図
２（ｂ） は操業中炉壁が溶損した時の状態、図２（ｃ
） は羽口の炉内突出部が曲損した状態を示す図である
。
を示す概略断面図で、図２（ａ）は操業当初の状態、図
２（ｂ） は操業中炉壁が溶損した時の状態、図２（ｃ
） は羽口の炉内突出部が曲損した状態を示す図である
。
【図３】本発明の羽口を炉壁に取付けた状態を示す概略
断面図で、図３（ａ） は操業当初の状態、図３（ｂ）
は操業中炉壁が溶損した時の状態、図３（ｃ） は羽
口の炉内突出部が割損した状態を示す図である。
断面図で、図３（ａ） は操業当初の状態、図３（ｂ）
は操業中炉壁が溶損した時の状態、図３（ｃ） は羽
口の炉内突出部が割損した状態を示す図である。
【図４】本発明の羽口の一態様を示す斜視図である。
【図５】本発明の羽口の他の態様を示す斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項１】下部炉壁に一次羽口を、上部炉壁に二次羽
口をそれぞれ有し、溶解熱源にコークスを用いてスクラ
ップあるいはスクラップと鉄鉱石から溶銑を製造する銑
鉄製造装置用の羽口であって、セラミックス製パイプか
ら構成されていることを特徴とする銑鉄製造装置用羽口
。 - 【請求項２】複数のセラミックス製の短尺パイプの端部
を突き合わせ、その外周を薄肉の金属製パイプで被覆し
たことを特徴とする請求項１の銑鉄製造装置用羽口。 - 【請求項３】セラミックス製の単管パイプの外円周に複
数個の切欠きまたは溝を形成したことを特徴とする請求
項１の銑鉄製造装置用羽口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3015134A JPH04254505A (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 銑鉄製造装置用羽口 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3015134A JPH04254505A (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 銑鉄製造装置用羽口 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04254505A true JPH04254505A (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=11880353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3015134A Pending JPH04254505A (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 銑鉄製造装置用羽口 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04254505A (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 |
-
1991
- 1991-02-06 JP JP3015134A patent/JPH04254505A/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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