JPH06287621A - Melting process for iron scrap with low consumption of energy - Google Patents

Melting process for iron scrap with low consumption of energy

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JPH06287621A
JPH06287621A JP28192093A JP28192093A JPH06287621A JP H06287621 A JPH06287621 A JP H06287621A JP 28192093 A JP28192093 A JP 28192093A JP 28192093 A JP28192093 A JP 28192093A JP H06287621 A JPH06287621 A JP H06287621A
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JP
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iron
furnace
iron scrap
scrap
converter
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Application number
JP28192093A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Takahashi
幸雄 高橋
Hideji Takeuchi
秀次 竹内
Kenichi Tanmachi
健一 反町
Tetsuya Fujii
徹也 藤井
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) [目的] 竪型炉と転炉あるいは電気炉とを組み合わせ
て利用することにより、鉄源の大部分を鉄スクラップか
ら賄うエネルギ−使用量の少ない鉄スクラップの溶解プ
ロセスを提供する。 [構成] キュポラなどの竪型炉に鉄スクラップとコ−
クス等の炭材を装入して空気等を送風して鉄スクラップ
を溶解して溶銑とした後、この溶銑と別途鉄源として鉄
スクラップ等を転炉あるいは電気炉に装入して脱炭精錬
する際に、製品中の不純物元素、なかでも、Cu、N
i、Cr、Snの濃度の許容値の合計と溶銑中に含まれ
る不純物元素、なかでも、Cu、Ni、Cr、Snの濃
度の合計に応じて別途鉄源として転炉あるいは電気炉内
に装入する鉄スクラップ等の配合比率および鉄源中に含
まれる不純物元素の濃度の合計を調節する。
(57) [Summary] (Correction) [Purpose] Energy consumption that covers most of iron source from iron scrap by using vertical furnace and converter or electric furnace in combination Provide a dissolution process. [Structure] Iron scrap and coke in a vertical furnace such as cupola
After charging carbon material such as coke and blowing air etc. to melt iron scrap to make hot metal, this hot metal and iron scrap etc. as an iron source are charged to a converter or electric furnace to decarburize. Impurity elements in the product during refining, especially Cu, N
Depending on the total allowable concentration of i, Cr, and Sn and the impurity elements contained in the hot metal, among them, the total concentration of Cu, Ni, Cr, and Sn is separately installed in the converter or electric furnace as an iron source. The total of the mixing ratio of the iron scrap and the like and the concentration of the impurity elements contained in the iron source is adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエネルギ−使用量の少な
い鉄スクラップの溶解プロセスに係り、詳しくは、堅型
炉と製鋼用転炉あるいは電気炉の組み合わせにより、鉄
源の大部分を鉄スクラップから賄うとともに製品中の不
純物元素濃度が許容範囲に入るように鉄源を配合調整す
る経済的な溶解、精錬プロセスに係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a melting process of iron scrap that consumes a small amount of energy. More specifically, most of the iron source is iron scrap by using a combination of a solid furnace and a steelmaking converter or an electric furnace. It is related to an economical melting and refining process that mixes and adjusts the iron source so that the impurity element concentration in the product falls within the allowable range.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、鉄スクラップの発生量の増加に伴
い、鉄スクラップのリサイクルが環境保全や製鋼コスト
低減の観点から注目されつつある。従来、製鋼用の鉄源
としては鉄鉱石を高炉で溶融還元して得た溶銑あるいは
これを冷却、凝固させた冷銑に加えて鉄鋼材料の加工や
建築物や機械製品等の老朽化に伴い発生する鉄スクラッ
プ等がある。これらの鉄源を製鋼段階で使用するに際し
て、溶銑や冷銑の場合は鉄鉱石をベ−スとしているため
に含まれる不純物元素濃度が低く製品品質を高品位にで
きる利点を有する反面、鉄鉱石を溶融、還元するのに多
大のエネルギ−を必要とするため製銑、製鋼の各工程合
計のエネルギ−使用量が増加し経済的でないといった問
題もあった。これに対し、一般に鉄スクラップの使用は
鉄鉱石と比較して還元熱分だけエネルギ−使用量を少く
できる利点を有する反面、含まれる不純物元素濃度が高
炉銑と比較して高いため、高品質の製品の製造には適し
ていないといった問題もあった。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in the amount of iron scrap generated, the recycling of iron scrap has been drawing attention from the viewpoint of environmental protection and cost reduction of steelmaking. Conventionally, as iron sources for steelmaking, in addition to hot metal obtained by smelting and reducing iron ore in a blast furnace or cold iron obtained by cooling and solidifying this, along with the processing of steel materials and the aging of buildings and machine products, etc. There is iron scrap, etc. that occurs. When using these iron sources in the steelmaking stage, iron ore is used as the base in the case of hot metal or cold pig iron, so the concentration of impurity elements contained is low and the product quality can be high-grade, while iron ore is used. Since a large amount of energy is required to melt and reduce the steel, there is also a problem that the amount of energy used in each of the processes of ironmaking and steelmaking increases, which is not economical. On the other hand, in general, the use of iron scrap has the advantage that the energy consumption can be reduced by the amount of reduction heat compared to iron ore, but on the other hand, the concentration of impurity elements contained is higher than that of blast furnace pig iron, so high-quality There was also a problem that it was not suitable for manufacturing products.

【0003】従来、鉄スクラップのリサイクルに関して
は電気炉を主体とした溶解、精錬プロセスを経由して構
造用材料として再利用する方法が一般的である。また、
別の方法として転炉に鉄スクラップと高炉から得られた
溶銑を装入して鉄スクラップの溶解と精錬を行ない主に
薄鋼板の形で再利用する場合もある。
Conventionally, with respect to the recycling of iron scrap, a method of reusing it as a structural material through a melting and refining process mainly composed of an electric furnace is generally used. Also,
As another method, there is a case where iron scrap and molten pig iron obtained from a blast furnace are charged into a converter to melt and smelt the iron scrap and reused mainly in the form of a thin steel plate.

【0004】これらの2つの方法の違いは、鉄スクラッ
プの溶解エネルギ−として電気炉法の場合は電気を使用
するのに対して転炉法においては溶銑の顕熱とコ−クス
等の炭材の酸化発熱を利用する点である。また、製造す
る製品の違いから、鉄スクラップの銘柄として電気炉法
の場合には主に老廃屑を使用するのに対して転炉法の場
合には主に不純物元素の少ない自家発生屑を使用する。
The difference between these two methods is that, in the case of the electric furnace method, electricity is used as the melting energy of the iron scrap, whereas in the converter method, the sensible heat of the hot metal and the carbonaceous material such as coke are used. This is the point of utilizing the oxidation heat of. In addition, due to the difference in the products manufactured, in the case of the electric furnace method, mainly waste waste is used as the brand of iron scrap, whereas in the case of the converter method, self-generated waste mainly containing few impurity elements is used. To do.

【0005】以上の違いから、エネルギ−コストの観点
からは、電力が主に化石燃料を燃焼し蒸気を経由して電
力に変換しており、この変換効率が高々40%と低いた
め、化石燃料を直接利用する転炉法の方が経済的であ
る。一方、鉄スクラップの使用量拡大の観点からは、発
生する鉄スクラップの大部分が老廃屑であることと製品
品質の制約上転炉法において老廃屑の使用量の増加が難
しいこともあり電気炉法が有利である。
From the above differences, from the viewpoint of energy cost, electric power mainly burns fossil fuel and converts it into electric power via steam, and since this conversion efficiency is as low as 40% at most, fossil fuel It is more economical to use the converter method that directly uses On the other hand, from the perspective of expanding the amount of iron scrap used, it is difficult to increase the amount of used waste in the converter process because most of the iron scrap generated is waste and it is difficult to increase the amount of waste used in the converter process. The law is advantageous.

【0006】この点、本発明者らの知見によれば、製
銑、製鋼の各工程における鉄スクラップ中の不純物元素
濃度に応じた鉄スクラップの選択使用や高炉溶銑の配合
を適当にすることにより、工程合計のエネルギ−使用量
を要求される製品品質に応じて必要最小限とすることが
可能となることが明らかとなった。
In this respect, according to the knowledge of the present inventors, it is possible to selectively use the iron scrap or to appropriately mix the blast furnace hot metal according to the impurity element concentration in the iron scrap in each process of the iron making and the steel making. It has become clear that it is possible to minimize the total energy consumption of the processes according to the required product quality.

【0007】すなわち、製銑、製鋼の各工程において竪
型炉と転炉あるいは電気炉とを組み合わせ使用する方法
であり、具体的には、鉄スクラップをキュポラなどの竪
型炉で溶解し溶銑を得ると共に、このキュポラ銑とは別
に鉄スクラップあるいは高炉溶銑のいずれか一方若しく
は両方を転炉あるいは電気炉の冶金炉に装入し、鉄スク
ラップの溶解と精錬を行なうものである。
That is, this is a method in which a vertical furnace and a converter or an electric furnace are used in combination in each step of iron making and steel making. Specifically, iron scrap is melted in a vertical furnace such as a cupola to produce hot metal. In addition to the cupola pig iron, one or both of iron scrap and blast furnace molten pig iron are charged into a converter or a metallurgical furnace of an electric furnace to melt and refine the iron scrap.

【0008】なお、以下において、竪型炉としてキュポ
ラを用いる例を示すが、これ以外のものであっても、酸
化性ガスを吹込んで鉄スクラップなどを溶解できるもの
であれば、いずれの型式のものも用いることができる。
In the following, an example of using a cupola as a vertical furnace will be shown. However, other types of furnaces can be used as long as they can dissolve an iron scrap etc. by blowing an oxidizing gas. Things can also be used.

【0009】この場合、竪型炉と転気炉との組み合わせ
使用は、電気炉へ溶銑が配合されることにより電気炉の
みを使用した場合と比較して大幅にエネルギ−コストの
低減が可能となるため、前述の電気炉の使用による不利
益を回避できることが本発明者らの検討により明らかと
なった。
In this case, the combined use of the vertical furnace and the air-cooling furnace can significantly reduce the energy cost as compared with the case where only the electric furnace is used because the molten iron is mixed into the electric furnace. Therefore, it has been clarified by the study by the present inventors that the above-mentioned disadvantage due to the use of the electric furnace can be avoided.

【0010】ここで、特に重要となる事項は、転炉ある
いは電気炉に装入する鉄スクラップの配合比とCu、N
i、Cr、Snといった不純物元素濃度の合計を製品許
容不純物元素濃度とキュポラ銑に含まれる不純物元素濃
度に応じて調節することにより、要求される製品品質を
満足しつつ、製銑、製鋼の各工程合計のエネルギ−使用
量を必要最小限にできる点である。
Here, particularly important matters are the compounding ratio of the iron scrap charged into the converter or the electric furnace and Cu and N.
By adjusting the total concentration of the impurity elements such as i, Cr, and Sn according to the product allowable impurity element concentration and the impurity element concentration contained in the cupola pig, while satisfying the required product quality, each of the ironmaking and steelmaking can be performed. This is the point that the energy consumption of the total process can be minimized.

【0011】一方、キュポラの如き竪型炉と転炉等の組
み合わせ使用する方法は、特公昭57−61089号公
報および特開昭56−123310号公報において、シ
ャフト炉、キュポラ、転炉等を組み合わせる方法が開示
されている。この方法は、キュポラに装入される鉄源と
してシャフト炉から鉄鉱石を還元して得られる還元鉄を
用いるものであって積極的に鉄スクラップを使用するも
のではない。むしろ、鉄スクラップ不足に対応する技術
であり、本発明の方法と異なるばかりか前述のように鉄
スクラップの発生量が増加している近年の状況に対応で
きるものではなく、鉄源として鉄鉱石の還元による還元
鉄をベ−スとしているために、エネルギ−的に不利な方
法である。
On the other hand, a method of using a vertical furnace such as a cupola in combination with a converter is disclosed in JP-B-57-61089 and JP-A-56-123310, in which a shaft furnace, a cupola and a converter are combined. A method is disclosed. This method uses reduced iron obtained by reducing iron ore from a shaft furnace as an iron source charged into a cupola, and does not positively use iron scrap. Rather, it is a technique for dealing with the shortage of iron scrap, and not only the method of the present invention but also the recent situation in which the amount of iron scrap is increasing as described above cannot be dealt with, and iron ore as an iron source This is an energy-poor method because it uses reduced iron by reduction as a base.

【0012】また、特開昭61−84309号公報には
キュポラと転炉を工程的かつ物理的に直結してくず鉄か
ら鋼を製造する方法が開示されている。この方法におい
ては、キュポラと転炉の直結により転炉排ガスをキュポ
ラ内に導入し該排ガスの顕熱や燃焼熱によりキュポラ内
のくず鉄の溶解を助長するのみならず、キュポラから得
られた溶銑と別に転炉内にくず鉄を装入して溶解、精錬
するものである。
Further, JP-A-61-84309 discloses a method for producing steel from scrap iron by directly connecting a cupola and a converter stepwise and physically. In this method, the converter exhaust gas is introduced into the cupola by the direct connection of the cupola and the converter to not only promote the dissolution of scrap iron in the cupola by the sensible heat and combustion heat of the exhaust gas, but also with the hot metal obtained from the cupola. Separately, scrap iron is charged into the converter and melted and refined.

【0013】従って、この方法は鉄源として全てくず鉄
を使用すると共に転炉排ガスをキュポラにて熱源として
有効利用するためにエネルギ−的に非常に有利である。
Therefore, this method is very advantageous in terms of energy because all the scrap iron is used as the iron source and the converter exhaust gas is effectively used as the heat source in the cupola.

【0014】しかしながら、この方法の問題点として
は、キュポラと転炉が物理的に直結されていることに起
因してキュポラから得られる溶銑が連続的に転炉内に供
給されるために、転炉での温度成分適中が困難となるば
かりか、温度成分変動のある溶鋼が連続的に転炉内から
排出口を通じて排出されるため、転炉以降での温度、成
分適中にも影響を及ぼすと共に温度降下が大きくなり安
定した操業が実現できない。
However, the problem with this method is that the hot metal obtained from the cupola is continuously fed into the converter due to the physical connection between the cupola and the converter. Not only is it difficult to adjust the temperature components in the furnace, but since molten steel with varying temperature components is continuously discharged from the inside of the converter through the outlet, it also affects the temperature and components suitable after the converter. The temperature drop becomes large and stable operation cannot be realized.

【0015】さらに、この方法では鉄源として全てくず
鉄を使用するために、要求される製品品質を得るには、
原料として不純物元素濃度の少ない高価なくず鉄を使用
するか、製品品質に応じてキュポラと転炉内に装入する
くず鉄の不純物元素濃度を連続的に調整する必要が生
じ、主原料コストの増加や主原料装入設備を多数設置す
ることによる設備コストの増加といった問題が発生し、
経済的な操業の実現が難しい。
Further, in this method, since all scrap iron is used as an iron source, in order to obtain the required product quality,
It is necessary to use expensive waste iron with a low impurity element concentration as a raw material, or to continuously adjust the impurity element concentration of the scrap iron charged into the cupola and the converter according to the product quality, which increases the cost of the main raw material. Problems such as increase in equipment cost due to the installation of many main raw material charging equipment,
It is difficult to realize economical operation.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決することを目的とし、具体的には、竪型炉を用いて鉄
スクラップを溶解して得た溶銑を転炉あるいは電気炉に
装入して脱炭精錬する際に、前記溶銑とは別に転炉内に
スクラップあるいは高炉溶銑のいずれか一方若しくは両
方を製品品質に応じて装入することにより、合計のエネ
ルギ−コストを低減せしめ、なおかつ製品品質の低下を
許容最大限とするエネルギ−使用量の少ない経済的な鉄
スクラップの溶解プロセスを提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and more specifically, the molten iron obtained by melting iron scrap using a vertical furnace is installed in a converter or an electric furnace. When charging and decarburizing and refining, separately from the hot metal, by charging either or both of scrap and blast furnace hot metal into the converter depending on the product quality, the total energy-cost is reduced, Moreover, it is an object of the present invention to provide an economical iron scrap melting process that consumes less energy and maximizes the deterioration of product quality.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、堅型炉に鉄ス
クラップと炭材を装入し、炉体下方より空気等の酸化性
ガスを送風して炭材の酸化発熱により鉄スクラップを加
熱溶解して得られた溶銑とスラグを分離した後、この溶
銑と別途鉄源として鉄スクラップあるいは高炉溶銑のい
ずれか一方若しくは両方を製鋼用転炉あるいは電気炉に
装入し、酸化性ガスを用いて前記鉄スクラップの溶解な
らびに脱炭精錬をする際に、要求される製品中の不純物
元素、なかでも、Cu、Ni、Cr、Snの濃度の許容
値の合計と溶銑中に含まれる不純物元素濃度の合計に応
じて、別途鉄源として転炉内に装入する鉄スクラップあ
るいは高炉溶銑のいずれか一方若しくは両方合計の配合
比率および前記鉄源中に含まれる不純物元素濃度の合計
を調節することを特徴とするものである。
According to the present invention, iron scrap and carbonaceous material are charged into a tight-fitting furnace, and an oxidizing gas such as air is blown from below the furnace body to generate iron scrap due to the oxidation heat of the carbonaceous material. After separating hot metal and slag obtained by heating and melting, this hot metal and either or both of iron scrap or blast furnace hot metal as an iron source are charged into a steelmaking converter or an electric furnace, and oxidizing gas is added. When melting and decarburizing refining the iron scrap by using the above, impurity elements in the product required, among them, the total of the allowable values of the concentrations of Cu, Ni, Cr and Sn and the impurity element contained in the hot metal Depending on the total concentration, adjust the mixture ratio of either one or both of iron scrap or blast furnace hot metal separately charged into the converter as an iron source, and the total concentration of impurity elements contained in the iron source. To It is an butterfly.

【0018】なお、竪型炉から得られた溶銑を製鋼用転
炉あるいは電気炉に装入する以前にCaO、CaF2を
主成分とするフラックスを溶銑中に吹き込んで脱硫処理
を行なうこともできる。
Before the molten pig iron obtained from the vertical furnace is charged into a steelmaking converter or an electric furnace, a desulfurization treatment can be performed by blowing a flux containing CaO and CaF 2 as a main component into the molten pig iron. .

【0019】以下本発明の手段たる構成ならびにその作
用について詳しく説明する。
The structure and operation of the means of the present invention will be described in detail below.

【0020】製銑工程における鉄源としての鉄スクラッ
プの使用は、高炉法等のように鉄鉱石を使用する方法と
比較して還元する必要がないために溶解熱のみ供給すれ
ば良く、エネルギ−使用量が少なくて済むという意味で
有効である。加えて、製銑工程における竪型炉の使用
は、熱源(エネルギ−源)としてコ−クス等の安価な炭
材が使用できることに加え炉の特性上排ガス温度を低位
にすることが可能となるために、熱効率を向上できるの
でエネルギ−使用量、コストの両面で有利に作用する。
The use of iron scrap as an iron source in the ironmaking process does not require reduction as compared with the method of using iron ore as in the blast furnace method or the like, so that it is sufficient to supply only the heat of melting, and the energy It is effective in the sense that it can be used in a small amount. In addition, the use of the vertical furnace in the pig iron making process makes it possible to use an inexpensive carbonaceous material such as coke as a heat source (energy source) and to lower the exhaust gas temperature due to the characteristics of the furnace. Therefore, the thermal efficiency can be improved, which is advantageous in terms of energy consumption and cost.

【0021】また、溶銑を脱炭精錬し溶鋼を得るに際し
て、上底吹き転炉の使用は底吹きガスにより鉄浴の撹拌
を十分にできるため、鉄浴の過酸化防止による脱炭効率
の向上が可能となるのみならず、上吹きランスからの送
酸において、転炉への鉄スクラップの配合比率に応じた
ランス高さ、送酸速度の調整により排ガスの燃焼率を調
節できるので、コ−クス等の熱源を多量に添加せずとも
比較的多量の鉄スクラップの配合を可能にできるという
意味で有効である。
Further, when decarburizing and refining the hot metal to obtain molten steel, the use of the top-bottom blowing converter can sufficiently stir the iron bath with the bottom-blowing gas, so that the deoxidization efficiency of the iron bath is improved and the decarburization efficiency is improved. In addition to the above, it is possible to control the combustion rate of exhaust gas by adjusting the lance height and the acid transfer rate according to the mixing ratio of iron scrap to the converter in the acid transfer from the top blowing lance. It is effective in the sense that a relatively large amount of iron scrap can be compounded without adding a large amount of heat source such as gas.

【0022】加えて、電気炉の使用は少量の溶銑の配合
により大幅なエネルギ−コストの低減が可能となるのみ
ならず、前記の転炉を使用する場合と比較して比較的重
量の大きい鉄スクラップを配合した場合でも効率良く溶
解できるという意味で有効である。
In addition, the use of an electric furnace allows not only a large reduction in energy cost by blending a small amount of hot metal, but also a relatively large weight of iron compared with the case of using the above-mentioned converter. It is effective in that it can be efficiently dissolved even when scrap is mixed.

【0023】本発明の骨子となる技術は、単に竪型炉と
転炉あるいは電気炉との組み合わせにより上記の利点を
享受するのみならず、製銑、製鋼の各工程における鉄源
の大部分を鉄スクラップから供給できるとした上で、キ
ュポラから得られた溶銑、すなわち、キュポラ銑と別途
鉄源として鉄スクラップあるいは高炉溶銑のいずれか一
方若しくは両方を転炉あるいは電気炉に装入するに際し
て、別途鉄源として転炉あるいは電気炉内に装入する鉄
スクラップあるいは高炉溶銑のいずれか一方若しくは両
方合計の配合比率と鉄源中に含まれる不純物元素濃度、
すなわち、Cu、Ni、Cr、Snの濃度の合計を製品
許容不純物元素濃度以下となるように調節する。
The technique, which is the essence of the present invention, not only enjoys the above advantages by simply combining the vertical furnace and the converter or the electric furnace, but also provides most of the iron sources in the respective steps of ironmaking and steelmaking. If it is possible to supply from iron scrap, separately from the hot metal obtained from cupola, that is, the cupola hot metal and the iron scrap and / or the blast furnace hot metal as an iron source, are separately charged. Either one or both of iron scrap or blast furnace hot metal charged into the converter or electric furnace as an iron source, and the total mixing ratio, and the impurity element concentration contained in the iron source,
That is, the total concentration of Cu, Ni, Cr, and Sn is adjusted to be equal to or less than the product allowable impurity element concentration.

【0024】さらに詳細に述べると、キュポラ銑に含ま
れる不純物元素濃度を転炉あるいは電気炉装入毎に調節
することは前述の先願と同様の理由から困難を伴うた
め、キュポラ銑に含まれる不純物元素濃度を考慮して鉄
源の配合比率および鉄源中に含まれる不純物元素濃度を
製品許容不純物元素濃度以下になるように調節すること
により要求される製品品質を満足できることのみなら
ず、製品品質に応じて製銑、製鋼の各工程での鉄源選択
範囲を拡大でき、工程合計の主原料コストおよびエネル
ギ−使用量を必要最小限にできる意味で有効である。さ
らに付け加えると、鉄源選択範囲の拡大により、同一プ
ロセスにおいて許容不純物元素濃度の比較的高い一般鉄
鋼材料から許容不純物元素濃度の低い高付加価値のある
材料まで製造できるという意味で重要である。
More specifically, it is difficult to adjust the concentration of the impurity element contained in the cupola pig iron for each charging of the converter or the electric furnace for the same reason as in the above-mentioned prior application, and therefore it is contained in the cupola pig iron. In addition to satisfying the required product quality by adjusting the mixing ratio of the iron source and the impurity element concentration contained in the iron source to below the product allowable impurity element concentration in consideration of the impurity element concentration, This is effective in that it can expand the iron source selection range in each process of pig iron and steel making depending on the quality, and can minimize the main raw material cost and energy consumption of the total process. In addition, it is important to expand the range of iron source selection so that it is possible to manufacture from general steel materials having a relatively high allowable impurity element concentration to materials having a low allowable impurity element concentration and a high added value in the same process.

【0025】また、キュポラから得られた溶銑を脱硫処
理した後、転炉あるいは電気炉に装入することにより転
炉あるいは電気炉での脱硫負荷が大幅に低減できるた
め、副原料原単位を削減できるという意味で有効であ
る。
Further, by desulfurizing the hot metal obtained from the cupola and then charging it in a converter or an electric furnace, the desulfurization load in the converter or the electric furnace can be greatly reduced, and thus the basic raw material unit can be reduced. It is effective in the sense that it can.

【0026】[0026]

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】図1は本発明の実施例における鉄スクラッ
プの溶解、精錬プロセスのフロ−を示す模式図である。
図1の模式図に示される各装置は(a)溶解、(b)脱
硫、(c)装入、(d)溶解および精錬ならびに(e)
出鋼の各工程から構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a flow of a melting and refining process of iron scrap in an embodiment of the present invention.
The respective devices shown in the schematic view of FIG. 1 are (a) melting, (b) desulfurization, (c) charging, (d) melting and refining and (e)
It consists of each process of tapping.

【0028】図1において装入原料の鉄スクラップ1a
と炭材1bとしてのコ−クス、更に、石灰石(図示せ
ず)をキュポラなどの竪型炉1に装入し、炉体下方に設
けた羽口2から酸化性ガスとして酸素富化空気(図示せ
ず)を送風すると共に、装入原料を溶解して連続的に溶
銑3aを製造する。得られた溶銑3aは出銑孔3から出
銑され、これを鍋、混銑車等の搬送容器4に収納し、必
要に応じて、脱硫工程(b)で浸漬ランス5を用いて脱
硫処理を行ない脱硫後除滓する。
In FIG. 1, iron scrap 1a as a charging raw material
And coke as carbonaceous material 1b, and limestone (not shown) are charged into a vertical furnace 1 such as a cupola, and oxygen enriched air (as an oxidizing gas) is supplied from a tuyere 2 provided below the furnace body. (Not shown) is blown, and the charged raw material is melted to continuously produce the hot metal 3a. The obtained hot metal 3a is tapped from the taphole 3 and is stored in a transport container 4 such as a pot or a mixing pig car, and if necessary, desulfurization treatment is performed in the desulfurization step (b) using the immersion lance 5. After desulfurization, remove the residue.

【0029】次に、予め鉄スクラップ6aを装入した製
鋼用転炉、例えば、上底吹き転炉6内に脱硫した溶銑3
aを装入し、転炉6では底吹き羽口7ならびにランス8
によって酸素で吹錬しつつ、溶解および精錬を行なう。
脱炭が終了した時点で転炉6から取鍋9を経て、溶解6
bを出鋼し、次工程である2次精錬や、連続鋳造に移行
するものである。
Next, a desulfurized hot metal 3 is placed in a steelmaking converter, such as an upper-bottom blowing converter 6, into which iron scrap 6a has been charged in advance.
In the converter 6, the bottom blowing tuyere 7 and the lance 8 are charged.
Dissolve and refine while blowing with oxygen.
When decarburization is complete, the converter 6 goes through the ladle 9 and melts 6
b is tapped, and the process proceeds to the next step of secondary refining or continuous casting.

【0030】図1に示したプロセスフロ−の模式図に従
い、竪型炉として5t/hの能力を有するキュポラと5
t/chの上底吹き転炉を用いて鉄スクラップの溶解と
脱炭精錬を行なった。なお、この場合、溶銑S濃度が低
かったため脱S処理は行なわなかった。
According to the schematic diagram of the process flow shown in FIG. 1, a cupola and a cupola 5 having a capacity of 5 t / h as a vertical furnace are used.
Iron scrap was melted and decarburized and refined using a t / ch top-bottom blowing converter. In this case, since the hot metal S concentration was low, the de-S treatment was not performed.

【0031】キュポラで使用した鉄スクラップはサイズ
が25〜200mmのシュレッダ−屑であり、不純物濃
度、すなわち、Cu、Ni、Cr、Snの合計が0.4
5wt%のものである。また、熱源としてはサイズが2
5〜75mmの高炉用コ−クスを使用した。
The iron scrap used in the cupola is shredder scrap having a size of 25 to 200 mm, and the impurity concentration, that is, the sum of Cu, Ni, Cr and Sn is 0.4.
5 wt%. The size of the heat source is 2
A 5-75 mm blast furnace coke was used.

【0032】転炉に装入するスクラップとしては熱延鋼
板のトリミング屑とスラブの切断片を用い、この場合の
スクラップ中の不純物濃度すなわちCu、Ni、Cr、
Snの合計が0.06wt%であった。
As scraps to be charged into the converter, trimming scraps of hot-rolled steel plate and cut pieces of slabs are used. Impurity concentration in scraps in this case, namely Cu, Ni, Cr,
The total Sn content was 0.06 wt%.

【0033】操業条件としては、キュポラ銑と転炉装入
スクラップの配合比率を種々変更し、転炉装入スクラッ
プ比率を0%から80%の範囲内とした。
As the operating conditions, the mixing ratio of the cupola pig and the converter charging scrap was variously changed so that the converter charging scrap ratio was in the range of 0% to 80%.

【0034】また、図2に示したように、転炉6の代り
に5t/chの電気炉10を使用し、電気炉10におい
ては電極11でア−ク加熱し、ランス12で酸素吹込み
を行なった。この方法は、前記の操業と同様の手順と操
業条件に従って鉄スクラップ1aの溶解と脱炭精錬を行
なった。
Further, as shown in FIG. 2, an electric furnace 10 of 5 t / ch is used instead of the converter 6, and in the electric furnace 10, the electrode 11 is used for arc heating and the lance 12 is used for blowing oxygen. Was done. In this method, the iron scrap 1a was melted and decarburized and refined according to the same procedure and operating conditions as the above-mentioned operation.

【0035】以上の実施例における操業結果を図3に示
す。図3において、横軸は総エネルギ−原単位、縦軸は
製品中の不純物元素濃度、なかでも、Cu、Ni、C
r、Snの合計の濃度であり、各々高炉、転炉法あるい
は電気炉法において鉄源として高炉溶銑を100%使用
した場合を1として基準化した相対値である。
FIG. 3 shows the operation results in the above examples. In FIG. 3, the horizontal axis is the total energy-intensity unit, the vertical axis is the concentration of impurity elements in the product, among which Cu, Ni, C
It is the total concentration of r and Sn, and is a relative value standardized to 1 when 100% of blast furnace hot metal is used as an iron source in the blast furnace, converter method or electric furnace method.

【0036】図3から明らかなように、キュポラ銑の配
合比の増加、すなわち、転炉あるいは電気炉装入鉄スク
ラップの配合比の低下に従い、総エネルギ−原単位が低
下する。反面、不純物元素濃度が上昇する。従って、要
求される製品品質に応じてキュポラ銑の配合比と転炉あ
るいは電気炉装入スクラップの不純物元素濃度を調節す
ることで製品品質を確保しつつ必要最小限のエネルギ−
使用量で鋼を製造できることが明らかとなった。
As is clear from FIG. 3, the total energy consumption rate decreases as the mixing ratio of the cupola pig iron increases, that is, the mixing ratio of the iron or iron scrap scraped in the converter or the electric furnace decreases. On the other hand, the impurity element concentration increases. Therefore, by adjusting the mixing ratio of cupola pig iron and the concentration of impurity elements in converter or electric furnace charging scrap according to the required product quality, the minimum energy required while ensuring product quality
It became clear that steel can be produced with the amount used.

【0037】また、図3において電気炉を使用した場
合、転炉を使用した場合と比較して同一原料配合条件下
では得られる製品の不純物元素濃度はほぼ等しくエネル
ギ−原単位に関してもほぼ同じであるという結果が得ら
れた。
Further, in the case of using the electric furnace in FIG. 3, the impurity element concentrations of the products obtained under the same raw material mixing conditions are almost the same as in the case of using the converter, and the energy-units are also almost the same. The result is that there is.

【0038】更に、上底吹き転炉のほかに、これに代え
て上吹き又は底吹きの転炉を用いても同等の結果が得ら
れた。
Further, in addition to the top-bottom blowing converter, equivalent results were obtained by using a top-blowing or bottom-blowing converter instead of this.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明は堅
型炉に鉄スクラップとコ−クス等の炭材を装入し、炉体
下方の羽口より空気等の酸化性ガスを送風してコ−クス
等の炭材の酸化発熱により鉄スクラップを加熱溶解して
得られた溶銑とスラグを分離した後、この溶銑と別途鉄
源として鉄スクラップあるいは高炉溶銑のいずれか一方
若しくは両方を製鋼用転炉あるいは電気炉に装入し酸化
性ガスを用いて脱炭精錬する際に、要求される製品中の
不純物元素濃度の許容値Cu、Ni、Cr、Snの濃度
の合計と溶銑中に含まれる不純物元素濃度の合計に応じ
て、別途鉄源として転炉あるいは電気炉内に装入する鉄
スクラップあるいは高炉溶銑のいずれか一方若しくは両
方合計の配合比率および鉄源中に含まれる不純物元素濃
度の合計を調節することにより、鉄スクラップの溶解、
精錬に要する総エネルギ−を低下することが可能になる
のみならず、製品中の不純物元素の濃度を許容値以下に
することができることが明らかとなった。
As described in detail above, according to the present invention, a solid-type furnace is charged with iron scrap and carbonaceous material such as coke, and an oxidizing gas such as air is blown from the tuyere below the furnace body. After separating the hot metal and slag obtained by heating and melting the iron scrap by the oxidation heat of the carbonaceous material such as coke, this hot metal and the iron scrap and / or the blast furnace hot metal as a separate iron source are used to make steel. In the case of charging into an electric converter or an electric furnace and decarburizing and refining with an oxidizing gas, the allowable value of the impurity element concentration in the required product is the sum of the concentrations of Cu, Ni, Cr, Sn and the hot metal. Depending on the total impurity element concentration contained, either one or both of iron scrap or blast furnace hot metal charged separately into the converter or electric furnace as an iron source, or the total mixing ratio, and the impurity element concentration contained in the iron source. Adjust the sum of That the dissolution of iron scrap,
It has been clarified that not only the total energy required for refining can be lowered, but also the concentration of the impurity element in the product can be made equal to or lower than the allowable value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一つの実施例における鉄スクラップの
溶解、精錬プロセスのフロ−を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a flow of an iron scrap melting and refining process in one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例における鉄スクラップの溶
解、精錬プロセスのフロ−を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a flow of an iron scrap melting and refining process according to another embodiment of the present invention.

【図3】図1および図2に示すフロ−にもとづいて、鉄
スクラップの溶解、精錬プロセスを実施した結果を比較
して示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a comparison of the results of carrying out a melting and refining process of iron scrap based on the flow shown in FIGS. 1 and 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 竪型炉 2 送風用羽口 3 出銑孔 4 搬送容器 5 浸漬ランス 6 上底吹き転炉 7 底吹き羽口 8 上吹きランス 9 取鍋 10 電気炉 11 電極 12 ランス 1 Vertical furnace 2 Blower tuyeres 3 Tap holes 4 Conveyor container 5 Immersion lance 6 Top-bottom blowing converter 7 Bottom-blowing tuyeres 8 Top-blowing lance 9 Ladle 10 Electric furnace 11 Electrode 12 Lance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 反町 健一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 藤井 徹也 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichi Sorimachi, 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Prefecture Technical Research Division, Kawasaki Steel Co., Ltd. (72) Tetsuya Fujii 1, Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi Kawasaki Steel Corporation Technical Research Division

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 竪型炉に鉄スクラップと炭材を装入し、
炉体下方の羽口より酸化性ガスを送風して、この炭材の
酸化発熱により前記鉄スクラップを加熱溶解し、この溶
銑を、スラグ分離後、別途鉄源として用意した鉄スクラ
ップあるいは高炉溶銑のいずれか一方若しくは両方とと
もに、転炉あるいは電気炉の製鋼炉に装入し、この製鋼
炉において、酸化性ガスを用いて前記鉄スクラップの溶
解とともに、前記溶銑を脱炭精錬をする際に、 要求される製品中の不純物元素濃度の許容値と前記竪型
炉から得られた溶銑中に含まれる不純物元素濃度との合
量に応じて、別途鉄源としての鉄スクラップあるいは高
炉溶銑のいずれか一方若しくは両方の配合比率および前
記鉄源中に含まれる前記不純物元素濃度の合量を調節す
ることを特徴とするエネルギ−使用量の少ない鉄スクラ
ップの溶解プロセス。
1. A vertical furnace is charged with iron scrap and carbonaceous material,
An oxidizing gas is blown from the tuyere below the furnace body, the iron scrap is heated and melted by the heat of oxidation of this carbon material, and this molten pig iron is separated from the slag, and the iron scrap or the blast furnace molten pig iron prepared separately as an iron source. Either or both of them are charged into a steelmaking furnace such as a converter or an electric furnace, and in this steelmaking furnace, when the iron scrap is melted by using an oxidizing gas and the hot metal is decarburized and refined, Depending on the total amount of the impurity element concentration in the product and the impurity element concentration contained in the hot metal obtained from the vertical furnace, either iron scrap as an iron source or blast furnace hot metal Alternatively, a melting process of iron scrap with a small energy consumption, characterized in that the total amount of both the compounding ratio and the concentration of the impurity element contained in the iron source is adjusted.
【請求項2】 前記の要求される製品中の不純物元素濃
度の許容量を、Cu、Ni、CrならびにSnの濃度の
合量とすることを特徴とする請求項1記載のエネルギ−
使用量の少ない鉄スクラップの溶解プロセス。
2. The energy according to claim 1, wherein the allowable amount of impurity element concentration in the required product is the total amount of Cu, Ni, Cr and Sn concentrations.
Melting process of iron scrap with low usage.
【請求項3】 前記竪型炉をキュポラにすることを特徴
とする請求項1又は2記載のエネルギ−使用量の少ない
鉄スクラップの溶解プロセス。
3. The melting process of iron scrap with low energy consumption according to claim 1 or 2, wherein the vertical furnace is a cupola.
【請求項4】 前記製鋼炉を上底吹き転炉とすることを
特徴とする請求項1、2又は3記載のエネルギ−使用量
の少ない鉄スクラップの溶解プロセス。
4. The melting process of iron scrap with low energy consumption according to claim 1, 2 or 3, wherein the steelmaking furnace is an upper-bottom blowing converter.
【請求項5】 前記竪型炉で溶解した溶銑を前記製鋼炉
に装入するのに先立って、脱硫処理をすることを特徴と
する請求項1、2、3又は4記載のエネルギ−使用量の
少ない鉄スクラップの溶解プロセス。
5. The energy consumption according to claim 1, wherein the hot metal melted in the vertical furnace is desulfurized prior to charging it into the steelmaking furnace. Low iron scrap melting process.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6740138B2 (en) 2001-05-29 2004-05-25 Daido Tokushukou Kabushikikaisha Molten steel producing method
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