JPH08311521A - 鋼スクラップの溶解方法 - Google Patents
鋼スクラップの溶解方法Info
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- JPH08311521A JPH08311521A JP11857895A JP11857895A JPH08311521A JP H08311521 A JPH08311521 A JP H08311521A JP 11857895 A JP11857895 A JP 11857895A JP 11857895 A JP11857895 A JP 11857895A JP H08311521 A JPH08311521 A JP H08311521A
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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
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 上吹きガスと底吹きガスが衝突・干渉して、
スラグ層が激しく攪拌されるのみでスラグ上層の熱を下
層に伝えられない点を改善して、スラグ上層からスラグ
層直下にある溶融鉄浴への着熱効率を向上させる鋼スク
ラップ溶解方法を提供すること。 【構成】 上吹き溶解炉による炭材を投入しスラグを生
成させながら鋼スクラップを溶解する方法において、上
吹きランスから吹くガスとスラグ層の２分の１厚み面と
の衝突面の最外周と、底吹き羽口から吹くガスと該スラ
グ層の２分の１厚み面との衝突面の最外周とが、該スラ
グ層の２分の１厚み面上で交差しないように、上吹きラ
ンス高さ、ガス吹き込み角度、浴深及びガス底吹き位置
のうち少なくとも１種を調整することを特徴とする鋼ス
クラップ溶解方法。
スラグ層が激しく攪拌されるのみでスラグ上層の熱を下
層に伝えられない点を改善して、スラグ上層からスラグ
層直下にある溶融鉄浴への着熱効率を向上させる鋼スク
ラップ溶解方法を提供すること。 【構成】 上吹き溶解炉による炭材を投入しスラグを生
成させながら鋼スクラップを溶解する方法において、上
吹きランスから吹くガスとスラグ層の２分の１厚み面と
の衝突面の最外周と、底吹き羽口から吹くガスと該スラ
グ層の２分の１厚み面との衝突面の最外周とが、該スラ
グ層の２分の１厚み面上で交差しないように、上吹きラ
ンス高さ、ガス吹き込み角度、浴深及びガス底吹き位置
のうち少なくとも１種を調整することを特徴とする鋼ス
クラップ溶解方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上底吹き溶解炉での上
吹き及び底吹き羽口からの吹込みガスの衝突・干渉を防
止して熱効率良く鋼スクラップを溶解する方法に関する
ものである。
吹き及び底吹き羽口からの吹込みガスの衝突・干渉を防
止して熱効率良く鋼スクラップを溶解する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、資源、環境問題からスクラップな
どの固体金属原料をリサイクル使用して、効率的に溶融
金属を製造することが技術課題となって来ている。その
金属スクラップの種類は種々のものがあるが、発生量の
多い鉄鋼スクラップを用いて溶融鉄を得る方法として、
従来は殆ど電気炉や「最近のアーク炉製鋼法の進歩」
（１９８６．６．２１）日本鉄鋼協会発行、第２１２〜
２１６頁記載のＫＳ転炉法、あるいは特開平２−１４１
５１１号公報に提案されているように、高送酸能力を有
する転炉の余剰生産能力を利用して、スクラップと一緒
に炉内に装入した火種に着火した後、上底吹き吹錬の際
に炉上方から熱源としての炭材を投入しながら溶解・精
錬する方法が提案されている。
どの固体金属原料をリサイクル使用して、効率的に溶融
金属を製造することが技術課題となって来ている。その
金属スクラップの種類は種々のものがあるが、発生量の
多い鉄鋼スクラップを用いて溶融鉄を得る方法として、
従来は殆ど電気炉や「最近のアーク炉製鋼法の進歩」
（１９８６．６．２１）日本鉄鋼協会発行、第２１２〜
２１６頁記載のＫＳ転炉法、あるいは特開平２−１４１
５１１号公報に提案されているように、高送酸能力を有
する転炉の余剰生産能力を利用して、スクラップと一緒
に炉内に装入した火種に着火した後、上底吹き吹錬の際
に炉上方から熱源としての炭材を投入しながら溶解・精
錬する方法が提案されている。
【０００３】また、ステンレス鋼の溶製における転炉の
複合吹錬方法として、特開平４−１８７７０８号公報の
ように、ステンレス鋼の溶製において転炉の底部に複数
個のガス吹込み羽口を設け、ランスから酸素ガスをジェ
ット流にして上吹きすると共に各ガス吹込み羽口から攪
拌ガスを底吹きして複合吹錬を行うに際し、酸素ジェッ
ト流中心の延長線と炉底との交点が描く円周状の炉底に
設けられた各ガス吹込み羽口にあって、この交点から遠
距離の位置に設けられたガス吹込み羽口ほど多量の攪拌
ガスを吹込むステンレス鋼の溶製における転炉の複合吹
錬方法が知られている。
複合吹錬方法として、特開平４−１８７７０８号公報の
ように、ステンレス鋼の溶製において転炉の底部に複数
個のガス吹込み羽口を設け、ランスから酸素ガスをジェ
ット流にして上吹きすると共に各ガス吹込み羽口から攪
拌ガスを底吹きして複合吹錬を行うに際し、酸素ジェッ
ト流中心の延長線と炉底との交点が描く円周状の炉底に
設けられた各ガス吹込み羽口にあって、この交点から遠
距離の位置に設けられたガス吹込み羽口ほど多量の攪拌
ガスを吹込むステンレス鋼の溶製における転炉の複合吹
錬方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平４−１
８７７０８号公報はステンレス鋼の溶製における転炉の
複合吹錬方法であってスクラップ溶解法ではなく、しか
も炉底での位置における上吹き酸素ガスのジェット流と
炉底からの吹込み羽口の位置及び吹込み量を定めること
により、ガス吹込み羽口を設けた位置別のガス吹込み羽
口耐火物の損耗速度のアンバランスを是正することで転
炉寿命延長を図ると言うもので、上吹きガスと底吹きガ
スが衝突・干渉して、スラグ層の攪拌あるいは循環を阻
害する問題を解決しようとしたものではない。課題が全
く異なるものである。また、手段も、酸素ジェット流中
心の延長線と炉底との交点をキーをしており、スラグ層
や溶融鉄浴上面との関連は全く示されていない。本発明
は、上述したような課題ではなく、スクラップの溶解に
おいて、上吹きガスと底吹きガスが衝突・干渉して、ス
ラグ層の攪拌・循環が阻害され、スラグ表層で発生する
熱をスラグ層直下にある溶融鉄浴に着熱できなくなる問
題を解決する鋼スクラップの溶解方法を提供することに
ある。
８７７０８号公報はステンレス鋼の溶製における転炉の
複合吹錬方法であってスクラップ溶解法ではなく、しか
も炉底での位置における上吹き酸素ガスのジェット流と
炉底からの吹込み羽口の位置及び吹込み量を定めること
により、ガス吹込み羽口を設けた位置別のガス吹込み羽
口耐火物の損耗速度のアンバランスを是正することで転
炉寿命延長を図ると言うもので、上吹きガスと底吹きガ
スが衝突・干渉して、スラグ層の攪拌あるいは循環を阻
害する問題を解決しようとしたものではない。課題が全
く異なるものである。また、手段も、酸素ジェット流中
心の延長線と炉底との交点をキーをしており、スラグ層
や溶融鉄浴上面との関連は全く示されていない。本発明
は、上述したような課題ではなく、スクラップの溶解に
おいて、上吹きガスと底吹きガスが衝突・干渉して、ス
ラグ層の攪拌・循環が阻害され、スラグ表層で発生する
熱をスラグ層直下にある溶融鉄浴に着熱できなくなる問
題を解決する鋼スクラップの溶解方法を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】その発明の要旨とすると
ころは、 （１）上底吹き溶解炉により炭材を投入しスラグを生成
させながら鋼スクラップを溶解する方法において、上吹
きランスから吹くガスとスラグ層の２分の１厚み面との
衝突面の最外周と、底吹き羽口から吹くガスと該スラグ
層の２分の１厚み面との衝突面の最外周とが、該スラグ
層の２分の１厚み面上で交差しないように、上吹きラン
ス高さ、ガス吹き込み角度、浴深及びガス底吹き位置の
うち少なくとも１種を調整することを特徴とする鋼スク
ラップの溶解方法。
ころは、 （１）上底吹き溶解炉により炭材を投入しスラグを生成
させながら鋼スクラップを溶解する方法において、上吹
きランスから吹くガスとスラグ層の２分の１厚み面との
衝突面の最外周と、底吹き羽口から吹くガスと該スラグ
層の２分の１厚み面との衝突面の最外周とが、該スラグ
層の２分の１厚み面上で交差しないように、上吹きラン
ス高さ、ガス吹き込み角度、浴深及びガス底吹き位置の
うち少なくとも１種を調整することを特徴とする鋼スク
ラップの溶解方法。
【０００６】（２）スラグ層の厚みの２分の１線上にお
ける上吹きランスからの吹き込みガスの衝突面外周上の
点Ｐ1 と、該点Ｐ1 より炉壁側にあり該スラグ層の厚み
の２分の１線上における底吹きガスの衝突面外周上の点
Ｐ2 との距離を、Ｐ2 −Ｐ1 ＝Ｌｐ、スラグ厚みＨｓと
するとき、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 を０．０１〜２．０とす
ることを特徴とする（１）記載の鋼スクラップの溶解方
法。 （３）炉底中心点を中心とした少なくとも２つ以上の同
心円上に少なくとも１つ設けた羽口からガスを吹き込
み、ガス量を調整することを特徴とする（１）又は
（２）記載の鋼スクラップの溶解方法にある。
ける上吹きランスからの吹き込みガスの衝突面外周上の
点Ｐ1 と、該点Ｐ1 より炉壁側にあり該スラグ層の厚み
の２分の１線上における底吹きガスの衝突面外周上の点
Ｐ2 との距離を、Ｐ2 −Ｐ1 ＝Ｌｐ、スラグ厚みＨｓと
するとき、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 を０．０１〜２．０とす
ることを特徴とする（１）記載の鋼スクラップの溶解方
法。 （３）炉底中心点を中心とした少なくとも２つ以上の同
心円上に少なくとも１つ設けた羽口からガスを吹き込
み、ガス量を調整することを特徴とする（１）又は
（２）記載の鋼スクラップの溶解方法にある。
【０００７】
【作用】以下、本発明について図面に従って詳細に説明
する。図１は本発明に係る上底吹き転炉を流用した鋼ス
クラップの溶解炉の縦断面図である。図１に示すよう
に、溶解炉１は耐火物２で内張りされた、例えば転炉で
あり、酸素上吹ランス３を備えている。石炭やコークス
などの炭材６及びスクラップ７などの原料を上方から炉
内の溶融スラグ層４上に投入し混合する。上吹ランス３
から酸素ガスを溶融鉄浴５上の溶融スラグ層４に吹き付
ける。溶融スラグ層４中の炭材を酸化・燃焼させて発生
熱を有効に溶融鉄浴５に伝えるために、溶融スラグ層４
を攪拌する。攪拌は底吹きガス、例えばＯ2 ，ＬＰＧ及
びＮ2 、ＣＯ、ＣＯ2 ，Ａｒガスなどの攪拌ガス８によ
って行い、良好な伝熱を行うものである。
する。図１は本発明に係る上底吹き転炉を流用した鋼ス
クラップの溶解炉の縦断面図である。図１に示すよう
に、溶解炉１は耐火物２で内張りされた、例えば転炉で
あり、酸素上吹ランス３を備えている。石炭やコークス
などの炭材６及びスクラップ７などの原料を上方から炉
内の溶融スラグ層４上に投入し混合する。上吹ランス３
から酸素ガスを溶融鉄浴５上の溶融スラグ層４に吹き付
ける。溶融スラグ層４中の炭材を酸化・燃焼させて発生
熱を有効に溶融鉄浴５に伝えるために、溶融スラグ層４
を攪拌する。攪拌は底吹きガス、例えばＯ2 ，ＬＰＧ及
びＮ2 、ＣＯ、ＣＯ2 ，Ａｒガスなどの攪拌ガス８によ
って行い、良好な伝熱を行うものである。
【０００８】上吹きランスを通して吹き込む酸素ガスは
高濃度の酸素含有ガスであり、純酸素ガス、或いは７０
％以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガス、或いは
純酸素ガスと空気、窒素のような希釈ガスの混合物で、
酸素濃度を７０％以上のものを言う。このような酸素ガ
スを上から、炭材を含んだ溶融スラグ層４上に供給する
と、炭材が酸化・燃焼して発熱する。炭材は一部燃え残
り、燃焼熱を保有して熱媒体となる。溶融スラグ層４表
面で熱を得た炭材の熱を、溶融スラグ層４直下にある溶
融鉄浴５に接触・浸入させて伝達するには、これらの炭
材を含んだ溶融スラグ層４を効率良く上下回転させるこ
とがポイントとなる。溶融スラグ層４の上下回転は上吹
きランスから吹き込むガス以外に、通常ガスの底吹き込
みを用いる。上方向の底吹きガス流と、下方向の上吹き
ガス流とが、溶融鉄浴５あるいは溶融スラグ層４中で衝
突・干渉してしまうと、溶融スラグ層４の循環流速度は
遅くなるばかりか、溶融スラグ層４中で停滞部が生じ、
溶融スラグ層４下側に炭材が移動しなくなる場合があ
る。もともと炭材の比重は溶融スラグの比重より小さ
く、静置状態にすれば溶融スラグ層４の上側に浮上して
しまうものであることもあって、溶融スラグ層４の流動
速度をかなり大きく確保する必要がある。
高濃度の酸素含有ガスであり、純酸素ガス、或いは７０
％以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガス、或いは
純酸素ガスと空気、窒素のような希釈ガスの混合物で、
酸素濃度を７０％以上のものを言う。このような酸素ガ
スを上から、炭材を含んだ溶融スラグ層４上に供給する
と、炭材が酸化・燃焼して発熱する。炭材は一部燃え残
り、燃焼熱を保有して熱媒体となる。溶融スラグ層４表
面で熱を得た炭材の熱を、溶融スラグ層４直下にある溶
融鉄浴５に接触・浸入させて伝達するには、これらの炭
材を含んだ溶融スラグ層４を効率良く上下回転させるこ
とがポイントとなる。溶融スラグ層４の上下回転は上吹
きランスから吹き込むガス以外に、通常ガスの底吹き込
みを用いる。上方向の底吹きガス流と、下方向の上吹き
ガス流とが、溶融鉄浴５あるいは溶融スラグ層４中で衝
突・干渉してしまうと、溶融スラグ層４の循環流速度は
遅くなるばかりか、溶融スラグ層４中で停滞部が生じ、
溶融スラグ層４下側に炭材が移動しなくなる場合があ
る。もともと炭材の比重は溶融スラグの比重より小さ
く、静置状態にすれば溶融スラグ層４の上側に浮上して
しまうものであることもあって、溶融スラグ層４の流動
速度をかなり大きく確保する必要がある。
【０００９】そこで、本発明は下向きの上ランスのガス
流はそのまま生かし、上向きの底吹きガス流を上吹きと
衝突・干渉しない範囲に制御する方策である。水モデル
実験により、衝突・干渉を少なくするための最低条件と
して、溶融スラグ層４中に浸透するガス流は、溶融スラ
グ層４の厚みの２分の１面に至る。この面において炉中
心点側で下向き、炉内壁部で上向きになるように、上吹
きランスから吹くガスと該スラグ層の２分の１厚み面と
の衝突面の最外周と、底吹き羽口から吹くガスと該スラ
グ層の２分の１厚み面との衝突面の最外周とが、該スラ
グ層の２分の１厚み面上で交叉しないようにすることが
重要と判明した。
流はそのまま生かし、上向きの底吹きガス流を上吹きと
衝突・干渉しない範囲に制御する方策である。水モデル
実験により、衝突・干渉を少なくするための最低条件と
して、溶融スラグ層４中に浸透するガス流は、溶融スラ
グ層４の厚みの２分の１面に至る。この面において炉中
心点側で下向き、炉内壁部で上向きになるように、上吹
きランスから吹くガスと該スラグ層の２分の１厚み面と
の衝突面の最外周と、底吹き羽口から吹くガスと該スラ
グ層の２分の１厚み面との衝突面の最外周とが、該スラ
グ層の２分の１厚み面上で交叉しないようにすることが
重要と判明した。
【００１０】図２は、本発明に係る上底吹き転炉による
上吹き及び底吹きガスとの火点状態を示す溶解炉の縦断
面図である。図２に示すように、スクラップ溶解用の炉
内でのスラグ層と溶融鉄浴上方に配設した酸素上吹きラ
ンスによる溶解操業において、上吹き及び底吹きガスを
吹き込んで着熱効果を向上させる方法として、上吹き及
び底吹きガスの衝突及び干渉の起こらない条件を設定す
るものであり、上吹きランス３から吹くガスと溶融スラ
グ層４の厚みの２分の１線上との衝突面の最外周上の点
Ｐ1 と炉中心点（Ｏとする）からの距離ＯＰ1 は、上吹
きランス３と溶融スラグ層４の２分の１厚み面との間隔
Ｈ1 、上吹きランス３のガス吹き込み角度θ1 上吹きラ
ンス断面の半径ｒから幾何学的に下式により近似でき
る。 ＯＰ1 ＝Ｈ1 ×θ1 ＋ｒ …… （１）
上吹き及び底吹きガスとの火点状態を示す溶解炉の縦断
面図である。図２に示すように、スクラップ溶解用の炉
内でのスラグ層と溶融鉄浴上方に配設した酸素上吹きラ
ンスによる溶解操業において、上吹き及び底吹きガスを
吹き込んで着熱効果を向上させる方法として、上吹き及
び底吹きガスの衝突及び干渉の起こらない条件を設定す
るものであり、上吹きランス３から吹くガスと溶融スラ
グ層４の厚みの２分の１線上との衝突面の最外周上の点
Ｐ1 と炉中心点（Ｏとする）からの距離ＯＰ1 は、上吹
きランス３と溶融スラグ層４の２分の１厚み面との間隔
Ｈ1 、上吹きランス３のガス吹き込み角度θ1 上吹きラ
ンス断面の半径ｒから幾何学的に下式により近似でき
る。 ＯＰ1 ＝Ｈ1 ×θ1 ＋ｒ …… （１）
【００１１】底吹き羽口８から吹くガスと溶融スラグ層
４の厚みの２分の１線上との衝突面の最外周上の点Ｐ2
と炉中心点Ｏからの距離ＯＰ2 は、炉中心線から底吹き
羽口８の炉中心点側端との距離Ｈ2 、底吹き羽口８上端
から溶融スラグ層４の２分の１厚み面までの距離Ｈ3 、
底吹きガスの拡がり角度θ2 （通常５〜１２°）から幾
何学的に下式により近似できる。 ＯＰ2 ＝Ｈ2 −（Ｈ3 ×θ2 ） …… （２） 従って、ＯＰ2 ＞ＯＰ1 、すなわち、 Ｈ2 −（Ｈ3 ×θ2 ）＝Ｈ1 ×θ1 ＋ｒ …… （３） となるように、Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 、θ1 、θ2 及びｒを
調整するものである。このうちＨ2 、θ1 、θ2 及びｒ
は設備的に決定されてしまうが、操業条件に併せて決定
するのが良い。
４の厚みの２分の１線上との衝突面の最外周上の点Ｐ2
と炉中心点Ｏからの距離ＯＰ2 は、炉中心線から底吹き
羽口８の炉中心点側端との距離Ｈ2 、底吹き羽口８上端
から溶融スラグ層４の２分の１厚み面までの距離Ｈ3 、
底吹きガスの拡がり角度θ2 （通常５〜１２°）から幾
何学的に下式により近似できる。 ＯＰ2 ＝Ｈ2 −（Ｈ3 ×θ2 ） …… （２） 従って、ＯＰ2 ＞ＯＰ1 、すなわち、 Ｈ2 −（Ｈ3 ×θ2 ）＝Ｈ1 ×θ1 ＋ｒ …… （３） となるように、Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 、θ1 、θ2 及びｒを
調整するものである。このうちＨ2 、θ1 、θ2 及びｒ
は設備的に決定されてしまうが、操業条件に併せて決定
するのが良い。
【００１２】一方、操業中に変更・調整できるものは、
Ｈ1 およびＨ3 であるが、スクラップ溶解の進行に伴っ
て溶融鉄浴量（浴深）と溶融スラグ量（Ｈ3 ）は非人為
的に増大する。従ってＨ1 を操業手段として制御する。 Ｈ1 ＜｛Ｈ2 −（Ｈ3 ×θ2 ＋ｒ）｝／θ1 …… （４） 逆に二次燃焼率や着熱効率、あるいはダスト飛散量など
の操業条件からＨ1 が固定される場合には、底吹き羽口
８を炉中心点を中心にする２つ以上の同心円上に２列以
上設けて、Ｈ3 の増大に併せて同心円のうち次第に外側
の同心円上の底吹き羽口８のみからガス吹き込みするこ
とによってＨ2 を増大させる。
Ｈ1 およびＨ3 であるが、スクラップ溶解の進行に伴っ
て溶融鉄浴量（浴深）と溶融スラグ量（Ｈ3 ）は非人為
的に増大する。従ってＨ1 を操業手段として制御する。 Ｈ1 ＜｛Ｈ2 −（Ｈ3 ×θ2 ＋ｒ）｝／θ1 …… （４） 逆に二次燃焼率や着熱効率、あるいはダスト飛散量など
の操業条件からＨ1 が固定される場合には、底吹き羽口
８を炉中心点を中心にする２つ以上の同心円上に２列以
上設けて、Ｈ3 の増大に併せて同心円のうち次第に外側
の同心円上の底吹き羽口８のみからガス吹き込みするこ
とによってＨ2 を増大させる。
【００１３】更に好ましくは、溶融スラグ層厚みをＨｓ
とし、Ｐ2 −Ｐ1 ＝Ｌｐとすると、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2
＝０．０１〜２．０となるように、Ｐ1 及びＰ2 の位置
を決定するのが良い。すなわち、溶融スラグ層厚みが厚
い場合は溶融スラグ層に上下方向の循環流を生じさせる
ためには、Ｐ1 及びＰ2 との距離を大きくする必要があ
り、そのためには上吹き及び底吹きガスの衝突・干渉を
防止するために必要な条件としての限界値を示す関係式
であり、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 が０．０１未満の場合に
は、上吹きガスと底吹きガスとの衝突・干渉が点Ｐ1 あ
るいはＰ2 近傍で生じてしまって溶融スラグ層に循環流
が生じることなく火点の熱が溶融スラグ層の下側にまで
移動到達しないために、着熱効果を低下させる。また、
２．０を超えると衝突・干渉はなくなるが、Ｐ1 での下
向き流れとＰ2 における上向き流れとが互いに１つの循
環流を形成・補完し合うことまでもが消失してしまっ
て、Ｐ 2 における上向き流は火点の熱を受けることが出
来ず、Ｐ2 周辺で単に循環する流れになってしまって、
溶融スラグ層での上下方向の循環流が生せずに攪拌効果
が充分でなく着熱効果が低下する。更にこの場合、Ｐ2
周辺の強い上向き流れにより、投入した炭材や溶融スラ
グ層を空間に吹き飛ばすことになり、ダスト発生量を増
やす悪影響しかもたらさなくなる。
とし、Ｐ2 −Ｐ1 ＝Ｌｐとすると、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2
＝０．０１〜２．０となるように、Ｐ1 及びＰ2 の位置
を決定するのが良い。すなわち、溶融スラグ層厚みが厚
い場合は溶融スラグ層に上下方向の循環流を生じさせる
ためには、Ｐ1 及びＰ2 との距離を大きくする必要があ
り、そのためには上吹き及び底吹きガスの衝突・干渉を
防止するために必要な条件としての限界値を示す関係式
であり、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 が０．０１未満の場合に
は、上吹きガスと底吹きガスとの衝突・干渉が点Ｐ1 あ
るいはＰ2 近傍で生じてしまって溶融スラグ層に循環流
が生じることなく火点の熱が溶融スラグ層の下側にまで
移動到達しないために、着熱効果を低下させる。また、
２．０を超えると衝突・干渉はなくなるが、Ｐ1 での下
向き流れとＰ2 における上向き流れとが互いに１つの循
環流を形成・補完し合うことまでもが消失してしまっ
て、Ｐ 2 における上向き流は火点の熱を受けることが出
来ず、Ｐ2 周辺で単に循環する流れになってしまって、
溶融スラグ層での上下方向の循環流が生せずに攪拌効果
が充分でなく着熱効果が低下する。更にこの場合、Ｐ2
周辺の強い上向き流れにより、投入した炭材や溶融スラ
グ層を空間に吹き飛ばすことになり、ダスト発生量を増
やす悪影響しかもたらさなくなる。
【００１４】
実施例１ 図２に示す炉腹径４．０ｍ、炉底の径３．０ｍの溶解炉
を用いて、酸素上吹き条件として、酸素上吹きランス高
さＨL ：０．７ｍ、ランスの吹き込み角度θ1：１５
°、上吹ランスの半径ｒ：０．２ｍ及びスラグ厚みＨ
ｓ：１．５ｍとした。このときの、ＯＰ1 ＝（０．７＋
１．５／２）×ｔａｎ（１５°）＋０．２ｍ＝０．５９
ｍ、また、底吹き条件として、炉中心線から底吹き羽口
中心側端までの距離Ｈ2 ：１．３ｍ、炉底〜溶融スラグ
層の１／２厚み面までの距離Ｈ3 ：１．０ｍ、底吹き角
度θ2 ：１２°とした。このときの、ＯＰ2 ＝Ｈ2 −
（１．０＋１．５／２）×ｔａｎ１２°＝１．３−０．
３７＝０．９３ 従って、Ｐ2 −Ｐ1 ＝０．９３−０．５９＝０．３４ 故に、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 ＝（０．３４／１．５）1/2
＝０．４８となり、本発明の０．０１〜２．０の範囲と
なり、上吹きガスの衝突面上の点Ｐ1 と底吹きガスの衝
突面上の点Ｐ2 とのガスの衝突・干渉がなく、安定した
スラグ層内に循環流を生じ、スラグ表層の熱が溶融鉄浴
に伝熱され着熱効率を向上させた。
を用いて、酸素上吹き条件として、酸素上吹きランス高
さＨL ：０．７ｍ、ランスの吹き込み角度θ1：１５
°、上吹ランスの半径ｒ：０．２ｍ及びスラグ厚みＨ
ｓ：１．５ｍとした。このときの、ＯＰ1 ＝（０．７＋
１．５／２）×ｔａｎ（１５°）＋０．２ｍ＝０．５９
ｍ、また、底吹き条件として、炉中心線から底吹き羽口
中心側端までの距離Ｈ2 ：１．３ｍ、炉底〜溶融スラグ
層の１／２厚み面までの距離Ｈ3 ：１．０ｍ、底吹き角
度θ2 ：１２°とした。このときの、ＯＰ2 ＝Ｈ2 −
（１．０＋１．５／２）×ｔａｎ１２°＝１．３−０．
３７＝０．９３ 従って、Ｐ2 −Ｐ1 ＝０．９３−０．５９＝０．３４ 故に、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 ＝（０．３４／１．５）1/2
＝０．４８となり、本発明の０．０１〜２．０の範囲と
なり、上吹きガスの衝突面上の点Ｐ1 と底吹きガスの衝
突面上の点Ｐ2 とのガスの衝突・干渉がなく、安定した
スラグ層内に循環流を生じ、スラグ表層の熱が溶融鉄浴
に伝熱され着熱効率を向上させた。
【００１５】実施例２ 実施例１と同様に、図２に示す溶解炉を用いて、酸素上
吹き条件として、酸素上吹きランス高さＨL ：０．５
ｍ、ランスの吹き込み角度θ1 ：７°、上吹ランスの半
径ｒ：０．１ｍ及びスラグ厚みＨｓ：１．０ｍとした。
このときの、 ＯＰ1 ＝（０．５＋１．０／２）×ｔａｎ（７°）＋０．１ｍ＝０．２２ｍ また、底吹き条件として、炉中心線から底吹き羽口中心
側端までの距離Ｈ2 ：０．４７、炉底〜溶融スラグ層の
１／２厚み面までの距離Ｈ3 ：０．５ｍ、底吹き角度θ
2 ：１０°とした。このときの、ＯＰ2 ＝Ｈ2 −（０．
５＋１．０／２）×ｔａｎ１０°＝０．４７−０．１８
＝０．２９ 従って、Ｐ2 −Ｐ1 ＝０．２９−０．２２＝０．０７ 故に、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 ＝（０．０７／１．０）1/2
＝０．２６となり、本発明の０．０１〜２．０の範囲と
なり、実施例１と同様に上吹きガスの衝突面上の点Ｐ1
と底吹きガスの衝突面上の点Ｐ2 とにおける流動の衝突
・干渉のない、スラグ層内上下方向循環流を生じさせる
ことができ、火点の熱を溶融鉄浴に９８％の着熱効率で
操業できた。
吹き条件として、酸素上吹きランス高さＨL ：０．５
ｍ、ランスの吹き込み角度θ1 ：７°、上吹ランスの半
径ｒ：０．１ｍ及びスラグ厚みＨｓ：１．０ｍとした。
このときの、 ＯＰ1 ＝（０．５＋１．０／２）×ｔａｎ（７°）＋０．１ｍ＝０．２２ｍ また、底吹き条件として、炉中心線から底吹き羽口中心
側端までの距離Ｈ2 ：０．４７、炉底〜溶融スラグ層の
１／２厚み面までの距離Ｈ3 ：０．５ｍ、底吹き角度θ
2 ：１０°とした。このときの、ＯＰ2 ＝Ｈ2 −（０．
５＋１．０／２）×ｔａｎ１０°＝０．４７−０．１８
＝０．２９ 従って、Ｐ2 −Ｐ1 ＝０．２９−０．２２＝０．０７ 故に、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 ＝（０．０７／１．０）1/2
＝０．２６となり、本発明の０．０１〜２．０の範囲と
なり、実施例１と同様に上吹きガスの衝突面上の点Ｐ1
と底吹きガスの衝突面上の点Ｐ2 とにおける流動の衝突
・干渉のない、スラグ層内上下方向循環流を生じさせる
ことができ、火点の熱を溶融鉄浴に９８％の着熱効率で
操業できた。
【００１６】
【比較例】これに対して、比較例として炉腹径２．５
ｍ、炉底径１．５ｍの炉を用いて、Ｈ1 ：０．７ｍで、
角度１５°の上吹きランスの半径ｒ：０．２ｍから酸素
を１０００Ｎｍ3 ／ｈｒ吹き、スラグ厚み１．５ｍ、浴
深さ１ｍ、かつ１．５ｍ径の炉底に角度１２°の底吹き
羽口を炉中心線から０．５ｍの位置に配して１００Ｎｍ
3 ／ｈｒで操業した。そのときの、 ＯＰ1 ＝（０．７＋１．５／２）×ｔａｎ（１５°）＋０．２ｍ＝０．５９ｍ ＯＰ2 ＝Ｈ2 −（１．０＋１．５／２）×ｔａｎ１２°＝０．５０−０．３７ ＝０．１３ 従って、Ｐ2 −Ｐ1 ＝０．１３−０．５９＜０で条件を
満たしていない。このため、Ｐ1 とＰ2 間は上吹きと底
吹きガスが衝突して、スラグ層は激しく攪拌するだけ
で、スラグ層内に上下方向の循環流は生じなかった。ス
ラグ表層の熱は輻射伝熱で炉内耐火物壁面に伝熱してし
まって、着熱効率が火点で発生した総熱量に対して溶融
鉄浴に伝熱された量は９０％に留まっていた。
ｍ、炉底径１．５ｍの炉を用いて、Ｈ1 ：０．７ｍで、
角度１５°の上吹きランスの半径ｒ：０．２ｍから酸素
を１０００Ｎｍ3 ／ｈｒ吹き、スラグ厚み１．５ｍ、浴
深さ１ｍ、かつ１．５ｍ径の炉底に角度１２°の底吹き
羽口を炉中心線から０．５ｍの位置に配して１００Ｎｍ
3 ／ｈｒで操業した。そのときの、 ＯＰ1 ＝（０．７＋１．５／２）×ｔａｎ（１５°）＋０．２ｍ＝０．５９ｍ ＯＰ2 ＝Ｈ2 −（１．０＋１．５／２）×ｔａｎ１２°＝０．５０−０．３７ ＝０．１３ 従って、Ｐ2 −Ｐ1 ＝０．１３−０．５９＜０で条件を
満たしていない。このため、Ｐ1 とＰ2 間は上吹きと底
吹きガスが衝突して、スラグ層は激しく攪拌するだけ
で、スラグ層内に上下方向の循環流は生じなかった。ス
ラグ表層の熱は輻射伝熱で炉内耐火物壁面に伝熱してし
まって、着熱効率が火点で発生した総熱量に対して溶融
鉄浴に伝熱された量は９０％に留まっていた。
【００１７】このようにして上吹きガスの衝突面上の点
Ｐ1 と底吹きガスの衝突面上の点Ｐ 2 とが交差しないよ
うに上吹きランス高さ、浴深さを調整することにより、
上吹きガスと底吹きガスとが衝突・干渉することなく、
スラグ層内に上下方向の循環流を生じさせ、スラグ表層
の火点で発生した熱を溶融鉄浴に高効率で着熱させるこ
とが出来るようになった。
Ｐ1 と底吹きガスの衝突面上の点Ｐ 2 とが交差しないよ
うに上吹きランス高さ、浴深さを調整することにより、
上吹きガスと底吹きガスとが衝突・干渉することなく、
スラグ層内に上下方向の循環流を生じさせ、スラグ表層
の火点で発生した熱を溶融鉄浴に高効率で着熱させるこ
とが出来るようになった。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による上吹き
ガスの衝突面上の点Ｐ1 と底吹きガスの衝突面上の点Ｐ
2 とが交差しないように上吹きランス高さ、浴深さ、上
吹きランスガス吹込み角度、底吹きガス位置を調整する
ことにより、上吹きガスと底吹きガスとの衝突・干渉を
抑制し、スラグ層内に上下方向の循環流を生じさせ、ス
ラグ表層火点の熱を効率良く溶融鉄浴に伝熱でき、高着
熱効率を達成することが出来る工業上極めて優れた効果
を奏するものである。
ガスの衝突面上の点Ｐ1 と底吹きガスの衝突面上の点Ｐ
2 とが交差しないように上吹きランス高さ、浴深さ、上
吹きランスガス吹込み角度、底吹きガス位置を調整する
ことにより、上吹きガスと底吹きガスとの衝突・干渉を
抑制し、スラグ層内に上下方向の循環流を生じさせ、ス
ラグ表層火点の熱を効率良く溶融鉄浴に伝熱でき、高着
熱効率を達成することが出来る工業上極めて優れた効果
を奏するものである。
【図１】本発明に係る上底吹き転炉を流用した鋼スクラ
ップの溶解炉の縦断面図、
ップの溶解炉の縦断面図、
【図２】本発明に係る上底吹き転炉による上吹き及び底
吹きガスとの火点状態を示す溶解炉の縦断面図である。
吹きガスとの火点状態を示す溶解炉の縦断面図である。
１ 溶解炉 ２ 耐火物 ３ 上吹ランス ４ 溶融スラグ層 ５ 溶融鉄浴 ６ 炭材 ７ スクラップ ８ 攪拌用底吹きガス
Claims (3)
- 【請求項１】 上底吹き溶解炉により炭材を投入しスラ
グを生成させながら鋼スクラップを溶解する方法におい
て、上吹きランスから吹くガスとスラグ層の２分の１厚
み面との衝突面の最外周と、底吹き羽口から吹くガスと
該スラグ層の２分の１厚み面との衝突面の最外周とが、
該スラグ層の２分の１厚み面上で交差しないように、上
吹きランス高さ、ガス吹き込み角度、浴深及びガス底吹
き位置のうち少なくとも１種を調整することを特徴とす
る鋼スクラップの溶解方法。 - 【請求項２】 スラグ層の厚みの２分の１線上における
上吹きランスからの吹き込みガスの衝突面外周上の点Ｐ
1 と、該点Ｐ1 より炉壁側にあり該スラグ層の厚みの２
分の１線上における底吹きガスの衝突面外周上の点Ｐ2
との距離を、Ｐ2 −Ｐ1 ＝Ｌｐ、スラグ厚みＨｓとする
とき、（Ｌｐ／Ｈｓ）1/2 を０．０１〜２．０とするこ
とを特徴とする請求項１記載の鋼スクラップの溶解方
法。 - 【請求項３】 炉底中心点を中心とした少なくとも２つ
以上の同心円上に少なくとも１つ設けた羽口からガスを
吹き込み、ガス量を調整することを特徴とする請求項１
又は２記載の鋼スクラップの溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11857895A JPH08311521A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 鋼スクラップの溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11857895A JPH08311521A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 鋼スクラップの溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08311521A true JPH08311521A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14740064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11857895A Pending JPH08311521A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | 鋼スクラップの溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08311521A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009132969A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Jfe Steel Corp | 上底吹き転炉 |
| JP2013142189A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 転炉脱炭精錬におけるスピッティング低減法 |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP11857895A patent/JPH08311521A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009132969A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Jfe Steel Corp | 上底吹き転炉 |
| JP2013142189A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 転炉脱炭精錬におけるスピッティング低減法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |