JPH09143522A - 鉄スクラップの高速溶解法 - Google Patents
鉄スクラップの高速溶解法Info
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- JPH09143522A JPH09143522A JP30700695A JP30700695A JPH09143522A JP H09143522 A JPH09143522 A JP H09143522A JP 30700695 A JP30700695 A JP 30700695A JP 30700695 A JP30700695 A JP 30700695A JP H09143522 A JPH09143522 A JP H09143522A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安価な炭材を使用し二次燃焼率を高めて炭材の
燃焼熱の利用効率を向上させると共に、単位炉内容積当
たりの酸素ガス供給速度を現行転炉法と同等又はそれ以
上にしても、耐火物の溶損や炉外へのスラグやダストの
飛散ロスが少ない鉄スクラップの溶解方法を提供する。 【解決手段】酸化鉄を含む鉄スクラップを装入して鉄ス
クラップの溶解と酸化鉄の還元を行うに際して、溶解炉
内に鉄浴とその上部に溶融スラグ層を形成させ、該溶融
スラグ層に炭材と酸素ガスを供給して炭材を燃焼させる
と共に、装入鉄原料中の鉄分のうち酸化鉄中の鉄分の重
量比を０．０２から０．３の範囲内に調整し、かつ溶解
炉内の雰囲気圧力Ｐ(１０2ｋＰａ)を下式の範囲に調整
する。 0.005(Ｆ／Ｖ)＋1.0 ≦ Ｐ ＜ 0.01(Ｆ／Ｖ)＋3.0 Ｆは酸素ガスの供給速度(Nm3/h)、Ｖは溶解炉の内容積
(m3)である。
燃焼熱の利用効率を向上させると共に、単位炉内容積当
たりの酸素ガス供給速度を現行転炉法と同等又はそれ以
上にしても、耐火物の溶損や炉外へのスラグやダストの
飛散ロスが少ない鉄スクラップの溶解方法を提供する。 【解決手段】酸化鉄を含む鉄スクラップを装入して鉄ス
クラップの溶解と酸化鉄の還元を行うに際して、溶解炉
内に鉄浴とその上部に溶融スラグ層を形成させ、該溶融
スラグ層に炭材と酸素ガスを供給して炭材を燃焼させる
と共に、装入鉄原料中の鉄分のうち酸化鉄中の鉄分の重
量比を０．０２から０．３の範囲内に調整し、かつ溶解
炉内の雰囲気圧力Ｐ(１０2ｋＰａ)を下式の範囲に調整
する。 0.005(Ｆ／Ｖ)＋1.0 ≦ Ｐ ＜ 0.01(Ｆ／Ｖ)＋3.0 Ｆは酸素ガスの供給速度(Nm3/h)、Ｖは溶解炉の内容積
(m3)である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄スクラップ(以
下単にスクラップという)を電力を用いず炭材の燃焼熱
により熱効率よくかつ高速度で溶解する方法に関する。
下単にスクラップという)を電力を用いず炭材の燃焼熱
により熱効率よくかつ高速度で溶解する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】スクラップは通常電気炉で溶解される
が、わが国では電力コストが大きいため一般的には経済
的でない。とくに電力の需給バランスから、昼間の電力
単価が夜間の電力単価より大巾に高く設定されるケ−ス
が多く、夜間のみ電気炉の操業が行われる場合も少なく
ないため、電気炉設備の稼働率が低く生産性が十分でな
いという問題がある。
が、わが国では電力コストが大きいため一般的には経済
的でない。とくに電力の需給バランスから、昼間の電力
単価が夜間の電力単価より大巾に高く設定されるケ−ス
が多く、夜間のみ電気炉の操業が行われる場合も少なく
ないため、電気炉設備の稼働率が低く生産性が十分でな
いという問題がある。
【０００３】近年わが国においても、スクラップの発生
量が著しく増加し、鉄鋼生産のうちスクラップを原料と
するものの比率が増加してきており、より経済的で生産
性の高い溶解方法の開発が望まれている。
量が著しく増加し、鉄鋼生産のうちスクラップを原料と
するものの比率が増加してきており、より経済的で生産
性の高い溶解方法の開発が望まれている。
【０００４】電気エネルギ−によらないでスクラップを
溶解する方法として、例えば転炉型の反応容器を用い
て、容器内の鉄浴の内部又は上部に炭材及び酸素ガスを
供給して酸素ガスによる炭材の燃焼熱でスクラップを溶
解する方法が試みられている。この溶解方法において
は、反応容器内の少量の鉄浴に上方からスクラップを逐
次供給して溶解し、鉄浴が所定の量になってから出湯す
るが、出湯の際に一部の溶鉄を炉内に残留させる、いわ
ゆる残し湯式がとられることが多い。
溶解する方法として、例えば転炉型の反応容器を用い
て、容器内の鉄浴の内部又は上部に炭材及び酸素ガスを
供給して酸素ガスによる炭材の燃焼熱でスクラップを溶
解する方法が試みられている。この溶解方法において
は、反応容器内の少量の鉄浴に上方からスクラップを逐
次供給して溶解し、鉄浴が所定の量になってから出湯す
るが、出湯の際に一部の溶鉄を炉内に残留させる、いわ
ゆる残し湯式がとられることが多い。
【０００５】炭材中の固体炭素の酸素ガスによる燃焼に
おいては、ＣＯまでの燃焼熱よりＣＯ2までの燃焼熱が
大巾に大きいため、溶解炉排出ガス中の((%CO2)/((%CO)
+(%CO2))×100(%))の比率(以下二次燃焼率という)を如
何にして高めるかが大きな課題となる。しかし、ＣＯか
らＣＯ2への燃焼は主に溶解炉の上部空間で行われるた
め、二次燃焼率を高めようとすると炉壁耐火物の溶損が
大きくなることは、すでによく知られているところであ
る。
おいては、ＣＯまでの燃焼熱よりＣＯ2までの燃焼熱が
大巾に大きいため、溶解炉排出ガス中の((%CO2)/((%CO)
+(%CO2))×100(%))の比率(以下二次燃焼率という)を如
何にして高めるかが大きな課題となる。しかし、ＣＯか
らＣＯ2への燃焼は主に溶解炉の上部空間で行われるた
め、二次燃焼率を高めようとすると炉壁耐火物の溶損が
大きくなることは、すでによく知られているところであ
る。
【０００６】一方、溶解炉の生産性を高めるには、炉内
での熱の発生量を増大させる必要があり、酸素ガスと炭
材の供給速度を大きくする必要がある。製鋼用転炉の例
にみられるように、酸素ガスの供給速度を大きくする
と、酸素ジェットによる炉の内容物の吹き上げやダスト
の炉外への飛散が多くなって、安定な操業が困難にな
る。これを避けるため炉の内容積を大きくするのは、耐
火物の使用量が増大するだけでなく、種々の付帯設備が
大きくなって経済的でない。
での熱の発生量を増大させる必要があり、酸素ガスと炭
材の供給速度を大きくする必要がある。製鋼用転炉の例
にみられるように、酸素ガスの供給速度を大きくする
と、酸素ジェットによる炉の内容物の吹き上げやダスト
の炉外への飛散が多くなって、安定な操業が困難にな
る。これを避けるため炉の内容積を大きくするのは、耐
火物の使用量が増大するだけでなく、種々の付帯設備が
大きくなって経済的でない。
【０００７】したがって、炉の内容積をＶ(m3)、酸素ガ
スの供給速度をＦ(Nm3/h)として、単位内容積当たりの
酸素ガスの供給速度Ｆ／Ｖの値を大きくする必要があ
る。現行の製鋼用転炉では、耐火物の溶損によりＶの値
が変化するため、Ｆ／Ｖの値の正確な算定は困難である
が、おおよそ１００〜５００の範囲と推定される。製鋼
用転炉は高い生産性が要求されており、Ｆ／Ｖの値を大
きくする努力が種々払われているが、この値がより大き
な場合でも安定に操業する技術は提示されていない。
スの供給速度をＦ(Nm3/h)として、単位内容積当たりの
酸素ガスの供給速度Ｆ／Ｖの値を大きくする必要があ
る。現行の製鋼用転炉では、耐火物の溶損によりＶの値
が変化するため、Ｆ／Ｖの値の正確な算定は困難である
が、おおよそ１００〜５００の範囲と推定される。製鋼
用転炉は高い生産性が要求されており、Ｆ／Ｖの値を大
きくする努力が種々払われているが、この値がより大き
な場合でも安定に操業する技術は提示されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
って、その目的とするところは、鉄スクラップを溶解す
るに際し、エネルギ−コストの低い炭材を使用し、かつ
生産性が高い鉄スクラップの溶解方法を提供することに
ある。とくに、二次燃焼率を高めて炭材の燃焼エネルギ
−の利用効率を向上させると共に、現行転炉法と同等又
はそれ以上のＦ／Ｖの値で酸素ガスを供給しても、耐火
物の溶損や炉外へのスラグやダストの飛散ロスが少な
く、安定な操業の可能な鉄スクラップの溶解方法を提供
することを目的とする。
な従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
って、その目的とするところは、鉄スクラップを溶解す
るに際し、エネルギ−コストの低い炭材を使用し、かつ
生産性が高い鉄スクラップの溶解方法を提供することに
ある。とくに、二次燃焼率を高めて炭材の燃焼エネルギ
−の利用効率を向上させると共に、現行転炉法と同等又
はそれ以上のＦ／Ｖの値で酸素ガスを供給しても、耐火
物の溶損や炉外へのスラグやダストの飛散ロスが少な
く、安定な操業の可能な鉄スクラップの溶解方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは、上
記の課題を解決するため手段について、種々研究を重ね
た結果、転炉型反応容器内の鉄浴上部に、適切な状態に
フォ−ミングした溶融スラグ層を形成させ、その内部で
炭材を酸素ガスにより燃焼させれば、二次燃焼率を高め
ても耐火物の溶損を低減できることを知見した。また、
フォ−ミングした溶融スラグは、酸素ガスの供給速度を
増大させる炉外に飛散しやすいため、炉内の雰囲気圧力
を制御するのが最も有効なことを知見した。
記の課題を解決するため手段について、種々研究を重ね
た結果、転炉型反応容器内の鉄浴上部に、適切な状態に
フォ−ミングした溶融スラグ層を形成させ、その内部で
炭材を酸素ガスにより燃焼させれば、二次燃焼率を高め
ても耐火物の溶損を低減できることを知見した。また、
フォ−ミングした溶融スラグは、酸素ガスの供給速度を
増大させる炉外に飛散しやすいため、炉内の雰囲気圧力
を制御するのが最も有効なことを知見した。
【００１０】本発明はこれらの知見にもとづいてなされ
たもので、その要旨とするところは、溶解炉内に酸化鉄
を含む鉄スクラップを装入して鉄スクラップの溶解と酸
化鉄の還元を行うに際して、溶解炉内に鉄浴と該鉄浴の
上部に溶融スラグ層を形成させ、該溶融スラグ層に炭材
と酸素ガスを供給して炭材を燃焼させると共に、装入鉄
原料中の鉄分のうち酸化鉄中の鉄分の重量比を０．０２
から０．３の範囲内に調整し、かつ溶解炉内の雰囲気圧
力を下式の範囲に調整することを特徴とする鉄スクラッ
プの溶解方法である。
たもので、その要旨とするところは、溶解炉内に酸化鉄
を含む鉄スクラップを装入して鉄スクラップの溶解と酸
化鉄の還元を行うに際して、溶解炉内に鉄浴と該鉄浴の
上部に溶融スラグ層を形成させ、該溶融スラグ層に炭材
と酸素ガスを供給して炭材を燃焼させると共に、装入鉄
原料中の鉄分のうち酸化鉄中の鉄分の重量比を０．０２
から０．３の範囲内に調整し、かつ溶解炉内の雰囲気圧
力を下式の範囲に調整することを特徴とする鉄スクラッ
プの溶解方法である。
【００１１】 0.005(Ｆ／Ｖ)＋1.0 ≦ Ｐ ＜ 0.01(Ｆ／Ｖ)＋3.0 Ｐ：溶解炉内の雰囲気圧力(１０2ｋＰａ） Ｆ：酸素ガスの供給速度(Ｎｍ3/ｈ) Ｖ：溶解炉の内容積(ｍ3)
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の鉄スクラップの
溶解方法を実施するための溶解装置の例を示す。溶解炉
炉体１は、耐火物１ａによって内張りされており、炉口
シ−ル装置５及び排ガスダクト６を介して、スクラップ
供給装置７に接続されている。スクラップ供給装置７の
後流の排ガスダクトに設けられた図示していないダンパ
−により、溶解炉内及びスクラップ供給装置７内の圧力
が制御される。
溶解方法を実施するための溶解装置の例を示す。溶解炉
炉体１は、耐火物１ａによって内張りされており、炉口
シ−ル装置５及び排ガスダクト６を介して、スクラップ
供給装置７に接続されている。スクラップ供給装置７の
後流の排ガスダクトに設けられた図示していないダンパ
−により、溶解炉内及びスクラップ供給装置７内の圧力
が制御される。
【００１３】溶解炉内には鉄浴１０と溶融スラグ層１１
が形成されており、スクラップ供給装置７から所定の供
給速度でスクラップが炉内に供給される。炭材は炉上部
の炭材供給装置８から溶融スラグ層に供給される。酸素
ガスは上吹きランス２から溶融スラグ層及び鉄浴に吹き
付けられ、溶融スラグ層内に懸濁している炭材及び鉄浴
中の炭素を燃焼させる。
が形成されており、スクラップ供給装置７から所定の供
給速度でスクラップが炉内に供給される。炭材は炉上部
の炭材供給装置８から溶融スラグ層に供給される。酸素
ガスは上吹きランス２から溶融スラグ層及び鉄浴に吹き
付けられ、溶融スラグ層内に懸濁している炭材及び鉄浴
中の炭素を燃焼させる。
【００１４】この燃焼熱をスクラップの溶解に有効に利
用するため、底吹き羽口３から鉄浴１０内にガスを吹き
込んで炉内の溶融物を撹拌し、伝熱を促進させる。炉体
の側壁に設けた横吹き羽口４から溶融スラグ層内に、炭
材あるいは酸素ガス又は両者を同時に吹き込むことも、
熱の発生と伝熱を促進する上で有効である。
用するため、底吹き羽口３から鉄浴１０内にガスを吹き
込んで炉内の溶融物を撹拌し、伝熱を促進させる。炉体
の側壁に設けた横吹き羽口４から溶融スラグ層内に、炭
材あるいは酸素ガス又は両者を同時に吹き込むことも、
熱の発生と伝熱を促進する上で有効である。
【００１５】なお、本発明における酸素ガスとしては、
純酸素ガスの他に、少量の窒素等を含む粗酸素ガスや一
部空気等の非燃性のガスを含む酸素ガスを使用すること
ができるが、酸素の濃度が７０％以上であることが望ま
しい。
純酸素ガスの他に、少量の窒素等を含む粗酸素ガスや一
部空気等の非燃性のガスを含む酸素ガスを使用すること
ができるが、酸素の濃度が７０％以上であることが望ま
しい。
【００１６】酸化鉄は炉上部の酸化鉄供給装置９から、
又はスクラップに混入されて、炉内に投入され、溶解し
て溶融スラグ中の酸化鉄となる。溶融スラグ中の酸化鉄
は炭材と反応して微細なＣＯガス気泡を発生させ、溶融
スラグ層はいわゆるフォ−ミング状態となる。
又はスクラップに混入されて、炉内に投入され、溶解し
て溶融スラグ中の酸化鉄となる。溶融スラグ中の酸化鉄
は炭材と反応して微細なＣＯガス気泡を発生させ、溶融
スラグ層はいわゆるフォ−ミング状態となる。
【００１７】所定量の原料スクラップの溶解が終了した
ところで、貯溜された溶鉄が炉外に排出される。溶鉄の
排出は、炉底部の出湯孔を開口して行うことが望まし
い。本発明において生成される溶鉄は溶銑及び溶鋼を含
む。
ところで、貯溜された溶鉄が炉外に排出される。溶鉄の
排出は、炉底部の出湯孔を開口して行うことが望まし
い。本発明において生成される溶鉄は溶銑及び溶鋼を含
む。
【００１８】本発明の第一の目的は、二次燃焼率を高め
て炭材の燃焼エネルギ−の利用効率を向上させることに
あるが、二次燃焼率を高めると排ガス温度が高くなり、
これによって炉壁耐火物が過熱され、耐火物損耗速度が
著しく大きくなる。
て炭材の燃焼エネルギ−の利用効率を向上させることに
あるが、二次燃焼率を高めると排ガス温度が高くなり、
これによって炉壁耐火物が過熱され、耐火物損耗速度が
著しく大きくなる。
【００１９】一般に耐火物損耗速度は、耐火物が過熱さ
れるほど、また溶融スラグ中の酸化鉄濃度が高いほど大
きくなる。耐火物の過熱を防止するためには、十分な高
さの安定なフォ−ミングスラグ層を形成させることがき
わめて有効である。その理由として、排ガスがフォ−ミ
ングスラグと熱交換して温度が下がることの他に、耐火
物自体がフォ−ミングスラグにより洗われて温度が下が
ることが挙げられる。
れるほど、また溶融スラグ中の酸化鉄濃度が高いほど大
きくなる。耐火物の過熱を防止するためには、十分な高
さの安定なフォ−ミングスラグ層を形成させることがき
わめて有効である。その理由として、排ガスがフォ−ミ
ングスラグと熱交換して温度が下がることの他に、耐火
物自体がフォ−ミングスラグにより洗われて温度が下が
ることが挙げられる。
【００２０】図２は、装入鉄原料中の鉄分のうち酸化鉄
中の鉄分の重量比(以下装入酸化鉄分比という)と溶融ス
ラグ中の酸化鉄濃度(以下単に酸化鉄濃度という)の関係
を示す図である。なお、酸化鉄濃度は、酸素ガスの供給
速度や炉内雰囲気圧力によって変動するので、図２にお
いては、装入酸化鉄分比が０．１の時の酸化鉄濃度を１
として指数で示した。
中の鉄分の重量比(以下装入酸化鉄分比という)と溶融ス
ラグ中の酸化鉄濃度(以下単に酸化鉄濃度という)の関係
を示す図である。なお、酸化鉄濃度は、酸素ガスの供給
速度や炉内雰囲気圧力によって変動するので、図２にお
いては、装入酸化鉄分比が０．１の時の酸化鉄濃度を１
として指数で示した。
【００２１】装入酸化鉄分比が０．０２〜０．０５以下
では、装入酸化鉄分比が増大するにしたがって酸化鉄濃
度が増大するが、装入酸化鉄分比が０．０７〜０．１５
の範囲では、装入酸化鉄分比が増大しても酸化鉄濃度は
あまり増大しない。
では、装入酸化鉄分比が増大するにしたがって酸化鉄濃
度が増大するが、装入酸化鉄分比が０．０７〜０．１５
の範囲では、装入酸化鉄分比が増大しても酸化鉄濃度は
あまり増大しない。
【００２２】このような差が生じる理由は以下の如く考
えられる。すなわち、装入酸化鉄分比が０．０２〜０．
０５以下では、安定なフォ−ミングスラグ層が形成され
ていないため、溶融スラグの比重が大きく、炭材は溶融
スラグ層の上部に浮上した状態になっている。そのた
め、炭材と溶融スラグの接触界面積が小さく、溶融酸化
鉄の還元速度が小さい。
えられる。すなわち、装入酸化鉄分比が０．０２〜０．
０５以下では、安定なフォ−ミングスラグ層が形成され
ていないため、溶融スラグの比重が大きく、炭材は溶融
スラグ層の上部に浮上した状態になっている。そのた
め、炭材と溶融スラグの接触界面積が小さく、溶融酸化
鉄の還元速度が小さい。
【００２３】一方、装入酸化鉄分比が０．０７〜０．１
５の範囲では、安定なフォ−ミングスラグ層が形成され
て、溶融スラグの見かけの比重が小さくなり、炭材は溶
融スラグ層内部全体に懸濁するようになる。そのため、
炭材と溶融スラグの接触界面積が大きくなって溶融酸化
鉄の還元速度も大きくなり、装入酸化鉄分比が増大して
も酸化鉄濃度はあまり増大しない。
５の範囲では、安定なフォ−ミングスラグ層が形成され
て、溶融スラグの見かけの比重が小さくなり、炭材は溶
融スラグ層内部全体に懸濁するようになる。そのため、
炭材と溶融スラグの接触界面積が大きくなって溶融酸化
鉄の還元速度も大きくなり、装入酸化鉄分比が増大して
も酸化鉄濃度はあまり増大しない。
【００２４】さらに、装入酸化鉄分比が０．１５〜０．
２５をこえると、再び装入酸化鉄分比が増大するにした
がって次第に酸化鉄濃度が増大するようになる。その理
由は、炭材と溶融スラグの接触界面積が大きくなる効果
だけでは、必要な還元速度をカバ−しきれなくなるため
と考えられる。また、装入酸化鉄分比が０．３０をこえ
ると、明らかに耐火物損耗速度に影響を及ぼす程度に酸
化鉄濃度が増大するという知見が得られた。
２５をこえると、再び装入酸化鉄分比が増大するにした
がって次第に酸化鉄濃度が増大するようになる。その理
由は、炭材と溶融スラグの接触界面積が大きくなる効果
だけでは、必要な還元速度をカバ−しきれなくなるため
と考えられる。また、装入酸化鉄分比が０．３０をこえ
ると、明らかに耐火物損耗速度に影響を及ぼす程度に酸
化鉄濃度が増大するという知見が得られた。
【００２５】したがって、本発明の鉄スクラップの溶解
方法を実施するに当っては、装入酸化鉄分比を０．０２
〜０．３の範囲に調整することが必要である。さらに、
望ましくは装入酸化鉄分比が０．０７から０．１５の範
囲である。
方法を実施するに当っては、装入酸化鉄分比を０．０２
〜０．３の範囲に調整することが必要である。さらに、
望ましくは装入酸化鉄分比が０．０７から０．１５の範
囲である。
【００２６】本発明の他の目的は、二次燃焼率を高めか
つ現行転炉法と同等以上の(酸素ガスの供給速度Ｆ)／
(溶解炉の内容積Ｖ)の値で酸素ガスを供給しても、耐火
物の溶損や炉外へのスラグやダストの飛散ロスが少な
く、安定な操業の可能な鉄スクラップの溶解方法を提供
することにある。
つ現行転炉法と同等以上の(酸素ガスの供給速度Ｆ)／
(溶解炉の内容積Ｖ)の値で酸素ガスを供給しても、耐火
物の溶損や炉外へのスラグやダストの飛散ロスが少な
く、安定な操業の可能な鉄スクラップの溶解方法を提供
することにある。
【００２７】上記のように、安定なフォ−ミングスラグ
層を形成させ、その内部に炭材を懸濁させて上吹き酸素
ガスで燃焼させる場合、酸素ジェットによりスラグの粒
滴や粒径の小さい炭材が吹き上げられ、上昇する排ガス
気流に同伴されて、ダストとして炉外に飛出し易い。現
行の製鋼用転炉と同程度のＦ／Ｖの値でも、ダスト量が
著しく多くなるという問題がある。
層を形成させ、その内部に炭材を懸濁させて上吹き酸素
ガスで燃焼させる場合、酸素ジェットによりスラグの粒
滴や粒径の小さい炭材が吹き上げられ、上昇する排ガス
気流に同伴されて、ダストとして炉外に飛出し易い。現
行の製鋼用転炉と同程度のＦ／Ｖの値でも、ダスト量が
著しく多くなるという問題がある。
【００２８】このようなダスト飛出しは、炭材や造滓剤
の歩留を低下させるだけでなく、排ガスダクトやスクラ
ップ供給口などに付着して、安定な操業を困難にさせ
る。これを防止する方法としては、溶解炉内の雰囲気圧
力を高めて、酸素ジェットや上昇排ガス気流の流速を低
減させるのが最も有効である。
の歩留を低下させるだけでなく、排ガスダクトやスクラ
ップ供給口などに付着して、安定な操業を困難にさせ
る。これを防止する方法としては、溶解炉内の雰囲気圧
力を高めて、酸素ジェットや上昇排ガス気流の流速を低
減させるのが最も有効である。
【００２９】図３に、安定な操業が可能な溶解炉内の雰
囲気圧力ＰとＦ／Ｖの値の関係を示す。ダストの飛出量
はＦ／Ｖの値が大きくなると次第に多くなるが、安定な
操業を行うためには、Ｆ／Ｖの値が１００程度の場合は
Ｐが１．５×１０2ｋＰａ(絶対圧)又はそれ以上、Ｆ／
Ｖの値が３００程度の場合はＰが２．５×１０2ｋＰａ
又はそれ以上必要である。
囲気圧力ＰとＦ／Ｖの値の関係を示す。ダストの飛出量
はＦ／Ｖの値が大きくなると次第に多くなるが、安定な
操業を行うためには、Ｆ／Ｖの値が１００程度の場合は
Ｐが１．５×１０2ｋＰａ(絶対圧)又はそれ以上、Ｆ／
Ｖの値が３００程度の場合はＰが２．５×１０2ｋＰａ
又はそれ以上必要である。
【００３０】したがって、本発明の溶解方法を実施する
には、図３内の直線Ａで示すように、溶解炉内の雰囲気
圧力Ｐ(１０2ｋＰａ)を下式の範囲に調整する必要があ
る。 Ｐ ≧０．００５(Ｆ／Ｖ)＋1.０ 一方、溶解炉内の雰囲気圧力Ｐをあまり大きくすると、
フォ−ミングスラグ層内のＣＯガス気泡の容積が小さく
なり、十分な高さのフォ−ミングスラグ層が形成されな
くなる。
には、図３内の直線Ａで示すように、溶解炉内の雰囲気
圧力Ｐ(１０2ｋＰａ)を下式の範囲に調整する必要があ
る。 Ｐ ≧０．００５(Ｆ／Ｖ)＋1.０ 一方、溶解炉内の雰囲気圧力Ｐをあまり大きくすると、
フォ−ミングスラグ層内のＣＯガス気泡の容積が小さく
なり、十分な高さのフォ−ミングスラグ層が形成されな
くなる。
【００３１】そのため、Ｐがある程度以上になると、二
次燃焼率を高めた場合に炉壁耐火物の溶損量が大きくな
るという事実が認められた。Ｆ／Ｖの値が大きくなると
ＣＯガス気泡の発生量も多くなるため、この限界の溶解
炉内の雰囲気圧力はＦ／Ｖの値に依存する。
次燃焼率を高めた場合に炉壁耐火物の溶損量が大きくな
るという事実が認められた。Ｆ／Ｖの値が大きくなると
ＣＯガス気泡の発生量も多くなるため、この限界の溶解
炉内の雰囲気圧力はＦ／Ｖの値に依存する。
【００３２】図３内の直線Ｂで示すように、Ｆ／Ｖの値
が１００程度の場合はＰが４×１０2ｋＰａ(絶対圧)又
はそれ以上で、Ｆ／Ｖの値が２００程度の場合はＰが５
×１０2ｋＰａ又はそれ以上で炉壁耐火物の溶損量が大
きくなる。
が１００程度の場合はＰが４×１０2ｋＰａ(絶対圧)又
はそれ以上で、Ｆ／Ｖの値が２００程度の場合はＰが５
×１０2ｋＰａ又はそれ以上で炉壁耐火物の溶損量が大
きくなる。
【００３３】したがって、本発明の溶解方法を実施する
には、溶解炉内の雰囲気圧力Ｐを下式の範囲に調整する
必要がある。 Ｐ ＜ ０．０１(Ｆ／Ｖ)＋３.０ なお、本発明の溶解方法では、溶解炉内を加圧状態する
ため、排ガスをシャフト炉その他のスクラップ予熱装置
に導入して、排ガスの顕熱をスクラップの予熱に有効に
利用することも容易である。
には、溶解炉内の雰囲気圧力Ｐを下式の範囲に調整する
必要がある。 Ｐ ＜ ０．０１(Ｆ／Ｖ)＋３.０ なお、本発明の溶解方法では、溶解炉内を加圧状態する
ため、排ガスをシャフト炉その他のスクラップ予熱装置
に導入して、排ガスの顕熱をスクラップの予熱に有効に
利用することも容易である。
【００３４】
【実施例】内容積約７ｍ3の試験転炉を加圧型に改造し
て、本発明のスクラップ溶解方法の試験を行った。試験
炉における操業の方法は下記の如くである。スクラップ
の装入に先立って、約１．５tonの溶銑を種湯として炉
内に注入し、底吹きガスによる撹拌と上吹き酸素吹錬を
行いつつ、所定量の造滓剤を投入し炉内に溶融スラグ層
を形成させる。その後、炉内を加圧して、炭材の投入と
本格的酸素吹錬を開始し、同時に炉の上部からのスクラ
ップの投入を開始する。炭材としては、主に粒径１０〜
５０mmのコ−クスを使用した。
て、本発明のスクラップ溶解方法の試験を行った。試験
炉における操業の方法は下記の如くである。スクラップ
の装入に先立って、約１．５tonの溶銑を種湯として炉
内に注入し、底吹きガスによる撹拌と上吹き酸素吹錬を
行いつつ、所定量の造滓剤を投入し炉内に溶融スラグ層
を形成させる。その後、炉内を加圧して、炭材の投入と
本格的酸素吹錬を開始し、同時に炉の上部からのスクラ
ップの投入を開始する。炭材としては、主に粒径１０〜
５０mmのコ−クスを使用した。
【００３５】原料スクラップは約１０cm以下に裁断され
たものを使用し、付圧されたバンカ−内に予め収藏して
おいて、所定の供給速度で切り出す。装入酸化鉄源とし
ては、鉄鉱石、ダストペレット等を使用し、炉上のバン
カ−から投入する。所定量の原料スクラップの溶解が終
わったところで、炉底部の出湯孔を開口して炉内の溶湯
を排出する。溶湯の一部は炉内に残留させ、次回の溶解
の種湯とする。
たものを使用し、付圧されたバンカ−内に予め収藏して
おいて、所定の供給速度で切り出す。装入酸化鉄源とし
ては、鉄鉱石、ダストペレット等を使用し、炉上のバン
カ−から投入する。所定量の原料スクラップの溶解が終
わったところで、炉底部の出湯孔を開口して炉内の溶湯
を排出する。溶湯の一部は炉内に残留させ、次回の溶解
の種湯とする。
【００３６】試験炉における主要な操業条件の範囲は、
下記の如くである。 原料スクラップ装入量 ４．５〜５．５ton/ヒ-ト 酸化鉄装入量 ０〜１．８ton/ヒ-ト 造滓剤装入量 ０．１〜０．２ton/ヒ-ト 炉内雰囲気圧力 １．０〜５．０×１０2ｋＰａ(絶対圧) 送酸量 ７００〜２１００Nm3/h 炭材供給量 ５００〜１５００kg/h 底吹きArガス流量 １０〜３０Nm3/h 二次燃焼率 ４５〜９０％ 炉内溶融スラグ存在量 １．０〜２．０ton。
下記の如くである。 原料スクラップ装入量 ４．５〜５．５ton/ヒ-ト 酸化鉄装入量 ０〜１．８ton/ヒ-ト 造滓剤装入量 ０．１〜０．２ton/ヒ-ト 炉内雰囲気圧力 １．０〜５．０×１０2ｋＰａ(絶対圧) 送酸量 ７００〜２１００Nm3/h 炭材供給量 ５００〜１５００kg/h 底吹きArガス流量 １０〜３０Nm3/h 二次燃焼率 ４５〜９０％ 炉内溶融スラグ存在量 １．０〜２．０ton。
【００３７】炉壁耐火物の溶損が少なくかつダスト量が
少なくて安定な操業が可能な範囲を明らかにするため
に、炉内雰囲気圧力、Ｆ／Ｖの値および装入酸化鉄分比
を変えて、ダスト発生量と炉壁耐火物の溶損状況を調査
した結果を表１に示す。
少なくて安定な操業が可能な範囲を明らかにするため
に、炉内雰囲気圧力、Ｆ／Ｖの値および装入酸化鉄分比
を変えて、ダスト発生量と炉壁耐火物の溶損状況を調査
した結果を表１に示す。
【００３８】ここで、溶解炉の内容積Ｖは築炉時の値を
使用した。ダスト発生量は、排ガスダクトの後流に設け
たサイクロン集塵器で捕集された炭材、粒状スラグ、酸
化鉄ダスト、粒鉄等の総量である。また、炉壁耐火物の
溶損状況は、数ヒ−トの溶解終了後、炉壁部数個所の耐
火物厚みを計測した結果から判定したものであるが、こ
こでは溶損の程度を大、中、小で表示する。表１におい
ては、本発明の範囲内の条件のものを実施例として、範
囲外の条件のものを比較例として表示した。
使用した。ダスト発生量は、排ガスダクトの後流に設け
たサイクロン集塵器で捕集された炭材、粒状スラグ、酸
化鉄ダスト、粒鉄等の総量である。また、炉壁耐火物の
溶損状況は、数ヒ−トの溶解終了後、炉壁部数個所の耐
火物厚みを計測した結果から判定したものであるが、こ
こでは溶損の程度を大、中、小で表示する。表１におい
ては、本発明の範囲内の条件のものを実施例として、範
囲外の条件のものを比較例として表示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１の結果から、本発明の範囲内の条件で
は、炉壁耐火物の溶損が少なくかつダスト発生量が少な
くて安定な操業が可能であるが、本発明の範囲外では、
炉壁耐火物の溶損又はダスト発生量が多くなることが明
らかになった。
は、炉壁耐火物の溶損が少なくかつダスト発生量が少な
くて安定な操業が可能であるが、本発明の範囲外では、
炉壁耐火物の溶損又はダスト発生量が多くなることが明
らかになった。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、エネルギ−コストの低
い炭材を使用しかつ高い生産速度で鉄スクラップの溶解
をすることができる。とくに、転炉型の鉄スクラップの
溶解炉において、二次燃焼率を高めて炭材の燃焼エネル
ギ−の利用効率を向上させると共に、現行転炉法と同等
又はそれ以上のＦ／Ｖの値で酸素ガスを供給しても、耐
火物の溶損や炉外へのスラグやダストの飛散ロスが少な
い安定な操業が可能となった。
い炭材を使用しかつ高い生産速度で鉄スクラップの溶解
をすることができる。とくに、転炉型の鉄スクラップの
溶解炉において、二次燃焼率を高めて炭材の燃焼エネル
ギ−の利用効率を向上させると共に、現行転炉法と同等
又はそれ以上のＦ／Ｖの値で酸素ガスを供給しても、耐
火物の溶損や炉外へのスラグやダストの飛散ロスが少な
い安定な操業が可能となった。
【図１】本発明の鉄スクラップの溶解方法を実施するた
めの溶解装置の例を示す図である。
めの溶解装置の例を示す図である。
【図２】装入鉄原料中の鉄分のうち酸化鉄中の鉄分の重
量比と溶融スラグ中の酸化鉄濃度の関係を示す図であ
る。
量比と溶融スラグ中の酸化鉄濃度の関係を示す図であ
る。
【図３】安定な操業が可能な溶解炉内の雰囲気圧力Ｐと
Ｆ／Ｖの値の関係を示す図である。
Ｆ／Ｖの値の関係を示す図である。
１ 溶解炉炉体 １ａ 耐火物 ２ 上吹き酸素ランス ３ 底吹き羽口 ４ 横吹き羽口 ５ 炉口シ−ル装置 ６ 排ガスダクト ７ スクラップ供給装置 ８ 炭材供給装置 ９ 酸化鉄供給装置 １０ 鉄浴 １１ 溶融スラグ層
Claims (1)
- 【請求項１】 溶解炉内に酸化鉄を含む鉄スクラップを
装入して鉄スクラップの溶解と酸化鉄の還元を行うに際
して、溶解炉内に鉄浴と該鉄浴の上部に溶融スラグ層を
形成させ、該溶融スラグ層に炭材と酸素ガスを供給して
炭材を燃焼させると共に、装入鉄原料中の鉄分のうち酸
化鉄中の鉄分の重量比を０．０２から０．３の範囲内に
調整し、かつ溶解炉内の雰囲気圧力を下式の範囲に調節
することを特徴とする鉄スクラップの高速溶解法。 0.005(Ｆ／Ｖ)＋1.0 ≦ Ｐ ＜ 0.01(Ｆ／Ｖ)＋3.0 Ｐ：溶解炉内の雰囲気圧力(１０2ｋＰａ） Ｆ：酸素ガスの供給速度(Ｎｍ3/ｈ) Ｖ：溶解炉の内容積(ｍ3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30700695A JPH09143522A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 鉄スクラップの高速溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30700695A JPH09143522A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 鉄スクラップの高速溶解法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09143522A true JPH09143522A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17963889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30700695A Withdrawn JPH09143522A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 鉄スクラップの高速溶解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09143522A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032006A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-02-06 | Technological Resources Pty Ltd | 直接製錬法の開始方法 |
| JP2006257545A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-09-28 | Kobe Steel Ltd | 溶鉄製造方法および溶鉄製造装置 |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP30700695A patent/JPH09143522A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032006A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-02-06 | Technological Resources Pty Ltd | 直接製錬法の開始方法 |
| JP2006257545A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-09-28 | Kobe Steel Ltd | 溶鉄製造方法および溶鉄製造装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |