JPH10330824A - 電気炉の操業方法 - Google Patents
電気炉の操業方法Info
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- JPH10330824A JPH10330824A JP9139593A JP13959397A JPH10330824A JP H10330824 A JPH10330824 A JP H10330824A JP 9139593 A JP9139593 A JP 9139593A JP 13959397 A JP13959397 A JP 13959397A JP H10330824 A JPH10330824 A JP H10330824A
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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
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 不可避に発生する低温領域を早期に解消し、
溶解時間の短縮が図れる電気炉操業方法の提供。 【解決手段】 炉床耐火物中に埋設した複数の温度セン
サにて計測した炉床温度分布から、未溶解スクラップの
残存による炉内低温領域の存在位置を推定し、これに基
づき炉床羽口からのガス吹き込み量を制御することによ
り、高温領域から低温領域に向かう溶融金属流を形成
し、溶解を促進する。
溶解時間の短縮が図れる電気炉操業方法の提供。 【解決手段】 炉床耐火物中に埋設した複数の温度セン
サにて計測した炉床温度分布から、未溶解スクラップの
残存による炉内低温領域の存在位置を推定し、これに基
づき炉床羽口からのガス吹き込み量を制御することによ
り、高温領域から低温領域に向かう溶融金属流を形成
し、溶解を促進する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気炉内の溶融
金属を効率良く撹拌し、溶解を促進する電気炉の操業方
法に関する。
金属を効率良く撹拌し、溶解を促進する電気炉の操業方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属の溶解、精錬に用いる電気炉
において、生産性向上のため、高速溶解が指向されてお
り、スクラップ等の装入原料を溶解する過程で、炉壁か
らの助燃バーナや炉体上部の酸素吹き込みランスが使用
されている。
において、生産性向上のため、高速溶解が指向されてお
り、スクラップ等の装入原料を溶解する過程で、炉壁か
らの助燃バーナや炉体上部の酸素吹き込みランスが使用
されている。
【０００３】しかしながら、一般に電気炉は、その直径
に対して、深さが極めて浅い形状を特徴としているた
め、溶融金属浴の撹拌効率は低い。さらに、電極から発
生したアークからの熱も溶融金属表面のみに供給される
ため、溶融金属浴内に熱対流が発生し難く、金属浴の表
層が高温で底層が低温といった温度分布を形成し易い。
したがって、電気炉操業の溶融期においては、炉内底部
でのスクラップ溶解速度の低下、また、精錬期において
は反応速度の低下を招く。
に対して、深さが極めて浅い形状を特徴としているた
め、溶融金属浴の撹拌効率は低い。さらに、電極から発
生したアークからの熱も溶融金属表面のみに供給される
ため、溶融金属浴内に熱対流が発生し難く、金属浴の表
層が高温で底層が低温といった温度分布を形成し易い。
したがって、電気炉操業の溶融期においては、炉内底部
でのスクラップ溶解速度の低下、また、精錬期において
は反応速度の低下を招く。
【０００４】そこで、これらを解決する手段として、炉
床に設けた複数の羽口より、酸化性または不活性ガスを
吹き込み、このガスによる撹拌効果を利用する方法が提
案されている。
床に設けた複数の羽口より、酸化性または不活性ガスを
吹き込み、このガスによる撹拌効果を利用する方法が提
案されている。
【０００５】例えば、特開昭６３−４０１１号公報に
は、スクラップ装入直後から溶解が完了するまで、炉底
部の羽口からガスを連続的または間欠的に吹き込み、炉
底部に溜まった溶鋼をスプラッシュとしてスクラップに
付着させ、伝熱促進を図る方法が提示されている。
は、スクラップ装入直後から溶解が完了するまで、炉底
部の羽口からガスを連続的または間欠的に吹き込み、炉
底部に溜まった溶鋼をスプラッシュとしてスクラップに
付着させ、伝熱促進を図る方法が提示されている。
【０００６】また、特開平６−１８１７４号公報、特開
平３−７７２５１号公報、および特開昭６３−１３６７
号公報では、電極配置から必然的に決まる場所、例えば
電極から離れた領域に発生する溶融金属中の低温領域に
対して、高温の溶融金属を循環させるべく配置された複
数個の炉床羽口からガスを吹き込むことにより撹拌効率
を向上させ、低温領域を解消する方法が開示されてい
る。
平３−７７２５１号公報、および特開昭６３−１３６７
号公報では、電極配置から必然的に決まる場所、例えば
電極から離れた領域に発生する溶融金属中の低温領域に
対して、高温の溶融金属を循環させるべく配置された複
数個の炉床羽口からガスを吹き込むことにより撹拌効率
を向上させ、低温領域を解消する方法が開示されてい
る。
【０００７】さらに、特公平７−１１３５１７号公報で
は、溶融金属の深さと炉直径が、炉底からのガス吹き込
み撹拌に対して最適となる炉形状の炉体を用いて、少な
いガス吹き込み量で撹拌効率を向上させる方法が開示さ
れている。
は、溶融金属の深さと炉直径が、炉底からのガス吹き込
み撹拌に対して最適となる炉形状の炉体を用いて、少な
いガス吹き込み量で撹拌効率を向上させる方法が開示さ
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般的に電気炉に装入
される金属源には、各種サイズのスクラップが用いられ
ており、これらには、嵩密度の非常に低い軽量物から、
嵩密度の大きな重量物まで含まれている。これらのスク
ラップの供給状況において、嵩密度の低いものが使用さ
れた場合、操業の溶解初期において既に溶解した金属が
スクラップ間隙にまで入り込み、熱交換が活発になされ
ることに加え、溶融金属の流動とともに移動し、短時間
での溶解が可能となる。
される金属源には、各種サイズのスクラップが用いられ
ており、これらには、嵩密度の非常に低い軽量物から、
嵩密度の大きな重量物まで含まれている。これらのスク
ラップの供給状況において、嵩密度の低いものが使用さ
れた場合、操業の溶解初期において既に溶解した金属が
スクラップ間隙にまで入り込み、熱交換が活発になされ
ることに加え、溶融金属の流動とともに移動し、短時間
での溶解が可能となる。
【０００９】これとは逆に、嵩密度の高い重量物のスク
ラップの場合、溶融金属との接触が少ないため、熱交換
速度が低下し溶解時間が長くなる。さらに、この場合、
溶融金属の流動に関わらずスクラップは移動することも
なく、炉底にこれら残留スクラップを中心とした低温領
域が形成される結果、溶解終了までに非常に長い加熱時
間を要し電力原単位の増大を招く。このような、嵩密度
の高い残留スクラップを起点とする低温領域の発生が問
題となるのは、スクラップの装入分布により発生場所が
操業チャ−ジ毎に変化することである。
ラップの場合、溶融金属との接触が少ないため、熱交換
速度が低下し溶解時間が長くなる。さらに、この場合、
溶融金属の流動に関わらずスクラップは移動することも
なく、炉底にこれら残留スクラップを中心とした低温領
域が形成される結果、溶解終了までに非常に長い加熱時
間を要し電力原単位の増大を招く。このような、嵩密度
の高い残留スクラップを起点とする低温領域の発生が問
題となるのは、スクラップの装入分布により発生場所が
操業チャ−ジ毎に変化することである。
【００１０】前記の公報に記載されている底吹きガスに
よる撹拌促進技術は、常に同じ位置に発生する低温領
域、例えば上部電極直下から離れた炉壁近傍に発生する
低温領域や、助燃バ−ナの火炎方向から離れた位置に存
在する低温領域に対しては有効である。すなわち、これ
らの方法により対応できるのは、固定的な場所に発生す
る低温領域に限定され、嵩密度の高い重量物スクラップ
を起点とする低温領域のように、発生場所が変化する低
温領域には対応できない。本発明の目的は、上記のよう
に発生位置が変化する低温領域を早期に解消する電気炉
のガス吹き込み操業方法を提供することにある。
よる撹拌促進技術は、常に同じ位置に発生する低温領
域、例えば上部電極直下から離れた炉壁近傍に発生する
低温領域や、助燃バ−ナの火炎方向から離れた位置に存
在する低温領域に対しては有効である。すなわち、これ
らの方法により対応できるのは、固定的な場所に発生す
る低温領域に限定され、嵩密度の高い重量物スクラップ
を起点とする低温領域のように、発生場所が変化する低
温領域には対応できない。本発明の目的は、上記のよう
に発生位置が変化する低温領域を早期に解消する電気炉
のガス吹き込み操業方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決すための手段】本発明者は、前記低温領域
を早期に解消し、溶解時間の短縮による生産性の向上、
および電力原単位の低減を図ることができる電気炉のガ
ス吹き込み操業方法を開発すべく、種々の試験をおこな
い、以下の知見を得た。
を早期に解消し、溶解時間の短縮による生産性の向上、
および電力原単位の低減を図ることができる電気炉のガ
ス吹き込み操業方法を開発すべく、種々の試験をおこな
い、以下の知見を得た。
【００１２】（ａ）炉床羽口からのガス吹き込み量の調
整により溶融金属の流動パターンを制御し、任意の溶融
金属の高温領域から低温領域に溶融金属流を向かわせる
ことができる。 （ｂ）炉床耐火物中に埋設された複数の温度センサにて
測定した炉床温度分布により低温領域の発生場所の推定
が可能である。
整により溶融金属の流動パターンを制御し、任意の溶融
金属の高温領域から低温領域に溶融金属流を向かわせる
ことができる。 （ｂ）炉床耐火物中に埋設された複数の温度センサにて
測定した炉床温度分布により低温領域の発生場所の推定
が可能である。
【００１３】本発明は、上記の知見に基づいてなされた
ものであり、その要旨は、『炉床部に設けた羽口より炉
内溶融金属中にガスを吹き込み、ガスによる攪拌力を利
用して、炉内装入物の溶解、精錬反応を促進する電気炉
の操業方法において、炉床耐火物中に埋設した複数の温
度センサにて計測した炉床温度分布から、未溶解スクラ
ップの残存による炉内低温領域の存在位置を推定し、こ
れに基づき炉床羽口からのガス吹き込み量を制御するこ
とにより、高温領域から低温領域に向かう溶融金属流を
形成し、溶解を促進することを特徴とする電気炉の操業
方法』にある。
ものであり、その要旨は、『炉床部に設けた羽口より炉
内溶融金属中にガスを吹き込み、ガスによる攪拌力を利
用して、炉内装入物の溶解、精錬反応を促進する電気炉
の操業方法において、炉床耐火物中に埋設した複数の温
度センサにて計測した炉床温度分布から、未溶解スクラ
ップの残存による炉内低温領域の存在位置を推定し、こ
れに基づき炉床羽口からのガス吹き込み量を制御するこ
とにより、高温領域から低温領域に向かう溶融金属流を
形成し、溶解を促進することを特徴とする電気炉の操業
方法』にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明で用いる電気炉の一
例を示した縦断面図である。溶融金属１の上方に設けら
れた上部電極２、炉床耐火物３中に埋設された炉底電極
４、炉体側壁部分に配された水冷パネル５および炉体上
部を覆う炉蓋６より炉体１２が構成されている。炉床１
３にはガス吹き込み用羽口７が埋設されており、ガス吹
き込み用羽口７にガスを供給するガス供給装置８と各羽
口へのガス流量を制御するガス流量バルブ９が設置され
ている。また、炉床耐火物中には温度測定用の温度セン
サ１０が埋設されており、これより得た炉床温度から羽
口へのガス流量を制御するためのガス流量制御器１１が
設置されている。
例を示した縦断面図である。溶融金属１の上方に設けら
れた上部電極２、炉床耐火物３中に埋設された炉底電極
４、炉体側壁部分に配された水冷パネル５および炉体上
部を覆う炉蓋６より炉体１２が構成されている。炉床１
３にはガス吹き込み用羽口７が埋設されており、ガス吹
き込み用羽口７にガスを供給するガス供給装置８と各羽
口へのガス流量を制御するガス流量バルブ９が設置され
ている。また、炉床耐火物中には温度測定用の温度セン
サ１０が埋設されており、これより得た炉床温度から羽
口へのガス流量を制御するためのガス流量制御器１１が
設置されている。
【００１５】図２は、炉床部に設けたガス吹き込み用羽
口の位置を俯瞰した概略図で、●は炉床羽口の位置を示
す。図３は、炉床耐火物中に埋設された温度センサの配
置を俯瞰した概略図で、●は温度センサの位置を示す。
温度センサとしては、熱電対温度計が一般に使用され
る。図４、図５および図６は、図１に示す一般的な上部
電極２と炉底電極４により構成された電気炉において、
炉床羽口からガスを吹き込んだ場合の溶融金属の流動を
示す模式図である。●は炉床羽口位置、○は上部電極位
置、矢印は溶融金属の流れ方向、斜線部は上昇流および
下降流の発生場所を示している。
口の位置を俯瞰した概略図で、●は炉床羽口の位置を示
す。図３は、炉床耐火物中に埋設された温度センサの配
置を俯瞰した概略図で、●は温度センサの位置を示す。
温度センサとしては、熱電対温度計が一般に使用され
る。図４、図５および図６は、図１に示す一般的な上部
電極２と炉底電極４により構成された電気炉において、
炉床羽口からガスを吹き込んだ場合の溶融金属の流動を
示す模式図である。●は炉床羽口位置、○は上部電極位
置、矢印は溶融金属の流れ方向、斜線部は上昇流および
下降流の発生場所を示している。
【００１６】図４は、図２に示す対称配置された炉床羽
口４ヶ所から同量のガス吹き込みがなされた場合で、同
図（ａ）は溶融金属表面、同図（ｂ）は、同図（ａ）の
ＸーＸ線断面での溶融金属の流動を示す。この場合、炉
内中央部の炉低部に向かう高温下降流が発生している。
口４ヶ所から同量のガス吹き込みがなされた場合で、同
図（ａ）は溶融金属表面、同図（ｂ）は、同図（ａ）の
ＸーＸ線断面での溶融金属の流動を示す。この場合、炉
内中央部の炉低部に向かう高温下降流が発生している。
【００１７】図５は、図２の羽口７Ａ、７Ｂおよび７Ｃ
の３ヶ所よりガスを吹き込み、羽口７Ｄからのガス吹き
込みを中止した場合で、同図（ａ）は溶融金属表面、同
図（ｂ）は、同図（ａ）のＹーＹ線断面での流動を示
す。この場合においては、ガス吹き込みを中止した羽口
７Ｄ位置近傍の炉底部に向かう高温下降流が発生する。
図６は、図２の羽口７Ａおよび７Ｂの２ヶ所からガスを
吹き込み、羽口７Ｃおよび７Ｄからのガス吹き込みを中
止した場合であり、同図（ａ）は溶融金属表面、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＺ−Ｚ線断面での流動を示す。こ
の場合においては、ガス吹き込みを中止した羽口７Ｃと
７Ｄの間の炉底部に向かう高温下降流が発生する。
の３ヶ所よりガスを吹き込み、羽口７Ｄからのガス吹き
込みを中止した場合で、同図（ａ）は溶融金属表面、同
図（ｂ）は、同図（ａ）のＹーＹ線断面での流動を示
す。この場合においては、ガス吹き込みを中止した羽口
７Ｄ位置近傍の炉底部に向かう高温下降流が発生する。
図６は、図２の羽口７Ａおよび７Ｂの２ヶ所からガスを
吹き込み、羽口７Ｃおよび７Ｄからのガス吹き込みを中
止した場合であり、同図（ａ）は溶融金属表面、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＺ−Ｚ線断面での流動を示す。こ
の場合においては、ガス吹き込みを中止した羽口７Ｃと
７Ｄの間の炉底部に向かう高温下降流が発生する。
【００１８】図７は、前記のガス吹き込み条件、すなわ
ち羽口４ヶ所、３ヶ所および２ヶ所からのガス吹き込み
に対応する高温下降流の発生場所を示している。●はガ
ス吹き込み位置を示す。すなわち、羽口４ヶ所、３ヶ
所、および２ヶ所からのガス吹き込みに対応し、それぞ
れ同図（ａ）、同図（ｂ）および同図（ｃ）の斜線部に
示す位置の炉底部に向かう高温下降流の誘導による熱供
給が可能となる。したがって、同図の斜線部に示す位置
に、嵩密度の高い重量物のスクラップの溶け残りに起因
する低温領域が発生した場合、それぞれの対応する羽口
からのガス吹き込みにより低温領域への熱供給が可能と
なる。
ち羽口４ヶ所、３ヶ所および２ヶ所からのガス吹き込み
に対応する高温下降流の発生場所を示している。●はガ
ス吹き込み位置を示す。すなわち、羽口４ヶ所、３ヶ
所、および２ヶ所からのガス吹き込みに対応し、それぞ
れ同図（ａ）、同図（ｂ）および同図（ｃ）の斜線部に
示す位置の炉底部に向かう高温下降流の誘導による熱供
給が可能となる。したがって、同図の斜線部に示す位置
に、嵩密度の高い重量物のスクラップの溶け残りに起因
する低温領域が発生した場合、それぞれの対応する羽口
からのガス吹き込みにより低温領域への熱供給が可能と
なる。
【００１９】図８は、低嵩密度のスクラップに高嵩密度
のスクラップを加えた装入物を溶解した場合の温度セン
サによる炉床温度分布の推移を示す模式図であり、記号
Ａ〜Ｍは図３に示す温度センサに対応する。図９は、図
８の場合における高嵩密度のスクラップの投入位置を示
す説明図であり、斜線部Ｓは投入位置、●はガス吹き込
み羽口の位置を示す。
のスクラップを加えた装入物を溶解した場合の温度セン
サによる炉床温度分布の推移を示す模式図であり、記号
Ａ〜Ｍは図３に示す温度センサに対応する。図９は、図
８の場合における高嵩密度のスクラップの投入位置を示
す説明図であり、斜線部Ｓは投入位置、●はガス吹き込
み羽口の位置を示す。
【００２０】図８に示すように、高嵩密度のスクラップ
を投入した近傍、すなわち、温度センサＤ、Ｅ、Ｇ、Ｈ
およびＬの部分の温度上昇が遅く、この位置に溶け残り
スクラップを基点とする低温領域が存在することが推測
される。すなわち、炉床耐火物中に埋設された複数の温
度センサにより計測される炉床温度分布を比較すること
により、低温領域の発生場所が推定可能となる。
を投入した近傍、すなわち、温度センサＤ、Ｅ、Ｇ、Ｈ
およびＬの部分の温度上昇が遅く、この位置に溶け残り
スクラップを基点とする低温領域が存在することが推測
される。すなわち、炉床耐火物中に埋設された複数の温
度センサにより計測される炉床温度分布を比較すること
により、低温領域の発生場所が推定可能となる。
【００２１】したがって、炉床温度の測定より低温領域
の発生位置が推定され、この低温領域に対し、羽口から
のガス吹き込み制御により高温溶融金属流を誘導するこ
とができるので、低温領域の発生が早期に解消し、スク
ラップの全量溶解時間の短縮が可能となる。
の発生位置が推定され、この低温領域に対し、羽口から
のガス吹き込み制御により高温溶融金属流を誘導するこ
とができるので、低温領域の発生が早期に解消し、スク
ラップの全量溶解時間の短縮が可能となる。
【００２２】なお、ガス吹き込み用羽口は、炉床半径の
１／２の箇所に、同心円上に、点対称に、４ヶ所以上設
けることが望ましい。また、ガス吹き込み制御は、具体
的には、低温領域の検出された近傍の羽口からの送風流
量を、他の羽口より相対的に減少もしくは停止すること
によりおこなわれる。
１／２の箇所に、同心円上に、点対称に、４ヶ所以上設
けることが望ましい。また、ガス吹き込み制御は、具体
的には、低温領域の検出された近傍の羽口からの送風流
量を、他の羽口より相対的に減少もしくは停止すること
によりおこなわれる。
【００２３】
（実施例１）電気炉は、炉容量５０ｔｏｎ、炉床内径５
ｍのものを使用した。炉床部には、図２に示すように、
ガス吹き込み用羽口４ヶ所を９０度間隔に配置し、羽口
内径は、１．０ｃｍとした。温度センサとして、熱電対
温度計を図３に示す炉床部の１３ヶ所に設置した。
ｍのものを使用した。炉床部には、図２に示すように、
ガス吹き込み用羽口４ヶ所を９０度間隔に配置し、羽口
内径は、１．０ｃｍとした。温度センサとして、熱電対
温度計を図３に示す炉床部の１３ヶ所に設置した。
【００２４】単体重量が２５０ｋｇ以下の低嵩密度スク
ラップを４９ｔｏｎ装入するとともに、単体重量が１ｔ
ｏｎの高嵩密度のスクラップを投入し、スクラップ総量
５０ｔｏｎ、スクラップ比率１００％で炭素鋼を溶解し
た。
ラップを４９ｔｏｎ装入するとともに、単体重量が１ｔ
ｏｎの高嵩密度のスクラップを投入し、スクラップ総量
５０ｔｏｎ、スクラップ比率１００％で炭素鋼を溶解し
た。
【００２５】図１０は、高嵩密度のスクラップ投入場所
の位置を示す説明図で、●はガス吹き込み羽口を示す。
同図に示すように、高嵩密度のスクラップをＳの位置に
投入した。電力による熱投入量は２５．６ＭＪ／秒と
し、羽口４ヶ所より、それぞれ流量２０Ｎｍ3 ／時間の
Ａｒガスを１５分間吹き込んだ。この時点で、温度セン
サによる炉床温度分布に基づき、昇温が遅れている部分
の温度を上げるため、図１に示すガス流量制御器ならび
にガス流量バルブにて、ガス吹き込み量の調整を実施し
た。すなわち、羽口７Ｄ近傍、すなわち、温度センサ
Ｄ，Ｅ、Ｇ、ＨおよびＬの部分の温度上昇が遅れている
ため、図７（ｂ）に示したガス吹き込み位置と溶融金属
の流動との対応関係に基づき、図２に示す羽口７Ａ、７
Ｂおよび７Ｃの３ヶ所からは、それぞれ流量２５Ｎｍ3
／時間のガスを吹き込み、羽口７Ｄからは、閉塞防止の
為に流量２．５Ｎｍ3 ／時間のＡｒガスのみにガス吹き
込み条件を変更し、全量溶解した。
の位置を示す説明図で、●はガス吹き込み羽口を示す。
同図に示すように、高嵩密度のスクラップをＳの位置に
投入した。電力による熱投入量は２５．６ＭＪ／秒と
し、羽口４ヶ所より、それぞれ流量２０Ｎｍ3 ／時間の
Ａｒガスを１５分間吹き込んだ。この時点で、温度セン
サによる炉床温度分布に基づき、昇温が遅れている部分
の温度を上げるため、図１に示すガス流量制御器ならび
にガス流量バルブにて、ガス吹き込み量の調整を実施し
た。すなわち、羽口７Ｄ近傍、すなわち、温度センサ
Ｄ，Ｅ、Ｇ、ＨおよびＬの部分の温度上昇が遅れている
ため、図７（ｂ）に示したガス吹き込み位置と溶融金属
の流動との対応関係に基づき、図２に示す羽口７Ａ、７
Ｂおよび７Ｃの３ヶ所からは、それぞれ流量２５Ｎｍ3
／時間のガスを吹き込み、羽口７Ｄからは、閉塞防止の
為に流量２．５Ｎｍ3 ／時間のＡｒガスのみにガス吹き
込み条件を変更し、全量溶解した。
【００２６】なお、比較例では、炉床温度分布に基づく
ガス吹き込み量の制御は行わず、溶解開始から完了ま
で、羽口４ヶ所から、それぞれ流量２０Ｎｍ3 ／時間で
Ａｒガスの吹き込みを行った以外は、実施例１と同じ条
件で溶解した。
ガス吹き込み量の制御は行わず、溶解開始から完了ま
で、羽口４ヶ所から、それぞれ流量２０Ｎｍ3 ／時間で
Ａｒガスの吹き込みを行った以外は、実施例１と同じ条
件で溶解した。
【００２７】図１１に実施例１、図１２に比較例１の温
度センサによる炉床温度分布の推移を示す。実施例１に
おいては、吹き込み条件の変更後、高嵩密度のスクラッ
プ投入位置近傍、すなわち、温度センサＤ，Ｅ、Ｇ、Ｈ
およびＬの部分の昇温速度が大きくなっており、比較例
１に比べ、低温領域の早期解消に至っている。
度センサによる炉床温度分布の推移を示す。実施例１に
おいては、吹き込み条件の変更後、高嵩密度のスクラッ
プ投入位置近傍、すなわち、温度センサＤ，Ｅ、Ｇ、Ｈ
およびＬの部分の昇温速度が大きくなっており、比較例
１に比べ、低温領域の早期解消に至っている。
【００２８】表１に、実施例１の試験結果を比較例１と
対比して示す。
対比して示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１に示すように、実施例１の全量溶解時
間は、約６２分となり、比較例１に比べ、約１３分短縮
した。また、実施例１の電力原単位は、約１．９０×１
０3ＭＪ／ｔｏｎとなり、比較例１に比べ、約１７％低
減した。
間は、約６２分となり、比較例１に比べ、約１３分短縮
した。また、実施例１の電力原単位は、約１．９０×１
０3ＭＪ／ｔｏｎとなり、比較例１に比べ、約１７％低
減した。
【００３１】（実施例２）実施例１と同じ電気炉、同じ
量および構成のスクラップを用い、単体重量１ｔｏｎの
高嵩密度のスクラップは、図１０に示すＴの位置に投入
した。電力による熱投入量は、実施例１と同じとし、羽
口４ヶ所より、それぞれ、流量２０Ｎｍ3／時間のＡｒ
ガスを１５分間吹き込んだ。この時点で、温度センサに
よる炉床温度分布に基づき、昇温が遅れている羽口７Ｃ
と７Ｄ間の温度を上げるため、羽口７Ａおよび７Ｂの２
ヶ所からは、それぞれ、流量３０Ｎｍ3 ／時間のガスを
吹き込み、羽口７Ｃ、７Ｄからは、閉塞防止用のため
に、それぞれ、流量２．５Ｎｍ3 ／時間のＡｒガスのみ
にガス吹き込み条件を変更し、全量溶解した。
量および構成のスクラップを用い、単体重量１ｔｏｎの
高嵩密度のスクラップは、図１０に示すＴの位置に投入
した。電力による熱投入量は、実施例１と同じとし、羽
口４ヶ所より、それぞれ、流量２０Ｎｍ3／時間のＡｒ
ガスを１５分間吹き込んだ。この時点で、温度センサに
よる炉床温度分布に基づき、昇温が遅れている羽口７Ｃ
と７Ｄ間の温度を上げるため、羽口７Ａおよび７Ｂの２
ヶ所からは、それぞれ、流量３０Ｎｍ3 ／時間のガスを
吹き込み、羽口７Ｃ、７Ｄからは、閉塞防止用のため
に、それぞれ、流量２．５Ｎｍ3 ／時間のＡｒガスのみ
にガス吹き込み条件を変更し、全量溶解した。
【００３２】比較例２は、比較例１と同様にガス吹き込
みの制御は行わず、溶解開始から完了まで、羽口４ヶ所
から、それぞれ流量２０Ｎｍ3 ／時間でＡｒガスの吹き
込みをおこなった以外は、実施例２と同じ条件で実施し
た。
みの制御は行わず、溶解開始から完了まで、羽口４ヶ所
から、それぞれ流量２０Ｎｍ3 ／時間でＡｒガスの吹き
込みをおこなった以外は、実施例２と同じ条件で実施し
た。
【００３３】図１３に実施例２、図１４に比較例２の温
度センサによる炉床温度分布の推移を示す。実施例２で
は、ガス吹き込み条件の変更後、高嵩密度のスクラップ
投入位置近傍Ｋ、Ｄ、ＨおよびＥの昇温速度が大きくな
っており、比較例２に比べ、低温領域の早期解消に至っ
ている。表２に、実施例２の結果を比較例２と対比して
示す。
度センサによる炉床温度分布の推移を示す。実施例２で
は、ガス吹き込み条件の変更後、高嵩密度のスクラップ
投入位置近傍Ｋ、Ｄ、ＨおよびＥの昇温速度が大きくな
っており、比較例２に比べ、低温領域の早期解消に至っ
ている。表２に、実施例２の結果を比較例２と対比して
示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】表２に示すように、実施例２の全溶解は約
６０分で完了しており、比較例２に比べ約１８分短縮し
た。また、実施例２の電力原単位は、約１．８４×１０
3 ＭＪ／ｔｏｎとなり、比較例２に比べ約２３％低減し
た。このように、低温領域の発生位置に対応したガス吹
き込み量の制御により、溶解時間の短縮および電力原単
位の低減効果は明らかである。
６０分で完了しており、比較例２に比べ約１８分短縮し
た。また、実施例２の電力原単位は、約１．８４×１０
3 ＭＪ／ｔｏｎとなり、比較例２に比べ約２３％低減し
た。このように、低温領域の発生位置に対応したガス吹
き込み量の制御により、溶解時間の短縮および電力原単
位の低減効果は明らかである。
【００３６】
【発明の効果】本発明方法によれば、装入物のスクラッ
プの嵩密度分布により発生する低温領域の発生位置に対
し、これに対応した羽口よりガス吹き込み量の制御を実
施することにより、高温溶融金属流を低温領域へ指向す
ることができ、低温領域の早期解消が可能となり、全量
溶解に要する時間を短縮できる。その結果、電気炉生産
性の向上および電力原単位の低減を図ることができる
等、経済的効果をもたらす。
プの嵩密度分布により発生する低温領域の発生位置に対
し、これに対応した羽口よりガス吹き込み量の制御を実
施することにより、高温溶融金属流を低温領域へ指向す
ることができ、低温領域の早期解消が可能となり、全量
溶解に要する時間を短縮できる。その結果、電気炉生産
性の向上および電力原単位の低減を図ることができる
等、経済的効果をもたらす。
【図１】本発明による電気炉操業方法を実施するための
電気炉の概略を示す説明図である。
電気炉の概略を示す説明図である。
【図２】本発明を実施するための電気炉の炉床耐火物中
に埋設されたガス吹き込み用羽口の位置を示す概略図あ
る。
に埋設されたガス吹き込み用羽口の位置を示す概略図あ
る。
【図３】本発明を実施するための電気炉の炉床耐火物中
に埋設された温度センサの位置を示す概略図ある。
に埋設された温度センサの位置を示す概略図ある。
【図４】炉床羽口４ヶ所からガスを吹き込んだ場合の溶
融金属の流動を示す模式図である。
融金属の流動を示す模式図である。
【図５】炉床羽口３ヶ所からガスを吹き込んだ場合の溶
融金属の流動を示す模式図である。
融金属の流動を示す模式図である。
【図６】炉床羽口２ヶ所からガスを吹き込んだ場合の溶
融金属の流動を示す模式図である。
融金属の流動を示す模式図である。
【図７】炉床羽口からのガス吹き込みによる高温下降流
の発生場所を示す模式図で、同図（ａ）は羽口４ヶ所、
同図（ｂ）は羽口３ヶ所、同図（ｃ）は羽口２ヶ所から
の場合である。
の発生場所を示す模式図で、同図（ａ）は羽口４ヶ所、
同図（ｂ）は羽口３ヶ所、同図（ｃ）は羽口２ヶ所から
の場合である。
【図８】低嵩密度のスクラップに高嵩密度のスクラップ
を加えた装入物を溶解した場合の温度センサによる炉床
温度分布の推移を示す模式図である。
を加えた装入物を溶解した場合の温度センサによる炉床
温度分布の推移を示す模式図である。
【図９】図８の場合の高嵩密度のスクラップ投入位置を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１０】実施例における高嵩密度のスクラップ投入位
置を示す説明図である。
置を示す説明図である。
【図１１】実施例１の温度センサによる炉床温度分布の
推移を示す説明図である。
推移を示す説明図である。
【図１２】比較例１の温度センサによる炉床温度分布の
推移を示す説明図である。
推移を示す説明図である。
【図１３】実施例２の温度センサによる炉床温度分布の
推移を示す説明図である。
推移を示す説明図である。
【図１４】比較例２の温度センサによる炉床温度分布の
推移を示す説明図である。
推移を示す説明図である。
１ 溶融金属 ８ ガス供給装置 ２ 上部電極 ９ ガス流量バルブ ３ 炉床耐火物 １０ 温度センサ ４ 炉底電極 １１ ガス流量制御器 ５ 水冷パネル １２ 炉体 ６ 炉蓋 １３ 炉床 ７ ガス吹き込み用羽口
Claims (1)
- 【請求項１】 炉床部に設けた羽口より炉内溶融金属中
にガスを吹き込み、ガスによる攪拌力を利用して、炉内
装入物の溶解、精錬反応を促進する電気炉の操業方法に
おいて、炉床耐火物中に埋設した複数の温度センサにて
計測した炉床温度分布から、未溶解スクラップの残存に
よる炉内低温領域の存在位置を推定し、これに基づき炉
床羽口からのガス吹き込み量を制御することにより、高
温領域から低温領域に向かう溶融金属流を形成し、溶解
を促進することを特徴とする電気炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9139593A JPH10330824A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 電気炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9139593A JPH10330824A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 電気炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330824A true JPH10330824A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15248888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9139593A Withdrawn JPH10330824A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 電気炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10330824A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008115408A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶解装置 |
| CN104109732A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-10-22 | Abb技术有限公司 | 用于控制熔化和炼制过程的方法和控制系统 |
| JP2016151036A (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | 新日鐵住金株式会社 | アーク式底吹き電気炉における撹拌方法 |
| JP2018003075A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 新日鐵住金株式会社 | 酸化鉄含有鉄原料の還元・溶解方法 |
| WO2020096158A1 (ko) * | 2018-11-07 | 2020-05-14 | 에이블맥스(주) | 스크랩 밀도를 이용한 전기로 조업방법 |
| CN113621753A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-09 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种直流电弧炉底电极及底吹协同炼钢的装置和方法 |
| KR20240045003A (ko) * | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 현대제철 주식회사 | 회전식 환원로 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP9139593A patent/JPH10330824A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014210972A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-13 | エービービーテクノロジーエルティーディー． | 溶融および精錬プロセスを制御するための方法および制御システム |
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| CN113621753B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-11-18 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种直流电弧炉底电极及底吹协同炼钢的装置和方法 |
| KR20240045003A (ko) * | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 현대제철 주식회사 | 회전식 환원로 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |