JPH111710A - 製錬炉の制御方法 - Google Patents

製錬炉の制御方法

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JPH111710A
JPH111710A JP14976897A JP14976897A JPH111710A JP H111710 A JPH111710 A JP H111710A JP 14976897 A JP14976897 A JP 14976897A JP 14976897 A JP14976897 A JP 14976897A JP H111710 A JPH111710 A JP H111710A
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JP
Japan
Prior art keywords
steel
amount
iron oxide
slag
molten steel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14976897A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidetoshi Komori
英俊 小森
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication of JPH111710A publication Critical patent/JPH111710A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼浴の突沸を回避する製錬炉の制御方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 鉄鋼15を溶解することにより溶鋼7a
とスラグ7bとからなる鋼浴7が形成された炉体1に対
して、前記鋼浴7の浴面12に向けて少なくともO2
よびコークスを吹き込む製錬炉の制御方法において、前
記溶鋼7aの温度θmと該溶鋼7a中のカーボン量Cmを
算出し、これら溶鋼温度θm、カーボン量Cmに基づいて
前記鋼浴7が突沸する前記スラグ7b中の突沸酸化鉄量
F0を予測しておき、前記鋼浴7中から前記スラグ7b
をサンプリングして該スラグ7bの実測酸化鉄量F1を
求め、前記実測酸化鉄量F1が前記突沸酸化鉄量F0よ
りも小となるようにコークス吹込量および前記溶鋼温度
θmを調整することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクラップ等の鉄
鋼を製錬する製錬炉の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、省資源の観点から、自動車部品の
廃材や空き缶等のスクラップを溶解、製錬し、再び製鋼
して再利用することが一般に行われている。従来、この
ようなスクラップを溶解して製錬する製錬炉として、図
2に示す製鋼用アーク炉(製錬炉)が用いられている。
図2は、製鋼用アーク炉の要部の断面図を示したもので
あり、符号1は炉体、2はスロート部、3は予熱槽であ
る。
【0003】炉体1は、被加熱物であるスクラップ(鉄
鋼)15が供給され溶解される容器であり、該炉体1の
底部には陽極となる底部電極5が設けられている。また
炉体1内には、スクラップ投入口1bを挟んで炉蓋1a
を貫通して取り付けられた陰極となる二本の上部電極
6、6が挿入されている。これら底部電極5と上部電極
6、6との間に電圧を印加してアーク放電させることに
より、炉体1内に供給されたスクラップ15を加熱して
溶解するようになっている。炉体1の底部には、このよ
うに溶解された鋼浴7が貯留されている。鋼浴7は、炉
体1の底部側に位置する溶鋼7aと該溶鋼7aの上方に
堆積するスラグ7bとからなっている。上部電極6の側
方には、ランス(噴射管)8が設けられている。
【0004】ランス8は、鋼浴7の浴面12に対して対
向配置されており、その先端から一次燃焼用のコークス
およびO2がジェットとなって浴面12に噴射されるよ
うになっている。さらに、炉体1の側壁部には、二次燃
焼用のエアーを送り込むエアー配管9が設けられてい
る。
【0005】スロート部2は、一端が前記炉体1の頂部
に設けられたスクラップ投入口1bに接続されており、
他端が予熱槽3の底部側面に接続されている。このスロ
ート部2は、予熱槽3に貯留されたスクラップ15が通
過して炉体1に供給されるスクラップ供給路とされ、か
つ炉体1内から流出する排ガスの通路とされている。ま
た、スロート部2の上部には、予熱槽3に貯留されたス
クラップ15が一時的に滞留させる水平な受台部2aが
設けられている。さらに、この受台部2aに滞留された
スクラップ15を押し出して炉体1内へ供給する進退可
能なスロート部押出装置10が設けられている。
【0006】予熱槽3は、スロート部2の上端に接続さ
れており、スクラップ15を貯留するようになってい
る。この予熱槽3内には、スクラップ15の他に還元鉄
であるHBI(Hot Briquete Iron)16が混入されて
いる。このHBI16は、主成分がFeとされSn、C
u等を含有していないものである。したがって、HBI
16をスクラップ15に混入させることにより、スクラ
ップ15中に含まれるSn、Cu等の不純物の存在比を
相対的に減少させて、スクラップ15を溶解することに
より得られる鋼の品質改善のために用いられるものであ
る。この予熱槽3は、前記スロート部2とともに、炉体
1内から流出される排ガスの通路とされている。したが
って、予熱槽3に貯留されたスクラップ15およびHB
I16は、排ガスの顕熱により予熱されるようになって
いる。また、予熱槽3の下部には、貯留されたスクラッ
プ15およびHBI16を前記受台部2aに押し出して
供給するための予熱部押出装置11が設けられている。
【0007】このように構成された製鋼用アーク炉の運
転方法について概説する。予熱槽3に貯留されたスクラ
ップ15およびHBI16が予熱部押出装置11により
受台部2aに押し出され、さらにスロート部押出装置1
0によりスロート部2を通って炉体1内に供給される。
炉体1内に供給されたスクラップ15およびHBI16
は、底部電極5と上部電極6、6によって引き起こされ
るアーク放電により加熱され溶解される。溶解された鋼
浴7は、炉体1の底部に貯留され、ランス8により一次
燃焼させられることになる。この一次燃焼は酸素不足下
で行われるので、不完全燃焼となり、一次燃焼によって
生成される燃焼ガスは、COを含んだものとなってい
る。さらに、鋼浴7の上方において、エアー配管9によ
って供給される二次燃焼用のエアーに含まれるO2と前
記一次燃焼ガスに含まれるCOとが混合され反応するこ
とにより二次燃焼が行われる。このようにして得られる
排ガスは、一次燃焼と二次燃焼からなる二段の燃焼によ
って得られるため、高温の顕熱を有したガスとなってい
る。排ガスは、炉体1、スロート部2を通過して予熱槽
3に流れ込む。したがって、予熱槽3に貯留されたスク
ラップ15およびHBI16は、高温の排ガスによって
予熱されることになる。このようにスクラップ15およ
びHBI16が予熱されることにより、アーク放電によ
り炉体1内で消費される電力が削減されることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の製鋼
用アーク炉において、炉体1内で鋼浴7の突沸が発生
し、鋼浴7が上方に吹き飛んでしまうという問題があっ
た。この突沸は、図3に示すように、スラグ7b中の酸
化鉄(FeO)量Fが、F≧A+B/Cmを満たす範囲
で顕著に発生していた。ここで、A、Bは製鋼用アーク
炉の操業データにより与えられる定数、Cmは溶鋼7a
中に溶け込んでいるカーボン量である。また、鋼浴7の
突沸が生じると、製錬され製鋼される製品の歩留まりが
悪くなってしまうという問題も引き起こしていた。
【0009】そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなさ
れたもので、鋼浴の突沸を回避する製錬炉の制御方法を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の製錬炉の制御方
法では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用し
た。請求項1記載の製錬炉の制御方法は、鉄鋼を溶解す
ることにより、溶鋼と該溶鋼の上方に堆積するスラグと
からなる鋼浴が形成された炉体に対して、前記鋼浴の浴
面に向けて少なくともO2およびコークスを吹き込む製
錬炉の制御方法において、前記溶鋼の温度と該溶鋼中の
カーボン量を算出し、これら溶鋼温度、カーボン量に基
づいて前記鋼浴が突沸する前記スラグ中の突沸酸化鉄量
F0を予測しておき、前記鋼浴中から前記スラグをサン
プリングして該スラグの実測酸化鉄量F1を求め、前記
実測酸化鉄量F1が前記突沸酸化鉄量F0よりも小とな
るようにコークス吹込量および前記溶鋼温度を調整する
ことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本実施の形態における製鋼用アーク炉は、
従来の技術で示したものと同様なので、以下に図2を参
照して説明し、各部材の説明を省略する。底部電極5と
上部電極6、6との間に印加される電力は、図示しない
電力供給装置によって制御されるようになっている。予
熱槽3の出口部の温度には熱電対が取り付けられてお
り、温度測定が可能となっている。予熱槽3に供給され
るスクラップ15およびHBI16の重量は、供給時に
測定されるようになっている。この測定された重量と、
スロート部押出装置10および予熱部押出装置11によ
って押し出される重量とから炉体1内に供給されるスク
ラップ15およびHBI16が得られるので、炉体1内
の鋼浴7の重量も得られるようになっている。また、ス
ラグや溶鋼の重量は、従来の操業データ等に基づいて求
められるようになっている。製鋼用アーク炉の運転時に
おいて、スクラップ15およびHBI16が炉体1内に
供給され、炉体1内でアーク放電により溶解される過程
は従来の技術で説明したものと同様なので省略する。
【0012】本実施の形態は、製鋼用アーク炉の制御方
法について特徴があるので、以下にその点について説明
する。製鋼用アーク炉の制御方法は、溶鋼7aの温度θ
mおよび溶鋼7a中に溶け込んだカーボン量Cmとを算出
して、その結果に基づいて制御を行うものである。溶鋼
温度θmは、以下の熱量バランスの式で算出する。 Wh・Qh + Wn・Qn + Σ(Ws・θs・Cs) + Σ(P
・t)=(Wh + Wn + ΣWs)・(Cs・θm)
…(1) ここで、Whは炉体1内
に残留された鋼浴重量、Qhは炉体1内に残留された鋼
浴重量の熱量、Wnはスラグ7bの重量、Qnはスラグ7
bの熱量、Wsは炉体1内に供給されるスクラップ15
およびHBI16の重量、θsは予熱槽3出口における
スクラップ15およびHBI16の温度、Csはスクラ
ップ15およびHBI16の比熱、Pは炉体1内でアー
ク放電により消費される投入電力、tは電力を投入して
いる時間である。また、溶鋼7a中に溶け込んだカーボ
ン量Cmは、以下の式で算出する。 Cm={Mh+ΣMs+(ΣUb・t−ΣUn・t−ΣUd・
t)}/Wm …(2) ここで、Mhは炉体1内に残留
された鋼浴7中のカーボン量、Msはスクラップ15お
よびHBI16中のカーボン量、Ubはランス8から鋼
浴7へ供給されるコークスの吹込量、Unはスラグ7b
の還元速度、Udは溶鋼7aの脱炭速度、Wmは溶鋼7a
の重量である。なお、(2)式における脱炭速度Ud
は、溶鋼温度θmの関数となっている。したがって、カ
ーボン量Cmは、溶鋼温度θmを算出した後に得られるよ
うになっている。また、鋼浴7の突沸が生じる際のスラ
グ7b中の酸化鉄量、すなわち突沸酸化鉄量は、以下の
式で算出する。 F0=A+B/Cm …
(3) ここで、A、Bは、製鋼用アーク炉の従来の操
業データ等に基づいて与えられる定数である。
【0013】上記溶鋼温度θmとカーボン量Cmに基づい
て、製鋼用アーク炉の制御方法を図1を参照して説明す
る。まず、(1)式により溶鋼温度θmを算出する。次
に、この溶鋼温度θmを用いて(2)式により溶鋼7a
中のカーボン量Cmを算出する。そして、このカーボン
量Cmに基づいて、(3)式により突沸酸化鉄量F0を
算出する。一方、炉体1内のスラグを図示しないサンプ
リング装置によりサンプリングし、分析装置によりスラ
グ7bを分析してスラグ7b中の実測酸化鉄量F1を求
める。そして、突沸酸化鉄量F0と実測酸化鉄量F1を
図示しない演算装置に取り込み、比較する。実測酸化鉄
量F1が突沸酸化鉄量F0を越えた場合は、スラグ7b
中の酸化鉄量を減らすために、スラグ7bにコークスを
吹き込みスラグ7b中の酸化鉄を還元する。また、投入
電力Pを調整することにより、スラグ7b中の酸化鉄の
還元を促進させる。実測酸化鉄量F1が突沸酸化鉄量F
0よりも小となる場合は、そのまま製鋼用アーク炉の運
転を続ける。
【0014】このように、溶鋼温度θmおよびカーボン
量Cmを算出して、突沸酸化鉄量F0を求め、スラグ7
bをサンプリングすることにより得られる実測酸化鉄量
F1が突沸酸化鉄量F0よりも小となるように制御する
ことにより、図3に斜線で示した鋼浴7の突沸が生じる
範囲での運転を回避することができ、鋼浴7の突沸を防
止することが可能となる。
【0015】なお、本実施の形態において、ランス8か
らコークスおよびO2を吹き込む構成としたが、ランス
8を複数設け、それぞれのランス8からからコークス、
2を別々に吹き込む構成としてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製錬炉の
制御方法によれば、以下の効果を得ることができる。溶
鋼温度およびカーボン量を算出して、突沸酸化鉄量F0
を求め、スラグをサンプリングすることにより得られる
実測酸化鉄量F1が突沸酸化鉄量F0よりも小となるよ
うにコークス吹込量および溶鋼温度を調整する制御方法
としたので、鋼浴の突沸を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態であり、製錬炉の制御方
法のフローチャートを示す図である。
【図2】 従来の技術である製鋼用アーク炉を示す断面
図である。
【図3】 鋼浴の突沸が生じる範囲を斜線で示した図で
ある。
【符号の説明】
1 炉体 7 鋼浴 7a 溶鋼 7b スラグ 12 浴面 θm 溶鋼温度 Cm カーボン量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄鋼を溶解することにより溶鋼と該溶鋼
    の上方に堆積するスラグとからなる鋼浴が形成された炉
    体に対して、前記鋼浴の浴面に向けて少なくともO2
    よびコークスを吹き込む製錬炉の制御方法において、 前記溶鋼の温度と該溶鋼中のカーボン量を算出し、これ
    ら溶鋼温度、カーボン量に基づいて前記鋼浴が突沸する
    前記スラグ中の突沸酸化鉄量F0を予測しておき、 前記鋼浴中から前記スラグをサンプリングして該スラグ
    の実測酸化鉄量F1を求め、 前記実測酸化鉄量F1が前記突沸酸化鉄量F0よりも小
    となるようにコークス吹込量および前記溶鋼温度を調整
    することを特徴とする製錬炉の制御方法。
JP14976897A 1997-06-06 1997-06-06 製錬炉の制御方法 Withdrawn JPH111710A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11154113B2 (en) 2017-05-23 2021-10-26 Nike, Inc. Footwear upper with lace-engaged zipper system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11154113B2 (en) 2017-05-23 2021-10-26 Nike, Inc. Footwear upper with lace-engaged zipper system

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Effective date: 20040907