JP2000008115A - 冷鉄源の溶解方法 - Google Patents
冷鉄源の溶解方法Info
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- JP2000008115A JP2000008115A JP17311298A JP17311298A JP2000008115A JP 2000008115 A JP2000008115 A JP 2000008115A JP 17311298 A JP17311298 A JP 17311298A JP 17311298 A JP17311298 A JP 17311298A JP 2000008115 A JP2000008115 A JP 2000008115A
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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
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄スクラップや還元鉄等の冷鉄源を極めて効
率良く溶解して溶鋼を得る。 【解決手段】 酸素バーナー加熱とアーク加熱とを併用
した溶解炉１における冷鉄源１１の溶解方法であって、
先ず、酸素バーナー７のみで冷鉄源の加熱を開始し、次
いで、少なくとも冷鉄源の溶け落ち以後は、酸素バーナ
ー加熱から電極５、６で発生するアークによる加熱に切
り替え、残留する冷鉄源を加熱・溶解する。その際、溶
解炉に直結する予熱槽を設け、溶解炉の排ガスを予熱槽
に導入して冷鉄源を予熱することで一層効率良く加熱・
溶解することができる。
率良く溶解して溶鋼を得る。 【解決手段】 酸素バーナー加熱とアーク加熱とを併用
した溶解炉１における冷鉄源１１の溶解方法であって、
先ず、酸素バーナー７のみで冷鉄源の加熱を開始し、次
いで、少なくとも冷鉄源の溶け落ち以後は、酸素バーナ
ー加熱から電極５、６で発生するアークによる加熱に切
り替え、残留する冷鉄源を加熱・溶解する。その際、溶
解炉に直結する予熱槽を設け、溶解炉の排ガスを予熱槽
に導入して冷鉄源を予熱することで一層効率良く加熱・
溶解することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶解炉にて鉄スク
ラップや還元鉄等の冷鉄源を、酸素バーナー加熱とアー
ク加熱との組み合わせにより、効率良く溶解する方法に
関するものである。
ラップや還元鉄等の冷鉄源を、酸素バーナー加熱とアー
ク加熱との組み合わせにより、効率良く溶解する方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省資源及び環境問題から、鉄鉱石
を主原料とする高炉−転炉による一貫製鉄法に代わり、
発生量の多い鉄スクラップを再溶解する製鋼法による鉄
鋼生産量が増大している。この鉄スクラップを溶解する
炉としては、一般に、電気エネルギーを熱源として利用
したアーク炉と、化石燃料の酸素バーナーによる燃焼熱
を利用した溶解炉とが知られている。
を主原料とする高炉−転炉による一貫製鉄法に代わり、
発生量の多い鉄スクラップを再溶解する製鋼法による鉄
鋼生産量が増大している。この鉄スクラップを溶解する
炉としては、一般に、電気エネルギーを熱源として利用
したアーク炉と、化石燃料の酸素バーナーによる燃焼熱
を利用した溶解炉とが知られている。
【０００３】アーク炉では電極から発生するアーク熱に
より鉄スクラップ等の冷鉄源を加熱するが、多くの電力
を消費するので、電力消費量を節約するため、例えば、
特開平７−１９０６２９号公報に開示されるように、ア
ーク炉で発生する高温の排ガスを冷鉄源が装入された予
熱槽に導入して冷鉄源を予熱する方法や、又、特開平７
−２６３１８号公報に開示されるように、アーク加熱中
に助燃バーナーから安価な炭素含有燃料と酸素含有ガス
とを炉内に吹き込み、炭素含有燃料の燃焼熱を利用する
方法を行っている。
より鉄スクラップ等の冷鉄源を加熱するが、多くの電力
を消費するので、電力消費量を節約するため、例えば、
特開平７−１９０６２９号公報に開示されるように、ア
ーク炉で発生する高温の排ガスを冷鉄源が装入された予
熱槽に導入して冷鉄源を予熱する方法や、又、特開平７
−２６３１８号公報に開示されるように、アーク加熱中
に助燃バーナーから安価な炭素含有燃料と酸素含有ガス
とを炉内に吹き込み、炭素含有燃料の燃焼熱を利用する
方法を行っている。
【０００４】酸素バーナー加熱による溶解炉では重油、
灯油、微粉炭、プロパンガス、天然ガス等の化石燃料を
燃焼させて冷鉄源を加熱するが、燃焼熱を効率良く利用
するため、例えば特開昭５６−１６１４７８号公報に開
示されるように、酸素バーナーを具備した溶解炉の上方
に冷鉄源の予熱槽を直結して設け、高温の燃焼ガスで冷
鉄源を予熱する方法が行なわれている。尚、酸素バーナ
ーは空気を用いたバーナーに比べて燃焼ガス量が少な
く、そのため、炉外に排出される燃焼ガスの持ち去る熱
量が少なく、炉内への伝達熱量が高い等の利点を有す
る。
灯油、微粉炭、プロパンガス、天然ガス等の化石燃料を
燃焼させて冷鉄源を加熱するが、燃焼熱を効率良く利用
するため、例えば特開昭５６−１６１４７８号公報に開
示されるように、酸素バーナーを具備した溶解炉の上方
に冷鉄源の予熱槽を直結して設け、高温の燃焼ガスで冷
鉄源を予熱する方法が行なわれている。尚、酸素バーナ
ーは空気を用いたバーナーに比べて燃焼ガス量が少な
く、そのため、炉外に排出される燃焼ガスの持ち去る熱
量が少なく、炉内への伝達熱量が高い等の利点を有す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法によりアー
ク炉での電力原単位は減少したものの、現状でもおよそ
４００ｋｗ／ｔであり、製造コスト上昇の主要な一因と
なっている。
ク炉での電力原単位は減少したものの、現状でもおよそ
４００ｋｗ／ｔであり、製造コスト上昇の主要な一因と
なっている。
【０００６】又、酸素バーナー加熱による溶解炉では、
溶解初期の冷鉄源が固体状態の場合には燃焼ガスと冷鉄
源との接触面積が広いので、アーク加熱よりも効率良く
加熱することができるが、溶解中期以降では、冷鉄源は
固体・液体の共存状態あるいは溶解して液体状態とな
り、化石燃料の燃焼熱の伝達が鉄浴表面でのみ行なわれ
るために伝熱効率が悪く、結果として製造コストはアー
ク炉による溶解の場合と大差なく、熱の有功利用の観点
からみれば未だ十分とはいえない。
溶解初期の冷鉄源が固体状態の場合には燃焼ガスと冷鉄
源との接触面積が広いので、アーク加熱よりも効率良く
加熱することができるが、溶解中期以降では、冷鉄源は
固体・液体の共存状態あるいは溶解して液体状態とな
り、化石燃料の燃焼熱の伝達が鉄浴表面でのみ行なわれ
るために伝熱効率が悪く、結果として製造コストはアー
ク炉による溶解の場合と大差なく、熱の有功利用の観点
からみれば未だ十分とはいえない。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、溶解炉において鉄スクラップ
や還元鉄等の冷鉄源を極めて効率良く溶解して溶鋼を得
る方法を提供することである。
その目的とするところは、溶解炉において鉄スクラップ
や還元鉄等の冷鉄源を極めて効率良く溶解して溶鋼を得
る方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明による冷鉄源
の溶解方法は、酸素バーナー加熱とアーク加熱とを併用
した溶解炉における冷鉄源の溶解方法であって、酸素バ
ーナー加熱のみで冷鉄源の加熱を開始し、次いで、少な
くとも冷鉄源の溶け落ち以後は酸素バーナー加熱をアー
ク加熱に切り替えて残留する冷鉄源を加熱・溶解すると
共に、鉄浴を所定の温度まで昇温して出湯することを特
徴とするものである。
の溶解方法は、酸素バーナー加熱とアーク加熱とを併用
した溶解炉における冷鉄源の溶解方法であって、酸素バ
ーナー加熱のみで冷鉄源の加熱を開始し、次いで、少な
くとも冷鉄源の溶け落ち以後は酸素バーナー加熱をアー
ク加熱に切り替えて残留する冷鉄源を加熱・溶解すると
共に、鉄浴を所定の温度まで昇温して出湯することを特
徴とするものである。
【０００９】第２の発明による冷鉄源の溶解方法は、第
１の発明において、溶解炉に直結する予熱槽を設け、溶
解炉の排ガスを予熱槽に導入して冷鉄源を予熱すること
を特徴とするものである。
１の発明において、溶解炉に直結する予熱槽を設け、溶
解炉の排ガスを予熱槽に導入して冷鉄源を予熱すること
を特徴とするものである。
【００１０】本発明では、酸素バーナー加熱とアーク加
熱との両方を行うことができる溶解炉を用い、溶解初期
の固体状態の冷鉄源が主体である期間は酸素バーナーの
みで加熱する。溶解初期の冷鉄源は、比較的その温度が
低いことと、主体が固体状態であるので、酸素バーナー
の燃焼ガスとの接触面積が広く、且つ、燃焼ガスが冷鉄
源間を自由に通り抜けできるため、化石燃 料の燃焼熱
が極めて効率良く冷鉄源に伝達され、アーク加熱より効
率良く加熱することができる。
熱との両方を行うことができる溶解炉を用い、溶解初期
の固体状態の冷鉄源が主体である期間は酸素バーナーの
みで加熱する。溶解初期の冷鉄源は、比較的その温度が
低いことと、主体が固体状態であるので、酸素バーナー
の燃焼ガスとの接触面積が広く、且つ、燃焼ガスが冷鉄
源間を自由に通り抜けできるため、化石燃 料の燃焼熱
が極めて効率良く冷鉄源に伝達され、アーク加熱より効
率良く加熱することができる。
【００１１】そして、溶解が進み溶解炉内に鉄浴が形成
されると、残留する固体状態の冷鉄源は比重差により鉄
浴中に沈降し、やがて、残留する冷鉄源は全て鉄浴中に
埋没して固体・液体の共存 状態となる。この冷鉄源が
全て鉄浴中に埋没した時点を溶け落ちという。冷鉄源が
鉄浴中に埋没し始めると、冷鉄源と酸素バーナーの燃焼
ガスとの接触する面積は徐々に減少して伝熱 効率が低
下し、そして、冷鉄源が全て鉄浴中に埋没した溶け落ち
以後は、化石燃料の燃焼熱の伝達は鉄浴表面でのみ行な
われるため、伝熱効率が極めて悪くなる。そのため、少
なくとも溶け落ち以後は、酸素バーナー加熱からアーク
加熱に切り替えて加熱する。本発明者等は、冷鉄源が溶
け落ちた状態では、アーク加熱の方が酸素バーナー加熱
より伝熱効率が良いことを確認している。
されると、残留する固体状態の冷鉄源は比重差により鉄
浴中に沈降し、やがて、残留する冷鉄源は全て鉄浴中に
埋没して固体・液体の共存 状態となる。この冷鉄源が
全て鉄浴中に埋没した時点を溶け落ちという。冷鉄源が
鉄浴中に埋没し始めると、冷鉄源と酸素バーナーの燃焼
ガスとの接触する面積は徐々に減少して伝熱 効率が低
下し、そして、冷鉄源が全て鉄浴中に埋没した溶け落ち
以後は、化石燃料の燃焼熱の伝達は鉄浴表面でのみ行な
われるため、伝熱効率が極めて悪くなる。そのため、少
なくとも溶け落ち以後は、酸素バーナー加熱からアーク
加熱に切り替えて加熱する。本発明者等は、冷鉄源が溶
け落ちた状態では、アーク加熱の方が酸素バーナー加熱
より伝熱効率が良いことを確認している。
【００１２】このように、本発明では溶解時期に対応し
て伝熱効率の良い加熱方法で冷鉄源を溶解するので、溶
解の初期から終了まで常に伝熱効率の良い状態を維持す
ることができ、加熱・溶解に必要なエネルギーを大幅に
削減することができる。
て伝熱効率の良い加熱方法で冷鉄源を溶解するので、溶
解の初期から終了まで常に伝熱効率の良い状態を維持す
ることができ、加熱・溶解に必要なエネルギーを大幅に
削減することができる。
【００１３】更に、溶解炉に直結して冷鉄源の予熱槽を
設け、溶解炉の排ガスにて冷鉄源を予熱槽内で予熱する
ので、化石燃料の燃焼熱は有効に冷鉄源に伝達し、エネ
ルギー効率をより一層高めることが可能となる。
設け、溶解炉の排ガスにて冷鉄源を予熱槽内で予熱する
ので、化石燃料の燃焼熱は有効に冷鉄源に伝達し、エネ
ルギー効率をより一層高めることが可能となる。
【００１４】尚、本発明に用いる酸素バーナーとは、酸
素若しくは酸素富化空気を用いて、重油、灯油、微粉
炭、プロパンガス、天然ガス等の化石燃料を燃焼させて
高温の火炎を形成するものである。
素若しくは酸素富化空気を用いて、重油、灯油、微粉
炭、プロパンガス、天然ガス等の化石燃料を燃焼させて
高温の火炎を形成するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態の１つの例を示す溶解設備
の断面概略図である。
図１は、本発明の実施の形態の１つの例を示す溶解設備
の断面概略図である。
【００１６】図において、内部を耐火物で構築され、底
部に炉底電極５を備えた炉本体２の上部には水冷構造の
炉壁３が配置され、この炉壁３の上部開口部は開閉自在
な水冷構造の炉蓋４で覆われている。そして炉壁３を貫
通して酸素バーナー７が、又、炉蓋４を貫通して炉本体
２内へ上下移動可能な黒鉛製の上部電極６が設けられて
溶解炉１が構成されている。尚、酸素バーナー７は、図
では１本であるが溶解炉１の周方向に複数本設置されて
おり、重油、灯油、微粉炭、プロパンガス、天然ガス等
の化石燃料を酸素若しくは酸素富化空気により炉本体２
内で燃焼させる。又、炉底電極５と上部電極６とは直流
電源（図示せず）に連結し、炉底電極５と上部電極６と
の間でアークを発生させる。
部に炉底電極５を備えた炉本体２の上部には水冷構造の
炉壁３が配置され、この炉壁３の上部開口部は開閉自在
な水冷構造の炉蓋４で覆われている。そして炉壁３を貫
通して酸素バーナー７が、又、炉蓋４を貫通して炉本体
２内へ上下移動可能な黒鉛製の上部電極６が設けられて
溶解炉１が構成されている。尚、酸素バーナー７は、図
では１本であるが溶解炉１の周方向に複数本設置されて
おり、重油、灯油、微粉炭、プロパンガス、天然ガス等
の化石燃料を酸素若しくは酸素富化空気により炉本体２
内で燃焼させる。又、炉底電極５と上部電極６とは直流
電源（図示せず）に連結し、炉底電極５と上部電極６と
の間でアークを発生させる。
【００１７】炉壁３を貫通して、炉本体２内を斜め上下
に移動可能な酸素吹き込みランス９と炭材吹き込みラン
ス１０とが設けられ、酸素吹き込みランス９からは酸素
が炉本体２内に吹き込まれ、そして、炭材吹き込みラン
ス１０からは空気や窒素ガス等を搬送用ガスとしてコー
クス、チャー、石炭、木炭等の炭材が炉本体２内に吹き
込まれる。又、炉本体２の突出部２ａには、その炉底
に、扉１５で出口側を押さえ付けられて内部にマッド剤
が充填した出鋼口１４と、その側壁に、扉１７で出口側
を押さえ付けられて内部にマッド剤が充填した出滓口１
６とが設けられ、炉蓋４には集塵機（図示せず）につな
がるダクト１８が設けられている。
に移動可能な酸素吹き込みランス９と炭材吹き込みラン
ス１０とが設けられ、酸素吹き込みランス９からは酸素
が炉本体２内に吹き込まれ、そして、炭材吹き込みラン
ス１０からは空気や窒素ガス等を搬送用ガスとしてコー
クス、チャー、石炭、木炭等の炭材が炉本体２内に吹き
込まれる。又、炉本体２の突出部２ａには、その炉底
に、扉１５で出口側を押さえ付けられて内部にマッド剤
が充填した出鋼口１４と、その側壁に、扉１７で出口側
を押さえ付けられて内部にマッド剤が充填した出滓口１
６とが設けられ、炉蓋４には集塵機（図示せず）につな
がるダクト１８が設けられている。
【００１８】この溶解炉１における操業は、先ず、炉蓋
４を開けて炉本体２内に鉄スクラップ、直接還元鉄、及
び銑鉄等の冷鉄源１１を装入して炉蓋４を閉める。次い
で、酸素バーナー７にて化石燃料を燃焼させて冷鉄源１
１を加熱する。酸素バーナー７の近傍の冷鉄源１１は、
酸素バーナー７の火炎７ａで直接加熱されて溶解し、
又、酸素バーナー７から離れた位置の冷鉄源１１は、溶
解炉１内をダクト１８に向かって流れる燃焼ガスにより
効率良く加熱される。尚、酸素バーナー７による加熱の
際には、溶解炉１の炉内空間を拡大して冷鉄源１１の加
熱を容易とするため、及び、設備の損傷防止のために上
部電極６、酸素吹き込みランス９、及び炭材吹き込みラ
ンス１０は炉本体２の外に待機させておくことが好まし
い。
４を開けて炉本体２内に鉄スクラップ、直接還元鉄、及
び銑鉄等の冷鉄源１１を装入して炉蓋４を閉める。次い
で、酸素バーナー７にて化石燃料を燃焼させて冷鉄源１
１を加熱する。酸素バーナー７の近傍の冷鉄源１１は、
酸素バーナー７の火炎７ａで直接加熱されて溶解し、
又、酸素バーナー７から離れた位置の冷鉄源１１は、溶
解炉１内をダクト１８に向かって流れる燃焼ガスにより
効率良く加熱される。尚、酸素バーナー７による加熱の
際には、溶解炉１の炉内空間を拡大して冷鉄源１１の加
熱を容易とするため、及び、設備の損傷防止のために上
部電極６、酸素吹き込みランス９、及び炭材吹き込みラ
ンス１０は炉本体２の外に待機させておくことが好まし
い。
【００１９】冷鉄源１１が加熱されて溶解し、鉄浴１２
が形成して溶解炉１内の冷鉄源１１が少なくなったな
ら、炉蓋４を再度開けて冷鉄源１１を追加装入して炉蓋
４を閉じ、酸素バーナー７による加熱を再開する。この
追加装入を何回か繰り返し行い、溶解炉１内に所定量の
冷鉄源１１を装入する。但し、溶解炉１の容積が大きく
所定量の冷鉄源１１が最初の一回の装入で可能な場合に
は、追加装入の必要はない。所定量の冷鉄源１１とは、
１ヒート分若しくは複数ヒート分の鉄浴１２の量に相当
する冷鉄源１１の量である。
が形成して溶解炉１内の冷鉄源１１が少なくなったな
ら、炉蓋４を再度開けて冷鉄源１１を追加装入して炉蓋
４を閉じ、酸素バーナー７による加熱を再開する。この
追加装入を何回か繰り返し行い、溶解炉１内に所定量の
冷鉄源１１を装入する。但し、溶解炉１の容積が大きく
所定量の冷鉄源１１が最初の一回の装入で可能な場合に
は、追加装入の必要はない。所定量の冷鉄源１１とは、
１ヒート分若しくは複数ヒート分の鉄浴１２の量に相当
する冷鉄源１１の量である。
【００２０】所定量の冷鉄源１１を溶解炉１内に装入し
て、更に、酸素バーナー７による加熱を継続する。やが
て、鉄浴１２が増えて全ての冷鉄源１１が比重差により
鉄浴１２中に埋没して溶け落ちとなる。炉内自由空間の
冷鉄源１１が少なくなった時点で、予め上部電極６を炉
本体２内に装入しておき、少なくとも溶け落ち後は炉底
電極５と上部電極６とに直流電流を給電して上部電極６
と鉄浴１２との間にアークを発生して加熱し、鉄浴１２
中に残留する冷鉄源１１を溶解する。このアーク加熱に
伴い酸素バーナー加熱を停止する。尚、冷鉄源１１の溶
け落ち前であって、溶解炉１内の自由空間の冷鉄源１１
が少なくなり、酸素バーナー７の燃焼熱の伝熱効率が減
少してアーク加熱の方が有利な時点で、酸素バーナー加
熱からアーク加熱へと切り替えてれば、一層効率良く冷
鉄源１１を加熱・溶解することができる。又、冷鉄源１
１の溶け落ち以後はアーク加熱が原則であるが、実操業
では厳密な区分が困難であり、溶け落ち後の数分間が酸
素バーナー加熱であっても許容されることとする。
て、更に、酸素バーナー７による加熱を継続する。やが
て、鉄浴１２が増えて全ての冷鉄源１１が比重差により
鉄浴１２中に埋没して溶け落ちとなる。炉内自由空間の
冷鉄源１１が少なくなった時点で、予め上部電極６を炉
本体２内に装入しておき、少なくとも溶け落ち後は炉底
電極５と上部電極６とに直流電流を給電して上部電極６
と鉄浴１２との間にアークを発生して加熱し、鉄浴１２
中に残留する冷鉄源１１を溶解する。このアーク加熱に
伴い酸素バーナー加熱を停止する。尚、冷鉄源１１の溶
け落ち前であって、溶解炉１内の自由空間の冷鉄源１１
が少なくなり、酸素バーナー７の燃焼熱の伝熱効率が減
少してアーク加熱の方が有利な時点で、酸素バーナー加
熱からアーク加熱へと切り替えてれば、一層効率良く冷
鉄源１１を加熱・溶解することができる。又、冷鉄源１
１の溶け落ち以後はアーク加熱が原則であるが、実操業
では厳密な区分が困難であり、溶け落ち後の数分間が酸
素バーナー加熱であっても許容されることとする。
【００２１】炉本体２内には、予め、生石灰、蛍石等の
フラックスを冷鉄源１１と共に装入し、酸素バーナー加
熱で溶融させて溶融スラグ１３を鉄浴１２上に形成さ
せ、鉄浴１２の酸化を防止すると共に鉄浴１２の保温を
図る。溶融スラグ１３の量が多すぎる場合には、操業中
でも出滓口１６から、排滓することができる。
フラックスを冷鉄源１１と共に装入し、酸素バーナー加
熱で溶融させて溶融スラグ１３を鉄浴１２上に形成さ
せ、鉄浴１２の酸化を防止すると共に鉄浴１２の保温を
図る。溶融スラグ１３の量が多すぎる場合には、操業中
でも出滓口１６から、排滓することができる。
【００２２】炉内の自由空間に残留する冷鉄源１１が少
なくなり、溶融スラグ１３中に酸素吹き込みランス９及
び炭材吹き込みランス１０を浸漬可能となったなら、酸
素吹き込みランス９及び炭材吹き込みランス１０を炉本
体２内に挿入してその先端を溶融スラグに浸漬させ、酸
素と炭材とを溶融スラグ１３中に吹き込むことが好まし
い。溶融スラグ１３中に懸濁した炭材と、吹き込まれる
酸素とが反応して燃焼熱を発生するため補助熱源として
作用すると共に、反応生成物のＣＯが溶融スラグ１３を
フォーミングさせるので、アーク加熱している場合に
は、発生するアークが溶融スラグ１３に包まれてアーク
の伝熱効率が上昇するからである。この炭材の吹き込み
量は、吹き込む酸素の量に対応して決める。即ち、吹き
込まれる酸素の化学等量に等しい程度の炭材を添加す
る。炭材量が吹き込まれる酸素量に比べて少ないと、鉄
浴１２が過剰に酸化するので好ましくない。
なくなり、溶融スラグ１３中に酸素吹き込みランス９及
び炭材吹き込みランス１０を浸漬可能となったなら、酸
素吹き込みランス９及び炭材吹き込みランス１０を炉本
体２内に挿入してその先端を溶融スラグに浸漬させ、酸
素と炭材とを溶融スラグ１３中に吹き込むことが好まし
い。溶融スラグ１３中に懸濁した炭材と、吹き込まれる
酸素とが反応して燃焼熱を発生するため補助熱源として
作用すると共に、反応生成物のＣＯが溶融スラグ１３を
フォーミングさせるので、アーク加熱している場合に
は、発生するアークが溶融スラグ１３に包まれてアーク
の伝熱効率が上昇するからである。この炭材の吹き込み
量は、吹き込む酸素の量に対応して決める。即ち、吹き
込まれる酸素の化学等量に等しい程度の炭材を添加す
る。炭材量が吹き込まれる酸素量に比べて少ないと、鉄
浴１２が過剰に酸化するので好ましくない。
【００２３】アーク加熱により、鉄浴１２中に残留する
冷鉄源１１を全て溶解し、次いで、鉄浴１２を精錬して
目的組成の溶鋼を得、更に出湯するのに都合の良い所定
の温度まで昇温する。その後、溶解炉１を傾動させ、出
鋼口１４から溶鋼を保持容器（図示せず）に出湯する。
出湯後、冷鉄源１１を炉本体２に再度装入し、上記に従
って酸素バーナー加熱及びアーク加熱を行い、溶解炉１
の操業を継続する。
冷鉄源１１を全て溶解し、次いで、鉄浴１２を精錬して
目的組成の溶鋼を得、更に出湯するのに都合の良い所定
の温度まで昇温する。その後、溶解炉１を傾動させ、出
鋼口１４から溶鋼を保持容器（図示せず）に出湯する。
出湯後、冷鉄源１１を炉本体２に再度装入し、上記に従
って酸素バーナー加熱及びアーク加熱を行い、溶解炉１
の操業を継続する。
【００２４】このようにして冷鉄源１１を溶解すること
で、溶解の初期から終了まで常に伝熱効率の良い状態を
維持することができ、加熱・溶解に必要なエネルギーを
大幅に削減することができる。
で、溶解の初期から終了まで常に伝熱効率の良い状態を
維持することができ、加熱・溶解に必要なエネルギーを
大幅に削減することができる。
【００２５】図２は、本発明の実施の形態の他の例を示
す溶解設備の断面概略図である。図２において、図１と
同一の部分は同一符号により示し、その説明は省略す
る。本実施の形態では、炉蓋４に直結して予熱槽８が配
置されて溶解炉１と予熱槽８とが直結されている。予熱
槽８の上端にはダクト１８が設けられ、ダクト１８は集
塵機（図示せず）に連結し、溶解炉１で発生する高温の
排ガスは、予熱槽８、及びダクト１８を順に通って吸引
され、予熱槽８の最上部に設けた開閉自在な冷鉄源装入
口１９を介して予熱槽８内に装入された冷鉄源１１が予
熱される構成となっている。又、酸素バーナー７、酸素
吹き込みランス９、及び炭材吹き込みランス１０は炉蓋
４を貫通している。
す溶解設備の断面概略図である。図２において、図１と
同一の部分は同一符号により示し、その説明は省略す
る。本実施の形態では、炉蓋４に直結して予熱槽８が配
置されて溶解炉１と予熱槽８とが直結されている。予熱
槽８の上端にはダクト１８が設けられ、ダクト１８は集
塵機（図示せず）に連結し、溶解炉１で発生する高温の
排ガスは、予熱槽８、及びダクト１８を順に通って吸引
され、予熱槽８の最上部に設けた開閉自在な冷鉄源装入
口１９を介して予熱槽８内に装入された冷鉄源１１が予
熱される構成となっている。又、酸素バーナー７、酸素
吹き込みランス９、及び炭材吹き込みランス１０は炉蓋
４を貫通している。
【００２６】この予熱槽８を具備した溶解炉１における
操業は、先ず、冷鉄源供給口１９から予熱槽８内に冷鉄
源１１を装入する。予熱槽８内に装入された冷鉄源１１
は、溶解炉１内にも装入される。このようにして予熱槽
８内に冷鉄源１１を充填する。尚、溶解炉１内へ冷鉄源
１１を均一に装入するため、炉蓋４を開けて予熱槽８と
反対側の溶解炉１内に冷鉄源１１を装入することもでき
る。そして、酸素バーナー７による加熱を開始する。酸
素バーナー７の燃焼ガスは予熱槽８を通るので、溶解炉
１内の冷鉄源１１の加熱のみならず、予熱槽８内の冷鉄
源１１の予熱も同時に行われる。
操業は、先ず、冷鉄源供給口１９から予熱槽８内に冷鉄
源１１を装入する。予熱槽８内に装入された冷鉄源１１
は、溶解炉１内にも装入される。このようにして予熱槽
８内に冷鉄源１１を充填する。尚、溶解炉１内へ冷鉄源
１１を均一に装入するため、炉蓋４を開けて予熱槽８と
反対側の溶解炉１内に冷鉄源１１を装入することもでき
る。そして、酸素バーナー７による加熱を開始する。酸
素バーナー７の燃焼ガスは予熱槽８を通るので、溶解炉
１内の冷鉄源１１の加熱のみならず、予熱槽８内の冷鉄
源１１の予熱も同時に行われる。
【００２７】冷鉄源１１が加熱されて溶解すると、予熱
槽８内の冷鉄源１１は、溶解炉１内で溶解された量に見
合って溶解炉１内に自由落下して減少するので、この減
少分を補うために、予熱槽８へ冷鉄源１１を供給する。
この冷鉄源１１の予熱槽８内への供給は、冷鉄源１１が
溶解炉１と予熱槽８とに連続して存在する状態を保つよ
うに、連続的又は間歇的に行う。予熱槽８へ冷鉄源１１
を追加装入する際も酸素バーナー７の加熱を停止する必
要はなく連続して加熱する。こうして予熱槽８内に所定
量の冷鉄源１１を装入する。但し、予熱槽８の容積が大
きく所定量の冷鉄源１１が最初の一回の装入で可能な場
合には、追加装入の必要はない。
槽８内の冷鉄源１１は、溶解炉１内で溶解された量に見
合って溶解炉１内に自由落下して減少するので、この減
少分を補うために、予熱槽８へ冷鉄源１１を供給する。
この冷鉄源１１の予熱槽８内への供給は、冷鉄源１１が
溶解炉１と予熱槽８とに連続して存在する状態を保つよ
うに、連続的又は間歇的に行う。予熱槽８へ冷鉄源１１
を追加装入する際も酸素バーナー７の加熱を停止する必
要はなく連続して加熱する。こうして予熱槽８内に所定
量の冷鉄源１１を装入する。但し、予熱槽８の容積が大
きく所定量の冷鉄源１１が最初の一回の装入で可能な場
合には、追加装入の必要はない。
【００２８】所定量の冷鉄源１１を予熱槽８に装入し
て、更に、酸素バーナー７による加熱を継続するが、こ
れ以後は、上記の予熱槽８を具備しない溶解炉１の操業
に準じて操業を行うこととし、説明は省略する。
て、更に、酸素バーナー７による加熱を継続するが、こ
れ以後は、上記の予熱槽８を具備しない溶解炉１の操業
に準じて操業を行うこととし、説明は省略する。
【００２９】このようにして冷鉄源１１を溶解すること
で、溶解の初期から終了まで常に伝熱効率の良い状態を
維持することができると共に冷鉄源１１を予熱すること
ができるので、加熱・溶解に必要なエネルギーを更に削
減することができる。
で、溶解の初期から終了まで常に伝熱効率の良い状態を
維持することができると共に冷鉄源１１を予熱すること
ができるので、加熱・溶解に必要なエネルギーを更に削
減することができる。
【００３０】尚、上記説明では、直流電源によるアーク
加熱の場合について説明したが、交流電源によるアーク
加熱でも全く支障なく本発明を適用できる。又、予熱槽
８は溶解炉１と境界のない連結した型式について説明し
たが、予熱槽８内に開閉自在な複数の鉄格子を設け、鉄
格子上で冷鉄源１１を予熱し、予熱した冷鉄源１１を順
次下方の鉄格子上に落下させ、最終的に溶解炉１へ予熱
した冷鉄源１１を装入する型式の予熱槽であっても、溶
解炉と直結した予熱槽であれば、全く支障なく本発明を
適用できる。更に、上部電極６の数や炉底電極５等の構
造の違いや冷鉄源の装入方法等の違いは、本発明の支障
とならないことは言うまでもない。
加熱の場合について説明したが、交流電源によるアーク
加熱でも全く支障なく本発明を適用できる。又、予熱槽
８は溶解炉１と境界のない連結した型式について説明し
たが、予熱槽８内に開閉自在な複数の鉄格子を設け、鉄
格子上で冷鉄源１１を予熱し、予熱した冷鉄源１１を順
次下方の鉄格子上に落下させ、最終的に溶解炉１へ予熱
した冷鉄源１１を装入する型式の予熱槽であっても、溶
解炉と直結した予熱槽であれば、全く支障なく本発明を
適用できる。更に、上部電極６の数や炉底電極５等の構
造の違いや冷鉄源の装入方法等の違いは、本発明の支障
とならないことは言うまでもない。
【００３１】
【実施例】［実施例１］図１に示す溶解設備における実
施例を説明する。内径３．３ｍ、高さ２．８ｍの溶解炉
に鉄スクラップを３０トン装入し、重油を燃料として重
油燃焼量が７００ｌ／Ｈｒの酸素バーナー４本により加
熱を開始し、鉄浴の形成に伴い鉄スクラップを１回追加
装入して合計５０トンを装入した。鉄スクラップの溶け
落ちを確認して酸素バーナー加熱からアーク加熱に切り
替えた。アーク加熱は、直径が２４インチの黒鉛電極を
用い、４００Ｖ、６０ＫＡの直流電源により実施した。
アーク加熱に切り替え直後から酸素吹き込みランスから
酸素を３０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、炭材吹き込みランスからコ
ークス３０ｋｇ／ｍｉｎを溶融スラグ中に吹き込んだ。
そして、１６２０℃まで昇温して炭素濃度０．１２ｗｔ
％の溶鋼を出湯した。約６０分間で５０トンの溶鋼が得
られた。
施例を説明する。内径３．３ｍ、高さ２．８ｍの溶解炉
に鉄スクラップを３０トン装入し、重油を燃料として重
油燃焼量が７００ｌ／Ｈｒの酸素バーナー４本により加
熱を開始し、鉄浴の形成に伴い鉄スクラップを１回追加
装入して合計５０トンを装入した。鉄スクラップの溶け
落ちを確認して酸素バーナー加熱からアーク加熱に切り
替えた。アーク加熱は、直径が２４インチの黒鉛電極を
用い、４００Ｖ、６０ＫＡの直流電源により実施した。
アーク加熱に切り替え直後から酸素吹き込みランスから
酸素を３０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、炭材吹き込みランスからコ
ークス３０ｋｇ／ｍｉｎを溶融スラグ中に吹き込んだ。
そして、１６２０℃まで昇温して炭素濃度０．１２ｗｔ
％の溶鋼を出湯した。約６０分間で５０トンの溶鋼が得
られた。
【００３２】又、比較として図１に示す溶解設備を用
い、加熱条件を酸素バーナー加熱のみの場合（比 較例
１）と、アーク加熱のみの場合（比較例２）とに変更
し、その他の条件は実施例１と同一として溶鋼５０トン
を製造した。表１に本発明による実施例１と比較例１及
び比較例２の各種原単位、単価、及び製造コストを比較
して示す。
い、加熱条件を酸素バーナー加熱のみの場合（比 較例
１）と、アーク加熱のみの場合（比較例２）とに変更
し、その他の条件は実施例１と同一として溶鋼５０トン
を製造した。表１に本発明による実施例１と比較例１及
び比較例２の各種原単位、単価、及び製造コストを比較
して示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示すように実施例１では、電力原単
位；９５ｋＷｈ／ｔ、酸素原単位；７０Ｎｍ3 ／ｔ、重
油原単位；３８ｌ／ｔで溶解でき、製造コストは３２４
５円／ｔとなり、比較例１及び比較例２に比べて大幅に
製造コストを削減することができた。 ［実施例２］図２に示す溶解設備における実施例を説明
する。内径６．２ｍ、高さ３．５ｍの溶解炉に直結した
幅２．５ｍ、長さ４．５ｍ、高さ６ｍの予熱槽に鉄スク
ラップを９０トン一括装入し、重油を燃料として重油燃
焼量が７００ｌ／Ｈｒの酸素バーナー８本により加熱を
開始した。鉄スクラップの溶け落ち直前の炉内自由空間
に少量の鉄スクラップが残留する時点で、酸素バーナー
加熱からアーク加熱に切り替えた。アーク加熱は、直径
が２８インチの黒鉛電極を用い、５００Ｖ、９０ＫＡの
直流電源により実施した。アーク加熱に切り替え直後か
ら酸素吹き込みランスから酸素を６０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、
炭材吹き込みランスからコークス６０ｋｇ／ｍｉｎを溶
融スラグ中に吹き込んだ。そして、１６２０℃まで昇温
して炭素濃度０．１２ｗｔ％の溶鋼を出湯した。約６０
分間で９０トンの溶鋼が得られた。
位；９５ｋＷｈ／ｔ、酸素原単位；７０Ｎｍ3 ／ｔ、重
油原単位；３８ｌ／ｔで溶解でき、製造コストは３２４
５円／ｔとなり、比較例１及び比較例２に比べて大幅に
製造コストを削減することができた。 ［実施例２］図２に示す溶解設備における実施例を説明
する。内径６．２ｍ、高さ３．５ｍの溶解炉に直結した
幅２．５ｍ、長さ４．５ｍ、高さ６ｍの予熱槽に鉄スク
ラップを９０トン一括装入し、重油を燃料として重油燃
焼量が７００ｌ／Ｈｒの酸素バーナー８本により加熱を
開始した。鉄スクラップの溶け落ち直前の炉内自由空間
に少量の鉄スクラップが残留する時点で、酸素バーナー
加熱からアーク加熱に切り替えた。アーク加熱は、直径
が２８インチの黒鉛電極を用い、５００Ｖ、９０ＫＡの
直流電源により実施した。アーク加熱に切り替え直後か
ら酸素吹き込みランスから酸素を６０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、
炭材吹き込みランスからコークス６０ｋｇ／ｍｉｎを溶
融スラグ中に吹き込んだ。そして、１６２０℃まで昇温
して炭素濃度０．１２ｗｔ％の溶鋼を出湯した。約６０
分間で９０トンの溶鋼が得られた。
【００３５】又、比較として図２に示す溶解設備を用
い、加熱条件を酸素バーナー加熱のみの場合（比較例
３）と、アーク加熱のみの場合（比較例４）とに変更
し、その他の条件は実施例２と同一として溶鋼９０トン
を製造した。表２に本発明による実施例２と比較例３及
び比較例４の各種原単位、単価、及び製造コストを比較
して示す。
い、加熱条件を酸素バーナー加熱のみの場合（比較例
３）と、アーク加熱のみの場合（比較例４）とに変更
し、その他の条件は実施例２と同一として溶鋼９０トン
を製造した。表２に本発明による実施例２と比較例３及
び比較例４の各種原単位、単価、及び製造コストを比較
して示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２に示すように実施例２では、電力原単
位；９０ｋＷｈ／ｔ、酸素原単位；６５Ｎｍ3 ／ｔ、重
油原単位；３５ｌ／ｔで溶解でき、製造コストは３０４
５円／ｔとなり、比較例３及び比較例４に比べて大幅に
製造コストを削減することができた。
位；９０ｋＷｈ／ｔ、酸素原単位；６５Ｎｍ3 ／ｔ、重
油原単位；３５ｌ／ｔで溶解でき、製造コストは３０４
５円／ｔとなり、比較例３及び比較例４に比べて大幅に
製造コストを削減することができた。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、溶解の初期から終了ま
で常に伝熱効率の良い状態を維持して冷鉄源を溶解する
ことができるので、加熱・溶解に必要なエネルギーを大
幅に削減することができ、製造コストの大幅な低減が可
能となる。
で常に伝熱効率の良い状態を維持して冷鉄源を溶解する
ことができるので、加熱・溶解に必要なエネルギーを大
幅に削減することができ、製造コストの大幅な低減が可
能となる。
【図１】本発明の実施の形態の１つの例を示す溶解設備
の断面概略図である。
の断面概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の他の例を示す溶解設備の
断面概略図である。
断面概略図である。
【符号の説明】 １ 溶解炉 ２ 炉本体 ３ 炉壁 ４ 炉蓋 ５ 炉底電極 ６ 上部電極 ７ 酸素バーナー ８ 予熱槽 ９ 酸素吹き込みランス １０ 炭材吹き込みランス １１ 冷鉄源 １２ 鉄浴 １３ 溶融スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 隆二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K014 CB01 CB07 CC01 CC05 CD01 4K063 AA04 BA02 CA01 CA06 GA02 GA09
Claims (2)
- 【請求項１】 酸素バーナー加熱とアーク加熱とを併用
した溶解炉における冷鉄源の溶解方法であって、酸素バ
ーナー加熱のみで冷鉄源の加熱を開始し、次いで、少な
くとも冷鉄源の溶け落ち以後は酸素バーナー加熱をアー
ク加熱に切り替えて残留する冷鉄源を加熱・溶解すると
共に、鉄浴を所定の温度まで昇温して出湯することを特
徴とする冷鉄源の溶解方法 。 - 【請求項２】 前記溶解炉に直結する予熱槽を設け、溶
解炉の排ガスを予熱槽に導入して冷鉄源を予熱すること
を特徴とする請求項１に記載の冷鉄源の溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17311298A JP2000008115A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 冷鉄源の溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17311298A JP2000008115A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 冷鉄源の溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000008115A true JP2000008115A (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=15954386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17311298A Pending JP2000008115A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 冷鉄源の溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000008115A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004092422A3 (de) * | 2003-04-15 | 2005-02-17 | Brotzmann Karl Consulting | Verfahren zur verbesserung der energiezufuhr in ein schrotthaufwerk |
| WO2009047927A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-04-16 | Jp Steel Plantech Co. | ヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法 |
| JP2017057431A (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶銑の製造方法 |
| JPWO2024185210A1 (ja) * | 2023-03-07 | 2024-09-12 | ||
| JPWO2024185211A1 (ja) * | 2023-03-07 | 2024-09-12 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP17311298A patent/JP2000008115A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004092422A3 (de) * | 2003-04-15 | 2005-02-17 | Brotzmann Karl Consulting | Verfahren zur verbesserung der energiezufuhr in ein schrotthaufwerk |
| US8557018B2 (en) | 2003-04-15 | 2013-10-15 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Process for improving energy supply to a scrap bulk |
| WO2009047927A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-04-16 | Jp Steel Plantech Co. | ヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法 |
| CN101558170A (zh) * | 2008-03-28 | 2009-10-14 | 钢铁普蓝特克股份有限公司 | 使用棕榈壳木炭的电弧炉炼钢方法 |
| JP5042308B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2012-10-03 | スチールプランテック株式会社 | ヤシガラ炭使用のアーク炉製鋼方法 |
| KR101341758B1 (ko) | 2008-03-28 | 2013-12-16 | 교에이세이코 가부시키가이샤 | 야자 껍질탄을 이용한 아크로 제강방법 |
| JP2017057431A (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶銑の製造方法 |
| JPWO2024185210A1 (ja) * | 2023-03-07 | 2024-09-12 | ||
| JPWO2024185211A1 (ja) * | 2023-03-07 | 2024-09-12 | ||
| WO2024185210A1 (ja) * | 2023-03-07 | 2024-09-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶鉄の製造方法 |
| WO2024185211A1 (ja) * | 2023-03-07 | 2024-09-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶鉄の製造方法 |
| JP7772242B2 (ja) | 2023-03-07 | 2025-11-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶鉄の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050308 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050308 |