JP2002003917A - Oxygen supply method for vertical melting furnace - Google Patents
Oxygen supply method for vertical melting furnaceInfo
- Publication number
- JP2002003917A JP2002003917A JP2000191145A JP2000191145A JP2002003917A JP 2002003917 A JP2002003917 A JP 2002003917A JP 2000191145 A JP2000191145 A JP 2000191145A JP 2000191145 A JP2000191145 A JP 2000191145A JP 2002003917 A JP2002003917 A JP 2002003917A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- secondary combustion
- melting furnace
- combustion
- vertical melting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 竪型溶解炉で鉄スクラップを溶解する際
に、2次燃焼率を向上して熱エネルギーを有効に利用で
きる酸素供給方法を提供する。
【解決手段】 竪型溶解炉の下部に配設された1次送風
羽口から1次燃焼用酸素を供給し、1次送風羽口の上方
に配設された2次送風羽口から2次燃焼用酸素を供給し
て、2次燃焼用酸素の供給速度を適正範囲に維持する。
(57) [Summary] [Problem] To provide an oxygen supply method capable of improving the secondary combustion rate and effectively utilizing thermal energy when melting iron scrap in a vertical melting furnace. SOLUTION: Primary combustion oxygen is supplied from a primary blowing tuyere provided at a lower part of a vertical melting furnace, and secondary oxygen is supplied from a secondary blowing tuyere provided above the primary blowing tuyere. The combustion oxygen is supplied to maintain the supply rate of the secondary combustion oxygen in an appropriate range.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、竪型溶解炉に充填
された炭材を燃焼させて、鉄スクラップを溶解するに必
要な熱エネルギーを発生させる酸素供給方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen supply method for burning carbon material charged in a vertical melting furnace to generate heat energy required for melting iron scrap.
【0002】[0002]
【従来の技術】製鋼用の鉄源として、高炉から出銑した
溶銑,溶銑を冷却して凝固させた冷銑あるいは鉄スクラ
ップ等が使用される。近年、鉄スクラップの発生量が増
加する傾向にあり、環境保護,省エネルギー,製鋼コス
ト削減の観点から、鉄スクラップの再利用の必要性が高
まっている。2. Description of the Related Art As an iron source for steelmaking, hot metal discharged from a blast furnace, cold iron obtained by cooling and solidifying hot metal or iron scrap is used. In recent years, the amount of generated iron scrap has been increasing, and the need to reuse iron scrap has been increasing from the viewpoint of environmental protection, energy saving, and reduction of steelmaking costs.
【0003】製鋼工程において溶銑あるいは冷銑を用い
る場合は、鉄鉱石やコークス等の原料の事前処理および
高炉による鉄鉱石の溶融および還元処理に多大なエネル
ギーを消費し、しかも焼結機,コークス炉,高炉等の大
規模な設備が必要であるため、経済的に不利である。一
方、鉄スクラップを用いる場合は、高炉による還元処理
は必要ではなく、しかも原料の事前処理が簡略化できる
ので、エネルギー消費量の削減および設備の簡素化等の
メリットがある。When hot metal or cold iron is used in the steel making process, a great deal of energy is consumed for pretreatment of raw materials such as iron ore and coke and melting and reduction of iron ore in a blast furnace. It is economically disadvantageous because large-scale equipment such as a blast furnace is required. On the other hand, when iron scrap is used, the reduction treatment by the blast furnace is not necessary, and the pretreatment of the raw material can be simplified, so that there are merits such as reduction of energy consumption and simplification of equipment.
【0004】鉄スクラップを溶解するにあたって、アー
ク電気炉や誘導溶解炉等の電気エネルギーを利用した設
備を用いて鉄スクラップを溶解する方法が一般に知られ
ている。しかし電気エネルギーを利用して鉄スクラップ
を溶解する方法は、発電時のエネルギー変換効率が約35
%程度と極めて低いので、エネルギー効率の大幅な向上
は達成できない。[0004] In melting iron scrap, a method of melting iron scrap using equipment utilizing electric energy such as an electric arc furnace or induction melting furnace is generally known. However, the method of melting iron scrap using electric energy has an energy conversion efficiency of about 35 during power generation.
%, So that a significant improvement in energy efficiency cannot be achieved.
【0005】そこでキュポラ等の竪型溶解炉によって鉄
スクラップを溶解することが検討されている。竪型溶解
炉を用いて鉄スクラップを溶解する場合は、熱源として
コークス等の安価な炭材を使用でき、さらに炭材の燃焼
によって発生するガスが原料層を通過するときに熱エネ
ルギーを回収できるので、原料コストおよびエネルギー
効率の両面からメリットが得られる。[0005] Accordingly, it has been studied to melt iron scrap using a vertical melting furnace such as a cupola. When melting iron scrap using a vertical melting furnace, an inexpensive carbon material such as coke can be used as a heat source, and thermal energy can be recovered when gas generated by burning the carbon material passes through the raw material layer. Therefore, advantages can be obtained from both the raw material cost and the energy efficiency.
【0006】一般に、竪型溶解炉におけるコークス等の
炭材の燃焼は下記の (2)式で表わされる。以下、 (2)式
で表わされる燃焼を1次燃焼という。1次燃焼によって
得られる熱エネルギーのみで鉄スクラップの溶解を行な
うと大量の炭材が必要となり、経済的に不利である。 C+1/2O2 →CO ・・・ (2) そこで1次燃焼によって生じるCOガスをさらにCO2
まで燃焼させて、より多くの熱エネルギーを発生させる
技術の開発が必要である。この燃焼は下記の (3)式で表
わされる。以下、 (3)式で表わされる燃焼を2次燃焼と
いう。1次燃焼のみならず、2次燃焼によって得られる
熱エネルギーを利用すると、1次燃焼のみの場合と比べ
て、同じ炭材原単位であっても数倍の熱エネルギーを得
ることが可能である。Generally, combustion of carbonaceous materials such as coke in a vertical melting furnace is represented by the following equation (2). Hereinafter, the combustion represented by the equation (2) is referred to as primary combustion. If iron scrap is melted only by heat energy obtained by primary combustion, a large amount of carbon material is required, which is economically disadvantageous. C + 1 / 2O 2 → CO (2) Then, CO gas generated by the primary combustion is further converted to CO 2
It is necessary to develop a technology to burn more heat and generate more heat energy. This combustion is represented by the following equation (3). Hereinafter, the combustion represented by the equation (3) is referred to as secondary combustion. By utilizing the thermal energy obtained not only in the primary combustion but also in the secondary combustion, it is possible to obtain several times the thermal energy even with the same unit carbon material as compared with the case of only the primary combustion. .
【0007】 CO+1/2O2 →CO2 ・・・ (3) 2次燃焼の効率を示す指標として2次燃焼率(%)が用
いられている。2次燃焼率(%)は、炭材の燃焼によっ
て発生したガス中のCOガス濃度とCO2 ガス濃度とを
用いて下記の (4)式で表わされる。 2次燃焼率(%) = 100×(%CO2 )/〔(%CO)+(%CO2 )〕 ・・・ (4) (%CO2 ):CO2 ガス濃度( vol%) (%CO) :COガス濃度( vol%) 従来のキュポラ等の竪型溶解炉の下部に送風羽口を配設
し、その送風羽口から酸素を供給して、鉄スクラップを
溶解する方法においては、炉頂部で回収した排ガス中の
COガス濃度とCO2 ガス濃度から算出される2次燃焼
率が40%程度であり、炭材の燃焼によって発生する熱エ
ネルギーが十分に利用されていない。したがって熱エネ
ルギーを有効に利用するために、2次燃焼率を向上させ
る必要がある。CO + / O 2 → CO 2 (3) The secondary combustion rate (%) is used as an index indicating the efficiency of secondary combustion. The secondary combustion rate (%) is expressed by the following equation (4) using the CO gas concentration and the CO 2 gas concentration in the gas generated by burning the carbonaceous material. Secondary combustion rate (%) = 100 × (% CO 2 ) / [(% CO) + (% CO 2 )] (4) (% CO 2 ): CO 2 gas concentration (vol%) (% CO): CO gas concentration (vol%) In the conventional method of disposing a tuyere at the lower part of a vertical melting furnace such as a cupola and supplying oxygen from the tuyere to melt iron scrap, The secondary combustion rate calculated from the CO gas concentration and the CO 2 gas concentration in the exhaust gas collected at the furnace top is about 40%, and the thermal energy generated by the combustion of the carbonaceous material is not sufficiently utilized. Therefore, in order to effectively use heat energy, it is necessary to improve the secondary combustion rate.
【0008】そこで竪型溶解炉の下部に送風羽口を高さ
方向に2段配設して、下段の送風羽口から供給する酸素
によって1次燃焼を起こし、上段の送風羽口から供給す
る酸素によって2次燃焼を起こして、2次燃焼率を向上
させる方法が考案された。しかし単にこの方法を用いる
のみでは、2次燃焼率は50%程度までしか向上しない。
これは、酸素が過剰に供給されて竪型溶解炉内の炭材の
温度が 700℃以上になると、2次燃焼によって発生した
CO2 ガスが炭材の充填層を通過する際に炭材と反応し
て、ソリューションロスを起こすのが原因である。なお
ソリューションロスは下記の (5)式で表わされる。[0008] Therefore, two stages of blowing tuyeres are arranged in the lower part of the vertical melting furnace in the height direction, and primary combustion is caused by oxygen supplied from the lower blowing tuyeres and supplied from the upper blowing tuyeres. A method has been devised in which secondary combustion is caused by oxygen to improve the secondary combustion rate. However, only by using this method, the secondary combustion rate is improved only up to about 50%.
This is because when oxygen is excessively supplied and the temperature of the carbon material in the vertical melting furnace rises to 700 ° C or more, the CO 2 gas generated by the secondary combustion passes through the carbon material packed bed and becomes This is due to reacting and causing solution loss. The solution loss is expressed by the following equation (5).
【0009】 CO2 +C→2CO ・・・ (5) このソリューションロスは、吸熱反応であるので、鉄ス
クラップの加熱および溶解を阻害し、竪型溶解炉におけ
る熱エネルギー効率の向上を妨げる原因となっている。
そこで2次燃焼率を一層向上するために、竪型溶解炉に
装入する原料の分布を制御する方法が種々提案されてい
る。CO 2 + C → 2CO (5) Since this solution loss is an endothermic reaction, it hinders the heating and melting of the iron scrap and hinders the improvement of the thermal energy efficiency in the vertical melting furnace. ing.
In order to further improve the secondary combustion rate, various methods have been proposed for controlling the distribution of the raw materials charged into the vertical melting furnace.
【0010】たとえば特開平7-70625 号公報には、移動
層型スクラップ溶融炉への原料装入方法が開示されてい
る。この方法は、移動層型スクラップ溶融炉の下部に羽
口を高さ方向に2段配設して、炉壁周辺部にコークスを
装入し、スクラップを中心部から中間部に装入すること
によって、熱効率を向上させ、銑鉄の生産性および経済
性を高めようとするものである。しかしこの方法では、
2次燃焼率を向上する目的で酸素の供給量を増加してい
くと、スクラップが局所的に加熱されて酸化融着し、棚
吊り現象が起きるため、2次燃焼率の大幅な向上が達成
できないという問題があった。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-70625 discloses a method for charging raw materials into a moving bed type scrap melting furnace. In this method, tuyeres are arranged in two stages in the height direction below the moving bed type scrap melting furnace, coke is charged around the furnace wall, and scrap is charged from the center to the middle. Thus, thermal efficiency is improved, and productivity and economic efficiency of pig iron are enhanced. But with this method,
If the supply amount of oxygen is increased for the purpose of improving the secondary combustion rate, the scrap is locally heated and oxidized and fused, causing a shelving phenomenon. There was a problem that it was not possible.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題を解消し、竪型溶解炉で鉄スクラップを溶解する際
に、2次燃焼率を向上して熱エネルギーを有効に利用で
きる酸素供給方法を提供することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems and, when melting iron scrap in a vertical melting furnace, improves the secondary combustion rate and makes it possible to effectively use thermal energy. It is intended to provide a supply method.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、竪型溶解
炉の下部に送風羽口を高さ方向に複数段配設して、鉄ス
クラップの溶解を行なった場合に、2次燃焼率の大幅な
向上が達成できない原因について検討した結果、2次燃
焼用酸素の供給速度の設定に原因があり、2次燃焼用酸
素を供給する送風羽口の段数とその送風羽口の高さ方向
の間隔および竪型溶解炉の炉内径に応じて2次燃焼用酸
素の供給速度を調整することによって、2次燃焼率を大
幅に向上できることを見出した。Means for Solving the Problems The present inventors have arranged a plurality of blowing tuyeres in the lower part of a vertical melting furnace in the height direction to melt secondary scrap when melting iron scrap. As a result of examining the cause of the inability to achieve a significant improvement in the rate, the setting of the supply speed of oxygen for secondary combustion is due to the number of stages of the tuyere and the height of the tuyere for supplying oxygen for secondary combustion. It has been found that the secondary combustion rate can be greatly improved by adjusting the supply rate of the secondary combustion oxygen in accordance with the interval in the direction and the furnace inner diameter of the vertical melting furnace.
【0013】本発明は、竪型溶解炉内の炭材を燃焼させ
て鉄スクラップを溶解するに必要な熱エネルギーを発生
させる酸素供給方法であって、竪型溶解炉の下部に1段
配設された1次送風羽口から1次燃焼用酸素を供給し、
1次送風羽口の上方に1段または2段以上配設された2
次送風羽口から2次燃焼用酸素を供給し、かつ竪型溶解
炉の炉内径D(m)、竪型溶解炉内の2次燃焼空間高さ
H(m)および2次燃焼用酸素の供給速度Q2 (Nm3
/hr)が (1)式を満足する範囲で酸素を供給する竪型溶
解炉の酸素供給方法である。The present invention relates to an oxygen supply method for burning carbonaceous material in a vertical melting furnace to generate heat energy required for melting iron scrap, and is provided in a lower stage of the vertical melting furnace. Supply the primary combustion oxygen from the primary blast tuyeres,
One or two or more stages above the primary air tuyere
The secondary combustion oxygen is supplied from the next blowing tuyere, and the furnace inner diameter D (m) of the vertical melting furnace, the secondary combustion space height H (m) in the vertical melting furnace, and the secondary combustion oxygen are supplied. Supply speed Q 2 (Nm 3
/ Hr) is an oxygen supply method for a vertical melting furnace for supplying oxygen in a range satisfying the expression (1).
【0014】 55π×H×D2 ≦Q2 ≦80π×H×D2 ・・・ (1) H :竪型溶解炉内の2次燃焼空間高さ(m) D :竪型溶解炉の炉内径(m) Q2 :2次燃焼用酸素の供給速度(Nm3 /hr) π :円周率55π × H × D 2 ≦ Q 2 ≦ 80π × H × D 2 (1) H: height of secondary combustion space in vertical melting furnace (m) D: furnace of vertical melting furnace Inner diameter (m) Q 2 : Supply rate of oxygen for secondary combustion (Nm 3 / hr) π: Pi
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1は、本発明を適用する装置の
例を示す断面図であり、(a) は縦断面図、(b) はA−A
視の横断面図である。竪型溶解炉1の上部には炭材6を
投入する炭材投入管2が配設され、この炭材投入管2を
介してコークス等の炭材6が竪型溶解炉1の中心部に装
入される。原料である鉄スクラップ7は、竪型溶解炉1
の上部から原料投入シュート3を介して竪型溶解炉1の
炉壁部に装入される。1 is a sectional view showing an example of an apparatus to which the present invention is applied, (a) is a longitudinal sectional view, and (b) is an AA
FIG. At the upper part of the vertical melting furnace 1, a carbon material charging pipe 2 for charging the carbon material 6 is provided. Through the carbon material charging pipe 2, the carbon material 6 such as coke is placed at the center of the vertical melting furnace 1. Be charged. Iron scrap 7 as a raw material is supplied to the vertical melting furnace 1
From the upper part of the furnace through the raw material charging chute 3 into the furnace wall of the vertical melting furnace 1.
【0016】竪型溶解炉1の下部には1次送風羽口4が
配設され、この1次送風羽口4から1次燃焼用酸素を含
有するガス8が吹き込まれる。1次燃焼用酸素を含有す
るガス8に含有される酸素によって炭材6が燃焼する。
この燃焼は (2)式で表わされる1次燃焼であり、COガ
スが発生する。1次送風羽口4の上方には2次送風羽口
5が配設され、この2次送風羽口5から2次燃焼用酸素
を含有するガス9が吹き込まれる。2次燃焼用酸素を含
有するガス9に含有される酸素はCOガスを燃焼させ、
(3)式で表わされる2次燃焼が進行する。At the lower part of the vertical melting furnace 1, a primary blowing tuyere 4 is arranged, and a gas 8 containing oxygen for primary combustion is blown from the primary blowing tuyere 4. The carbon material 6 is burned by oxygen contained in the gas 8 containing oxygen for primary combustion.
This combustion is primary combustion represented by the equation (2), and CO gas is generated. A secondary blowing tuyere 5 is disposed above the primary blowing tuyere 4, and a gas 9 containing oxygen for secondary combustion is blown from the secondary blowing tuyere 5. The oxygen contained in the gas 9 containing oxygen for secondary combustion burns CO gas,
Secondary combustion represented by equation (3) proceeds.
【0017】なお図1には、1次送風羽口4を1段およ
び2次送風羽口5を1段配設する例を示したが、本発明
においては2次送風羽口5の段数は1段に限定しない。
すなわち、1次送風羽口4の上方に2次送風羽口5を高
さ方向に2段以上配設しても良い。また1次燃焼用酸素
を含有するガス8および2次燃焼用酸素を含有するガス
9は特定の種類に限定せず、空気あるいは酸素富化空気
等の酸素を含有するガスを使用すれば良い。FIG. 1 shows an example in which the primary blowing tuyere 4 is arranged in one stage and the secondary blowing tuyere 5 is arranged in one stage. However, in the present invention, the number of stages of the secondary blowing tuyere 5 is limited. It is not limited to one stage.
That is, two or more secondary blowing tuyeres 5 may be arranged above the primary blowing tuyeres 4 in the height direction. Further, the gas 8 containing the primary combustion oxygen and the gas 9 containing the secondary combustion oxygen are not limited to specific types, and a gas containing oxygen such as air or oxygen-enriched air may be used.
【0018】図1に示した竪型溶解炉を用いて、1次燃
焼用酸素の供給速度Q1 (Nm3 /hr)を一定として、
2次燃焼用酸素の供給速度Q2 (Nm3 /hr)と2次燃
焼率との関係を調査した。なお1次燃焼用酸素を含有す
るガス8として酸素富化空気(酸素含有量 40vol%)を
使用し、2次燃焼用酸素を含有するガス9として空気を
使用し、また炭材6としてコークスを使用した。Using the vertical melting furnace shown in FIG. 1, the supply rate Q 1 (Nm 3 / hr) of the primary combustion oxygen is kept constant.
The relationship between the supply rate Q 2 (Nm 3 / hr) of the secondary combustion oxygen and the secondary combustion rate was investigated. In addition, oxygen-enriched air (oxygen content 40 vol%) is used as the primary combustion oxygen-containing gas 8, air is used as the secondary combustion oxygen-containing gas 9, and coke is used as the carbonaceous material 6. used.
【0019】1次送風羽口4から吹き込まれる酸素富化
空気の供給量は、この酸素富化空気中に含有される酸素
量に換算して 900Nm3 /hrで一定とした。すなわち、
1次燃焼用酸素の供給速度Q1 は 900Nm3 /hrで一定
である。2次送風羽口5から吹き込まれる空気の供給量
を、この空気中に含有される酸素量に換算して 450〜70
0 Nm3 /hrの範囲で変化させた。すなわち、2次燃焼
用酸素の供給速度Q2 は 450〜700 Nm3 /hrの範囲で
ある。The supply amount of oxygen-enriched air blown from the primary tuyere 4 was constant at 900 Nm 3 / hr in terms of the amount of oxygen contained in the oxygen-enriched air. That is,
The supply rate Q 1 of oxygen for primary combustion is constant at 900 Nm 3 / hr. The amount of air supplied from the secondary tuyere tuyere 5 is converted into the amount of oxygen contained in the air to 450 to 70
It was changed in the range of 0 Nm 3 / hr. That is, the feed rate Q 2 of the secondary combustion oxygen is in the range of 450~700 Nm 3 / hr.
【0020】こうして竪型溶解炉1を用いて鉄スクラッ
プ7を溶解し、発生した排ガス11中のCO2 ガス量とC
Oガス量とを測定し、 (4)式を用いて2次燃焼率を算出
した。その結果を図2に示す。図2から明らかなよう
に、2次燃焼用酸素の供給速度Q2 が 600Nm3 /hrを
超えると、2次燃焼率は低下する。このことは、2次燃
焼用酸素の供給速度Q2が過大である場合に、2次燃焼
によって発生したCO2 ガスがコークス層に流入して
(5)式で表わされるソリューションロスを起こすこと、
および2次燃焼用酸素とコークスが反応して (2)式に示
した1次燃焼を起こすこと等が原因である。Thus, the iron scrap 7 is melted by using the vertical melting furnace 1, and the amount of CO 2 gas in the generated exhaust gas 11 and C
The O gas amount was measured, and the secondary combustion rate was calculated using equation (4). The result is shown in FIG. As apparent from FIG. 2, the feed rate Q 2 of the secondary combustion oxygen is more than 600 Nm 3 / hr, the secondary combustion rate decreases. This means that if the supply rate Q 2 of the secondary combustion oxygen is excessive, CO 2 gas generated by the secondary combustion flows into the coke layer
Causing a solution loss represented by equation (5),
And coke reacting with oxygen for secondary combustion to cause primary combustion as shown in equation (2).
【0021】そこで、2次燃焼率を高いレベルに維持す
るために必要な2次燃焼用酸素の供給速度Q2 の範囲を
求めるために、竪型溶解炉1内で2次燃焼が進行する空
間(以下、2次燃焼空間という)における2次燃焼用酸
素の密度と2次燃焼の進行との関係を種々検討した。そ
の結果、2次燃焼空間における2次燃焼用酸素の密度q
2 (以下、2次燃焼用酸素密度q2 という)が重要な要
因であることを見出した。Therefore, in order to determine the range of the supply rate Q 2 of the oxygen for secondary combustion required to maintain the secondary combustion rate at a high level, the space in which the secondary combustion proceeds in the vertical melting furnace 1 is determined. Various studies were made on the relationship between the density of oxygen for secondary combustion in a secondary combustion space (hereinafter referred to as secondary combustion space) and the progress of secondary combustion. As a result, the density q of oxygen for secondary combustion in the secondary combustion space q
2 (hereinafter referred to as secondary combustion oxygen density q 2 ) was found to be an important factor.
【0022】すなわち図1に示した竪型溶解炉1を用い
て、1次送風羽口4から吹き込む1次燃焼用酸素を含有
するガス8として酸素富化空気(酸素含有量 40vol%)
を使用して、1次燃焼用酸素の供給速度Q1 を 900Nm
3 /hrで一定とし、2次送風羽口5から吹き込む2次燃
焼用酸素を含有するガス9として空気を使用して、2次
燃焼用酸素の供給速度Q2 を変化させて、2次燃焼用酸
素密度q2 (Nm3 /hr/m3 )と2次燃焼酸素効率
(%)との関係を調査した。その結果を図3に示す。That is, using the vertical melting furnace 1 shown in FIG. 1, oxygen-enriched air (oxygen content 40 vol%) as the gas 8 containing oxygen for primary combustion blown from the primary blowing tuyere 4
Use, 900 Nm feed rate to Q 1 primary combustion oxygen
3 / to be constant at hr, and using air as the gas 9 containing secondary combustion oxygen blown from the secondary air blowing tuyere 5, changing the feed rate Q 2 of the secondary combustion oxygen, secondary combustion The relationship between the service oxygen density q 2 (Nm 3 / hr / m 3 ) and the secondary combustion oxygen efficiency (%) was investigated. The result is shown in FIG.
【0023】なお、2次燃焼用酸素密度q2 は、2次燃
焼空間の体積1m3 あたりの2次燃焼用酸素の供給速度
Q2 (Nm3 /hr)であり、下記の (6)式で算出される
値である。 2次燃焼用酸素密度q2 (Nm3 /hr/m3 ) =Q2 /V =Q2 /(π×H×D2 /4) ・・・ (6) Q2 :2次燃焼用酸素の供給速度(Nm3 /hr) V :2次燃焼空間の体積(m3 ) H :2次燃焼空間高さ(m) D :竪型溶解炉の炉内径(m) π :円周率 また、2次燃焼酸素効率は、2次燃焼用酸素の供給速度
Q2 (Nm3 /hr)に対するCOガスの燃焼(すなわち
2次燃焼)に消費される酸素量QCO(Nm3 /hr)の比
率であり、下記の (7)式で算出される値である。The oxygen density q 2 for secondary combustion is the supply rate Q 2 (Nm 3 / hr) of oxygen for secondary combustion per 1 m 3 of the volume of the secondary combustion space. Is a value calculated by Secondary combustion oxygen density q 2 (Nm 3 / hr / m 3) = Q 2 / V = Q 2 / (π × H × D 2/4) ··· (6) Q 2: 2 post combustion oxygen speed of supply (Nm 3 / hr) V: volume of the secondary combustion space (m 3) H: 2 afterburning space height (m) D: furnace internal diameter of the vertical furnace (m) π: circular constant the The secondary combustion oxygen efficiency is the ratio of the amount of oxygen Q CO (Nm 3 / hr) consumed in the combustion of CO gas (ie, secondary combustion) to the supply rate Q 2 (Nm 3 / hr) of oxygen for secondary combustion. It is a ratio and is a value calculated by the following equation (7).
【0024】 2次燃焼酸素効率(%)= 100×QCO/Q2 ・・・ (7) QCO:2次燃焼に消費される酸素量(Nm3 /hr) Q2 :2次燃焼用酸素の供給速度(Nm3 /hr) (7)式で示す通り2次燃焼酸素効率は、 (4)式で表わさ
れる2次燃焼率とは異なる。つまり、2次燃焼酸素効率
が 100%である場合は、2次送風羽口5から供給される
2次燃焼用酸素が全て2次燃焼に消費されることを意味
する。一方、COガス濃度は、1次送風羽口4から供給
される1次燃焼用酸素の供給速度Q1 に応じて変化す
る。したがって2次燃焼酸素効率が 100%であっても、
2次燃焼率は必ずしも 100%ではない。しかし、2次燃
焼率を向上するためには、2次燃焼酸素効率を高いレベ
ル(たとえば 100%)に維持して操業する必要がある。Secondary combustion oxygen efficiency (%) = 100 × Q CO / Q 2 (7) Q CO : amount of oxygen consumed for secondary combustion (Nm 3 / hr) Q 2 : for secondary combustion Oxygen supply rate (Nm 3 / hr) The secondary combustion oxygen efficiency is different from the secondary combustion rate represented by equation (4) as shown in equation (7). That is, when the secondary combustion oxygen efficiency is 100%, it means that all the secondary combustion oxygen supplied from the secondary blowing tuyere 5 is consumed for the secondary combustion. On the other hand, CO gas concentration varies depending on the feed rate to Q 1 primary combustion oxygen supplied from the primary blast tuyere 4. Therefore, even if the secondary combustion oxygen efficiency is 100%,
The secondary combustion rate is not always 100%. However, in order to improve the secondary combustion rate, it is necessary to operate while maintaining the secondary combustion oxygen efficiency at a high level (for example, 100%).
【0025】図3から明らかなように、2次燃焼用酸素
密度q2 が増加すると、2次燃焼酸素効率は低下する。
2次燃焼酸素効率を 100%とするためには、2次燃焼用
酸素密度q2 は 220〜320 Nm3 /hr/m3 の範囲、す
なわち 220≦q2 ≦320 ・・・ (8) とする必要がある。 (6)式に示すようにq2 =Q2 /
(π×H×D2 /4)であるから、 (8)式は 220≦Q2 /(π×H×D2 /4)≦320 55π×H×D2 ≦Q2 ≦80π×H×D2 ・・・ (1) となる。つまり本発明において、 (1)式を満足する範囲
で2次燃焼用酸素を供給すると、2次燃焼率を大幅に向
上できるのである。As is apparent from FIG. 3, the secondary combustion oxygen efficiency decreases as the secondary combustion oxygen density q 2 increases.
In order to make the secondary combustion oxygen efficiency 100%, the secondary combustion oxygen density q 2 is in the range of 220 to 320 Nm 3 / hr / m 3 , that is, 220 ≦ q 2 ≦ 320 (8) There is a need to. As shown in equation (6), q 2 = Q 2 /
Because it is (π × H × D 2/ 4), (8) Equation 220 ≦ Q 2 / (π × H × D 2/4) ≦ 320 55π × H × D 2 ≦ Q 2 ≦ 80π × H × D 2 ... (1) That is, in the present invention, if the oxygen for secondary combustion is supplied within the range satisfying the expression (1), the secondary combustion rate can be greatly improved.
【0026】なお、2次燃焼空間高さHは、種々の条件
で操業中の竪型溶解炉を不活性ガスで急冷後、炉内容物
を解体し調査した結果、図1に示すような2次送風羽口
5が1段配設された竪型溶解炉1を用いる場合は、0.75
mとすることができる。また、2次送風羽口5を高さ方
向に2段以上配設した竪型溶解炉1を用いる場合は、最
上段の2次送風羽口5と最下段の2次送風羽口5との距
離(m)に0.75mを加えた値を2次燃焼空間高さHとす
ることができる。The height H of the secondary combustion space was determined by quenching the contents of the furnace after quenching the vertical melting furnace operating under various conditions with an inert gas and disassembling the furnace contents as shown in FIG. When using the vertical melting furnace 1 in which the next blowing tuyere 5 is arranged in one stage, 0.75
m. When the vertical melting furnace 1 in which the secondary blowing tuyere 5 is arranged in two or more stages in the height direction is used, the uppermost secondary blowing tuyere 5 and the lowermost secondary blowing tuyere 5 are connected. The value obtained by adding 0.75 m to the distance (m) can be used as the secondary combustion space height H.
【0027】[0027]
【実施例】図1に示すように、1次送風羽口4を1段配
設し、1次送風羽口4の上方に2次送風羽口5を高さ方
向に1段配設して、12〜15t/hrの溶解能力を持つキュ
ポラを用いて、鉄スクラップを溶解した。2次送風羽口
5と1次送風羽口4との距離は0.75mであり、キュポラ
の炉内径Dは1.74mであった。鉄スクラップは25〜150m
m に切断したシュレッダー屑を使用し、炭材6として粒
径30〜60mmのコークスを使用した。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a primary blast tuyere 4 is arranged in one stage, and a secondary blast tuyere 5 is arranged above the primary blast tuyere 4 in a height direction. The iron scrap was dissolved using a cupola having a dissolving capacity of 12 to 15 t / hr. The distance between the secondary wing tuyere 5 and the primary wing tuyere 4 was 0.75 m, and the inner diameter D of the cupola furnace was 1.74 m. Iron scrap is 25-150m
The shredder waste cut into pieces having a particle size of 30 to 60 mm was used as the carbonaceous material 6.
【0028】キュポラを操業するにあたって、まず、キ
ュポラの炉底部に炭材6としてコークスを投入して、1
次送風羽口4の上方 1.5mの高さまで装入した。次い
で、原料投入シュート3を介して鉄スクラップ7を炉壁
部に装入した後、炭材投入管2を介して炭材6としてコ
ークスおよび造滓剤として石灰石を中心部に装入した。
鉄スクラップ7の装入量は2tとし、コークスの装入量
は 226kgとした。コークスの装入量は、溶銑10中のC濃
度が目標値の 3.5mass%となるのに十分な量である。In operating the cupola, first, coke as a carbonaceous material 6 is introduced into the furnace bottom of the cupola, and
It was charged to a height of 1.5 m above the next tuyere 4. Next, after the iron scrap 7 was charged into the furnace wall via the raw material charging chute 3, coke as a carbon material 6 and limestone as a slag-making agent were charged into the center through the carbon material charging pipe 2.
The amount of iron scrap 7 charged was 2 tons, and the amount of coke charged was 226 kg. The charging amount of coke is an amount sufficient for the C concentration in the hot metal 10 to reach the target value of 3.5 mass%.
【0029】その後、鉄スクラップ7を炉壁部に装入
し、コークスおよび石灰石を中心部に装入する作業を繰
り返して、1次送風羽口4の上方6mの高さまで装入し
た。次に、1次送風羽口4から、1次燃焼用酸素を含有
するガス8として酸素富化空気(酸素含有量 40vol%)
を吹き込んだ。この酸素富化空気の供給量は、含有され
る酸素の供給量(すなわち1次燃焼用酸素の供給速度Q
1 )に換算して 900Nm3 /hrであった。Thereafter, the operation of charging the iron scrap 7 into the furnace wall and charging the coke and limestone into the center was repeated, and the iron scrap 7 was charged to a height of 6 m above the primary blowing tuyere 4. Next, oxygen-enriched air (oxygen content 40 vol%) is converted from the primary blowing tuyere 4 as a gas 8 containing oxygen for primary combustion.
Was infused. The supply amount of the oxygen-enriched air depends on the supply amount of the contained oxygen (that is, the supply rate Q of the primary combustion oxygen).
It was 900 Nm 3 / hr in terms of 1 ).
【0030】さらに2次送風羽口5から、2次燃焼用酸
素を含有するガス9として空気を吹き込んだ。この空気
の供給量は、含有される酸素の供給量(すなわち2次燃
焼用酸素の供給速度Q2 )に換算して、合計 550Nm3
/hrであった。この2次燃焼用酸素の供給速度Q2 = 5
50Nm3 /hrは、 (1)式の範囲を満足する値である。こ
うしてキュポラ内に酸素を供給しながら鉄スクラップ7
を溶解した。鉄スクラップ7の溶解を開始した後は、キ
ュポラ内の原料の高さが、1次送風羽口4の上方6m±
0.3mを維持するように、原料を装入しながら連続的に
溶銑10を製造した。これを発明例とする。Further, air was blown from the secondary blowing tuyere 5 as a gas 9 containing oxygen for secondary combustion. The supply amount of the air is converted into the supply amount of the contained oxygen (that is, the supply speed Q 2 of the oxygen for the secondary combustion) to obtain a total of 550 Nm 3.
/ Hr. The supply rate of the oxygen for secondary combustion Q 2 = 5
50 Nm 3 / hr is a value that satisfies the range of Expression (1). In this way, iron scrap 7 while supplying oxygen into the cupola
Was dissolved. After the melting of the iron scrap 7 is started, the height of the raw material in the cupola is increased by 6 m ± 6 m above the primary blowing tuyere 4.
Hot metal 10 was produced continuously while charging the raw material so as to maintain 0.3 m. This is an invention example.
【0031】次いで比較例として、2次燃焼用酸素の供
給速度Q2 を 700Nm3 /hrとして、図4に示すキュポ
ラを操業した。この2次燃焼用酸素の供給速度Q2 = 7
00Nm3 /hrは、 (1)式の範囲の上限を超える値であ
る。その他の操業条件は発明例と同一であるので、説明
を省略する。発明例と比較例について、鉄スクラップの
溶解速度(t/hr),コークス原単位(kg/t)および
2次燃焼率(%)を調査した。その結果は表1に示す通
りである。なお、鉄スクラップの溶解速度(t/hr)は
操業時間1hrあたりの鉄スクラップの投入量(t)であ
り、コークス原単位(kg/t)は溶銑1tあたりのコー
クス装入量(kg)であり、2次燃焼率(%)は排ガス中
のCO2 ガス濃度とCOガス濃度の測定値を用いて (4)
式から算出した値である。Next, as a comparative example, the cupola shown in FIG. 4 was operated with the supply rate Q 2 of oxygen for secondary combustion set to 700 Nm 3 / hr. This secondary combustion oxygen supply rate Q 2 = 7
00Nm 3 / hr is a value exceeding the upper limit of the range of the expression (1). Other operating conditions are the same as those of the invention example, and the description is omitted. The dissolution rate of iron scrap (t / hr), the basic unit of coke (kg / t), and the secondary combustion rate (%) were investigated for the invention examples and comparative examples. The results are as shown in Table 1. In addition, the melting rate (t / hr) of iron scrap is the input amount (t) of iron scrap per 1 hour of operation time, and the basic unit of coke (kg / t) is the charging amount of coke (kg) per ton of hot metal. Yes, the secondary combustion rate (%) is calculated using the measured values of CO 2 gas concentration and CO gas concentration in exhaust gas. (4)
This is a value calculated from the equation.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】発明例と比較例を比べると、鉄スクラップ
の溶解速度は、1次燃焼用酸素と2次燃焼用酸素の合計
が発明例の方が少ないため、発明例の方が遅いものの、
コークスの原単位は発明例の方が低く、しかも2次燃焼
率は発明例の方が高かった。つまり、発明例では熱エネ
ルギーを効率良く利用できた。Comparing the invention example with the comparative example, the dissolution rate of the iron scrap is lower in the invention example because the sum of the oxygen for primary combustion and the oxygen for secondary combustion is smaller in the invention example.
The unit of coke was lower in the invention example, and the secondary combustion rate was higher in the invention example. That is, in the example of the invention, the thermal energy could be used efficiently.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明では、竪型溶解炉を用いて鉄スク
ラップを溶解する際に、2次燃焼率を向上して、熱エネ
ルギーを効率良く利用できる。According to the present invention, when melting iron scrap using a vertical melting furnace, the secondary combustion rate is improved, and heat energy can be used efficiently.
【図1】本発明を適用する装置の例を示す断面図であ
り、(a) は縦断面図、(b) はA−A視の横断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an apparatus to which the present invention is applied, in which (a) is a vertical cross-sectional view, and (b) is a cross-sectional view as viewed from AA.
【図2】2次燃焼用酸素の供給速度と2次燃焼率との関
係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the supply rate of secondary combustion oxygen and the secondary combustion rate.
【図3】2次燃焼用酸素密度と2次燃焼酸素効率との関
係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between secondary combustion oxygen density and secondary combustion oxygen efficiency.
1 竪型溶解炉 2 炭材投入管 3 原料投入シュート 4 1次送風羽口 5 2次送風羽口 6 炭材 7 鉄スクラップ 8 1次燃焼用酸素を含有するガス 9 2次燃焼用酸素を含有するガス 10 溶銑 11 排ガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical melting furnace 2 Carbon material charging pipe 3 Raw material charging chute 4 Primary blast tuyere 5 Secondary blast tuyere 6 Carbon material 7 Iron scrap 8 Gas containing primary combustion oxygen 9 Containing oxygen for secondary combustion Gas 10 Hot metal 11 Exhaust gas
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K012 CB00 4K045 AA02 BA02 DA02 DA06 GA17 GB10 GB12 4K056 AA01 CA02 FA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K012 CB00 4K045 AA02 BA02 DA02 DA06 GA17 GB10 GB12 4K056 AA01 CA02 FA02
Claims (1)
ラップを溶解するに必要な熱エネルギーを発生させる酸
素供給方法であって、前記竪型溶解炉の下部に1段配設
された1次送風羽口から1次燃焼用酸素を供給し、前記
1次送風羽口の上方に1段または2段以上配設された2
次送風羽口から2次燃焼用酸素を供給し、かつ前記竪型
溶解炉の炉内径D(m)、前記竪型溶解炉内の2次燃焼
空間高さH(m)および前記2次燃焼用酸素の供給速度
Q2 (Nm3 /hr)が下記の (1)式を満足する範囲で酸
素を供給することを特徴とする竪型溶解炉の酸素供給方
法。 55π×H×D2 ≦Q2 ≦80π×H×D2 ・・・ (1) H :竪型溶解炉内の2次燃焼空間高さ(m) D :竪型溶解炉の炉内径(m) Q2 :2次燃焼用酸素の供給速度(Nm3 /hr) π :円周率1. An oxygen supply method for burning carbonaceous material in a vertical melting furnace to generate heat energy required for melting iron scrap, wherein the oxygen supplying method is provided in a lower stage of the vertical melting furnace. The primary combustion tuyere supplies oxygen for primary combustion, and one or two or more stages are provided above the primary ventilation tuyere.
Secondary combustion oxygen is supplied from the next blow tuyere, and the furnace inner diameter D (m) of the vertical melting furnace, the secondary combustion space height H (m) in the vertical melting furnace, and the secondary combustion An oxygen supply method for a vertical melting furnace, characterized in that oxygen is supplied within a range where a supply rate Q 2 (Nm 3 / hr) of oxygen for use satisfies the following expression (1). 55π × H × D 2 ≦ Q 2 ≦ 80π × H × D 2 (1) H: Height of secondary combustion space in vertical melting furnace (m) D: Inner diameter of vertical melting furnace (m ) Q 2 : supply rate of oxygen for secondary combustion (Nm 3 / hr) π: pi
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000191145A JP2002003917A (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Oxygen supply method for vertical melting furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000191145A JP2002003917A (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Oxygen supply method for vertical melting furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002003917A true JP2002003917A (en) | 2002-01-09 |
Family
ID=18690493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000191145A Pending JP2002003917A (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Oxygen supply method for vertical melting furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002003917A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013185191A (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten pig iron using vertical scrap melting furnace |
| JP2014169480A (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten iron using vertical melting furnace |
| JP2014169481A (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten iron using vertical melting furnace |
-
2000
- 2000-06-26 JP JP2000191145A patent/JP2002003917A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013185191A (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten pig iron using vertical scrap melting furnace |
| JP2014169480A (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten iron using vertical melting furnace |
| JP2014169481A (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten iron using vertical melting furnace |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0131266B1 (en) | Manufacturing method of iron using converter | |
| KR0159789B1 (en) | A smelting reduction | |
| US4504307A (en) | Method for carrying out melting, melt-metallurgical and/or reduction-metallurgical processes in a plasma melting furnace as well as an arrangement for carrying out the method | |
| JP5552754B2 (en) | Arc furnace operation method | |
| JPH0442452B2 (en) | ||
| JPH11503204A (en) | Plant and method for producing molten iron | |
| JP4745731B2 (en) | Method of melting hot metal with cupola | |
| WO2023054345A1 (en) | Molten iron production method | |
| EP4653554A1 (en) | Molten-iron production method | |
| JP3511784B2 (en) | Raw material charging method for vertical iron scrap melting furnace | |
| WO2021049125A1 (en) | Method for producing molten iron with electric furnace | |
| JP2002003917A (en) | Oxygen supply method for vertical melting furnace | |
| JP3023617B2 (en) | Method and apparatus for producing steel from iron carbide | |
| JP2980023B2 (en) | Dissolution method of tin plated steel sheet scrap | |
| JP3236737B2 (en) | Operating method of vertical iron scrap melting furnace | |
| JPH02200713A (en) | Device and method for producing molten iron | |
| JP7772242B2 (en) | Molten iron manufacturing method | |
| WO1997012065A1 (en) | Method of melting tinned iron scrap | |
| JPH08209218A (en) | Smelting method using converter type reactor | |
| JP3286114B2 (en) | Method for producing high carbon molten iron from scrap iron | |
| JPH08291311A (en) | Melting method for steel scrap with excellent heat deposition efficiency | |
| JPH0120208B2 (en) | ||
| JPH0873916A (en) | Melting method of iron scrap using vertical furnace | |
| JPH10306303A (en) | Operating method of vertical melting furnace | |
| JPH032933B2 (en) |