JP2560667B2 - 溶銑製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は筒型炉を使用してスクラップを溶解する方
法に係り、より詳しくは酸素等の支燃性ガスによりコー
クスを燃焼させて発生する還元性ガスを炉内で２次燃焼
させてスクラップを溶解する方式の溶銑製造方法に関す
る。

発明の背景 転炉製鋼法の発達に伴い鉄鋼の分野では高炉−転炉一
貫体制が確立されてから久しく、その間鋼の生産能率は
飛躍的な向上を遂げてきたが、近年世界的な景気の停滞
期を迎えるに及んで鉄鋼生産量も増加傾向から横ばいも
しくは減少傾向へと転換しつつある。

一方、製鋼原料としてのスクラップは近年増加傾向に
あり、将来も増加することが予想されることから、製鋼
原料に占めるスクラップの割合は一段と増加する傾向に
ある。

ところで、従来スクラップはほとんど電気炉で使用さ
れてきた。しかし、電気炉の場合は周知の通りスクラッ
プの溶解・精錬に多くの電力を消費するため、我が国の
ように電力価格が著しく高い国ではコストアップとなり
好ましくない。

そこで、電気炉によらずに経済的にスクラップを溶解
・精錬する方法として、高送酸能力を有する転炉の余剰
生産能力を利用して安価な炭材を用いたスクラップの溶
解・精錬方法が検討されるようになってきた。

従来の技術 こうした背景を踏まえて、従来以下に示す転炉を利用
した溶解・精錬方法が提案されている。

複合転炉によるスクラップ溶解方法 この方法は第２図に示すごとく、上下吹転炉（11）に
装入したコークス（12）に上吹きランス（15）および／
または炉底羽口（13）より吹込む酸素により着火した後
スクラップ（14）を装入し、上吹ランス（15）と横吹羽
口（16）による酸素の上吹および炉底羽口（13）から酸
素を吹込んでスクラップ（14）を赤熱化させ、この後赤
熱化したスクラップ上に新たにスクラップおよび炭材、
造滓剤を投入して上吹酸素により炭材を燃焼させるとと
もに、２次燃焼を併用してスクラップを溶解する方法で
ある。

リアクター製鉄法（特開昭61−15908号） この方法は溶融鉄を収容した炉内にスクラップを装入
し、炭素質材料と酸素を吹込んで炭材を燃焼させ、その
燃焼熱でスクラップを溶解し、発生するCOを含む排ガス
をガス燃焼塔に導き、酸素を加えてCOを燃焼させて排ガ
スの温度を高め、この高温の排ガスで炉内投入前のスク
ラップを予熱する方法である。

KS法（特公昭56−8085号） この方法は転炉にスクラップを装入した後、炉底より
天然ガスまたは重油を酸素とともに吹込み、約1000℃付
近で装入原料を予熱した後、炉底より微粒コークスおよ
び微粒炭を吹込んで酸素で燃焼させ、スクラップを完全
に溶解した後脱硫、脱炭を行なう方法である。

従来技術の問題点 しかし、従来の前記方法には次のような欠点があっ
た。

の方法は、スクラップの溶解に対しては上吹き酸素
が主体となるため、２次燃焼を併用してもスクラップの
上方で燃焼するので、高温ガスはそのまま排出させるた
めのスクラップへの着熱効率が上昇せず、燃料比が高く
なる。また、炉内の還元雰囲気が弱いため加炭・脱硫作
用が弱く、溶解後に脱硫を行なう必要がある。また、ス
クラップ溶解中のスラグ中FeO濃度が高く、耐火物侵蝕
の原因となる。さらに、鉄浴が過熱されヒュームロスに
よる鉄歩留が低くなる欠点がある。

の方法は、排ガスを２次燃焼し高温排ガスをスクラ
ップの充填層を通過させるので、熱効率は良好である
が、ガス燃焼塔、スクラップ予熱室を含めた炉全体の構
造が複雑となる。また、炉内の還元雰囲気が弱いため脱
硫作用が弱く、精錬期に十分脱硫する必要がある。さら
に、と同様、高FeO濃度のスラグによる耐火物侵蝕、
および低鉄歩留の欠点を有する。

の方法は、炉底部より送酸すので、炉内の酸素ポテ
ンシャルが高く、加炭・脱硫作用が弱く、生成した溶銑
が低Ｃ濃度、高Ｓ濃度となりやすい欠点があり、さらに
前記と同様、スラグによる耐火物侵蝕、低鉄歩留の欠点
も有する。

この発明は従来の前記低熱効率、スクラップ溶解期の
低加炭および低脱硫作用、低鉄歩留、高FeO濃度スラグ
による耐火物侵蝕等の問題を一挙解決するためなされた
ものである。

問題点を解決するための手段 この発明は従来の前記問題点を解決する手段として、
炉腹部に複数段に設けた気体吹込口と炉底に羽口を有す
る筒肩溶解炉を用い、この溶解炉内にコークスを最下段
の気体吹込口レベルより上で上段の気体吹込口レベルよ
り下のレベルまで装入し、このコークス充填層の上にス
クラップを装入した後、前記コークス充填層に最下段の
気体吹込口および／または炉底羽口より支燃性ガスを吹
込んでCOガスを発生させ、発生したCOガスをスクラップ
充填層内で上段の気体吹込口より吹込む支燃性ガスによ
り燃焼させてスクラップを溶解する溶銑製造方法を提案
するものである。

作用 第１図はこの発明方法を実施するための好適な筒型溶
解炉を示す概略図で、（１）は溶解炉の炉体、（２−
１）（２−２）は炉腹部に上下方向に複数段に設けた気
体吹込口、（３）は炉底羽口、（４）はコークス充填
層、（５）はスクラップ層である。なお、気体吹込口
（２−１）（２−２）はそれぞれ炉体円周上に設けられ
ている。

すなわち、この発明は筒型合溶解炉の最下段の気体吹
込口（２−１）レベルより上で上段の気体吹込み口（２
−２）レベルより下のレベルまでコークス充填層（４）
を形成するとともに、このコークス充填層（４）の上に
スクラップ層（５）を形成する。

炉内に前記コークス充填層（４）およびスクラップ層
（５）を形成すると、コークス充填層（４）に臨む下段
の気体吹込口（２−１）および／または炉底羽口（３）
より支燃性ガスを吹込みコークスを燃焼させる。必要に
応じて前記羽口から炭化水素系燃料を吹込む。この支燃
性ガスの吹込みによりコークスおよび炭化水素系燃料が
燃焼して生成するCO,H₂ガスは上昇してスクラップ層
（５）へ浸入する。この時、スクラップ層（５）に臨む
上段の気体吹込口（２−２）より支燃性ガスを吹込み、
スクラップ層内へ侵入してきたCO,H₂ガスを燃焼させ、
その燃焼熱によりスクラップを加熱・溶解せしめる。溶
解した金属はコークス充填層（４）内を滴下して炉底湯
溜り（６）に溜る。

なお、上段の気体吹込口（２−２）より吹込む支燃性
ガスは、コークス充填層（４）内で生成する排ガス中の
CO濃度が増加した段階でスクラップ層（５）に吹込まれ
る。

上記のごとく、この発明方法ではコークスおよび炭化
水素燃料が燃焼して発生する高温CO,H₂ガスがスクラッ
プ層（５）内を通過する時に、２次燃焼させる方式であ
るから、燃焼フレームから炉壁への輻射伝熱による損失
がなく、また２次燃焼ガスがスクラップ層（５）内を通
過することにより熱交換率が向上し、さらに簡素な炉体
形状により炉体熱損失を軽減できる。

また、炉底部にコークス充填層（４）を形成している
ので、鉄浴中の酸素ポテンシャルを低く維持でき、加炭
・脱硫作用にすぐれ、良質の溶銑が得られる。

さらに、この発明ではコークスを燃焼させるための支
燃性ガス吹込口（２−１）をこのコークス充填層（４）
に臨ませかつ湯溜り（６）に浸漬しないレベルに設けて
いるので、この気体吹込口（２−１）からの送ガス量を
増加することにより炉底羽口からの支燃性ガス吹込み量
を減少もしくは停止することができる結果、前記の従来
法では不可能であった炉下部強還元雰囲気の確保が可能
となる。

そして、鉄浴に直接酸素ジェットが当らないため溶銑
の過熱を防止でき、鉄の蒸発損失が軽減され鉄歩留が大
きく向上するとともに、炉底部で強還元雰囲気を維持で
きるので、スラグ中FeO濃度を低く保つことができ、ス
ラグによる耐火物侵蝕を抑制できる。

さらに、スクラップの溶解終了後、必要に応じて脱硫
し、脱硫完了後スラグを除去して通常の転炉吹錬を実施
することも可能である。

実施例 第１図に示す構造で第１表に示す装置仕様の筒型溶解
炉を用い、第２表に示す操業条件でスクラップを溶解し
た際の結果を、第２図に示す従来の溶解炉で実施した場
合と比較して第３表に示す。

第３表より、本発明法は従来法に比べ燃料比が低く、
高Ｃ濃度、低Ｓ濃度の溶銑が得られ、高熱効率、高加炭
・高脱硫作用を確認できた。また、従来法と比較して、
鉄歩留が高く、かつスラグ中のFeO濃度は低くなってお
り、耐火物の侵蝕はほとんど見られなかった。さらに、
燃料比についても、従来法では高価なコークスを100％
使用するのに対し、本発明法では安価な微粉炭が50％を
占めており、この点においも有利であることがわかる。

発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、以下に
示す効果を奏する。

コークスが燃焼して発生する高温ガスとスクラップ
の熱交換効率が高いので、高熱効率操業を達成できる。

スクラップ充填層内での燃焼フレームから炉壁への
輻射伝熱による熱損失軽減と熱交換効率を向上できるの
で、２次燃焼の着熱効率を改善でき、さらに簡素な炉体
構造による炉体熱損失を軽減できる。

鉄浴中酸素ポテンシャルを低く維持できるととも
に、炉下部の強還元性雰囲気を確保することが可能であ
るため、スクラップ溶解操業中における加炭・脱硫作用
にすぐれ、良質の溶銑を製造することができる。

また、炉下部の強還元性雰囲気を確保できる結果、
スラグ中FeO濃度を低く保つことができるのでスラグに
よる耐火物侵蝕を抑制でき、耐火物コストを軽減でると
ともに、鉄歩留が高い。

スクラップの溶解終了後、必要に応じて通常の転炉
吹錬を実施できるので、同一反応容器で鋼精錬の実施も
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実施するための好適な筒型溶解
炉を示す概略図である。 第２図は従来の溶銑製造方法の一例を示す概略図であ
る。 １……溶解炉炉体 ２−1,2−２……気体吹込口 ３……炉底羽口 ４……コークス充填層 ５……スクラップ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−280315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−60805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−42511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15908（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−8085（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉腹部に複数段に設けた気体吹込口と炉底
   に羽口を有する筒型溶解炉に、コークスを最下段の気体
   吹込口レベルより上で上段の気体吹込口レベルより下の
   レベルまで装入し、このコークス充填層の上にスクラッ
   プを装入した後、前記コークス充填層に最下段の気体吹
   込口および／または炉底羽口より支燃性ガスを吹込んで
   COガスを発生させ、発生したCOガスをスクラップ充填層
   内で上段の気体吹込口より吹込む支燃性ガスにより燃焼
   させてスクラップを溶解することを特徴とする溶銑製造
   方法。