JPH0413407B2 - - Google Patents
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- JPH0413407B2 JPH0413407B2 JP8828783A JP8828783A JPH0413407B2 JP H0413407 B2 JPH0413407 B2 JP H0413407B2 JP 8828783 A JP8828783 A JP 8828783A JP 8828783 A JP8828783 A JP 8828783A JP H0413407 B2 JPH0413407 B2 JP H0413407B2
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- pulverized coal
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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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、スクラツプの溶解方法の改良に関
し、低減されたエネルギー消費をもつてスクラツ
プを溶解する方法を提供する。
し、低減されたエネルギー消費をもつてスクラツ
プを溶解する方法を提供する。
主としてアーク炉で行なわれる特殊鋼の製造に
おいて、その準備段階であるスクラツプ材料の溶
解をも電気を使つて行なうことは、コストの点か
らは不利であつて、消費電力の少なくとも一部は
他の熱源に代えることが望ましい。
おいて、その準備段階であるスクラツプ材料の溶
解をも電気を使つて行なうことは、コストの点か
らは不利であつて、消費電力の少なくとも一部は
他の熱源に代えることが望ましい。
以前に重油バーナーによる装入材料の予熱が流
行したことがあるが、これは主としてサイクルタ
イムを短縮して生産性を向上することに狙いがあ
り、石油価格が高騰してからは、あまり行なわれ
ていない。現在ではこれに代つて、アーク炉から
の高温の排ガスのもつ熱で冷スクラツプを予熱す
ることが盛んに行なわれている。
行したことがあるが、これは主としてサイクルタ
イムを短縮して生産性を向上することに狙いがあ
り、石油価格が高騰してからは、あまり行なわれ
ていない。現在ではこれに代つて、アーク炉から
の高温の排ガスのもつ熱で冷スクラツプを予熱す
ることが盛んに行なわれている。
製鋼過程における電力原単位の改善策として
は、さきに出願人が開発し、すでに開示した「カ
ーボンインジエクシヨン法」がある（特開昭55−
89414号）。この技術は、要鋼中に炭素質材料（以
下、「Ｃ」であらわす）の粉末と酸素とを吹き込
んでCOを発生させ、その際の酸化発熱を利用す
るとともに、スラグを泡立たせアークをその中に
埋設させることによつて、一種の保温効果を得て
熱効率を高めるものである。さらに進展した操業
は、はじめに溶鋼中に酸素を吹き込んでFeの酸
化による多量の発熱を利用して昇温し、ついでス
ラグ中にＣを吹き込んで FeO＋Ｃ→Fe＋CO↑ の還元反応を起させてFeを回収するとともに、
上記したCO発生の効果を得る形態をとつている
（特開昭56−87617号）。
は、さきに出願人が開発し、すでに開示した「カ
ーボンインジエクシヨン法」がある（特開昭55−
89414号）。この技術は、要鋼中に炭素質材料（以
下、「Ｃ」であらわす）の粉末と酸素とを吹き込
んでCOを発生させ、その際の酸化発熱を利用す
るとともに、スラグを泡立たせアークをその中に
埋設させることによつて、一種の保温効果を得て
熱効率を高めるものである。さらに進展した操業
は、はじめに溶鋼中に酸素を吹き込んでFeの酸
化による多量の発熱を利用して昇温し、ついでス
ラグ中にＣを吹き込んで FeO＋Ｃ→Fe＋CO↑ の還元反応を起させてFeを回収するとともに、
上記したCO発生の効果を得る形態をとつている
（特開昭56−87617号）。
上記した溶鋼中へのＣおよびO2の吹き込みを
スクラツプの溶解工程に拡張したものが、やはり
出願人の開発にかかる「リアクター製鉄法」であ
つて（特開昭57−198206号）、これは２個の容器
をスクラツプ予熱と溶解とに交互に使用する「ツ
インリアクター製鉄法」に発展した（特願昭57−
14443号）。ツインリアクターの技術を、アーク炉
溶解とカーボンインジエクシヨンとの組み合わせ
に適用することもまた試みており（特願昭57−
111196号）、これはさらに、操業コントロールの
向上をはかつてCOを発生させるガス化炉を別に
設けたスクラツプ溶解法に至り、これもすでに開
示した（特願昭58−24369号）。このようなＣの利
用は、それが比較的低価格であつて入手容易であ
るという利点に着目してなされたものにほかなら
ないが、本発明者らは、代表的なＣ源である微粉
炭をバーナーで直接燃焼してスクラツプ溶解の熱
源に利用することを試み、火焔温度の調節とFeO
生成量のコントロールにより予想を超える効果を
おさめたので、ここに提案する次第である。
スクラツプの溶解工程に拡張したものが、やはり
出願人の開発にかかる「リアクター製鉄法」であ
つて（特開昭57−198206号）、これは２個の容器
をスクラツプ予熱と溶解とに交互に使用する「ツ
インリアクター製鉄法」に発展した（特願昭57−
14443号）。ツインリアクターの技術を、アーク炉
溶解とカーボンインジエクシヨンとの組み合わせ
に適用することもまた試みており（特願昭57−
111196号）、これはさらに、操業コントロールの
向上をはかつてCOを発生させるガス化炉を別に
設けたスクラツプ溶解法に至り、これもすでに開
示した（特願昭58−24369号）。このようなＣの利
用は、それが比較的低価格であつて入手容易であ
るという利点に着目してなされたものにほかなら
ないが、本発明者らは、代表的なＣ源である微粉
炭をバーナーで直接燃焼してスクラツプ溶解の熱
源に利用することを試み、火焔温度の調節とFeO
生成量のコントロールにより予想を超える効果を
おさめたので、ここに提案する次第である。
従来のスクラツプ予熱は、到達温度が500℃以
下の比較的低温域で行なわれるのがふつうで、容
器は金属製のもので足りていた。これ以上の高温
にたとえば800℃程度までの予熱も試みられてい
るが、耐火物で内張りした容器が必要である。本
発明は、さらに高温域への加熱、たとえば装入ス
クラツプの約70％が溶解するに至る加熱を意図す
る。
下の比較的低温域で行なわれるのがふつうで、容
器は金属製のもので足りていた。これ以上の高温
にたとえば800℃程度までの予熱も試みられてい
るが、耐火物で内張りした容器が必要である。本
発明は、さらに高温域への加熱、たとえば装入ス
クラツプの約70％が溶解するに至る加熱を意図す
る。
本発明のスクラツプ溶解法は、基本的にはつぎ
の特徴を有する。すなわち、アーク炉を用いてス
クラツプを溶解するに当つて、アーク加熱の一部
を微粉炭バーナーによる加熱でおきかえ、その際
にスクラツプの温度が低い間は微粉炭に空気を混
合して燃焼させ、スクラツプの温度が高まつたな
らば空気に代えて酸素または酸素富化空気を混合
して燃焼させることによりバーナー火焔の温度を
上昇させ、高い加熱効率と制御されたFe酸化量
の下にスクラツプを溶解する方法である。
の特徴を有する。すなわち、アーク炉を用いてス
クラツプを溶解するに当つて、アーク加熱の一部
を微粉炭バーナーによる加熱でおきかえ、その際
にスクラツプの温度が低い間は微粉炭に空気を混
合して燃焼させ、スクラツプの温度が高まつたな
らば空気に代えて酸素または酸素富化空気を混合
して燃焼させることによりバーナー火焔の温度を
上昇させ、高い加熱効率と制御されたFe酸化量
の下にスクラツプを溶解する方法である。
微粉炭バーナーに空気を混合して使用した場合
の火焔温度は最高1500〜1600℃であり、一方、
O2を使用した場合の火焔温度は2100〜2200℃に
達する。酸素富化空気すなわち（空気＋O2）混
合ガスを使用すれば、その富化の度合に応じて、
この範囲内の温度の火焔をつくることができる。
スクラツプの加熱効率は、スクラツプの温度が高
まるにつれて、第１図に示すように低下して行
く。一方、スクラツプ加熱容器内のO2の存在は、
Feの酸化消耗を招く。従つて、低温域において
は微粉炭−空気バーナーにより加熱し、高温域で
は微粉炭−酸素バーナーを使用するのが得策であ
る。この切換えは、一段階でもよいが、中途に酸
素富化空気を用い、富化の程度を段階的に、また
は連続的に変化させて行なうことが好ましい。
の火焔温度は最高1500〜1600℃であり、一方、
O2を使用した場合の火焔温度は2100〜2200℃に
達する。酸素富化空気すなわち（空気＋O2）混
合ガスを使用すれば、その富化の度合に応じて、
この範囲内の温度の火焔をつくることができる。
スクラツプの加熱効率は、スクラツプの温度が高
まるにつれて、第１図に示すように低下して行
く。一方、スクラツプ加熱容器内のO2の存在は、
Feの酸化消耗を招く。従つて、低温域において
は微粉炭−空気バーナーにより加熱し、高温域で
は微粉炭−酸素バーナーを使用するのが得策であ
る。この切換えは、一段階でもよいが、中途に酸
素富化空気を用い、富化の程度を段階的に、また
は連続的に変化させて行なうことが好ましい。
微粉炭バーナーでは、揮発分の多い安価な粉炭
を使用することができる。粉炭中に約10重量％も
含まれる灰分は、一般の加熱炉においては種々の
問題をひきおこすが、スクラツプの加熱に使用す
るときは、灰分が溶融スラグと共に排出されるの
で、全く差支えない。灰分は火焔の輻射率を高
め、熱効率にとつて好ましい存在ですらある。
を使用することができる。粉炭中に約10重量％も
含まれる灰分は、一般の加熱炉においては種々の
問題をひきおこすが、スクラツプの加熱に使用す
るときは、灰分が溶融スラグと共に排出されるの
で、全く差支えない。灰分は火焔の輻射率を高
め、熱効率にとつて好ましい存在ですらある。
雰囲気中のO2分圧が高いとFeOの生成量も多
くなるが、このFeOは前記した溶解末期における
カーボンインジエクシヨンを行なえば、大部分が
Feに還元されて回収できる。従つて、本発明の
スクラツプ溶解法は、前記のカーボンインジエク
シヨンごとにその改良形態と組み合わせて実施す
ると有利である。
くなるが、このFeOは前記した溶解末期における
カーボンインジエクシヨンを行なえば、大部分が
Feに還元されて回収できる。従つて、本発明の
スクラツプ溶解法は、前記のカーボンインジエク
シヨンごとにその改良形態と組み合わせて実施す
ると有利である。
本発明の方法は、とりわけ前記したツインリア
クター製鉄法の考えをとり入れて、ツインシエル
すなわち２個の炉体を使用して、微粉炭バーナー
によるスクラツプの加熱および部分的溶解とアー
クによる完全溶解とを交互に行なう態様におい
て、最もその効果が高い。そのようなスクラツプ
溶解法は、２個の炉体を使用し、一方にスクラツ
プを装入して上記微粉炭バーナーによる加熱を行
ない、スクラツプが高温に達したところで炉内に
電極を装入してアーク加熱に切り換え、その間に
他方の炉体においては装入したスクラツプの微粉
炭バーナーによる加熱を行ない、一方の炉体内の
スクラツプが溶解したならばタツプして新たなス
クラツプを装入し、前記の微粉炭バーナーによる
加熱を行ない、その間に他方の炉内に電極を装入
してアーク加熱に切り換えてスクラップの溶解を
行なうことを繰り換すことを特徴とする。
クター製鉄法の考えをとり入れて、ツインシエル
すなわち２個の炉体を使用して、微粉炭バーナー
によるスクラツプの加熱および部分的溶解とアー
クによる完全溶解とを交互に行なう態様におい
て、最もその効果が高い。そのようなスクラツプ
溶解法は、２個の炉体を使用し、一方にスクラツ
プを装入して上記微粉炭バーナーによる加熱を行
ない、スクラツプが高温に達したところで炉内に
電極を装入してアーク加熱に切り換え、その間に
他方の炉体においては装入したスクラツプの微粉
炭バーナーによる加熱を行ない、一方の炉体内の
スクラツプが溶解したならばタツプして新たなス
クラツプを装入し、前記の微粉炭バーナーによる
加熱を行ない、その間に他方の炉内に電極を装入
してアーク加熱に切り換えてスクラップの溶解を
行なうことを繰り換すことを特徴とする。
図面によりこの態様を説明すれば、第２図に
おいて、左側のＡ炉はアーク加熱による完全溶解
を行なつており、右側のＢ炉は微粉炭バーナーに
よるスクラツプ加熱−部分溶解を行なつている段
階である。AB両炉とも排ガスは高温なので、ク
ラムシエル型のスクラツプの予熱容器SPHへ送
つて、冷スクラツプの予熱に利用する。
おいて、左側のＡ炉はアーク加熱による完全溶解
を行なつており、右側のＢ炉は微粉炭バーナーに
よるスクラツプ加熱−部分溶解を行なつている段
階である。AB両炉とも排ガスは高温なので、ク
ラムシエル型のスクラツプの予熱容器SPHへ送
つて、冷スクラツプの予熱に利用する。
Ａ炉のスクラツプが完全に溶解したならば、第
２図に示すように、Ａ炉にＣ−インジエクシヨ
ンを行なつてさらに溶湯温度の上昇をはかる。
２図に示すように、Ａ炉にＣ−インジエクシヨ
ンを行なつてさらに溶湯温度の上昇をはかる。
Ａ炉からの排ガスは高温である上に多量のCO
を含んでいるので、Ｂ炉に送つて空気を混合しさ
らに燃焼させ、微粉炭バーナーで加熱されたスク
ラツプの温度をさらに高めて、一部溶解させる。
を含んでいるので、Ｂ炉に送つて空気を混合しさ
らに燃焼させ、微粉炭バーナーで加熱されたスク
ラツプの温度をさらに高めて、一部溶解させる。
Ｂ炉からの排気は、ひきつづきSPHに送つて
予熱を続ける。SPHを通過した排ガスは、いう
までもなく集塵および無害化処理を施して放出す
る。
予熱を続ける。SPHを通過した排ガスは、いう
までもなく集塵および無害化処理を施して放出す
る。
Ａ炉で溶解したスクラツプは、第２図に示す
ようにスラグ除去に続いてタツプし、必要に応じ
て別の装置に送り、またはとりべ中で精錬を行な
う。次に、第２図に示すように、Ａ炉の耐火物
の補修が必要であれば行なつたのち、SPHで予
熱されたスクラツプを装入し、不足であればさら
に冷スクラツプを補充して、Ａ炉とＢ炉の炉蓋を
交換する。Ａ炉で使用した電極をＢ炉に移し、第
２図に示すように一部溶解していたＢ炉のスク
ラツプを完全に溶解させる。Ａ炉においては、さ
きにＢ炉で行なつていた微粉炭バーナーによる加
熱をはじめる。Ａ炉およびＢ炉の排気を、新たに
SPHに装入された冷スクラツプの予熱に利用す
ることは、さきほどと同じである。
ようにスラグ除去に続いてタツプし、必要に応じ
て別の装置に送り、またはとりべ中で精錬を行な
う。次に、第２図に示すように、Ａ炉の耐火物
の補修が必要であれば行なつたのち、SPHで予
熱されたスクラツプを装入し、不足であればさら
に冷スクラツプを補充して、Ａ炉とＢ炉の炉蓋を
交換する。Ａ炉で使用した電極をＢ炉に移し、第
２図に示すように一部溶解していたＢ炉のスク
ラツプを完全に溶解させる。Ａ炉においては、さ
きにＢ炉で行なつていた微粉炭バーナーによる加
熱をはじめる。Ａ炉およびＢ炉の排気を、新たに
SPHに装入された冷スクラツプの予熱に利用す
ることは、さきほどと同じである。
Ｂ炉のスクラツプが完全に溶解したら、Ｃ−イ
ンジエクシヨンを行なつて、スラグ除去およびタ
ツプに移行することは、上記と同様である。以
下、第２図〜の諸工程をくりかえす。
ンジエクシヨンを行なつて、スラグ除去およびタ
ツプに移行することは、上記と同様である。以
下、第２図〜の諸工程をくりかえす。
本発明によるときは、安価な燃料を用いて高い
加熱効率の下にスクラツプの加熱ができるから、
アーク溶解に要する電力原単位の著しい低減が可
能になる。このメリツトは、微粉炭および酸素の
費用を差し引いても、十分なものである。
加熱効率の下にスクラツプの加熱ができるから、
アーク溶解に要する電力原単位の著しい低減が可
能になる。このメリツトは、微粉炭および酸素の
費用を差し引いても、十分なものである。
以下、この効果を実施例により裏付ける。
実施例
容量90トンのアーク炉炉体２基を使用し、第２
図の工程を、第３図に示す操業パターンで実施し
た。付記した数字は、サイクルタイム（分であら
わす）である。
図の工程を、第３図に示す操業パターンで実施し
た。付記した数字は、サイクルタイム（分であら
わす）である。
SPHにおいては60トンのスクラツプを予熱し、
これと別に予熱しないスクラツプ30トンをあわせ
て装入した。
これと別に予熱しないスクラツプ30トンをあわせ
て装入した。
微粉炭バーナーは、0.68Kg／minの微粉炭を、
はじめは空気で、ついで酸素で燃焼させた。アー
クは消費電力5.6KWH／ｔ・minであつて、熱効
率は約70％である。
はじめは空気で、ついで酸素で燃焼させた。アー
クは消費電力5.6KWH／ｔ・minであつて、熱効
率は約70％である。
各炉および予熱容器における温度の変化は、第
４図に丸いプロツトで示すとおりである。また、
Feの酸化量は第４図に三角のプロツトで付記し
た変化をたどり、結局20Kg／ch・ｔであつた。
４図に丸いプロツトで示すとおりである。また、
Feの酸化量は第４図に三角のプロツトで付記し
た変化をたどり、結局20Kg／ch・ｔであつた。
この実施例において、溶解スクラツプ１トンあ
たりの原単位を、従来のアーク溶解−カーボンイ
ンジエクシヨン法と対比して示せば、つぎのとお
りである。
たりの原単位を、従来のアーク溶解−カーボンイ
ンジエクシヨン法と対比して示せば、つぎのとお
りである。
本発明 従来法
電 力 117KWH 400
Ｃ 粉 26Kg 20
電 極 ２ ３
微粉炭 12 ０
O2 42 27
第１図は、微粉炭バーナーによるスクラツプの
加熱効率が、スクラツプ温度の上昇につれて低下
する模様を示すグラフである。第２図〜は、
本発明のスクラツプ溶解法をツインシエルを用い
て実施する場合の工程を説明する概念的な図であ
つて、は一方の炉においてアーク加熱溶解を行
ない他方の炉において微粉炭バーナー加熱を行な
つている段階、は一方の炉にＣ−インジエクシ
ヨンを行ない他方の炉で排ガス加熱を行なつてい
る段階、は一方の炉から溶湯をタツプしている
段階、はタツプの済んだ一方の炉へ予熱された
スクラツプを装入している段階、そしては一方
の炉で微粉炭バーナー加熱を行ない他方の炉でア
ーク溶解を行なつている段階をそれぞれ示す。第
３図は、第２図に示す工程の一実施例を、操業パ
ターンにあらわしたものであつて、時間は左から
右へ向つて経過する。第４図は、第３図の操業パ
ターンに対応する、各炉および予熱容器における
温度変化を、Feの酸化量とともに示すグラフで
ある。
加熱効率が、スクラツプ温度の上昇につれて低下
する模様を示すグラフである。第２図〜は、
本発明のスクラツプ溶解法をツインシエルを用い
て実施する場合の工程を説明する概念的な図であ
つて、は一方の炉においてアーク加熱溶解を行
ない他方の炉において微粉炭バーナー加熱を行な
つている段階、は一方の炉にＣ−インジエクシ
ヨンを行ない他方の炉で排ガス加熱を行なつてい
る段階、は一方の炉から溶湯をタツプしている
段階、はタツプの済んだ一方の炉へ予熱された
スクラツプを装入している段階、そしては一方
の炉で微粉炭バーナー加熱を行ない他方の炉でア
ーク溶解を行なつている段階をそれぞれ示す。第
３図は、第２図に示す工程の一実施例を、操業パ
ターンにあらわしたものであつて、時間は左から
右へ向つて経過する。第４図は、第３図の操業パ
ターンに対応する、各炉および予熱容器における
温度変化を、Feの酸化量とともに示すグラフで
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アーク炉を用いてスクラツプを溶解するに当
つて、アーク加熱の一部を微粉炭バーナーによる
加熱でおきかえ、その際にスクラツプの温度が低
い間は微粉炭に空気を混合して燃焼させ、スクラ
ツプの温度が高まつたならば空気に代えて酸素ま
たは酸素富化空気を混合して燃焼させることによ
りバーナー火焔の温度を上昇させ、高い加熱効率
と制御されたFe酸化量の下にスクラツプを溶解
する方法。 ２ スクラツプの温度が500℃に至るまでは微粉
炭に空気を混合して燃焼させ、500℃を超えたと
きは酸素を混合して燃焼させ、ついでアーク加熱
に移行して完全に溶解させる段階をふむ特許請求
の範囲第１項のスクラツプ溶解法。 ３ ２個の炉体を使用し、一方にスクラツプを装
入して上記微粉炭バーナーによる加熱を行ない、
スクラツプが高温に達したところで炉内に電極を
装入してアーク加熱に切り換え、その間に他方の
炉体においては装入したスクラツプの微粉炭バー
ナーによる加熱を行ない、一方の炉体内のスクラ
ツプが溶解したならばタツプして新たなスクラツ
プを装入し、前記の微粉炭バーナーによる加熱を
行ない、その間に他方の炉内に電極を装入してア
ーク加熱に切り換えてスクラツプの溶解を行なう
ことを繰り返す特許請求の範囲第１項または第２
項のスクラツプ溶解法。 ４ アーク加熱による溶解に際して溶鋼内に炭素
質材料の粉末および酸素を吹き込み、炭素の燃焼
による発熱を利用するとともに発生したCOガス
をいまひとつの炉に送給して燃焼させることによ
り発生する熱を、微粉炭バーナーによる加熱に代
え、またはその補助として利用することを含む特
許請求の範囲第３項のスクラツプ溶解法。 ５ 微粉炭バーナーによる加熱を行なつている炉
および（または）アーク加熱を行なつている炉か
らの排ガスを、装入する冷スクラツプの予熱に利
用することを含む特許請求の範囲第３項または第
４項のスクラツプ溶解法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088287A JPS59215427A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | スクラップ溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088287A JPS59215427A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | スクラップ溶解法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215427A JPS59215427A (ja) | 1984-12-05 |
| JPH0413407B2 true JPH0413407B2 (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=13938689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58088287A Granted JPS59215427A (ja) | 1983-05-19 | 1983-05-19 | スクラップ溶解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215427A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6504370B2 (ja) * | 2016-07-26 | 2019-04-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電気炉による溶鉄の製造方法 |
-
1983
- 1983-05-19 JP JP58088287A patent/JPS59215427A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59215427A (ja) | 1984-12-05 |
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