JPH07278635A - Shifting layer type scrap melting furnace and production of molten iron - Google Patents
Shifting layer type scrap melting furnace and production of molten ironInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はスクラップ溶解炉に係わ
り、溶湯品質を制御し、かつ低コークス比で熱効率を高
くしてスクラップを溶解することを特徴とする溶湯の製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scrap melting furnace, and relates to a method for manufacturing a melt, characterized in that the quality of the melt is controlled and the scrap is melted at a low coke ratio with high thermal efficiency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】竪型炉によるスクラップ溶解プロセスと
して、キュポラ法がある。キュポラ法は炉上部からスク
ラップとコークスを層状または混合して装入するもの
で、送風温度５００℃前後の１段羽口の熱風キュポラと
常温送風による２段羽口の冷風キュポラがあり、両キュ
ポラとも、コークス品質はＣ９２％，灰分８％程度，粒
度１５０ｍｍ以上の高価格の鋳物用コークスが必要とさ
れている。2. Description of the Related Art As a scrap melting process in a vertical furnace, there is a cupola method. In the cupola method, scrap and coke are charged in layers or mixed from the upper part of the furnace, and there are hot-air cupola with one-stage tuyere with a blast temperature of around 500 ° C and cold-air cupola with two-stage tuyere by normal temperature blasting. At the same time, high-quality coke for casting having a coke quality of C92%, an ash content of about 8%, and a grain size of 150 mm or more is required.
【０００３】鋳物屑・型銑の装入比率３０〜６０％（ス
クラップ７０〜４０％）使用で、鋳物用コークス使用の
場合で燃料比１２０〜１４０ｋｇ／ｔ程度であり、２次
燃焼率ηCO (TOP) （＝ＣＯ2 (TOP)／（ＣＯ(TOP) ＋ＣＯ
2 (TOP)））は、熱風キュポラで４０％前後、２段羽口・
冷風キュポラの場合で５０％前後で操業されている。こ
の２次燃焼率は（１）式のＣ燃焼反応に続く（２）式の
進行度合によって影響を受ける。When a casting scrap / mold pig charging ratio of 30 to 60% (scrap 70 to 40%) is used and a casting coke is used, the fuel ratio is about 120 to 140 kg / t, and the secondary combustion rate η CO (TOP) (= CO 2 (TOP) / (CO (TOP) + CO
2 (TOP) )) is about 40% with hot air cupola, two-tier tuyeres
In case of cold air cupola, it is operated at around 50%. This secondary combustion rate is affected by the degree of progress of equation (2) following the C combustion reaction of equation (1).
【０００４】 Ｃ＋Ｏ2 →ＣＯ2 ＋９７０００ｋｃａｌ／（ｋｍｏｌ・Ｃ） … （１） Ｃ＋ＣＯ2 →２ＣＯ−３８２００ｋｃａｌ／（ｋｍｏｌ・Ｃ） … （２） 粒度６０ｍｍ以下の高炉用コークスを使用する場合、吸
熱反応である（２）式の反応進行が速いため、２次燃焼
率ηCOは確実に低下し、スクラップの溶解性は悪化す
る。そのため、従来技術では、（２）式の反応速度を遅
くすることを目的として、粒度１５０ｍｍ以上の高価格
の鋳物用コークスが必要とされた。C + O 2 → CO 2 +97,000 kcal / (kmol · C) (1) C + CO 2 → 2CO-38200 kcal / (kmol · C) (2) When using blast furnace coke having a particle size of 60 mm or less, an endothermic reaction occurs. Since the reaction progress of a certain equation (2) is fast, the secondary combustion rate η CO surely decreases, and the solubility of scrap deteriorates. Therefore, in the prior art, for the purpose of slowing down the reaction rate of the equation (2), a high-cost foundry coke having a particle size of 150 mm or more was required.
【０００５】また２次燃焼率の向上を狙った２段羽口・
常温送風キュポラの場合、２次送風により、（３）式の
反応の促進を狙ったものであるが、常温送風で酸素富化
率３％以下の操業のため１次羽口部での羽口前温度は低
く、通常操業ではＣを含有する低融点の鋳物屑や型銑を
４０〜６０％（スクラップ使用比率６０〜４０％）使用
せざるを得ない。Two-stage tuyeres aiming to improve the secondary combustion rate
In the case of a room temperature blast cupola, the purpose is to promote the reaction of the formula (3) by the secondary blast, but because the operation at room temperature blast has an oxygen enrichment rate of 3% or less, the tuyere at the primary tuyere The pre-temperature is low, and in normal operation, it is unavoidable to use C-containing low melting point casting scraps and mold pigs in an amount of 40 to 60% (scrap use ratio of 60 to 40%).
【０００６】 ＣＯ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ2 ＋６７５９０ｋｃａｌ／（ｋｍｏｌｔ・ＣＯ） … （３） このように、現状キュポラの場合、高炉用コークスの使
用ならびにスクラップ全量使用操業は厳しい状況にあ
る。CO + 1 / 2O 2 → CO 2 +67590 kcal / (kmolt · CO) (3) As described above, in the case of the present cupola, the use of blast furnace coke and the operation of using the entire amount of scrap are severe.
【０００７】高炉用コークスを使用することを目的とし
て、特開平３−１１１５０５号公報では、２次羽口を有
するキュポラ型溶解炉において２次送風羽口の吹き込み
方法を改善する方法が提案されている。これは、２次羽
口レベル面より上方に装入された次回溶解用のコークス
の過熱にともなうカーボンソルーション反応を抑制する
ために、支燃性ガスに代えて不活性のキャリアーガス、
例えばＮ2 を用いて粉状の石灰石および／または鉄鉱石
をそれぞれ吹き込むことを特徴とする。実施例から判断
すると、２次燃焼率の変動は少なくなり、ソルーション
ロス反応の減少には寄与するが、その値は４５％程度で
あり、鋳物用コークス使用時の現行キュポラの操業範囲
内にほぼ等しい。操業的には２次送風量を時間あるいは
スクラップ層降下に合わせて調節するという煩雑さがあ
る。For the purpose of using blast furnace coke, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-111505 proposes a method for improving the blowing method of the secondary blowing tuyere in a cupola type melting furnace having a secondary tuyere. There is. This is an inert carrier gas instead of the combustion-supporting gas in order to suppress the carbon solution reaction due to the overheating of the coke for the next melting, which is charged above the secondary tuyere level surface,
For example, N 2 is used to blow powdery limestone and / or iron ore, respectively. Judging from the examples, the fluctuation of the secondary combustion rate is small and contributes to the reduction of the solution loss reaction, but the value is about 45%, which is almost within the operating range of the current cupola when the coke for casting is used. equal. In terms of operation, there is the complexity of adjusting the secondary air flow rate according to the time or scrap layer drop.
【０００８】また、コークス比を低減する目的で、微粉
炭を利用したスクラップ溶解法が特開平１−１９５２２
５ならびに特開平２−１５７５９０号公報に提案されて
いる。Further, for the purpose of reducing the coke ratio, a scrap melting method using pulverized coal is disclosed in JP-A-1-19522.
5 and JP-A-2-157590.
【０００９】両者とも、炉内にはレースウエイが生成し
ない条件であるため、微粉炭燃焼空間を確保するため、
燃焼塔もしくは燃焼室が特別に設置されており、燃焼時
に生じるヒートロスならびに耐火物の寿命が問題とされ
ている。In both cases, since raceway is not generated in the furnace, in order to secure the pulverized coal combustion space,
Combustion towers or combustion chambers are specially installed, and heat loss generated during combustion and life of refractories are problems.
【００１０】また、水冷壁部材を有する竪型の炉を精錬
炉として使用したＥＯＦ法は、竪型炉中で、浴面の下方
側面に配置されたノズルから酸素、浴面の上方側面に配
置されたバーナーを経てオイル／微粉炭が酸素と一緒に
吹込まれ、その上に配置された吹込みノズルで富化され
た熱風で完全燃焼された廃ガスが炉上に配置された屑鉄
を予熱する。予熱温度は最高８００℃程度で、直立炉に
不連続に装入される構造となっている。In the EOF method using a vertical furnace having a water cooling wall member as a refining furnace, oxygen is supplied from a nozzle arranged on the lower side of the bath surface to the upper surface of the bath in the vertical furnace. Oil / pulverized coal is blown together with oxygen through the burner, and the exhaust gas completely burned by the hot air enriched by the blowing nozzle placed above preheats the scrap iron placed on the furnace . The preheating temperature is about 800 ° C at the maximum, and the structure is such that the preheating furnace is discontinuously charged.
【００１１】問題点としては、屑鉄の予熱装置の複雑な
構造や不連続的な装入法のため、廃ガス温度が変動する
ことが挙げられる。The problem is that the waste gas temperature fluctuates due to the complicated structure of the scrap iron preheating device and the discontinuous charging method.
【００１２】羽口を有する高炉と高炉の直径より大きな
直径を備え、羽口部も存在する炉床からなる溶銑製造装
置が、特開平１−５０１４０１号公報において開示され
ている。この炉では、炉頂部からは燃料を添加せず鉱石
類のみを装入し、燃料は高炉と炉床の結合部における燃
料ベッド上に直接添加する構造となっている。また羽口
位置は１次羽口部は燃料の存在する部位にあり、上部羽
口は燃料の存在しない鉱石類の存在する部位に設置され
ている。この炉をスクラップ溶解に活用した場合、高炉
部では燃料の存在をしないスクラップ層であることか
ら、ソルーションロス反応は進行せず、排ガスηCO
(TOP) の高い、効率の良い操業が期待できる。しかし、
コークス装入部は高温ガスと接触する領域であり、装入
量も多いことから、コークス装入部の断面積は大きく、
そのため、耐熱性の確保やガス漏洩に対するシール性な
ど設備的な問題がある。また、側壁レンガの損傷や高炉
部では付着物生成による棚吊りなどの問題が懸念されて
いる。また、コークス装入部位は固定式のため、コーク
ス装入領域が規定されており、コークス比が変化する
と、コークス消費速度とスクラップ溶融速度が異なる結
果、コークス装入とスクラップ装入の装入サイクルが異
なるなどの装入上の煩雑さも考えられる。また炉床部の
羽口前にはコークス充填層があり、羽口から常温送風下
で炭材吹込みを行う場合には、炭材の燃焼性に問題があ
り、燃焼性の悪い場合には、通気性が悪化することも考
えられる。スクラップ溶融に適用したと思われる操業例
によると、炭素を含有した鋳物屑の使用比率は６０％程
度であり、全量スクラップ使用の場合の操業可否につい
ては不明である。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 1-501401 discloses a hot metal producing apparatus comprising a blast furnace having tuyere and a furnace floor having a diameter larger than that of the blast furnace and having a tuyere portion. In this furnace, the ore is not charged from the top of the furnace and only the ore is charged, and the fuel is added directly onto the fuel bed at the joint between the blast furnace and the hearth. The tuyere position is such that the primary tuyere is located in the area where fuel exists, and the upper tuyere is located in the area where ore that does not contain fuel exists. When this furnace is used for scrap melting, the solution layer does not contain fuel in the blast furnace part, so the solution loss reaction does not proceed and the exhaust gas η CO
Highly efficient (TOP) operation can be expected. But,
The coke charging part is a region that comes into contact with high-temperature gas, and since the charging amount is large, the coke charging part has a large cross-sectional area,
Therefore, there are problems in facilities such as ensuring heat resistance and sealing property against gas leakage. In addition, there are concerns about damage to the side wall bricks and hanging on the shelf in the blast furnace due to deposits. In addition, since the coke charging part is a fixed type, the coke charging area is specified, and if the coke ratio changes, the coke consumption rate and scrap melting rate will differ, resulting in a coke charging cycle and a scrap charging cycle. It can be considered complicated due to different items. In addition, there is a coke packed layer in front of the tuyere of the hearth, and when carbonaceous material is blown from the tuyere under normal temperature blowing, there is a problem with the combustibility of the carbonaceous material. However, it is also possible that the breathability deteriorates. According to the operation example that seems to have been applied to scrap melting, the usage ratio of the carbon-containing casting waste is about 60%, and it is unclear whether or not the operation is possible when all scrap is used.
【００１３】本発明者らは、上記従来技術の欠点を回避
し、６０ｍｍ以下の細粒の高炉用コークスとスクラップ
の多量使用が可能なスクラップ溶解法として、炉周辺部
にコークスを、炉中心部から中間部にスクラップを装入
する操業法を特願平０５−２３９２７２，特願平０５−
２４８５１５において提示した。これは、設備の大型化
が可能なシンプルな炉体構造を考慮しつつ、炉内での
（２）式のカーボンソルーションロス反応を抑制して熱
効率を高め、燃料消費を少なくできるシャフト型スクラ
ップ溶融炉に関するものである。As a scrap melting method capable of avoiding the above-mentioned drawbacks of the prior art and using a large amount of fine coke for a blast furnace having a fine grain of 60 mm or less and a large amount of scrap, coke is provided in the peripheral portion of the furnace and in the central portion of the furnace. Japanese Patent Application No. 05-239272, Japanese Patent Application No. 05-
Presented at 248515. This is a shaft-type scrap melting that can reduce the fuel consumption by suppressing the carbon solution loss reaction of the equation (2) in the furnace while increasing the thermal efficiency while considering the simple furnace structure that can enlarge the equipment. It is about the furnace.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、高炉用
コークスを使用し、かつスクラップを多量使用する操業
は難しく、また炭材を利用したスクラップ溶解法につい
ては、炭材を直接スクラップあるいはコークス充填層内
に吹込むのではなく、燃焼空間を確保する専用燃焼塔も
しくは燃焼室が設置されている。この場合、ヒートロス
や耐火物の寿命などが問題とされている。In the prior art, it is difficult to operate using blast furnace coke and using a large amount of scrap, and in the scrap melting method using carbon material, the carbon material is directly scraped or coke filled. There is a dedicated combustion tower or chamber that secures a combustion space rather than blowing into the layer. In this case, heat loss and life of refractory materials are problems.
【００１５】また、溶湯品質についても、溶湯中Ｓは高
いレベルにあることが問題とされている。Regarding the quality of the molten metal, it is also a problem that S in the molten metal is at a high level.
【００１６】一方、羽口を有する高炉と高炉の直径より
大きな直径を備えた炉床からなる溶銑製造装置の場合、
炉床部に燃料供給部が存在するため、高温ガスと接触す
る燃料供給部の耐熱性やガス漏洩に対するシール性など
設備構造面で問題となる。また、常温送風下での炭材吹
込みについては、その燃焼性が問題とされている。On the other hand, in the case of a hot metal production apparatus comprising a blast furnace having tuyere and a hearth having a diameter larger than that of the blast furnace,
Since there is a fuel supply unit in the hearth, there are problems in terms of equipment structure such as heat resistance of the fuel supply unit that comes into contact with high temperature gas and sealing performance against gas leakage. Further, regarding the blowing of carbonaceous material under normal temperature blowing, its combustibility is a problem.
【００１７】コークスの周辺装入法については、効率的
な操業が可能という特徴はあるが、溶湯品質の迅速な制
御が難しい点ならびに炭材でも微粉炭を羽口から吹込む
場合には、常温送風下では、羽口内で天然ガスの予備燃
焼などの微粉炭吹込み部の温度を６００℃以上に予熱す
る必要であった。The coke peripheral charging method is characterized in that it can be operated efficiently, but it is difficult to control the quality of the molten metal promptly, and if pulverized coal is blown from the tuyere even with carbonaceous material, it will be at room temperature. Under the blast, it was necessary to preheat the temperature of the pulverized coal blowing part such as the pre-combustion of natural gas to 600 ° C. or higher in the tuyere.
【００１８】本発明は、高温ガスにさらされ、ガスシー
ル性が問題となるコークス装入部位を炉床部に設置しな
いこと、炉内における付着物生成をなくし、スムーズな
装入物の降下挙動を確保すること、高炉用コークスの使
用ならびに一般炭を使用してコストの低減を図り、また
２次燃焼率を向上させてスクラップ予熱・溶解性の向
上、高熱効率下で生産性を高く維持し、溶湯品質の制御
が可能なスクラップ溶解法を提供することを目的とす
る。The present invention does not install a coke charging site exposed to high-temperature gas, which causes a problem of gas sealability, in the hearth, eliminates the formation of deposits in the furnace, and smoothly descends the charge. To reduce the cost by using blast furnace coke and steam coal, improve secondary combustion rate to improve scrap preheating and solubility, and maintain high productivity under high thermal efficiency. The purpose of the present invention is to provide a scrap melting method capable of controlling the quality of molten metal.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、設備的にはコークス装入部位を低温
側とするため、炉頂部からスクラップとコークスを装入
し、高炉用コークスの使用を可能とするため、低コーク
ス比操業を指向し、炉床部羽口もしくはノズル部から炭
材多量吹込みを考慮する。また、装入物の装入法として
は、従来のようにスクラップとコークスを混合および層
状に装入する方法に加え、コークス周辺装入法を考慮す
る。コークスを炉周辺部に装入し、スクラップを中心部
から中間部に装入することにより、羽口部での燃焼率Ｃ
Ｏ2 ／（ＣＯ＋ＣＯ2 ）を高め、かつ、スクラップの予
熱領域では、スクラップに比べ粒度が小さく通気抵抗の
大なるコークス層での（２）式のソルーションロス反応
量を抑制し、スクラップの予熱を効率良く行うことによ
り、熱効率の高い操業が可能となることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned problems. In terms of equipment, since the coke charging site is on the low temperature side, scrap and coke are charged from the top of the furnace for use in blast furnaces. In order to enable the use of coke, aim for low coke ratio operation and consider injecting a large amount of carbonaceous material from the tuyere or nozzle of the hearth. In addition to the conventional method of mixing scrap and coke and charging them in a layered manner, the charging method of the peripheral portion of the coke is considered as a charging method of the charging material. Combustion rate C at the tuyere by charging coke into the furnace periphery and scrap from the center to the middle
O 2 / (CO + CO 2 ) is increased, and in the scrap preheating region, the solution loss reaction amount of the equation (2) in the coke layer having a smaller grain size and a larger air flow resistance than the scrap is suppressed to suppress the scrap preheating. It is characterized by being able to operate with high thermal efficiency by performing it efficiently.
【００２０】溶湯品質の制御については、浸炭促進材と
しての炭材の多量使用や炉床上部に設置したノズルか
ら、炭材フラックス吹込みを考慮し、例えば浸炭の促進
やＳ低下など溶湯品質の制御を行えるようにした。Regarding the control of the quality of the molten metal, considering the use of a large amount of the carbonaceous material as a carburizing accelerator and the blowing of the carbonaceous material flux from the nozzle installed in the upper part of the hearth, for example, the acceleration of carburizing and the decrease of the S I was able to control.
【００２１】即ち、本発明の要旨とするところは、上部
羽口または多段羽口を有する竪型炉と当該竪型炉の直径
より１．０〜３．０倍大きな直径を備え、側壁部に１次
羽口を及び／又は上部に送風空気及び／又は酸素吹込み
ノズルを、更に必要に応じ上部に炭材及び／又はフラッ
クス吹込みノズルを有する炉床からなる移動層型スクラ
ップ溶融炉を提示するものであり、また該移動層型スク
ラップ溶融炉において、竪型炉上部から、コークスを炉
周辺部に、スクラップを中心部から中間部に装入するこ
とを特徴とする溶銑製造方法にある。That is, the gist of the present invention is that a vertical furnace having an upper tuyere or a multi-stage tuyere and a diameter 1.0 to 3.0 times larger than the diameter of the vertical furnace are provided, and a side wall is provided. A moving bed type scrap melting furnace consisting of a hearth having a primary tuyere and / or a blowing air and / or oxygen blowing nozzle at the upper part and a carbonaceous material and / or flux blowing nozzle at the upper part if necessary is presented. Further, in the moving bed type scrap melting furnace, there is provided a method for producing hot metal, characterized in that coke is charged from the upper portion of the vertical furnace to the peripheral portion of the furnace and scrap is charged from the central portion to the intermediate portion.
【００２２】ここで、中心部とは炉の半径の１／３以内
の領域と定義し、炉周辺部とは後述（４）式で算定され
る半径位置ＲS と炉壁に挟まれた領域と定義し、中間部
とは中心部と周辺部に挟まれた領域と定義する。Here, the central part is defined as a region within 1/3 of the radius of the furnace, and the peripheral part of the furnace is a region sandwiched between the radial position R S calculated by the equation (4) and the furnace wall. The middle part is defined as a region sandwiched between the central part and the peripheral part.
【００２３】スクラップと周辺装入コークスとの境界半
径位置をＲS ，炉口部半径をＲO とすると、ＲS ／ＲO
は（４）式で定義される。When the boundary radius position between scrap and the peripheral charging coke is R S and the radius of the furnace opening is R O , R S / R O
Is defined by equation (4).
【００２４】 ＲS ／ＲO ＝｛１／（Ａ＋１）｝1/2 … （４） ただし、Ａ＝（ＷCR／ρCR）／（ＷS ／ρS ） ここで、ＷCR：コークス比（ｋｇ／ｔ） ＷS ：スクラップ比（ｋｇ／ｔ） ρCR：コークスの嵩密度（ｋｇ／ｍ3 ） ρS ：スクラップの嵩密度（ｋｇ／ｍ3 ） また、炉床部の側壁部とは、地面に対する鉛直部位を示
し、炉床部の上部とは竪型炉と側壁部の間の領域と定義
する。[0024] R S / R O = {1 / (A + 1)} 1/2 ... (4) However, A = (W CR / ρ CR) / (W S / ρ S) where, W CR: coke ratio (kg / t) W S: scrap ratio (kg / t) ρ CR: coke bulk density (kg / m 3) [rho S: bulk density (kg / m 3) of the scrap addition, and the side wall portion of the hearth Indicates the vertical portion with respect to the ground, and the upper part of the hearth is defined as the region between the vertical furnace and the side wall.
【００２５】[0025]
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.
【００２６】図１は本発明によるスクラップ溶融炉の概
念図を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a conceptual diagram of a scrap melting furnace according to the present invention.
【００２７】炉周辺部にコークス７が装入され、スクラ
ップ８は中心部から中間部に装入される。羽口は垂直方
向に１つまたは複数個設置する（図１では１次羽口３と
上部羽口４の２ケ所を図示）。竪型炉１に設置された上
部羽口４は、その突出し位置を式（４）で求められるス
クラップ８とコークス７の境界位置となるよう設定す
る。Coke 7 is charged in the peripheral portion of the furnace, and scrap 8 is charged in the middle portion from the central portion. One or a plurality of tuyere are installed in the vertical direction (in FIG. 1, two locations, a primary tuyere 3 and an upper tuyere 4 are shown). The upper tuyere 4 installed in the vertical furnace 1 is set so that its protruding position is at the boundary position between the scrap 8 and the coke 7 obtained by the equation (4).
【００２８】炉床部IIは炉床部の内径を上部竪型炉の内
径に比べ１．０〜３．０倍と大きくした。また、炉床部
IIの上部に炭材及び／又はフラックス吹込みノズル５、
送風空気及び／又は酸素吹込みノズル６あるいは側壁部
に１次羽口３を設けた。スクラップ、コークスは上部竪
型炉の炉頂部から装入する。このため上部竪型炉Ｉに比
べ内径の大きな炉床部IIを有してはいるが、炉床部IIで
のガスシール性に関する問題は解消される。In the hearth II, the inner diameter of the hearth was set to be 1.0 to 3.0 times larger than the inner diameter of the upper vertical furnace. Also, the hearth
Carbon material and / or flux injection nozzle 5 on top of II,
The primary tuyere 3 was provided in the blown air and / or oxygen blowing nozzle 6 or the side wall. Scrap and coke are charged from the top of the vertical furnace. Therefore, although it has a hearth II having a larger inner diameter than the upper vertical furnace I, the problem of gas sealability in the hearth II is solved.
【００２９】最初に、炉床部の内径が上部竪型炉の内径
に比べ大きくする必要性ならびにその大きさについて説
明する。First, the necessity of making the inner diameter of the hearth larger than the inner diameter of the upper vertical furnace and the size thereof will be described.
【００３０】上部竪型炉で装入された周辺コークスが炉
床部に降下した場合、コークスの堆積形状はコークスの
安息角によって規定されるため、炉床部の内径を上部竪
型炉の内径に比べ１．４倍以上とすることにより、コー
クス上部に微粉炭の大量燃焼が可能な空間を確保するこ
とができる。空間部の確保は常温送風下でも、羽口内で
予熱することなく微粉炭の燃焼を可能とさせる。コーク
ス充填層に炭材を吹込む従来型では、レースウエイ空間
を設けるために必要な送風条件や羽口構造さらにはコー
クス粒度などの制限があるが、本発明ではこの制限がな
くなった。また、炭材の燃焼性が悪化した場合、従来型
では、コークス充填層内の通気性が悪化し、操業に支障
となる場合があるが、本発明の方法では通気性悪化は生
じない。そのため、炭材の使用が容易となり、炭材の多
量吹込みが可能となった。また、従来技術の一つとし
て、炭材の専用の燃焼炉もしくは炉外での炭材燃焼が考
慮されたが、その場合の問題となるとヒートロスに関し
ては、本装置の場合、考慮する必要がない。また、炭材
大量燃焼時に未燃焼物が発生したとしても、この未燃焼
物は溶融メタルへの浸炭材として活用される。燃焼空間
部は極力広いほうがよいが、炉床部の内径を上部竪型炉
の内径に比べ３．０超とすると、炉体放散熱が大きくな
り、全体の燃焼効率が低下する。したがって、炭材の大
量燃焼を考慮する場合には、炉床部の内径は上部竪型炉
の１．４〜３．０倍とするのが好ましい。一方、炭材の
多量吹込みが必要ない場合は、炉床部に広い燃焼空間部
を確保する必要がないため、炉床部の内径は上部竪型炉
の内径の１．０〜１．４倍程度でよい。When the peripheral coke charged in the upper vertical furnace falls to the hearth, the coke deposit shape is defined by the angle of repose of the coke. Therefore, the inner diameter of the hearth is set to the inner diameter of the upper vertical furnace. By setting the ratio to 1.4 times or more, it is possible to secure a space where a large amount of pulverized coal can be burned in the upper part of the coke. Securing the space enables combustion of pulverized coal without preheating in the tuyere even under normal temperature blowing. In the conventional type in which the carbonaceous material is blown into the coke packed bed, there are restrictions on the blowing conditions, tuyere structure, and coke particle size necessary for providing the raceway space, but the present invention eliminates this restriction. Further, when the combustibility of the carbonaceous material deteriorates, in the conventional type, the air permeability in the coke-filled layer may deteriorate, which may hinder the operation, but the method of the present invention does not cause the air permeability to deteriorate. Therefore, it became easy to use the carbonaceous material, and it became possible to inject a large amount of carbonaceous material. In addition, as one of the conventional techniques, carbon material combustion in a dedicated combustion furnace of carbon material or outside the furnace was considered, but in that case, heat loss does not need to be considered in the case of this device. . Further, even if unburned materials are generated when a large amount of carbon materials are burned, the unburned materials are utilized as a carburizing material for molten metal. The combustion space should be as wide as possible, but if the inner diameter of the hearth is more than 3.0 as compared with the inner diameter of the upper vertical furnace, the heat dissipated in the furnace body will increase and the overall combustion efficiency will decrease. Therefore, when considering the large-scale combustion of carbonaceous material, the inner diameter of the hearth is preferably 1.4 to 3.0 times that of the upper vertical furnace. On the other hand, when it is not necessary to blow a large amount of carbonaceous material, it is not necessary to secure a wide combustion space in the hearth, so the inner diameter of the hearth is 1.0 to 1.4 times the inner diameter of the upper vertical furnace. About twice is enough.
【００３１】次に、炉床部に設置する各種ノズルの設置
位置ならびにその設置理由を説明する。微粉炭・炭材な
どの炭材吹込みは炉床部の上部に設置したノズルから直
接炉内空間部に吹込み、酸素及び／又は空気吹込みノズ
ル及び／又は１次羽口からの酸素にて燃焼させる方法と
した。送風空気及び／又は酸素吹込み部を炉床部の上部
とすれば、炭材の燃焼時間を極力長くするため好まし
い。炭材の大量燃焼を考慮しない場合には、吹込む空気
及び／又は酸素は、コークスを燃焼させるため、送風は
１次羽口を使用する。この場合、コークスの反応時間を
極力短時間とし、（２）式の反応を極力抑制するため
に、１次羽口は炉床部側壁部に設置するのが好ましい。
必要に応じて炉床部の上部に設置する炭材及び／又はフ
ラックス吹込みノズルは炭材の大量吹込みあるいは溶湯
品質制御として、浸炭材としての炭材吹込みと溶湯中Ｓ
低減のためのフラックス吹込み用に設置されている。コ
ークスとスクラップを区分けして周辺にコークスを装入
する場合、スクラップ溶解時の浸炭量は少ないため、炉
床部から吹込む微粉炭の一部を浸炭材として利用する。
また溶湯中Ｓの制御については、図２に見られる溶湯中
Ｓとスラグ塩基度との関係から炉床天井部の炭材及び／
又はフラックス吹込みノズルから石灰粉を所定塩基度に
なるように吹込むことで、溶湯Ｓ低下を狙い、溶湯品質
制御が可能となる。Next, the installation positions of various nozzles installed in the hearth and the reasons for the installation will be described. The carbonaceous materials such as pulverized coal and carbonaceous materials are directly injected into the space inside the furnace from the nozzle installed in the upper part of the hearth, and oxygen and / or air is injected into the nozzle and / or oxygen from the primary tuyere. And burned. It is preferable that the blown air and / or the oxygen blowing part is located above the hearth part because the combustion time of the carbonaceous material is made as long as possible. When the large-scale combustion of carbonaceous material is not taken into consideration, the blowing air and / or oxygen burns the coke, and therefore the primary tuyere is used for blowing air. In this case, in order to minimize the reaction time of the coke and suppress the reaction of the formula (2) as much as possible, it is preferable to install the primary tuyere on the side wall of the hearth.
The carbonaceous material and / or flux injection nozzle, which is installed on the upper part of the hearth as needed, is used to inject a large amount of carbonaceous material or to control the quality of the molten metal.
It is installed to inject flux for reduction. When separating coke and scrap and charging coke into the surrounding area, a portion of the pulverized coal blown from the hearth is used as a carburizing material because the amount of carburizing when melting scrap is small.
Regarding the control of S in the molten metal, carbonaceous materials and //
Alternatively, by injecting lime powder from the flux injecting nozzle so as to have a predetermined basicity, it is possible to control the quality of the molten metal with the aim of reducing the molten metal S.
【００３２】次に、上部竪型炉に加え炉床部をもつ本発
明の炉体構造すなわち炉床部での空間部の存在が、溶湯
Ｃ，Ｓの品質制御に加え、炉床部の燃焼率ηCO (1) （＝
ＣＯ2 (1)／（ＣＯ(1) ＋ＣＯ2 (1)））を高いレベルに制
御するために利用できることを説明する。Next, the presence of the furnace body structure of the present invention having an upper vertical furnace and a hearth, that is, the presence of a space in the hearth, not only controls the quality of the molten metals C and S, but also burns the hearth. Rate η CO (1) (=
Explain that it can be used to control CO 2 (1) / (CO (1) + CO 2 (1) )) to a high level.
【００３３】上部竪型炉から炉床部に降下するコークス
は、コークスの安息角（３６°）に従って周辺部に広が
り、上部に空間部ができる。炉床部での燃焼空間の確保
は、微粉炭の燃焼性の改善とスラグ浴内への空気または
酸素の吹込み条件を確保するために活用される。炉床部
での燃焼空間では、炭材の大量燃焼が可能であり、また
完全燃焼（（１）式の反応）できる送風条件の設定が可
能であり、炉床部での燃焼率ηCO (1) を向上できる。ま
た、炭材を吹込まない場合でも、炉床の上部にセットさ
れた送風空気及び／又は酸素の吹込みノズルから、炉床
のスラグ層に空気及び／又は酸素を吹きつけることによ
り、炉床部での燃焼率ηCO (1) の向上が可能である。後
者の場合、スラグ層内に混合して存在するコークスと空
気及び／又は酸素がスラグ層内で反応し、（１）式の発
熱反応を生じるが、その後に生じる（２）式の反応をス
ラグが抑制するためである。このように、炉床部での空
間部の存在を活用することにより、炉床部での燃焼率η
CO (1) を高く制御できる。このように高い燃焼率ηCO
(1) が確保できれば、炉頂装入コークス量を低減できる
ため、（２）式の反応に関与するコークス量を少なくで
きる。そのため、ソルーションロス反応量が減少し、２
次燃焼率ηCO (TOP) の低下を抑制できる。The coke descending from the upper vertical furnace to the hearth part spreads to the peripheral part according to the angle of repose (36 °) of the coke, and a space is formed in the upper part. Securing the combustion space in the hearth is utilized to improve the combustibility of pulverized coal and to secure the conditions for blowing air or oxygen into the slag bath. In the combustion space in the hearth, a large amount of carbonaceous material can be burned, and the ventilation conditions for complete combustion (reaction of equation (1)) can be set, and the combustion rate η CO ( 1) can be improved. Even when the carbonaceous material is not blown, the air and / or oxygen is blown to the slag layer of the hearth from the blown air and / or oxygen blowing nozzle set at the upper part of the hearth, so that the hearth is blown. It is possible to improve the combustion rate η CO (1) in some parts. In the latter case, coke existing in the slag layer mixed with air and / or oxygen reacts in the slag layer to generate an exothermic reaction of the formula (1). Is to suppress. In this way, by utilizing the existence of the space in the hearth, the combustion rate η in the hearth
CO (1) can be controlled high. This high burning rate η CO
If (1) can be secured, the amount of coke charged in the furnace top can be reduced, and thus the amount of coke involved in the reaction of equation (2) can be reduced. Therefore, the amount of solution loss reaction decreases, and 2
It is possible to suppress a decrease in the secondary combustion rate η CO (TOP) .
【００３４】また、排ガス２次燃焼率ηCO (TOP) を制御
する手段として、上部羽口の採用が有効である。上部羽
口の採用は炉床部で燃焼したガスの燃焼率ηCO (1) （＝
ＣＯ2 (1)／（ＣＯ(1) ＋ＣＯ2 (1) ））をより高めるた
めに設置されたもので、上部羽口からの送風により、
（３）式の反応を促進させ、炉頂排ガスの２次燃焼率η
CO (TOP) を高めることが可能である。Also, as a means for controlling the secondary combustion rate η CO (TOP) of the exhaust gas, it is effective to employ the upper tuyere. The upper tuyere is used to burn the gas burned in the hearth η CO (1) (=
CO 2 (1) / (CO (1) + CO 2 (1) )) was installed in order to raise it further, by the air blow from the upper tuyere,
The reaction of equation (3) is promoted, and the secondary combustion rate η of the furnace top exhaust gas
It is possible to raise CO (TOP) .
【００３５】次に、平均粒径６０ｍｍ以下の細粒コーク
スを使用する方法について述べる。コークスの細粒化は
炉床の空間部での燃焼ガスあるいは１次羽口部での燃焼
ガスとの（２）式のソルーションロス反応速度を増加さ
せるだけでなく、上部竪型炉における（２）式のソルー
ションロス反応量も増加させるため、排ガス２次燃焼率
ηCO (TOP) は低下し、その結果、コークス比の高い操業
を余儀なくされる。これを抑制するためには、反応性の
高い細粒コークスとの接触時間を短時間とすること、な
らびに細粒コークス層内に燃焼ガスを流さないようにす
る必要がある。この方策としてコークス周辺装入を採用
する。Next, a method of using fine coke having an average particle size of 60 mm or less will be described. The refinement of coke not only increases the solution loss reaction rate of Eq. (2) with the combustion gas in the space of the hearth or the combustion gas in the primary tuyere, but also in the upper vertical furnace (2 Since the solution loss reaction amount in the equation) also increases, the exhaust gas secondary combustion rate η CO (TOP) decreases, and as a result, operation with a high coke ratio is forced. In order to suppress this, it is necessary to shorten the contact time with the highly reactive fine grain coke and prevent the combustion gas from flowing in the fine grain coke layer. Coke peripheral charging is adopted as this measure.
【００３６】コークス周辺装入の採用は、上部竪型炉に
おいては、１５００ｍｍ程度を含むスクラップ粒度に対
して、粒度６０ｍｍ以下の高炉用コークスを周辺部に装
入し、空隙率の低いコークス層内の通気抵抗を高めるこ
とにより、炉床部で燃焼したガスの主流を炉中心部から
中間部に装入されたスクラップ層に流すことにより、
（２）式のソルーションロス反応量を抑制することを狙
いとする。また、炉床部においても、周辺に装入された
コークスが炉床部に降下した状態では、コークス層の厚
みが薄くなり、また中心から中間部に装入されたスクラ
ップ層は炉床部にも降下するため、従来法に比べコーク
ス充填層（コークスベッド）がない、あるいは短くな
り、（２）式のソルーションロス反応に係わる時間が極
端に短縮される。その結果、と炉床部での（２）式のソ
ルーションロス反応量は少なく、燃焼率ηCO (1) の高い
操業が維持できる。In the upper vertical furnace, the blast furnace coke having a grain size of 60 mm or less is charged in the peripheral portion in the coke layer having a low porosity in the upper vertical furnace. By increasing the ventilation resistance of, by flowing the main flow of gas burned in the hearth to the scrap layer charged from the center of the furnace to the middle part,
The purpose is to suppress the solution loss reaction amount in the equation (2). Also in the hearth, when the coke charged in the periphery falls to the hearth, the thickness of the coke layer becomes thin, and the scrap layer charged from the center to the middle part enters the hearth. As compared with the conventional method, there is no coke packed bed (coke bed), or the coke packed bed becomes shorter, and the time involved in the solution loss reaction of equation (2) is extremely shortened. As a result, the amount of solution loss reaction in equation (2) in the furnace hearth is small, and operation with a high combustion rate η CO (1) can be maintained.
【００３７】このように、周辺コークス装入法の採用に
より、（２）式のソルーションロス反応量を低減でき、
従来法に比べ、炉頂排ガス２次燃焼率ηCO (TOP) ＝ＣＯ
2 (TOP)／（ＣＯ(TOP) ＋ＣＯ2 (TOP) ）が高く、熱効率
の高い操業が可能となる。これによりコークス比低減に
も寄与する。このようにコークス周辺装入は、通常使用
している鋳物用コークスに比べ、粒度の小さな高炉用コ
ークスの使用を可能とする方法である。As described above, by adopting the peripheral coke charging method, the solution loss reaction amount of the equation (2) can be reduced,
Secondary combustion rate η CO (TOP) = CO
2 (TOP) / (CO (TOP) + CO 2 (TOP) ) is high, and operation with high thermal efficiency is possible. This also contributes to the reduction of the coke ratio. In this way, the coke peripheral charging is a method that enables the use of blast furnace coke having a smaller grain size than the normally used casting coke.
【００３８】また、周辺コークス装入法において、より
効率良く操業するための上部羽口の利用法を説明する。Further, in the peripheral coke charging method, a method of utilizing the upper tuyere for more efficient operation will be described.
【００３９】２次燃焼率ηCO (TOP) をより高く制御する
方法として、上部羽口の利用があるが、周辺コークス装
入を採用する場合、上部羽口の突出し位置をスクラップ
とコークスの境界位置もしくはスクラップ層内に突出す
ことがより有効である。これは、上部羽口からの送風空
気、送風酸素とコークスとの直接反応を抑制できるた
め、効率良く（３）式の反応を行わせることが可能なた
めである。最も熱効率の高い操業を指向する場合には、
スクラップ層内に上部羽口を突出した状態で、１次羽口
燃焼後のＣＯガス量を（３）式に従って、完全燃焼でき
る空気及び／又は酸素を送風すれば良く、ηCO (TOP) ≧
６５％の燃焼率が達成可能となる。これにより、反応効
率が良好となり、コークス比低減が可能となる。As a method for controlling the secondary combustion rate η CO (TOP) higher, there is use of the upper tuyere, but when peripheral coke charging is adopted, the protruding position of the upper tuyere is set as the boundary between scrap and coke. It is more effective to project into a position or scrap layer. This is because the direct reaction between the blown air and blown oxygen from the upper tuyere and the coke can be suppressed, so that the reaction of the formula (3) can be efficiently performed. When aiming for the most heat-efficient operation,
With the upper tuyere protruding into the scrap layer, air and / or oxygen that can completely burn the CO gas amount after the primary tuyere combustion can be blown according to the equation (3), and η CO (TOP) ≧
A burning rate of 65% can be achieved. Thereby, the reaction efficiency becomes good and the coke ratio can be reduced.
【００４０】コークス周辺装入方法については、従来型
の装入装置、例えばベル＋ＭＡ（ムーバブルアーマー）
型もしくはベルレス装入装置で、制御が可能である。Regarding the coke peripheral charging method, a conventional charging device such as Bell + MA (movable armor) is used.
It can be controlled by a die or bellless charging device.
【００４１】また、コークス周辺装入の採用により、上
部竪型炉下部の付着物生成を抑制できるようになった。
これは、通常装入法ではスクラップ層は炉壁と接触して
いるため、半溶融状態の低融点スラグが生成する場合、
炉壁部のレンガに付着凝固して、付着物を形成する。付
着物が形成すると、荷下がりが悪化し、場合によって
は、棚吊りが発生し、操業不能となるケースがある。一
方、周辺部にコークス層が存在すると、半溶融状態の低
融点スラグはコークス層内にトラップされ、炉壁部と接
触しない。そのため、付着物は生成し難い。Further, by adopting the charging around the coke, it becomes possible to suppress the formation of deposits in the lower portion of the upper vertical furnace.
This is because, in the normal charging method, the scrap layer is in contact with the furnace wall, so when a low-melting slag in a semi-molten state is generated,
It adheres to the brick of the furnace wall and solidifies to form an adhered substance. The formation of the adhered matter worsens the unloading of the load, and in some cases, hanging of the shelves occurs and the operation becomes impossible. On the other hand, when the coke layer is present in the peripheral portion, the low melting point slag in the semi-molten state is trapped in the coke layer and does not contact the furnace wall portion. Therefore, it is difficult to generate the deposit.
【００４２】つぎに、スクラップ多量使用技術について
説明する。Next, a technique for using a large amount of scrap will be described.
【００４３】これまでの実験によると、粒度１５００ｍ
ｍ程度を含むスクラップの溶解性については、高温のガ
スが必要であり、１次羽口前の理論燃焼ガス温度Ｔｆと
スクラップ使用比率との間には図３の関係がある。これ
はメタル中にＣが少ないほど、メタルの融点が高くなる
ためである。According to the experiments so far, the particle size is 1500 m.
Regarding the solubility of scrap containing m, a high temperature gas is required, and the theoretical combustion gas temperature Tf before the primary tuyere and the scrap usage ratio have the relationship shown in FIG. This is because the melting point of metal increases as the amount of C in the metal decreases.
【００４４】図３によると、型銑比や鋳物屑鉄比が多く
なるに伴い、Ｔｆは低くても、操業は可能であるが、全
量スクラップの溶解を達成するためには、Ｔｆは２６５
０℃以上が必要である。コークス粒度によって、１次羽
口での燃焼率ηCO (1) が変化するため、操業において
は、コークス粒度により送風条件を変更する必要があ
る。According to FIG. 3, it is possible to operate even if the Tf is low as the die pig ratio and the cast iron scrap ratio increase, but the Tf is 265 in order to achieve the melting of all scrap.
0 ° C or higher is required. Since the combustion rate η CO (1) at the primary tuyere changes depending on the coke particle size, it is necessary to change the blowing conditions depending on the coke particle size during operation.
【００４５】Ｔｆ≧２６５０℃を維持するための酸素富
化率については、炉床部での燃焼率燃焼率ηCO (1) によ
って異なる。粒度の大きいコークスを使用する時には、
ηCO (1) は高く、図４に示すように酸化富化なしでもＴ
ｆ≧２６５０℃が達成でき、スクラップ全量使用が可能
である。一方粒度６０ｍｍ以下の高炉用コークス使用時
には、従来キュポラ操業でのηCO (1) ≦３０％に比べ、
周辺コークス装入法ではηCO (1) ＞４０％と効率の高い
操業は可能であるが、常温送風下でＴｆ≧２６５０℃を
達成するためには、酸素富化率５％程度が必要である。The oxygen enrichment rate for maintaining Tf ≧ 2650 ° C. differs depending on the burning rate burning rate η CO (1) in the hearth. When using coke with a large grain size,
η CO (1) is high, and as shown in Fig. 4, T without CO enrichment
f ≧ 2650 ° C. can be achieved, and the entire scrap can be used. On the other hand, when using blast furnace coke with a particle size of 60 mm or less, compared to η CO (1) ≤ 30% in conventional cupola operation,
The peripheral coke charging method enables highly efficient operation with η CO (1) > 40%, but an oxygen enrichment rate of about 5% is required to achieve Tf ≧ 2650 ° C. under normal temperature blowing. is there.
【００４６】このように、スクラップの多量使用につい
ては、コークス粒度により、送風条件を変更する必要が
あるが、Ｔｆ≧２６５０℃を達成することにより、スク
ラップ全量使用は可能である。As described above, in order to use a large amount of scrap, it is necessary to change the blowing condition depending on the coke grain size, but it is possible to use the entire scrap by achieving Tf ≧ 2650 ° C.
【００４７】[0047]
【実施例】以下実施例により本発明の特徴を具体的に説
明する。EXAMPLES The features of the present invention will be specifically described with reference to the following examples.
【００４８】図１（ａ）に示すタイプの溶解炉（Ａ型）
は、炉口径２ｍ、竪型炉と炉床部の境界から０．５ｍの
高さの円周方向に等間隔に上部羽口４本を有する、有効
高さ４．６ｍ規模の竪型炉と炉床径２．８ｍ、高さ２ｍ
の炉床部を有し、炉床側壁部に１次羽口が円周方向に等
間隔に８本設けられている。この構造の溶解炉をＡ型ス
クラップ溶解炉と呼ぶ。また図１（ｂ）に示すタイプの
溶解炉（Ｂ型）は、炉口径２ｍ、竪型炉と炉床部の境界
から０．５ｍの高さの円周方向に等間隔に上部羽口４本
を有する、有効高さ４．６ｍ規模の竪型炉と炉床径４．
０ｍ、高さ２ｍの炉床部を有し、炉床部の側壁から０．
５ｍの位置に、円周方向に等間隔に送風空気及び／又は
酸素吹込みノズル４本と炭材及び／又はフラックス吹込
みノズルが円周方向に対称の位置に２本設置されてい
る。この構造の溶解炉をＢ型スクラップ溶解炉と呼ぶ。A melting furnace (A type) of the type shown in FIG.
Is a vertical furnace with an effective height of 4.6 m and a furnace diameter of 2 m and four upper tuyeres at equal intervals in the circumferential direction at a height of 0.5 m from the boundary between the vertical furnace and the hearth. Hearth diameter 2.8m, height 2m
And has eight primary tuyere at equal intervals in the circumferential direction on the side wall of the hearth. The melting furnace of this structure is called an A-type scrap melting furnace. In addition, the melting furnace (B type) of the type shown in FIG. 1 (b) has a furnace diameter of 2 m and upper tuyeres 4 at equal intervals in the circumferential direction at a height of 0.5 m from the boundary between the vertical furnace and the hearth. 3. Vertical furnace with an effective height of 4.6 m and a hearth diameter of 4.
It has a hearth with a height of 0 m and a height of 2 m.
Four blast air and / or oxygen blowing nozzles and two carbonaceous material and / or flux blowing nozzles are installed at a position of 5 m at equal intervals in the circumferential direction and at symmetrical positions in the circumferential direction. The melting furnace of this structure is called a B-type scrap melting furnace.
【００４９】スクラップの装入はベルームーバブルアー
マーにて制御した。操業諸元のうち、送風湿分は１５ｇ
／Ｎｍ３、炉頂から装入する石灰石原単位は４０ｋｇ／
ｔとした。Charging of scrap was controlled by a bellow bubble armor. Of the operating specifications, the blast humidity is 15g
/ Nm3, limestone basic unit charged from the furnace top is 40 kg /
t.
【００５０】比較例は通常の竪型炉のみのキュポラ操業
例で、比較例１は１段羽口で、５００℃の熱風送風キュ
ポラの操業例で、鋳物用コークスならびに高炉用コーク
スを用いた操作例、比較例２は２段羽口で常温送風キュ
ポラの操業例であり、型銑比もしくは鋳物屑鉄比は、そ
れぞれ３０％、６０％である。The comparative example is an operation example of a cupola using only a normal vertical furnace, and the comparative example 1 is an operation example of a one-stage tuyere and a hot-air blowing cupola of 500 ° C. Operation using casting coke and blast furnace coke. Examples and Comparative Example 2 are examples of operation of a room temperature blow cupola with a two-stage tuyere, and the mold pig ratio or the cast iron scrap ratio is 30% and 60%, respectively.
【００５１】実施例１ Ａ型スクラップ溶解炉を用いたケースであり、炉床羽口
部からの送風は熱風送風（５００℃）とした。鋳物屑鉄
比は３０％とし、１次羽口のみの送風とし、比較例１と
同様の条件とした。装入方法はコークス周辺装入を採用
した。操業時にはコークス装入領域を微調整するが、最
終定常時には、炉口無次元半径位置０．７５〜１．０の
領域にコークスを装入し、その内部にスクラップを装入
した。Example 1 This is a case using an A-type scrap melting furnace, and the air blown from the tuyere of the hearth was hot air blow (500 ° C.). The ratio of cast iron scrap was set to 30% and only the primary tuyere was blown, and the same conditions as in Comparative Example 1 were used. As the charging method, charging around the coke was adopted. The coke charging area was finely adjusted during the operation, but at the final steady state, the coke was charged in the area of the furnace opening dimensionless radial position of 0.75 to 1.0, and the scrap was charged therein.
【００５２】粒径１５０ｍｍの鋳物用コークスを用いた
場合、比較例１に比べ、排ガスηCO (TOP) は約２０％程
度高い操業が可能である。また、粒径６０ｍｍの高炉用
コークスを用いた場合でも、排ガスηCO (TOP) ＝２８％
に対し、効率向上に伴う改善効果は大きい。実施例で
は、熱余剰分、燃料比は低減できている。When a coke for casting having a particle diameter of 150 mm is used, the exhaust gas η CO (TOP) is higher than that of Comparative Example 1 by about 20%. Even when blast furnace coke having a particle diameter of 60 mm is used, exhaust gas η CO (TOP) = 28%
On the other hand, the improvement effect with efficiency improvement is large. In the embodiment, the heat surplus and the fuel ratio can be reduced.
【００５３】実施例２ Ａ型スクラップ溶解炉を用いたケースであり、炉床羽口
部からの送風は常温送風（２５℃）とし、上部羽口を使
用した二段羽口とした。使用したコークスは粒径６０ｍ
ｍの高炉用コークスとし、鋳物屑鉄比は０％の全量スク
ラップ使用とした。装入物の装入方法は、コークスを炉
口無次元半径位置０．７４〜１．０の領域に装入し、ス
クラップを中心から中間部に挿入した。操業は、１次羽
口部での送風を開始し、炉床部燃焼率ηCO (1) を求め、
その後、二段送風に切り替えた。炉床部での燃焼率ηCO
(1) は約 ６０％を達成できており、炉床羽口先 の理
論ガス燃焼温度Ｔｆ≧２６５０℃を満足するように、酸
素富化率６．３％に設定した。その結果、溶解性が良好
で、安定した操業が可能となり、上段羽口の送風量は異
なるが、上部羽口の使用により、排ガスηCO (TOP) ≧７
０％を達成した。全量スクラップ使用、高炉用コークス
使用という厳しい条件にもかかわらず比較例２に比べ、
効率の良い操業が可能となった。Example 2 In the case of using a type A scrap melting furnace, the air blown from the hearth tuyere was room temperature air blow (25 ° C.), and the upper tuyere was used for the two-stage tuyere. The coke used has a particle size of 60 m
m was used as the blast furnace coke, and the scrap iron ratio was 0%. Regarding the charging method of the charging material, coke was charged in the region of the non-dimensional radius position 0.74 to 1.0 of the furnace opening, and the scrap was inserted from the center to the middle portion. In the operation, start blowing air at the primary tuyere, obtain the hearth combustion rate η CO (1) ,
After that, we switched to a two-stage blast. Burning rate in the hearth η CO
In (1) , about 60% was achieved, and the oxygen enrichment rate was set to 6.3% so that the theoretical gas combustion temperature Tf ≧ 2650 ° C. at the tip of the hearth of the hearth was satisfied. As a result, the solubility is good, stable operation is possible, and the air flow rate of the upper tuyeres is different, but the use of the upper tuyeres causes the exhaust gas η CO (TOP) ≧ 7.
Achieved 0%. Despite the severe conditions of using all scrap and using blast furnace coke, compared to Comparative Example 2,
It has become possible to operate efficiently.
【００５４】実施例３ Ｂ型スクラップ溶解炉を用いたケースである。炉床天井
部からの送風は常温送風（２５℃）とした。使用したコ
ークスは粒径６０ｍｍの高炉用コークスとし、鋳物屑鉄
比は０％の全量スクラップとした。Example 3 This is a case where a B-type scrap melting furnace is used. The air blown from the ceiling of the hearth floor was blown at room temperature (25 ° C). The coke used was a blast furnace coke having a particle size of 60 mm, and the scrap iron ratio was 0%.
【００５５】送風空気及び／又は酸素吹込みノズルから
送風空気及び酸素をスラグ浴内に吹込んだ結果、上部羽
口を使用しない場合、スクラップと高炉用コークスを混
合装入した時には、排ガスηCO (TOP) は４５％程度であ
った。従来型キュポラで高炉用コークスを用いた時の排
ガスηCO (TOP) が約２８％に対し、効率向上に伴う改善
効果は大きい。高炉用コークスを炉口無次元半径位置で
約０．７４〜１．０の領域に装入し、周辺部にスクラッ
プを中心部から中間部に装入した場合には、排ガスηCO
(TOP) は上昇し、上部羽口送風を併用すると、排ガスη
CO (TOP) ≧７０％以上の操業が継続できた。比較例２の
常温送風・２段羽口で粒径の大きな鋳物用コークスを使
用しているキュポラ操業と比べ、効率のよい操業が可能
となった。As a result of blowing blast air and / or oxygen from the blast air and / or oxygen blowing nozzle into the slag bath, when the upper tuyere is not used and when scrap and blast furnace coke are mixed and charged, exhaust gas η CO (TOP) was about 45%. Exhaust gas η CO (TOP) when using blast furnace coke in a conventional cupola is about 28%, but the improvement effect with efficiency improvement is large. When blast furnace coke is charged into the area of approximately 0.74 to 1.0 at the dimensionless radial position of the furnace mouth, and scrap is charged from the center to the middle in the peripheral area, the exhaust gas η CO
(TOP) rises, and when combined with upper tuyere ventilation, exhaust gas η
CO (TOP) ≥ 70% or more of the operation could be continued. Compared to the cupola operation of Comparative Example 2 in which the coke for casting having a large particle diameter with room temperature air blowing and two-stage tuyeres was used, efficient operation was possible.
【００５６】実施例４ 周辺コークス装入を実施している実施例３の上部羽口を
使用しない操業において、微粉炭を炭材及び／又はフラ
ックス吹込みノズルから８０ｋｇ／ｔ吹込んだケースで
ある。この場合、微粉炭吹込み前に比べ、排ガスηCO
(TOP) は約 ５〜１０％程度低くなったが、上部羽口か
ら送風を併用することにより、排ガスηCO (TOP) ≧７０
％以上の操業が可能となった。こうして、炉頂からの装
入コークス比を５０ｋｇ／ｔ以下で操業することが可能
となった。このように微粉炭吹込み下においても、安定
した操業が可能なことを確認した。Example 4 This is a case in which 80 kg / t of pulverized coal was blown from the carbonaceous material and / or the flux blowing nozzle in the operation without using the upper tuyere of Example 3 in which the peripheral coke was charged. . In this case, exhaust gas η CO compared to before pulverized coal injection
(TOP) was reduced by about 5-10%, but exhaust gas η CO (TOP) ≧ 70 due to the combined use of air blow from the upper tuyere
% Or more of operations became possible. In this way, it became possible to operate at a charging coke ratio from the furnace top of 50 kg / t or less. In this way, it was confirmed that stable operation is possible even under the injection of pulverized coal.
【００５７】実施例５ 実施例４において、スラグ塩基度が０．８において溶湯
中Ｓが０．１％であったため、溶湯中のＳの低下を狙
い、炭材及び／又はフラックス吹込みノズルから石灰粉
末を１４ｋｇ／ｔ吹込むことにより、スラグ塩基度を
１．３程度に高め、溶湯中Ｓを０．０６％に低下させる
ことができた。Example 5 In Example 4, since S in the molten metal was 0.1% when the slag basicity was 0.8, aiming at a decrease in S in the molten metal, a carbonaceous material and / or a flux blowing nozzle was used. By blowing in 14 kg / t of lime powder, the slag basicity could be increased to about 1.3 and S in the molten metal could be reduced to 0.06%.
【００５８】[0058]
【表１】 [Table 1]
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、鋳物用コークスに比べ安価な高炉用コークスならび
に微粉炭を使用し、またスクラップの多量使用が可能で
あり、さらに溶湯品質も制御できるスクラップ溶融炉を
提供するものであり、発明の効果はきわめて大である。As described above, in the present invention, blast furnace coke and pulverized coal, which are cheaper than casting coke, are used, and a large amount of scrap can be used, and the quality of molten metal can be controlled. A melting furnace is provided, and the effect of the invention is extremely large.
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の方法によるスクラッ
プ溶融炉の概念図。1A and 1B are conceptual views of a scrap melting furnace according to the method of the present invention.
【図２】スラグ塩基度と溶湯中のＳとの関係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between slag basicity and S in molten metal.
【図３】羽口前理論燃焼温度Ｔｆとスクラップ比（スク
ラップ使用比率）との関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a theoretical combustion temperature Tf before tuyere and a scrap ratio (scrap usage ratio).
【図４】炉床部での燃焼率ηCO (1) に対し、Ｔｆ≧２６
５０℃を担保するために必要な酸素富化率を示す図。[Fig. 4] Tf ≧ 26 for the combustion rate η CO (1) in the hearth
The figure which shows the oxygen enrichment rate required in order to guarantee 50 degreeC.
Ｉ…竪型炉 II…炉床部 ３…１次羽口 ４…上部羽口 ５…炭材及び／又はフラックス吹込みノズル ６…送風空気及び／又は酸素吹込みノズル ７…コークス ８…スクラップ I ... Vertical furnace II ... Hearth part 3 ... Primary tuyere 4 ... Upper tuyere 5 ... Carbonaceous material and / or flux blowing nozzle 6 ... Blower air and / or oxygen blowing nozzle 7 ... Coke 8 ... Scrap
Claims (5)
直径より１．０〜３．０倍大きな直径を備え、１次羽口
及び送風空気及び／又は酸素吹込みノズルの１種又は２
種を有する炉床からなる移動層型スクラップ溶融炉。1. A vertical furnace having an upper tuyere and a diameter 1.0 to 3.0 times larger than the diameter of the vertical furnace, and a primary tuyere and one of blown air and / or oxygen blowing nozzles. Seed or 2
A moving bed type scrap melting furnace consisting of a hearth with seeds.
を有することを特徴とする請求項１記載の移動層型スク
ラップ溶融炉。2. The moving bed type scrap melting furnace according to claim 1, wherein the vertical furnace has 1 to 2 stages of upper tuyeres in the vertical direction.
に炭材及び／又はフラックス吹込みノズルを有すること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の移動層型ス
クラップ溶融炉。3. The moving bed type according to claim 1 or 2, wherein the hearth has a primary tuyere in the side wall and a carbonaceous material and / or flux blowing nozzle in the upper part. Scrap melting furnace.
ス吹込みノズルと送風空気及び／又は酸素吹込みノズル
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれか１項に記載の移動層型スクラップ溶融炉。4. The hearth part has a carbonaceous material and / or flux blowing nozzle and a blast air and / or oxygen blowing nozzle in the upper part, according to any one of claims 1 to 3. The moving bed type scrap melting furnace described.
動層型スクラップ溶融炉による溶銑製造方法において、
竪型炉上部から、コークスを炉周辺部に、スクラップを
中心部から中間部に装入することを特徴とする溶銑製造
方法。5. A method for producing hot metal in a moving bed type scrap melting furnace according to claim 1,
A method for producing hot metal, characterized in that coke is charged from the upper part of the vertical furnace to the peripheral part of the furnace and scrap is charged from the central part to the intermediate part.
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|---|---|---|---|
| JP6924794A JP2999115B2 (en) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Moving bed type scrap melting furnace and hot metal production method |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009031368A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Nippon Steel Corporation | Vertical furnace and method of operating the same |
| JP2013185192A (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten pig iron using vertical melting furnace |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6924794A patent/JP2999115B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2013185192A (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten pig iron using vertical melting furnace |
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