JPS60103109A - 電気炉の操業方法 - Google Patents

電気炉の操業方法

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JPS60103109A
JPS60103109A JP58211019A JP21101983A JPS60103109A JP S60103109 A JPS60103109 A JP S60103109A JP 58211019 A JP58211019 A JP 58211019A JP 21101983 A JP21101983 A JP 21101983A JP S60103109 A JPS60103109 A JP S60103109A
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furnace
melting
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inert gas
gas
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Masahisa Tate
楯 昌久
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Tohshin Seiko Co Ltd
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Tohshin Seiko Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C21C5/5217Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電気炉の操業に当9、炉内に装入されたス
クラップ等の装入物の溶解ノυJ VC:JL−いては
、前記装入物の溶Mを促進して溶解時間の短縮をはかり
、且つ、スラグの早期生成を可能に(〜、そして、精錬
期においては、スラグ−メタル間の化学反応を促進して
精錬時間の短縮をはかることを目的とする電気炉の操業
方法に関するものである。
従来、電気炉の操業において、スクラップ等の装入物の
溶解期には、炉壁からの助燃バーJ−の使用および溶解
促進のための酸素の使用が、電極のアーク熱による溶解
と併用されており、単なる電極のアーク熱による操業に
比較してかなりの操業時間短縮の効果があがっている。
しかし乍ら昨今は゛、上記溶解の促進および精錬時間の
短縮を一段と強化することが望まれており、その/こめ
に炉床部から不活性ガスもしくは酸化性のガスを炉内に
吹き込むことによる溶解の促進および精錬113間の短
縮が提案されているが、現実的にはこの炉床部からのガ
ス吹き込み併用の電気炉の操業法は採用づれるに至って
いない。
そのため溶解期においては、炉内の熱の分布を均一にす
ることが困難なことから、コールドゾーンにおける溶)
デr遅れの解消がむづかしく、また、スラグの生成゛ま
での時間を短縮できない等の問題をかかえている。ぞし
て、精錬期においては、(a)不均一な加熱による高温
スラグにより炉の内張耐火物の損傷が大きい、(b)温
度分布が不均一なため、未溶解部などが4にじ易く、ス
ラグ−メタル相の反応が促進さ九ず71L力原単位が上
昇する、(C)鋼中のCの移動速度がおそ〈精錬時間が
長くなる、(d)スラグ中のT、Feが多く且つ添加合
金鉄の歩留りが悪い、等の問題がある。
次に、前述した炉床部からのガスの吹込み手段およびそ
の問題点について説明する。即ち、炉床部からのガス吹
込み手段としては、■電気炉の側壁からコールドゾーン
の鋼浴内に各種のガスを選、1 沢的に吹込む方V3、■炉床部の鋼浴深さか百以下に当
る炉床に、’7IY 価の下を避け、炉内の上方に向け
て同心円上に多数のガス吹込みノズルを設け、前記ノズ
ルから鋼浴内に溶解期には酸素を、そして精錬期には不
活性ガスを吹込む方法が知られている。
しかしながら、前者の方法は、コールドゾーンの温度の
低い鋼浴中にガスを吹込むものであるから、前記品度の
低い鋼浴が炉内を移動するに過ぎず、期待するほどの溶
解及び精錬の促進効果は得られない。また後者の方法は
、炉床に設けらハだガス吹込みノズルから鋼浴が漏出す
る危険があり、そのソールが困難である上、ノズル及び
炉床部の損傷が激しく、そのための冷却機構が必要とな
る上、冷却によって炉の熱が奪われる等、多くの問題が
ある。
本発明者等は、上述した問題を解決し、溶解ノυ」及び
精錬期における加熱を均一化してコールドゾーンを無く
し、溶解及び精錬時間の短縮により生産能率の向上及び
電力原単位の低減を図ることができる電気炉の操業方法
を開発すべく鋭意ωI究を重ねた。
その結果、ホットゾーンに不活性ガスを吹込み、ホット
ゾーンにおける高温の鋼浴の熱量をコールドゾーンにあ
る鋼スクラツプおよび低温の鋼浴に伝えれば、鋼スクラ
ップおよび鋼浴の加熱が均一に行なわれ、俗解及び精錬
時間を短縮し得ることがわかった。
この発明は、」二記知見に基いてなされたものであって
、 電気炉の炉床部に設けたノズルから炉内にガスを吹込み
、前記ガスによって、溶解期には炉内の装入物の溶解を
促進し、そして、精錬期には鋼浴の化学反応を促進する
ことを、電極のアーク熱による+8解および精錬と併用
する電気炉の操業方法において、 1)1」記炉内に吹込むガスとして不活性ガスを使用し
、溶解期に、l’jl Fil、l:不活性ガスを炉内
のホットゾーンに向けて、且つ、前記装入物の溶解が完
了した後の鋼浴内のはtア中央部に前記不活性ガスが収
斂する方向に、前記炉床部に設けた3箇以下のノズルか
ら吹込むことにより、前記装入物の溶解を促進し、次い
で、精錬期に、前記不活性ガスを、前記溶解期と同じよ
うに、前記炉床部に設けた3箇以下のノズルから、炉内
のホットゾーンに向けて、且つ、前記装入物の溶解が完
了した後の鋼浴面のほぼ中央部に前記不活性ガスが収斂
する方向に吹込むことにより、鋼浴の化学反応を促進す
ることに特徴を有するものである。
次に、この発明を図面を参照しながら説明する。
第1図はこの発明方法の1つの実施態様を示す電気炉炉
底部の概略水平断面図、第2図は同じく概略縦断面図で
ある。図面に示すように、内壁2が耐火物でそして炉床
3がMgOスタンプでライニングされ、周囲が鉄皮4で
覆われている電気炉1には、3本の電極5が挿入され、
アーク熱によって、電気炉l内に供給された鋼スクラツ
プの溶解及び精錬が行なわれる。このとき、電極5の対
向部にはホットゾーン6が生成し、電極5間の炉壁付近
にはコールドシー77が生成する。第1図において8は
未溶解の鋼スクラツプ、9は出鋼樋であシ、第2図にお
いて10は炉壁に設けられた助燃用バーナ、11は溶鋼
である。
この発明においては、ホットゾーン6の炉床3にノズル
12を3箇設け、ノズル12がら不活性ガスを吹込むも
ので、不活性ガスの吹込み方向は、吹込まれた不活性ガ
ス力;、鋼スクラツプが溶は落ちた後の湯面のはIT中
央部Aに収斂する方向とする。
吹込む不活性ガスは、例えば窒素ガス、アルゴンガス等
を使用するものであり、その吹込み金は溶鋼1屯当シ帆
01〜(LINm3/分の範囲とすることが好ましい。
即ち、吹込み量が溶鋼1屯当り0.01 Nm /分未
満では所期の効果が得られず、一方、0.lNm37分
を超えると、冷却が助長される一方、鋼浴に不必要な動
きが生じ、電力の入力に悪影響をもたらすなどの問題が
生ずる。また、酸化性ガスのような活性ガスを吹込むと
、炉床が損傷する問題が生ずる。従って、本発明では活
性ガスは使用しない。
上記により不活性ガスを吹込むためのノズル12は3箇
以下とすべきである。即ち前記ノズル12が3箇を超え
ると、ノズル12周辺の炉床耐火物が損傷する結果、そ
の補修に多くの時間を要し、生産能率を阻害する問題や
、鋼浴に不必要な動きが生じて、電力効率を損なうなど
の不利益が生ずる。この発明において、不活性ガスの吹
込みのためのノズル12には、例えばMgo −c系の
細管多孔質の耐火物が使用される。
上述した方法によシネ活性ガスを吹込むと、溶解期にお
いては、ホットゾーン6にある溶融物が強く撹拌され、
この撹拌によって、コールドシー77に存在する未溶解
の鋼スクラップ8に、ホットシー76にある溶融物が飛
散し、前記溶融物によって鋼スクラツプ8の溶解が促進
される。なお前記飛散した溶融物は、アーク熱によって
その温度が上昇するから、前記鋼スクラツプ7の溶解促
進は一層助長される。
従来溶解期においては、助燃用バーナによって石油系燃
料を吹付ける補助燃焼と、補助燃焼エネルギーとしてバ
ーナおよびランスによる酸素吹込みのみによらざるを得
なかったが、この発明によれば、上記補助燃焼と、補助
燃焼エネルギーの併用効果に加えて、溶解期のほぼ全′
期を通じて撹拌を行なうことができるので、溶解効率が
著しく向上する。その結果、電力原単位が低減し、また
早期に造滓が可能となるので、反応効率が向上し、生石
灰原単位の低減を図ることができる。
次に精錬期においては、ホットゾーン6にある高温の鋼
浴の移動ににって、溶鋼の温度偏差や成分の不均一が減
少する結果、電力原単位は低減し且つ精錬時間は短縮さ
れ、また、高温度のスラグによる耐火物の影響も減少し
て、耐火物原単位が低減される。
更に、脱炭効率の向上によって低炭素鋼の精錬が容易と
なり、そして、スラグと溶鋼間の反応が促進される結果
、Ill 、 Feのロスが少なくなシ、Fe出鋼歩留
は向上する上、脱酸条件が良くなって、Fe−8iやF
e−Mnなどの添加元素歩留も向上する。また、脱P1
脱S1脱O等の反応も促進され、CaO原単位の低減が
Nれる。
次に、この発明を実施例によシ更に説明する。
@1表及び第2表には、前述したこの発明の方法に従っ
て操業を行なったときの実施例が従来例と共に示されて
いる。第1表は原料装入例、製鋼時間、電力原単位、操
業原単位、溶解能率および出鋼歩留を示したものであり
、第2表は精錬jυ]における溶鋼温度、C値、S値、
スラグ中のIll 、 lit 、値および合金鉄歩留
を示したものである、。
従来例1ば、炉内の鋼スフシップお上び鋼浴の表面上に
ランスによって酸素を吹4−Jけ、JJ、つ、炉壁廿た
は炉蓋から俗調の表面上にバーナによって石油系燃F)
 k吹付ける補助燃焼法によってa%業した場合である
。従来例2は、炉床部の鋼浴深さがΣ以下に当る炉床に
、電極の下を避け、炉内の上方に向けて同心円状に多数
のガス吹込みノズルを設け、前記ノズルから鋼浴内に酸
素及び不活イ1ニガスを吹込む底吹き法を、実験炉で行
なった場合の値について実炉に換算した例を示すもので
ある。
なお、上記実施例及び従来例2は、何れも従q(例工の
補助燃焼法を併用した。
第1表における操業原単位中の02は、上述した補助燃
焼法によるランスからの吹付は量である。
また本発明の実施例では、N2は溶解期と精錬期のほぼ
全期間にわたシ、炉床に設けた3箇のノズルからホット
ゾーンに向けて吹込んだ吹込み量、そしてArは精錬期
の最後の3分間における前記ホットゾーンに向けて吹込
んだ吹込み量である。なお、N2の吹込み開始は、溶鋼
が若干生成してから開始してもよい。また、従来例2の
底吹き02は溶解期に、底吹きArは精錬期にそれぞれ
吹込んだ吹込み量である。
第1表及び第2表から明らかなように、不発りJ法の実
施例の場合は、従来例1の補助燃焼法に比べて、製鋼時
間、電力原単位、CaO原単位#は低減し、溶解能率お
よび出鋼歩留は向上すると共に、溶鋼温度およびC値の
偏差も少く、脱S率の向上、スラグ中のT、、Fe値の
減少および合金鉄の歩留向上を図ることができた。
また、従来例2の底吹き法の場合は、本発明法の実施例
に比べて溶解時間は早くなるが、一方、炉床のガス吹込
み用ノズル周辺の耐火物が激しく損耗するためその補修
に長時間を要する結果、製鋼時間全体では実施例の方が
短く、吹付補修−材の原単位も高い。更に、従来例2の
場合は、多数のノズルからガスが吹込まれるので、湯面
の泡立ちが多くなり、電価と溶鋼との間に流れる電流が
不安定となって電力消費量が増大する結果、精錬期の電
力原単位は実施例の場合より高かった。
次に、本発明法の作用及び効果を列挙する。
■ 溶解期においては、鋼スクラツプの溶解が促進さ1
−する結果、生t2’f’、能率の向上および電力原単
位の低減を図ることができ、また、早期造滓によって溶
解初期から高塩基度操業が可能となジ、CaO原単位が
低減される。
■ 精錬期においては、スラグとメタルとの間の反応が
促進される結果、下記の効果が挙がる。
a、スラグ中のIll 、 Fe値が低減するので、F
eの出鋼歩留シが向上する。
b、鋼中のO値が低減するので、脱酸剤および合金鉄の
歩留が向上する。
C2脱Pおよび脱S効率が向上するので、CaOの原単
位が低減する。
d、溶鋼中のMn値が上昇するので、Mn投入量が減少
する。
e、脱C効率が向上するので、低C材の製造が可能とな
る。
f、溶鋼の成分が均一化するので、品質のバラツキが減
少する。
■ 精錬期における鋼浴の温度が均一化するので、炉壁
耐人材の溶損が少なく、吹付補修刊の原単位が向上する
■ 精錬時間が短縮されるので、生産能率の向」−およ
び電力原単位の低減を図ることができる。
以上述べたように、この発明方法によ九ば、溶解期及び
精錬期における加熱が均一化されてコールドゾーンが無
くなり、溶解及び精錬時間が短縮されて生産能率の向上
及び電力その他の操業原単位の低減を図ることができる
等、幾多の工業上優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明方法の1つの実施態様を示す電気炉炉
底部の概略水平断面図、第2図は同じく概略縦断面図で
ある。図面において、 ]・・・電気炉 2・・・内壁 3・・・炉床 4・・・鉄皮 5・・・電極 6・・・ホットゾーン 7・・・コールドシー78・・・鋼スクラップ9・・・
出鋼樋 10・・・助燃用バーナI】・・・溶鋼 12
・・・ノズル 出願人 東伸製鋼株式会社 代理人 潮 谷 奈津夫(他2名) (N \r

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 電気炉の炉床部に設けたノズルから炉内にガス
    を吹込み、前記ガスによって、溶解期には炉内の装入物
    の溶解を促進し、そして、精錬期には鋼浴の化学反応を
    促進することを、電極のアーク熱による溶解および精錬
    と併用する電気炉の操業方法において、 前記炉内に吹込むガスとして不活性ガスを使用し、溶解
    期に前記不活性ガスを炉内のホットゾーンに向けて、且
    つ、前記装入物の溶解が完了した後の鋼浴面のほぼ中央
    部に前記不活性ガスが収斂する方向に、前記炉床部゛に
    設けた3箇以下のノズルから吹込むことによシ前記装入
    物の溶解を促進することを特徴とする電気炉の操業方法
  2. (2)電気炉の炉床部に設けたノズルから炉内にガスを
    吹込み、前記ガスによって、溶解期には炉内の装入物の
    溶解を促進し、そして、精錬期には鋼浴の化学反応を促
    進することを、電極のアーク熱による溶解および精錬と
    併用する電気炉の操業方法において、 前記炉内に吹込むガスとして不活性ガスを使用し、溶解
    期に、前記不活性ガスを炉内のホットゾーンに向けて、
    且つ、前記装入物の溶解が完了した後の鋼浴面のほぼ中
    央部に前記不活性ガスが収斂する方向に、前記炉床部に
    設けた3箇以下のノズルから吹込むことによシ、前記装
    入物の溶解を促進し、次いで、精錬期に、前記不活性ガ
    スを、?1(記溶解期と同じように、前記炉床部に設け
    た3箇以下のノズルから、炉内のホットゾーンに向けて
    、且つ、前記装入物の溶解が完了した後の鋼浴面のほぼ
    中央部に前記不活性ガスが収斂する方向に吹込むことに
    よシ、鋼浴の化学反応を促進することを特徴とする電気
    炉の操業方法。
JP58211019A 1983-11-11 1983-11-11 電気炉の操業方法 Granted JPS60103109A (ja)

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