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JP2843604B2 - Production method of molten iron by combined smelting reduction and scrap melting method - Google Patents
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JP2843604B2 - Production method of molten iron by combined smelting reduction and scrap melting method - Google Patents

Production method of molten iron by combined smelting reduction and scrap melting method

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JP2843604B2
JP2843604B2 JP22041789A JP22041789A JP2843604B2 JP 2843604 B2 JP2843604 B2 JP 2843604B2 JP 22041789 A JP22041789 A JP 22041789A JP 22041789 A JP22041789 A JP 22041789A JP 2843604 B2 JP2843604 B2 JP 2843604B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は溶融還元・スクラップ溶解複合法による溶銑
の製造方法に係り、詳しくは鉄浴式の溶融還元炉を使用
して、主として酸化鉄を含む原料の溶融還元と鉄系スク
ラップの溶融との複合による溶銑の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention relates to a method for producing hot metal by a smelting reduction / scrap melting combined method, and more particularly to an iron bath type smelting reduction furnace for mainly producing iron oxide. The present invention relates to a method for producing hot metal by combining smelting reduction of a raw material containing iron and melting of iron-based scrap.

これは、各種のニーズに対して、炉の操業にフレキシ
ビリティを持たせながら対応させ、溶銑を製造できるよ
うにした分野で利用されるものである。
This is used in a field in which it is possible to produce hot metal by responding to various needs while giving flexibility to the operation of the furnace.

(従来の技術) 近年、コークス製造−鉱石塊成化−高炉プロセスに置
き代わるプロセスとして、溶融還元製鉄法が活発に研究
されている。この溶融還元製鉄法が実用化される場合に
は、一貫プロセスとしての溶融還元炉、予備還元炉、酸
素ガス製造装置などの大規模な新規の投資が必要とな
る。
(Prior Art) In recent years, smelting reduction ironmaking has been actively studied as a process that replaces the coke production, ore agglomeration, and blast furnace process. If this smelting reduction steelmaking method is put into practical use, large-scale new investment such as a smelting reduction furnace, a pre-reduction furnace, and an oxygen gas production apparatus as an integrated process is required.

一方、諸般の事情により高炉が休止し、それに伴い転
炉や連続鋳造機も休止し、圧延設備のみが移動する製鉄
所が出現し始めている。このような製鉄所では、高炉が
休止したことに伴い転炉、連結鋳造機、酸素発生設備、
発電設備、原燃料荷上げ輸送設備などが遊休状態とな
る。
On the other hand, the blast furnace has been suspended due to various circumstances, and accordingly, the converter and the continuous casting machine have also been suspended, and ironworks in which only rolling equipment moves have begun to appear. In such a steel mill, a converter, a combined casting machine, an oxygen generation facility,
The power generation facilities, raw fuel unloading transportation facilities, etc. will be idle.

ところが、製品の品種構成、販売量と価格、納期如何
によっては、これらの遊休設備を活用した最小の設備投
資による溶融還元法もしくはスクラップ溶解法を適用す
ることができれば、鋼片の一部を製造することが著しく
有利になる場合がある。
However, depending on the product mix, sales volume and price, and delivery time, if the smelting reduction method or scrap melting method with minimum capital investment utilizing these idle facilities can be applied, part of the billet will be manufactured. Can be significantly advantageous.

ところで鉄鉱石の溶融還元において、生産性、変動コ
ストに影響する操業要因として二次燃焼率がある。溶融
還元法においては多量のFe2O3を還元するが、この際に
多量の熱を消費する。この熱を補償するためにCを極力
CO2まで燃焼する二次燃焼を高めることにより、酸素原
単位、石炭原単位を低減することが可能となる。
Incidentally, in the smelting reduction of iron ore, there is a secondary combustion rate as an operating factor affecting productivity and variable costs. In the smelting reduction method, a large amount of Fe 2 O 3 is reduced, but at this time, a large amount of heat is consumed. Set C as much as possible to compensate for this heat
By increasing the secondary combustion that burns up to CO 2, it becomes possible to reduce the oxygen intensity and coal intensity.

かかる二次燃焼率および着熱効率を向上させ、その結
果、生産性の向上、酸素および炭材原単位の低下を実現
する発明として、例えば特開昭61−213310号公報に記載
された鉄系合金溶湯の製造方法がある。
As an invention for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency and consequently improving the productivity and reducing the oxygen and carbonaceous unit consumption, for example, an iron-based alloy described in JP-A-61-213310 is disclosed. There is a method for producing molten metal.

その要点は、(1)スラグ量を溶湯1屯当たり250kg
以上にすること、好ましくは、300〜400kgとすることに
より、溶融鉄合金層および底吹きによって生じたスプラ
ッシュが高接高温の雰囲気と接触することを防止して、
二次燃焼率を向上させること(2)スラグ中にスラグ重
量の20%以上の炭素分を残留させることにより、スラグ
の泡立ち状態を適度に維持して、スロッピングを防止さ
せることにより、着熱効率を向上させている。これによ
って、着熱効率を90%程度以上に維持しながら、従来法
に較べて、大幅に二次燃焼率を向上させることが可能と
なった。
The point is that (1) the amount of slag is 250kg per ton of molten metal
The above, preferably, by 300 to 400 kg, by preventing the molten iron alloy layer and the splash generated by the bottom blow from coming into contact with a high-contact high-temperature atmosphere,
Improving the secondary combustion rate (2) Heating efficiency by maintaining the bubbling state of the slag moderately by leaving carbon content of 20% or more of the slag weight in the slag to prevent slopping Has been improved. As a result, it has become possible to significantly improve the secondary combustion rate as compared with the conventional method, while maintaining the heat arrival efficiency at about 90% or more.

なお、上記の公報には、同じ思想をスクラップ溶解に
も適用できることが述べられている。因みにスクラップ
溶解について、多量スラグを適用した例が、特開昭61−
221322号公報に、金属原料溶解精錬方法として開示され
ている。
The above publication states that the same concept can be applied to scrap melting. By the way, as for scrap dissolution, an example in which a large amount of slag is applied is disclosed in JP-A-61-1986.
Japanese Patent No. 221322 discloses a method for melting and refining metal raw materials.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら多量スラグ複合転炉における鉄鉱石の溶
融還元、あるいはスクラップ溶解のいずれにおいても、
生産性(溶銑製造速度ともいう)および後工程への余剰
エネルギー(単位時間当り回収ガス熱量ともいう)のフ
レキシビリティについては、予想外に小さいことを知見
した。
(Problems to be solved by the invention) However, in both the smelting reduction of iron ore and the melting of scrap in a large-volume slag combined converter,
It was found that the productivity (also called hot metal production rate) and the flexibility of surplus energy (also called recovered gas heat per unit time) to the post-process were unexpectedly small.

鉄鉱石の溶融還元において生産性を向上させるには、
酸素発生設備、酸素配管の能力に制約があることから、
送酸速度(Nm3/hr)を最大としておき、二次燃焼率およ
び着熱効率を向上させ、溶銑1屯当たりの酸素ガス原単
位および石炭原単位は低下させることが一般的に行われ
ている。
To improve productivity in smelting reduction of iron ore,
Due to the limited capacity of oxygen generation equipment and oxygen piping,
It is common practice to maximize the acid transfer rate (Nm 3 / hr) to improve the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency, and to reduce the oxygen gas intensity and coal intensity per unit of hot metal. .

ところが溶融還元法においては、鉄鉱石の還元熱が多
量に必要なことから石炭、酸素の原単位は高く、例えば
酸素については500〜800(Nm3/T)となり、生産性の向
上にも限りがある。例えば30,000(Nm3/hr)の大型酸素
発生設備を用いたとしても、日産1000〜1500屯と低い生
産性である。これに加えて石炭原単位が高いことから溶
融還元炉における発生ガス量が多いと言う問題もある。
However, in the smelting reduction method, the unit heat of coal and oxygen is high because a large amount of reduction heat of iron ore is required. For example, oxygen is 500-800 (Nm 3 / T), and the improvement of productivity is limited. There is. For example, even if 30,000 (Nm 3 / hr) large oxygen generating equipment is used, the productivity is as low as 1000 to 1500 tons / day. In addition to this, there is also a problem that the amount of gas generated in the smelting reduction furnace is large due to the high coal intensity.

而して余剰のガスを例えば発電用の燃料として使用す
る場合、昼間は市中の電力消費が多く、発生ガス量が多
くても問題はないが、夜間になると電極消費量が低下す
ることから発生ガスを消化できないと言う問題を生ず
る。
Thus, when using surplus gas as fuel for power generation, for example, power consumption in the city is large in the daytime, and there is no problem even if the amount of generated gas is large, but at nighttime, the electrode consumption decreases. A problem arises in that the generated gas cannot be digested.

一方、スクラップ溶解法単独では、酸素原単位は150
〜250(Nm3/T)と少ないことから生産性の問題は無いも
のの、石炭原単位が少ないことから発生ガス量は、溶融
還元法の1/4〜1/5と少なく、ガスの需要に対応できな
い。このため発電設備では発生ガスの不足分を高価な重
油や天然ガスで補填しなければならない。
On the other hand, in the scrap melting method alone, the oxygen intensity is 150
Although there is no productivity problem because it is as small as ~ 250 (Nm 3 / T), the amount of gas generated is small as 1/4 to 1/5 of the smelting reduction method due to the small unit consumption of coal. I can not cope. For this reason, in the power generation equipment, the shortage of generated gas must be compensated for by expensive heavy oil or natural gas.

ここで、転炉、電気炉、自家発電設備、酸素発生設
備、連続鋳造機、圧延設備を有し、転炉により溶融還元
および転炉による製鋼の排ガスを回収して自家発電し、
その自給電力および購入電力によって電気炉、酸素発生
設備、圧延設備などを運転するシステムを有する製鉄所
を例として、前述した問題をより具体的に説明する。
Here, it has a converter, an electric furnace, a private power generation facility, an oxygen generation facility, a continuous casting machine, and a rolling facility.
The above-mentioned problem will be described more specifically with an example of a steel mill having a system for operating an electric furnace, an oxygen generating facility, a rolling facility, and the like using the self-supplied power and the purchased power.

周知のように、昼間の電力需要の多い時間帯における
購入電力単価は、深夜のそれに較べて著しく高価であ
る。而して製鉄所のエネルギー需要を考えれば、昼間の
高需要時間帯は自家発電量を増加させるため、転炉の排
ガスのエネルギーを増加させることがコスト的に望まし
い。
As is well known, the unit price of purchased power during a daytime period when power demand is high is significantly higher than that at midnight. Considering the energy demand of the steelworks, it is desirable in terms of cost to increase the energy of the exhaust gas from the converter in order to increase the amount of private power generation during the high demand time period in the daytime.

一方、深夜は逆に安価な購入電力量を増やして、排ガ
スのエネルギーを減少させるようにするとよい。また、
安価に溶銑を製造するためには原料価格を考えつつ広い
原料の選択枝から最も安価な組み合わせを選択すること
が重要である。
On the other hand, at midnight, on the other hand, it is preferable to increase the amount of inexpensive purchased power to reduce the energy of exhaust gas. Also,
In order to produce hot metal at low cost, it is important to select the cheapest combination from a wide selection of raw materials while considering raw material prices.

つまり鉱石、石炭、酸素ガス、スクラップの相対的価
格、特にスクラップ価格が時系列的に大幅に変動するこ
とが知られてる。さらに販売量すなわち生産量も時系列
的に変動する。また圧延工場の修繕等により溶銑の生産
量を減少させる必要が生じるときもある。
That is, it is known that the relative prices of ore, coal, oxygen gas, and scrap, particularly the scrap price, fluctuate greatly in time series. Further, the sales amount, that is, the production amount also changes in time series. In some cases, it is necessary to reduce the production of hot metal due to repair of a rolling mill or the like.

しかしながらこのような後工程への余剰エネルギーの
増減などのニーズに対応する操業のフレキシビリティ
は、二次燃焼率の増減によって若干可能となるが、溶融
還元法およびスクラップ溶解は、ともに単独では小さ
く、前述したような問題が存在する結果となる。
However, the flexibility of the operation corresponding to the needs such as the increase or decrease of the surplus energy in the post-process can be slightly made possible by the increase and decrease of the secondary combustion rate, but both the smelting reduction method and the scrap melting are small by themselves, The result is that the problem as described above exists.

それ故、稼働中の運転形態、すなわち後工程への余剰
エネルギー、原料選択、生産性などにおいて、大きなフ
レキシビリティを有する方法が強く望まれていた。
Therefore, there is a strong demand for a method that has great flexibility in the operation mode during operation, that is, in the surplus energy to the subsequent process, the selection of raw materials, the productivity, and the like.

本発明は前述した問題に鑑みなされたもので、その目
的は、後工程への余剰エネルギーと生産量の比率など
を、より広範囲に変化させることができ、特にエネルギ
ー需給の適正化を図って、安価な製造形態を実現するこ
とができるようにした溶銑の製造法を提供することであ
る。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to allow the ratio of surplus energy to the post-process and the production amount to be changed over a wider range, and in particular, to optimize energy supply and demand, An object of the present invention is to provide a method for producing hot metal that can realize an inexpensive production mode.

(課題を解決するための手段) 本発明の要旨は、鉄源として鉄鉱石及びスクラップを
用い、原料として前記鉄源の他に炭材及び石炭を用い、
鉄鉱石を含む原料の溶融還元とスクラップの溶融との複
合による溶銑の製造方法において、炭材を懸濁した泡立
ちスラグに酸素ガスを上吹きして二次燃焼を行い、酸素
ガス流量、鉄鉱石とスクラップの比及び二次燃焼率の各
水準の組み合わせを変更することにより、溶融還元炉か
らの単位時間当り回収ガス熱量及び溶銑製造速度を広範
囲に変更できるようにしたことにある。
(Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to use iron ore and scrap as an iron source, and use a carbon material and coal in addition to the iron source as a raw material.
In the method of producing hot metal by combining smelting reduction of raw materials containing iron ore and melting of scrap, secondary combustion is performed by blowing oxygen gas upward on foamed slag in which carbon material is suspended, and oxygen gas flow rate, iron ore Another object of the present invention is to make it possible to widely change the calorific value of the recovered gas per unit time from the smelting reduction furnace and the production rate of the hot metal by changing the combination of the respective levels of the ratio of iron and scrap and the secondary combustion rate.

すなわち、溶銑の製造を鉄鉱石の溶融還元とスクラッ
プ溶解の複合法によることとし、上記の組み合わせの変
更により、後工程への余剰エネルギー、原料選択、生産
性などのフレキシビリティを大幅に向上させようとする
ものである。
In other words, the production of hot metal is based on a combined method of smelting reduction of iron ore and scrap melting, and by changing the above combination, surplus energy to the subsequent process, raw material selection, flexibility such as productivity will be greatly improved. It is assumed that.

(作用) まず電力の供給と需要の関係に注目した操業について
述べる。
(Operation) First, operations that focus on the relationship between power supply and demand will be described.

購入電力の安価な時間帯は、通常の水準に較べてスク
ラップ溶解の比率を増加する。このようにすれば、溶融
還元に較べてスクラップ溶解の酸素原単位が著しく低下
するために、酸素流量を落としても生産性が一定に保た
れる。そして二次燃焼率が一定ならば、酸素流量を落と
した分だけ、排ガスのエネルギーを減少させることがで
きる。
Inexpensive times of purchase increase the rate of scrap melting compared to normal levels. In this case, since the oxygen consumption rate of scrap melting is significantly reduced as compared with the smelting reduction, the productivity can be kept constant even when the oxygen flow rate is reduced. If the secondary combustion rate is constant, the energy of the exhaust gas can be reduced by an amount corresponding to the decrease in the oxygen flow rate.

加えて、二次燃焼率を向上させれば、さらに排ガスの
エネルギー減少を可能とすることができる。つまり、回
収されるガス量が減少することから、回収ガスにより発
電される比較的高価な電力を安価な購入電力に置き換え
ることができる。
In addition, if the secondary combustion rate is improved, it is possible to further reduce the energy of exhaust gas. That is, since the amount of gas to be recovered is reduced, relatively expensive power generated by the recovered gas can be replaced with inexpensive purchased power.

逆に、電力の高価な時間帯は、スクラップ溶解の比率
を低下させ、酸素ガス流量を増加することにより回収ガ
ス量を増加させ、発生ガスエネルギーによる発電量を増
やす。また、二次燃焼率を増減させることにより発生ガ
スエネルギーを変化させることも可能である。
Conversely, during periods of expensive power, the rate of scrap melting is reduced, the flow rate of oxygen gas is increased, the amount of recovered gas is increased, and the amount of power generated by generated gas energy is increased. It is also possible to change the generated gas energy by increasing or decreasing the secondary combustion rate.

つまり、二次燃焼率を減少させれば、石炭原単位が増
加して発生ガスエネルギーを増加することができる。送
酸能力に余裕があればスクラップ溶解の比率を低下し、
送酸量をさらに増加することによって、発生ガスエネル
ギーを一層増大させることができる。また逆に二次燃焼
率を増加させれば、発生ガスエネルギーを低下させ、ガ
ス需要が少ない場合に対応することも可能である。
That is, if the secondary combustion rate is reduced, the unit energy of coal increases and the energy of the generated gas can be increased. If there is enough acidity, reduce the rate of scrap dissolution,
By further increasing the amount of acid transfer, the generated gas energy can be further increased. Conversely, if the secondary combustion rate is increased, it is possible to reduce the generated gas energy and cope with a case where the gas demand is small.

その他のケースも含めて、スクラップ溶解比率、酸素
ガス流量および二次燃焼率の水準の組み合わせと、その
結果としての排ガスエネルギーおよび生産性は、第1表
に示すようになる。
Table 1 shows the combinations of the scrap dissolution ratio, the oxygen gas flow rate, and the level of the secondary combustion rate, and the resulting exhaust gas energy and productivity, including other cases.

第1表での標準作業は、その製鉄所における能力バラ
ンスおよびエネルギーバランスなどの局所的条件に応じ
て設定されるのは当然である。なお、石炭装入量(屯/h
r)は、酸素流量(Nm3/hr)と二次燃焼率およびスクラ
ップ溶解の比率の関数である。
It is natural that the standard work in Table 1 is set according to local conditions such as capacity balance and energy balance at the steelworks. The amount of coal charged (ton / h
r) is a function of the oxygen flow rate (Nm 3 / hr) and the secondary burn rate and the rate of scrap dissolution.

(実 施 例) 本発明を標準的な実施態様として、第1図に示す鉄浴
式の溶融還元炉を用いて操業した場合を例にして詳細に
説明する。
(Embodiment) The present invention will be described in detail as a standard embodiment, taking as an example the case of operating using an iron bath type smelting reduction furnace shown in FIG.

第1図において1は溶融還元用炉体であり、2は溶
銑、3はスラグである。4は酸素ガスを供給する酸素ラ
ンス、5は溶銑2およびスラグ3の測温やサンプリング
を行うためのサブランス、6は石炭供給ホッパー、7は
鉱石供給ホッパーである。更に8は粉鉱、粉炭の供給ホ
ッパー、9はスクラップ供給コンベヤを示し、10は排ガ
ス回収ダクト、11はダストキャッチャーである。12は
N2,CO,O2等を底吹きガスとして供給する底吹羽口、13は
前記底吹羽口12に底吹きガスを送給するガス配管であ
る。
In FIG. 1, 1 is a smelting reduction furnace, 2 is hot metal, and 3 is slag. 4 is an oxygen lance for supplying oxygen gas, 5 is a sub-lance for measuring the temperature and sampling of the hot metal 2 and slag 3, 6 is a coal supply hopper, and 7 is an ore supply hopper. Further, reference numeral 8 denotes a supply hopper for supplying fine ore and coal, 9 denotes a scrap supply conveyor, 10 denotes an exhaust gas recovery duct, and 11 denotes a dust catcher. 12 is
A bottom blowing tuyere that supplies N 2 , CO, O 2, etc. as a bottom blowing gas, and 13 is a gas pipe that supplies the bottom blowing gas to the bottom blowing tuyere 12.

さて本実施例における溶融還元用炉体1の炉内容積は
200m3であり、炉体1は耐火レンガで内張りされてい
る。このような溶融還元設備では、まず溶融還元および
スクラップ溶解後に炉体1を傾倒し出銑および排滓する
際に、例えば溶銑を種湯として40〜100屯残し、かつス
ラぐを20〜50屯残しておく。
Now, the furnace volume of the smelting reduction furnace body 1 in this embodiment is
The furnace body 1 is 200 m 3 and is lined with firebrick. In such a smelting reduction facility, first, when the furnace body 1 is tilted after the smelting reduction and melting of the scrap for tapping and discharging, for example, 40 to 100 tons of hot metal is left as seed water, and 20 to 50 tons of slag is left. Keep it.

この残量溶銑の下限量は底吹きの撹拌ガスの効率の良
い浴深さ、例えば400mm以上を確保することから決めら
れており、溶銑の上限量は製造する増分の溶銑量とスラ
グ量を確保する空間的余裕代より決めている。
The lower limit of the remaining hot metal is determined by securing an efficient bath depth of the bottom-blown stirring gas, for example, 400 mm or more, and the upper limit of the hot metal secures the incremental hot metal and slag amounts to be produced. It is decided based on the amount of extra room.

前述した出銑、排滓の後、1ヒートに装入するスクラ
ップ量の20〜100%を吹錬前に炉内に装入する。前記初
期装入するスクラップは、吹錬の後半に鉄浴温度を測定
する時期には溶解を終了している必要がある。何故なら
前記測温はサブランスで行われ、この測温時未溶解のス
クラップがあると、サブランスプローブと未溶解スクラ
ップが接触し、プローブを折損する恐れがあるためであ
る。
After tapping and discharging, 20 to 100% of the amount of scrap to be charged in one heat is charged into the furnace before blowing. It is necessary that melting of the initially charged scrap is completed at the time of measuring the iron bath temperature in the latter half of blowing. This is because the temperature measurement is performed in a sublance, and if there is any unmelted scrap at this temperature measurement, the sublance probe and the unmelted scrap may come into contact with each other and break the probe.

そこでスクラップの溶解特性について調査した結果、
通常の操業時間で必要とされる溶解時間である40分以内
に、溶解をほぼ完了させるためのスクラップサイズの上
限は、形状には関係なく板状体では厚さ250mm、ブルー
ム等では300mm角程度までであった。而して初期装入さ
れるスクラップは前述したサイズ以下のものであること
が好ましい。
Therefore, as a result of investigating the melting characteristics of scrap,
The upper limit of the scrap size for almost complete dissolution within 40 minutes, which is the melting time required in normal operation time, is about 250 mm in thickness for plate-like bodies and 300 mm square for bloom etc. regardless of shape Was up to. Thus, it is preferable that the initially loaded scrap is smaller than the above-mentioned size.

次いで前記第1図に示す酸素ランス4から送酸を開始
し、1分以内に所定の送酸速度まで上げ、この間にスラ
グ3上に浮上していた炭材をスラグ中に懸濁させ、スラ
グ3の過剰な泡立ちによる炉口からの溢れを防止する。
このときの炭材量は、スラグ総重量の20%以上にするこ
とが好ましい。
Next, acid supply is started from the oxygen lance 4 shown in FIG. 1, and the acid supply rate is increased to a predetermined acid supply rate within one minute. During this time, the carbonaceous material floating on the slag 3 is suspended in the slag. 3. Prevent overflow from the furnace opening due to excessive foaming.
At this time, the amount of the carbon material is preferably set to 20% or more of the total weight of the slag.

所定の送酸速度に達した後、溶銑温度が約1350℃以上
になってから、石炭、鉄鉱石、石灰、およびスクラップ
の連続もしくは半連続装入を開始する。尚、1350℃に達
する前に前記装入を開始すると、鉄鉱石のスラグへの溶
解が遅れるとともに反応速度が不十分となり、スラグ内
の(FeO)濃度が高くなったり、異常スロッピングを生
じたりする問題が発生した。而して溶銑温度が約1350℃
以上になったことを確認した後、前記装入を開始するこ
とが肝要である。
After reaching a predetermined acid supply rate, when the hot metal temperature is about 1350 ° C. or higher, continuous or semi-continuous charging of coal, iron ore, lime, and scrap is started. If the charging is started before the temperature reaches 1350 ° C., the dissolution of iron ore into the slag is delayed and the reaction rate becomes insufficient, and the (FeO) concentration in the slag increases, or abnormal slopping occurs. You have a problem. Thus, the hot metal temperature is about 1350 ° C
After confirming the above, it is important to start the charging.

石炭および鉄鉱石の粒度は特に限定されるものではな
く、第1図に示すように塊状の石炭および鉄鉱石は、炉
上方の石炭供給ホッパー6、鉱石供給ホッパー7から重
力を利用した落下投入方式を採用した。
The particle size of the coal and the iron ore is not particularly limited, and as shown in FIG. 1, the massive coal and the iron ore are dropped into the coal supply hopper 6 and the ore supply hopper 7 using gravity by gravity. It was adopted.

また粉状の石炭および鉄鉱石等の原料については飛散
を防止する目的からスラグ中にインジェクションする
か、炉肩部よりキャリヤーガスとともに吹付ける方式等
が採用可能である。
For the purpose of preventing scattering of powdery raw materials such as coal and iron ore, it is possible to adopt a method of injecting into slag or spraying it together with carrier gas from a furnace shoulder.

本実施例においては第1図に示すように炉肩部からの
吹付け方式を採用し、20〜100m/minの速度で吹付け、粉
状原料の飛散を効果的に防止した。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a spraying method from a furnace shoulder was employed, and spraying was performed at a speed of 20 to 100 m / min to effectively prevent scattering of the powdery raw material.

初期装入に用いる以外のスクラップも、炉上から供給
コンベヤ9によって投入されるが、装入し易いように例
えばシュレッダー屑、塊ダライ、ダライ粉等を予め適宜
な大きさにプレス成形しておくことや、切断しておくこ
とが好ましい。
Scraps other than those used for the initial charging are also supplied by the supply conveyor 9 from the furnace, but for example, shredder chips, lump dull, dull powder, etc. are press-molded to an appropriate size in advance so as to be easily charged. It is preferable to cut or cut.

これらの送酸中に投入されるスクラップは迅速に溶解
されることが重要であり、係る迅速な溶解を可能とする
ために板状のスクラップでは10mm以下、粒状のものでは
13mm以下のサイズとする必要があった。
It is important that the scrap introduced during these acid transfers be rapidly dissolved, and in order to enable such rapid dissolution, plate-shaped scrap is 10 mm or less, and granular
It was necessary to make the size less than 13mm.

石灰投入量は、適度なスラグ泡立状態を維持するため
に、スラグ塩基度(CaO/SiO2)が、1.0ないし1.5好まし
くは約1.3になるようにしておき、前述した塊鉱石と混
合して上部から重力を利用して装入する方式を採用し
た。
The amount of lime charged should be such that the slag basicity (CaO / SiO 2 ) is 1.0 to 1.5, preferably about 1.3, in order to maintain an appropriate slag foaming state, and mixed with the lump ore described above. A method of loading using gravity from above was adopted.

水分は石炭中の固定炭素を燃焼させ、しかも熱効率を
悪化させるために有害である。従って装入する石炭、鉄
鉱石の付着水分は2%以下に乾燥しておくことが望まし
い。鉄鉱石およびスクラップは予熱して装入すればさら
に好ましい。
Moisture is harmful because it burns the fixed carbon in the coal and worsens the thermal efficiency. Therefore, it is desirable that the coal and iron ore to be charged are dried so that the attached moisture is 2% or less. More preferably, the iron ore and scrap are charged with preheating.

酸素ガスの上吹きは、主孔と3〜15個の副孔を有する
いわゆる二次燃焼ランスを使用したソフトブローとす
る。その際、上吹き酸素ジェットによるスラグの凹み深
さLSと、泡立ちスラグ層の厚さLSOとの比LS/LSOを、0.7
以下としておくとよい。
The upper blow of the oxygen gas is a soft blow using a so-called secondary combustion lance having a main hole and 3 to 15 sub holes. At that time, the ratio L S / L SO of the slag recess depth L S by the top-blown oxygen jet and the thickness L SO of the foamed slag layer is 0.7
It is good to set as follows.

すなわち、二次燃焼率の低下の要因として、上吹きの
酸素ガスと溶銑中の炭素源との接触があるが、上記範囲
になるようなソフトブローとすれば酸素ジェットと溶銑
が直接接触して、一酸化炭素ガスが生成し、二次燃焼率
を低下させるのを防止できる。
That is, as a factor of the decrease in the secondary combustion rate, there is contact between the oxygen gas in the top blow and the carbon source in the hot metal, but if the soft blow is performed within the above range, the oxygen jet and the hot metal come into direct contact with each other. In addition, generation of carbon monoxide gas and reduction of the secondary combustion rate can be prevented.

鉄浴およびスラグを撹拌して物質・熱移動を促進する
ために、前記第1図に示す底吹羽口12より底吹きガスを
吹込む。底吹きガスとしては通常N2が用いられるが、前
記撹拌機能を発揮できるものであれば、例えばCO2,CO,O
2,LPG等を用いることでもよい。
In order to stir the iron bath and the slag to promote the mass / heat transfer, a bottom blow gas is blown from the bottom blow tuyere 12 shown in FIG. Normally, N 2 is used as the bottom-blown gas, but if it can exert the stirring function, for example, CO 2 , CO, O
2 , LPG or the like may be used.

このときのガス流量は下記(1)式で示される撹拌エ
ネルギー密度の式において1〜6kW/T−メタルが望まし
い。
The gas flow rate at this time is desirably 1 to 6 kW / T-metal in the stirring energy density formula shown by the following formula (1).

但し :撹拌エネルギー密度(kW/T−メタル)、 k :鉄浴内での反応による容積変化係数、 例.CO2ガスの場合2.0、 N2,Arガスの場合1.0、 Q :底吹きガス流量(Nm3/s)、 WT:溶銑重量(t) ρ:溶銑の密度(kg/m3)、 h :溶銑の高さ(m)、 P :炉内圧(Pa,絶対圧)、 T1:吹込みガス温度(K)、 T2:浴(溶銑orスラグ)温度(K)、 前記撹拌力が弱い場合は、スクラップの溶解が遅くな
り、サブランス5による測温ができない。スラグの撹拌
が不充分となり、二次燃焼の着熱が不良となる現象が発
生する。特に本発明においてはスクラップの溶解が操業
上重要となり、撹拌力が1kW/T−メタル未満となった場
合は、未溶解のままの初期装入の大型スクラップが原因
で、45分間以上も測温ができなかった。逆に6kW/T−メ
タル超の強撹拌では、底吹きガスにより溶銑が吹き上げ
られて鉄系のダストロスが増加したり、溶銑と酸素が接
触して二次燃焼率が低下することも認められた。
Where: stirring energy density (kW / T-metal), k: volume change coefficient due to reaction in iron bath, eg 2.0 for CO 2 gas, 1.0 for N 2 , Ar gas, Q: bottom blown gas flow rate (Nm 3 / s), W T : Hot metal weight (t) ρ: Hot metal density (kg / m 3 ), h: Hot metal height (m), P: Furnace internal pressure (Pa, absolute pressure), T 1 : Inlet gas temperature (K), T 2 : Bath (hot metal or slag) temperature (K), When the stirring power is weak, melting of the scrap becomes slow, and the temperature cannot be measured by the sublance 5. The phenomenon that the stirring of the slag becomes insufficient and the heat of the secondary combustion becomes poor. In particular, in the present invention, the melting of the scrap becomes important for the operation, and when the stirring power is less than 1 kW / T-metal, the temperature is measured for 45 minutes or more due to the large amount of the initially charged unmelted scrap. Could not. Conversely, with strong stirring of more than 6 kW / T-metal, it was also observed that the hot metal was blown up by the bottom blown gas to increase iron-based dust loss and that the hot metal and oxygen contacted and the secondary combustion rate decreased. .

溶融還元炉からの発生ガスは、非燃焼式の排ガス回収
ダクト10から回収される。この回収ダクト10で回収され
た発生ガスは、その顕著を前記回収ダクト10に付設され
た排熱ボイラーによって回収された後、ダストキャッチ
ャー11で除塵され、しかる後、燃料もしくは鉱石の還元
ガスとして利用する。除塵されたダストは、供給ホッパ
ー8を介して他の粉原料とともに炉内へ供給される。
The gas generated from the smelting reduction furnace is recovered from a non-combustion type exhaust gas recovery duct 10. The generated gas recovered in the recovery duct 10 is remarkably regenerated by a waste heat boiler attached to the recovery duct 10 and then removed by a dust catcher 11, and then used as a reducing gas for fuel or ore. I do. The dust thus removed is supplied to the furnace via the supply hopper 8 together with other powder materials.

尚、本実施例において鉱石は未還元のものを用いた
が、予備還元炉を設置して、部分的に還元された鉱石を
使用することも可能である。
In this embodiment, the ore used was not reduced. However, it is also possible to use a partially reduced ore by installing a preliminary reduction furnace.

また、本実施例において操業中は、サブランス5を用
いて定期的に溶銑温度の測定、スラグと溶銑のサンプリ
ングを行い、その組成を測定し、さらに回収ダクト10の
頂部から発生ガスを連続的に採取して、排ガス分析計14
によってガスの組成と二次燃焼率を連続測定し、操業状
況の確認と制御を実施するようにされている。
In addition, during operation in the present embodiment, measurement of hot metal temperature, sampling of slag and hot metal are periodically performed using the sub-lance 5, the composition thereof is measured, and the generated gas is continuously discharged from the top of the collection duct 10. Sampling and exhaust gas analyzer 14
The gas composition and the secondary combustion rate are continuously measured, and the operation status is confirmed and controlled.

而して溶銑の温度あるいは排ガスの二次燃焼率が、前
述した目標値よりずれている場合には、鉱石の供給速
度、上吹ランス高さ、石炭の供給速度(すなわち装入炭
素と酸素との比)を変更することによって、目標値に復
元させることができる。
If the temperature of the hot metal or the secondary combustion rate of the exhaust gas deviates from the above-mentioned target values, the supply rate of the ore, the height of the upper blowing lance, and the supply rate of the coal (that is, the charged carbon, oxygen, ) Can be restored to the target value.

排滓時のスラグ中鉄ロスを低減するための対応とし
て、全溶銑製造量のうちスクラップ溶解の比率が低い操
業で、スラグのFeO含有率が5%以上になる場合は、送
酸末期に鉱石の供給を停止して、スラグ中のFeOを還元
する仕上げ還元を行うこともある。
In order to reduce iron loss in slag at the time of slag disposal, if the ratio of scrap melting to total hot metal production is low and the FeO content of slag is 5% or more, ore In some cases, the supply of sulfur is stopped and the finish reduction for reducing FeO in the slag is performed.

かくして、所定量の溶銑が得られたときに酸素吹錬を
中止し、前述したように所定量の種湯とスラグを残して
出銑・出滓する。
Thus, when a predetermined amount of hot metal is obtained, the oxygen blowing is stopped, and tapping and slag leaving a predetermined amount of seed water and slag are left as described above.

本発明においては、かかる操業法のうちに、鉱石とス
クラップの比(以下スクラップ混合比と言う)、二次燃
焼率および酸素ガス流量を、予め設定された所定の水準
の組み合わせに基づいて変更することにより、エネルギ
ー需給、操業コスト、および生産性を、そのときの諸条
件に最も適した操業方法を選択することを特徴とするも
のである。
In the present invention, the ore-to-scrap ratio (hereinafter referred to as scrap mixing ratio), the secondary combustion rate, and the oxygen gas flow rate are changed based on a combination of a predetermined level set in advance. Thus, the energy supply and demand, the operation cost, and the productivity are selected by selecting an operation method most suitable for various conditions at that time.

そこで前記操業方法として、まず二次燃焼率による生
産性と発生ガス量の制御について説明する。
Therefore, as the operation method, first, control of productivity and generated gas amount by the secondary combustion rate will be described.

二次燃焼率を上げると石炭・酸素当たり発熱量が増加
することから、酸素供給能力に対して生産性が向上し、
発生ガスエネルギーは減少する。例えば本実施例で未還
元鉱石を使用し、酸素流量45,000Nm3/hrの操業で、二次
燃焼率が35%の場合、生産性41.7T/hr、発生ガスエネル
ギー195Gcal/hr(4.7cal/T)であるのに対して、二次燃
焼率が45%の場合は、生産性が62.5T/hrで、発生ガスエ
ネルギー179Gcal/hr(2.8Gcal/T)であった。つまり、
二次燃焼率を10%向上させることによって、生産性が1.
5倍に、また溶銑屯当たりの発生ガスエネルギーを約60
%にすることができた。
Increasing the secondary combustion rate increases the calorific value per coal / oxygen, thus improving productivity with respect to oxygen supply capacity.
Generated gas energy is reduced. For example, in the present embodiment, when the unreduced ore is used, the operation is performed at an oxygen flow rate of 45,000 Nm 3 / hr, and the secondary combustion rate is 35%, the productivity is 41.7 T / hr, the generated gas energy is 195 Gcal / hr (4.7 cal / hr). In contrast, when the secondary combustion rate was 45%, the productivity was 62.5 T / hr and the generated gas energy was 179 Gcal / hr (2.8 Gcal / T). That is,
Productivity is improved by improving the secondary combustion rate by 10%.
5 times and gas energy per hot metal tun to about 60
%.

二次燃焼率の制御方法としては、使用する石炭の揮発
分(以下VMと言う)を変える方法、前述したLS/LSOを変
化させる方法、および底吹きガス量を変化させる方法等
がある。
As a method of controlling the secondary combustion rate, there are a method of changing the volatile matter (hereinafter referred to as VM) of the coal used, a method of changing the above-mentioned L S / L SO , and a method of changing the bottom blown gas amount. .

第2図は本実施例の設備において、着熱が良好な条件
でのVMと最大二次燃焼率との関係の調査結果の一例を示
すもので、VMが少なくなるに従って二次燃焼率を高くで
きることが判る。
FIG. 2 shows an example of the results of a study on the relationship between the VM and the maximum secondary combustion rate under conditions of good heat arrival in the equipment of the present embodiment. As the VM decreases, the secondary combustion rate increases. You can see what you can do.

同様に第3図はLS/LSOと最大二次燃焼率との関係の調
査結果の一例を示すもので、LS/LSOが低くなるに従って
二次燃送率を高くすることができる。
Similarly, FIG. 3 shows an example of the result of investigation on the relationship between L S / L SO and the maximum secondary combustion rate, and the secondary fuel transfer rate can be increased as L S / L SO becomes lower. .

次に生産性と発生ガス量に対するスクラップ混合比の
影響について説明する。
Next, the effect of the scrap mixing ratio on the productivity and the amount of generated gas will be described.

スクラップは還元のための熱が不要であることから石
炭源単位、酸素原単位が鉱石の還元に較べて少ない。第
4図はスクラップ混合比と生産性、発生ガスエネルギー
との関係の調査結果の一例を示すものである。
Since scrap does not require heat for reduction, the unit of coal source and the unit of oxygen are smaller than those of ore reduction. FIG. 4 shows an example of the results of a study on the relationship between the scrap mixing ratio, productivity, and generated gas energy.

この第4図から判るようにスクラップ混合比を変化さ
せることにより生産性も変化し、スクラップ混合比が高
くなるに従って生産性は向上し、逆に発生ガスエネルギ
ーは減少する。
As can be seen from FIG. 4, by changing the scrap mixing ratio, the productivity also changes. As the scrap mixing ratio increases, the productivity improves, and conversely, the generated gas energy decreases.

以上のように、二次燃焼率、スクラップ混合比、酸素
流量を適宜組み合わせて変更することによって、計画さ
れている生産量、および製鉄所内外で使用するエネルギ
ーの必要量に適合し、しかも最も経済的な操業を行うこ
とが可能となった。
As described above, by changing the secondary combustion rate, scrap mixing ratio, and oxygen flow rate as appropriate, it is possible to meet the planned production volume and the required amount of energy used inside and outside the steelworks, and achieve the most economical It became possible to perform a typical operation.

而して次に、後工程への余剰エネルギーおよび生産性
を、広範囲に変更できるようにするための、前記二次燃
焼率、スクラップ混合比、酸素流量の組み合わせ、およ
びその制御法について説明する。
Next, a description will be given of a combination of the secondary combustion rate, the scrap mixing ratio, and the oxygen flow rate, and a method of controlling the same so that the surplus energy and productivity of the post-process can be changed in a wide range.

前述したように余剰エネルギーおよび生産性を変更す
る二次燃焼率、スクラップ混合比、酸素流量の組み合わ
せは多数ある。このため当該操業条件を満足しつつ、最
も安価に溶銑製造を可能とする操業方法を選択すること
が当然のことながら好ましい。一般的に生産性Pr、発生
ガスエネルギーE、製造コストCは下記(2)〜(4)
式で表される。
As described above, there are many combinations of the secondary combustion rate, the scrap mixing ratio, and the oxygen flow rate that change the surplus energy and productivity. For this reason, it is naturally preferable to select an operating method that enables the production of hot metal at the lowest cost while satisfying the operating conditions. Generally, productivity Pr, generated gas energy E, and production cost C are as follows (2) to (4).
It is expressed by an equation.

Pr=F(SCR,PCR,COAL,FO2,…) ……(2) E=G(SCR,PCR,COAL,FO2,…) ……(3) C=H(SCR,PCR,COAL,FO2,ORE,…) ……(4) 但し、SCR :スクラップ混合比 PCR :二次燃焼率 FO2 :酸素流量 COAL:石炭成分 ORE :鉱石成分 本実施例においては、前記第1図に示すプロセスコン
ピューター15に、石炭フィーダー18、および鉱石フィー
ダー19からの入力信号に基づき使用する原料の種別、量
等が、スクラップ供給コンベヤ9の駆動モーター20から
の入力信号に基づきスクラップの投入量が、酸素流調弁
17、および底吹きガス流調弁16からの入力信号に基づき
酸素流量、底吹きガス流量等がそれぞれ入力される。
Pr = F (SCR, PCR, COAL, FO 2 ,…) (2) E = G (SCR, PCR, COAL, FO 2 ,…) (3) C = H (SCR, PCR, COAL,…) FO 2 , ORE,…) …… (4) where SCR: Scrap mixing ratio PCR: Secondary combustion rate FO 2 : Oxygen flow rate COAL: Coal component ORE: Ore component In this embodiment, it is shown in FIG. In the process computer 15, the type and amount of the raw material to be used based on the input signals from the coal feeder 18 and the ore feeder 19 are determined based on the input signal from the drive motor 20 of the scrap supply conveyor 9. Flow regulating valve
An oxygen flow rate, a bottom blown gas flow rate, and the like are input based on input signals from 17 and a bottom blown gas flow regulating valve 16, respectively.

プロセスコンピューター15には、各種原料の単価や、
各操業条件の原単位に対する影響係数等が予め記憶され
ており、当該操業条件、当該操業時点において、設定生
産量、発生ガスエネルギーを満足しつつ、最も経済的な
操業方法を前記(2)〜(4)式に基づいて自動的に演
算する。
The unit price of various raw materials,
Influence factors for the basic unit of each operating condition are stored in advance, and the most economical operating method is satisfied while satisfying the operating condition and the set production amount and generated gas energy at the operating time. Calculate automatically based on equation (4).

この演算結果に基づいてプロセスコンピューター15か
らは制御信号が発せられ、酸素流調弁17によって酸素ガ
ス流量の制御が、また石炭フィーダー18、鉱石フィーダ
ー19、駆動モーター20等により、スクラップ混合比が制
御される。さらに前述した制御に加えて底吹きガス流調
弁16による底吹きガスの流量制御を実施することなどに
よって、二次燃焼率も制御される。
A control signal is issued from the process computer 15 based on the calculation result, and the oxygen gas flow rate is controlled by the oxygen flow regulating valve 17, and the scrap mixing ratio is controlled by the coal feeder 18, the ore feeder 19, the drive motor 20, and the like. Is done. Further, the secondary combustion rate is also controlled by controlling the flow rate of the bottom-blown gas by the bottom-blown gas flow regulating valve 16 in addition to the control described above.

第5図〜第8図は、第2表に示す如き各種操業条件に
基づく前述した最適組み合わせの具体的実施例を示すも
のである。
FIGS. 5 to 8 show specific examples of the above-mentioned optimum combinations based on various operating conditions as shown in Table 2. FIG.

第5図〜第8図において実線は生産性と発生ガスエネ
ルギーの操業条件を同時に満たすためのスクラップ混合
比と二次燃焼率の組み合わせを、また点線は酸素発生装
置の能力60,000Nm3/hrである制約条件から求められる酸
素原単位限界線を、一点鎖線はコスト演算結果に基づく
等コスト線を示すものである。
5 to 8, the solid line shows the combination of the scrap mixing ratio and the secondary combustion rate for simultaneously satisfying the operating conditions of productivity and generated gas energy, and the dotted line shows the oxygen generator capacity of 60,000 Nm 3 / hr. An oxygen intensity limit line obtained from a certain constraint condition is shown, and a dashed line shows an equal cost line based on the cost calculation result.

さらに操業上の制約条件として二次燃焼率が高過ぎる
と炉体1の耐火物の損耗が大きくなるため、二次燃焼率
の最大値を65%に設定した。
If the secondary combustion rate is too high as a constraint on the operation, the refractory of the furnace body 1 is greatly worn away. Therefore, the maximum value of the secondary combustion rate was set to 65%.

実施例(1)は、高生産性で、かつ発生ガスの消化能
力の大きい操業の実施例であり、またスクラップ価格が
比較的高価である実施例である。
Example (1) is an example of an operation with high productivity and large digestive capacity of generated gas, and an example in which the scrap price is relatively expensive.

この操業条件でのスクラップ混合比と二次燃焼率の組
み合わせは第5図に実線で示されているが、スクラップ
混合比が44%以下の条件では、酸素の供給能力が不足し
て操業できない。
The combination of the scrap mixing ratio and the secondary combustion rate under these operating conditions is shown by a solid line in FIG. 5, but when the scrap mixing ratio is 44% or less, the operation cannot be performed due to insufficient oxygen supply capacity.

従って係る生産性と発生ガス量の条件において、スク
ラップ混合比は44〜100%の間となる。一方、この操業
条件でのコスト計算の結果は、第5図の等コスト線から
判定できるようにスクラップ混合比が低いほど、低コス
トとなる。以上より本実施例では第5図に●で示すよう
にスクラップ混合比は44%、二次燃焼率48%の条件で操
業した。
Therefore, under such conditions of productivity and generated gas amount, the scrap mixing ratio is between 44 and 100%. On the other hand, as a result of the cost calculation under these operating conditions, the lower the scrap mixing ratio, the lower the cost, as can be determined from the isocost line in FIG. As described above, in this example, the operation was performed under the conditions of a scrap mixing ratio of 44% and a secondary combustion rate of 48%, as indicated by ● in FIG.

次に実施例(2)は、生産性と発生ガスの条件は実施
例(1)と同じであるが、スクラップの価格が鉱石価格
より高く、鉱石価格と溶融還元のエネルギー価格の合計
とほぼ等しい実施例である。
Next, in Example (2), the conditions of productivity and generated gas are the same as those of Example (1), but the price of scrap is higher than the ore price, and is substantially equal to the sum of the ore price and the energy price of smelting reduction. This is an example.

本実施例における等コスト線は、実線で示されるスク
ラップ混合比と二次燃焼率の組み合わせの線とほぼ平行
となっており、従って本実施例では第6図に●で示すよ
うにスクラップ混合比77%、二次燃焼率38%が最低コス
ト条件となり、この条件で操業した。
The equal cost line in the present embodiment is almost parallel to the line of the combination of the scrap mixing ratio and the secondary combustion rate shown by the solid line. Therefore, in the present embodiment, the scrap mixing ratio is indicated by ● in FIG. The minimum cost condition was 77% and the secondary combustion rate was 38%.

次に実施例(3)では、発生ガス量の制限は実施例
(1),(2)と同じであるが、低生産性の操業条件に
おける実施例である。この実施例におけるスクラップ価
格は、実施例(1)と同様に高価であった。
Next, in Example (3), the restriction on the amount of generated gas is the same as in Examples (1) and (2), but is an example under operating conditions of low productivity. The scrap price in this example was as high as in Example (1).

操業可能なスクラップ混合比と二次燃焼率の組み合わ
せは、実施例(1),(2)よりも低二次燃焼率もしく
は低スクラップ混合比の条件であることが第7図より判
る。また低生産性であることから酸素発生装置の制限は
緩くなっており、より低スクラップ混合比での操業も可
能である。
FIG. 7 shows that the combination of the operable scrap mixing ratio and the secondary combustion rate is a condition of a lower secondary combustion rate or a lower scrap mixing ratio than in Examples (1) and (2). In addition, because of low productivity, the limitation of the oxygen generator is loose, and operation at a lower scrap mixing ratio is also possible.

スクラップ価格が高価であることからスクラップ混合
比が低いほど生産コストは安価となり、本実施例では第
7図に●で示すようにスクラップ混合比16%、二次燃焼
率38%の条件で操業した。
Since the scrap price is expensive, the lower the scrap mixing ratio, the lower the production cost. In this embodiment, the operation was performed under the conditions of a scrap mixing ratio of 16% and a secondary combustion rate of 38%, as indicated by ● in FIG. .

次に実施例(4)は、発生ガスの許容量が小さい場合
の例である。第8図から判るように発生ガスの許容量が
小さい場合は、より高スクラップ混合比、高二次燃焼率
で操業する必要がある。
Next, the embodiment (4) is an example in the case where the allowable amount of the generated gas is small. As can be seen from FIG. 8, when the allowable amount of generated gas is small, it is necessary to operate at a higher scrap mixing ratio and a higher secondary combustion rate.

本実施例においてスクラップ混合比50%以下では、二
次燃焼率が制限の65%を超えていることから、スクラッ
プ混合比50〜100%の範囲が操業域であった。従ってス
クラップ価格が高価であることから制限の許す限り低ス
クラップ混合比、つまり50%での操業が最も経済的であ
った。
In this example, when the scrap mixing ratio was 50% or less, the secondary combustion rate exceeded the limit of 65%, so the range of the scrap mixing ratio of 50 to 100% was the operating range. Therefore, operation at a low scrap mixing ratio, ie, 50%, was the most economical as restrictions allowed, due to the high scrap prices.

(発明の効果) 本発明の実施により、余剰エネルギーの要求量、生産
性、スクラップ価格の高下などのニーズと状況に応じ
て、溶融還元・スクラップ溶解複合法を採用し、しか
も、スクラップ溶解の比率、二次燃焼率、送酸速度を適
度に変更すれば、後工程への余剰エネルギー、原料選
択、生産性などについて、極めてフレキシブルな対応が
可能となる。
(Effects of the Invention) By implementing the present invention, the combined smelting reduction and scrap melting method is adopted according to the needs and circumstances such as the required amount of surplus energy, productivity, and the increase and decrease of the scrap price. If the ratio, the secondary combustion rate, and the acid supply rate are appropriately changed, it becomes possible to flexibly deal with surplus energy, raw material selection, productivity, and the like for the subsequent processes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明に基づく操業方法を説明するためのも
ので周知の鉄浴式の溶融還元炉の構成図、第2図は、着
熱が良好な条件でのVMと最大二次燃焼率との関係の調査
結果の一例を示す図表、第3図は、上吹き酸素ジェット
によるスラグの凹み深さLSと、泡立ちスラグ層の厚さL
SOとの比(LS/LSO)と最大二次燃焼率との関係の調査結
果の一例を示す図表、第4図は、スクラップ混合比と生
産性、発生ガスエネルギーとの関係の調査結果の一例を
示す図表、第5図〜第8図は、本発明に基づく各種操業
条件において、スクラップ混合比、二次燃焼率、コスト
条件の最適組み合わせの具体的実施例を示す図表であ
る。 1:溶融還元用炉体、2:溶銑 3:スラグ、4:酸素ランス 5:サブランス、6:石炭供給ホッパー 7:鉱石供給ホッパー 8:粉鉱、粉炭の供給ホッパー 9:スクラップ供給コンベヤ 10:排ガス回収ダクト 11:ダストキャッチャー 12:底吹き羽口、13:ガス配管 14:排ガス分析計 15:プロセスコンピューター 16:底吹きガス流調弁、17:酸素流調弁 18:石炭フィーダー、19:鉱石フィーダー 20:駆動モーター
FIG. 1 is a block diagram of a well-known iron-bath smelting reduction furnace for explaining an operation method based on the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a VM and a maximum secondary combustion under a condition of good heat application. FIG. 3 is a chart showing an example of the results of the investigation on the relationship with the rate of slag, and FIG. 3 shows the depth L S of the slag recessed by the top-blown oxygen jet and the thickness L of the foamed slag layer.
Chart showing an example of a survey of the relationship between the ratio (L S / L SO) and maximum post combustion ratio of the SO, Fig. 4, scrap mixture ratio and productivity, findings of the relationship between evolved gas energy FIG. 5 to FIG. 8 are charts showing specific examples of the optimal combination of the scrap mixing ratio, the secondary combustion rate, and the cost condition under various operating conditions according to the present invention. 1: Furnace body for smelting reduction, 2: Hot metal 3: Slag, 4: Oxygen lance 5: Sub lance, 6: Coal supply hopper 8: Ore supply hopper 8: Powder ore and coal supply hopper 9: Scrap supply conveyor 10: Exhaust gas Recovery duct 11: Dust catcher 12: Bottom blowing tuyere, 13: Gas piping 14: Exhaust gas analyzer 15: Process computer 16: Bottom blowing gas flow control valve, 17: Oxygen flow control valve 18: Coal feeder, 19: Ore feeder 20: Drive motor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 征司 大阪府堺市築港八幡町1 新日本製鐵株 式会社堺製鐵所内 (72)発明者 本多 通保 大阪府堺市築港八幡町1 新日本製鐵株 式会社堺製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭60−218407(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21B 11/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Seiji Ogata Chikuko Hachimancho 1 Sakai City, Osaka Prefecture Nippon Steel Corporation Sakai Works (72) Inventor Tsutsumi Honda 1 Chikko Yawatacho Sakai City Osaka Prefecture Nippon Steel Corporation Sakai Works (56) References JP-A-60-218407 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C21B 11/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】鉄源として鉄鉱石及びスクラップを用い、
原料として前記鉄源の他に炭材及び石炭を用い、鉄鉱石
を含む原料の溶融還元とスクラップの溶融との複合によ
る溶銑の製造方法において、炭材を懸濁した泡立ちスラ
グに酸素ガスを上吹きして二次燃焼を行い、酸素ガス流
量、鉄鉱石とスクラップの比及び二次燃焼率の各水準の
組み合わせを変更することにより、溶融還元炉からの単
位時間当り回収ガス熱量及び溶銑製造速度を広範囲に変
更できるようにしたことを特徴とする溶融還元・スクラ
ップ溶解複合法による溶銑の製造方法。
1. An iron ore and scrap as an iron source,
In a method for producing hot metal by combining smelting reduction of a raw material containing iron ore and melting of scrap using a carbon material and coal in addition to the iron source as described above, oxygen gas is supplied to a foaming slag in which the carbon material is suspended. The secondary combustion is performed by blowing, and by changing the combination of each level of the oxygen gas flow rate, the ratio of iron ore to scrap, and the secondary combustion rate, the recovered gas heat per unit time from the smelting reduction furnace and the hot metal production rate The method for producing hot metal by the combined smelting reduction and scrap melting method, characterized in that the melting temperature can be changed over a wide range.
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