电炉制造技术

一种电炉，具有炉体和炉渣保持炉，所述炉体具有电极，所述炉渣保持炉以熔融状态保持熔融炉渣、并且能够通过倾动来向所述炉体中注入所述熔融炉渣，所述炉体具有：筒状的炉壁；设置于所述炉壁的上端的炉盖；设置于所述炉壁的下端的炉底，其具有深底部和浅底部，所述浅底部是相对于所述深底部的最深部的高度为150mm以上且500mm以下的区域；和设置于所述炉盖、用于从所述炉渣保持炉注入所述熔融炉渣的炉渣注入口，所述炉渣注入口在俯视下与所述浅底部有重叠，所述浅底部相对于所述炉底的俯视下的面积率为5％以上且40％以下。

electric furnace

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电炉
本专利技术涉及电炉，该电炉被用于将在炼钢工序中生成的熔融炉渣以熔融状态在炉渣保持炉中暂时保持后注入到电炉中而进行还原的工艺。本申请基于在2016年12月16日向日本提出的专利申请2016-244501号要求优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
近年来，在资源的再利用的要求提高的过程中，开发了从在炼钢工序中使用转炉等通过脱硫、脱磷或脱碳精炼而生成的炉渣(炼钢炉渣)中分离回收Fe、P等有价值物质，并且将炼钢炉渣改性为高品质的炉渣而进行再利用的方法。例如，在专利文献1中公开了一种炉渣处理方法，其包括：第1工序，向熔化炉内的钢铁熔液中添加钢铁炉渣，施加热和还原材料来对钢铁炉渣进行改性，并且使炉渣中的Fe、Mn和P转移至熔液中，得到改性炉渣；第2、第3工序，使熔液中的Mn和P氧化而依次转移至改性炉渣中，依次取出高Mn炉渣、高P炉渣。在专利文献2中公开了下述方法：向碳含有率小于1.5wt％的钢铁浴中投入氧化铁含有率超过5wt％的钢铁炉渣后，通过导入碳或碳载体而将钢铁浴碳化，得到碳含有率超过2.0wt％的钢铁浴，其后，将钢铁炉渣中的氧化物进行还原。在该方法中，为了抑制在炉渣投入时伴随着炉渣与钢铁浴的剧烈反应的炉渣的发泡(炉渣起泡)、和从炉中的喷出(溢流)，通过在炉渣投入前使钢铁浴的碳含有率降低，从而使炉渣投入时的反应速度得到缓和，其后，使该碳含有率上升，来进行炉渣的还原处理。在非专利文献1中公开了向电炉内装入炼钢炉渣粉、碳材料粉和炉渣改性材料粉并进行了炉渣的还原试验的结果。在专利文献3中公开了下述方法：为了将在低温下流动性低的炼钢炉渣进行熔融改性，在向收纳于容器内的低流动性的炼钢炉渣中添加或喷涂改性材料的前后将炉渣表层进行机械性搅拌，然后使用加热燃烧器将炉渣与改性材料的混合层加热，使其熔融，将所得到的熔融炉渣从容器中排出而使其凝固。在专利文献4中记载了下述意思的内容：将具有流动性的高温的熔融炉渣暂时保持在炉渣保持炉中，在电炉内的铁液层上形成熔融炉渣层作为缓冲带后，从炉渣保持炉向该熔融炉渣层中注入熔融炉渣。专利文献4的结构，由于使用电炉，因此关于还原反应，相比于炉渣-铁液间的反应，炉渣中的铁分(FeO)与碳分(C)的反应成为支配性的。因此，即使是铁液中的C浓度低为1.5质量％左右的情况，也能够不加碳而进行炉渣的还原处理，能够提高作业效率，在这一点上是优异的。而且，对于专利文献4的结构而言，并不是将熔融炉渣直接投入到电炉中，而是将其暂时保持于与电炉相邻配置的炉渣保持炉中，在电炉内的铁液层上形成熔融炉渣层作为缓冲带后，一边调整注入量，一边缓缓地注入熔融炉渣，因此能够抑制炉渣投入时的炉渣起泡，在这一点上也是优异的。在先技术文献专利文献专利文献1:日本国特开昭52-033897号公报专利文献2:日本国特表2003-520899号公报专利文献3:日本国特开2005-146357号公报专利文献4:日本国专利第5522320号公报非专利文献非专利文献1:ScandinavianJournalofMetallurgy,2003；32:P.7-14
技术实现思路
在专利文献1记载的炉渣处理方法中，由于使用转炉进行还原处理，因此熔液和炉渣被搅拌。因此，若在炉渣投入时熔液的碳浓度高，则炉渣与熔液接触而引起起泡。为了避免该情况，向碳浓度低的熔液中投入炉渣后，为了促进还原反应，需要投入碳来增加熔液的碳浓度。因此需要反复进行多次的炉渣还原处理和Mn、P的氧化和取出处理，担心作业效率和生产率降低。在专利文献2记载的炉渣还原方法中，也使用转炉进行还原处理，为了使铁液中的碳浓度增减来进行炉渣的还原处理，反复进行脱碳升热和加碳还原这样的处理，担心作业效率和生产率降低。在非专利文献1记载的还原试验中，以凝固了的冷态的炼钢炉渣的粉碎物为处理对象，专利文献3记载的方法也以在低温下流动性低的炼钢炉渣为处理对象。在该情况下，为了进行炉渣的还原处理，需要使炉渣加热熔融，存在能量单耗变高的问题。而且，即使在如专利文献4那样使用具有炉渣保持炉的电炉、并且形成熔融炉渣层作为缓冲带的情况下，也会根据熔融炉渣的注入量、注入速度而有电炉内的熔融炉渣层被搅乱，处于下层的铁液层与刚注入后的熔融炉渣接触，发生炉渣起泡的风险。另外，在专利文献4中，在调整从炉渣保持炉的炉渣注入量以使得不搅乱熔融炉渣层的情况下，需要降低炉渣注入量和注入速度，因此存在处理效率降低的问题。另外，保持炉通过使炉体倾动来注入炉渣，因此会因保持炉之大而难以微细地调整炉渣注入速度。因此，即使将注入速度设定得较小，炉渣注入速度也会变动，由此有注入速度暂时地变大，发生炉渣起泡的风险。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供能够防止刚从炉渣保持炉注入后的熔融炉渣和电炉内的铁液层剧烈地混合而生成大的炉渣起泡的电炉。即，本专利技术的要旨如下。(1)本专利技术的一个方式为一种电炉，其具有炉体和炉渣保持炉，所述炉体具有电极，所述炉渣保持炉以熔融状态保持熔融炉渣、并且能够通过倾动来向所述炉体中注入所述熔融炉渣，上述炉体具有筒状的炉壁、设置于上述炉壁的上端的炉盖、设置于上述炉壁的下端且具有深底部和浅底部的炉底、和设置于上述炉盖、用于从上述炉渣保持炉注入上述熔融炉渣的炉渣注入口，所述浅底部是相对于上述深底部的最深部的高度为150mm以上且500mm以下的区域，上述炉渣注入口在俯视下与上述浅底部有重叠，上述浅底部相对于上述炉底的俯视下的面积率为5％以上且40％以下。(2)根据上述(1)所述的电炉，也可以：上述炉壁具有与高度方向垂直的截面的形状为圆环形状的主体、和在上述主体的径向上突出的突出部，上述浅底部设置于上述突出部的下端，上述炉渣注入口设置于上述突出部的上端。(3)根据上述(1)所述的电炉，也可以：上述炉壁具有与高度方向垂直的截面的形状为圆环形状的主体，上述浅底部设置于上述主体的下端。(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的电炉，也可以具有设置于上述炉盖、或者上述炉盖和上述炉壁这两者上，用于向炉内投入还原材料的还原材料投入口。根据上述的电炉，能够防止刚从炉渣保持炉注入后的熔融炉渣与电炉内的铁液层接触，因此能够防止熔融炉渣与铁液层剧烈地混合。因此，能够防止熔融炉渣层与铁液层急剧地反应而生成大的炉渣起泡。附图说明图1是表示使用了本专利技术的电炉的炉渣处理工艺的工序图。图2是表示本实施方式涉及的炉渣保持炉(保持姿态)和炉体的纵截面图。图3是表示本实施方式涉及的炉渣保持炉(注入姿态)和炉体的纵截面图。图4A是图2和图3所示的炉体的在I-I线处的横截面图。图4B是从炉底起算的高度150mm处的炉体的横截面图，是仅记载了浅底部和深底部的图。图5是表示本专利技术的第2实施方式涉及的炉渣保持炉(注入姿态)和电炉的纵截面图。图6是图5所示的电炉的在II-II线处的横截面图。图7是表示向炉体中注入炉渣的模拟结果的图。图8是表示向炉体中的炉渣注入量和CO发生量的图，是表示不具有浅底部的情况的图。图9是表示向炉体中的炉渣注入量和CO发生量的图，是表示具有浅底部的情况的图。图10是用于对本专利技术的实施例和比较例中的操作模式进行说明的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。[1.炉渣处理工艺的概要]首先，参照图1对使用了本专利技术的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电炉，其特征在于，具有炉体和炉渣保持炉，所述炉体具有电极，所述炉渣保持炉以熔融状态保持熔融炉渣、并且能够通过倾动来向所述炉体中注入所述熔融炉渣，所述炉体具有：筒状的炉壁；设置于所述炉壁的上端的炉盖；设置于所述炉壁的下端的炉底，其具有深底部和浅底部，所述浅底部是相对于所述深底部的最深部的高度为150mm以上且500mm以下的区域；和设置于所述炉盖、用于从所述炉渣保持炉注入所述熔融炉渣的炉渣注入口，所述炉渣注入口在俯视下与所述浅底部有重叠，所述浅底部相对于所述炉底的俯视下的面积率为5％以上且40％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.16 JP 2016-2445011.一种电炉，其特征在于，具有炉体和炉渣保持炉，所述炉体具有电极，所述炉渣保持炉以熔融状态保持熔融炉渣、并且能够通过倾动来向所述炉体中注入所述熔融炉渣，所述炉体具有：筒状的炉壁；设置于所述炉壁的上端的炉盖；设置于所述炉壁的下端的炉底，其具有深底部和浅底部，所述浅底部是相对于所述深底部的最深部的高度为150mm以上且500mm以下的区域；和设置于所述炉盖、用于从所述炉渣保持炉注入所述熔融炉渣的炉渣注入口，所述炉渣注入口在俯视下与所述浅底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田俊哉，新井贵士，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP