基于电炉的铁水的制造方法技术

提供一种在具备碳材料吹入装置的电炉中熔解冷铁源而制造铁水的方法中，能够在不损害安全性的基础上将碳材料高效吹入到铁水中的方法。在碳材吹入装置中，从中心部利用搬运气体喷射碳材料a，并且从其外周部喷射燃料b和可燃性气体c，使从中心部喷射的碳材料a从由燃料b与可燃性气体c的燃烧反应形成的筒状的燃烧火焰中通过，并吹入到熔融炉渣和铁水中。在筒状的燃烧火焰中流通的碳材料a由于不受到周围的气体流通的影响，因此流速不会衰减，能够维持高流速，因此能够在碳材料a保持高惯性力的状态下从搬运气体分离，到达并深入到熔融炉渣和铁水中。和铁水中。和铁水中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于电炉的铁水的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种在电炉中熔解冷铁源来制造铁水的方法。

技术介绍

[0002]电炉中，通过电弧热熔解铁废料等冷铁源来制造铁水(铁水、钢水)，为了促进冷铁源的熔解，通常进行氧吹入和碳材料吹入。向铁水中和熔融炉渣中的碳材料吹入的目的在于将由氧吹入生成的氧化铁(FeO)还原、以及通过碳材料的燃烧热来促进冷铁源的熔解。另外，由于基于碳材料吹入的氧化铁的还原和碳材料的燃烧产生CO气体，因该CO气体使熔融炉渣起泡，促进所谓的“造渣”。通过该造渣，引起电弧的辐射热减轻，冷铁源的熔解效率提高。
[0003]以往，作为碳材料吹入方法，作业者保持消耗式的管(钢管)，通过该管，进行将碳材料吹入到炉内的作业，但近年来，例如采用使用专利文献1和专利文献2所示的可动式的非消耗型水冷喷枪。该方法中，由于不需要作业者对管进行交换作业(伴随着管的消耗的新型管的连接作业)，因此能够减轻作业者的负担。
[0004]另外，作为其他的碳材料吹入方法，例如有专利文献3所示的通过固定在炉体的碳喷射器而将碳材料喷射到炉内的方法。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开平7－145422号公报
[0008]专利文献2：日本特开平11－304372号公报
[0009]专利文献3：日本特表2016－509624号公报。

技术实现思路

[0010]专利文献1和专利文献2所记载的方法由于使用可动式的非消耗型水冷喷枪，因此能够将碳材料高效地吹入到铁水和熔融炉渣中。然而，由于需要使水冷喷枪接近铁水、熔融炉渣，因此需要能够精度良好地控制喷枪高度的控制体系。另外，由于使水冷喷枪接近铁水、熔融炉渣，因此在水冷喷枪的喷嘴前端有可能附着熔融炉渣、飞溅的铁水，产生喷嘴堵塞。另外，也可能引起喷嘴前端、喷枪主体因飞溅受到损伤，因喷枪冷却水的泄露而导致水蒸气爆炸。进而，有必要在炉体设置水冷喷枪的插入孔，因此也存在从作为插入孔设置的开口部的侵入空气量增加，电炉内的温度降低，导致耗电率的恶化的问题。
[0011]另一方面，在使用专利文献3所示的固定于炉体的碳材料吹入装置的情况下，不存在因飞溅引起喷嘴堵塞以及从开口部侵入的空气量的增加等的问题。然而，存在如下的问题：(i)从喷嘴前端到铁水浴面具有比较大的距离，(ii)吹入的碳材料与搬运气体影响到周围的气体流通(来自氧枪的吹入氧气、由熔融炉渣和铁水产生的气体、由来自炉外的侵入空气等引起的气体流通)，导致流速衰减等的问题。因此，无法将碳材料高效地吹入到铁水和熔融炉渣中。另外，粒径比较小的碳材料有追随搬运气体流通的趋势，因此根据吹入条件，
碳材料无法从搬运气体分离，沿着搬运气体的流动痕迹，在铁水、熔融炉渣的浴面上浮游，最终向炉外扩散。其结果导致吹入到铁水和熔融炉渣中的碳材料的效率变差的问题。
[0012]另外，可考虑通过单纯地减少碳材料吹入喷嘴的流路径(例如形成为拉瓦尔结构等)而将碳材料和搬运气体以高喷出流速进行吹入，但如果减少碳材料吹入喷嘴的流路径，则可能在喷嘴内产生碳材料的堵塞。如果产生这样的碳材料的喷嘴堵塞，则只能停止碳材料吹入，生产率恶化。另外，根据状况，可能导致作业停止。
[0013]因此，本专利技术的目的在于为了解决以上的现有技术的课题，提供一种在具备碳材料吹入装置的电炉中熔解冷铁源而制造铁水的方法中，能够不损害安全性地将碳材料高效地吹入到熔融炉渣和铁水中的方法。
[0014]技术手段
[0015]本专利技术人等为了解决上述课题重复进行了研究。其结果判定如下。
[0016]设为从碳材料吹入装置的中心部，通过搬运气体喷射碳材料，并且从其外周部喷射燃料和可燃性气体，从中心部喷射的碳材料通过由燃料与可燃性气体的燃烧反应形成的筒状的燃烧火焰中而吹入。发现由此被喷射的碳材料和搬运气体的流速不衰减，能够在碳材料保持高惯性力的状态下从搬运气体分离，到达熔融炉渣和铁水，进入到熔融炉渣和铁水中。
[0017]另外，发现通过使燃料和可燃性气体的喷出流速比碳材料的搬运气体的喷出流速大，从而在筒状的燃烧火焰中通过的过程中碳材料和搬运气体的流速得到加速，由此能够进一步提高上述的效果。
[0018]本专利技术基于这样的情况而完成，其主旨如下。
[0019][1]一种基于电炉的铁水的制造方法，是在具备碳材料吹入装置的电炉中，熔解冷铁源而制造铁水的方法，
[0020]上述碳材料吹入装置中，从中心部利用搬运气体喷射碳材料(a)，并且从其外周部分别喷射燃料(b)和可燃性气体(c)，
[0021]从中心部喷射的碳材料(a)穿过由燃料(b)与可燃性气体(c)的燃烧反应形成的筒状的燃烧火焰中而被吹入到熔融炉渣和铁水中。
[0022][2]根据上述[1]所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，使所述碳材料吹入装置的燃料(b)和可燃性气体(c)的喷出流速大于所述碳材料吹入装置的碳材料(a)的搬运气体的喷出流速。
[0023][3]根据上述[1]或上述[2]所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，以所述碳材料吹入装置中相对于燃料(b)的供给量的氧比为1.0～1.1的方式供给可燃性气体(c)。
[0024][4]根据上述[1]～上述[3]中任一项所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，所述碳材料吹入装置具有从中心侧起依次将碳材料喷射管(1)、燃料喷射管(2)、可燃性气体喷射管(3)配设成同心状的结构。
[0025][5]根据上述[1]～上述[4]中任一项所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，所述碳材料吹入装置中的燃料(b)和可燃性气体(c)的喷出流速为100～500m/s。
[0026][6]根据上述[1]～上述[5]中任一项所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，所述碳材料吹入装置中的燃料(b)的燃烧量是一台所述碳材料吹入装置当值为400Mcal/h以上。
[0027][7]根据上述[1]～上述[6]中任一项所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，所述碳材料吹入装置的燃料(b)的燃烧量与碳材料(a)的吹入速度之比为0.1Mcal/kg以上。
[0028]专利技术效果
[0029]根据本专利技术，在具备碳材料吹入装置的电炉中，在熔解冷铁源来制造铁水时，能够将碳材料吹入到高效的熔融炉渣和铁水中。因此，可得到如下的效果：(1)由于吹入到熔融炉渣和铁水中的碳材料的效率提高，因此能够通过冷铁源的熔解效率的提高来减少耗电率，(2)由于通过碳材料来高效地还原氧化铁，因此出钢效率提高。
[0030]另外，也可得到如下的效果等：(3)由于由燃料与可燃性气体的燃烧反应形成的燃烧火焰加热铁水和熔融炉渣，因此从该方面考虑，冷铁源的熔解效率提高，能够减少耗电率，(4)由于不需要减少碳材料吹入喷嘴的流路径，因此不会担心喷嘴堵塞，(5)能够将碳材料吹入装置固定在电炉的炉体，因此空气不会从碳材料吹入装置的安装部渗入，从而作业性提高，(6)由于不需要使喷嘴前端与熔融炉渣、铁水接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于电炉的铁水的制造方法，是在具备碳材料吹入装置的电炉中，熔解冷铁源而制造铁水的方法，所述碳材料吹入装置中，从中心部利用搬运气体喷射碳材料(a)，并且从其外周部分别喷射燃料(b)和可燃性气体(c)，从中心部喷射的碳材料(a)穿过由燃料(b)与可燃性气体(c)的燃烧反应所形成的筒状的燃烧火焰中而被吹入到熔融炉渣和铁水中。2.根据权利要求1所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，所述碳材料吹入装置中的燃料(b)和可燃性气体(c)的喷出流速大于所述碳材料吹入装置中的碳材料(a)的搬运气体的喷出流速。3.根据权利要求1或2所述的基于电炉的铁水的制造方法，其中，以相对于所述碳材料吹入装置中的燃料(b)的供给量的、氧比成为1.0～1.1的方式供给可燃性气体(c)。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：三轮善广，堤康一，鹫见郁宏，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：