JPH0257643A - プラズマ燃焼式キュポラ内の原料の脱硫方法 - Google Patents
プラズマ燃焼式キュポラ内の原料の脱硫方法Info
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- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
に関し、特に、プラズマ燃焼式キュポラ内の鉄の脱硫方
法に関する。
l【で決まる。鉄の性質に大きな影響を与える一重要成
分は、硫黄(S)である、大抵のねずみ鋳鉄品では、鉄
の組成に占める硫黄の割合は0.1%以下に保たれてい
る。ノジュラー鋳鉄では、硫黄の割合は0.008%の
範囲内にある。
た硫黄が溶融体に入るので、これを鋳鉄製造前に除去す
る必要がある。鉄からの硫黄の除去は、キ、ボラ内にお
いて所謂、塩基性スラグモードで実hhされており、こ
の塩基性スラグモードでは、装入fitのうち大きな割
合をスラグ形成材料、例えばドロマイト又は石灰石が占
めることが必要条件となる。ドロマイト又は石灰石は装
入量全体の約5%〜15%を占める。したがって、溶融
体の融剤部分の焼成中、硫黄はスラグに捕捉されてこれ
と共に除去される。かくして、コークスの燃焼により生
しるエネルギの大部分は、融剤の焼成に費やされる。ま
た、融剤を大計に用いると、耐火性ライナーが悪影響を
受け、しがも、シリコンやマンガンのような合金元素が
融剤に捕捉されるが、これらの不足分を補うため、高価
なフェロノリコン及びフェロマンガンを装入量に添加す
るという作業が必要になる。
れを行うためには、炭化カルシウムを取りべ内の溶融鉄
に加え、窒素を溶融体中に吹き込んでこれを泡立たせ、
攪拌を行う。生成した鏡化力ルンウムと未反応の炭化力
ルソウムとが化合すると、トス(doss )が生しる
が、このトスを溶融鉄の頂部からすくい取る。トスが水
と反応すると、アセチレンが生じるが、これは空気と混
ざると爆発を起こしやすい。
の捕捉が起こらず、爆発性の副産物が生成せず、しかも
キュポラの耐火性ライナーに対してイl害ではない、キ
ュポラ内の鉄の脱硫方法を提供するごとにある。
備えたプラズマトーチ供給ノズルを有寸−るプラズマ燃
焼式キュポラの中の原料を脱硫する力l去であって、キ
ュポラに、原料、コークス及び融剤を装入する段階と、
コークスを点火すると共に空気を加えて原料を溶融させ
、溶融原料とスラグのプールを生ぜしめる段階と、c、
oとM、OとC,CO,とM、CO:lとC−CO3M
q CO2とがら成る群のうち選択した脱硫剤をプラ
ズマトーチ供給ノズル内に供給する段階と、空気をプラ
ズマトーチ供給ノズル内に供給する段階と、プラズマト
ーチを、プラズマトーチ供給ノズル内の脱梳剤を溶融さ
せるに十分なパワーレベルで稼動させ、溶融脱硫剤及び
空気が溶融プールに隣接した箇所でキュポラに入る前に
温度2500°F〜3500゜Fに達するようにし、そ
れにより、溶融脱硫剤が溶融原料と直接混合し、溶融原
料中の硫黄と反応して溶融プール中の溶融原料が脱硫さ
れ、既反応及び未反応の溶融脱硫剤がスラグの一部にな
り、スラグを流動可能な状態にする段階とを有すること
を特徴とする脱硫方法が提供される。
。
方へ延びる垂直の円筒形ノ1ウジング5を有する炉を示
している。基部3及びノ)ウジング5は、実質的に丸い
開口シャフト9を形成する耐火煉瓦その他の耐火物7で
内張すされており、シャフト9の上端は排ガス導管11
により煙突(図示せず)に連結されている。シャフト9
の上端付近に設けられていて、装入量をキュポラ1内に
装入する開口13を含む装入用ドアが設けられて0る。
ト又は石灰石のような融剤を含む、鉄はキュポラ内に生
じる通常の金属であるが、後述の脱硫方法を利用すると
、他の金属、鉱石、合金又は他の物質が得られる。
流し口I5が設けられており、ダム17とスキマー19
は互いに協働して溶融鉄とスラグを分離し、これらは流
し口15から別々に抜き出される。
けられており、その一端はシャフト9内へ開口し、該一
端と反対側の端にはプラズマトーチ23が設けられてい
る。プラズマトーチ供給ノズル2■は一つしか図示して
いないが、サイズ及び設計処理燵に応じてキュポラ1内
に任意の個数のプラズマトーチ供給ノズル21を設ける
ことがii能である。プラズマトーチ供給ノズル21は
米国特許節4,761,793号明細書に詳述されてい
る。
に配置され、このビンとスクリュー・オーガー27又は
他の供給手段との協働により、プラズマトーチ供給ノズ
ル21への粒状物の流星が調節される。ビン25は、C
,0とM、OとC−COxとM、COゴとCおCO)
M 、 COzとから成る脱硫剤群から選択した脱硫剤
を収容しており、選択された脱硫剤は、硫黄除去量に応
じて、スクリュー・オーガー27により、溶融状態の鉄
1トンにつき毎時約1〜2ポンドの速度でプラズマトー
チ供給ノズル21へ供給される。
ダクト又は導管31を経てプラズマトーチ供給ノズル2
1と連通しており、排ガスをプラズマプラズマトーチ供
給ノズル21を介してキュポラ1に再循環させる。排ガ
スを再循環させる工χルギを得るため、排ガスからの粒
状物の除去に用いられるサイクロン分離器33が導管3
!内に供給ノズル21と連通した状態で図示されると共
に、プラズマトーチ23への空気の供給に用いられるト
ーチ用空気導管39が図示されている。
ラグのプール(溜まり)内に存在している状態で鉄鉱石
、別種の金属又はこれらの混合物を脱硫するキュポラl
の動作J仝理は、鉄についての脱硫動作原理上はぼ同じ
である。した、かって、”’+ M Mであれば、この
脱輪方法を用いると他の合令金属を脱硫できることは言
うまでもないので、鉄の脱硫方法を以Fに説明する。
を通してキュポラlのシャフト9内に装入する。典型的
には石灰石又はドロマイトである融剤は、装入量のうち
小さな割合、即ち3 ++(1%を占めるに過ぎない。
めるコークスを、プラズマトー−r−を用いて点火する
と共に空気を供給して二1−クスを燃焼させ、装入量全
体のうち重11tで約80%〜C)0%を占める屑鉄を
溶融させ、ソヤフト9の底部にスラグで謂われた状態の
溶融鉄のプールを生ぜしめる。C40とM、OとC、C
O3とM 、 CO:+とC、CO3M 、 COxと
から成る脱硫剤群から選択した脱硫剤を、鉄から除去す
べき硫黄量に応して、スクリュー・オーガー27により
、18融状態の鉄1トンにつき毎分約1〜2ポンドの制
御された速度でプラズマトーチ供給ノズル2Iへ供給す
る。 トーチのパワーレベルは、プラズマトーチ供給ノ
ズル21を通過する融剤及びガスを、脱硫剤が溶融する
2500°F〜3500°];′の温度まで加熱するよ
う設定されている。溶融状態の脱硫剤は、溶融鉄とスラ
グのプールの頂部に隣接した箇所でシャフト9に入って
これらと化合し、溶融鉄中の硫黄と反応し、スラグとの
化合により硅葭を溶融鉄から除去する。また、未反応の
脱硫剤はスラグと化合し、スラグの粘度を減じてその流
動性を高める。
れば0.003%まで減少したので、溶融鉄をキュポラ
から鋳型へ直接注ぎ込んで商品を製造できる。また、硫
黄含有贋が少ないので、溶融鉄をキュポラIからマグネ
シウムの入っているインフラスコ形鋳型内へ直接注ぎ込
むことにより、ノジュラー鋳鉄が鋳型内に得られる。
脱硫に必要なエネルギが最少限に抑えられ、キエボラ内
の耐火ライナーのノミ命への、昔影響が最少限に抑えら
れ、しがも、鉄の適正な化を的性質を得るためには高価
な鉄系合金元素の添加が必要になるスラグ中の他の合金
元素の捕捉が生じず、従って溶融鉄をキュポラ1がら取
り出した状態で直接商業的に利用できるという利点が得
られる。
添付の図面は、プラズマ燃焼式キュポラの略図である。
、7・・・耐火物、9・・・シャフト、15・・・流し
口、21・・・プラズマトーチ供給ノズル、23・・・
プラズマトーチ、27・・・スクリューオーガー 29
・・・ガス抜取りノズル。
ーポレーション 代 理 人:加熱 紘一部(外1名)
Claims (6)
- (1)プラズマトーチ及び粒状物供給装置を備えたプラ
ズマトーチ供給ノズルを有するプラズマ燃焼式キュポラ
内の原料を脱硫する方法であって、キュポラに原料、コ
ークス及び融剤を装入する段階と、コークスを点火する
と共に空気を加えて原料を溶融させ、溶融原料とスラグ
のプールを生ぜしめる段階と、CaOとM、OとCaC
O_3とM、CO_3とCaCO_3M、CO_3とか
ら成る群のうち選択した脱硫剤をプラズマトーチ供給ノ
ズル内に供給する段階と、空気をプラズマトーチ供給ノ
ズル内に供給する段階と、プラズマトーチを、プラズマ
トーチ供給ノズル内の脱硫剤を溶融させるに十分なパワ
ーレベルで稼動させ、溶融脱硫剤及び空気が溶融プール
に隣接した箇所でキュポラに入る前に温度2500°F
〜3500°Fに達するようにし、それにより、溶融脱
硫剤が溶融原料と直接混合し、溶融原料中の硫黄と反応
して溶融プール中の溶融原料が脱硫され、既反応及び未
反応の溶融脱硫剤がスラグの一部になり、スラグを流動
可能な状態にする段階とを有することを特徴とする脱硫
方法。 - (2)キュポラへの前記装入段階は、キュポラに、金属
鉱石、屑金属又は屑鉄の形態の原料を装入する段階を含
むことを特徴とする請求項第(1)項記載の脱硫方法。 - (3)プラズマトーチ供給ノズル内へ脱硫剤を供給する
前記段階は、溶融鉄から除去すべき硫黄量に応じ、脱硫
剤を溶融状態の屑鉄1トンにつき毎分1〜2ポンドの制
御された供給速度で送り込む段階を含むことを特徴とす
る請求項第(1)項記載の脱硫方法。 - (4)プラズマトーチを稼動させる前記段階は、プラズ
マトーチを、流出ガス及び流出脱硫剤の温度を2500
°F〜3500°Fの範囲の温度まで昇温させるに十分
なパワーレベルで稼動させる段階を含むことを特徴とす
る請求項第(1)項記載の脱硫方法。 - (5)キュポラへの前記装入段階は、装入物中の融剤が
装入量全体のうち重量で約3%を占めるようにキュポラ
への装入を行う段階を更に含むことを特徴とする請求項
第(1)項〜第(4)項のうちいずれか一つの項に記載
の脱硫方法。 - (6)インフラスコ形鋳型を準備し、マグネシウムをイ
ンフラスコ形鋳型内に入れ、溶融鉄をキュポラから鋳型
内に注ぎ込んで鋳型内にノジュラー鋳鉄を生ぜしめる段
階を有することを特徴とする請求項第(1)項記載の脱
硫方法。
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