JP2003293024A - 電気炉の操業方法 - Google Patents
電気炉の操業方法Info
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、スラグ・フォーミング期間に電気炉
から排出される酸化鉄量を従来より減らし、鉄歩留の向
上が可能な電気炉の操業方法を提供することを目的とし
ている。 【解決手段】電気炉に装入した各種原料をアークで加熱
溶解する溶解期と、溶け落ちた溶湯へ造滓剤投入及び酸
素吹き込みを行って不純物元素を酸化する酸化期と、生
成した酸化物をスラグとして炉外に排出しながら、スラ
グ層に酸素ガスと同時に炭材を吹き込み、スラグ中の酸
化鉄を還元するばかりでなく、スラグのフォーミングを
起こさせる還元期とを順次経て溶鋼を溶製するに際し、
前記還元期の開始から終了の数分前までは、フォーミン
グするスラグの高さを、アークが最小限で覆われるよう
に、前記炭材吹き込み量及び／又は電気炉の傾動角を変
更して調整する。
から排出される酸化鉄量を従来より減らし、鉄歩留の向
上が可能な電気炉の操業方法を提供することを目的とし
ている。 【解決手段】電気炉に装入した各種原料をアークで加熱
溶解する溶解期と、溶け落ちた溶湯へ造滓剤投入及び酸
素吹き込みを行って不純物元素を酸化する酸化期と、生
成した酸化物をスラグとして炉外に排出しながら、スラ
グ層に酸素ガスと同時に炭材を吹き込み、スラグ中の酸
化鉄を還元するばかりでなく、スラグのフォーミングを
起こさせる還元期とを順次経て溶鋼を溶製するに際し、
前記還元期の開始から終了の数分前までは、フォーミン
グするスラグの高さを、アークが最小限で覆われるよう
に、前記炭材吹き込み量及び／又は電気炉の傾動角を変
更して調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気炉の操業方法
に係わり、特にアーク式電気炉を用いての製鋼技術に関
する。
に係わり、特にアーク式電気炉を用いての製鋼技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アーク式電気炉を用いて行う製
鋼は、該電気炉に各種原料を装入後、通電して発生した
アークで該原料を加熱溶解する溶解期と、溶け落ちた溶
湯への造滓剤の投入、酸素の吹き込みで不純物元素を酸
化すると共に、溶鋼の昇温を図る酸化期と、生成した酸
化物をスラグとして炉外に排出する除滓作業を行いなが
ら溶鋼温度の調整を図る還元期（酸化期と還元期を合わ
せて精錬期ともいう）とを順次経由する。そのうち、還
元期では、スラグでアークを被覆してアークの溶鋼への
着熱効率を高めると共に、鉄歩留を向上させるため、ス
ラグ中の酸化鉄を還元し、図２に示すように、スラグ層
１に挿入したランス２を介して酸素ガスと共に炭素含有
粉体（以下、炭材３という）を吹き込み、ＣＯガスを発
生させてスラグを泡立たせる所謂「スラグ・フォーミン
グ」現象を起こさせている（特開昭５８−７３７１４号
公報及び特開平２−１０７７１２号公報参照）。つま
り、ＣＯガスの発生速度に比べて、気泡のスラグ中にお
ける滞留時間を長くして泡立たせ、スラグ層１を見掛け
上厚くし、同時に電気炉４の傾動角をある値に保持し
て、排滓口５からスラグを自然に流出させるのである。
鋼は、該電気炉に各種原料を装入後、通電して発生した
アークで該原料を加熱溶解する溶解期と、溶け落ちた溶
湯への造滓剤の投入、酸素の吹き込みで不純物元素を酸
化すると共に、溶鋼の昇温を図る酸化期と、生成した酸
化物をスラグとして炉外に排出する除滓作業を行いなが
ら溶鋼温度の調整を図る還元期（酸化期と還元期を合わ
せて精錬期ともいう）とを順次経由する。そのうち、還
元期では、スラグでアークを被覆してアークの溶鋼への
着熱効率を高めると共に、鉄歩留を向上させるため、ス
ラグ中の酸化鉄を還元し、図２に示すように、スラグ層
１に挿入したランス２を介して酸素ガスと共に炭素含有
粉体（以下、炭材３という）を吹き込み、ＣＯガスを発
生させてスラグを泡立たせる所謂「スラグ・フォーミン
グ」現象を起こさせている（特開昭５８−７３７１４号
公報及び特開平２−１０７７１２号公報参照）。つま
り、ＣＯガスの発生速度に比べて、気泡のスラグ中にお
ける滞留時間を長くして泡立たせ、スラグ層１を見掛け
上厚くし、同時に電気炉４の傾動角をある値に保持し
て、排滓口５からスラグを自然に流出させるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この炭材を吹き込んで
のスラグ・フォーミングは、スラグ中の酸化鉄を還元す
るので、確かに鉄歩留の向上に有効であった。しかしな
がら、スラグ・フォーミングは、酸化鉄を含有するスラ
グも電気炉内から排出してしまうことになるので、鉄歩
留の向上効果はさほど大きくないのが現状である。ま
た、鉄歩留のバラツキも大きかった。
のスラグ・フォーミングは、スラグ中の酸化鉄を還元す
るので、確かに鉄歩留の向上に有効であった。しかしな
がら、スラグ・フォーミングは、酸化鉄を含有するスラ
グも電気炉内から排出してしまうことになるので、鉄歩
留の向上効果はさほど大きくないのが現状である。ま
た、鉄歩留のバラツキも大きかった。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑み、スラグ・フ
ォーミング期間に電気炉から排出される酸化鉄量を従来
より減らし、鉄歩留の向上が可能な電気炉の操業方法を
提供することを目的としている。
ォーミング期間に電気炉から排出される酸化鉄量を従来
より減らし、鉄歩留の向上が可能な電気炉の操業方法を
提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、従来の操業方法を見直し、従来はスラグ・
フォーミングの促進にのみ着目し、排出されるスラグの
重量については全く考慮されていないことに気がつい
た。そして、排出されるスラグ量を常時測定すれば、そ
の測定値に基づき良い対策技術が開発できると考えて鋭
意努力し、その成果を本発明に具現化した。
成するため、従来の操業方法を見直し、従来はスラグ・
フォーミングの促進にのみ着目し、排出されるスラグの
重量については全く考慮されていないことに気がつい
た。そして、排出されるスラグ量を常時測定すれば、そ
の測定値に基づき良い対策技術が開発できると考えて鋭
意努力し、その成果を本発明に具現化した。
【０００６】すなわち、本発明は、電気炉に装入した各
種原料をアークで加熱溶解する溶解期と、溶け落ちた溶
湯へ造滓剤を投入及び酸素の吹き込みを行って不純物元
素を酸化する酸化期と、生成した酸化物をスラグとして
炉外に排出しながら、スラグ層に酸素ガスと同時に炭材
を吹き込み、スラグ中の酸化鉄を還元するばかりでな
く、スラグのフォーミングを起こさせる還元期とを順次
経て溶鋼を溶製する電気炉の操業方法において、前記還
元期の開始から終了の数分前までは、フォーミングする
スラグの高さを、最小限でアークが覆われるように、前
記炭材吹き込み量及び／又は電気炉の傾動角を変更して
調整することを特徴とする電気炉の操業方法である。こ
の場合、前記フォーミングするスラグの高さを、電気炉
から排出されるスラグの量を常時測定し、その測定値を
目標値と比較して判断するのが良い。
種原料をアークで加熱溶解する溶解期と、溶け落ちた溶
湯へ造滓剤を投入及び酸素の吹き込みを行って不純物元
素を酸化する酸化期と、生成した酸化物をスラグとして
炉外に排出しながら、スラグ層に酸素ガスと同時に炭材
を吹き込み、スラグ中の酸化鉄を還元するばかりでな
く、スラグのフォーミングを起こさせる還元期とを順次
経て溶鋼を溶製する電気炉の操業方法において、前記還
元期の開始から終了の数分前までは、フォーミングする
スラグの高さを、最小限でアークが覆われるように、前
記炭材吹き込み量及び／又は電気炉の傾動角を変更して
調整することを特徴とする電気炉の操業方法である。こ
の場合、前記フォーミングするスラグの高さを、電気炉
から排出されるスラグの量を常時測定し、その測定値を
目標値と比較して判断するのが良い。
【０００７】本発明によれば、還元期に電気炉からスラ
グとして排出される酸化鉄量を従来より格段に減らせる
ようになり、鉄歩留の向上が達成される。
グとして排出される酸化鉄量を従来より格段に減らせる
ようになり、鉄歩留の向上が達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、発明をなすに至った経緯を
まじえ、本発明の実施の形態を説明する。
まじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】まず、発明者は、図２に示した容量６０ト
ンの三相交流電気炉を用い、鋼種がＪＩＳ規格でＳＤ２
９５の炭素鋼を６０トン溶製する試験操業を行った。そ
の際、還元期には、スラグ層に炭材を吹き込み、スラグ
・フォーミングを起させると共に、作業者の目視でアー
クが見えなくなる最小限のスラグ高さを維持するよう
に、炭材吹き込み量及び炉の傾動角を調整しながら、ス
ラグの排出を行うことを試みた。
ンの三相交流電気炉を用い、鋼種がＪＩＳ規格でＳＤ２
９５の炭素鋼を６０トン溶製する試験操業を行った。そ
の際、還元期には、スラグ層に炭材を吹き込み、スラグ
・フォーミングを起させると共に、作業者の目視でアー
クが見えなくなる最小限のスラグ高さを維持するよう
に、炭材吹き込み量及び炉の傾動角を調整しながら、ス
ラグの排出を行うことを試みた。
【００１０】なお、原料は鉄スクラップ、造滓剤はＣａ
Ｏ：５０〜７０質量％、ＳｉＯ2：３０〜５０質量の組
成であり、酸素ガスの流量は、酸化期が３０〜４０（標
準状態）ｍ3／分、還元期が２０〜３０（標準状態）ｍ3
／分であった。また、炭材は粒度が５ｍｍ以下のコーク
ス粉を使用した。
Ｏ：５０〜７０質量％、ＳｉＯ2：３０〜５０質量の組
成であり、酸素ガスの流量は、酸化期が３０〜４０（標
準状態）ｍ3／分、還元期が２０〜３０（標準状態）ｍ3
／分であった。また、炭材は粒度が５ｍｍ以下のコーク
ス粉を使用した。
【００１１】その結果、このような目標スラグ高さを炭
材吹き込み量で調整しない従来の操業に比べて、スラグ
の酸化鉄を十分に還元でき、１．６％の鉄歩留まりの向
上があったので、かかる操業方法を第一の本発明とし
た。
材吹き込み量で調整しない従来の操業に比べて、スラグ
の酸化鉄を十分に還元でき、１．６％の鉄歩留まりの向
上があったので、かかる操業方法を第一の本発明とし
た。
【００１２】ところが、図２に示したように、取鍋６に
排出されたスラグの重量を台車７に載せたままロードセ
ルで常時測定したところ、その累積重量の経時変化は、
図１に示すようになった。つまり、累積重量の経時変化
は滑らかな直線にならずに、右上がりの変動大きな曲線
になっており、まだスラグの排出作業が満足できるよう
に行われていないことを示唆している。その原因は、ア
ークが見えなくなる最小限のスラグ高さの判断を、作業
者の目視で判断しているためである。
排出されたスラグの重量を台車７に載せたままロードセ
ルで常時測定したところ、その累積重量の経時変化は、
図１に示すようになった。つまり、累積重量の経時変化
は滑らかな直線にならずに、右上がりの変動大きな曲線
になっており、まだスラグの排出作業が満足できるよう
に行われていないことを示唆している。その原因は、ア
ークが見えなくなる最小限のスラグ高さの判断を、作業
者の目視で判断しているためである。
【００１３】そこで、発明者は、さらなる改良を行うた
め、前記スラグ高さを作業者の目視判断ではなく、常時
測定するスラグの累積重量を利用することにした。その
ためには、累積重量の経時変化に目標値（重量変化速度
としての勾配を持つ直線になる）が必要になるが、その
目標値は、図１に示した累積重量の経時変化曲線から波
を除き直線（点線で示す）を仮定することにした。そし
て、この累積重量の経時変化に基づきスラグ高さを調整
する操業を、前記した試験操業の鋼種に適用したとこ
ろ、スラグの排出量は、目標通りに安定し、鉄歩留りは
さらに向上した。勿論、炭材吹き込み量及び／又は炉の
傾動角の調整は、スラグ累積重量の変化量と炭材吹き込
み量及び／又は炉の傾動角との関係を予め求めておき、
その関係を利用するようにした。
め、前記スラグ高さを作業者の目視判断ではなく、常時
測定するスラグの累積重量を利用することにした。その
ためには、累積重量の経時変化に目標値（重量変化速度
としての勾配を持つ直線になる）が必要になるが、その
目標値は、図１に示した累積重量の経時変化曲線から波
を除き直線（点線で示す）を仮定することにした。そし
て、この累積重量の経時変化に基づきスラグ高さを調整
する操業を、前記した試験操業の鋼種に適用したとこ
ろ、スラグの排出量は、目標通りに安定し、鉄歩留りは
さらに向上した。勿論、炭材吹き込み量及び／又は炉の
傾動角の調整は、スラグ累積重量の変化量と炭材吹き込
み量及び／又は炉の傾動角との関係を予め求めておき、
その関係を利用するようにした。
【００１４】しかしながら、スラグの高さは、電気炉の
容量、溶製する鋼種や量、添加する造滓剤の量にも依存
するので、前記目標値は、すべての鋼種の溶製に適用で
きるものではない。そのため、発明者は、該目標値を、
溶製する鋼種毎に標準的な条件での試験操業を行い、そ
の際の累積重量の変化を測定して定め、第二の本発明を
完成させたのである。
容量、溶製する鋼種や量、添加する造滓剤の量にも依存
するので、前記目標値は、すべての鋼種の溶製に適用で
きるものではない。そのため、発明者は、該目標値を、
溶製する鋼種毎に標準的な条件での試験操業を行い、そ
の際の累積重量の変化を測定して定め、第二の本発明を
完成させたのである。
【００１５】
【実施例】容量６０トンの三相交流電気炉に、図２に示
したようなロードセルを取り付けた取鍋６及び台車７を
設置して、排出させるスラグの累積重量をオンラインで
常時測定できるようにした。
したようなロードセルを取り付けた取鍋６及び台車７を
設置して、排出させるスラグの累積重量をオンラインで
常時測定できるようにした。
【００１６】まず、原料としての鉄スクラップを炉内に
投入し、電極８に通電を開始する。通電開始より３０分
後に溶解が終了したので、溶け落ちた溶湯へ造滓剤を投
入及び酸素ガスの吹き込みを行って不純物元素を酸化す
る酸化精錬を行った。その後に、生成した酸化物をスラ
グとして炉外に設けた取鍋６へ排出しながら、スラグ層
１に酸素ガスと同時に前記粒度の炭材３を吹き込み、酸
化鉄を還元するばかりでなく、スラグ中のスラグのフォ
ーミングを起こさせる還元精錬を行い、所望の溶鋼を溶
製した。その際、還元期には、アークを最小限覆うスラ
グ高さを目視又は排出スラグ重量で判断し、炭材吹き込
み量及び炉の傾動角で目標値に調整する本発明に係る操
業方法を適用し、得られた鉄歩留りを従来操業（スラグ
高さを調整しない）での結果と比較した。溶製した鋼種
毎の主な操業条件と鉄歩留りを一括して表１に示す。な
お、造滓剤及び炭材には、前記試験操業と同じものを使
用した。
投入し、電極８に通電を開始する。通電開始より３０分
後に溶解が終了したので、溶け落ちた溶湯へ造滓剤を投
入及び酸素ガスの吹き込みを行って不純物元素を酸化す
る酸化精錬を行った。その後に、生成した酸化物をスラ
グとして炉外に設けた取鍋６へ排出しながら、スラグ層
１に酸素ガスと同時に前記粒度の炭材３を吹き込み、酸
化鉄を還元するばかりでなく、スラグ中のスラグのフォ
ーミングを起こさせる還元精錬を行い、所望の溶鋼を溶
製した。その際、還元期には、アークを最小限覆うスラ
グ高さを目視又は排出スラグ重量で判断し、炭材吹き込
み量及び炉の傾動角で目標値に調整する本発明に係る操
業方法を適用し、得られた鉄歩留りを従来操業（スラグ
高さを調整しない）での結果と比較した。溶製した鋼種
毎の主な操業条件と鉄歩留りを一括して表１に示す。な
お、造滓剤及び炭材には、前記試験操業と同じものを使
用した。
【００１７】表１より、本発明によれば、いずれの鋼種
でも平均して従来より少なくとも１．５〜２．２％の鉄
歩留りの向上が明らかである。
でも平均して従来より少なくとも１．５〜２．２％の鉄
歩留りの向上が明らかである。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、還元
期でのスラグ・フォーミング高さを最小限でアークを覆
う程度に調整できるようになる。その際、排出スラグの
累積重量を測定して、目標値に調整するのがより有効で
あり、酸化鉄が還元されたスラグを主に排出するように
なる。その結果、鉄歩留りを従来より向上させることが
できた。
期でのスラグ・フォーミング高さを最小限でアークを覆
う程度に調整できるようになる。その際、排出スラグの
累積重量を測定して、目標値に調整するのがより有効で
あり、酸化鉄が還元されたスラグを主に排出するように
なる。その結果、鉄歩留りを従来より向上させることが
できた。
【図１】還元期に排出されたスラグの累積重量の経時変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図２】三相アーク式電気炉を示す横断面図である。
１ スラグ層
２ ランス
３ 炭材
４ 電気炉
５ 排滓口
６ 取鍋
７ 台車
Claims (2)
- 【請求項１】 電気炉に装入した各種原料をアークで加
熱溶解する溶解期と、溶け落ちた溶湯へ造滓剤を投入及
び酸素の吹き込みを行って不純物元素を酸化する酸化期
と、生成した酸化物をスラグとして炉外に排出しなが
ら、スラグ層に酸素ガスと同時に炭材を吹き込み、スラ
グ中の酸化鉄を還元するばかりでなく、スラグのフォー
ミングを起こさせる還元期とを順次経て溶鋼を溶製する
電気炉の操業方法において、 前記還元期の開始から終了の数分前までは、フォーミン
グするスラグの高さを、最小限でアークが覆われるよう
に、前記炭材吹き込み量及び／又は電気炉の傾動角を変
更して調整することを特徴とする電気炉の操業方法。 - 【請求項２】 前記フォーミングするスラグの高さを、
電気炉から排出されるスラグの量を常時測定し、その測
定値を目標値と比較して判断することを特徴とする請求
項１記載の電気炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100390A JP2003293024A (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 電気炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100390A JP2003293024A (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 電気炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003293024A true JP2003293024A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29241356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002100390A Withdrawn JP2003293024A (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 電気炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003293024A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016013494A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | 株式会社日立製作所 | 溶融積層造形に用いる合金粉末及び合金粉末の製造方法 |
| WO2016013493A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | 株式会社日立製作所 | 鋳込み合金の製造方法 |
| JP2016029195A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社日立製作所 | 合金粉末の製造方法 |
| JP2016028821A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社日立製作所 | 鋳込み合金の製造方法 |
| KR101611716B1 (ko) | 2014-08-26 | 2016-04-14 | 한국에너지기술연구원 | 전기 아크로용 교번식 스크랩 예열장치, 예열방법, 그 스크랩 예열장치가 구비된 전기 아크로 |
-
2002
- 2002-04-02 JP JP2002100390A patent/JP2003293024A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016013494A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | 株式会社日立製作所 | 溶融積層造形に用いる合金粉末及び合金粉末の製造方法 |
| WO2016013493A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | 株式会社日立製作所 | 鋳込み合金の製造方法 |
| JP2016029195A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社日立製作所 | 合金粉末の製造方法 |
| JP2016028821A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社日立製作所 | 鋳込み合金の製造方法 |
| KR101611716B1 (ko) | 2014-08-26 | 2016-04-14 | 한국에너지기술연구원 | 전기 아크로용 교번식 스크랩 예열장치, 예열방법, 그 스크랩 예열장치가 구비된 전기 아크로 |
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