WO2007099941A1

WO2007099941A1 - 溶解炉およびそれを用いた溶融金属製造方法

Info

Publication number: WO2007099941A1
Application number: PCT/JP2007/053619
Authority: WO
Inventors: Masataka Tateishi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2007-09-07
Anticipated expiration: 2008-09-01
Also published as: JP2007232273A; JP4110174B2

Abstract

　バッチ式排滓口を定期的に開閉し、その際における溶解炉本体の本体部内の圧力の変化量または前記本体部から排出される排ガスの温度の変化量の少なくとも一方を検知し、その検知した変化量が予め定めた設定値を下回ったときは、バッチ式排滓口を所定時間開放して本体部内からスラグを排出して本体部内のスラグレベルを低下させる一方、検知した変化量が前記設定値以上のときは、バッチ式排滓口を所定時間閉止して本体部内のスラグレベルを維持ないし上昇させることにより、本体部内のスラグレベルを制御する。

Description

明細書

溶解炉およびそれを用いた溶融金属製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、固体還元鉄などの固体還元金属を溶解して溶鉄などの溶融金属を連続的に製造する溶解炉およびそれを用いた溶融金属製造方法に関し、詳しくは、溶解炉内のスラグレベルの把握および制御技術に関する。

背景技術

[0002] 本出願人は、回転炉床炉と溶解炉を連結した溶鉄製造プロセスにおいて、酸ィ匕鉄と炭素質還元剤を含む成形体を回転炉床炉で加熱還元して金属化率 60%以上の固体還元鉄とした後、この固体還元鉄を溶解炉へ送り、燃料として供給される炭材を酸素で燃焼させて該溶解炉内における二次燃焼率を 40%以下に制御しつつ、前記固体還元鉄を溶解させて鉄溶湯を得る溶鉄の製造方法を開発した (特許文献 1参照

) o

[0003] し力しながら、本出願人は、溶解炉内で固体還元鉄を溶解することにより生成した溶鉄とスラグを溶解炉力も取り出す手段については、溶解炉の側壁にタップホールを設けることのみを開示するにとどまっており、具体的な取り出し手段を開示していなかつた o

[0004] もちろん、従来の高炉と同様、一定時間ごとに、タップホールを開口して溶鉄とスラグを取り出した後にタップホールをマッドで閉塞することを繰り返す手段により、溶解炉カも溶鉄とスラグを取り出すことが可能である。

[0005] 一方、特許文献 2では、溶解炉本体に鉄原料、炭材および造滓剤を原燃料として装入し、酸素を吹き込んで、鉄原料を溶融還元し溶鉄を直接製造する溶融還元炉において、溶解炉本体の下部の外側の左右に、溶解炉本体とそれぞれサイフォン口で連通する溶銑溜まりおよびスラグ溜まりが設けられ、溶銑溜まりの先に出銑口が、スラグ溜まりの先に出滓口が設けられたものが開示されている。そして、特許文献 2には、溶解炉本体内の溶銑およびスラグは、それぞれサイフォン口を経て溶銑溜まりおよびスラグ溜まりから出銑口および出滓口を通って炉外に排出されることが記載されてヽる。

[0006] 上記特許文献 2に記載の溶融還元炉によれば、溶鉄およびスラグを連続的に炉外に取り出すことが可能になる。

[0007] し力しながら、上記高炉と同様の間欠的な取出し方法あるいは上記特許文献 2に記載の連続的な取出し方法の、ずれの取出し方法を採用するとしても、原燃料の成分のノラツキや原燃料の投入量の変動等に加え、炉内においては非定常的な反応が起こること力ゝら、溶鉄およびスラグの発生量や状況が変動し溶湯レベルゃスラダレべルが変動する。

[0008] ところが、溶解炉内は高温でかつ溶融ダストが多量に発生するため常時監視することは実際上不可能であり、スラグレベルを把握することはもちろん、ましてゃスラグレベルを確実に一定レベルに維持するように制御することは非常に困難な状態にあつた。

[0009] このため、スラグレベルが異常に上昇した場合でも、その検知および制御が非常に困難なため、炉蓋シール部などから高温のスラグが炉外に噴出したり、炉蓋シール部の水冷構造ゃ炉頂に接続する水冷ダクトなどに高温のスラグが接触して冷却水が漏れ、水蒸気爆発を引き起こしたりする危険性が存在していた。

特許文献 1：特開 2004 - 176170号公報

特許文献 2 :特開平 11 310814号公報

発明の開示

[0010] そこで、本発明の目的は、固体還元鉄などの固体還元金属を溶解して溶鉄などの溶融金属を製造する溶解炉にぉ、て、炉内のスラグレベルを容易かつ確実に把握しうるとともに制御しうる溶解炉およびそれを用いた溶融金属の製造方法を提供することである。

[0011] 前記目的を達成するため、本発明に係る溶解炉では、溶解炉本体の本体部におけるスラグを排出するための排出口より高い位置にバッチ式排滓口が設けられ、このバツチ式排滓ロを開閉した際における本体部内の圧力の変化量または本体部力排出される排ガスの温度の変化量の少なくとも一方が検知されるようになっている。

[0012] この構成によれば、ノツチ式排滓ロを開閉した際に検知した本体部内の圧力の変化量または排ガスの温度の変化量に基づいて炉内のスラグレベルを容易かつ確実に把握することができるとともに制御することができる。この結果、溶解炉力ものスラグの噴出や水蒸気爆発などの重大事故を確実に防止しつつ、固体還元金属を溶解して溶融金属を製造することが実現できる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、本発明の実施形態に係る溶解炉を示す正断面図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施形態に係る溶解炉を示す平面図である。

[図 3] (a)は連続式排滓口、（b)は連続式溶鉄排出口をそれぞれ示す断面図である。

[図 4]図 4は、本体部内の圧力の変化量を検知してスラグレベルを制御する方法を説明するフロー図である。

[図 5]図 5は、本発明の実施形態の変形例である、 IDファンのダンバ開度変化量検知によるスラグレベル制御方法を説明するフロー図である。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、本発明の実施形態を示す図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。なお、固体還元金属として固体還元鉄を用い、溶融金属として溶鉄を製造する場合を代表例に選び、溶解炉力の溶鉄とスラグの取出しは連続的に行う場合について説明を行う。まず、溶解炉の構成について説明する。

[0015] 〔溶解炉の構成〕

図 1は本発明の実施形態に係る溶解炉を示す正断面図、図 2は同平面図、図 3 (a) は連続式排滓口を示す断面図、図 3 (b)は連続式溶鉄排出口を示す断面図である。

[0016] 図 1に示すように、前記溶解炉は、内部で固体還元鉄を溶解させて溶鉄 Mおよびスラグ Sを含む溶湯を得るための本体部 laと、この本体部 laの下部の外側に設けられた溶湯溜まり部 lbとを有する溶解炉本体 1を備えている。

[0017] 前記本体部（以下、単に「炉」ともいい、例えば「炉内」は「溶解炉本体の本体部内」を意味する。 ) laの天井部には、固体還元鉄 R、炭材、造滓剤等からなる原燃料を本体部 la内に投入するための原料投入口 2と、固体還元鉄 Rを溶解する熱源としてスラグ中の炭材および Zまたは溶鉄中の炭素を燃焼するとともに炉内発生ガスを二次燃焼させるための酸素吹き込みランス 3と、二次燃焼後の排ガスを本体部 laから排出する排ガスダクト 4が設けられて、る。

[0018] 前記溶湯溜まり部 lbは、本体部 laの内部とサイフォン 5で連通する内部空間を有しており、この溶湯溜まり部 lbには、スラグ Sを連続的に排出するための連続式排滓口（本発明の排出口に相当） 7と、溶鉄 Mを連続的に排出するための連続式溶鉄排出口（連続式溶融金属排出口） 8が設けられて、る。連続式排滓口 7および連続式溶鉄排出口 8は図 2において上下方向に延びる溝状をなしており、この連続式排滓口 7 および連続式溶鉄排出口 8によって溶湯溜まり部 lbの内部空間が上方および水平方向に開放されている。なお、回収された溶鉄 M中にスラグ Sができるだけ混入しないように、連続式排滓ロ 7を連続式溶鉄排出口 8より上流側（すなわち、本体部 laに近ヽ側）に設けるとともに（図 2参照）、その高さ位置 (すなわち、連続式排滓口 7の最下点の位置) HAを連続式溶鉄排出口 8の高さ位置 (すなわち、連続式溶鉄排出口 8 の最下点の位置) HBより高くしておくとよい（図 3参照)。

[0019] さらに、本体部 laの側壁には上記連続式排滓ロ 7とは別に開閉可能に構成されたノツチ式排滓ロ 9が設けられている。ノツチ式排滓ロ 9の高さ位置 (すなわち、ノツチ式排滓ロ 9における本体部 laの側壁を貫通する部分の最下点の位置) HCが連続式排滓口 7の高さ位置 HAよりも高くなつて、る。バッチ式排滓口 9の開閉機構としては、例えばスライドゲート方式を採用すればょ、。

[0020] さらに、溶解炉本体 1には、ノツチ式排滓ロ 9を開閉した際における本体部 la内の圧力（以下、単に「炉内圧」ともいう。）の変化量を検知するための圧力計 11が設けられ、排ガスダクト 4にはバッチ式排滓口 9を開閉した際における排ガスの温度の変化量を検知するための温度計 12が設けられている。なお、上記圧力の変化量を検知するための圧力計 11は、溶解炉本体 1の他、溶解炉本体 1からの排ガスを処理する排ガス処理設備 (排ガスダクトを含む）内に設けてもよヽ。

[0021] サイフォン 5は、図 1に示すように、例えば溶解炉本体 1の底部と、溶解炉本体 1の天井部から垂下された仕切り壁 10との間の隙間で構成するとよい。また、サイフォン 5 は溶湯溜まり部 lb内に設けてもよい。そして、この仕切り壁 10は昇降可能としておき、溶湯 (スラグ +溶鉄）中への仕切り壁 10の浸漬深さを調整することで、サイフォン 5 の上端高さ位置 HDを調整できるようにしておくのが好ましい。 [0022] 溶解炉本体 1の本体部 la内には、固体還元鉄 R等からなる原料が溶解されてスラグと溶鉄に分離され、溶鉄層 M上にスラグ層 Sが形成されて!ヽる。

[0023] 原料投入口 2から投入された原料は、スラグ層 S中に潜り込み、酸素吹き込みランス 3により吹き込まれた酸素あるいは酸素富化空気による炭材ゃ炉内発生ガス等の燃焼熱で溶解される。溶解された原料は、スラグと溶鉄に分離され、上記スラグ層 Sおよび溶鉄層 M中にそれぞれ移行し、本体部 la内の溶鉄レベル MLおよびスラグレベル SLがともに上昇する。この結果、本体部 la内外に液圧差が生じスラグおよび溶鉄の増加分がサイフォン 5を通過して溶湯溜まり部 lbに移動し、連続式排滓口 7および連続式溶鉄排出口 8からそれぞれ連続的に排出される。

[0024] なお、サイフォン 5の上端高さ位置 HDは、本体部 la内の排ガスが炉外に噴出したり、あるいは外気が本体部 la内に漏れこんだりしないように、本体部 la内のスラダレベル SLより低くしておぐすなわち仕切り壁 10を少なくとも溶湯中に浸漬しておく必要がある。し力しながら、サイフォン 5の上端高さ位置 HDを溶鉄レベル MLより低くすると、すなわち仕切り壁 10を溶鉄層 M中まで浸漬すると、本体部 la内のスラグ Sがサィフォン 5を通過できなくなり、スラグ Sが本体部 la内から排出できなくなるので、サイフォン 5の上端高さ位置はスラグ層 Sの範囲、すなわち仕切り壁 10はスラグ層 S中に浸漬した状態に留めておく必要がある。

[0025] 溶解炉本体 1の本体部 la内でのスラグおよび溶鉄の生成速度と溶湯溜まり部 lbからのこれらの排出速度がバランスして!/、る場合は、上記のようにしてスラグレベル SL が一定に維持され、連続的な溶鉄の製造ができることとなる。

[0026] ところが、特に上記特許文献 1に記載の回転炉床炉 (還元炉）と溶解炉とを連結して溶鉄を製造するプロセスのように、還元炉で得られた固体還元鉄の還元率や炭素含有量など成分がばらついたり、還元炉カの排出速度が変動して溶解炉本体 1の本体部 laへの原燃料の投入量が変動したり、これら成分のバラツキや投入量の変動等に起因して本体部 la内で非定常的な反応が起こったりしゃすい場合は、本体部 1 a内でのスラグおよび溶鉄の生成速度と溶湯溜まり部 lbからのこれらの排出速度のバランスが崩れて、本体部 la内のスラグレベル SLが大きく変動する場合がある。しかしながら、本体部 la内では、酸素吹き込み中には高温かつ溶融ダストが多量に発生するため、スラグレベル SLを常時監視することは実際上不可能である。また、スラグレベル SLを計測するために酸素等の吹き込みを中断して、サブランスを炉内に装入する手段を用いることも考えられるが、設備コストが上昇するうえ、操業中断により生産性が低下する問題があり、事実上採用できない。

[0027] そこで、以下、上記構成力もなる溶解炉を用いて、まず、操業を停止することなぐ本体部 la内のスラグレベル SLを把握する方法について説明する。

[0028] 〔スラグレベルの把握方法〕

ノツチ式排滓ロ 9を定期的に開閉し、その際における本体部 la内の圧力の変化量および Zまたは排ガスの温度の変化量を検知することにより本体部 la内のスラダレベル SLを把握することができる。

[0029] まず、本体部 la内の圧力の変化量の検知によりスラグレベル SLを把握する方法について詳述する。

[0030] すなわち、バッチ式排滓口 9を閉止状態から一定時間 (例えば 5s)開放状態にすると、本体部 la内のスラグレベル SLがノツチ式排滓ロ 9より下方にあるときは、溶解炉が正圧で操業されている場合は炉内からガスが急速に噴き出し、一方溶解炉が負圧で操業されている場合は炉外から大気が急速に侵入して、いずれの場合も本体部 1 a内の圧力が大きく変化する (正圧操業では圧力が低下、負圧操業では圧力は増加 •上昇する)。

[0031] 他方、本体部 la内のスラグレベル SLがバッチ式排滓ロ 9より上方にあるときは、ノツチ式排滓口 9の炉内側前面にスラグが存在するため、溶解炉が正圧で操業されている場合は炉内力もまずスラグが流出し、ガス力 ^、きなり噴き出すことがなぐ一方溶解炉が負圧で操業されている場合は炉内側前面のスラグに邪魔されて大気の侵入量が少なぐ V、ずれの場合も本体部 la内の圧力の低下の度合、は小さ、。

[0032] したがって、バッチ式排滓口 9を一定時間開放状態にすることで、その際における本体部 la内の圧力の変化の度合い（変化量）が大きい場合にはスラグレベル SLがバッチ式排滓口 9より下方に存在し、本体部 1 a内の圧力の変化の度合!/ヽ（変化量）力 S小さ、場合にはスラグレベル SLがバッチ式排滓口 9より上方に存在することがわかる。 [0033] なお、本体部 la内の圧力の変化量は溶解炉本体 1 (または排出ガス処理設備内）に設置した圧力計 11を用いて測定することができる。

[0034] つぎに、排ガスの温度の変化量によりスラグレベル SLを把握する方法について詳述する。

[0035] すなわち、バッチ式排滓口 9を閉止状態から一定時間 (例えば 5s)開放状態にすると、本体部 la内のスラグレベル SLがノツチ式排滓ロ 9より下方にあるときは、溶解炉が正圧で操業されている場合は炉内力ゝら高温ガスが急速に噴き出し、一方溶解炉が負圧で操業されて、る場合は炉外力冷た、大気が急速に侵入して、 V、ずれの場合も排ガスの温度が大きく低下する。

[0036] 他方、本体部 la内のスラグレベル SLがバッチ式排滓ロ 9より上方にあるときは、バツチ式排滓口 9の炉内側前面にスラグが存在するため、溶解炉が正圧で操業されている場合は炉内力もまずスラグが流出し、高温ガス力 ^、きなり噴き出すことがなぐ一方溶解炉が負圧で操業されている場合は炉内側前面のスラグに邪魔されて冷たい大気の侵入量が少なく、、ずれの場合も排ガスの温度の低下の度合、は小さ、。

[0037] したがって、バッチ式排滓口 9を一定時間開放状態にすることで、その際における排ガスの温度の変化の度合ヽ（変化量）が大き、場合にはスラグレベル SLがバッチ式排滓口 9より下方に存在し、排ガスの温度の変化の度合!/ヽ (変化量)が小さ！、場合にはスラグレベル SLがバッチ式排滓口 9より上方に存在することがわかる。

[0038] なお、排ガスの温度の変化量は排ガスダクト 4に設置した温度計 12を用いて測定することができる。

[0039] そして、このようなバッチ式排滓口 9の開閉操作を定期的（例えば 5min間隔）に行い、本体部 la内の圧力および Zまたは排ガスの温度の変化の度合い（変化量)を検知することにより、スラグレベル SLがバッチ式排滓ロ 9の高さ位置を超えた力否かを常に把握しておくことが可能となり、スラグレベル SLの異常上昇を迅速かつ的確に検知でき、重大事故を未然に防止できる。

[0040] 〔バッチ式排滓口開閉時における本体部内の圧力の変化量の検知によるスラダレベルの制御方法〕

上記のようにしてスラグレベル SLを把握することで、重大事故を未然に回避できるものであるが、スラグレベル SLを把握するだけに留まらず、より積極的にスラグレベルを一定レベルに維持するように制御する方法につ!、て詳述する。

[0041] 以下、溶解炉が負圧で操業されている場合について本体部 la内の圧力の変化量の検知を用いる方法を代表例に挙げ、図 4にしたがって説明する。

[0042] 図 4に示すように、スラグレベル SLの制御を開始するため、炉内圧自動制御を解除

(OFF)するとともに、排ガスを吸引する IDファンのダンバ開度を固定する（S1参照）。これにより、ノツチ式排滓ロ 9の開閉による本体部 la内の圧力の変化量を感度良く検知できることとなる。

[0043] そして、バッチ式排滓ロ 9を所定時間（例えば 5s)開放する（S2参照)。この際における本体部 la内の圧力の変化量 Δ Pと予め定めた設定値 Δ Psとを比較する（S3参照)。

[0044] そして、 Δ Ρく A Psの場合 (すなわち、バッチ式排滓ロ 9の開放前後で本体部 la 内の圧力がほぼ同じ場合）は、スラグレベル SLがバッチ式排滓ロ 9より高くなつていると判定される（S4参照)ので、バッチ式排滓口 9を引き続き所定時間 (例えば 5s)開放したままにし、このバッチ式排滓ロ 9から一定量スラグを排出し、スラグレベルを低下させる（S2参照)。そして、再度 Δ Ρと A Psとを比較し、 Δ Ρ≥ A Psとなるまで (すなわち、スラグレベル SLがバッチ式排滓ロ 9より低くなるまで）このループ（S2→S3→S 4→S2)を繰り返す。

[0045] 一方、 Δ Ρ≥Δ Ρ3の場合 (すなわち、バッチ式排滓ロ 9の開放により本体部 la内の圧力が大きく変化する場合）は、スラグレベル SLがバッチ式排滓ロ 9より低くなつていると判定される（S5参照)ので、バッチ式排滓ロ 9を閉止し (S6参照）、炉内圧自動制御に復帰 (ON)させるとともに、 IDファンのダンバ開度を自動制御に戻す (S7参照）。これにより溶解炉は通常操業に戻り、スラグレベル SLが維持ないし上昇する。そして、所定時間（例えば 5min)経過後（S8参照）、再度 S1に戻って同様の制御フローが繰り返され、スラグレベル SLがバッチ式排滓口 9より低、位置に維持されることとなる。

[0046] なお、設定値 A Psは、例えば以下のようにして定めればよい。すなわち、過去の操業にお、て、バッチ式排滓口 9を開放したときの Δ Pと、バッチ式排滓口 9からのスラグの流出の有無と^^計し、バッチ式排滓口 9からのスラグの流出が発生しなヽ Δ P の上限値を Δ Psとすればよ!、。

[0047] 〔昇降式の仕切り壁を用いたスラグレベルの維持方法〕

通常は、上述したような方法にてスラグレベル SLを維持できる力スラグレベル SL が過度に上昇ないし下降した場合には、より迅速にスラグレベルを適正な位置に戻す必要がある。

[0048] このような場合には、昇降可能に構成された仕切り壁 10を利用するのがよい。

[0049] すなわち、スラグレベル SLが過度に上昇したときは、仕切り壁 10を上昇させて、スラグ層 S中への浸漬深さを浅くし、サイフォン 5の開口面積を大きくすることにより、本体部 la内からのスラグの排出速度を大きくすることができる。

[0050] 他方、スラグレベル SLが過度に下降したときは、仕切り壁 10を下降させて、スラグ層 S中への浸漬深さを深くし、サイフォン 5の開口面積を小さくすることにより、本体部 la内からのスラグの排出速度を小さくすることができる。あるいは仕切り壁 10を溶鉄層 M中まで浸漬して、本体部 la内のスラグをサイフォン 5から流出させないようにすることちでさる。

[0051] 上記仕切り壁 10の昇降操作のみでは、開口面積を操作することはできるがスラダレベルは制御できな、。仕切り壁 10は長期間スラグ中に浸漬して、ると侵食されてその浸漬深さが変化してしまい精度に劣るため、通常は上述したようにバッチ式排滓ロ 9の開閉操作を行!、、継続してスラグレベルが高、もしくは低、場合のみ上記仕切り壁 10の昇降操作を行うようにするのが望ま、。

[0052] 〔変形例〕

上記実施形態では、溶解炉本体 1の本体部 laからの溶鉄とスラグの取出しを、サイフォン 5と連続式排滓口 7と連続式溶鉄排出口 8との組合せにて連続的に行う場合の適用例を示したが、本発明は、溶解炉本体の本体部力ゝらの溶鉄とスラグの取出しを、高炉と同様のタップホールにて間欠的に行う場合にも当然に適用できる。すなわち、上記実施形態では、本体部 laからスラグを排出するための排出口を連続式排滓口 7 で構成しているが、前記排出口をタップホールで構成してもよい。この場合には、バッチ式排滓口をタップホールより高、位置に設ければょ、。 [0053] また、上記実施形態では、本体部 la内の圧力の変化量を検知するための圧力計 1 1と排ガスの温度の変化量を検知するための温度計 12の両方を設置する例を示した力本体部 la内の圧力の変化量あるいは排ガスの温度の変化量の一方のみを用いてスラグレベルの維持を図る場合は、必ずしも両方設置する必要はなぐ一方のみ設置すればよい。

[0054] 例えば、温度計 12のみを設置する場合には、図 4に示すフローチャートにおいて、 S3のステップで排ガスの温度の変化量 Δ Tと予め定めた設定値 Δ Tsとを比較する。そして、 ΔΤ≥ ATsであることを条件に、すなわち、ノツチ式排滓ロ 9の開放により排ガス温度が大きく変化する場合に、バッチ式排滓口 9を閉止して (S6参照)スラダレベル SLを維持な、し上昇させるようにすればょ、。

[0055] また、上記実施形態では、仕切り壁 10は昇降可能としたが、〔昇降式の仕切り壁を用いたスラグレベルの維持方法〕の欄で説明したような昇降式の仕切り壁 10でスラグレベルの維持を図る必要のな、場合は、固定式としてもよ、。

[0056] また、上記実施形態では、サイフォン 5および溶湯溜まり部 lbは 1つずつ設置し、この 1つの溶湯溜まり部に連続式排滓口と連続式溶鉄排出口の両方を設けた例を示したが、サイフォンを 2つ設け、一方にはスラグ溜まり部、他方には溶鉄溜まり部を連通し、前者に連続式排滓ロを、後者に連続式溶鉄排出口を設けるようにしてもよい。

[0057] また、上記実施形態では、原料を溶解するための熱源供給手段として、酸素吹き込みランス 3を例示したが、電極を用いてもよい。

[0058] また、上記実施形態では、固体還元金属として固体還元鉄を、溶融金属として溶鉄を例示したが、固体還元金属および溶融金属に含まれる金属元素としては、 Feの他、 Mn、 Ni、 Cr、 Mo、 Ti等の非鉄金属を含有するものでもよい。

[0059] また、上記実施形態では、炉内圧自動制御を解除し IDファンのダンバ開度を固定して本体部 1 _a内の圧力の変化量を検知する方法を例示したが、図 5に示すように、炉内圧自動制御および IDファンのダンバ開度の自動制御を解除することなぐ本体部 la内の圧力の変化量に代えてダンバ開度の変化量を検知するようにしてもよい。

[0060] あるいは、本体部 la内の圧力の変化量を検知する方法にカ卩えて、排ガスの温度の変化量を検知するようにしてもよい。このようにすれば、より正確にスラグレベルを把握することができる。

[0061] 〔まとめ〕

上述したように、本発明に係る溶融炉は、固体還元金属を溶解して溶融金属を製造する溶解炉であって、内部で前記固体還元金属を溶解させて溶融金属およびスラグを含む溶湯を得るための本体部、この本体部力前記スラグを排出するための排出口、および、前記本体部の側壁における前記排出口より高い位置に設けられ、開閉可能に構成されたバッチ式排滓口を有する溶解炉本体と、前記バッチ式排滓口を開閉した際における前記本体部内の圧力の変化量を検知するための圧力計、およびバッチ式排滓口を開閉した際における前記本体部力も排出される排ガスの温度の変化量を検知するための温度計のうちの少なくとも一方とを備えることを特徴とするものである。

[0062] また、前記溶解炉にぉ、て、前記排出口は、前記本体部からサイフォンを介して前記スラグを連続的に排出するための連続式排滓口で構成されており、前記溶解炉本体は、前記本体部力サイフォンを介して前記溶融金属を連続的に排出するための連続式溶融金属排出口をさらに有するものである構成とすることができる。

[0063] または、前記溶解炉にぉ、て、前記排出口は、前記本体部から前記スラグおよび前記溶融金属を間欠的に排出するためのタップホールで構成されている構成とすることちでさる。

[0064] さらには、前記サイフォンは、前記本体部の底部と、前記本体部の天井部から昇降可能に垂下された仕切り壁との間の隙間で構成されている構成とすることもできる。

[0065] 一方、本発明に係る第 1の溶融金属製造方法は、前記溶解炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、前記バッチ式排滓ロを定期的に開閉し、その際における前記本体部内の圧力の変化量または前記排ガスの温度の変化量を検知して、その検知した変化量に基づいて前記本体部内のスラグレベルを把握し制御することを特徴とするちのである。

[0066] また、本発明に係る第 2の溶融金属製造方法は、前記溶解炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、前記バッチ式排滓ロを定期的に開閉し、その際における前記本体部内の圧力の変化量または前記排ガスの温度の変化量を検知し、その検知した変化量が予め定めた設定値を下回ったときは、前記バッチ式排滓口を所定時間開放して前記本体部からスラグを排出して当該本体部内のスラグレベルを低下させる一方、検知した変化量が前記設定値以上のときは、前記バッチ式排滓ロを所定時間閉止して前記本体部内のスラグレベルを維持な、し上昇させることにより、前記本体部内のスラグレベルを制御することを特徴とするものである。

また、本発明に係る第 3の溶融金属製造方法は、前述したようにサイフォンを構成した溶解炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、前記バッチ式排滓口を定期的に開閉し、その際における前記本体部内の圧力の変化量または前記排ガスの温度の変化量を検知し、その検知した変化量が予め定めた設定値を下回ったときは、前記バッチ式排滓口を所定時間開放して前記本体部力スラグを排出して当該本体部内のスラグレベルを低下させる一方、検知した変化量が前記設定値以上のときは、前記バッチ式排滓口を所定時間閉止して前記本体部内のスラグレベルを維持な、し上昇させることにより、前記本体部内のスラグレベルを制御し、前記本体部内のスラグレベルが過度に上昇または下降したときには、前記本体部内の溶湯中への前記仕切り壁の浸漬深さを調節することにより、前記本体部内のスラグレベルを制御することを特徴とするものである。

Claims

請求の範囲

[1] 固体還元金属を溶解して溶融金属を製造する溶解炉であって、

内部で前記固体還元金属を溶解させて溶融金属およびスラグを含む溶湯を得るための本体部、この本体部力前記スラグを排出するための排出口、および、前記本体部の側壁における前記排出口より高い位置に設けられ、開閉可能に構成されたバツチ式排滓口を有する溶解炉本体と、

前記バッチ式排滓口を開閉した際における前記本体部内の圧力の変化量を検知するための圧力計、およびバッチ式排滓ロを開閉した際における前記本体部力排出される排ガスの温度の変化量を検知するための温度計のうちの少なくとも一方とを備えることを特徴とする溶解炉。

[2] 請求項 1に記載の溶解炉にお、て、

前記排出口は、前記本体部からサイフォンを介して前記スラグを連続的に排出するための連続式排滓口で構成されており、前記溶解炉本体は、前記本体部からサイフオンを介して前記溶融金属を連続的に排出するための連続式溶融金属排出口をさらに有するものであることを特徴とする。

[3] 請求項 1に記載の溶解炉にお、て、

前記排出口は、前記本体部から前記スラグおよび前記溶融金属を間欠的に排出するためのタップホールで構成されていることを特徴とする。

[4] 請求項 2に記載の溶解炉において、

前記サイフォンは、前記本体部の底部と、前記本体部の天井部から昇降可能に垂下された仕切り壁との間の隙間で構成されていることを特徴とする。

[5] 請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の溶解炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、

前記バッチ式排滓ロを定期的に開閉し、その際における前記本体部内の圧力の変化量または前記排ガスの温度の変化量を検知して、その検知した変化量に基づいて前記本体部内のスラグレベルを把握し制御することを特徴とする溶融金属製造方法。

[6] 請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の溶解炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、

前記バッチ式排滓ロを定期的に開閉し、その際における前記本体部内の圧力の変化量または前記排ガスの温度の変化量を検知し、その検知した変化量が予め定めた設定値を下回ったときは、前記バッチ式排滓口を所定時間開放して前記本体部からスラグを排出して当該本体部内のスラグレベルを低下させる一方、検知した変化量が前記設定値以上のときは、前記バッチ式排滓ロを所定時間閉止して前記本体部内のスラグレベルを維持な、し上昇させることにより、前記本体部内のスラダレべルを制御することを特徴とする溶融金属製造方法。

請求項 4に記載の溶解炉を用いて溶融金属を製造する方法であって、

前記バッチ式排滓ロを定期的に開閉し、その際における前記本体部内の圧力の変化量または前記排ガスの温度の変化量を検知し、その検知した変化量が予め定めた設定値を下回ったときは、前記バッチ式排滓口を所定時間開放して前記本体部からスラグを排出して当該本体部内のスラグレベルを低下させる一方、検知した変化量が前記設定値以上のときは、前記バッチ式排滓ロを所定時間閉止して前記本体部内のスラグレベルを維持な、し上昇させることにより、前記本体部内のスラダレべルを制御し、

前記本体部内のスラグレベルが過度に上昇または下降したときには、前記本体部内の溶湯中への前記仕切り壁の浸漬深さを調節することにより、前記本体部内のスラグレベルを制御することを特徴とする溶融金属製造方法。