溶鉄の精錬方法
【課題】炭材量を削減でき、さらに高着熱効率による、溶銑配合率を低下することができる溶銑の脱燐および/または脱炭を行う溶鉄の精錬方法を提供する。
【解決手段】酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランス７と、上吹きランス７とは別に設けられ粉粒状の副原料を鉄浴型精錬炉内に装入する粉体装入ランス５とを設置し、粉体装入ランス５の先端に、粉粒状の副原料２３を噴射する粉粒体噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、燃焼用の酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズルとを有するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎２１の中を通過するように前記粉粒状の副原料２３を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行う。
【解決手段】酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランス７と、上吹きランス７とは別に設けられ粉粒状の副原料を鉄浴型精錬炉内に装入する粉体装入ランス５とを設置し、粉体装入ランス５の先端に、粉粒状の副原料２３を噴射する粉粒体噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、燃焼用の酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズルとを有するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎２１の中を通過するように前記粉粒状の副原料２３を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑に鉄スクラップなどの冷鉄源を配合して溶鉄の脱燐、脱炭処理を行う溶鉄の精錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、CO2の排出量が問題となっているため、高炉プロセス以外のプロセスにより溶鋼を増産する要求が高まっており、転炉などにおいて鉄スクラップの投入量を増やし、溶銑配合率を低下させる溶鋼製造プロセスが取られている。
スクラップを大量に溶解させるためには、熱的余裕が必要となってくるため、脱燐処理中の溶銑に対して昇熱用の炭素源などの熱源を添加し、熱源不足を補う方法が行われてきている（例えば、特許文献１）。
また、熱的余裕を確保する他の方法として、転炉内で発生する一酸化炭素（CO）と吹き込んだ酸素とを浴面上で燃焼させる、いわゆる二次燃焼をさせて、その燃焼熱を溶鉄に着熱させる方法も行われている（特許文献２）。
【０００３】
また、冶金反応の効率向上を目的として、スラグの滓化を促進させるため、上吹きランスにバーナノズルを付与し、バーナノズルの中心孔から脱燐剤を加熱添加させる方法も行われている（例えば、特許文献３、４、５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平9-20913号公報
【特許文献２】特開昭60-67610号公報
【特許文献３】特開平11-80825号公報
【特許文献４】特開2005-336586号公報
【特許文献５】特開 2007-92158号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたような、昇熱用の炭素源として炭材等を投入するという方法では、熱源を確保することは可能になるが、溶鋼の製造コストが上昇すること、炭材に含まれる硫黄の混入を招き、吹き止め鋼中のS濃度が高くなること、また、二酸化炭素（CO2）発生量が増大してしまう等の種々の問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に開示されたような、転炉内で発生するCOと吹き込んだ酸素とを浴面上で燃焼させる方法では、炉体耐火物を損耗させるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献３、４、５の上吹きランスは複数個の精錬用の主孔酸素ガスノズル、バーナノズルおよび精錬剤の吐出ノズルという３つのノズルが同一ランスノズルに設けられているため、構造が複雑であり、各ノズル配置の設計上の制約が多くなる。特に精錬用の酸素噴流とバーナ火炎が干渉する場合では、精錬用の酸素噴流によりバーナ火炎の温度が低下してしまうため、バーナの効果が小さくなると考えられる。
精錬用の酸素噴流とバーナ火炎の干渉を小さくするためには、ランス径を大きくするか、各ノズル径やノズルの大きさを小さくすることで、設計上の制約を緩和させる方法がある。
しかしながら、ランス径を大きくする場合、ランス本体の改造だけで無く、場合によっては転炉フードなどの付帯設備の改造を伴うために大きな投資が必要となる。また、各ノズル径やノズルの大きさを小さくする場合では、例えば精錬用の酸素孔を小さくした場合、精錬用の酸素の吐出流速が増加してしまい、脱燐効率などの冶金特性の悪化が懸念される。また、バーナノズルや精錬剤吐出孔径を小さくすると粉体の吹き込み量およびプロパンの流量が低く、溶銑配合率の低減に十分な効果が期待できない。
このように、特許文献３、４、５に開示されたものでは、設計上の制約の緩和が難しく、結局バーナの効果が小さくならざるを得ない。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するものであり、炭材量を削減でき、さらに高着熱効率による、溶銑配合率を低下することができる溶銑の脱燐および/または脱炭を行う溶鉄の精錬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る溶鉄の精錬方法は、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
（２）また、上記（１）に記載の溶鉄の精錬方法によって製造された脱燐溶鉄が入った鉄浴型精錬炉に、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、
該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱炭を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料を噴射する粉粒体噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、燃焼用の酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズルとを有することを特徴とするものである。
【００１２】
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記粉粒体噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられ、前記酸素ガス噴射ノズルは前記燃料噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、上記（１）又は（２）記載のものにおいて、前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料と燃焼用の酸素ガスを噴射する粉粒体・酸素ガス噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを有することを特徴とするものである。
【００１４】
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
（７）また、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のものにおいて、前記燃料としてプロパンガスやＬＮＧ、Ｃガス等の気体燃料、重油等の液体燃料およびプラスチック等の固体燃料のうちの１種または２種以上を使用することを特徴とするものである。
【００１６】
（８）また、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のものにおいて、粉粒状の副原料が酸化鉄、媒溶材、炭素含有物質の内いずれか１種類、または２種類以上の粉粒体であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る精錬方法によれば、炉内に供給される粉粒状の副原料に燃料の燃焼熱を効率良く伝達することができ、これによって溶鉄への着熱効率を向上させることができるので、鉄浴型精錬炉で脱燐および/または脱炭を行う際にスクラップを大量に使用でき、溶銑配合率を大幅に低減することが可能になる。また、溶鉄への着熱効率が向上するため、炭材が削減でき、CO2の排出量の低減という効果もある。さらに、炉内で発生するダストを低減させるとともに、ダスト中のFeの燃焼熱を供給できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る粉体吹込みランスの粉体加熱効果の実験結果を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施の形態に係る転炉型精錬設備を模式的に示した説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るバーナノズルの説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るバーナノズルの他の態様の説明図である。
【図５】比較例の転炉型精錬設備を模式的に示した説明図である。
【図６】比較例のランスの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施の形態に係る溶鉄の精錬方法は、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行うことを特徴とするものである。
本実施の形態に係る溶鉄の精錬方法によれば、バーナノズルにおける燃料の発熱量を効率よく粉粒状の副原料に伝達すると同時に、上吹きランスより酸素ガスを噴出させることにより、溶鉄への着熱効率を向上することができ、脱燐および脱炭をおこなう転炉における溶銑配合率を低減して、スクラップ使用量を増加することができる。
【００２０】
以下に、本発明に至るまでの検討及び研究結果について説明する。
本発明者らは、金属酸化物や酸化物系の粉体が溶鉄と接触する前に、あらかじめ、加熱して添加することが溶鉄に対して着熱を効果的に行うことができ、溶銑配合率を低減させることに効果的ではないかと考えて検討を進めた。このような考えから、前記粉体を加熱して添加する方法について検討した。
【００２１】
粉体の加熱状況を調査するため、内径1m、高さ3ｍの縦型管状炉を用いて、バーナノズル部分を付与し、中心から粉体を供給できる上吹きランスを炉上部に設置し、放射温度計を用いて粉体吹き込み中の粉体の温度測定を試みた。
上吹きランスとして、本発明例１、２は図３及び図４（図３：発明例１、図４：発明例２）に示すバーナ機能を有する専用の粉粒体装入ランスの1/10モデルを用いて、図２に示すように粉粒体装入ランスと精錬酸素を供給する上吹きランス７の２本ランスでの吹込みを行った。
なお、本発明例１、２の設備の詳細は後述するが、発明例１、２の違いは、発明例１では燃焼用の酸素ガスを粉粒体とは別のノズルから噴射しているが、発明例２では燃焼用の酸素ガスを粉粒体のキャリアガスと兼用して粉粒体と同じノズルから噴射している点である。
他方、比較例では、従来技術（特許文献４および特許文献５）に開示されたような粉体吹込みのバーナ機能と精錬用酸素供給を共用している上吹きランス（図６参照）を用いて、図５に示すような設備で吹込みを行った。なお、比較例の上吹きランス及び設備の構造は後述の実施例で詳細に説明する。
【００２２】
実験条件を表１に、その結果を第１図に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
図１に示す結果から、発明例１，２の粉粒体装入ランスでは、粉体温度が上昇し、粉体への着熱が大幅に向上するとの知見が得られた。
発明例１、２のいずれの場合であっても、従来例よりも粉体温度が上昇していることから、発明例１，２の粉粒体装入ランスは粉体吹込みに特化した専用ランスであるため、バーナノズルの火炎温度が低下せず、その結果粉体温度が高位になっていると考えられる。
他方、従来例の上吹きランスは精錬酸素ノズルとバーナノズルとが同一のランスにあるため、バーナの火炎温度が低下し、本発明例と比較して粒子温度が低くなっているものと考えられる。
したがって、バーナの周囲に精錬酸素を供給するノズルのあるタイプよりも本発明の粉体吹込みに特化した専用ノズルの方が粉体を加熱するためには効果的であることが分かる。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る溶鉄の精錬方法について説明する。
まず、溶鉄の精錬方法に用いる転炉型精錬設備１の一例を図面に基づいて説明する。
転炉型精錬設備１は、図２に示すように、炉体３と、炉体３内に粉体を供給する粉体装入ランス５と、炉内に精錬用の酸化性ガスを供給する上吹きランス７とを備えている。
炉体３の下部には、アルゴンガスを供給する底吹き羽口９が設けられている。炉体３内部には、図に示されるように、溶鉄１１が入っており、溶鉄１１上部にはスラグ１３が存在する。
粉体装入ランス５には、粉体供給管１５、燃料配管１７、燃焼用酸素ガス供給管１９、冷却水給水管２０ａ及び冷却水排水管２０ｂが接続されている。図においては、粉体装入ランス５から燃料の燃焼によって形成された火炎２１と、火炎２１の中を通過している粉体２３が示されている。
また、上吹きランス７には酸素ガスを送る送酸配管２５が接続されており、図は上吹きランス７から炉内に供給される送酸用の酸化性ガス２７が図示されている。
【００２６】
粉体装入ランス５の先端には図３に示されるバーナノズル６、又は図４に示されるバーナノズル８が設置されている。
まず、バーナノズル６について図３に基づいて説明する。
バーナノズル６は、図３に示すように、中心部から外周部に向かい、粉体２３を噴出する粉粒体噴射ノズル２９、気体燃料を噴射する燃料噴射ノズル３１、燃料を燃焼させるための酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズル３３が同心円状に配置されている。各ノズルの配置が前記のようにされていることから、粉粒体噴射ノズル２９の断面形状は円形、燃料噴射ノズル３１および酸素ガス噴射ノズル３３の断面形状は円環状になっている。図３において、粉体噴射ノズル２９は、ストレート形状のノズルであるがその断面が縮小する部分と拡大する部分の２つの円錐体で構成されるラバールノズルの形状としてもよい。
酸素ガス噴射ノズル３３の外周部には、バーナの溶損等を防止するために、冷却水が循環供給される冷却水循環路３５が設けられている。冷却水循環路３５は冷却水給水管２０ａ、冷却水排水管２０ｂに接続されている。また、冷却水循環路３５はノズル部先端で反転するように構成されており、いずれの側が冷却水給水管２０ａ又は冷却水排水管２０ｂに接続されてもかまわない。
【００２７】
バーナノズル６においては、燃料噴射ノズル３１の外周部に酸素ガス噴射ノズル３３が配置されており、気体燃料ガスと酸素ガスは円周方向で接触し、雰囲気温度が高いこともあって、点火装置がなくても燃焼限界範囲内にガス濃度が達した時点で燃焼して火炎２１が形成される。また、気体燃料ガスと酸素ガスの接触面積が大きいことから、バーナの火炎２１が安定し、かつ火炎２１の長さが長くなる。また、燃料噴射ノズル３１と酸素ガス噴射ノズル３３が、冷却水循環路３５が形成された部位に囲まれるように配置されていることによっても、バーナの火炎２１が安定し、かつ火炎２１の長さが長くなる。これらの効果によって、粉粒体噴射ノズル２９から装入される粉体２３への着熱を確実に行うことができる。
また、粉体装入ランス５においては、粉粒体噴射ノズル２９の内径を大きくすることによって、粉体流速を低速にし、大量の粉体２３を確実に着熱させながら装入することができる。
【００２８】
次に、バーナノズル８について図４に基づいて説明する。なお、図４において図３と同一又は共通する部位には同一の符号が付してある。
バーナノズル８は、中心部から外周部に向かい、粉体２３と共にキャリアガス及び燃焼用ガスとして機能する酸素ガスを噴出する粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８、気体燃料を噴射する燃料噴射ノズル３１が同心円状に配置されている。各ノズルの配置が前記のようにされていることから、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８の断面形状は円形、燃料噴射ノズル３１の断面形状は円環状になっている。燃料噴射ノズル３１の外周部には、バーナの溶損等を防止するために、冷却水が循環供給される冷却水循環路３５が設けられている。図４において、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８は、ストレート形状のノズルであるがその断面が縮小する部分と拡大する部分の２つの円錐体で構成されるラバールノズルの形状としてもよい
【００２９】
バーナノズル８においては、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８から酸素ガスを粉粒体のキャリアガスおよび燃料燃焼用酸素として噴射させ、その周囲に配置された燃料噴射ノズル３１から気体燃料を噴射させることにより、バーナノズル６と同様に、バーナの火炎２１が安定し、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８から装入される粉体２３への効率的に着熱を行うことができる。
この場合、バーナノズル８の場合には、粉粒体のキャリアガスとしてＮ２やＡｒガスを使用せず、酸素ガスを使用するため、脱燐吹錬時には脱燐剤を酸素とともに供給することになり、脱燐効率が向上することができる。また、脱炭吹錬時にはキャリアガスにＡｒガスを使用しないために、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
粉体２３の種類としては、石灰（CaO）、マンガン鉱石、CaCO3、ドロマイト、OGダスト（Fe80%程度含有）、高炉ダスト（Fe25％程度）、焼結粉、転炉スラグのうち一種類以上を使用するのが望ましい。
燃料としては、プロパンガスを想定しているが、ＬＮＧ、Ｃガス（コークス炉ガス）などの液体燃料、プラスチックなどの固体燃料のうち1種類または２種類以上を使用してもかまわない。
【００３１】
上記のように構成された転炉型精錬設備１を用いた溶鉄の精錬方法は、高炉などの溶銑製造設備で製造された溶鉄の脱燐を行う脱燐方法、脱燐後の脱燐溶鉄について脱炭処理を行う脱炭方法を含む。
脱燐方法を概説すると、炉体３内に鉄スクラップを装入した後、溶鉄を装入する。次に、上吹きランス７から吹錬用の酸素ガスを供給し、同時に粉体装入ランス５から生石灰粉、燃焼酸素ガス、プロパンガスを溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込む。
生石灰は、プロパンガスが燃焼する火炎２１の中を通過するようにして炉体３内に装入される。
脱燐が終了すると、脱燐溶銑と鉄スクラップを装入し脱炭吹錬を行う。この場合も脱燐と同様に生石灰は、プロパンガスが燃焼する火炎２１の中を通過するようにして炉体３内に装入される。
【００３２】
本実施の形態においては粉体装入ランス５から粉体２３を火炎２１によって加熱しながら溶鉄に供給して脱燐、脱炭処理を行うようにしたので、粉体２３に火炎２１の熱が確実に着熱し、従来と比較して、大量のスクラップの溶解が可能となる。その結果、脱燐・脱炭の溶製コストの削減可能になり、省資源、省エネルギーが達成されるとともに、転炉操業の安定化が図れ、工業上有益な効果がもたらされる。
【実施例】
【００３３】
本発明の効果を確認するための実験的に溶鉄の精錬を行ったので、以下これについて説明する。
まず、実施した精錬方法について説明する。容量が2.5トンの上底吹き転炉を用いて溶銑と鉄スクラップを装入し脱燐吹錬を行った後、出銑、排滓し、次いで容量が2.5トンの上底吹き転炉に脱燐溶銑と鉄スクラップを装入し脱炭吹錬を行った。脱燐吹錬では、鉄スクラップを装入した後、温度が1350℃の溶鉄を装入する。
次いで、発明例では図２の上吹きランス７から吹錬用の酸素ガスを供給し、同時に粉体供給ランス５から生石灰粉、燃焼酸素ガス、プロパンガスを溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込んだ。
バーナノズルとして、発明例１では図３に示したバーナノズル６を用い、発明例２では図４に示したバーナノズル８を用いた。
また、比較例として、図５に示す設備を用いて、図６に示すような精錬用の酸化性ガスノズル３７とバーナの火炎を介して粉体を供給する機能を併せ持ったランス３６で、粉粒体噴射ノズル２９から生石灰粉、酸素ガス噴射ノズル３３から燃焼酸素ガスを、燃料噴射ノズル３１からプロパンガスをそれぞれ溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込んだ。
なお、図５において図２と同様の機能の部分には同一の符号が付してあり、また図６において図３と同様の機能の部分には同様の符号を付してある。
【００３４】
鉄スクラップの装入量は、脱燐処理終了温度が1400℃となるように調節した。生石灰は、炉内スラグの塩基度（質量%CaO／質量%SiO2）が2.5となるように添加量を調整した。
脱炭炉では、鉄スクラップを装入した後、温度が1350℃の脱燐処理した溶鉄を装入する。次いで、上吹きランス７から吹錬酸素ガスを供給、同時に粉体供給ランスから生石灰粉、燃焼酸素ガス、プロパンガスを溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込んだ。
また、鉄スクラップの装入量は、脱炭処理終了温度が1680℃、同炭素濃度が0.05質量%となるように調節した。生石灰は、炉内スラグの塩基度（質量%CaO／質量%SiO2）が3.5となるように添加量を調整した。
【００３５】
溶鉄および吹錬条件を表２、３に記す。表２において、それぞれの成分は、脱燐処理前、脱炭処理前に調整した値である。また、表３において、酸化性ガス２７には酸素ガス、燃料にプロパン、燃焼用酸化性ガスに酸素ガス、底吹きガスにアルゴンを用いた。
【００３６】
【表２】
【表３】
【００３７】
発明例１、２および比較例の吹錬条件による実験結果を表４に示す。
【００３８】
【表４】
【００３９】
表４から明らかなように、精錬酸素用のランスとバーナの火炎２１を介して粉体２３を供給する粉体装入ランス５という専用のランスを用いて脱燐および脱炭吹錬を実施する本発明例１，２の方が、鉄スクラップ配合比が大幅に増加しており、本発明によれば、溶銑配合率を大幅に低減することが可能となることが実証された。
【００４０】
また、図４に示した、バーナノズル８を用いた場合、粉体のキャリアガスとしてＮ２やＡｒガスを使用せず、酸素ガスを使用するため、脱燐吹錬時には脱燐剤を酸素とともに供給するために脱燐効率が向上し、溶銑中のＰ濃度が低下することが実証された。
【符号の説明】
【００４１】
１ 転炉型精錬設備
３ 炉体
５ 粉体装入ランス
６ バーナノズル
７ 上吹きランス
８ バーナノズル
９ 底吹き羽口
１１ 溶鉄
１３ スラグ
１５ 粉体供給管
１７ 燃料配管
１９ 燃焼溶酸素ガス供給管
２０ａ 冷却水給水管
２０ｂ 冷却水排水管
２１ 火炎
２３ 粉体
２５ 送酸配管
２７ 酸化性ガス
２９ 粉粒体噴射ノズル
３１ 燃料噴射ノズル
３３ 酸素ガス噴射ノズル
３５ 冷却水循環路
３６ 比較例の上吹きランス
３７ 酸化性ガスノズル
３８ 粉粒体・酸素噴射ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑に鉄スクラップなどの冷鉄源を配合して溶鉄の脱燐、脱炭処理を行う溶鉄の精錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、CO2の排出量が問題となっているため、高炉プロセス以外のプロセスにより溶鋼を増産する要求が高まっており、転炉などにおいて鉄スクラップの投入量を増やし、溶銑配合率を低下させる溶鋼製造プロセスが取られている。
スクラップを大量に溶解させるためには、熱的余裕が必要となってくるため、脱燐処理中の溶銑に対して昇熱用の炭素源などの熱源を添加し、熱源不足を補う方法が行われてきている（例えば、特許文献１）。
また、熱的余裕を確保する他の方法として、転炉内で発生する一酸化炭素（CO）と吹き込んだ酸素とを浴面上で燃焼させる、いわゆる二次燃焼をさせて、その燃焼熱を溶鉄に着熱させる方法も行われている（特許文献２）。
【０００３】
また、冶金反応の効率向上を目的として、スラグの滓化を促進させるため、上吹きランスにバーナノズルを付与し、バーナノズルの中心孔から脱燐剤を加熱添加させる方法も行われている（例えば、特許文献３、４、５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平9-20913号公報
【特許文献２】特開昭60-67610号公報
【特許文献３】特開平11-80825号公報
【特許文献４】特開2005-336586号公報
【特許文献５】特開 2007-92158号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたような、昇熱用の炭素源として炭材等を投入するという方法では、熱源を確保することは可能になるが、溶鋼の製造コストが上昇すること、炭材に含まれる硫黄の混入を招き、吹き止め鋼中のS濃度が高くなること、また、二酸化炭素（CO2）発生量が増大してしまう等の種々の問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に開示されたような、転炉内で発生するCOと吹き込んだ酸素とを浴面上で燃焼させる方法では、炉体耐火物を損耗させるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献３、４、５の上吹きランスは複数個の精錬用の主孔酸素ガスノズル、バーナノズルおよび精錬剤の吐出ノズルという３つのノズルが同一ランスノズルに設けられているため、構造が複雑であり、各ノズル配置の設計上の制約が多くなる。特に精錬用の酸素噴流とバーナ火炎が干渉する場合では、精錬用の酸素噴流によりバーナ火炎の温度が低下してしまうため、バーナの効果が小さくなると考えられる。
精錬用の酸素噴流とバーナ火炎の干渉を小さくするためには、ランス径を大きくするか、各ノズル径やノズルの大きさを小さくすることで、設計上の制約を緩和させる方法がある。
しかしながら、ランス径を大きくする場合、ランス本体の改造だけで無く、場合によっては転炉フードなどの付帯設備の改造を伴うために大きな投資が必要となる。また、各ノズル径やノズルの大きさを小さくする場合では、例えば精錬用の酸素孔を小さくした場合、精錬用の酸素の吐出流速が増加してしまい、脱燐効率などの冶金特性の悪化が懸念される。また、バーナノズルや精錬剤吐出孔径を小さくすると粉体の吹き込み量およびプロパンの流量が低く、溶銑配合率の低減に十分な効果が期待できない。
このように、特許文献３、４、５に開示されたものでは、設計上の制約の緩和が難しく、結局バーナの効果が小さくならざるを得ない。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するものであり、炭材量を削減でき、さらに高着熱効率による、溶銑配合率を低下することができる溶銑の脱燐および/または脱炭を行う溶鉄の精錬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る溶鉄の精錬方法は、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
（２）また、上記（１）に記載の溶鉄の精錬方法によって製造された脱燐溶鉄が入った鉄浴型精錬炉に、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、
該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱炭を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料を噴射する粉粒体噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、燃焼用の酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズルとを有することを特徴とするものである。
【００１２】
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記粉粒体噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられ、前記酸素ガス噴射ノズルは前記燃料噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、上記（１）又は（２）記載のものにおいて、前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料と燃焼用の酸素ガスを噴射する粉粒体・酸素ガス噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを有することを特徴とするものである。
【００１４】
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
（７）また、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のものにおいて、前記燃料としてプロパンガスやＬＮＧ、Ｃガス等の気体燃料、重油等の液体燃料およびプラスチック等の固体燃料のうちの１種または２種以上を使用することを特徴とするものである。
【００１６】
（８）また、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のものにおいて、粉粒状の副原料が酸化鉄、媒溶材、炭素含有物質の内いずれか１種類、または２種類以上の粉粒体であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る精錬方法によれば、炉内に供給される粉粒状の副原料に燃料の燃焼熱を効率良く伝達することができ、これによって溶鉄への着熱効率を向上させることができるので、鉄浴型精錬炉で脱燐および/または脱炭を行う際にスクラップを大量に使用でき、溶銑配合率を大幅に低減することが可能になる。また、溶鉄への着熱効率が向上するため、炭材が削減でき、CO2の排出量の低減という効果もある。さらに、炉内で発生するダストを低減させるとともに、ダスト中のFeの燃焼熱を供給できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る粉体吹込みランスの粉体加熱効果の実験結果を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施の形態に係る転炉型精錬設備を模式的に示した説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るバーナノズルの説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るバーナノズルの他の態様の説明図である。
【図５】比較例の転炉型精錬設備を模式的に示した説明図である。
【図６】比較例のランスの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施の形態に係る溶鉄の精錬方法は、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行うことを特徴とするものである。
本実施の形態に係る溶鉄の精錬方法によれば、バーナノズルにおける燃料の発熱量を効率よく粉粒状の副原料に伝達すると同時に、上吹きランスより酸素ガスを噴出させることにより、溶鉄への着熱効率を向上することができ、脱燐および脱炭をおこなう転炉における溶銑配合率を低減して、スクラップ使用量を増加することができる。
【００２０】
以下に、本発明に至るまでの検討及び研究結果について説明する。
本発明者らは、金属酸化物や酸化物系の粉体が溶鉄と接触する前に、あらかじめ、加熱して添加することが溶鉄に対して着熱を効果的に行うことができ、溶銑配合率を低減させることに効果的ではないかと考えて検討を進めた。このような考えから、前記粉体を加熱して添加する方法について検討した。
【００２１】
粉体の加熱状況を調査するため、内径1m、高さ3ｍの縦型管状炉を用いて、バーナノズル部分を付与し、中心から粉体を供給できる上吹きランスを炉上部に設置し、放射温度計を用いて粉体吹き込み中の粉体の温度測定を試みた。
上吹きランスとして、本発明例１、２は図３及び図４（図３：発明例１、図４：発明例２）に示すバーナ機能を有する専用の粉粒体装入ランスの1/10モデルを用いて、図２に示すように粉粒体装入ランスと精錬酸素を供給する上吹きランス７の２本ランスでの吹込みを行った。
なお、本発明例１、２の設備の詳細は後述するが、発明例１、２の違いは、発明例１では燃焼用の酸素ガスを粉粒体とは別のノズルから噴射しているが、発明例２では燃焼用の酸素ガスを粉粒体のキャリアガスと兼用して粉粒体と同じノズルから噴射している点である。
他方、比較例では、従来技術（特許文献４および特許文献５）に開示されたような粉体吹込みのバーナ機能と精錬用酸素供給を共用している上吹きランス（図６参照）を用いて、図５に示すような設備で吹込みを行った。なお、比較例の上吹きランス及び設備の構造は後述の実施例で詳細に説明する。
【００２２】
実験条件を表１に、その結果を第１図に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
図１に示す結果から、発明例１，２の粉粒体装入ランスでは、粉体温度が上昇し、粉体への着熱が大幅に向上するとの知見が得られた。
発明例１、２のいずれの場合であっても、従来例よりも粉体温度が上昇していることから、発明例１，２の粉粒体装入ランスは粉体吹込みに特化した専用ランスであるため、バーナノズルの火炎温度が低下せず、その結果粉体温度が高位になっていると考えられる。
他方、従来例の上吹きランスは精錬酸素ノズルとバーナノズルとが同一のランスにあるため、バーナの火炎温度が低下し、本発明例と比較して粒子温度が低くなっているものと考えられる。
したがって、バーナの周囲に精錬酸素を供給するノズルのあるタイプよりも本発明の粉体吹込みに特化した専用ノズルの方が粉体を加熱するためには効果的であることが分かる。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る溶鉄の精錬方法について説明する。
まず、溶鉄の精錬方法に用いる転炉型精錬設備１の一例を図面に基づいて説明する。
転炉型精錬設備１は、図２に示すように、炉体３と、炉体３内に粉体を供給する粉体装入ランス５と、炉内に精錬用の酸化性ガスを供給する上吹きランス７とを備えている。
炉体３の下部には、アルゴンガスを供給する底吹き羽口９が設けられている。炉体３内部には、図に示されるように、溶鉄１１が入っており、溶鉄１１上部にはスラグ１３が存在する。
粉体装入ランス５には、粉体供給管１５、燃料配管１７、燃焼用酸素ガス供給管１９、冷却水給水管２０ａ及び冷却水排水管２０ｂが接続されている。図においては、粉体装入ランス５から燃料の燃焼によって形成された火炎２１と、火炎２１の中を通過している粉体２３が示されている。
また、上吹きランス７には酸素ガスを送る送酸配管２５が接続されており、図は上吹きランス７から炉内に供給される送酸用の酸化性ガス２７が図示されている。
【００２６】
粉体装入ランス５の先端には図３に示されるバーナノズル６、又は図４に示されるバーナノズル８が設置されている。
まず、バーナノズル６について図３に基づいて説明する。
バーナノズル６は、図３に示すように、中心部から外周部に向かい、粉体２３を噴出する粉粒体噴射ノズル２９、気体燃料を噴射する燃料噴射ノズル３１、燃料を燃焼させるための酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズル３３が同心円状に配置されている。各ノズルの配置が前記のようにされていることから、粉粒体噴射ノズル２９の断面形状は円形、燃料噴射ノズル３１および酸素ガス噴射ノズル３３の断面形状は円環状になっている。図３において、粉体噴射ノズル２９は、ストレート形状のノズルであるがその断面が縮小する部分と拡大する部分の２つの円錐体で構成されるラバールノズルの形状としてもよい。
酸素ガス噴射ノズル３３の外周部には、バーナの溶損等を防止するために、冷却水が循環供給される冷却水循環路３５が設けられている。冷却水循環路３５は冷却水給水管２０ａ、冷却水排水管２０ｂに接続されている。また、冷却水循環路３５はノズル部先端で反転するように構成されており、いずれの側が冷却水給水管２０ａ又は冷却水排水管２０ｂに接続されてもかまわない。
【００２７】
バーナノズル６においては、燃料噴射ノズル３１の外周部に酸素ガス噴射ノズル３３が配置されており、気体燃料ガスと酸素ガスは円周方向で接触し、雰囲気温度が高いこともあって、点火装置がなくても燃焼限界範囲内にガス濃度が達した時点で燃焼して火炎２１が形成される。また、気体燃料ガスと酸素ガスの接触面積が大きいことから、バーナの火炎２１が安定し、かつ火炎２１の長さが長くなる。また、燃料噴射ノズル３１と酸素ガス噴射ノズル３３が、冷却水循環路３５が形成された部位に囲まれるように配置されていることによっても、バーナの火炎２１が安定し、かつ火炎２１の長さが長くなる。これらの効果によって、粉粒体噴射ノズル２９から装入される粉体２３への着熱を確実に行うことができる。
また、粉体装入ランス５においては、粉粒体噴射ノズル２９の内径を大きくすることによって、粉体流速を低速にし、大量の粉体２３を確実に着熱させながら装入することができる。
【００２８】
次に、バーナノズル８について図４に基づいて説明する。なお、図４において図３と同一又は共通する部位には同一の符号が付してある。
バーナノズル８は、中心部から外周部に向かい、粉体２３と共にキャリアガス及び燃焼用ガスとして機能する酸素ガスを噴出する粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８、気体燃料を噴射する燃料噴射ノズル３１が同心円状に配置されている。各ノズルの配置が前記のようにされていることから、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８の断面形状は円形、燃料噴射ノズル３１の断面形状は円環状になっている。燃料噴射ノズル３１の外周部には、バーナの溶損等を防止するために、冷却水が循環供給される冷却水循環路３５が設けられている。図４において、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８は、ストレート形状のノズルであるがその断面が縮小する部分と拡大する部分の２つの円錐体で構成されるラバールノズルの形状としてもよい
【００２９】
バーナノズル８においては、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８から酸素ガスを粉粒体のキャリアガスおよび燃料燃焼用酸素として噴射させ、その周囲に配置された燃料噴射ノズル３１から気体燃料を噴射させることにより、バーナノズル６と同様に、バーナの火炎２１が安定し、粉粒体・酸素ガス噴射ノズル３８から装入される粉体２３への効率的に着熱を行うことができる。
この場合、バーナノズル８の場合には、粉粒体のキャリアガスとしてＮ２やＡｒガスを使用せず、酸素ガスを使用するため、脱燐吹錬時には脱燐剤を酸素とともに供給することになり、脱燐効率が向上することができる。また、脱炭吹錬時にはキャリアガスにＡｒガスを使用しないために、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
粉体２３の種類としては、石灰（CaO）、マンガン鉱石、CaCO3、ドロマイト、OGダスト（Fe80%程度含有）、高炉ダスト（Fe25％程度）、焼結粉、転炉スラグのうち一種類以上を使用するのが望ましい。
燃料としては、プロパンガスを想定しているが、ＬＮＧ、Ｃガス（コークス炉ガス）などの液体燃料、プラスチックなどの固体燃料のうち1種類または２種類以上を使用してもかまわない。
【００３１】
上記のように構成された転炉型精錬設備１を用いた溶鉄の精錬方法は、高炉などの溶銑製造設備で製造された溶鉄の脱燐を行う脱燐方法、脱燐後の脱燐溶鉄について脱炭処理を行う脱炭方法を含む。
脱燐方法を概説すると、炉体３内に鉄スクラップを装入した後、溶鉄を装入する。次に、上吹きランス７から吹錬用の酸素ガスを供給し、同時に粉体装入ランス５から生石灰粉、燃焼酸素ガス、プロパンガスを溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込む。
生石灰は、プロパンガスが燃焼する火炎２１の中を通過するようにして炉体３内に装入される。
脱燐が終了すると、脱燐溶銑と鉄スクラップを装入し脱炭吹錬を行う。この場合も脱燐と同様に生石灰は、プロパンガスが燃焼する火炎２１の中を通過するようにして炉体３内に装入される。
【００３２】
本実施の形態においては粉体装入ランス５から粉体２３を火炎２１によって加熱しながら溶鉄に供給して脱燐、脱炭処理を行うようにしたので、粉体２３に火炎２１の熱が確実に着熱し、従来と比較して、大量のスクラップの溶解が可能となる。その結果、脱燐・脱炭の溶製コストの削減可能になり、省資源、省エネルギーが達成されるとともに、転炉操業の安定化が図れ、工業上有益な効果がもたらされる。
【実施例】
【００３３】
本発明の効果を確認するための実験的に溶鉄の精錬を行ったので、以下これについて説明する。
まず、実施した精錬方法について説明する。容量が2.5トンの上底吹き転炉を用いて溶銑と鉄スクラップを装入し脱燐吹錬を行った後、出銑、排滓し、次いで容量が2.5トンの上底吹き転炉に脱燐溶銑と鉄スクラップを装入し脱炭吹錬を行った。脱燐吹錬では、鉄スクラップを装入した後、温度が1350℃の溶鉄を装入する。
次いで、発明例では図２の上吹きランス７から吹錬用の酸素ガスを供給し、同時に粉体供給ランス５から生石灰粉、燃焼酸素ガス、プロパンガスを溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込んだ。
バーナノズルとして、発明例１では図３に示したバーナノズル６を用い、発明例２では図４に示したバーナノズル８を用いた。
また、比較例として、図５に示す設備を用いて、図６に示すような精錬用の酸化性ガスノズル３７とバーナの火炎を介して粉体を供給する機能を併せ持ったランス３６で、粉粒体噴射ノズル２９から生石灰粉、酸素ガス噴射ノズル３３から燃焼酸素ガスを、燃料噴射ノズル３１からプロパンガスをそれぞれ溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込んだ。
なお、図５において図２と同様の機能の部分には同一の符号が付してあり、また図６において図３と同様の機能の部分には同様の符号を付してある。
【００３４】
鉄スクラップの装入量は、脱燐処理終了温度が1400℃となるように調節した。生石灰は、炉内スラグの塩基度（質量%CaO／質量%SiO2）が2.5となるように添加量を調整した。
脱炭炉では、鉄スクラップを装入した後、温度が1350℃の脱燐処理した溶鉄を装入する。次いで、上吹きランス７から吹錬酸素ガスを供給、同時に粉体供給ランスから生石灰粉、燃焼酸素ガス、プロパンガスを溶鉄面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口９からアルゴンガスを攪拌用ガスとして溶鉄中に吹き込んだ。
また、鉄スクラップの装入量は、脱炭処理終了温度が1680℃、同炭素濃度が0.05質量%となるように調節した。生石灰は、炉内スラグの塩基度（質量%CaO／質量%SiO2）が3.5となるように添加量を調整した。
【００３５】
溶鉄および吹錬条件を表２、３に記す。表２において、それぞれの成分は、脱燐処理前、脱炭処理前に調整した値である。また、表３において、酸化性ガス２７には酸素ガス、燃料にプロパン、燃焼用酸化性ガスに酸素ガス、底吹きガスにアルゴンを用いた。
【００３６】
【表２】
【表３】
【００３７】
発明例１、２および比較例の吹錬条件による実験結果を表４に示す。
【００３８】
【表４】
【００３９】
表４から明らかなように、精錬酸素用のランスとバーナの火炎２１を介して粉体２３を供給する粉体装入ランス５という専用のランスを用いて脱燐および脱炭吹錬を実施する本発明例１，２の方が、鉄スクラップ配合比が大幅に増加しており、本発明によれば、溶銑配合率を大幅に低減することが可能となることが実証された。
【００４０】
また、図４に示した、バーナノズル８を用いた場合、粉体のキャリアガスとしてＮ２やＡｒガスを使用せず、酸素ガスを使用するため、脱燐吹錬時には脱燐剤を酸素とともに供給するために脱燐効率が向上し、溶銑中のＰ濃度が低下することが実証された。
【符号の説明】
【００４１】
１ 転炉型精錬設備
３ 炉体
５ 粉体装入ランス
６ バーナノズル
７ 上吹きランス
８ バーナノズル
９ 底吹き羽口
１１ 溶鉄
１３ スラグ
１５ 粉体供給管
１７ 燃料配管
１９ 燃焼溶酸素ガス供給管
２０ａ 冷却水給水管
２０ｂ 冷却水排水管
２１ 火炎
２３ 粉体
２５ 送酸配管
２７ 酸化性ガス
２９ 粉粒体噴射ノズル
３１ 燃料噴射ノズル
３３ 酸素ガス噴射ノズル
３５ 冷却水循環路
３６ 比較例の上吹きランス
３７ 酸化性ガスノズル
３８ 粉粒体・酸素噴射ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、
該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行うことを特徴とする溶鉄の精錬方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶鉄の精錬方法によって製造された脱燐溶鉄が入った鉄浴型精錬炉に、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、
該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱炭を行うことを特徴とする溶鉄の精錬方法。
【請求項３】
前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料を噴射する粉粒体噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、燃焼用の酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズルとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項４】
前記粉粒体噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられ、前記酸素ガス噴射ノズルは前記燃料噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とする請求項３記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項５】
前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料と燃焼用の酸素ガスを噴射する粉粒体・酸素ガス噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項６】
前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とする請求項５記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項７】
前記燃料としてプロパンガスやＬＮＧ、Ｃガス等の気体燃料、重油等の液体燃料およびプラスチック等の固体燃料のうちの１種または２種以上を使用することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項８】
粉粒状の副原料が酸化鉄、媒溶材、炭素含有物質の内いずれか１種類、または２種類以上の粉粒体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項１】
酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、
該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱燐を行うことを特徴とする溶鉄の精錬方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶鉄の精錬方法によって製造された脱燐溶鉄が入った鉄浴型精錬炉に、酸化性ガスを鉄浴型精錬炉内に供給する上吹きランスと、該上吹きランスとは別に設けられ粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入する粉粒体装入ランスとを設置し、
該粉粒体装入ランスの先端に、前記粉粒状の副原料と、燃料と、燃焼用の酸素ガスとを噴射するバーナノズルを設け、該バーナノズルから発生する火炎の中を通過するように前記粉粒状の副原料を前記鉄浴型精錬炉内に装入して脱炭を行うことを特徴とする溶鉄の精錬方法。
【請求項３】
前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料を噴射する粉粒体噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、燃焼用の酸素ガスを噴射する酸素ガス噴射ノズルとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項４】
前記粉粒体噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられ、前記酸素ガス噴射ノズルは前記燃料噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とする請求項３記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項５】
前記バーナノズルは、前記粉粒状の副原料と燃焼用の酸素ガスを噴射する粉粒体・酸素ガス噴射ノズルと、燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項６】
前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルは粉粒体装入ランスの中心部に断面円形状に設けられ、前記燃料噴射ノズルは前記粉粒体・酸素ガス噴射ノズルの外周を囲むように断面が円環状に設けられていることを特徴とする請求項５記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項７】
前記燃料としてプロパンガスやＬＮＧ、Ｃガス等の気体燃料、重油等の液体燃料およびプラスチック等の固体燃料のうちの１種または２種以上を使用することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項８】
粉粒状の副原料が酸化鉄、媒溶材、炭素含有物質の内いずれか１種類、または２種類以上の粉粒体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の溶鉄の精錬方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４７３７１（Ｐ２０１３−４７３７１Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４４９２５（Ｐ２０１２−４４９２５）
【出願日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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