JP5426988B2 - Molten metal production equipment - Google Patents
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Description
本発明は、炭材内装酸化金属塊成化物などの塊状金属原料を、予備還元することなく、直接、アーク加熱などの電気加熱溶解炉で還元溶融して溶融金属を製造する溶融金属製造装置の改良に関する。 The present invention relates to a molten metal production apparatus for producing a molten metal by reducing and melting a bulk metal raw material such as a carbonaceous material-incorporated metal oxide agglomerate directly in an electric heating melting furnace such as arc heating without preliminary reduction. Regarding improvements.
従来の高炉法や溶融還元法に代わる新しい製鉄法として、炭材内装酸化金属塊成化物を回転炉床炉で予備還元して固体還元金属とし、この固体還元金属をアーク炉やサブマージドアーク炉などの電気炉で溶解して溶融金属を得る溶融金属製造プロセスが種々提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
As a new iron-making method that replaces the conventional blast furnace method and smelting reduction method, the carbonized metal oxide agglomerates are pre-reduced in a rotary hearth furnace to form a solid reduced metal, which is then used as an arc furnace or submerged arc furnace. Various molten metal manufacturing processes for obtaining molten metal by melting in an electric furnace such as the above have been proposed (for example, see
しかしながら、これらのプロセスは、回転炉床炉による予備還元工程と溶解炉による溶解工程の2工程からなる構成を必須としており、回転炉床炉から溶解炉への固体還元金属の移送手段を必要とすることや、排ガス処理系統を2系統必要とすることなどにより、トータルプロセスとして、設備コストが高くなることに加え、熱ロスも大きく、エネルギ原単位も十分に低減できない問題があった。 However, these processes require a structure comprising two steps of a preliminary reduction step using a rotary hearth furnace and a melting step using a melting furnace, and require a means for transferring solid reduced metal from the rotary hearth furnace to the melting furnace. In addition to increasing the equipment cost as a total process due to the need for two exhaust gas treatment systems, there is a problem that heat loss is large and the energy intensity cannot be sufficiently reduced.
そこで、本発明者は、回転炉床炉を用いることなく、電気式加熱炉だけで、炭材内装酸化金属塊成化物を還元するとともに溶解して溶融金属を製造する具体的方法について種々検討を実施した結果、以下の発明を完成させるに至り、既に特許出願を行った(特願2009−105397;以下、本特許出願に係る発明を「先願発明」という。)。 Therefore, the present inventor has made various studies on specific methods for producing molten metal by reducing and melting carbonaceous material-containing metal oxide agglomerates using only an electric heating furnace without using a rotary hearth furnace. As a result of the implementation, the following invention has been completed, and a patent application has already been filed (Japanese Patent Application No. 2009-105397; hereinafter, the invention according to this patent application will be referred to as “prior application invention”).
上記先願発明に係る溶融金属製造装置は、図3に示すように、原料装入シュート4,4を炉幅両端部2,2に、電極5を炉幅の中央部に、平面状の炉天井部1に二次燃焼バーナ6をそれぞれ設置した定置式非傾動型電気式加熱炉ただしここではアーク炉を用い、予めシュート4,4から炭材Aを装入して電極5下方に向かう下り斜面を有する炭材充填層(本願発明の「原料充填層」に相当)12を形成しておき、次いで炭材内装酸化金属塊成化物Bを装入して炭材充填層12斜面上に塊成化物層(本願発明の「塊状金属原料層」に相当)13を形成し、その後電極5にてアーク加熱を行い塊成化物層13下端部を順次溶融して、炉内に溶融金属層14と溶融スラグ層15を形成するとともに、塊成化物層13を炭材充填層12斜面に沿って降下させつつ、二次燃焼バーナ6から吹込んだ酸素含有ガスCで、塊成化物層13から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その放射熱により塊成化物層13を加熱することを特徴とするものである。
As shown in FIG. 3, the molten metal production apparatus according to the above-mentioned prior application invention is a flat furnace in which the raw
上記先願発明によれば、炉内に形成した原料充填層の斜面に沿って塊成化物層を電極に向かって移動させつつ、該塊成化物層から発生したCO含有ガスを二次燃焼バーナから吹き込んだ酸素含有ガスで燃焼し、その放射熱で該塊成化物層自身を加熱して予備還元し、この予備還元された塊成化物層を上記電極近傍でアーク加熱により還元溶融して溶融金属とするので、単一の工程にて、炭材内装酸化金属塊成化物から直接溶融金属が得られ、従来法に比べて設備コストおよびエネルギ原単位がともに大幅に低減できるようになった。 According to the prior invention, the CO-containing gas generated from the agglomerate layer is moved to the secondary combustion burner while moving the agglomerate layer toward the electrode along the slope of the raw material packed layer formed in the furnace. It burns with the oxygen-containing gas blown from, heats the agglomerate layer itself with its radiant heat, preliminarily reduces, and this prereduced agglomerate layer is reduced and melted by arc heating near the electrode to melt Since it is made of metal, molten metal can be obtained directly from the carbonized metal oxide agglomerate in a single process, and both the equipment cost and the energy intensity can be greatly reduced compared to the conventional method.
しかしながら、上記先願発明に係る溶融金属製造装置は、炉内で発生するCO含有ガスと平面状の炉天井部1に設置した二次燃焼バーナ6から吹込んだ酸素含有ガスCとの混合状態に改善の余地があり、さらなる二次燃焼効率の向上、延いてはさらなるエネルギ効率の向上が要請されていた。
However, the molten metal production apparatus according to the invention of the prior application is a mixed state of the CO-containing gas generated in the furnace and the oxygen-containing gas C blown from the
また、平面状の炉天井部1から多量の酸素含有ガスCを吹き込むとそのガスが電極5と接触し、電極5の消耗を著しくするため、電極5と二次燃焼バーナ6の設置場所との間に隔壁9を設けることとしたが、この隔壁9により電極5の消耗は抑制されるものの、隔壁9が損傷するという課題が残っていた。
Further, when a large amount of oxygen-containing gas C is blown from the
一方、炉幅端部2からの酸素含有ガスCの導入は、炭材充填層12が存在するため困難であった。また、炉長手方向端部からの酸素含有ガスCの導入は、炭材充填層12を避けて吹き込むことができるので可能ではあるが、炉長手方向全体に酸素含有ガスCを行き渡らせることは困難であるので、二次燃焼効率が低下する問題があった。
On the other hand, the introduction of the oxygen-containing gas C from the
そこで、本発明は、炭材内装酸化金属塊成化物などの塊状金属原料を、予備還元することなく、直接、電気加熱溶解炉で還元溶融して溶融金属を製造する装置であって、二次燃焼効率をさらに向上しうる溶融金属製造装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is an apparatus for producing a molten metal by reducing and melting a bulk metal raw material such as a carbonaceous material-incorporated metal oxide agglomerate directly in an electric heating melting furnace without preliminary reduction. It aims at providing the molten metal manufacturing apparatus which can improve combustion efficiency further.
請求項1に記載の発明は、電気加熱手段を有する定置式非傾動型電気炉の炉上部に排ガスダクトと原料装入シュートとが接続されるとともに、前記原料装入シュートは炉幅の片端部に設置される一方、前記電気加熱手段は、該電気加熱手段で加熱される電気加熱領域が炉幅の他端部に存在するように設置されるとともに、炉上部に二次燃焼バーナが設置され、予め、前記原料装入シュートから炭材および/または塊状金属原料を所定量炉内に装入して、前記炉幅の片端部から前記電気加熱領域に向かう下り勾配の斜面を有する原料充填層を形成しておき、次いで、前記原料装入シュートから塊状金属原料を連続的または間欠的に装入して、前記原料充填層の斜面上に塊状金属原料層を形成し、その後、前記電気加熱手段にて電気加熱を行って、前記塊状金属原料層の下端部近傍の塊状金属原料を順次溶融することにより、炉内に溶融金属層と溶融スラグ層を形成するとともに、前記塊状金属原料層を前記原料充填層の斜面に沿って降下させつつ、前記二次燃焼バーナから前記塊状金属原料層より上方の炉内空間部に酸素含有ガスを吹き込んで、前記塊状金属原料層から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その放射熱により前記塊状金属原料層を加熱し還元することにより溶融金属を製造する溶融金属製造装置であって、前記定置式非傾動型電気炉の炉天井部が、前記炉幅の片端部から前記炉幅の他端部に向かって全体として下り勾配となる傾斜天井部からなることを特徴とする溶融金属製造装置である。
ここに、「全体として下り勾配となる傾斜天井部」とは、当該傾斜天井部に、局所的に見れば水平部や垂直部などの下り勾配でない部位の存在を許容しつつ、これらの部位を均して全体的に見れば下り勾配となることを意味する(以下、同じ。)。
According to the first aspect of the present invention, an exhaust gas duct and a raw material charging chute are connected to an upper portion of a stationary non-tilting electric furnace having electric heating means, and the raw material charging chute is at one end of the furnace width. On the other hand, the electric heating means is installed so that an electric heating region heated by the electric heating means exists at the other end of the furnace width, and a secondary combustion burner is installed at the upper part of the furnace. A raw material packed bed having a downward slope from one end of the furnace width to the electric heating region, with a predetermined amount of carbonaceous material and / or bulk metal raw material being charged into the furnace in advance from the raw material charging chute Then, a bulk metal raw material is continuously or intermittently charged from the raw material charging chute to form a bulk metal raw material layer on the slope of the raw material packed layer, and then the electric heating Electric heating by means By sequentially melting the massive metal raw material in the vicinity of the lower end of the massive metal raw material layer, a molten metal layer and a molten slag layer are formed in the furnace, and the massive metal raw material layer is formed along the slope of the raw material packed layer. While lowering, oxygen-containing gas is blown from the secondary combustion burner into the space in the furnace above the massive metal material layer to burn the CO-containing gas generated from the massive metal material layer, A molten metal production apparatus for producing a molten metal by heating and reducing a massive metal raw material layer, wherein a furnace ceiling portion of the stationary non-tilting electric furnace is connected to the other of the furnace width from one end of the furnace width. An apparatus for producing molten metal, comprising an inclined ceiling portion having a downward slope as a whole toward an end portion.
Here, the “ inclined ceiling part having a downward slope as a whole” means that the part of the inclined ceiling part is not inclined downward such as a horizontal part or a vertical part when viewed locally, and these parts are On average, it means a downward slope (same below).
請求項2に記載の発明は、電気加熱手段を有する定置式非傾動型電気炉の炉上部に排ガスダクトと原料装入シュートとを接続するとともに、原料装入シュートは、炉幅の両端部にそれぞれ設置される一方、前記電気加熱手段は、該電気加熱手段で加熱される電気加熱領域が炉幅の中央部に存在するように設置されるとともに、炉上部に二次燃焼バーナが設置され、予め、前記炉幅の両端部に設置した原料装入シュートから炭材および/または塊状金属原料を所定量炉内に装入して、該炉幅の両端部から前記電気加熱領域に向かう下り勾配の斜面を有する原料充填層を形成しておき、次いで、前記炉幅の両端部に設置した原料装入シュートから塊状金属原料を連続的または間欠的に装入して、前記原料充填層の斜面上に塊状金属原料層を形成し、その後、前記電気加熱手段にて電気加熱を行って、前記塊状金属原料層の下端部近傍の塊状金属原料を順次溶融することにより、炉内に溶融金属層と溶融スラグ層を形成するとともに、前記塊状金属原料層を前記原料充填層の斜面に沿って降下させつつ、前記二次燃焼バーナから前記塊状金属原料層より上方の炉内空間部に酸素含有ガスを吹き込んで、前記塊状金属原料層から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その放射熱により前記塊状金属原料層を加熱することにより溶融金属を製造する溶融金属製造装置であって、前記定置式非傾動型電気炉の炉天井部が、前記炉幅の両端部から前記炉幅の中央部に向かって全体として下り勾配となる2つの傾斜天井部からなることを特徴とする溶融金属製造装置である。 According to the second aspect of the present invention, the exhaust gas duct and the raw material charging chute are connected to the upper part of the stationary non-tilting electric furnace having the electric heating means, and the raw material charging chute is connected to both ends of the furnace width. While being installed respectively, the electric heating means is installed so that an electric heating region heated by the electric heating means exists in the center of the furnace width, and a secondary combustion burner is installed in the upper part of the furnace, A predetermined amount of charcoal and / or massive metal raw material is charged into the furnace in advance from the raw material charging chutes installed at both ends of the furnace width, and a downward gradient from the both ends of the furnace width toward the electric heating region A raw material packed bed having a slope of the above is formed, and then a bulk metal raw material is charged continuously or intermittently from the raw material charging chutes installed at both ends of the furnace width, and the slope of the raw material packed layer is A bulk metal material layer is formed on top Thereafter, by performing electric heating with the electric heating means, and sequentially melting the massive metal raw material near the lower end of the massive metal raw material layer, a molten metal layer and a molten slag layer are formed in the furnace, and While lowering the massive metal raw material layer along the slope of the raw material packed layer, an oxygen-containing gas is blown from the secondary combustion burner into the space in the furnace above the massive metal raw material layer, and from the massive metal raw material layer A molten metal production apparatus for producing a molten metal by combusting a generated CO-containing gas and heating the massive metal raw material layer with its radiant heat, wherein a furnace ceiling portion of the stationary non-tilting electric furnace is It is a molten metal manufacturing apparatus characterized by comprising two inclined ceiling portions having a downward slope as a whole from both end portions of the furnace width toward the center portion of the furnace width.
請求項3に記載の発明は、前記傾斜天井部が、斜面状である請求項1または2に記載の溶融金属製造装置である。
The invention according to claim 3 is the molten metal manufacturing apparatus according to
請求項4に記載の発明は、前記傾斜天井部が、階段状である請求項1または2に記載の溶融金属製造装置である。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、前記傾斜天井部の傾斜角度を、[前記塊状金属原料の崩潰角−15°]以上[前記塊状金属原料の静止安息角+15°]以下の範囲内とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の溶融金属製造装置である。
In the invention according to
請求項6に記載の発明は、前記電気加熱手段が、前記炉天井部から炉内に挿入された電極であって、かつ、前記二次燃焼バーナの前記炉天井部への取り付け角度が、該二次燃焼バーナから吹き込まれた酸素含有ガスの流れが前記電極から遠ざかるような角度である請求項1〜5のいずれか1項に記載の溶融金属製造装置である。
The invention according to
請求項7に記載の発明は、前記二次燃焼バーナのガス吹き込み部の構造が、該二次燃焼バーナにより吹き込まれた酸素含有ガスが、該二次燃焼バーナの軸周りに旋回する旋回流になるように構成された請求項1〜6のいずれか1項に記載の溶融金属製造装置である。
The invention according to
請求項8に記載の発明は、前記塊状金属原料として、炭材内装酸化金属塊成化物、金属スクラップ、還元金属、酸化金属塊鉱石、炭材内装塩化金属塊成化物および酸化金属塊成鉱よりなる群から選ばれた1種以上である請求項1〜7のいずれか1項に記載の溶融金属製造装置である。
The invention according to
本発明によれば、炉幅端部から電気加熱手段に向かって全体として下り勾配となる部分を有するように炉天井部を形成したことで、塊状金属原料層より上方の炉内空間部(フリースペース)の容積が上記先願発明より減少し、炉内で発生するCO含有ガスと炉天井部に設置した二次燃焼バーナから吹込んだ酸素含有ガスとの混合が促進される結果、二次燃焼効率が向上し、プロセス全体のエネルギ効率が向上する。 According to the present invention, the furnace ceiling portion is formed so as to have a downward slope as a whole from the furnace width end portion toward the electric heating means, so that the space in the furnace above the massive metal raw material layer (free The volume of the space) is smaller than that of the prior invention, and the mixing of the CO-containing gas generated in the furnace and the oxygen-containing gas blown from the secondary combustion burner installed in the furnace ceiling is promoted. Combustion efficiency is improved and energy efficiency of the entire process is improved.
また、炉天井部を電極側から見れば炉幅端部に向かって全体として上り勾配となる部分を有するように形成したことで、電気加熱手段として電極を用いる場合には、炉天井部に設置した二次燃焼バーナから吹込んだ酸素含有ガスは、二次燃焼バーナと電極との間に隔壁を設けなくとも電極と反対の方向に流れやすくなり、電極の消耗を抑制できる。 In addition, if the furnace ceiling is viewed from the electrode side, it is formed so that it has a part that rises as a whole toward the furnace width end. The oxygen-containing gas blown from the secondary combustion burner can easily flow in the direction opposite to the electrode without providing a partition wall between the secondary combustion burner and the electrode, and the consumption of the electrode can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施形態]
〔装置の構成〕
図1に、本発明の一実施形態に係る溶融金属製造装置の概略構成を示す。本実施形態に係る装置は、定置式非傾動型電気炉の電気炉の形式としてアーク炉(以下、単に「炉」ということもある。)を用いており、この炉は水平断面形状が略矩形で、炉天井部1は炉幅端部2から炉幅の中央部に向かって下り勾配となる部分(傾斜天井部)1’を有している。本実施形態では、この傾斜天井部1’を階段状(本例では点PQRSを結ぶ折れ線部分)に形成した炉について説明する。そして、炉上部(本例では炉天井部1)には、排ガスダクト3、複数の原料装入シュート4が接続されるとともに、炉天井部1を介して炉内に電気加熱手段としての複数本の電極5が挿入されている。原料装入シュート4は、炉幅の両端部2,2にそれぞれ設置される一方、電極5は、炉幅の中央部に設置されている。さらに、炉天井部1の階段状の部分の立ち上がり部1aに、複数本の二次燃焼バーナ6が設けられている。
[Embodiment]
[Device configuration]
In FIG. 1, schematic structure of the molten metal manufacturing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is shown. The apparatus according to the present embodiment uses an arc furnace (hereinafter sometimes simply referred to as “furnace”) as a type of electric furnace of a stationary non-tilting electric furnace, and the horizontal cross-sectional shape of the furnace is substantially rectangular. Thus, the
排ガスダクト3は、電極5より原料装入シュート4に近い側に設置するのが好ましい。二次燃焼後の酸化性の排ガスが電極5の方に流れて電極5を損傷するのを抑制するためである。
The exhaust gas duct 3 is preferably installed on the side closer to the raw
本実施形態では、炉天井部1を、電極5側、すなわち、炉幅の中央部側から見れば、炉幅端部2に向かって全体として上り勾配の部分(傾斜天井部)1’を有するように形成したことで、上記二次燃焼後の酸化性の排ガスは、傾斜天井部1’と塊状金属原料層13との間に形成される、炉幅端部2に向かう全体として上り勾配の空間部(フリースペース)を通って排ガスダクト3へ流れていくので、電極5との接触がより確実に防止され、電極5の損耗が抑制される。
In this embodiment, when the
なお、上記先願発明に係る溶融金属製造装置では、二次燃焼後の酸化性排ガスが電極5に接触するのをより確実に防止するため、図3に示すように、電極5と二次燃焼バーナ6との間に、炉内に垂下する隔壁9を設けるのを推奨していたが、本実施形態では、上記作用効果により上記隔壁9の設置を省略することができる。
In the molten metal production apparatus according to the invention of the prior application, as shown in FIG. 3, in order to prevent the oxidizing exhaust gas after the secondary combustion from contacting the
また、上記先願発明では、二次燃焼後の排ガスが排ガスダクト3へショートカットするのを防止して、塊状金属原料層13への放射伝熱量を十分に確保するため、図3に示すように、二次燃焼バーナ6と排ガスダクト3との間に隔壁10を設けるのを推奨していたが、本実施形態では、図1に示すように、傾斜天井部1’を設けたことにより炉天井部1を塊状金属原料層13の表面に沿うように近づけることができ、それにより二次燃焼後の排ガスが塊状金属原料層13の表面に近いところを通過し、塊状金属原料層13への放射伝熱量を十分に確保できるので、上記隔壁10の設置も省略することができる。
Moreover, in the said prior-application invention, in order to prevent the exhaust gas after secondary combustion from short-circuiting to the exhaust gas duct 3 and to secure a sufficient amount of radiant heat transfer to the massive metal
なお、原料装入シュート4が高温の排ガスで過熱されて損傷するのを防止するため、上記先願発明と同じく、図2に示すように、排ガスダクト3と原料装入シュート4との間に隔壁11を設けることは推奨される(ただし、図1では図示省略)。
In addition, in order to prevent the raw
上記のように、本実施形態では、少なくとも隔壁9、10の設置を省略できるので、隔壁の損傷によるトラブルを低減できる。
As described above, in the present embodiment, since at least the installation of the
また、二次燃焼バーナ6から吹き込まれた酸素含有ガスCが炉天井部1に沿って排ガスダクト3へショートカットしないように、炉天井部1と塊状金属原料層13との間で形成される空間部の高さが、炉幅方向でできるだけ一定になるようにするのが望ましい。したがって、傾斜天井部1’の傾斜角度は、塊状金属原料層13の表面の傾斜角度にできるだけ近づけるのが好ましい。塊状金属原料層13の表面の傾斜角度は、塊状金属原料Bの崩潰角と静止安息角の間の角度となるので、傾斜天井部1’の傾斜角度は、[塊状金属原料Bの崩潰角−15°(さらには−10°、特に−5°)]以上[塊状金属原料Bの静止安息角+15°(さらには+10°、特に+5°)]以下の範囲内とするとするのがよい。ここに、階段状の傾斜天井部1’の傾斜角度は、階段の各ステップの炉内側突端部(図1においては1b、1b)を結ぶ直線の傾斜角度(図1においてはθ)で定義されるものとする。
In addition, a space formed between the
また、二次燃焼バーナ6から吹き込まれた酸素含有ガスCと塊状金属原料層13から発生したCO含有ガスは、傾斜天井部1の階段形状により乱流化されるため、これらのガスの混合がさらに促進される。
Further, the oxygen-containing gas C blown from the
次に、二次燃焼バーナ6の傾斜天井部1’への取り付け角度は、該二次燃焼バーナ6から吹き込まれた酸素含有ガスCの流れが電極5から遠ざかるような角度とするのが好ましい。これにより、二次燃焼後の排ガスが電極5に接触するのをさらに抑制することができる。なお、二次燃焼バーナ6からの酸素含有ガスCの吹き込み方向は、垂直下向きを基準(0°)として、電極5と反対側に10〜135°の範囲内で調整するとよい。10°未満では電極5側への流れを十分に抑制できず、他方135°超では階段状の部分のステップ部1cの内張り耐火物を損傷するおそれが高まるためである。より好ましくは30〜120°、特に好ましくは45°〜105°である。
Next, the angle at which the
本実施形態では、二次燃焼バーナ6を階段状の部分の立ち上がり部1aに対して直角に取り付けることで、酸素含有ガスCの吹き込み方向は電極5と真反対方向(垂直下向きを基準として90°方向)になるように構成している。
In the present embodiment, the
また、二次燃焼バーナ6のガス吹き込み部の構造を、該二次燃焼バーナ6により吹き込まれた酸素含有ガスCが、該二次燃焼バーナ6の軸周りに旋回する旋回流になるように構成するのが好ましい。これにより、CO含有ガスの二次燃焼がさらに促進される。バーナ軸周りの旋回流が得られる二次燃焼バーナ6としては、例えば噴出し方向を偏心させた複数の吹き出し孔を有するスワールノズル型式のバーナや先端部にらせん状溝を有するバーナ等を用いることができる。
Further, the structure of the gas blowing portion of the
そして、炉下部には、原料装入シュート4が設けられていない(すなわち、炉内に原料充填層12が形成されていない)炉長手側の炉側壁に、出銑孔7と排滓孔8とを設けるのが好ましい。出銑滓の際における開孔作業を容易にするためである。
In the lower part of the furnace, the raw
また、排ガスダクト3の下流側には、周知の熱交換器(図示せず)を設置すればよく、これにより炉から排出された高温排ガスの顕熱を回収して、二次燃焼バーナ6から吹込む酸素含有ガスCの予熱やアーク用電力の発電やペレットBの乾燥等のエネルギとして有効利用することができる。
Further, a well-known heat exchanger (not shown) may be installed on the downstream side of the exhaust gas duct 3, thereby recovering sensible heat of the high-temperature exhaust gas discharged from the furnace, and from the
電極5としては、例えば、熱効率に優れた、製鋼用アーク電気炉で常用される三相交流型のものが推奨される。そして例えば、三相電極の各2相の組合せでできる3組の単相電極から電極6本を作るという構成を採用するのが推奨される。
As the
また、電極5は、その先端部を塊状金属原料層13または溶融スラグ層15中に位置させ(浸漬させ)つつ、溶解操作を行うのが好ましい。これにより、アークによる放射加熱と抵抗加熱の効果を並存させることができ、溶解をより促進することができるとともに、後記原料充填層12で保護されていない炉壁内面の損傷を抑制することができる。
The
以下、この定置式非傾動型アーク炉を使用して、炉内に原料充填層を形成するための充填層形成用原料として石炭を、該原料充填層上に積層する塊状金属原料として炭材内装酸化金属塊成化物である炭材内装酸化鉄ペレットのみをそれぞれ用い、溶融金属として溶鉄を製造する場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, using this stationary non-tilting arc furnace, coal is used as a packed bed forming raw material for forming a raw material packed bed in the furnace, and a carbon material interior is used as a bulk metal raw material to be laminated on the raw material packed bed A case where molten iron is produced as a molten metal using only carbonaceous material-containing iron oxide pellets that are metal oxide agglomerates will be described as an example.
〔溶融金属の製造方法〕
予め、上記炉幅の両端部2,2に設置された原料装入シュート4,4から所定量の充填層形成用原料としての石炭Aを炉内に装入して、該炉幅の両端部2,2から、電気加熱手段としての電極5で加熱される電気加熱領域である「電極5の下端部の下方」に向かう下り勾配の斜面12aを有する原料充填層12を石炭Aで形成しておく。ここで、石炭Aの粒度は、後記炭材内装酸化鉄ペレットBが原料充填層12の空隙内に潜り込まない程度に、炭材内装酸化鉄ペレットBの粒度に応じて調整しておくとよい。
[Method for producing molten metal]
In advance, a predetermined amount of coal A as a packed bed forming raw material is charged into the furnace from the raw
次いで、上記炉幅の両端部2,2に設置された原料装入シュート4,4から塊状金属原料としての炭材内装酸化金属塊成化物である炭材内装酸化鉄ペレット(以下、単に「ペレット」ともいう。)Bのみを連続的または間欠的に装入して、原料充填層12の斜面12a上に塊状金属原料層としてのペレット層13を形成する。ペレットB中の内装炭材の配合量は、酸化鉄が金属鉄まで還元されるに必要な理論C量に、溶鉄の目標C濃度を加味して決定するとよい。なお、ペレットBは、炉内装入時に爆裂(バースティング)しないように、事前に乾燥しておくのが好ましい。
Next, a carbonaceous iron-incorporated iron oxide pellet (hereinafter simply referred to as “pellet”) that is an agglomerated carbonaceous metal oxide agglomerated as a bulk metal raw material from raw
電極5は、上述のごとく、その下端部がペレット層13中に浸漬された状態となるように、予め高さを調節しておくとよい。
As described above, the height of the
その後、前記電極に通電してアーク加熱を行うことにより、ペレット層13の下端部近傍のペレットBが急速に加熱されて順次還元溶融し、溶融金属としての溶鉄と溶融スラグとに分離され、炉下部に溶鉄層14と溶融スラグ層15を形成する。なお、溶融スラグ層15の塩基度等を調整するため、ペレットB中には、予め石灰石やドロマイトなどのCaO源やMgO源を添加しておくのが好ましい。
Thereafter, the electrode is energized and subjected to arc heating, whereby the pellet B in the vicinity of the lower end of the
上記のようにして、ペレット層13の下端部近傍からペレットBが順次溶融されていくと、ペレット層13自体はその自重により前記原料充填層12の斜面に沿って電極5の下端部に向かって炉内を順次降下していくこととなる。なお、万一ペレット層13中のペレットBの一部が原料充填層12の空隙内に潜り込んだとしても、該ペレットBの一部は炉内に長時間滞留するため加熱還元ないし加熱されてやがて溶融ないし溶解し、溶鉄と溶融スラグに分離して原料充填層12の空隙を介して炉下部の溶鉄層14および溶融スラグ層15に滴下するので問題ない。
As described above, when the pellet B is sequentially melted from the vicinity of the lower end portion of the
そして、ペレット層13中のペレットBが電極5に近づくと、電極5からのアークによる放射熱と抵抗加熱により効率的に加熱され、ペレットB中の酸化鉄が内装炭材により固体金属鉄に予備還元されるとともに、CO含有ガス(可燃性ガス)を生成する。内装炭材として石炭など揮発分を含有する炭材を用いた場合は、加熱により内装炭材から脱揮された揮発分も該CO含有ガスに加わる。
And when the pellet B in the
このCO含有ガスは、傾斜天井部1’の階段状の部分の各立ち上がり部1aに設けられた二次燃焼バーナ6から水平方向に吹込まれた酸素含有ガスCとしての例えば酸素ガスにより燃焼(二次燃焼)が促進され、その放射熱にてもペレット層13は加熱される。このように放射熱にて加熱されたペレット層13は、上記電極5からのアークによる放射加熱と抵抗加熱による場合と同様、ペレットB中の酸化鉄を固体金属鉄に予備還元するとともにCO含有ガスを生成するので、上記二次燃焼による放射加熱がさらに促進されることとなる。
This CO-containing gas is combusted by, for example, oxygen gas as the oxygen-containing gas C blown in the horizontal direction from the
上記のようにして、原料供給シュート4から炉内に装入されたペレットBは、原料充填層12の斜面12a上を降下する間に、上記二次燃焼による放射加熱(以下、「二次燃焼熱」ともいう。)により固体状態で高金属化率まで予備還元された後、電極5下端部近傍でアーク加熱および抵抗加熱により溶融し、溶鉄と溶融スラグとに分離されることとなる。
As described above, the pellet B charged into the furnace from the raw
したがって、電極5下端部近傍に生成する溶融スラグ中の酸化鉄濃度は十分に低くなり、電極5の損耗を抑制することができる。
Therefore, the iron oxide concentration in the molten slag generated in the vicinity of the lower end portion of the
溶融スラグと分離された溶鉄は、ペレットB中に残存する炭材を溶解して目標C濃度の溶鉄となる。 The molten iron separated from the molten slag dissolves the carbonaceous material remaining in the pellet B to become a molten iron having a target C concentration.
このようにして生成した、溶鉄と溶融スラグは、炉下部に設けた出銑孔7と出滓孔8から、例えば高炉の出銑滓方法と同様にして、間欠的に排出することができる。
The molten iron and molten slag generated in this way can be discharged intermittently from the
一方、初期に炉内に石炭Aを装入して形成した原料充填層12は、炉内で徐々に加熱されて、その揮発分が除去され、やがてチャー化ないしコークス化する。除去された揮発分は、ペレット層13から発生するCO含有ガスとともに、二次燃焼バーナ6から吹込まれた酸素含有ガスで燃焼され、ペレット層13の放射加熱エネルギとして有効に利用される。上述したように、ペレットB中の内装炭材のCにて内装酸化鉄の還元および溶鉄への浸炭が賄われるので、チャー化ないしコークス化した原料充填層12は、理論上は消費されないが、実操業では、原料充填層12中に潜り込んだペレットBとの直接還元反応や、溶鉄への浸炭反応等により長期間の操業中に徐々に消費されていく。したがって、例えば一定の操業期間ごとに、原料装入シュート4からのペレットBの供給を停止した状態にて、少なくともアーク加熱を一定時間継続して、炉内のペレット層13をほぼ完全に溶融し切って原料充填層12の斜面12aを露出させたのち、アーク加熱および二次燃焼を中断した状態で、原料装入シュート4から石炭(炭材)Aを所定量装入することで、原料充填層12の炉内充填量を維持することができる。
On the other hand, the raw material packed
炉幅の両側壁の内面は、原料充填層12で覆われているので、これらの部分の耐火物の損耗は大幅に抑制される。したがって、原料充填層12で覆われていない、長手方向の両側壁にのみ、耐腐食性に優れた高品質の耐火物や水冷構造を採用すればよく、大幅に設備コストを低減できることとなる。
Since the inner surfaces of both side walls of the furnace width are covered with the raw
(変形例)
上記実施形態では、炉天井部1の全体として下り勾配となる部分(傾斜天井部)1’を階段状に形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図2に示すように、斜面状に形成してもよい。この場合には二次燃焼バーナ6を同図に示すように例えば炉天井部1の下り斜面1dの部分に対して直角に取り付けることで、吹き込まれた酸素含有ガスCの流れを電極5から遠ざけることができる。ただし、二次燃焼を促進する観点からは、上記実施形態の説明中で既述したように、階段状に形成したほうがガス流れを乱流化させやすく混合がより促進されるので二次燃焼効率の向上効果が大きい。なお、本変形例における、炉天井部1の全体として下り勾配となる部分の傾斜角度は、下り斜面1dの傾斜角度で定義されるものとする。
(Modification)
In the said embodiment, although the example which forms the part (inclined ceiling part) 1 'used as a downward gradient as a whole in the
上記実施形態では、原料装入シュート4および電極5の配置に関し、原料装入シュート4を炉幅の両端部2,2にそれぞれ設置する一方、電極5を炉天井部1の炉幅中央部に設置する例を示したが、原料装入シュート4を炉幅の片端部2に設置する一方、電極5を炉幅の他端部2に設置するようにしてもよい。本変形例を採用すると、炉内に形成される原料充填層12の斜面が片側だけになるので、上記実施例に比べて、耐火物保護の観点からは不利になるが、炉幅が縮小され、設備のコンパクト化が図れるメリットがある。
なお、上記実施形態では、電極5を炉幅の中央部に設置する一例として、電極5を炉幅の中心線上に設置する例を示したが、必ずしも厳密に炉幅の中心線上に設置することに限定されるものではなく、炉幅の中心線上から炉幅のいずれかの端部の方へずらして設置することも許容される。
In the above embodiment, regarding the arrangement of the raw
In the above embodiment, as an example of installing the
また、上記実施形態では、排ガスダクト3と原料装入シュート4は、いずれも炉天井部1に接続する例を示したが、これに限定されるものではなく、いずれか一方または双方を炉側壁の上部に接続するようにしてもよい。なお、原料装入シュート4を炉側壁の上部に接続した場合は、原料装入シュート4は自動的に炉幅の端部に設置されることになる。
In the above embodiment, the exhaust gas duct 3 and the raw
また、上記実施形態では、定置式非傾動型アーク炉の水平断面形状として、略矩形のものを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば略楕円のものや真円のものを用いてもよい。この場合単相電極でなく、三相電源の各相を用いて3本の電極を作るように構成してもよい。ただし、略矩形のものを用いた場合、炉幅は一定にしておいて、炉長手方向(炉幅方向に垂直な方向)を延長することで、スケールアップを容易に行えるメリットがある。 Moreover, in the said embodiment, although the substantially rectangular thing was illustrated as a horizontal cross-sectional shape of a stationary non-tilting type arc furnace, it is not limited to this, For example, the thing of a substantially ellipse or a perfect circle is used. May be. In this case, you may comprise so that three electrodes may be produced using each phase of a three-phase power supply instead of a single phase electrode. However, when a substantially rectangular one is used, there is an advantage that scale-up can be easily performed by extending the furnace longitudinal direction (direction perpendicular to the furnace width direction) while keeping the furnace width constant.
また、上記実施形態では、定置式非傾動型電気炉に用いる電気炉の形式としてアーク炉を例示したが、これに限定されるものではなく、サブマージドアーク炉、電磁誘導加熱炉など電気エネルギによって加熱する炉であればいずれの形式でもよい。なお、サブマージドアーク炉を用いる場合は、電気加熱手段として上記実施形態と同じく電極を用いることができ、電磁誘導加熱炉を用いる場合は、電気加熱手段としてソレノイド型加熱コイルを用いることができる。 Moreover, in the said embodiment, although the arc furnace was illustrated as a form of the electric furnace used for a stationary non-tilting type electric furnace, it is not limited to this, It is not limited to this, but by electric energy, such as a submerged arc furnace and an electromagnetic induction heating furnace. Any type of furnace may be used as long as it is a heating furnace. In addition, when using a submerged arc furnace, an electrode can be used as an electric heating means similarly to the said embodiment, and when using an electromagnetic induction heating furnace, a solenoid type heating coil can be used as an electric heating means.
また、上記実施形態では、炭材内装酸化金属塊成化物Bの形態として、ペレットを例示したが、ブリケットを採用してもよい。ブリケットは、球状のペレットより安息角が大きいので、原料充填層12の斜面12a上における滞留時間を確保するためには、ペレットを用いた場合に比べて、炉高は高くする必要があるものの、炉幅は縮小できるメリットがある。
Moreover, in the said embodiment, although the pellet was illustrated as a form of the carbonaceous material interior metal oxide agglomerate B, you may employ | adopt a briquette. The briquette has a larger angle of repose than the spherical pellet, so in order to ensure the residence time on the
また、上記実施形態では、塊状金属原料として炭材内装酸化金属塊成化物(炭材内装酸化鉄ペレット)のみを用いる例を示したが、炭材内装酸化金属塊成化物(炭材内装酸化鉄ペレット、炭材内装酸化鉄ブリケット)に代えて、金属スクラップ(鉄スクラップ)、還元金属(還元鉄[DRI、HBI])、塊状酸化金属鉱石(塊状鉄鉱石)、塩化金属を含有する炭材内装塩化金属塊成化物および酸化金属塊成鉱(焼成酸化鉄ペレット、コールドボンド酸化鉄ペレット、酸化鉄焼結鉱)を用いてもよいし、炭材内装酸化金属塊成化物、金属スクラップ、還元金属、塊状酸化金属鉱石、炭材内装塩化金属塊成化物および酸化金属塊成鉱よりなる群から選択される1種以上を用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example using only a carbonaceous material interior metal oxide agglomerate (carbon material interior iron oxide pellet) was shown as a lump metal raw material, a carbon material interior metal oxide agglomerate (carbon material interior iron oxide) was shown. Charcoal interior containing metal scrap (iron scrap), reduced metal (reduced iron [DRI, HBI]), bulk metal oxide ore (bulk iron ore), metal chloride instead of pellets and charcoal interior iron oxide briquettes Metal chloride agglomerates and metal oxide agglomerates (calcined iron oxide pellets, cold bond iron oxide pellets, iron oxide sinter) may be used, carbonaceous material interior metal oxide agglomerates, metal scrap, reduced metal One or more selected from the group consisting of a massive metal oxide ore, a carbonaceous material-incorporated metal chloride agglomerated material, and a metal oxide agglomerated mineral may be used.
また、上記実施形態では、炭材内装酸化金属塊成化物Bとして、非揮発性の金属元素である鉄のみを含有するものを例示したが、非揮発性の金属元素の他、揮発性の金属元素、例えば、Zn、Pbを含有するものであってもよい。すなわち、炭材内装酸化金属塊成化物Bとして、揮発性の金属元素を含有する製鉄所ダストなどを酸化金属原料として用いることができる。揮発性の金属元素は、炉内で加熱されて炭材内装酸化金属塊成化物Bから揮発除去されるが、本発明方法の採用により、二次燃焼バーナ6による燃焼熱によって炉上部の温度を十分に高く保持できるので、揮発除去された該揮発性金属元素が、炉上部で再凝縮することが確実に防止され、炉から排出された排ガスから該揮発性金属元素を効率的に回収することができる。
Moreover, in the said embodiment, although what contained only iron which is a non-volatile metal element was illustrated as carbonaceous material interior metal oxide agglomerate B, a volatile metal other than a non-volatile metal element was illustrated. It may contain elements such as Zn and Pb. That is, as the carbonaceous material-incorporated metal oxide agglomerate B, steel mill dust containing a volatile metal element can be used as the metal oxide raw material. The volatile metal element is heated in the furnace and volatilized and removed from the carbonaceous material-containing metal oxide agglomerate B. By adopting the method of the present invention, the temperature of the upper part of the furnace is increased by the combustion heat from the
なお、本明細書において、揮発性金属元素とは金属単体またはその塩等の化合物の1気圧での融点が1100℃以下の金属元素をいう。金属単体として例えば、亜鉛、鉛等を挙げることができる。揮発性金属元素の化合物として例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム等を挙げることができる。揮発性金属元素の化合物中の揮発性金属は、電気炉(例えば、アーク炉、サブマージドアーク炉)で金属に還元されることで、その一部またはすべてが炉内で気体状態で存在する。また、揮発性金属元素の塩化物は、電気炉内で加熱されて、その一部またはすべてが炉内で気体状態で存在する。一方、非揮発性金属元素とは金属単体またはその酸化物等の化合物の1気圧での融点が1100℃を超える金属元素をいう。金属単体として例えば、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、チタン等を挙げることができる。非揮発性金属の酸化物として、例えば、CaO、SiO2、Al2O3等を挙げることができる。非揮発性金属元素の化合物は、電気炉としてアーク炉やサブマージドアーク炉を用いたときには、炉内での加熱や還元反応によって、還元された金属単体としてまたは還元されない化合物として、炉内アーク近傍(アーク温度領域)では気体状態で存在できるものの、アークから離れたところでは液体または固体状態で存在する。 In the present specification, the volatile metal element means a metal element having a melting point at 1 atm of a metal simple substance or a salt thereof or the like at 1 atm or less. Examples of the metal simple substance include zinc and lead. Examples of the volatile metal element compound include sodium chloride and potassium chloride. Volatile metals in the volatile metal element compound are reduced to metals in an electric furnace (for example, an arc furnace, a submerged arc furnace), and a part or all of them are in a gaseous state in the furnace. In addition, the chloride of the volatile metal element is heated in the electric furnace, and a part or all of the chloride exists in the gaseous state in the furnace. On the other hand, the non-volatile metal element means a metal element having a melting point at 1 atm of a single metal or a compound such as an oxide thereof exceeding 1100 ° C. Examples of the metal simple substance include iron, nickel, cobalt, chromium, and titanium. Examples of the non-volatile metal oxide include CaO, SiO 2 , and Al 2 O 3 . When using an arc furnace or submerged arc furnace as an electric furnace, a non-volatile metal element compound is used as a reduced metal element or as a non-reduced compound by heating or reduction reaction in the furnace. Although it can exist in a gas state in the (arc temperature region), it exists in a liquid or solid state away from the arc.
また、上記実施形態では、塊状金属原料としての炭材内装酸化金属塊成化物Bおよび溶融金属14を構成する金属元素として鉄(Fe)のみを例示したが、Feの他、Ni、Mn、Cr等の非鉄金属を含有してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although only iron (Fe) was illustrated as a metal element which comprises the carbonaceous material interior metal oxide agglomerate B as a lump metal raw material, and the
また、上記実施形態では、溶融スラグの塩基度調整手段として、炭材内装酸化金属塊成化物Bに予めCaO源やMgO源を添加しておく手段を例示したが、この手段に代えてまたは加えて、原料装入シュート4から炭材内装酸化金属塊成化物Bとともに石灰石やドロマイトを装入するようにしてもよいし、別途設けたシュートから炭材内装酸化金属塊成化物Bとは別に装入するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the means which adds a CaO source and a MgO source previously to carbonaceous material interior metal oxide agglomerate B was illustrated as a basicity adjustment means of molten slag, it replaced with or added to this means The raw
また、上記実施形態では、原料充填層12を形成する炭材として、石炭を例示したが、コークスを用いてもよい。コークスを用いた場合、すでに乾留されており、炉内で揮発分が発生しないため、二次燃焼への寄与は低下するものの、石炭より粉化されにくいので、飛散ロス量を低減できるメリットがある。
Moreover, in the said embodiment, although coal was illustrated as a carbon material which forms the raw material packed
さらには、原料充填層12を形成する充填層形成用原料として、石炭やコークスなどの炭材に代えてまたは加えて塊状金属原料を用いてもよい。原料充填層12を形成する原料として塊状金属原料を用いても、溶鉄との接触部分においては還元・溶融ないしは浸炭・溶解が進行するものの、該溶鉄との接触部分から離れた部分には熱が伝わりにくく、塊状金属原料は固体状態に維持されるため、一旦形成された原料充填層12は長期間充填層状態に保たれる。また、原料充填層12内の温度は上記溶鉄との接触部分から離れて炉壁に近づくほど低下するので、溶融FeOの形成による耐火物の損傷も問題とならない。
Furthermore, a bulk metal raw material may be used as a filling layer forming raw material for forming the raw
また、上記実施形態では、出銑孔7と排滓孔8とを、対向する側壁にそれぞれ分けて設置する例を示したが、同じ側壁側に両者とも設置してもよいし、あるいは、排滓孔8を省略して出銑孔7のみを設置し、該出銑孔7から溶鉄と溶融スラグを排出するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the example in which the
1…炉天井部
1’…傾斜天井部
1a…立ち上がり部
1b…突端部
1c…ステップ部
1d…下り斜面
2…炉幅の端部
3…排ガスダクト
4…原料装入シュート
5…電極
6…二次燃焼バーナ
7…出銑孔
8…出滓孔
9、10、11…隔壁
12…原料充填層
12a…斜面
13…塊状金属原料層(ペレット層)
14…溶融金属層(溶鉄層)
15…溶融スラグ層
A…炭材(石炭)
B…塊状金属原料(炭材内装酸化金属塊成化物、炭材内装酸化鉄ペレット)
C…酸素含有ガス(酸素)
DESCRIPTION OF
14 ... Molten metal layer (molten iron layer)
15 ... Molten slag layer A ... Carbonaceous material (coal)
B ... Bulk metal raw material (carbon material-incorporated metal oxide agglomerates, carbon-inner iron oxide pellets)
C ... Oxygen-containing gas (oxygen)
Claims (8)
前記原料装入シュートは炉幅の片端部に設置される一方、前記電気加熱手段は、該電気加熱手段で加熱される電気加熱領域が炉幅の他端部に存在するように設置されるとともに、炉上部に二次燃焼バーナが設置され、
予め、前記原料装入シュートから炭材および/または塊状金属原料を所定量炉内に装入して、前記炉幅の片端部から前記電気加熱領域に向かう下り勾配の斜面を有する原料充填層を形成しておき、
次いで、前記原料装入シュートから塊状金属原料を連続的または間欠的に装入して、前記原料充填層の斜面上に塊状金属原料層を形成し、
その後、前記電気加熱手段にて電気加熱を行って、前記塊状金属原料層の下端部近傍の塊状金属原料を順次溶融することにより、炉内に溶融金属層と溶融スラグ層を形成するとともに、前記塊状金属原料層を前記原料充填層の斜面に沿って降下させつつ、前記二次燃焼バーナから前記塊状金属原料層より上方の炉内空間部に酸素含有ガスを吹き込んで、前記塊状金属原料層から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その放射熱により前記塊状金属原料層を加熱し還元することにより溶融金属を製造する溶融金属製造装置であって、
前記定置式非傾動型電気炉の炉天井部が、前記炉幅の片端部から前記炉幅の他端部に向かって全体として下り勾配となる傾斜天井部からなることを特徴とする溶融金属製造装置。 An exhaust gas duct and a raw material charging chute are connected to the upper part of a stationary non-tilting electric furnace having electric heating means,
The raw material charging chute is installed at one end of the furnace width, while the electric heating means is installed so that an electric heating region heated by the electric heating means exists at the other end of the furnace width. A secondary combustion burner is installed at the top of the furnace,
A raw material packed layer having a slope inclined downward from one end of the furnace width toward the electric heating region is charged in advance with a predetermined amount of carbonaceous material and / or massive metal raw material from the raw material charging chute. Formed,
Then, a bulk metal raw material is charged continuously or intermittently from the raw material charging chute to form a bulk metal raw material layer on the slope of the raw material packed layer,
Thereafter, by performing electric heating with the electric heating means, and sequentially melting the massive metal raw material near the lower end of the massive metal raw material layer, a molten metal layer and a molten slag layer are formed in the furnace, and While lowering the massive metal raw material layer along the slope of the raw material packed layer, an oxygen-containing gas is blown from the secondary combustion burner into the space in the furnace above the massive metal raw material layer, and from the massive metal raw material layer A molten metal production apparatus for producing a molten metal by burning a generated CO-containing gas and heating and reducing the massive metal raw material layer with its radiant heat,
Molten metal production characterized in that the furnace ceiling part of the stationary non-tilting electric furnace is composed of an inclined ceiling part that has a downward slope as a whole from one end part of the furnace width toward the other end part of the furnace width. apparatus.
原料装入シュートは、炉幅の両端部にそれぞれ設置される一方、前記電気加熱手段は、該電気加熱手段で加熱される電気加熱領域が炉幅の中央部に存在するように設置されるとともに、炉上部に二次燃焼バーナが設置され、
予め、前記炉幅の両端部に設置した原料装入シュートから炭材および/または塊状金属原料を所定量炉内に装入して、該炉幅の両端部から前記電気加熱領域に向かう下り勾配の斜面を有する原料充填層を形成しておき、
次いで、前記炉幅の両端部に設置した原料装入シュートから塊状金属原料を連続的または間欠的に装入して、前記原料充填層の斜面上に塊状金属原料層を形成し、
その後、前記電気加熱手段にて電気加熱を行って、前記塊状金属原料層の下端部近傍の塊状金属原料を順次溶融することにより、炉内に溶融金属層と溶融スラグ層を形成するとともに、前記塊状金属原料層を前記原料充填層の斜面に沿って降下させつつ、前記二次燃焼バーナから前記塊状金属原料層より上方の炉内空間部に酸素含有ガスを吹き込んで、前記塊状金属原料層から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その放射熱により前記塊状金属原料層を加熱することにより溶融金属を製造する溶融金属製造装置であって、
前記定置式非傾動型電気炉の炉天井部が、前記炉幅の両端部から前記炉幅の中央部に向かって全体として下り勾配となる2つの傾斜天井部からなることを特徴とする溶融金属製造装置。 While connecting the exhaust gas duct and the raw material charging chute to the upper part of the stationary non-tilting electric furnace having electric heating means,
While the raw material charging chutes are respectively installed at both ends of the furnace width, the electric heating means is installed so that the electric heating region heated by the electric heating means exists in the central part of the furnace width. A secondary combustion burner is installed at the top of the furnace,
A predetermined amount of charcoal and / or massive metal raw material is charged into the furnace in advance from the raw material charging chutes installed at both ends of the furnace width, and a downward gradient from the both ends of the furnace width toward the electric heating region A raw material packed layer having a slope of
Next, a bulk metal raw material is charged continuously or intermittently from the raw material charging chutes installed at both ends of the furnace width to form a bulk metal raw material layer on the slope of the raw material packed layer,
Thereafter, by performing electric heating with the electric heating means, and sequentially melting the massive metal raw material near the lower end of the massive metal raw material layer, a molten metal layer and a molten slag layer are formed in the furnace, and While lowering the massive metal raw material layer along the slope of the raw material packed layer, an oxygen-containing gas is blown from the secondary combustion burner into the space in the furnace above the massive metal raw material layer, and from the massive metal raw material layer A molten metal production apparatus for producing a molten metal by burning a generated CO-containing gas and heating the massive metal raw material layer with its radiant heat,
The molten metal, wherein the furnace ceiling part of the stationary non-tilting electric furnace is composed of two inclined ceiling parts that are downwardly inclined as a whole from both ends of the furnace width toward the center part of the furnace width. manufacturing device.
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