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公開番号2025114255
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2024008840
出願日2024-01-24
発明の名称溶鉄の製造方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類C21B 11/10 20060101AFI20250729BHJP(鉄冶金)
要約【課題】上部電極を有する電気炉を用いた溶鉄の製造方法において、電気炉内の溶鉄に固体炭素源を添加した際の溶鉄への着熱や加炭効率を向上させることのできる、溶鉄の製造方法を提供する。
【解決手段】固体炭素源を炉内に吹き込むための送炭ランス4と、1本以上n本の上部電極10を有する電気炉において、
固体炭素源としてみかけ密度が350～600kg/m³の固体炭素源を用い、送炭ランス4の中心軸を延長した線と静止溶鉄面6とが交わる点P_Lと、各上部電極の中心軸を延長した線と静止溶鉄面が交わる点P_E1、P_E2、…、P_Enとの距離x₁、x₂、…、x_n(mm)のうち最小のx_iが式(1)を満たすように固体炭素源を供給する。
x_i≧r_E+0.65V_A (1)
ただしr_E:上部電極半径(mm)、V_A:アーク電圧(V)とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
固体炭素源を炉内に吹き込むためのランス（以下、送炭ランスと呼称する）と、１本以上ｎ本の上部電極を有する電気炉において、
前記固体炭素源としてみかけ密度が３５０～６００ｋｇ／ｍ
３
の固体炭素源を用い、前記送炭ランスの中心軸を延長した線と静止溶鉄面とが交わる点を点Ｐ
Ｌ
とし、前記各上部電極の中心軸を延長した線と静止溶鉄面が交わる点を点Ｐ
Ｅ１
、Ｐ
Ｅ２
、…、Ｐ
Ｅｎ
とし、
前記点Ｐ
Ｌ
と前記点Ｐ
Ｅ１
、Ｐ
Ｅ２
、…、Ｐ
Ｅｎ
との距離ｘ
１
、ｘ
２
、…、ｘ
ｎ
（ｍｍ）のうち最小のものをｘ
ｉ
とし、
前記ｘ
ｉ
が下記の式（１）を満たすように固体炭素源を供給することを特徴とする溶鉄の製造方法。
ｘ
ｉ
≧ｒ
Ｅ
＋０．６５Ｖ
Ａ
（１）
ただしｒ
Ｅ
：上部電極半径（ｍｍ）、Ｖ
Ａ
：アーク電圧（Ｖ）、ｎ：上部電極の本数とする。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記電気炉が炉内に酸素ガスを吹込むための１本以上ｍ本のランス（以下、送酸ランスと呼称する）を有し、前記送酸ランスの中心軸を延長した線と前記静止溶鉄面が交わる点を点Ｐ
Ｏ１
、Ｐ
Ｏ２
、…、Ｐ
Ｏｍ
とし、
前記点Ｐ
Ｏ１
、Ｐ
Ｏ２
、…、Ｐ
Ｏｍ
と前記Ｐ
Ｌ
との距離ｘ
Ｏ１
、ｘ
Ｏ２
、…、ｘ
Ｏｍ
（ｍｍ）が下記の式（２）を満たすように固体炭素源を供給することを特徴とする請求項１に記載の溶鉄の製造方法。
ｘ
Ｏｋ
≧ｒ
Ｎｋ
＋０．２７ｄ
ｋ
（ｋ＝１，２，…，ｍ）（２）
ただし、ｍ：送酸ランスの本数、ｒ
Ｎｋ
：Ｐ
Ｏｋ
に対応する送酸ランスの出口半径（ｍｍ）、ｄ
ｋ
：Ｐ
Ｏｋ
に対応する送酸ランスの先端中心からＰ
Ｏｋ
までの距離（ｍｍ）とする。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部電極を有する電気炉を用いた溶鉄の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
製鉄業において、高炉製鉄法では鉄鉱石を主原料とし、還元材としてコークスが大量に使用される。そのため地球温暖化を防止する観点から、還元材を必要としない製鉄法として、電気炉製鋼法が注目されている。電気炉製鋼法においても、補助燃料として石炭等の炭材が用いられる。これらの炭材についても、地球温暖化を防止するための化石燃料使用削減やゼロエミッションを目的とした廃棄物の再利用の観点から、植物を炭化して製造されるバイオマス炭や廃プラスチック、製紙廃材等の代替品が検討されている。例えば、特許文献１においてはアーク炉製鋼法においてバイオマス炭を補助燃料または加炭材として用いる技術が公開されている。以下、固体で添加される炭材とその代替品を固体炭素源と総称する。
【０００３】
固体炭素源はみかけ密度の小さいものを含む。電気炉内には強い気流が存在するため、みかけ密度の小さい固体炭素源をそのまま電気炉内に添加すると、容易に飛散し、溶鉄への着熱や加炭が妨げられる課題がある。固体炭素源の飛散を抑制する方法として、特許文献１ではヤシガラを原料に用いることで嵩密度の大きいバイオマス炭を利用する方法が公開されている。しかしこの方法は、固定炭素源の原料や製造方法を限定するものであり汎用性に欠ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－０４６７２６号公報
【非特許文献】
【０００５】
南條敏夫著「アーク加熱講座アーク加熱の基礎と応用（２）」エレクトロヒート第２７巻４号７３～８４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上部電極を有する電気炉を用いた溶鉄の製造方法において、電気炉内の溶鉄に固体炭素源を添加した際の溶鉄への着熱や加炭効率を向上させることのできる、溶鉄の製造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】
【０００７】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
［１］固体炭素源を炉内に吹き込むためのランス（以下、送炭ランスと呼称する）と、１本以上ｎ本の上部電極を有する電気炉において、
前記固体炭素源としてみかけ密度が３５０～６００ｋｇ／ｍ
３
の固体炭素源を用い、前記送炭ランスの中心軸を延長した線と静止溶鉄面とが交わる点を点Ｐ
Ｌ
とし、前記各上部電極の中心軸を延長した線と静止溶鉄面が交わる点を点Ｐ
Ｅ１
、Ｐ
Ｅ２
、…、Ｐ
Ｅｎ
とし、
前記点Ｐ
Ｌ
と前記点Ｐ
Ｅ１
、Ｐ
Ｅ２
、…、Ｐ
Ｅｎ
との距離ｘ
１
、ｘ
２
、…、ｘ
ｎ
（ｍｍ）のうち最小のものをｘ
ｉ
とし、
前記ｘ
ｉ
が下記の式（１）を満たすように固体炭素源を供給することを特徴とする溶鉄の製造方法。
ｘ
ｉ
≧ｒ
Ｅ
＋０．６５Ｖ
Ａ
（１）
ただしｒ
Ｅ
：上部電極半径（ｍｍ）、Ｖ
Ａ
：アーク電圧（Ｖ）、ｎ：上部電極の本数とする。
【０００８】
［２］前記電気炉が炉内に酸素ガスを吹込むための１本以上ｍ本のランス（以下、送酸ランスと呼称する）を有し、前記送酸ランスの中心軸を延長した線と前記静止溶鉄面が交わる点を点Ｐ
Ｏ１
、Ｐ
Ｏ２
、…、Ｐ
Ｏｍ
とし、
前記点Ｐ
Ｏ１
、Ｐ
Ｏ２
、…、Ｐ
Ｏｍ
と前記Ｐ
Ｌ
との距離ｘ
Ｏ１
、ｘ
Ｏ２
、…、ｘ
Ｏｍ
（ｍｍ）が下記の式（２）を満たすように固体炭素源を供給することを特徴とする［１］に記載の溶鉄の製造方法。
ｘ
Ｏｋ
≧ｒ
Ｎｋ
＋０．２７ｄ
ｋ
（ｋ＝１，２，…，ｍ）（２）
ただし、ｍ：送酸ランスの本数、ｒ
Ｎｋ
：Ｐ
Ｏｋ
に対応する送酸ランスの出口半径（ｍｍ）、ｄ
ｋ
：Ｐ
Ｏｋ
に対応する送酸ランスの先端中心からＰ
Ｏｋ
までの距離（ｍｍ）とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、溶鉄の製造方法において、みかけ密度の小さい固体炭素源の飛散を抑制し、電気炉における加炭材および補助燃料としての利用を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
上部電極を有する電気炉の正面断面図である。
上部電極、アークジェット、送酸ランス、送炭ランスの位置関係を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面断面図である。
上部電極、送酸ランス、送炭ランスの位置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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