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公開番号2025103992
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221790
出願日2023-12-27
発明の名称電気炉への還元鉄の装入方法
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人ATEN
主分類C21C 5/52 20060101AFI20250702BHJP(鉄冶金)
要約【課題】アーク式電気炉により溶鋼を製造する際、電力投入量の増大を抑える。
【解決手段】電極に通電していないとき炉本体に鉄源を装入する装入期の後、電極に通電することにより炉本体内の鉄源を溶解する溶解期において、電極に通電しながら、還元鉄を、炉本体内の鉄源に形成され、かつ、溶解鉄源と未溶解鉄源とに囲まれたボーリング孔に装入する。溶解期において下記(1)式を満たすとき還元鉄の装入を開始する。
E/(A+1.56×B)≦190 ・・・(1)
Aは、溶解期における還元鉄の装入開始前に、炉本体に装入された鉄源のうち還元鉄以外の鉄源の量(ton)である。Bは、溶解期における還元鉄装入開始前に、炉本体に装入された鉄源に含まれる還元鉄の量(ton)である。Eは、溶解期における還元鉄装入開始前に、前記アーク式電気炉に投入された電力量(kWh)である。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
アーク式電気炉により還元鉄を含む鉄源を用いて溶鋼を製造するとき、前記アーク式電気炉に還元鉄を装入する方法であり、
前記アーク式電気炉は、炉本体と、少なくとも前記炉本体の上方に設置された電極とを有し、
前記電極に通電していないとき前記炉本体に鉄源を装入する装入期の後に、前記電極に通電することにより前記炉本体内の鉄源を溶解する溶解期において、
前記電極に通電しながら、還元鉄を、前記炉本体内の鉄源に形成され、かつ、溶解鉄源と未溶解鉄源とに囲まれたボーリング孔に装入し、
前記溶解期において、下記（１）式を満たすとき還元鉄の装入を開始する
Ｅ／（Ａ＋１．５６×Ｂ）≦１９０・・・（１）
ことを特徴とする電気炉への還元鉄の装入方法。
ここで、
Ａは、前記溶解期における還元鉄装入開始前に、前記炉本体に装入された鉄源のうち還元鉄以外の鉄源の量（ｔｏｎ）であり、
Ｂは、前記溶解期における還元鉄装入開始前に、前記炉本体に装入された鉄源に含まれる還元鉄の量（ｔｏｎ）であり、
Ｅは、前記溶解期における還元鉄装入開始前に、前記アーク式電気炉に投入された電力量（ｋＷｈ）である

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク式電気炉により還元鉄を含む鉄源を用いて溶鋼を製造するとき、アーク式に電気炉に還元鉄を装入する方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、スクラップなどの鉄源をアーク式電気炉へ装入し、溶鋼を製造する方法が知られている。電気炉には、少なくとも炉の上方に電極が設置されている。電極の下端部と炉内の鉄源との間でアークを発生させることにより炉内の鉄源を溶解し、溶鋼を製造する。
【０００３】
炉内には、電極から近く、熱が伝わりやすいホットスポットと呼ばれる位置と、電極から遠く、熱が伝わりにくいコールドスポットと呼ばれる位置とが存在する。コールドスポットに位置する鉄源は未溶解のまま残り続けるため、電極の通電時間を長くするなどによりコールドスポットの鉄源を溶解している。しかし、通電時間の延長に伴う熱ロスの増大、電気炉への電力投入量の増大など、操業上の悪影響をもたらす。
【０００４】
コールドスポットに位置する金属を溶融するため、例えば、炉内に向けて設置されたサイドバーナーからＬＮＧ（液化天然ガス）と酸素を供給してカッティングを行う方法が知られている。また、特許文献１には、鉄源の溶解中に炉を回転させることで、コールドスポットを電極に近付ける方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－８９２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気炉のコールドスポットとは、一般的に、炉内を上方からみたとき、水平方向について電極から遠い位置と説明されるが、それだけではない。電極の下端部近傍でアークが照射されることにより、炉内の鉄源は電極の下端部近傍から溶解し、電極の下端部近傍の鉄源の嵩が減少していく。それに応じて電極を降下させていくことから、電極の下端部近傍のアーク照射部位から遠い炉内上部もコールドスポットとなりうる。
【０００７】
特許文献１に記載された方法は、炉内上部のコールドスポットでなく、炉内を上方からみて水平方向について電極から遠いコールドスポットの鉄源を溶解する方法である。炉内上部のコールドスポットに位置する鉄源を溶解するためには、やはり電極の通電時間を長くすることが必要であるため、電力投入量が増大する。
【０００８】
また、上記特許文献１では、スクラップなどを鉄源とするが（特許文献１の[０００２]参照）、近年、電気炉で溶解する鉄源として還元鉄を使用することが検討されている。しかし、本願発明者らの知見から、炉内のコールドスポットでは還元鉄はスクラップと異なる挙動を示すことがわかった。また、還元鉄は、スクラップと比較して熱伝導が悪く、着熱効率も悪い。そのため電気炉で溶解する鉄源として還元鉄を使用する場合、スクラップなどを鉄源とする場合とは異なる固有の操業が必要であると考えられる。
【０００９】
本発明は、アーク式電気炉により還元鉄を含む鉄源を用いて溶鋼を製造するとき、熱効率を高め、電力投入量の増大を抑えることができる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】
【００１０】
本発明では、アーク式電気炉で溶解する鉄源として還元鉄を含む鉄源を使用する。本願発明者らは還元鉄について以下の知見を得た。
（【００１１】以降は省略されています）

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