[发明专利]铁浴式熔融炉

说明书

技术领域

本发明涉及熔融固体还原铁、废钢等原料铁源来制造铁水的铁浴式熔融炉。

背景技术

在铁浴式熔融炉中，是通过吹氧来使铁液中的碳和/或所供给的碳材燃烧，从而熔融原料铁源而制造铁水，但炉内蓄积的铁水需要取出到炉外。作为其取出方式虽然提出有各种方式，但任何方式均留有以下这样的问题点，现状是尚不存在已经确立的方式。

作为铁浴式熔融炉，历来大量提出有使用转炉型炉的方式(例如参照专利文献1)。但是，使用转炉型的铁浴式熔融炉时所存在的问题是，因为要停止吹氧(即，中止铁水的制造)并使炉体倾动而排出铁水和熔融炉渣(以下也简称为“熔渣”。)，所以，由于该吹炼停止而导致铁水的生产率降低。此外还存在的问题是，出铁中由于从炉体表面向外部空气发生的热损失导致炉内熔汤温度降低，因此在之后的吹炼中，就需要在装入原料铁源前补偿该温度降低部分而进行升温操作，铁水的生产率进一步降低。

另一方面，作为铁浴式熔融炉，公开有一种连续出铁式的熔融炉，其在炉底侧部形成有出铁、出渣口，并且在该出铁、出渣口的前面设有被称为所谓前炉的耐火材料结构体，在该耐火材料结构体(前炉)内部，形成有从上述出铁、出渣口顺着出铁槽直通到出铁位置的连续出铁用的通路(参照专利文献2)。但是，在这样的连续出铁式的熔融炉中存在的问题是，从前炉到出铁槽之间的热损失大，需要辅助燃烧器的加热等，例如因原料供给设备、氧供给设备等所发生的设备故障而中断熔融吹炼时，从前炉到出铁槽之间，铁水、熔融炉渣凝固堵塞，复原则需要投入极大的时间和费用。另外，因为铁水不是分批而是连续地排出，所以，以铁水包接取用于在分批工序的后段、即炼钢工序中使用的所需要的铁水量费时，初期被排出的铁水的温度下降不能忽视，最坏的情况是铁水有可能在铁水包内凝固。

另外，还公开有一种铁浴式熔融还原炉，其是在使炉体直立的状态下，从设于炉侧的固定式的出铁孔和排渣孔间歇性地将铁水和熔融炉渣取出到炉外(参照专利文献3)。但是其存在的问题是，若从这样的固定式的出铁孔、排渣孔取出铁水、熔融炉渣，则出铁口的耐火材料砌块(以下也简称为“耐火材料”。)因铁水流而磨耗，排渣孔的耐火材料因含有高FeO的熔渣而氧化，可以预见这会导致其分别发生显著的损耗，炉寿命极度缩短。为了延长炉寿命，也考虑进行出铁孔、排渣孔的耐火材料的修补，但是这样需要长时间中止作业，有生产率大幅降低的问题。

专利文献1：日本特公平3-49964号公报

专利文献2：日本特开2001-303114号公报

专利文献3：日本特开平5-125419号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种铁浴式熔融炉，是利用含氧气体使铁水中的碳和/或所供给的碳材燃烧所产生的燃烧热来熔融原料铁源而制造铁水的铁浴式熔融炉，既可长期稳定确保高生产率，又可大幅度延长炉寿命。

本发明人等为了确保上述课题之中的高生产率，出铁、出渣不以上述专利文献1那样的倾动方式进行，而是在使炉体直立的状态下进行。但是，连续的出铁、出渣如上述专利文献2所述，技术性的课题很多，被判断为实用化困难，因此与上述专利文献3一样，采用间歇的出铁、出渣的方式。而且，为了大幅延长炉寿命，认为有效的是筹划进行速度控制的出铁孔和排渣孔的配置和构造，和种研究的结果是完成了以下的发明。

在本发明的第一形态中，其构成为，铁浴式熔融炉具有炉体和贯穿设置于所述炉体的高度方向上的不同位置的多个出炉口(tap hole)，原料铁源与碳材和造渣材料被一起装入炉内，进而吹入含氧气体，由此使所述碳材和/或铁水中的碳燃烧而得到燃烧热，在该燃烧热下，所述原料铁源熔融而生成铁水和熔融炉渣，从所述多个出炉口之中的最上层的出炉口依次转换到下方的出炉口而用于出铁、出渣，由此所述铁水和所述熔融炉渣在所述炉体直立的状态下被间歇地取出到炉外而制造铁水。

在本发明的第二形态中，也可以构成为，在炉内所保持的铁水层的质量保持在恒定范围的条件下，所述出炉口的转换可对应于伴随炉内衬耐火材料的损耗的进行而变化的所述生铁水层的汤面位置来进行。

在本发明的第三形态中，也可以构成为，所述出炉口分别对应其使用顺序，预先对1个或多个材质的耐火材料进行优化配材。

根据本发明，因为是在使炉体直立的状态下进行出铁、出渣，所以能够高而稳定地确保铁水的生产率，并且通过依次转换使用设于炉侧的高度方向上的多个出炉口，使现有1个出炉口的耐火材料的集中损耗分散给了多个出炉口的耐火材料，因此结果是使炉寿命大幅地延长。

附图说明