JP2000119720A - Method and device for charging iron-making dust into smelting reduction furnace - Google Patents

Method and device for charging iron-making dust into smelting reduction furnace

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JP2000119720A
JP2000119720A JP28669498A JP28669498A JP2000119720A JP 2000119720 A JP2000119720 A JP 2000119720A JP 28669498 A JP28669498 A JP 28669498A JP 28669498 A JP28669498 A JP 28669498A JP 2000119720 A JP2000119720 A JP 2000119720A
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reduction furnace
smelting reduction
dust
furnace
smelting
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JP28669498A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Iwasaki
克博 岩崎
Shinichi Isozaki
進市 磯崎
Masahiro Kawakami
正弘 川上
Terutoshi Sawada
輝俊 澤田
Takeshi Sekiguchi
関口  毅
Masayuki Watabe
雅之 渡部
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Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for making inexpensive equipment as the molten iron producing technique in a substitution of a blast furnace method by utilizing the sensible heat of gas in a smelting reduction furnace and reducing the consumption of oxygen and the generating quantity of gas. SOLUTION: Iron-making dust containing moisture, single or together with ore, carbonaceous material, waste synthetic resin material or slag-making material, is exposed for a prescribed time in the high temp. atmosphere in the furnace or in a duct and after drying the moisture, and is charged into the bath part 71. In this furnace, a charged material staying position is formed. The dust can be charged with slurry 41. At this time, a shape-strengthening material for holding a necessary shape, is mixed or the slurry is coated with the shape-strengthening material and can be formed as bar-state. The staying time of the charged material according to raising/lowering of the bath temp. and heat load information of the furnace wall, and the charging position distribution in the horizontal cross section in the furnace, are adjusted. For example, the necessary staying time tr for drying the wet iron-making dust is tr=5W/S (wherein, W: the moisture ratio in the iron-making dust (outer content) S: the specific surface area of the iron-making dust ≡ α/dρ(m2/t) and α, d and ρ: the shape coefficient, typical diameter and bulk density of the iron-making dust, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高炉法によらな
い製鉄法であって、鉄鉱石を溶融還元して溶銑を製造す
る工程で、炭材を酸素含有ガスで二次燃焼させ、その熱
で酸化物鉱石を連続的に溶融還元製錬するプロセスにお
いて、酸素消費量及びプロセスガス発生量を減らし、設
備費が安価な装置を提供するための、溶融還元炉への製
鉄ダストを含む原料及び燃料を供給する方法及び装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an iron making method which does not rely on the blast furnace method. In the process of melting and reducing iron ore to produce hot metal, secondary combustion of carbon material with an oxygen-containing gas is performed. In the process of continuous smelting reduction smelting of oxide ore with, in order to reduce oxygen consumption and process gas generation and provide equipment with low equipment cost, raw materials including ironmaking dust to smelting reduction furnace and The present invention relates to a method and an apparatus for supplying fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に溶銑は高炉法により製造されてい
る。高炉法においてはコークスと焼結鉱を必要とし、コ
ークス炉と焼結機の操業が不可欠である。しかし、その
操業環境は厳しく制限されている。また、将来的にはコ
ークス用原料炭の資源不足が懸念されることや、世界的
視点でみると鉄源及びスクラップが偏在していること等
の問題発生が予想されている。そこで、一般炭と粉鉄鉱
石とを直接使用し、予備還元炉と鉄浴型溶融還元炉とを
直結した溶銑製造プロセス、即ち、溶融還元製鉄法が研
究されつつある。溶融還元製鉄法の代表的なプロセスと
して、DIOS法(Direct Iron Ore Smelting R
eduction Process)がある。この方法の基本は、炭材
を酸素含有ガスで二次燃焼させ、その熱で鉄鉱石を連続
的に溶融還元製錬して溶銑を得ることにある。
2. Description of the Related Art Generally, hot metal is produced by a blast furnace method. The blast furnace method requires coke and sinter, and operation of the coke oven and sintering machine is indispensable. However, its operating environment is severely restricted. In the future, it is expected that there will be a shortage of resources of coking coal, and that from a global perspective, iron sources and scrap are unevenly distributed. Therefore, a hot metal production process in which steam coal and fine iron ore are directly used and a preliminary reduction furnace and an iron bath type smelting reduction furnace are directly connected, that is, a smelting reduction iron making method is being studied. As a typical process of the smelting reduction iron making method, a DIOS method (Direct Iron Ore Smelting®) is used.
eduction Process). The basis of this method is to obtain hot metal by subjecting a carbon material to secondary combustion with an oxygen-containing gas and continuously smelting and reducing smelting of iron ore using the heat.

【0003】溶融還元製鉄法において解決すべき課題は
広範囲にわたっているが、高炉設備から圧延設備までを
擁する、いわゆる銑鋼一貫メーカー以外の多数の製鉄
所、即ちミニミルに溶融還元製鉄法を導入する場合に
は、鉄鉱石の溶融還元製錬に必要な酸素の消費量および
それからのガス発生量を低減し、設備費用が安価な溶融
還元プロセスが求められる。
[0003] The problems to be solved in the smelting reduction steelmaking method are wide-ranging, but when introducing the smelting reduction steelmaking method to a number of steel mills other than the so-called integrated pig steel maker, that is, from a blast furnace facility to a rolling mill, that is, a mini mill. Therefore, there is a need for a smelting reduction process that reduces the amount of oxygen required for smelting reduction smelting of iron ore and the amount of gas generated therefrom, and that has low equipment costs.

【0004】DIOS法については、例えば、「新鉄源
の最近の動向」(日本鉄鋼協会製鉄プロセスフォーラ
ム、平成8年9月29日、p42〜51)に開示されて
いる(以下、「先行技術1」という)。
The DIOS method is disclosed, for example, in "Recent Trends in New Iron Sources" (Iron Process Forum of the Iron and Steel Institute of Japan, September 29, 1996, pp. 42-51) (hereinafter, "prior art"). 1 ").

【0005】図12は、先行技術1による溶融還元製鉄
法のパイロットプラントのプロセスフローの要部であ
る。これによれば、粉粒状の鉄鉱石76を予熱炉77で
予熱し、予熱鉱石76’を流動層型の予備還元炉2に装
入し、700〜800℃まで予熱し、20%前後まで予
備還元した予備還元鉱石76”を、鉄浴型の溶融還元炉
1へ装入する。予備還元炉2として流動層を採用してい
るので、これに装入する鉄鉱石76の粒度は、シャフト
炉のような通気性劣化の問題がなく、鉄鉱石の粒径は−
8mm程度以下の小粒ないし粉状のいわゆるシンターフ
ィードを使用することができる利点がある。
FIG. 12 shows a main part of a process flow of a pilot plant of the smelting reduction iron making method according to Prior Art 1. According to this, the powdery ore 76 is preheated in the preheating furnace 77, the preheated ore 76 'is charged into the fluidized bed type prereduction furnace 2, preheated to 700 to 800C, and preheated to about 20%. The reduced pre-reduced ore 76 "is charged into an iron bath type smelting reduction furnace 1. Since a fluidized bed is employed as the pre-reduction furnace 2, the particle size of the iron ore 76 charged therein is determined by a shaft furnace. The iron ore has a particle size of-
There is an advantage that a so-called sinter feed in the form of small particles or powder having a size of about 8 mm or less can be used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術には
次のような問題点がある。先行技術1におけるように、
二次燃焼タイプの溶融還元炉との組み合わせでは、鉄鉱
石の到達還元率は熱力学的に33%を超えることはでき
ず、石炭原単位は700kg/t以上、酸素原単位がほ
ぼ500Nm3 /t以上、生成ガスの顕熱・潜熱が1〜
2Gcal/tとなる。このように作業用材料の使用原
単位規模の大きなプロセスを成立させるための酸素プラ
ントやガス処理・エネルギー転換プラントの規模は極め
て大きくなる。また、鉱石、石炭及び副原料等は密閉炉
内へ投入して使用されるので、これら鉄鉱石等が投入系
統で付着したり、閉塞したりするのを回避しなければな
らない。従って、密閉炉内へのこれらの投入に際して
は、予め、乾燥しておくことが必要であり、そのための
必要蒸気量は数百kg/tに達し、設備費を増大させる
原因となっている(問題点1)。
The above prior art has the following problems. As in Prior Art 1,
In combination with the smelting reduction furnace of the secondary combustion type, the ultimate reduction rate of iron ore cannot thermodynamically exceed 33%, the unit consumption of coal is 700 kg / t or more, and the unit consumption of oxygen is almost 500 Nm 3 /. t or more, the sensible heat and latent heat of the generated gas are 1 to
2 Gcal / t. As described above, the scale of an oxygen plant or a gas processing / energy conversion plant for establishing a process with a large unit consumption of working materials becomes extremely large. In addition, since ore, coal, auxiliary raw materials and the like are used by being charged into a closed furnace, it is necessary to avoid the iron ore and the like from adhering or clogging in the charging system. Therefore, it is necessary to dry them before putting them into a closed furnace, and the amount of steam required for that purpose reaches several hundred kg / t, which causes an increase in equipment cost ( Problem 1).

【0007】溶融還元製鉄法は、前述したように使用で
きる原料や燃料に自由度があるという点では非常に優れ
ている。しかし、褐炭から亜レキ青炭に至る低品質で含
水率の高い石炭や、褐鉄鉱から水酸化鉄鉱に至る低品質
で高含水率の鉱石を使用するためには、乾燥設備費が莫
大となるため、商業上はこれらを活用するのは問題であ
る。
[0007] The smelting reduction steelmaking method is very excellent in that the raw materials and fuels that can be used are flexible as described above. However, the cost of drying equipment is enormous in order to use low-quality, high-moisture-content coal ranging from lignite to lignite-blue coal, and low-quality, high-moisture ore ranging from limonite to hydroxide hydroxide. It is problematic to use them commercially.

【0008】このような問題を改善するために、特開平
6−271919号公報には次の技術が開示されている
(以下、「先行技術2」という)。即ち、鉱石と石炭と
を予め別の炉で処理して高還元鉱石とする。これを使用
することにより、諸原材料の使用原単位が低減する。し
かし、新たに、ロータリーキルンのような炉を新設する
必要が生じる点が問題である。また、予備処理をするた
めの炉への原料装入に際しても乾燥は必要である。ま
た、そのロータリーキルン形式の炉においては、処理温
度を500℃〜900℃に限定し、鉱石の金属化を促
し、石炭中揮発分を除去するための1200℃以上の高
温での処理については、言及していない。
In order to improve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-271919 discloses the following technique (hereinafter referred to as "prior art 2"). That is, the ore and the coal are preliminarily treated in another furnace to obtain a high reduction ore. By using this, the unit consumption of various raw materials is reduced. However, there is a problem that a new furnace such as a rotary kiln needs to be newly constructed. Drying is also required when charging raw materials into a furnace for pretreatment. In the rotary kiln type furnace, the treatment temperature is limited to 500 ° C. to 900 ° C., and the treatment at a high temperature of 1200 ° C. or more to promote metallization of ore and remove volatile matter in coal is mentioned. I haven't.

【0009】更に、溶融還元炉ガスをロータリーキルン
へ導入するフローが図示されている。しかし、溶融還元
炉において炉内ガス酸化度即ち(CO2 +H2 O)/
(CO+CO2 +H2 +H2 O)×100%が25%以
上での二次燃焼操業が行なわれる場合には、炉壁への熱
負荷が大きく、浴直上の雰囲気温度が1800℃前後、
場合により2000℃を超えるので構造体の耐火性の観
点から耐火物では耐えられず、水冷構造としなければな
らない。更にこの場合、溶融スラグの飛散、付着・堆積
による炉口部の閉塞を抑制するため、炉壁高さの内数m
以上の炉体水冷化が必須である。そのために高温ガスか
ら水冷構造体へのヒートロスは極めて大きくなる。従っ
て、先行技術2の場合、ロータリーキルンへは1000
℃前後まで低下したガスを導入することになるので、溶
融還元炉ガスの顕熱を有効利用するという点からも非効
率的である(問題点2)。
Further, a flow for introducing the smelting reduction furnace gas into the rotary kiln is shown. However, in the smelting reduction furnace, the degree of gas oxidation in the furnace, that is, (CO 2 + H 2 O) /
When the secondary combustion operation is performed when (CO + CO 2 + H 2 + H 2 O) × 100% is 25% or more, the heat load on the furnace wall is large, the ambient temperature immediately above the bath is about 1800 ° C.,
Since the temperature may exceed 2000 ° C. in some cases, a refractory cannot withstand the fire resistance of the structure, and the structure must be a water-cooled structure. Further, in this case, in order to suppress the obstruction of the furnace port due to scattering, adhesion and deposition of the molten slag, several m of the furnace wall height are required.
The above water cooling of the furnace body is essential. Therefore, heat loss from the high-temperature gas to the water-cooled structure becomes extremely large. Therefore, in the case of the prior art 2, 1000 is required for the rotary kiln.
Since the gas whose temperature has been lowered to about ℃ is introduced, it is inefficient from the viewpoint of effectively utilizing the sensible heat of the smelting reduction furnace gas (problem 2).

【0010】特開平4−32505号公報には、圧縮成
形した石炭を、また、特開平3−287708号公報に
は、粉石炭と粉鉱石を混合成形したものを溶融還元炉へ
投入することにより、原・燃料の飛散を抑制し、二次燃
焼率の安定的向上をねらっている(それぞれ、「先行技
術3」及び「先行技術4」)。しかしながら、この方法
では基本的に、上記の問題点の抜本的解決とはならなか
った。但し、鉱石や石炭をスラリー状にして扱えば、搬
送は容易で粉塵発生の問題もない。一方、含水率の高い
原・燃料が溶融還元炉に直接投入されると、水分の蒸発
のみならず、炭材等との間での水分の分解吸熱反応が生
じるため、石炭原単位、酸素原単位の著しい増大を招
き、望ましくない(問題点3)。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-32505 discloses a method in which compression-molded coal is introduced into a smelting reduction furnace, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-287708 discloses a method in which a mixture obtained by mixing and molding fine coal and fine ore is introduced into a smelting reduction furnace. The aim is to suppress the scattering of raw materials and fuel and to stably improve the secondary combustion rate ("Prior Art 3" and "Prior Art 4", respectively). However, this method has not basically been a drastic solution to the above problem. However, if the ore or coal is handled in the form of a slurry, the transportation is easy and there is no problem of dust generation. On the other hand, when raw materials and fuels with a high water content are directly introduced into the smelting reduction furnace, not only evaporation of water, but also decomposition and endothermic reaction of water with carbonaceous materials, etc. This leads to a significant increase in units, which is undesirable (problem 3).

【0011】ここで、成形物の厚さを7mmで試験して
いるが、強度や石炭粒度が大きい場合の粉砕を考慮すれ
ば、厚さはより厚い方が望ましいとしている。また、予
備還元炉へのスラリー状鉱石の投入については、局所的
温度降下と凝集等の操業不安定が生じるため連続安定操
業を妨げ、望ましくない(問題点4)。
Here, the thickness of the molded product is tested at 7 mm, but it is considered that a larger thickness is desirable in consideration of the strength and the pulverization when the coal particle size is large. In addition, the operation of injecting slurry-like ore into the preliminary reduction furnace is not desirable because local unstable operation such as local temperature drop and agglomeration occurs, which hinders continuous stable operation (problem 4).

【0012】また、先行技術1、3及び4では、装入物
と溶融還元炉ガスとの接触時間が高々数秒と短いので、
通常の装入物粒度では、装入物からの水分蒸発や炭材の
脱揮等の改善は望めなかった。ガスとの接触時間は、自
由落下させても数秒しかかからず、気送したりインジェ
クションした場合は更に短時間となり、投入位置を溶融
還元炉より上のフードやダクトの部分にしたとしても、
ガスとの接触は殆ど長くならない。原料・燃料投入に際
し、ガスと原燃料間の熱交換及び反応は、1mm以下の
細かいもの以外には望めない(問題点5)。
In the prior arts 1, 3 and 4, the contact time between the charge and the smelting reduction furnace gas is as short as several seconds at most.
With the usual particle size of the charge, no improvement such as evaporation of water from the charge or devolatilization of the carbon material could be expected. The contact time with the gas takes only a few seconds even if it falls freely, and it becomes even shorter when pneumatically or injected, even if the charging position is in the hood or duct above the smelting reduction furnace,
Contact with the gas is hardly long. When the raw materials and fuel are charged, the heat exchange and reaction between the gas and the raw fuel cannot be expected except for fine ones of 1 mm or less (problem 5).

【0013】従って、この発明の目的は、上述した問題
点を解決ないし回避して、高炉法に代わる溶銑製造技術
として、溶融還元炉ガスの顕熱を利用して、製錬プロセ
スにおける酸素消費量及びガス発生量を減らすと共にこ
れをできるだけ利用し、かくして、設備費用が安価な、
金属の溶融還元製錬方法を提供することにある。
[0013] Accordingly, an object of the present invention is to solve or avoid the above-mentioned problems, and to use the sensible heat of a smelting reduction furnace gas as a hot metal production technique instead of the blast furnace method, using the sensible heat of smelting reduction furnace gas. And reduce the amount of gas generated and utilize this as much as possible, thus reducing equipment costs.
An object of the present invention is to provide a smelting reduction smelting method for metals.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述した観点から、本発
明者等は、金属の溶融還元製錬方法を開発すべく鋭意研
究を重ねた。即ち、先行技術1に関する試験結果を詳細
に検討し、実験を重ねた。本発明は、新たに炉を増設す
ることなく、特に、種々の製鉄ダストを安価に有効活用
するために、溶融還元炉生成ガスの顕熱を活用すること
により、問題を解決したものである。その要旨は次の通
りである。
In view of the above, the present inventors have conducted intensive studies to develop a smelting reduction smelting method for metals. That is, the test results on Prior Art 1 were examined in detail, and experiments were repeated. The present invention has solved the problem by utilizing the sensible heat of the gas generated by the smelting reduction furnace without newly adding a furnace, and in particular, in order to effectively utilize various ironmaking dusts at low cost. The summary is as follows.

【0015】請求項1記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、溶融還元炉で鉱石を製錬する工程におい
て水分を含んだ製鉄ダストと、鉱石、炭材、廃合成樹脂
材及び造滓材の内から選ばれた1種以上とを含む混合物
からなる装入物を、上記溶融還元炉へ装入する方法であ
って、上記装入物を予めスラリー状態に形成し、このス
ラリーに当該スラリーの形状を保持強化するための形状
強化物質を混合し、又は当該スラリーを形状強化薄板状
材料で被覆して棒状ないし板状にし、こうして得られた
装入物スラリーを、上記溶融還元炉における製錬中に、
当該溶融還元炉から発生する高温ガスの当該溶融還元炉
内雰囲気に曝しつつ、上記溶融還元炉の浴部へ装入する
ことに特徴を有するものである。こうして、溶融還元炉
への装入物の水分や揮発分を蒸発させる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for charging iron-making dust into a smelting reduction furnace, wherein the iron-making dust containing water, ore, carbonaceous material, waste synthetic resin material, A method of charging a charge comprising a mixture containing at least one selected from slag-making materials into the smelting reduction furnace, wherein the charge is previously formed into a slurry state, Is mixed with a shape-enhancing substance for holding and strengthening the shape of the slurry, or the slurry is coated with a shape-enhancing thin plate-like material to form a rod or plate, and the thus obtained charge slurry is subjected to the smelting reduction. During the smelting in the furnace,
The smelting reduction furnace is characterized in that it is charged into a bath of the smelting reduction furnace while exposing a high-temperature gas generated from the smelting reduction furnace to an atmosphere in the smelting reduction furnace. Thus, the moisture and volatile components of the charge to the smelting reduction furnace are evaporated.

【0016】ここで、「棒状ないし板状」とは、炉内の
高温雰囲気中に所定時間滞留・接触するのに適した形態
であって、比表面積が大きいものが望ましいものである
ことを意味する。この観点から、棒状ないし板状とは、
スラリーが装入口から下方に送り出される時に、横断面
形状が円、楕円、正方形、長方形及びこれらに類似した
形状を広く含み、長手方向に懸垂して実質的に連続体と
して炉内に供給される形態のものを広く含むものとす
る。以下、この明細書において、棒状ないし板状とはす
べてこれと同じ形態を指すものとする。
Here, the term "rod-shaped or plate-shaped" means a form suitable for staying and contacting in a high-temperature atmosphere in a furnace for a predetermined time and desirably having a large specific surface area. I do. From this point of view, a rod or plate is
As the slurry is pumped downward from the inlet, the cross-sectional shape may be broad, including circles, ellipses, squares, rectangles, and the like, suspended in the longitudinal direction, and fed into the furnace as a substantially continuous body. It shall broadly include forms. Hereinafter, in this specification, the term rod-shaped or plate-shaped all refers to the same form.

【0017】請求項2記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、溶融還元炉で鉱石を製錬する工程におい
て製鉄ダストを上記溶融還元炉へ装入する方法であっ
て、上記溶融還元炉における製錬中に、当該溶融還元炉
から発生する高温ガスの当該溶融還元炉内雰囲気に、水
分を含んだ製鉄ダストを、式:tr =5W/S、但し、 tr :滞留時間(min) W :水分を含んだ製鉄ダストの含水率(外数)(−) S :水分を含んだ製鉄ダストの比表面積≡α/(d
ρ)(m2 /t) α :水分を含んだ製鉄ダストの形状係数(−) d :水分を含んだ製鉄ダストの代表径(m) ρ :水分を含んだ製鉄ダストの嵩密度(t/m3 ) で示される時間tr 以上滞留させた後、こうして水分を
除去された製鉄ダストを上記溶融還元炉の浴部へ装入す
ることに特徴を有するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace, wherein ironmaking dust is charged into the smelting reduction furnace in a step of smelting ore in the smelting reduction furnace. during smelting in the reduction furnace, to the smelting reduction furnace atmosphere of the hot gas generated from the smelting reduction furnace, the iron dust containing water, wherein: t r = 5W / S, where, t r: retention time (Min) W: water content of iron dust containing water (external number) (-) S: specific surface area of iron dust containing water ≡α / (d)
ρ) (m 2 / t) α: Shape factor of iron dust containing water (−) d: Representative diameter of iron dust containing water (m) ρ: Bulk density of iron dust containing water (t / after a residence time t r or represented by m 3), a steel dust thus removed water in which characterized in that charged into the bath portion of the smelting reduction furnace.

【0018】ここで、水分を含んだ製鉄ダストの代表径
dとは、当該製鉄ダストが溶融還元炉の浴部に装入され
るまでの炉内雰囲気に滞留期間中のある時点において、
製鉄ダストの一方の側がその雰囲気に非接触の場合に
は、当該鉱石の接触表面から非接触表面までの深さを指
し、また、棒状、ひも状、粒状、塊状、円盤状、球状、
楕円体状、その他当該鉱石の単体の外周が炉内空間雰囲
気に包含されている場合には、その単体の短径を指すも
のとする。このとき、湿分等のために原料の粒子同士が
凝集している場合や、意図的に粒子同士を凝集させた場
合には、こうして出来上がった凝集体の短径を指す。以
下、その他の代表径の定義もこれに準じる。
Here, the representative diameter d of the iron dust containing water is defined as a value at a certain point in time when the iron dust is retained in the furnace atmosphere until the iron dust is charged into the bath of the smelting reduction furnace.
When one side of the ironmaking dust is not in contact with the atmosphere, it refers to the depth from the contact surface to the non-contact surface of the ore, and is also rod-like, cord-like, granular, massive, disk-like, spherical,
In the case where the ellipsoidal shape or the outer periphery of the ore itself is included in the atmosphere inside the furnace, it refers to the minor diameter of the ore. At this time, when the particles of the raw material are agglomerated due to moisture or the like, or when the particles are intentionally agglomerated, it refers to the minor diameter of the aggregate thus formed. Hereinafter, the definitions of the other representative diameters are based on this.

【0019】形状係数αについては、上記代表径dの測
定対象原料の単体形状が、球の場合はα=6、円柱ある
いは棒状の場合はα=4、板状であってこれが原料滞留
場所に堆積している場合、即ち板状体表面の片面が雰囲
気に接触し、他の片面は雰囲気に接触していない場合
は、α=1である。なお、板状であっても、板状体の両
表面が雰囲気に接触している場合は、α=2である。
Regarding the shape factor α, the simple substance of the raw material to be measured having the representative diameter d is α = 6 in the case of a sphere, α = 4 in the case of a column or a rod, and is in the form of a plate. In the case of deposition, that is, when one surface of the plate-shaped body is in contact with the atmosphere and the other surface is not in contact with the atmosphere, α = 1. In addition, even if it is plate-like, when both surfaces of the plate-like body are in contact with the atmosphere, α = 2.

【0020】請求項3記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、溶融還元炉で鉱石を製錬する工程におい
て製鉄ダストをその溶融還元炉へ装入する方法であっ
て、当該溶融還元炉における製錬中に、当該溶融還元炉
から発生する高温ガスの当該溶融還元炉内雰囲気に、水
分を含んだ製鉄ダストと、鉱石、炭材、廃合成樹脂材及
び造滓材の内から選ばれた1種以上とを予め混合し、こ
の混合物を式: tr =5W/S、但し、tr :滞留時間(min)、
W:混合物の水分含有率(wt.%)、 S:混合物の比表面積≡{αi /(di ρi )}x
i (m2 /t)、但し、i:混合物各構成物質を表わす
添字記号、xi :混合物各構成物質の重量比率(−)、
αi :混合物各構成物質の形状係数(−)、di :混合
物各構成物質の代表径(m)、ρi :混合物各構成物質
の嵩密度(t/m3 )で示される時間tr以上滞留させ
た後、こうして水分を除去された前記混合物を前記溶融
還元炉の浴部へ装入することに特徴を有するものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace, wherein ironmaking dust is charged into the smelting reduction furnace in a step of smelting ore in the smelting reduction furnace. During smelting in the reduction furnace, the atmosphere in the smelting reduction furnace of the high-temperature gas generated from the smelting reduction furnace contains iron-containing dust containing water, ore, carbonaceous material, waste synthetic resin material and slag material. One or more selected types are mixed in advance, and this mixture is represented by the formula: tr = 5 W / S, where tr : residence time (min),
W: water content of the mixture (wt.%), S: specific surface area of the mixture {α i / (d i p i )} x
i (m 2 / t), where i: a suffix representing each component of the mixture, x i : weight ratio (−) of each component of the mixture,
alpha i: mixtures shape factor of the constituent material (-), d i: representative size of the mixture the constituent material (m), ρ i: time t r indicated by the bulk density of the mixture the constituent material (t / m 3) After the stagnation, the mixture from which water has been removed is charged into a bath of the smelting reduction furnace.

【0021】請求項4記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、請求項2又は3記載の発明において、上
記溶融還元炉に装入される物質をスラリー状態にして装
入することに特徴を有するものである。但し、ここで前
記水分を含んだ製鉄ダストの代表径d、又は上記混合物
各構成物質の代表径は、上記スラリー状態の代表径を表
わすものとする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace according to the second or third aspect, wherein the substance to be charged into the smelting reduction furnace is charged in a slurry state. It is characterized by the following. Here, the representative diameter d of the iron-containing dust containing water or the representative diameter of each constituent material of the mixture represents the representative diameter in the slurry state.

【0022】請求項5記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、請求項4記載の発明において、上記スラ
リー状態の装入物には、当該スラリーを所要の形状に保
持するための形状強化物質を混合するか、又は上記スラ
リー状態の装入物の外周を形状強化薄板状材料で被覆し
て棒状ないし板状にし、この際、水蒸気等の通るガス抜
き孔がある方が望ましい。上記スラリーを形成すること
に特徴を有するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace according to the fourth aspect, wherein the charged material in the slurry state is used for maintaining the slurry in a required shape. It is preferable to mix a shape-enhancing substance, or to coat the outer periphery of the charge in a slurry state with a shape-enhancing thin plate-like material into a rod-like or plate-like shape, with a gas vent hole through which water vapor or the like passes. The present invention is characterized in that the slurry is formed.

【0023】請求項6記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、請求項1〜5に記載の発明のいずれかに
おいて、上記溶融還元炉に装入される物質として、上記
各物質単体の代表径が、8〜30mmの範囲内にあるも
のを使用することに特徴を有するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for charging iron-making dust into a smelting reduction furnace according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein each of the above-mentioned substances is used as the substance charged into the smelting reduction furnace. It is characterized in that a single element having a representative diameter within a range of 8 to 30 mm is used.

【0024】請求項7記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、請求項1〜6に記載の発明のいずれかに
おいて、溶融還元炉内の浴温度の上昇・下降度合に応じ
て、溶融還元炉内ガス雰囲気中での装入物の滞留時間を
調整することに特徴を有するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, according to the degree of rise and fall of the bath temperature in the smelting reduction furnace. It is characterized in that the residence time of the charge in the gas atmosphere in the smelting reduction furnace is adjusted.

【0025】請求項8記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、請求項1〜7に記載の発明のいずれかに
おいて、溶融還元炉の炉壁熱負荷についての情報に応じ
て、装入物の滞留時間を調整することに特徴を有するも
のである。
[0025] The method for charging iron-making dust into a smelting reduction furnace according to claim 8 is the method according to any one of claims 1 to 7, wherein the method includes the steps of: It is characterized by adjusting the residence time of the charge.

【0026】請求項9記載の溶融還元炉への製鉄ダスト
の装入方法は、請求項1〜7に記載の発明のいずれかに
おいて、溶融還元炉の炉壁熱負荷についての情報に応じ
て、装入物の上記滞留時間を調整すると共に、上記溶融
還元炉内に装入する物質の溶融還元炉内水平断面内位置
における装入量の偏らせ方を調整することに特徴を有す
るものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, in accordance with information on a furnace wall heat load of the smelting reduction furnace. In addition to adjusting the residence time of the charge, the method is characterized in that the amount of the material to be charged into the smelting reduction furnace is adjusted in a manner of biasing the charging amount at a position in a horizontal cross section in the smelting reduction furnace. .

【0027】請求項10記載の溶融還元炉への製鉄ダス
トの装入装置は、溶融還元炉で鉱石を製錬する工程にお
いて製鉄ダストを上記溶融還元炉へ装入するための装置
であって、上記溶融還元炉から発生する、当該溶融還元
炉内の高温ガス雰囲気中に水分を含んだ製鉄ダストを滞
留させた後に、こうして水分を除去された製鉄ダストを
その溶融還元炉内浴面内位置に対して装入するに際し、
その装入分布を調整する機構を備えたことに特徴を有す
るものである。
[0027] An apparatus for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace according to claim 10 is an apparatus for charging ironmaking dust into the smelting reduction furnace in a step of smelting ore in the smelting reduction furnace, After the iron-made dust containing water is retained in the high-temperature gas atmosphere in the smelting reduction furnace, the iron-made dust thus removed from the smelting reduction furnace is placed at a position in the bath surface of the smelting reduction furnace. When charging for
It is characterized by having a mechanism for adjusting the charging distribution.

【0028】請求項11記載の溶融還元炉への製鉄ダス
トの装入装置は、溶融還元炉で鉱石を製錬する工程にお
いて製鉄ダストを当該溶融還元炉へ装入するための装置
であって、当該溶融還元炉から発生する当該溶融還元炉
内の高温ガス雰囲気中に、水分を含んだ製鉄ダストと、
鉱石、炭材、廃合成樹脂材及び造滓材の内から選ばれた
1種以上とを予め混合し、この混合物を上記高温ガス雰
囲気中に滞留させた後に、こうして水分を除去された当
該混合物をその溶融還元炉内浴面内位置に対して装入す
るに際し、その装入分布を調整する機構を備えたことに
特徴を有するものである。
An apparatus for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace according to claim 11 is an apparatus for charging ironmaking dust into the smelting reduction furnace in a step of smelting ore in the smelting reduction furnace, In the high-temperature gas atmosphere in the smelting reduction furnace generated from the smelting reduction furnace, iron-made dust containing water,
Ore, carbonaceous material, waste synthetic resin material, and slag-making material are preliminarily mixed with one or more kinds thereof, and the mixture is retained in the high-temperature gas atmosphere. When charging to the position in the bath surface in the smelting reduction furnace, a mechanism for adjusting the charging distribution is provided.

【0029】請求項12記載の溶融還元炉への製鉄ダス
トの装入装置は、溶融還元炉で鉱石を製錬する工程にお
いて水分を含む製鉄ダスト、鉱石、炭材、廃合成樹脂材
及び造滓材を含む混合物質を上記溶融還元炉へ投入する
機構と、上記溶融還元炉内に形成された浴面よりも高い
位置であって、上記投入機構で投入された前記混合物質
を、上記溶融還元炉から発生する高温ガスと接触させ、
そして上記高温ガスで加熱することができる位置に、上
記混合物質を滞留させる場所とを設けたことに特徴を有
するものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace, wherein the ironmaking dust containing water, ore, carbonaceous material, waste synthetic resin material, and slag-making are contained in the step of refining ore in the smelting reduction furnace. A mechanism for feeding the mixed material containing the material into the smelting reduction furnace, and a position higher than a bath surface formed in the smelting reduction furnace; Contact with the hot gas generated from the furnace,
Further, a location where the mixed substance is retained is provided at a position where the mixed substance can be heated by the high-temperature gas.

【0030】請求項13記載の溶融還元炉への製鉄ダス
トの装入装置は、請求項12記載の発明において、上記
溶融還元炉内の浴温度の上昇・下降度合に応じて上記混
合物質の上記高温ガス雰囲気での滞留時間を調整しつ
つ、上記混合物を機械的に上記溶融還元炉内の浴中に押
し込む機構を備えたことに特徴を有するものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the smelting reduction furnace, the apparatus for charging ironmaking dust according to the twelfth aspect is characterized in that the mixed substance is mixed with the molten material in accordance with the degree of rise and fall of the bath temperature in the smelting reduction furnace. The present invention is characterized in that a mechanism is provided for mechanically pushing the mixture into a bath in the smelting reduction furnace while adjusting the residence time in a high-temperature gas atmosphere.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】上述した通り、この発明は、製鉄
ダストを鉄源、炭材源、更には造滓材成分の原料として
の活用方法を開発し、これを溶融還元製鉄プロセスに適
用することによりその真価が発揮される。次に、この発
明の実施形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, the present invention has developed a method of utilizing ironmaking dust as an iron source, a carbon material source, and a raw material of a slag-making material component, and applies the method to a smelting reduction ironmaking process. The true value is exhibited by doing so. Next, an embodiment of the present invention will be described.

【0032】(1)始めに、図を参照しながら、その実
施形態を説明する。図1は、この発明の方法及び装置の
実施形態例を説明する溶融還元炉の概略縦断面図であ
る。61は溶融還元炉本体であり、例えば、鉄浴型の溶
融還元炉である。62は炉壁、63は炉浴槽、そして6
4は装入物を炉内雰囲気中に一旦滞留させるための場
所、即ち滞留場所である。この滞留場所64は、同図に
示したように、炉壁62の下部に設けられ、その表面は
炉内側に傾斜している。更に、この傾斜面に沿ってスト
ロークするプッシャー65及び掻き取り装置66が設け
られている。炉本体61の上部には、装入物用の投入シ
ュート67、及び酸素吹錬用のランス68が設けられて
いる。
(1) First, an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a smelting reduction furnace illustrating an embodiment of a method and an apparatus of the present invention. Reference numeral 61 denotes a smelting reduction furnace main body, for example, an iron bath type smelting reduction furnace. 62 is a furnace wall, 63 is a furnace tub, and 6
Reference numeral 4 denotes a place where the charge is temporarily retained in the furnace atmosphere, that is, a retention place. As shown in the figure, the stagnation place 64 is provided at the lower part of the furnace wall 62, and its surface is inclined toward the inside of the furnace. Further, a pusher 65 and a scraping device 66 that stroke along the inclined surface are provided. In the upper part of the furnace main body 61, a charging chute 67 for charging and a lance 68 for blowing oxygen are provided.

【0033】水分を含んだ製鉄ダスト、又は、これと鉱
石、炭材、廃合成樹脂材及び造滓材の内から選ばれた1
種以上との混合物からなる原料及び/又は燃料(「装入
物」と総称する)69を、投入シュート67から滞留場
所64へ投入する。滞留場所64に投入された装入物6
9は、溶融還元炉発生の高温ガスで加熱されると共に、
諸反応を起こす。溶融還元炉発生ガスは、ランス68か
ら吹き込まれた酸素含有ガス70と炉内物質(固体、液
体、気体の全て)との間での反応により発生したもので
ある。次いで、滞留場所64で脱水、脱揮あるいは金属
化等の変化を受けた装入物69を適時に適量ずつプッシ
ャー65で押して、炉浴槽63内浴部であるスラグ・メ
タル浴71部に装入し、一部は生成ガスとなって炉内ガ
スに移行する。
Iron-made dust containing water, or one selected from ores, carbonaceous materials, waste synthetic resin materials and slag-making materials
A raw material and / or fuel (collectively referred to as “charge”) 69 composed of a mixture with the seeds or more is charged from the charging chute 67 to the retaining area 64. Charge 6 put in staying place 64
9 is heated by the high-temperature gas generated by the smelting reduction furnace,
Cause various reactions. The gas generated from the smelting reduction furnace is generated by a reaction between the oxygen-containing gas 70 blown from the lance 68 and a substance in the furnace (all of solid, liquid, and gas). Next, the charge 69 which has undergone dehydration, devolatilization or metallization change at the retention place 64 is pushed by a pusher 65 in an appropriate amount in a timely manner, and is charged into a slag / metal bath 71 serving as a bath part in the furnace tub 63. Then, a part of the gas is converted into a furnace gas as a product gas.

【0034】炉底部に底吹きガスノズル73を設け、ス
ラグ・メタル浴71内部に撹拌ガス74を吹込み、製錬
反応を促進させる。また、炉壁にサイドランス75を設
け、酸素含有ガス70を炉内に吹き込み、製錬の促進を
図る。
A bottom blow gas nozzle 73 is provided at the bottom of the furnace, and a stirring gas 74 is blown into the slag metal bath 71 to promote a smelting reaction. Further, a side lance 75 is provided on the furnace wall, and an oxygen-containing gas 70 is blown into the furnace to promote smelting.

【0035】ここで、水分を含んだ製鉄ダストとして
は、当該溶融還元炉で発生する高温ガスの除塵ダスト、
鉱石の予備還元炉で発生する廃ガス中のダストの他に、
製鉄所の電気炉から発生するダスト、転炉から発生する
ダスト、あるいは電気炉建屋や転炉建屋の集塵ダスト、
鋼材加熱炉の廃ガス除塵ダスト、並びに焼結機で発生す
るダスト等、酸化鉄、固定炭素、CaOやSiO2 等の
造滓材成分等、多岐にわたる成分を含んだ製鉄ダストを
用いることができる。
Here, the ironmaking dust containing water includes dust for removing high-temperature gas generated in the smelting reduction furnace,
In addition to dust in waste gas generated in the ore pre-reduction furnace,
Dust generated from electric furnaces at steelworks, dust generated from converters, dust collected from electric furnace buildings and converter buildings,
It is possible to use steelmaking dust containing a wide variety of components such as waste gas dust from steel heating furnaces, dust generated in a sintering machine, iron oxide, fixed carbon, and slag-forming components such as CaO and SiO 2. .

【0036】上記製錬設備には、溶融還元製錬操業を行
なうために通常必要な各種計測機器を設けること、及
び、下記装置を適宜付属させることにより、製錬操作を
一層制御し易くし、操業を安定化させ、且つ設備保全を
図るのが望ましい。 装入物の滞留時間調節装置。 装入物をスラリー状で炉内へ装入するためのスラリ
ー化装置。 装入物を投入シュートから滞留場所へ到着させるま
での所要時間を長く制御するために、スラリー状装入物
の形状強化を目的とし、強化物質を添加してスラリーの
形状保持を強化するか、又は形状強化薄板状材料でスラ
リー状装入物を被覆して棒状ないし板状にするための形
状強化装置。但し、形状強化物質としては、繊維状物
質、網目状物質、粘着・接着性物質が適しており、材料
としては鉄線(テッサ、金網等)、炭素繊維、通常の粘
結材・各種バインダー、あるいは、高温ガスとの接触で
固化ないし繊維化する物質が適する。形状強化物質の添
加作用としては、装入物からの付着水、結晶水あるいは
包蔵水等の水分、蒸気、あるいはまた揮発分の発生量が
多いほど、最初のスラリー形状の維持が困難となること
を考慮して、適度のガス抜き穴を形成する作用をもつも
のが効果的である。その他に、内包されたスラリーから
のガス抜き孔のある薄い板状であって、スラリーの外周
を全長にわたって被覆する形態のもので、その材質は例
えば、炭素鋼等、浴添加で容易に溶け、また浴成分を害
さないものが望ましい。板厚としては、0.1〜1mm
程度が適している。 粉粒状の原料・燃料、例えば、製鉄ダスト、粉鉱
石、石炭粉、造滓材分等をシンターしたり、粒状に成型
するための装入物の簡単な前処理装置。 投入シュートから装入物を滞留場所に投入する場
合、炉壁内周方向で偏在分布させた投入をする装置。こ
れは、炉壁熱負荷が大きく厳しい条件の場所に対して重
点的に装入物を追加分布させ、冷材の役目を果たすもの
である。 炉壁を内部水冷式構造にする。これは耐熱性を確保
するためである。
The above-mentioned smelting equipment is provided with various measuring instruments usually required for performing the smelting reduction smelting operation, and by appropriately attaching the following equipment, the smelting operation can be more easily controlled. It is desirable to stabilize operations and to maintain equipment. Device for adjusting the residence time of the charge. A slurrying device for charging the charge in a slurry state into the furnace. In order to control the length of time required for the charge to reach the holding place from the charging chute for a long time, with the aim of strengthening the shape of the slurry-like charge, a reinforcing substance is added to enhance the shape retention of the slurry, Alternatively, a shape-enhancing device for coating a slurry-like charge with a shape-enhanced thin plate-like material to form a rod or plate. However, a fibrous substance, a mesh-like substance, a tacky / adhesive substance is suitable as a shape reinforcing substance, and as a material, an iron wire (tessa, wire mesh, etc.), carbon fiber, a normal binder, various binders, or Materials that solidify or fibrillate upon contact with high-temperature gas are suitable. The effect of adding the shape-enhancing substance is that the greater the amount of water, steam, or volatile matter generated from the charge, such as adherent water, crystal water, or stored water, the more difficult it is to maintain the initial slurry shape. In consideration of the above, the one having an action of forming an appropriate gas vent hole is effective. In addition, it is in the form of a thin plate with vent holes from the contained slurry, which covers the entire periphery of the slurry over its entire length. Further, those which do not harm the bath components are desirable. The thickness is 0.1-1mm
The degree is suitable. A simple pretreatment device for sintering and granulating raw materials and fuels such as iron and steel dust, fine ore, coal powder, and slag material. A device that distributes the charge from the charging chute to the stagnant place with uneven distribution in the furnace wall inner circumferential direction. In this method, the charge is additionally distributed mainly in a place where the furnace wall heat load is large and the conditions are severe, thereby fulfilling the role of the cold material. The furnace wall has an internal water-cooled structure. This is to ensure heat resistance.

【0037】(2)次に、この発明において、溶融還元
炉へ水分を含んだ製鉄ダストを含む原料・燃料を装入す
る方法及び装置の構成を上述したように限定した理由な
いしその限定条件による作用・効果について説明する。
表1に、製鉄ダスト、鉱石及び石炭の成分分析結果の例
を示す。
(2) Next, according to the present invention, the method and apparatus for charging the raw material and fuel containing iron-made dust containing water into the smelting reduction furnace according to the reasons or the limiting conditions for limiting the structure of the method and apparatus as described above. The operation and effect will be described.
Table 1 shows examples of component analysis results of iron-making dust, ore, and coal.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】(a)水分を含む製鉄ダストや水分を多量
に含む低級な鉱石でも、溶融還元炉で生成する高温ガス
雰囲気中に所定時間保持して接触させれば、製鉄ダスト
及び鉱石は加熱ないし予熱されて付着水分は蒸発し、更
には鉱石中結晶水が分解・蒸発する。更に温度が上昇し
て酸化物、特に酸化鉄の還元が進行する。このように変
化した製鉄ダストないし鉱石を、溶融還元炉浴部へ装入
する。ここで、製鉄ダストの付着水は多い場合には、3
0wt.%程度含まれているので、これを蒸発させるために
は、上記高温ガス雰囲気中に、tr =5W/S(mi
n)以上保持する必要がある。但し、tr :滞留時間
(min)、W :水分を含んだ製鉄ダストの含水率
(外数)(−)、S:水分を含んだ製鉄ダストの比表面
積≡α/(dρ)(m2 /t)、α:水分を含んだ製鉄
ダストの形状係数(−)、d:水分を含んだ製鉄ダスト
の代表径(m)、ρ:水分を含んだ製鉄ダストの嵩密度
(t/m 3 )である。
(A) A large amount of iron-made dust and water containing water
High-temperature gas generated in smelting reduction furnaces even for low-grade ores
If it is kept in the atmosphere for a certain period of time and brought into contact,
And the ore is heated or preheated and the attached moisture evaporates,
The crystal water in the ore decomposes and evaporates. The temperature rises further
The reduction of oxides, especially iron oxide, proceeds. Like this
Smelted iron dust or ore into the smelting reduction furnace bath
I do. Here, if the amount of water adhering to steelmaking dust is large, 3
It contains about 0 wt.%, So to evaporate this
Is t in the high temperature gas atmosphere.r= 5W / S (mi
n). Where tr:Residence time
(Min), W: water content of iron-made dust containing water
(External number) (-), S: specific surface of iron-made dust containing water
Product ≡α / (dρ) (mTwo/ T), α: steel containing water
Dust shape factor (-), d: Iron-made dust containing water
Typical diameter (m), ρ: Bulk density of iron-made dust containing water
(T / m Three).

【0040】このように、製鉄ダスト、鉱石、石炭、廃
合成樹脂材及び造滓材の付着水分や結晶水を予め蒸発さ
せておけば、溶融還元炉の溶融浴部で、水分の蒸発・分
解は起きないので、その分だけ石炭及び酸素の原単位を
低減することができる。また、石炭を脱揮させておけ
ば、溶融スラグ・メタル浴で、石炭の脱揮に伴う分解熱
を奪われることがないので、その分だけ石炭及び酸素の
原単位を低減することができる。また、鉱石の還元を進
行させておけば、スラグ・メタル溶融浴部で奪われる鉱
石分解熱を低減することができるので、その分だけ石炭
及び酸素の原単位を低減することができる。
As described above, if the attached water and crystal water of the ironmaking dust, ore, coal, waste synthetic resin material, and slag-making material are evaporated in advance, the evaporation and decomposition of the moisture can be performed in the melting bath of the smelting reduction furnace. Does not occur, so that the unit consumption of coal and oxygen can be reduced accordingly. In addition, if the coal is devolatilized, the molten slag / metal bath does not lose the heat of decomposition accompanying the devolatilization of the coal, so that the unit consumption of coal and oxygen can be reduced accordingly. Further, if the reduction of the ore is advanced, the heat of ore decomposition deprived in the slag / metal melting bath can be reduced, so that the unit consumption of coal and oxygen can be reduced accordingly.

【0041】ここで、製鉄原料や鉱石等装入物と高温ガ
スとを接触させる時期を、当該製錬中とし、接触場所を
溶融還元炉内の空間、炉壁面の上、ないし高温ガスの流
路である配管系内に限定するのは、両者の接触用設備を
別途作らずにすませ、できるだけ高温状態のガスと接触
させ、しかも鉱石を浴部に簡単に装入作業し得るように
するためである。以下、鉱石の代わりに石炭あるいは造
滓材に対しても同じ理由が当てはまる。
Here, the time at which the raw materials such as ironmaking raw materials and ores are brought into contact with the high-temperature gas is referred to as during the smelting, and the contact place is the space in the smelting reduction furnace, on the furnace wall, or at the flow of the high-temperature gas. Restricting to the inside of the piping system, which is a path, is to make it possible to contact the gas as hot as possible and to easily ore the charging ore into the bath without having to separately make equipment for contacting the two. It is. Hereinafter, the same reason applies to coal or slag-making material instead of ore.

【0042】(b)なお、石炭等の炭材を溶融還元炉で
生成する1000℃以上の高温ガス雰囲気中に所定時間
V 保持して接触させれば、一般炭とよばれる非粘結炭
中に通常含まれる水素分は付着水(包蔵水分)の蒸発で
減少し、1200℃以上の上記雰囲気であれば更に、3
0wt.%以上ある揮発分も分解・蒸発してほぼ1%以下ま
で除去できる。ガスとの上記所定の接触時間tV は、
式:tV =5Wc /Sc(但し、tV :滞留時間(mi
n)、Wc :炭材の揮発分(内数)+包蔵水分(外数)
+付着水分(外数)(wt.%)、Sc :炭材の比表面積で
あって、Sc ≡α/(dc ρc )(m2 /t)、α:炭
材の形状係数(−)、dc :炭材の代表径(m)、
ρc :炭材の嵩密度(t/m3 ))で表わされる。ま
た、石炭中揮発分の分解・蒸発時間tV ’は、式:
V ’=dc ・VM/Sc (但し、VM:石炭の揮発分
(wt.%))で表わされる。ここで、製錬工程の系外へ導
く流路内とは、例えば、溶融還元炉の浴上から配設され
るフード・ダクト等が適している。
(B) If a carbon material such as coal is brought into contact with a high-temperature gas atmosphere of 1000 ° C. or higher generated in a smelting reduction furnace while holding it for a predetermined time t V , non-coking coal called general coal is obtained. The hydrogen content usually contained therein is reduced by the evaporation of attached water (enclosed water).
Volatile components of 0 wt.% Or more can be decomposed and evaporated and removed to approximately 1% or less. The predetermined contact time t V with the gas is
Formula: t V = 5W c / S c (where t V : residence time (mi
n), W c : volatile matter of carbon material (internal number) + stored moisture (outside number)
+ Attached moisture (external number) (wt.%), S c : specific surface area of carbon material, S c ≡α / (d c ρ c ) (m 2 / t), α: shape factor of carbon material (-), D c : representative diameter of carbon material (m),
ρ c : represented by the bulk density (t / m 3 ) of the carbon material. The decomposition / evaporation time t V ′ of volatile matter in coal is calculated by the following equation:
t V ′ = d c VM / S c (where VM: volatile matter (wt.%) of coal). Here, the inside of the flow path leading to the outside of the smelting process is, for example, a hood duct or the like provided from the bath of the smelting reduction furnace.

【0043】従来、炉壁熱負荷の観点、即ち、溶融還元
炉生成ガスの顕熱及び潜熱による炉壁への熱負荷を制限
して、ヒートロスを抑制している。そのために、溶融還
元炉の二次燃焼率は、従来30%からせいぜい40%強
までとされている。これに対して、本発明の方法を適用
することにより、二次燃焼率を40%以上〜80%程度
まで、ヒートロスの増大をたいして招くことなく操業で
きるという効果が得られる。この場合、製鉄ダストに含
まれる酸化鉄の還元も雰囲気COガス及び直接接触して
いる炭素分があれば、これによる還元が下記式: FeX O +CO=xFe+(1/2)CO2 FeX O +H2 =xFe+(1/2)H2 O FeX O +C =xFe+CO により進行する。そして、石炭原単位及び酸素原単位の
低減、並びに設備費低減に一層寄与する。
Conventionally, the heat load on the furnace wall due to the furnace wall heat load, that is, the heat load on the furnace wall due to the sensible heat and latent heat of the gas produced by the smelting reduction furnace is limited to suppress the heat loss. For this reason, the secondary combustion rate of the smelting reduction furnace has been conventionally set at 30% to at most over 40%. On the other hand, by applying the method of the present invention, it is possible to obtain an effect that the secondary combustion rate can be increased from 40% to about 80% without significantly increasing the heat loss. In this case, the iron oxide contained in the iron-making dust is also reduced by the following formula: Fe X O + CO = xFe + (1/2) CO 2 Fe X if there is an atmospheric CO gas and a carbon component in direct contact with the atmosphere. O + H 2 = xFe + ( 1/2) proceeds by H 2 O Fe X O + C = xFe + CO. And, it further contributes to reduction of the unit consumption of coal and the unit consumption of oxygen, and the reduction of equipment cost.

【0044】(c)また、水分を含んだ製鉄ダストに、
鉱石と炭材を混合状態で少なくとも1000℃以上、望
ましくは1200℃以上の溶融還元炉生成の高温ガス雰
囲気下で滞留させ、滞留時間tr を、(1’)式以上確
保すると、上記(b)項の効果は更に向上する。
(C) In addition, water-containing iron-made dust is
When the ore and the carbonaceous material are mixed and retained in a high-temperature gas atmosphere generated by a smelting reduction furnace of at least 1000 ° C. or more, desirably 1200 ° C. or more, and the retention time tr is secured by the formula (1 ′) or more, the above (b) The effect of item (1) is further improved.

【0045】tr =5W/S --------------(1’) 但し、 tr :滞留時間(min) W :混合物の水分含有率(wt.%) S :混合物の比表面積≡{αi /(di ρi )}xi
(m2 /t) 但し、 i :混合物各構成物質を表わす添字記号 xi :混合物各構成物質の重量比率(−) αi :混合物各構成物質の形状係数(−) di :混合物各構成物質の代表径(m) ρi :混合物各構成物質の嵩密度(t/m3 ) とする。即ち、鉱石は必然的に金属鉄を生成し、金属化
率が少なくとも40%以上、通常50〜80%程度のも
のが容易に得られる。ここで、鉱石と混合する石炭の割
合を、鉱石の金属化に必要な量より過剰にし、溶融還元
炉の浴部での必要炭材量に見合う量にしておくことによ
り、前述の石炭の脱揮による二次燃焼増大の効果と、D
IOS法における予備還元炉である流動層での鉱石還元
率よりもはるかに高い鉱石還元率が得られる。こうし
て、石炭原単位・酸素原単位は低減し、従来の含水率の
高いダスト、鉱石、石炭の乾燥なしで、溶融還元炉ない
し予備還元炉へ装入するプロセスでの水準である、石炭
原単位:800〜1200kg/t、酸素原単位:60
0〜900Nm3 /tの1/2〜1/3にまで減少す
る。
Tr = 5 W / S (1 ') where tr : residence time (min) W: water content of the mixture (wt.%) S : Specific surface area of the mixture {α i / (d i ρ i )} x i
(M 2 / t) where, i: mixture subscript symbols x i representing the respective constituents: weight ratio of the mixture the constituent material (-) alpha i: shape factor in the mixture the constituent material (-) d i: mixture constituent Representative diameter of substance (m) ρ i : Bulk density (t / m 3 ) of each constituent substance of the mixture. That is, the ore inevitably produces metallic iron, and a metal having a metallization ratio of at least 40% or more, usually about 50 to 80% can be easily obtained. Here, the ratio of coal mixed with the ore is made larger than the amount required for metallization of the ore, and is adjusted to an amount commensurate with the amount of carbon material required in the bath section of the smelting reduction furnace. Effect of secondary combustion increase by volatilization and D
The ore reduction rate is much higher than the ore reduction rate in the fluidized bed, which is a preliminary reduction furnace in the IOS method. In this way, the unit consumption of coal and the unit consumption of oxygen are reduced, and the unit consumption of coal, which is the level in the process of charging into a smelting reduction furnace or a preliminary reduction furnace without drying of high-moisture-content dust, ore, and coal, is achieved. : 800 to 1200 kg / t, oxygen intensity: 60
Reduced to 1 / 2-1 / 3 of 0~900Nm 3 / t.

【0046】(d)装入物質をスラリー状にしたものを
投入シュートから投入すれば、溶融還元炉までの原料・
燃料の搬送が容易となるばかりでなく、溶融還元炉への
投入速度制御が容易となり、溶融還元炉内の必要滞留時
間の確保と制御が容易にできる。
(D) If a slurry of the charge material is charged from a charging chute, the raw material and the material to the smelting reduction furnace can be obtained.
Not only the fuel is easily transported, but also the control of the charging speed to the smelting reduction furnace is facilitated, and the required residence time in the smelting reduction furnace can be easily secured and controlled.

【0047】(e)一方、原料・燃料等の装入物を滞留
場所に一旦滞留させて高温ガスと接触保持させる方式で
は、燃料の燃焼熱による炉壁熱負荷の抑制に限界があ
る。そこで、炉内上部より装入物を垂らして吊り下げた
状態、即ち、ひも状の装入物を懸垂状態で、高温ガスと
の効率的接触と高温ガス中での必要滞留時間の確保とを
行なうことが可能である。更に、この懸垂状態にある装
入物の形状強化を高め、所要時間保持後、直接スラグ・
メタル浴中に装入すれば、炉壁熱負荷を一層低減させ、
炉壁保護に役立てることができる。ここで、形状強化物
質又は形状強化薄板状材料としては、上記(1)、項
で述べたものを使用する。
(E) On the other hand, in a system in which a charge such as a raw material and a fuel is temporarily retained in a retaining location and is kept in contact with a high-temperature gas, there is a limit in suppressing the furnace wall heat load due to the combustion heat of the fuel. Therefore, in a state where the charge is hung from the upper part of the furnace and suspended, that is, in a state where the string-like charge is suspended, the efficient contact with the high-temperature gas and the required residence time in the high-temperature gas are ensured. It is possible to do. Furthermore, the shape reinforcement of the suspended charge is enhanced, and after maintaining the required time, the slag
If inserted in a metal bath, the furnace wall heat load can be further reduced,
It can be used for furnace wall protection. Here, as the shape-enhancing substance or the shape-enhancing thin plate-like material, those described in the above item (1) are used.

【0048】(f)各種装入物質単体の代表径が8mm
以上のものを使用すれば、いわゆるシンターフィード鉱
石や数mmの細粒状石炭をそのまま使っても、結合強度
を十分確保することができ、一方、その短径が30mm
以下のものを使用すれば、熱効率・反応効率の点での遅
滞を起こさず、本方法を実施できる。短径については、
12〜20mmとすれば、一層望ましい。
(F) The representative diameter of each charged substance is 8 mm
By using the above, even if so-called sinter feed ore or fine-grained coal of several mm is used as it is, the bonding strength can be sufficiently secured, while the short diameter is 30 mm.
If the following are used, the method can be carried out without delay in terms of thermal efficiency and reaction efficiency. For the minor axis,
It is more desirable that the thickness be 12 to 20 mm.

【0049】(g)溶融還元炉の浴の温度の上昇・下降
度合に応じて、装入物の滞留時間を調整することができ
れば、反応効率の高位安定と湿原料・燃料の過剰投入に
よる溶融還元炉の操業不安定を抑制することができる。
溶融還元炉の温度は、生成物温度の熱電対等による直接
測定や、ガス温度・炉壁熱負荷の変化から直接・間接的
に知ることができる。
(G) If the residence time of the charge can be adjusted in accordance with the degree of rise and fall of the temperature of the bath in the smelting reduction furnace, it is possible to stabilize the reaction efficiency to a higher degree and to melt the raw material and fuel by excessive input. Operational instability of the reduction furnace can be suppressed.
The temperature of the smelting reduction furnace can be known directly or indirectly from the direct measurement of the product temperature using a thermocouple or the like, and the change in gas temperature and furnace wall heat load.

【0050】(h)溶融還元炉内の浴部に装入物を装入
するに際し、浴面内位置に関する装入物分布を調整する
ことができる機構を備えており、炉壁熱負荷の情報に応
じた分布で、装入物質を浴面に対して分布させて装入す
る。例えば、炉壁近傍に投入すれば、その部分一帯の炉
壁熱負荷の低減ならびに炉壁保護に役立てることができ
る。この場合は、装入物の中の炭材配合割合を減らし、
炭材の燃焼により逆にその部分一帯の炉壁熱負荷が上昇
することがないようにする。
(H) A mechanism capable of adjusting the distribution of the charged material with respect to the position in the bath surface when charging the charged material into the bath section in the smelting reduction furnace is provided. The charge is distributed with respect to the bath surface in a distribution according to the above. For example, if it is put in the vicinity of the furnace wall, it can be used to reduce the heat load of the furnace wall over the part and to protect the furnace wall. In this case, reduce the proportion of carbon material in the charge,
Conversely, the heat load of the furnace wall in the part thereof is not increased by the burning of the carbonaceous material.

【0051】(i)滞留場所の表面が、装入物の安息角
以下の傾斜面の場合には、そこに堆積した投入物につい
ては、所要滞留時間を容易に稼ぐことができる。勿論、
滞留場所の表面を安息角以上とし、投入物中の水分含有
率を多くして炉壁へ投入物が付着するようにしても滞留
時間の確保は可能である。
(I) In the case where the surface of the staying place is an inclined surface which is smaller than the angle of repose of the charge, the required staying time can be easily obtained for the charge deposited there. Of course,
The retention time can be ensured even when the surface of the staying place is made to have a repose angle or more and the moisture content in the input is increased so that the input adheres to the furnace wall.

【0052】(j)滞留場所へ投入された装入物が過剰
に堆積しないように、堆積した装入物を強制的に、機械
的に掻き取り、押し込む機能をそなえた機器を設ける。
そのようなものとして、プッシャーないし機械的掻き取
り装置で十分である。
(J) In order to prevent the charged material charged into the staying place from being excessively deposited, a device having a function of forcibly mechanically scraping and pushing the deposited charged material is provided.
As such, a pusher or mechanical scraping device is sufficient.

【0053】[0053]

【実施例】次に、この発明を、実施例によって更に詳細
に説明する。試験は、本発明の範囲内での実施例1〜
5、及び本発明の範囲外での比較例1及び2を行なっ
た。なお、使用した装入物の製鉄ダスト、鉱石及び石炭
の成分等は、表1に示したものに準じる。実施例1〜
3、実施例4及び5、並びに、比較例1及び2の各試験
の主な操業条件及び操業結果を、それぞれ表2、3及び
4に示す。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The tests were performed in Examples 1 to 3 within the scope of the present invention.
5 and Comparative Examples 1 and 2 outside the scope of the invention. In addition, the components of iron-making dust, ore, and coal of the used charge are in accordance with those shown in Table 1. Example 1
The main operating conditions and operating results of each test of 3, Examples 4 and 5, and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Tables 2, 3 and 4, respectively.

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】〔実施例1〕図1に示す溶融還元炉、及び
図2に示すプロセスフローで試験した。主な試験条件は
次の通りである。鉱石として、原鉱石の付着水分を鉱石
乾燥設備3で乾燥除去した後、予備還元は行なわず、溶
融還元炉1に装入した。炭材は原炭材21を石炭乾燥設
備4で付着水分を乾燥除去したものを、また造滓材は石
灰石及び生ドロマイトからなる生造滓材25を焼成炉6
で焼成したものを、いずれも、投入シュート67から溶
融還元炉1内浴部に装入した。一方、原料の一部として
製鉄ダストを使用した。使用した製鉄ダストは、溶融還
元炉生成ガス31を除塵したときに得られる回収ダスト
38を使用した。回収ダスト38は、除塵機51で回収
し、フィルタープレス処理した半固形状のものを、平均
粒径約20mmに壊砕したものである。水分含有率は2
0wt.%、投入原単位は250kg/tと多くした。上記
回収ダスト38を、投入シュート67から溶融還元炉1
内の滞留場所(図1、符号64)に投入し、そこに5分
間滞留させて付着水分を蒸発させた。滞留場所64の面
傾斜角度は安息角以下に築炉してあるから、ダストは自
重によっては浴部(図1、符号71)に滑り落ちること
はない。面傾斜角度は30°とした。しかし、出銑及び
出滓により下降したスラグ・メタル浴面レベルが、鉱
石、石炭及び造滓材の浴部71への装入により上昇し、
この浴面高さは滞留場所64に堆積して乾燥したダスト
の高さ以上になり、浴部71が当該乾燥ダストを順次飲
み込み、こうした形態でダストが浴部71に装入される
ように操業条件を調節した。なお、上記滞留場所64の
面傾斜角度の安息角は、ダストの装入量速度や操業条件
に依存し、ほぼ20〜40°の範囲内にあることがわか
った。なお、通常は製錬中、溶融還元炉1の底部から吹
き込む撹拌ガス(窒素)は吹き込まなかった。
Example 1 A smelting reduction furnace shown in FIG. 1 and a process flow shown in FIG. 2 were tested. The main test conditions are as follows. The ore was charged into the smelting reduction furnace 1 without preliminarily reducing it after the ore adhering to the ore was dried and removed by the ore drying equipment 3. The charcoal material was obtained by drying and removing adhering moisture from the raw coal material 21 in the coal drying facility 4. The slag forming material was a raw slag material 25 made of limestone and raw dolomite.
Each of the materials fired in the above was charged into the bath portion of the smelting reduction furnace 1 from the charging chute 67. On the other hand, steelmaking dust was used as a part of the raw material. As the ironmaking dust used, a collected dust 38 obtained when dust generated from the smelting reduction furnace generated gas 31 was removed was used. The collected dust 38 is obtained by crushing a semi-solid material collected by a dust remover 51 and subjected to a filter press treatment to an average particle size of about 20 mm. Moisture content is 2
0 wt.%, And the input unit consumption was increased to 250 kg / t. The collected dust 38 is supplied from the charging chute 67 to the smelting reduction furnace 1.
It was put into a retaining place (indicated by reference numeral 64 in FIG. 1) and was retained there for 5 minutes to evaporate adhering moisture. Since the furnace is constructed so that the surface inclination angle of the staying place 64 is equal to or less than the angle of repose, the dust does not slide down into the bath (reference numeral 71 in FIG. 1) depending on its own weight. The plane inclination angle was 30 °. However, the slag metal bath level lowered by tapping and slag rises due to charging of ore, coal and slag material into the bath 71,
The height of the bath surface is equal to or higher than the height of the dust that has accumulated and dried in the holding place 64, and the bath 71 swallows the dry dust in order, and the dust is charged into the bath 71 in such a form. The conditions were adjusted. In addition, it turned out that the angle of repose of the surface inclination angle of the above-mentioned staying place 64 depends on the charging speed of dust and operating conditions, and is approximately in the range of 20 to 40 °. In addition, the stirring gas (nitrogen) blown from the bottom of the smelting reduction furnace 1 was not usually blown during smelting.

【0058】上述した通り、この実施例では、回収ダス
ト38の乾燥設備及び鉱石の予備還元炉2を削除した。
また製鉄ダストとして回収ダスト38の使用及び撹拌ガ
ス74の吹き込みなしの合理化を実施した。操業条件及
び結果を、表2に示す。製造コスト低減の操業が行なわ
れた。
As described above, in this embodiment, the equipment for drying the recovered dust 38 and the ore pre-reduction furnace 2 are omitted.
In addition, the use of the recovered dust 38 as ironmaking dust and the rationalization without blowing the stirring gas 74 were performed. Table 2 shows the operating conditions and results. Operations have been implemented to reduce manufacturing costs.

【0059】〔実施例2〕図3に示す溶融還元炉、及び
図4に示すプロセスフローで試験した。主な試験条件は
次の通りである。即ち、乾燥鉱石12を流動層型の予備
還元炉2に装入し、還元率25%まで処理した高温の鉱
石を溶融還元炉1内浴部71に装入した。また、造滓材
及び炭材は実施例1と同じく、それぞれ焼成したもの及
び乾燥したものを、溶融還元炉1内浴部71に装入し
た。
Example 2 Tests were performed using the smelting reduction furnace shown in FIG. 3 and the process flow shown in FIG. The main test conditions are as follows. That is, the dry ore 12 was charged into the fluidized bed type pre-reduction furnace 2, and the high-temperature ore treated to a reduction rate of 25% was charged into the smelting reduction furnace 1 inner bath 71. As in Example 1, the slag-making material and the carbon material were respectively baked and dried, and were charged into the bath 71 of the smelting reduction furnace 1.

【0060】原料の一部として製鉄ダストを使用した。
製鉄ダストとしては、溶融還元炉1からの回収ダスト3
8をスラリー化設備40で水分含有率20wt.%のスラリ
ー形態にし、このスラリーダスト39を投入シュート6
7から溶融還元炉1内の滞留場所64に投入し、そこに
5分間滞留させて付着水分を蒸発させた。滞留場所64
の面傾斜角度を安息角よりやや大きく築炉しておく。ス
ラリーダスト39’を連続形態で滞留場所64に供給
し、後行ダストが先行ダストを押しつつ傾斜面上をずり
落とすようにして、浴部71に装入する。面傾斜角度は
60°とした。但し、乾燥したダストが時々滞留場所6
4からずり落ちなくなったので、プッシャー65及び掻
き取り装置66で強制的に浴部71に装入した。
Iron-making dust was used as a part of the raw materials.
As the ironmaking dust, the dust collected from the smelting reduction furnace 1
8 in a slurry form having a water content of 20 wt.
From 7, it was thrown into a holding place 64 in the smelting reduction furnace 1, and was kept there for 5 minutes to evaporate adhering moisture. Detention place 64
Make the furnace slightly larger than the angle of repose. The slurry dust 39 ′ is supplied in a continuous form to the holding place 64, and is charged into the bath 71 so that the trailing dust slides down on the inclined surface while pushing the leading dust. The plane inclination angle was 60 °. However, dry dust sometimes stays in place 6
4, it was forcibly charged into the bath 71 by the pusher 65 and the scraping device 66.

【0061】なお、スラリーダスト39’に対する滞留
場所64の面傾斜角度の安息角は、装入量速度や操業条
件に依存し、40〜80°の範囲内に幅広く分布するこ
とがわかった。
It has been found that the angle of repose of the surface inclination angle of the staying place 64 with respect to the slurry dust 39 ′ is widely distributed within the range of 40 to 80 ° depending on the charging rate and the operating conditions.

【0062】この実施例では、製鉄ダストを水スラリー
化し、溶融還元炉内にスラリーで装入したので、ダスト
の装入量速度の調節をし易いと共に、溶融還元炉内での
スラリー中水分蒸発量の調節もし易い。なお、回収ダス
ト38をスラリー化したので、回収ダストの溶融還元炉
1までへの搬送効率も向上した。また、ダスト乾燥設備
の削除が可能となり、また溶銑の生産性も向上した。本
方法を適用すれば、溶融還元炉発生ダストのみならず、
ミルスケール、電気炉ないし転炉ダスト、高炉ダストそ
の他の製鉄所内発生ダストを、本溶融還元炉の生産性を
殆ど落とさず処理できる。操業条件及び結果を、表2に
示す。製造コスト低減の操業が行なわれた。
In this embodiment, since ironmaking dust was made into a water slurry and charged into the smelting reduction furnace with the slurry, it was easy to control the charging rate of the dust, and the water evaporation in the slurry in the smelting reduction furnace was easy. It is easy to adjust the amount. Since the collected dust 38 was slurried, the efficiency of conveying the collected dust to the smelting reduction furnace 1 was also improved. In addition, dust drying equipment can be eliminated, and the productivity of hot metal has been improved. If this method is applied, not only smelting reduction furnace generated dust,
Mill scale, electric furnace or converter dust, blast furnace dust, and other dust generated in steel works can be treated without substantially reducing the productivity of the present smelting reduction furnace. Table 2 shows the operating conditions and results. Operations have been implemented to reduce manufacturing costs.

【0063】〔実施例3〕図5に示す溶融還元炉、及び
図4に示した溶融還元製鉄フロー設備を用いて試験し
た。
Example 3 Tests were performed using the smelting reduction furnace shown in FIG. 5 and the smelting reduction steelmaking flow equipment shown in FIG.

【0064】主な試験条件は、鉱石については、乾燥鉱
石12を流動層型の予備還元炉2に装入し、還元率25
%まで処理した高温の鉱石を溶融還元炉1内浴部71に
装入した。造滓材は焼成したものを、炭材は乾燥したも
のを、溶融還元炉1内浴部71に装入した。一方、原料
の一部として製鉄ダストを使用した。製鉄ダストとして
は、溶融還元炉1からの回収ダスト38をスラリー化設
備40で水分含有率30wt.%のスラリー形態にして、溶
融還元炉1内に供給した。スラリーダスト39の炉内高
温ガス雰囲気中での滞留方法として、投入シュート67
の下端から多数のひも状に吊り下げた状態のダスト、即
ちひも状スラリーダスト41を空間雰囲気中に3分間滞
留させるように、これをゆっくりと降下させて、浴部7
1に装入した。この際、スラリーダスト39をこのよう
な吊り下げ状態の保持に耐えられるようにするため、当
該スラリーの中に、所定の形状強化物質を混合した。表
5に、使用した形状強化物質の種類とその配合率を示
す。形状強化物質の配合率は、表5のいずれの場合によ
っても試験目的を達成した。
The main test conditions were as follows. For the ore, the dry ore 12 was charged into the fluidized bed type pre-reduction furnace 2 and the reduction rate was 25%.
% Was charged into the bath 71 of the smelting reduction furnace 1. The fired slag-making material and the dried carbon material were charged into the bath 71 of the smelting reduction furnace 1. On the other hand, steelmaking dust was used as a part of the raw material. As ironmaking dust, recovered dust 38 from the smelting reduction furnace 1 was supplied into the smelting reduction furnace 1 in the form of a slurry having a water content of 30 wt. As a method for retaining the slurry dust 39 in the high-temperature gas atmosphere in the furnace, a charging chute 67 is used.
The dust suspended in a string form from the lower end of the string, that is, the string-like slurry dust 41, is slowly lowered so as to stay in the space atmosphere for 3 minutes, and the
1 was charged. At this time, a predetermined shape-enhancing substance was mixed into the slurry so that the slurry dust 39 could withstand such a suspended state. Table 5 shows the types of the shape reinforcing substances used and the compounding ratio thereof. Regarding the compounding ratio of the shape-enhancing substance, the test purpose was achieved in any case shown in Table 5.

【0065】スラリーダスト39をひも状にして供給す
るために、投入シュート67の先端部前面には、図6に
示すノズル孔42を配したスラリーダスト装入ノズル4
3を装着した。ノズル径は15〜30mmとし、ランス
ノズル43は水冷構造体とした。炉内への製錬用上吹き
酸素は、炉内径が大きくなるとメインランス68の1本
からのみの送酸では、装入物の全体を十分にカバーでき
なくなる。ここでは、補助ランスとしてサイドランス7
5を設けて製錬した。
In order to supply the slurry dust 39 in a string form, a slurry dust loading nozzle 4 having a nozzle hole 42 shown in FIG.
3 was attached. The nozzle diameter was 15 to 30 mm, and the lance nozzle 43 was a water-cooled structure. When the inner diameter of the furnace is large, the oxygen supplied to the smelting furnace into the furnace cannot be sufficiently covered by the acid supply from only one of the main lances 68 when the furnace inner diameter is large. Here, the side lance 7 is used as an auxiliary lance.
5 was smelted.

【0066】操業条件及び結果を、表2に示す。この実
施例では、製鉄ダストを水スラリー化し、これを強化し
て投入シュートから多数のひも状にして吊り下げて装入
したので、装入量速度の調節及び溶融還元炉内でのスラ
リー中水分蒸発量の調節が一層し易くなった。また、ダ
スト乾燥設備の削除が可能であり、また溶銑の生産性も
向上する。なお、回収ダスト38をスラリー化したの
で、回収ダストの溶融還元炉1までへの搬送効率も向上
した。
Table 2 shows the operating conditions and results. In this example, iron-made dust was converted into a water slurry, which was strengthened and suspended in a large number of strings from a charging chute and charged. Therefore, the charging rate was adjusted and the water content in the slurry in the smelting reduction furnace was adjusted. The adjustment of the amount of evaporation became easier. Further, the dust drying equipment can be eliminated, and the productivity of the hot metal can be improved. Since the collected dust 38 was slurried, the efficiency of conveying the collected dust to the smelting reduction furnace 1 was also improved.

【0067】[0067]

【表5】 [Table 5]

【0068】〔実施例4〕図7に示す溶融還元炉、及び
図4に示したプロセスフローにより試験した。主な試験
条件は、実施例2及び3に類似するが、大きな違いは、
実施例4では、スラリーダスト39の炉内への供給方法
として、図7に示したように、スラリーダスト39の供
給用パイプ78を、水冷構造炉壁79を貫通して多数本
設けたことであり、そして、パイプ78から押し出され
たスラリーダストは滞留場所64及びその上方空間部
に、絡まりひも状ダスト44として滞留し、水分が蒸発
乾燥した後、浴部71に装入される。滞留時間は10分
間である。なお、スラリーダスト39には、適宜、形状
強化物質を混ぜた。スラリーダストをこのようにして装
入したねらいは、スラリーダストの装入原単位を大きく
するためである。ダストの装入原単位は、水分乾燥状態
換算で460kg/tであり、炭材460kg/tを混
合した。従って、ダスト中酸化鉄の還元も進行した。
Example 4 A smelting reduction furnace shown in FIG. 7 and a process flow shown in FIG. 4 were tested. The main test conditions are similar to Examples 2 and 3, except for the major differences:
In the fourth embodiment, as a method of supplying the slurry dust 39 into the furnace, as shown in FIG. 7, a plurality of supply pipes 78 for the slurry dust 39 are provided through the water-cooled structure furnace wall 79. The slurry dust extruded from the pipe 78 stays as the entangled string dust 44 in the staying place 64 and the space above it, and is charged into the bath 71 after the moisture is evaporated and dried. The residence time is 10 minutes. The slurry dust 39 was appropriately mixed with a shape-enhancing substance. The purpose of charging the slurry dust in this way is to increase the unit consumption of the slurry dust. The basic unit for charging dust was 460 kg / t in terms of a moisture-dry state, and 460 kg / t of carbonaceous material was mixed. Therefore, reduction of iron oxide in dust also progressed.

【0069】図8に、水冷構造炉壁79の炉内壁側から
みたスラリーダスト装入ノズル81及びそのノズル孔8
0の配置を示す。ノズル孔径は、15〜30mmとし
た。なお、この孔径の範囲で所期の目的は達成された。
FIG. 8 shows the slurry dust loading nozzle 81 and its nozzle hole 8 as viewed from the furnace inner wall side of the water cooling furnace wall 79.
0 indicates the arrangement. The nozzle hole diameter was 15 to 30 mm. The intended purpose was achieved within the range of the pore diameter.

【0070】操業条件及び結果を、表3に示す。この実
施例によれば、実施例2及び3で得られた効果(ダスト
乾燥設備の削除、ダスト装入量速度の調節性の向上、及
び回収ダストの搬送作業性の向上)の他に、溶銑生産量
が向上した。また、水冷炉壁の冷却保護効果も得られ
た。
Table 3 shows the operating conditions and results. According to this embodiment, in addition to the effects obtained in Embodiments 2 and 3 (elimination of dust drying equipment, improvement in the controllability of the speed of charging the dust, and improvement in the workability of conveying collected dust), Production volume improved. In addition, the cooling effect of the water-cooled furnace wall was obtained.

【0071】〔実施例5〕溶融還元炉として、図5に示
した炉の炉壁に補助加熱用バーナーを設け、図4に示し
たプロセスフローにより試験した。試験では、溶銑50
0t/dの溶融還元操業を行なった。実施例5では、溶
融還元炉への装入物の投入条件として、鉱石及び石炭に
製鉄ダストを加えた水スラリーに、炭素繊維を添加して
スラリーの形状保持を強化し、ひも状に垂れ下がった装
入物を加熱して乾燥させた。また、炉壁近傍での石炭等
炭材の燃焼による炉壁熱負荷を軽減することにより炉壁
を保護すると共に、装入物の浴中への装入速度を遅く制
御することによりスラリー水分の蒸発を促進させた。こ
の際、鉱石及び石炭の単体の短径を8〜30mmのもの
を使用し、スラリー化後の投入時のひも状装入物の径は
約80mmであった。造滓材は焼成せず生造滓材のまま
浴部へ装入した。
Example 5 As a smelting reduction furnace, an auxiliary heating burner was provided on the furnace wall of the furnace shown in FIG. 5, and a test was performed according to the process flow shown in FIG. In the test, hot metal 50
A smelting reduction operation of 0 t / d was performed. In Example 5, as a condition for charging the charge to the smelting reduction furnace, carbon fiber was added to a water slurry obtained by adding iron-making dust to ore and coal to enhance the shape retention of the slurry, and the slurry hanged like a string. The charge was heated to dry. In addition, the furnace wall is protected by reducing the furnace wall heat load due to the burning of coal and other coal materials near the furnace wall, and the slurry moisture is reduced by controlling the charging speed of the charge into the bath. Evaporation was promoted. At this time, the ore and the coal used had a short diameter of 8 to 30 mm, and the diameter of the cord-like charge at the time of charging after slurrying was about 80 mm. The slag-making material was not fired and was charged into the bath as raw slag-making material.

【0072】試験操業の継続に際し、下記項目の試験を
行なった。 浴温度の上昇・下降度合に応じて装入物の滞留時間を
調整した。 炉壁熱負荷の情報に応じて、装入物の滞留時間を調整
した。 炉壁熱負荷の情報に応じて、(イ) 装入物の滞留時間を
調整した。(ロ) 炉内に装入物量の溶融還元炉内水平断面
内の分布を調整した。 その他の詳細な試験条件及び結果を表3に示す。
When the test operation was continued, the following tests were performed. The residence time of the charge was adjusted according to the rise and fall of the bath temperature. The residence time of the charge was adjusted according to the information on the furnace wall heat load. The residence time of the charge was adjusted according to the information on the furnace wall heat load. (B) The distribution of the amount of material charged in the furnace in the horizontal section in the smelting reduction furnace was adjusted. Table 3 shows other detailed test conditions and results.

【0073】上記試験操業中における炉壁熱負荷の変化
に対して、スラリー状装入物の滞留時間調整、及び、装
入量速度調整を行なった。それぞれの調整例を、図9及
び図10に示す。図9に、操業中の溶融還元炉の炉壁熱
負荷の変化に対してとった、スラリー状装入物の滞留時
間の変更アクションの経時変化を示す。出銑滓に伴い、
炉内スラグレベルが低下したので炉壁熱負荷が変動し、
上昇してきた。そこで、装入物の炉内滞留時間を短くし
て炉壁熱負荷の低減アクションをとった。その後、炉壁
熱負荷低減の傾向が現れた。炉壁へのスラグ付着が懸念
されたので、装入物滞留時間を若干長くし、熱負荷が所
定値に安定するよう調整した。
With respect to the change in the furnace wall heat load during the test operation, the residence time of the slurry charge and the charge rate were adjusted. Examples of each adjustment are shown in FIGS. FIG. 9 shows a change with time of the action for changing the residence time of the slurry-like charge with respect to the change in the furnace wall heat load of the smelting reduction furnace during operation. With tapping slag,
As the slag level in the furnace decreased, the furnace wall heat load fluctuated,
It has risen. Therefore, an action was taken to reduce the furnace wall heat load by shortening the charge residence time in the furnace. Thereafter, the tendency of reducing the furnace wall heat load appeared. Since there was concern that slag might adhere to the furnace wall, the charge retention time was slightly lengthened, and the heat load was adjusted to be stable at a predetermined value.

【0074】図10に、操業中の溶融還元炉の炉壁熱負
荷の変化に対して、スラリー状装入物の溶融還元炉内水
平断面内位置における装入量の分布を調整したアクショ
ンの経時変化を示す。同図は、スラリー状装入物投入シ
ュートが、図11に示すように、炉水平面内位置で、
A、B、C及びDの4箇所に設けられている場合であ
る。そして、A、B、C及びDの各箇所毎の炉壁熱負荷
の経時変化に対して、各箇所毎にスラリー状装入物の装
入量分布を調整した例である。投入シュートA、D方向
では、炉内壁面へのスラグ付着により、炉壁熱負荷が低
く安定している。一方、B、C方向では、出銑滓に伴い
炉内スラグレベルが低下したので炉壁熱負荷が変動し、
上昇してきた。そこで、B、C箇所の炉壁側の装入量を
増やして、炉壁熱負荷の低減アクションをとった。その
結果、B、C方向の炉壁熱負荷も安定した。その後、出
銑滓時期には前回と同様、炉壁熱負荷が変動し、上昇し
てきた。そこで、前回と同じアクションにより熱負荷は
安定した。
FIG. 10 shows the time course of the action in which the distribution of the slurry-like charge is adjusted at the position in the horizontal section in the smelting reduction furnace with respect to the change in the furnace wall heat load during operation. Indicates a change. In the figure, the slurry-like charge input chute is located at a position in the reactor horizontal plane as shown in FIG.
A, B, C and D are provided at four places. And it is the example which adjusted the charging amount distribution of the slurry-like charge for every location with respect to the time-dependent change of the furnace wall heat load of each location of A, B, C, and D. In the direction of the charging chutes A and D, the heat load on the furnace wall is low and stable due to the adhesion of slag to the furnace inner wall surface. On the other hand, in the directions B and C, the slag level in the furnace was reduced due to tapping slag, so that the furnace wall heat load fluctuated.
It has risen. Therefore, the amount of charging on the furnace wall side of the points B and C was increased, and an action of reducing the furnace wall heat load was taken. As a result, the furnace wall heat loads in the B and C directions were also stabilized. After that, the furnace wall heat load fluctuated and increased during the tapping slag timing as in the previous case. Then, the heat load was stabilized by the same action as last time.

【0075】〔比較例1〕図12に示した溶融還元炉及
び図13に示す溶融還元製鉄フロー設備を用いて試験し
た。
[Comparative Example 1] Tests were performed using the smelting reduction furnace shown in FIG. 12 and the smelting reduction steelmaking flow equipment shown in FIG.

【0076】主な試験条件は、除塵機51で回収された
水分含有率約20wt.%の回収ダスト38を、ダスト乾燥
装置82で乾燥させる。そして、得られた乾燥ダスト3
8’を投入シュート67から、浴部71に装入する。ま
た、鉱石は原鉱石11を鉱石乾燥設備3で乾燥し、更に
鉱石予熱炉2pで予熱し、次いで流動層型予備還元炉2
で予備還元した後、溶融還元炉1内浴部に装入する。な
お、炭材及び造滓材の装入については、実施例2〜5と
同様、乾燥石炭並びに焼成石灰及び焼成ドロマイトを溶
融還元炉1内浴部71に装入した。操業条件及び結果
を、表4に示す。
The main test condition is that the collected dust 38 having a water content of about 20 wt.% Collected by the dust remover 51 is dried by the dust drying device 82. And the obtained dry dust 3
8 ′ is inserted into the bath 71 from the charging chute 67. Further, the ore is dried by drying the raw ore 11 in the ore drying equipment 3 and further preheating in the ore preheating furnace 2p.
, And then charged into the bath section of the smelting reduction furnace 1. In addition, about charging of a carbonaceous material and a slag-making material, similarly to Examples 2-5, dry coal, calcined lime, and calcined dolomite were charged into the bath 71 of the smelting reduction furnace 1. Table 4 shows the operating conditions and results.

【0077】この例では、ダスト乾燥装置を要し、また
そのダスト乾燥用に多くのエネルギーを要した。 〔比較例2〕図12に示した溶融還元炉及び図2に示す
プロセスフローにより試験した。主な試験条件は、鉱石
は原鉱石11を鉱石乾燥設備3で乾燥し、次いで流動層
型予備還元炉2で予備還元した後、溶融還元炉1内浴部
に装入する。一方、除塵機51で回収された水分含有率
約30wt.%の回収ダスト38を、乾燥せずに溶融還元炉
1の投入シュート67から、浴部71に装入する。ま
た、炭材及び造滓材の装入については、乾燥石炭並びに
焼成石灰及び焼成ドロマイトを溶融還元炉1内浴部71
に装入した。
In this example, a dust drying apparatus was required, and much energy was required for drying the dust. [Comparative Example 2] A test was performed using the smelting reduction furnace shown in FIG. 12 and the process flow shown in FIG. The main test conditions are as follows. The ore is obtained by drying the raw ore 11 in the ore drying equipment 3, and then preliminarily reducing it in the fluidized bed type prereduction furnace 2, and then charging the ore into the inner bath of the smelting reduction furnace 1. On the other hand, the collected dust 38 having a water content of about 30 wt.% Collected by the dust remover 51 is charged into the bath 71 from the charging chute 67 of the smelting reduction furnace 1 without drying. In addition, as for the charging of the carbonaceous material and the slag-making material, the dry coal, the calcined lime and the calcined dolomite are mixed in the bath 71 of the smelting reduction furnace 1.
Was charged.

【0078】操業条件及び結果を、表4に示す。この例
では、ダスト乾燥装置は不要であるが、水分を含んだダ
ストが溶融還元炉の浴部に装入されるので、浴温度を確
保するために多量の石炭と酸素を使用した。
Table 4 shows the operating conditions and results. In this example, a dust drying device is not required, but a large amount of coal and oxygen were used to secure the bath temperature because dust containing moisture was charged into the bath of the smelting reduction furnace.

【0079】本発明の実施例としては、上述した通り、
鉄鉱石の溶融還元をベースとした例を説明したが、本発
明は、Ni,Cr、Mn等の金属酸化物の溶融還元の場
合にも同様に有効である。
As an embodiment of the present invention, as described above,
Although the example based on the smelting reduction of iron ore has been described, the present invention is similarly effective in the case of smelting reduction of metal oxides such as Ni, Cr, and Mn.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
鉄鉱石を溶融還元して溶銑を製造する工程で、炭材を酸
素含有ガスで二次燃焼させ、その熱で酸化物鉱石を連続
的に溶融還元製錬するプロセスにおいて、酸素消費量及
びプロセスガス発生量を減らし、設備費が安価な装置を
提供するための、溶融還元炉への製鉄ダストの装入方法
及び装置を提供することができ、工業上有用な効果がも
たらされる。
As described above, according to the present invention,
In the process of smelting and reducing iron ore to produce hot metal, the carbon material is secondarily burned with an oxygen-containing gas, and the heat is used to continuously smelt and reduce the oxide ore. It is possible to provide a method and an apparatus for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace to reduce the generation amount and provide an apparatus with a low equipment cost, which brings industrially useful effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で用いた溶融還元炉の要部を説明する
概略縦断面である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a main part of a smelting reduction furnace used in Example 1.

【図2】実施例1及び比較例2のプロセスフローであ
る。
FIG. 2 is a process flow of Example 1 and Comparative Example 2.

【図3】実施例2で用いた溶融還元炉の要部を説明する
概略縦断面である。
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view illustrating a main part of a smelting reduction furnace used in Example 2.

【図4】実施例2、3、4及び5のプロセスフローであ
る。
FIG. 4 is a process flow of Examples 2, 3, 4 and 5.

【図5】実施例3で用いた溶融還元炉の要部を説明する
概略縦断面である。
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a main part of a smelting reduction furnace used in Example 3.

【図6】溶融還元炉の投入シュートからスラリーダスト
を押し出すためのランスノズル先端部のノズル配置を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a nozzle arrangement at the tip of a lance nozzle for extruding slurry dust from a charging chute of a smelting reduction furnace.

【図7】実施例4で用いた溶融還元炉の要部を説明する
概略縦断面である。
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a main part of a smelting reduction furnace used in Example 4.

【図8】溶融還元炉の炉壁からスラリーダストを押し出
すための水冷構造炉壁のスラリーダスト装入孔のノズル
配置を示す図である。
FIG. 8 is a view showing a nozzle arrangement of a slurry dust charging hole in a water cooling structure furnace wall for pushing out slurry dust from a furnace wall of the smelting reduction furnace.

【図9】実施例5における浴温度の変動に対する装入物
の装入速度及び装入位置分布の調整実績を示すグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph showing adjustment results of a charging speed and a charging position distribution of a charged object with respect to a change in bath temperature in Example 5.

【図10】実施例5における炉熱負荷変動に対する装入
物の装入速度及び装入位置分布の調整実績を示すグラフ
である。
FIG. 10 is a graph showing adjustment results of a charging speed and a charging position distribution of a charged object with respect to a furnace heat load variation in Example 5.

【図11】実施例5における炉壁位置別の熱負荷試験時
の装入物の投入シュートの位置を説明する溶融還元炉の
概略平面図である。
FIG. 11 is a schematic plan view of a smelting reduction furnace illustrating a position of a charging chute of a charge during a heat load test for each furnace wall position in Example 5.

【図12】比較例1及び2で用いた溶融還元炉の要部を
説明する概略縦断面である。
FIG. 12 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a main part of a smelting reduction furnace used in Comparative Examples 1 and 2.

【図13】比較例1のプロセスフローである。FIG. 13 is a process flow of Comparative Example 1.

【図14】先行技術1による溶融還元製鉄法のパイロッ
トプラントのプロセスフローの要部である。
FIG. 14 is a main part of a process flow of a pilot plant of the smelting reduction iron making method according to Prior Art 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶融還元炉 2p 鉱石予熱炉 2 予備還元炉 3 鉱石乾燥設備 4 石炭乾燥設備 5 石炭脱揮炉 6 造滓材焼成炉 11 原鉱石 12 乾燥鉱石 13 予備還元鉱石 14 チャー含有予備還元鉱石 20 高カロリー燃料 21 原炭材 21’ 石炭 22 乾燥石炭 25 生造滓材(石灰石、生ドロマイト) 26 焼成造滓材(焼石灰、軽焼ドロマイト) 31 溶融還元炉生成ガス 32 予備還元炉生成ガス 33 予熱炉生成ガス 34 回収ガス 35 回収蒸気 36 溶銑 37 スラグ 38 回収ダスト 38’ 乾燥ダスト 39 スラリーダスト 39’ 乾燥ダスト 40 スラリー化設備 41 ひも状スラリーダスト 42 ノズル孔 43 ランスノズル 44 絡まりひも状ダスト 45 炉内壁ノズル 46 酸素 47 空気 48 窒素 49 ガスカロリー調整用燃料 50 熱風 51 除塵機 52 ガスホルダー 53 昇圧機 54 発電設備 56 蒸気回収ボイラー 57 ガス大気放散 58 熱交換器 59 スラリー化装置 60 形状強化装置 61 溶融還元炉本体 62 炉壁 63 炉浴槽 64 滞留場所 65 プッシャー 66 掻き取り装置 67 投入シュート 68 ランス 69 装入物 70 酸素含有ガス 71 スラグ・メタル浴(浴部) 72 装入物堆積層 73 底吹きガスノズル 74 撹拌ガス 75 サイドランス 76 鉄鉱石 76’ 予熱鉱石 76” 予備還元鉱石 77 予熱炉 78 スラリーダスト供給パイプ 79 水冷構造炉壁 80 ノズル孔 81 スラリーダスト装入口 82 ダスト乾燥装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Smelting reduction furnace 2p Ore preheating furnace 2 Preliminary reduction furnace 3 Ore drying equipment 4 Coal drying equipment 5 Coal devolatilization furnace 6 Slag making material firing furnace 11 Raw ore 12 Dry ore 13 Preliminary reduced ore 14 Char-containing preliminary reduced ore 20 High calorie Fuel 21 Raw coal material 21 'Coal 22 Dry coal 25 Raw slag material (limestone, raw dolomite) 26 Burnt slag material (calcined lime, lightly burned dolomite) 31 Gas generated in the smelting reduction furnace 32 Gas generated in the preliminary reduction furnace 33 Preheating furnace Generated gas 34 Collected gas 35 Collected steam 36 Hot metal 37 Slag 38 Collected dust 38 ′ Dry dust 39 Slurry dust 39 ′ Dry dust 40 Slurry equipment 41 String-like slurry dust 42 Nozzle hole 43 Lance nozzle 44 Entangled string dust 45 Furnace inner wall nozzle 46 Oxygen 47 Air 48 Nitrogen 49 Gas calorie adjusting fuel 50 Heat REFERENCE SIGNS LIST 51 dust remover 52 gas holder 53 booster 54 power generation equipment 56 steam recovery boiler 57 gas air emission 58 heat exchanger 59 slurrying device 60 shape reinforcement device 61 smelting reduction furnace main body 62 furnace wall 63 furnace bath tub 64 staying place 65 pusher 66 scraping Removal device 67 Input chute 68 Lance 69 Charge 70 Oxygen-containing gas 71 Slag metal bath (bath part) 72 Charge deposit layer 73 Bottom blow gas nozzle 74 Stirring gas 75 Side lance 76 Iron ore 76 'Preheat ore 76 "Reserve Reduction ore 77 Preheating furnace 78 Slurry dust supply pipe 79 Water cooling structure furnace wall 80 Nozzle hole 81 Slurry dust loading port 82 Dust drying device

フロントページの続き (72)発明者 川上 正弘 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 澤田 輝俊 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 関口 毅 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡部 雅之 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K012 CB02 CB03 CB04 CB05 Continuing from the front page (72) Inventor Masahiro Kawakami 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Terutoshi Sawada 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Stock In-house (72) Inventor Takeshi Sekiguchi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Watanabe 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Pipe Co., Ltd. F term (reference) 4K012 CB02 CB03 CB04 CB05

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶融還元炉で鉱石を製錬する工程におい
て水分を含んだ製鉄ダストと、鉱石、炭材、廃合成樹脂
材及び造滓材の内から選ばれた1種以上とを含む混合物
からなる装入物を、前記溶融還元炉へ装入する方法であ
って、前記装入物を予めスラリー状態に形成し、前記ス
ラリーに当該スラリーの形状を保持強化するための形状
強化物質を混合し、又は前記スラリーを形状強化薄板状
材料で被覆して棒状ないし板状にし、こうして得られた
装入物スラリーを、前記溶融還元炉における製錬中に、
当該溶融還元炉から発生する高温ガスの当該溶融還元炉
内雰囲気に曝しつつ、前記溶融還元炉の浴部へ装入する
ことを特徴とする、溶融還元炉への製鉄ダストの装入方
法。
1. A mixture containing iron-containing dust containing water in a step of smelting ore in a smelting reduction furnace and at least one selected from ores, carbonaceous materials, waste synthetic resin materials and slag-making materials. Wherein the charge is formed into a slurry state in advance, and the slurry is mixed with a shape-enhancing material for holding and strengthening the shape of the slurry. Or, the slurry is coated with a shape-enhanced sheet-like material to form a rod or plate, and the thus obtained charge slurry is subjected to smelting in the smelting reduction furnace,
A method for charging iron-making dust into a smelting reduction furnace, which comprises charging a high-temperature gas generated from the smelting reduction furnace into a bath section of the smelting reduction furnace while exposing the gas to the atmosphere in the smelting reduction furnace.
【請求項2】 溶融還元炉で鉱石を製錬する工程におい
て製鉄ダストを前記溶融還元炉へ装入する方法であっ
て、前記溶融還元炉における製錬中に、当該溶融還元炉
から発生する高温ガスの当該溶融還元炉内雰囲気に、水
分を含んだ前記製鉄ダストを、下記(1)式: tr =5W/S --------------(1) 但し、 tr :滞留時間(min) W :製鉄ダストの含水率(外数)(wt.%) S :水分を含んだ製鉄ダストの比表面積≡α/(d
ρ)(m2 /t) α :水分を含んだ製鉄ダストの形状係数(−) d :水分を含んだ製鉄ダストの代表径(m) ρ :水分を含んだ製鉄ダストの嵩密度(t/m3 ) で示される時間tr 以上滞留させた後、こうして水分を
除去された前記製鉄ダストを前記溶融還元炉の浴部へ装
入することを特徴とする、溶融還元炉へ製鉄ダストを装
入する方法。
2. A method for charging iron ore dust into the smelting reduction furnace in the step of smelting ore in the smelting reduction furnace, wherein high temperature generated from the smelting reduction furnace during smelting in the smelting reduction furnace. In the atmosphere of the gas in the smelting reduction furnace, the iron-made dust containing water is mixed with the following formula (1): tr = 5W / S ---------------- (1) tr : residence time (min) W: water content (external number) of iron-made dust (wt.%) S: specific surface area of iron-made dust containing water ≡α / (d)
ρ) (m 2 / t) α: Shape factor of iron dust containing water (−) d: Representative diameter of iron dust containing water (m) ρ: Bulk density of iron dust containing water (t / after a residence time t r or represented by m 3), thus characterized by charging the iron dust that is remove water to the bath portion of the smelting reduction furnace, instrumentation and steel dust to the smelting reduction furnace How to enter.
【請求項3】 溶融還元炉で鉱石を製錬する工程におい
て製鉄ダストを前記溶融還元炉へ装入する方法であっ
て、前記溶融還元炉における製錬中に、当該溶融還元炉
から発生する高温ガスの当該溶融還元炉内雰囲気に、水
分を含んだ製鉄ダストと、鉱石、炭材、廃合成樹脂材及
び造滓材の内から選ばれた1種以上とを予め混合し、こ
の混合物を下記(1’)式: tr =5W/S --------------(1’) 但し、 tr :滞留時間(min) W :混合物の水分含有率(wt.%) S :混合物の比表面積≡{αi /(di ρi )}xi
(m2 /t) 但し、 i :混合物各構成物質を表わす添字記号 xi :混合物各構成物質の重量比率(−) αi :混合物各構成物質の形状係数(−) di :混合物各構成物質の代表径(m) ρi :混合物各構成物質の嵩密度(t/m3 ) で示される時間tr 以上滞留させた後、こうして水分を
除去された前記混合物を前記溶融還元炉の浴部へ装入す
ることを特徴とする、溶融還元炉へ製鉄ダストを装入す
る方法。
3. A method for charging iron ore dust into the smelting reduction furnace in a step of smelting ore in the smelting reduction furnace, the method comprising: In the atmosphere of the gas in the smelting reduction furnace, water-containing iron-making dust and at least one selected from ores, carbonaceous materials, waste synthetic resin materials, and slag-making materials are mixed in advance, and this mixture is Formula (1 ′): tr = 5 W / S (1 ′) where tr : residence time (min) W: water content of the mixture (wt. %) S: Specific surface area of the mixture {α i / (d i ρ i )} x i
(M 2 / t) where, i: mixture subscript symbols x i representing the respective constituents: weight ratio of the mixture the constituent material (-) alpha i: shape factor in the mixture the constituent material (-) d i: mixture constituent The representative diameter (m) of the substance ρ i : After the mixture has been retained for a time tr or more represented by the bulk density (t / m 3 ) of each constituent substance of the mixture, the mixture from which water has been removed in this way is subjected to bathing in the smelting reduction furnace. A method for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace, which comprises charging into a smelting reduction furnace.
【請求項4】 請求項2又は3記載の発明において、前
記溶融還元炉に装入される物質をスラリー状態にして装
入することを特徴とする、溶融還元炉へ製鉄ダストを装
入する方法。但し、ここで前記水分を含んだ製鉄ダスト
の代表径d、又は前記混合物各構成物質の代表径は、前
記スラリー状態の代表径を表わすものとする。
4. The method according to claim 2, wherein the material to be charged into the smelting reduction furnace is charged in a slurry state and charged into the smelting reduction furnace. . Here, the representative diameter d of the iron-made dust containing water or the representative diameter of each constituent material of the mixture represents the representative diameter in the slurry state.
【請求項5】 請求項4記載の発明において、前記スラ
リー状態の装入物には、当該スラリーを所要の形状に保
持するための形状強化物質を混合するか、又は前記スラ
リー状態の装入物を形状強化薄板状材料で被覆して棒状
ないし板状にし、こうして前記スラリーを形成すること
を特徴とする、溶融還元炉へ製鉄ダストを装入する方
法。
5. The charge according to claim 4, wherein the charge in the slurry state is mixed with a shape-enhancing substance for maintaining the slurry in a required shape, or the charge in the slurry state. Is coated with a sheet material having a shape-enhanced shape to form a bar or a plate, and thus the slurry is formed.
【請求項6】 請求項1〜5に記載の発明のいずれかに
おいて、前記溶融還元炉に装入される物質として、各物
質単体の代表径が、8〜30mmの範囲内にあるものを
使用することを特徴とする、溶融還元炉へ製鉄ダストを
装入する方法。
6. A method according to claim 1, wherein the substance to be charged into the smelting reduction furnace has a representative diameter of each substance within a range of 8 to 30 mm. A method of charging ironmaking dust into a smelting reduction furnace.
【請求項7】 請求項1〜6に記載の発明のいずれかに
おいて、前記溶融還元炉内の浴温度の上昇・下降度合に
応じて、前記溶融還元炉内ガス雰囲気中での装入物の滞
留時間を調整することを特徴とする、溶融還元炉へ製鉄
ダストを装入する方法。
7. The smelting reduction furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein the charge in the gas atmosphere in the smelting reduction furnace is changed according to a rise / fall of a bath temperature in the smelting reduction furnace. A method for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace, comprising adjusting the residence time.
【請求項8】 請求項1〜7に記載の発明のいずれかに
おいて、溶融還元炉の炉壁熱負荷についての情報に応じ
て、装入物の滞留時間を調整することを特徴とする、溶
融還元炉へ製鉄ダストを装入する方法。
8. The melting method according to any one of claims 1 to 7, wherein the residence time of the charge is adjusted according to the information on the furnace wall heat load of the smelting reduction furnace. A method of charging steelmaking dust into a reduction furnace.
【請求項9】 請求項1〜7に記載の発明のいずれかに
おいて、溶融還元炉の炉壁熱負荷についての情報に応じ
て、装入物の前記滞留時間を調整すると共に、前記溶融
還元炉内に装入する物質の溶融還元炉内水平断面内位置
における装入量の偏らせ方を調整することを特徴とす
る、溶融還元炉へ製鉄ダストを装入する方法。
9. The smelting reduction furnace according to any one of claims 1 to 7, wherein the residence time of the charge is adjusted according to information on a furnace wall heat load of the smelting reduction furnace. A method for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace, comprising adjusting a biasing method of a charging amount of a substance to be charged into the smelting reduction furnace at a position in a horizontal cross section in the smelting reduction furnace.
【請求項10】 溶融還元炉で鉱石を製錬する工程にお
いて製鉄ダストを前記溶融還元炉へ装入するための装置
であって、前記溶融還元炉から発生する当該溶融還元炉
内の高温ガス雰囲気中に、水分を含んだ製鉄ダストを滞
留させた後に、こうして水分を除去された製鉄ダストを
前記溶融還元炉内浴面内位置に対して装入するに際し、
その装入分布を調整する機構を備えたことを特徴とす
る、溶融還元炉へ製鉄ダストを装入する装置。
10. An apparatus for charging iron smelting dust into the smelting reduction furnace in the step of smelting ore in the smelting reduction furnace, wherein a high-temperature gas atmosphere in the smelting reduction furnace generated from the smelting reduction furnace is provided. In, after the iron-made dust containing water is retained, when charging the iron-made dust thus removed with water to the bath surface position in the smelting reduction furnace,
An apparatus for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace, comprising a mechanism for adjusting the charging distribution.
【請求項11】 溶融還元炉で鉱石を製錬する工程にお
いて製鉄ダストを前記溶融還元炉へ装入するための装置
であって、前記溶融還元炉から発生する当該溶融還元炉
内の高温ガス雰囲気中に、水分を含んだ製鉄ダストと、
鉱石、炭材、廃合成樹脂材及び造滓材の内から選ばれた
1種以上とを予め混合し、この混合物を前記高温ガス雰
囲気中に滞留させた後に、こうして水分を除去された前
記混合物を前記溶融還元炉内浴面内位置に対して装入す
るに際し、その装入分布を調整する機構を備えたことを
特徴とする、溶融還元炉へ製鉄ダストを装入する装置。
11. An apparatus for charging iron smelting dust into the smelting reduction furnace in the step of smelting ore in the smelting reduction furnace, wherein the smelting reduction furnace generates a high-temperature gas atmosphere in the smelting reduction furnace. Inside, iron dust containing moisture,
Ore, carbonaceous material, waste synthetic resin material, and slag-making material are preliminarily mixed with one or more kinds thereof, and the mixture is retained in the high-temperature gas atmosphere. A mechanism for adjusting the charging distribution when charging the smelting furnace to a position in the bath surface of the smelting reduction furnace, wherein the smelting reduction furnace is charged with ironmaking dust.
【請求項12】 溶融還元炉で鉱石を製錬する工程にお
いて水分を含む製鉄ダスト、鉱石、炭材、廃合成樹脂材
及び造滓材を含む混合物質を前記溶融還元炉へ投入する
機構と、前記溶融還元炉内に形成された浴面よりも高い
位置であって、前記投入機構で投入された前記混合物質
を、前記溶融還元炉から発生する高温ガスと接触させ、
そして前記高温ガスで加熱することができる位置に、前
記混合物質を滞留させる場所とを設けたことを特徴とす
る、溶融還元炉へ製鉄ダストを装入する装置。
12. A mechanism for feeding a mixed substance containing iron-containing dust containing water, ore, carbonaceous material, waste synthetic resin material and slag-making material to the smelting reduction furnace in the step of smelting the ore in the smelting reduction furnace, It is a position higher than the bath surface formed in the smelting reduction furnace, and the mixed substance charged by the charging mechanism is brought into contact with a high-temperature gas generated from the smelting reduction furnace,
An apparatus for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace, wherein a place where the mixed substance is retained is provided at a position where the mixed substance can be heated by the high-temperature gas.
【請求項13】 請求項12記載の発明において、前記
溶融還元炉内の浴温度の上昇・下降度合に応じて前記混
合物質の前記高温ガス雰囲気での滞留時間を調整しつ
つ、前記混合物を機械的に前記溶融還元炉内の浴中に押
し込む機構を備えたことを特徴とする、溶融還元炉へ製
鉄ダストを装入する装置。
13. The invention according to claim 12, wherein the mixture is mechanically adjusted while adjusting the residence time of the mixed substance in the high-temperature gas atmosphere according to the degree of rise and fall of the bath temperature in the smelting reduction furnace. An apparatus for charging steelmaking dust into a smelting reduction furnace, further comprising a mechanism for pushing the ironmaking dust into a bath in the smelting reduction furnace.
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KR100584732B1 (en) * 2001-04-27 2006-05-30 주식회사 포스코 Recycling method of waste material by using of coal based iron making process
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