JP2002097507A - Molten pig iron production process and equipment for the same - Google Patents
Molten pig iron production process and equipment for the sameInfo
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Abstract
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、酸化鉄原料用塊
成物を予備還元して還元鉄の塊成物とした後に、これを
溶融還元して溶銑を製造する溶銑製造方法および溶銑製
造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 a method and an apparatus for manufacturing hot metal by preliminarily reducing an agglomerate for an iron oxide raw material into a reduced iron agglomerate and then reducing and reducing the resulting agglomerate. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】酸化鉄粉と還元剤粉との混合粉末をペレ
ット状若しくはブリケット状の塊成物と成した後、これ
を還元して還元鉄の塊成物とし、さらにこれを溶融製錬
して溶銑を製造する従来の技術としては、特公平３−６
０８８３号公報に開示されたものがある。これは、図４
に示すように、酸化鉄粉はホッパ１１０から切り出され
て、また、石炭等の還元剤粉はホッパ１１２から切出さ
れてベルトコンベヤ１１６によりミキサ１１４に送ら
れ、このミキサ１１４で混合混練される。この混合混錬
体は例えばペレタイザーのような塊成化装置１１８に送
られ、ペレットのような塊成物とされる。2. Description of the Related Art After a mixed powder of iron oxide powder and reducing agent powder is formed into a pellet or briquette agglomerate, it is reduced to a reduced iron agglomerate, which is further melt-smelted. As a conventional technique for producing hot metal by using
No. 0883 is disclosed. This is shown in FIG.
As shown in (1), iron oxide powder is cut out from a hopper 110, and reducing agent powder such as coal is cut out from a hopper 112, sent to a mixer 114 by a belt conveyor 116, and mixed and kneaded by the mixer 114. . The kneaded mixture is sent to an agglomeration device 118 such as a pelletizer, and is formed into an agglomerate such as a pellet.
【０００３】次いで、この塊成物はコンベヤ１２２によ
り回転床式還元炉１２０の回転炉床１２４に供給され、
この回転床式還元炉１２０内では、回転炉床１２４に積
載された塊成物の上方で炉内のガスが燃焼しており、高
温に加熱されることによって酸化鉄の大部分は金属鉄に
還元される。即ち、回転床式還元炉１２０において塊成
物は予備還元されるのである。しかるのち、予備還元さ
れた塊成物は約１０００゜Ｃ以上の高温の状態で回転床
式還元炉１２０から排出され、次いで装入シュート１３
２を介して溶融還元炉１３０に装入され、この溶融還元
炉１３０において最終の還元と溶融製錬を施され、溶銑
が生成される。Next, the agglomerate is supplied to a rotary hearth 124 of a rotary bed type reduction furnace 120 by a conveyor 122,
In the rotary bed type reduction furnace 120, the gas in the furnace is burning above the agglomerates stacked on the rotary hearth 124, and when heated to a high temperature, most of the iron oxide is turned into metallic iron. Be reduced. That is, the agglomerates are pre-reduced in the rotary bed type reduction furnace 120. Thereafter, the pre-reduced agglomerate is discharged from the rotary bed type reduction furnace 120 at a high temperature of about 1000 ° C. or higher, and then discharged into the charging chute 13.
The molten iron is charged into the smelting reduction furnace 130 through the furnace 2 and subjected to final reduction and smelting in the smelting reduction furnace 130 to produce molten iron.
【０００４】この溶融還元炉１３０は酸素および微粉炭
を底吹きするための複数の底部入口１３８を有してお
り、微粉炭ホッパ１４０から供給管１４６に供給された
微粉炭が、ガス源１４２から供給管１４６に供給された
窒素ガス等のキャリアーガスによって羽口１４８に送ら
れ、底部入口１３８から炉内に吹き込まれる。また、酸
素ガスが酸素ガス源１５０から供給管１５２を介して前
記羽口１４８に送られ、前記底部入口１３８から炉内に
吹き込まれる。なお、図４において、符号１６０は溶融
還元炉１３０内のＣＯガスの２次燃焼用のバーナであ
る。[0004] The smelting reduction furnace 130 has a plurality of bottom inlets 138 for blowing oxygen and pulverized coal to the bottom, and pulverized coal supplied from a pulverized coal hopper 140 to a supply pipe 146 is supplied from a gas source 142. The carrier gas such as nitrogen gas supplied to the supply pipe 146 is sent to the tuyere 148 and blown into the furnace from the bottom inlet 138. Further, oxygen gas is sent from the oxygen gas source 150 to the tuyere 148 via the supply pipe 152, and is blown into the furnace from the bottom inlet 138. In FIG. 4, reference numeral 160 denotes a burner for secondary combustion of CO gas in the smelting reduction furnace 130.
【０００５】そして、この溶融還元炉１３０において、
炉底部より吹き込まれた微粉炭と酸素とが反応して高温
の雰囲気を形成するときに浴中より生成するＣＯガスを
浴上の雰囲気で２次燃焼させることによって還元鉄の仕
上げ還元熱を付与し、溶融銑鉄を生成する。この溶銑は
出銑口１３４より間欠的に排出される。In the smelting reduction furnace 130,
When the pulverized coal blown from the furnace bottom reacts with oxygen to form a high-temperature atmosphere, the CO gas generated from the bath is secondarily burned in the atmosphere above the bath to give a finishing reduction heat of reduced iron. To produce molten pig iron. This hot metal is intermittently discharged from the tap hole 134.
【０００６】別の従来の溶銑の製造方法として、Ｄ−Ｌ
Ｍ式溶銑製造方法と称する方法がある。これは、図５に
示すように、塊成化装置１１８でペレットのような塊成
物とされた原料を、直線的に循環するグレート（火格
子）２１０を有する直線グレート還元炉２００に装入
し、グレート２１０上に層状に積み上げ、その塊成物の
層を着火・加熱することによって塊成物を予備還元した
後、高温のままサブマージドアーク式の電気溶融炉３０
０に装入し、電気エネルギーにより約１５００゜Ｃの高
温に加熱溶融することによって溶融還元し、溶銑を生成
する。[0006] As another conventional method for producing hot metal, D-L
There is a method called an M-type hot metal production method. As shown in FIG. 5, the raw material formed into agglomerates such as pellets by the agglomeration apparatus 118 is charged into a linear great reduction furnace 200 having a grate (grate) 210 that circulates linearly. Then, the agglomerate is preliminarily reduced by laying up the layer on the great layer 210 and igniting and heating the layer of the agglomerate.
The molten iron is heated and melted at a high temperature of about 1500 ° C. by electric energy, and is molten and reduced to produce hot metal.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の溶銑製造方法および溶銑製造装置には次のよう
な問題があった。まず、特公平３−６０８８３号公報に
開示された技術の場合、原料である塊成物を予備還元す
るための回転床式還元炉１２０内においては、主として
輻射加熱により予備還元に必要な熱量が供給されるの
で、塊成物を多層に炉床上に積み上げることができず、
生産性が悪いという問題があった。例えば塊成物を２層
以上に積み上げると、最上層の塊成物は還元反応が充分
進み金属Ｆｅが高い比率で出現（高金属化率）しても、
下層の塊成物は還元率が低くＦｅＯ迄の段階にしか還元
が進行していない状態になり、最上層とその下層とでは
還元率に大きな差が生ずることとなるからである。However, the above-described conventional hot metal manufacturing method and hot metal manufacturing apparatus have the following problems. First, in the case of the technology disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-60883, the amount of heat necessary for the preliminary reduction is mainly obtained by radiant heating in the rotary bed type reduction furnace 120 for the preliminary reduction of the agglomerate as a raw material. Since it is supplied, agglomerates cannot be stacked on the hearth in multiple layers,
There was a problem that productivity was poor. For example, when agglomerates are stacked in two or more layers, the agglomerates in the uppermost layer are sufficiently reduced, and even if metal Fe appears at a high ratio (high metallization ratio),
This is because the agglomerates in the lower layer have a low reduction ratio and the reduction is progressing only to the stage up to FeO, and a large difference occurs in the reduction ratio between the uppermost layer and the lower layer.
【０００８】ところで、後工程の溶融還元炉１３０は、
装入される塊成状の予備還元鉄の還元率が平均で５０〜
６０％（金属鉄化率で３０〜４０％）であっても、充分
に仕上げの還元と溶融製錬を行う能力を有していること
から、前工程の回転床式還元炉１２０での塊成物の予備
還元に際し、生産性向上の観点から塊成物を２層に装入
充填し、平均の還元率が５０〜６０％となるように還元
処理を施すことも考えられる。By the way, the smelting reduction furnace 130 in the post-process is
The reduction rate of the agglomerated pre-reduced iron to be charged is 50 to an average.
Even if it is 60% (30 to 40% in metal ferrous conversion rate), it has sufficient ability to perform finish reduction and smelting and refining. At the time of the preliminary reduction of the product, it is conceivable to charge and agglomerate the agglomerate into two layers from the viewpoint of improving the productivity and perform the reduction treatment so that the average reduction rate is 50 to 60%.
【０００９】しかしながら、回転床式還元炉１２０にお
いて塊成物を２層に充填し、最上層の塊成物に対して高
金属化率（８０〜９０％）で進行させた場合、下層の塊
成物は金属化率が０％（但し還元率は２０〜３０％進行
している）となり、上下層の平均の還元率として５０〜
６０％（金属化率は３０〜４０％）となって、後工程の
溶融還元炉１３０の受入れ条件を満足することになる
が、回転床式還元炉１２０から排出される下層の塊成物
はＦｅＯ段階迄しか還元されていないので塊成物内部の
結合力が弱く、粉化し易い状態になっているため、回転
床式還元炉１２０から塊成物をスクリュー排出機等によ
り排出する際に該スクリュー排出機等によって粉化され
てしまい、塊成状還元鉄としての歩留まりが大変小さく
なるという欠点があった。つまり、回転床式還元炉１２
０での予備還元鉄の成品歩留まりが小さいという欠点が
あった。However, when the agglomerate is packed into two layers in the rotary bed type reduction furnace 120 and the agglomerate in the uppermost layer is advanced at a high metallization ratio (80 to 90%), the lower layer The product has a metallization rate of 0% (however, the reduction rate has progressed 20 to 30%), and the average reduction rate of the upper and lower layers is 50 to 50%.
It becomes 60% (the metallization ratio is 30 to 40%), which satisfies the conditions for receiving the smelting reduction furnace 130 in the subsequent process. However, the lower agglomerate discharged from the rotary bed type reduction furnace 120 is Since the agglomerate is reduced only to the FeO stage, the bonding force inside the agglomerate is weak, and the agglomerate is easily pulverized. There is a disadvantage that the powder is powdered by a screw discharger or the like, and the yield as agglomerated reduced iron is extremely reduced. That is, the rotary bed type reduction furnace 12
There was a disadvantage that the product yield of the pre-reduced iron at 0 was small.
【００１０】また、原料である塊成物を２層以上に積み
上げ、下層の塊成物に対しても還元を充分行わしめて高
金属化率を得ようとすると、炉内の滞留時間を大幅に
（例えば数倍）延長させなければならなくなり生産性が
非常に悪くなるので、これも現実的には採用することが
できない。Further, if the agglomerate as a raw material is piled up in two or more layers and the lower agglomerate is sufficiently reduced to obtain a high metallization ratio, the residence time in the furnace is greatly reduced. Since this must be extended (for example, several times) and productivity becomes very poor, this cannot be practically adopted.
【００１１】一方、前記Ｄ−ＬＭ式溶銑製造方法におい
ては、塊成物の予備還元炉である直線グレート還元炉２
００がその構造上、ガスシール性が悪く、これに起因し
て種々の問題が生じた。詳述すると、図６は図５のVI−
VI断面であり、直線グレート還元炉２００の要部断面を
示す図であるが、この直線グレート還元炉２００におい
ては、グレート２１０とこのグレート２１０の上方に設
置されたフード２２０とを気密に連結するとともに、グ
レート２１０と該グレート２１０の下方に設置されたウ
ィンドボックス２３０とを気密に連結する必要がある。
そのために、グレート２１０とフード２２０との連結部
Ａおよび、グレート２１０とフード２３０との連結部Ｂ
にシール機構を設けているが、このシール機構は機械的
接触式のシール機構であるがゆえシール性能が低く、リ
ークし易かった。[0011] On the other hand, in the D-LM hot metal production method, the linear great reduction furnace 2 as a preliminary reduction furnace for agglomerates is used.
No. 00 has a poor gas sealing property due to its structure, causing various problems. More specifically, FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along a line VI and showing a cross section of a main part of the linear great reduction furnace 200. In this linear great reduction furnace 200, a great 210 and a hood 220 installed above the great 210 are airtightly connected. At the same time, it is necessary to airtightly connect the great 210 and the wind box 230 installed below the great 210.
For this purpose, a connecting portion A between the great 210 and the hood 220 and a connecting portion B between the great 210 and the hood 230
Is provided with a sealing mechanism. However, since this sealing mechanism is a mechanical contact type sealing mechanism, the sealing performance is low and leakage is likely to occur.
【００１２】その結果、直線グレート還元炉２００から
内部のガスがリークして作業環境を悪化させるという問
題が生じた。また、直線グレート還元炉２００において
塊成物を予備還元する際の還元率を所定範囲に管理する
ためには、塊成物の層に供給する高温雰囲気ガスの酸素
濃度を所定濃度に制御することによって所望の還元加熱
温度を得ることが非常に重要であるが、前述したように
シール性が悪いと酸素濃度の制御が困難になり、所望の
還元加熱温度が得られなくなって、塊成物に対する予備
還元の還元率がバラツクという問題が生じる。さらに、
後工程の溶融還元工程では電気加熱式のサブマージドア
ーク式電気溶融炉３００を用いているために、エネルギ
ー経済上、不利であるという問題も生じる。そこで、こ
の発明は、生産性が高く、製品歩留まりが大きて生産性
が高く、経済的な溶銑製造方法および溶銑製造装置を提
供するものである。As a result, there arises a problem that the internal gas leaks from the linear great reduction furnace 200 to deteriorate the working environment. Further, in order to control the reduction ratio in the pre-reduction of the agglomerate in the linear great reduction furnace 200 within a predetermined range, the oxygen concentration of the high-temperature atmosphere gas supplied to the agglomerate layer is controlled to a predetermined concentration. It is very important to obtain a desired reduction heating temperature by the above method. However, as described above, if the sealing property is poor, it becomes difficult to control the oxygen concentration, and the desired reduction heating temperature cannot be obtained. There is a problem that the reduction rate of the preliminary reduction varies. further,
In the subsequent smelting reduction process, since the submerged arc type electric melting furnace 300 of the electric heating type is used, there is a problem that it is disadvantageous in energy economy. Therefore, the present invention provides an economical hot metal production method and a hot metal production apparatus that have high productivity, high product yield, and high productivity.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、気密空間を一方向に水
平循環する無端グレートの循環路の所定位置を原料供給
部とし、前記原料供給部から無端グレートの循環方向に
離間した所定位置を排出部として、前記気密空間を前記
排出部に接近するにしたがって酸素濃度が低くなる雰囲
気にし、前記原料供給部で前記無端グレート上に酸化鉄
原料用塊成物を供給して積載し、前記原料供給部に近い
位置で無端グレート上の前記塊成物の上層部を着火し、
この塊成物を前記無端グレートで前記排出部へ搬送する
間に前記気密空間内のガスを該塊成物に下降流で流通さ
せて該塊成物をその下層部まで予備還元し、予備還元し
た塊成物を前記排出部から排出して溶融還元炉に装入
し、この溶融還元炉で溶融還元して溶銑を製造すること
を特徴とする溶銑製造方法である。According to a first aspect of the present invention, there is provided an endless circulating passage for horizontally circulating a gas-tight space in one direction as a raw material supply unit. A predetermined position separated from the raw material supply unit in the circulation direction of the endless grate is set as a discharge unit, and the airtight space is set to an atmosphere in which the oxygen concentration decreases as approaching the discharge unit, and the raw material supply unit oxidizes the endless grate on the endless grate. Supplying and loading the iron raw material agglomerate, igniting the upper layer of the agglomerate on the endless grate at a position close to the raw material supply unit,
While the agglomerate is conveyed to the discharge section at the endless grate, the gas in the hermetic space is allowed to flow through the agglomerate in a downward flow, and the agglomerate is pre-reduced to its lower layer, and the pre-reduction is performed. A method for producing hot metal, comprising discharging the formed agglomerate from the discharge section, charging the molten product into a smelting reduction furnace, and performing smelting reduction in the smelting reduction furnace to produce hot metal.
【００１４】このように構成することで、無端グレート
上に積載された酸化鉄原料用塊成物の層を気密空間のガ
スが上から下に流通するので、無端グレート上に酸化鉄
原料用塊成物を多層に積層しても、酸化鉄原料用塊成物
の上層部に着火するだけで、その後は順次、最下層まで
還元反応が進行する。しかも、気密空間の酸素濃度を下
流に進むにしたがって低くしているので、上層から下層
まで酸化鉄原料用塊成物を所定の温度雰囲気下で還元反
応せしめることができる。その結果、酸化鉄原料用塊成
物を所望の還元率（例えば、５０〜７０％）に予備還元
した後、溶融溶融還元炉に装入することができる。[0014] With this configuration, the gas in the airtight space flows from top to bottom through the layer of the iron oxide raw material agglomerate loaded on the endless grate, so that the iron oxide raw material lump is placed on the endless grate. Even if the product is laminated in multiple layers, only the upper layer of the iron oxide raw material agglomerate is ignited, and thereafter the reduction reaction proceeds sequentially to the lowermost layer. In addition, since the oxygen concentration in the hermetic space is reduced as it goes downstream, the agglomerate for the iron oxide raw material can be reduced from the upper layer to the lower layer under a predetermined temperature atmosphere. As a result, the iron oxide raw material agglomerate can be preliminarily reduced to a desired reduction rate (for example, 50 to 70%), and then charged into a smelting reduction furnace.
【００１５】請求項２に記載した発明は、（イ）一方向
に水平循環する無端グレートと、この無端グレートの上
部に設置されて無端グレートとの間に環状の気密空間を
形成するフードと、前記無端グレートの循環路の所定位
置に設けられ無端グレート上に酸化鉄原料用塊成物を供
給する原料供給部と、前記原料供給部の近傍に設けられ
前記無端グレートに積載された前記塊成物の上層部を着
火する着火手段と、前記着火手段から無端グレートの循
環方向に離間した所定位置に設けられた排出部と、前記
無端グレートと前記フードとの間に形成された気密空間
内の酸素濃度を前記排出部に接近するにしたがって低減
させるべく制御する酸素濃度制御手段と、を有し、前記
酸化鉄原料用塊成物を予備還元する水平循環グレート還
元炉と、（ロ）前記水平還元グレート還元炉により予備
還元された塊成物を溶融還元する溶融還元炉と、を備え
ることを特徴とする溶銑製造装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided an endless grate horizontally circulating in one direction, a hood installed above the endless great to form an annular airtight space between the endless great and the endless great. A raw material supply unit provided at a predetermined position in the endless grate circulation path to supply the iron oxide raw material agglomerate on the endless grate; and the agglomerate provided near the raw material supply unit and loaded on the endless grate. An ignition means for igniting an upper layer of the object, a discharge part provided at a predetermined position separated from the ignition means in a circulation direction of the endless grate, and an airtight space formed between the endless grate and the hood. A horizontal circulation great reduction furnace for preliminarily reducing the agglomerate for iron oxide raw material, comprising: oxygen concentration control means for controlling the oxygen concentration to decrease as approaching the discharge portion; A molten iron manufacturing apparatus characterized by comprising: a smelting reduction furnace for smelting reduction of pre-reduced agglomerate by the horizontal reduction Great reduction furnace.
【００１６】このように構成することで、無端グレート
に積載された酸化鉄原料用塊成物に気密空間のガスが上
から下に流通可能であるので、着火手段により上層部を
着火された酸化鉄原料用塊成物は排出部方向へ移動する
にしたがって順次、上層から最下層へと還元反応が進行
する。しかも、気密空間の酸素濃度が下流に進むにした
がって酸素濃度制御手段により低くされるので、上層か
ら下層まで酸化鉄原料用塊成物を所定の温度雰囲気下で
還元反応せしめることができる。その結果、酸化鉄原料
用塊成物を無端グレート上に多層に積層しても、酸化鉄
原料用塊成物を所望の還元率（例えば、５０〜７０％）
に予備還元した後に、溶融溶融還元炉に装入することが
できる。With this configuration, the gas in the airtight space can flow from the top to the bottom in the iron oxide raw material agglomerate loaded on the endless great, and the oxidizing means whose upper part is ignited by the ignition means is provided. As the iron raw material agglomerates move toward the discharge section, the reduction reaction proceeds sequentially from the upper layer to the lowermost layer. In addition, since the oxygen concentration in the hermetic space is lowered by the oxygen concentration control means as it goes downstream, the agglomerate for the iron oxide raw material can be reduced from the upper layer to the lower layer under a predetermined temperature atmosphere. As a result, even if the iron oxide raw material agglomerate is laminated in multiple layers on the endless great, the iron oxide raw material agglomerate can be reduced to a desired reduction rate (for example, 50 to 70%).
After being preliminarily reduced, the molten smelting reduction furnace can be charged.
【００１７】請求項３に記載した発明は、請求項２に記
載の発明において、前記着火手段によって上層部が着火
された前記無端グレート上の前記塊成物に対して、前記
気密空間内のガスを上から下に流通せしめることを特徴
とする。このように構成することで、無端グレートの水
平循環によって無端グレートに積載された酸化鉄原料用
塊成物を上層から下層へと順次、還元反応せしめること
が可能になる。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the agglomerate on the endless grate whose upper portion has been ignited by the igniting means is provided with a gas in the hermetic space. Is distributed from top to bottom. With this configuration, the iron oxide raw material agglomerates loaded on the endless grate can be sequentially reduced from the upper layer to the lower layer by the horizontal circulation of the endless grate.
【００１８】請求項４に記載した発明は、請求項２また
は請求項３に記載の発明において、前記無端グレートと
前記フードは水封装置によって気密に連結されているこ
とを特徴とする。このように構成することで、気密空間
の気密性を高くすることが可能になり、したがって、気
密空間内の酸素濃度制御が正確にできるようになり、水
平循環グレート還元炉における予備還元の還元率を所望
の還元率に正確に制御することが可能になる。また、気
密空間内のガスが外部に漏れないので、作業環境の悪化
を防止できる。According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the endless grate and the hood are air-tightly connected by a water sealing device. With this configuration, it is possible to increase the airtightness of the hermetic space, and therefore, it becomes possible to accurately control the oxygen concentration in the hermetic space, and the reduction rate of the preliminary reduction in the horizontal circulation great reduction furnace. Can be accurately controlled to a desired reduction rate. Further, since the gas in the airtight space does not leak to the outside, it is possible to prevent the working environment from deteriorating.
【００１９】請求項５に記載した発明は、請求項２から
請求項４のいずれかに記載の発明において、前記水平循
環グレート還元炉による酸化鉄原料用塊成物に対する予
備還元の還元率は５０〜７０％であることを特徴とす
る。このように構成することで、溶融還元炉による仕上
げ還元が確実にできるようになるとともに、生産性、経
済性が向上する。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the second to fourth aspects, the reduction rate of the pre-reduction of the iron oxide raw material agglomerate by the horizontal circulation great reduction furnace is 50%. ７０70%. With this configuration, finish reduction by the smelting reduction furnace can be reliably performed, and productivity and economic efficiency are improved.
【００２０】請求項６に記載した発明は、請求項２から
請求項５のいずれかに記載の発明において、前記水平循
環グレート還元炉で予備還元された塊成物は冷却処理さ
れることなく前記溶融還元炉に装入されることを特徴と
する。このように構成することで、省エネルギ化が可能
になる。According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the second to fifth aspects, the agglomerate preliminarily reduced in the horizontal circulation great reduction furnace is cooled without cooling. It is characterized by being charged into a smelting reduction furnace. With this configuration, energy saving can be achieved.
【００２１】請求項７に記載した発明は、請求項２から
請求項６のいずれかに記載の発明において、前記溶融還
元炉は石炭を燃料とすることを特徴とする。このように
構成することで、安価な石炭で溶融還元炉を運転するこ
とができるので、ランニングコストの低減を図ることが
できる。[0021] The invention described in claim 7 is characterized in that, in the invention described in any one of claims 2 to 6, the smelting reduction furnace uses coal as fuel. With this configuration, the smelting reduction furnace can be operated with inexpensive coal, so that the running cost can be reduced.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る溶銑製造方
法および溶銑製造装置の一実施の形態を図１から図３の
図面を参照して説明する。初めに、溶銑製造装置の全体
システムを図１を参照して説明する。ペレタイザー１
は、鉄鉱石のような酸化鉄の粉体と石炭粉のような炭素
質の還元剤粉を混合して塊成化し、直径１２〜２０ｍｍ
のペレット（塊成物）２を製造する。このペレット２が
酸化鉄原料用塊成物となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a hot metal manufacturing method and a hot metal manufacturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. First, an overall system of the hot metal manufacturing apparatus will be described with reference to FIG. Pelletizer 1
Is formed by mixing iron oxide powder such as iron ore and carbonaceous reducing agent powder such as coal powder to form an agglomerate, having a diameter of 12 to 20 mm.
To produce pellets (agglomerates) 2. The pellets 2 become the iron oxide raw material agglomerates.
【００２３】ペレタイザー１によって製造されたペレッ
ト２は塊成物装入装置３によって水平循環グレート還元
炉（以下、グレート還元炉と略す）４に装入される。な
お、図１ではグレート還元炉４をグレートの回転方向に
展開して示しており、実際のグレート還元炉４は、図２
の外観斜視図および図３の縦断面図に示すように構成さ
れている。The pellets 2 produced by the pelletizer 1 are charged by an agglomerate charging device 3 into a horizontal circulation great reduction furnace (hereinafter abbreviated as great reduction furnace) 4. In FIG. 1, the great reduction furnace 4 is shown expanded in the direction of rotation of the great.
And a vertical sectional view of FIG.
【００２４】グレート還元炉４は、ペレット２を予備還
元して予備還元塊成物に生成するものであり、全体的に
円環状をなしている。グレート還元炉４は、固定構造物
として円環状に設置されたウィンドボックス５と、ウィ
ンドボックス５の上方に固定構造物として円環状に設置
されたフード６と、ウィンドボックス５とフード６との
間に介装された円環状のグレート（無端グレート）７
と、ウィンドボックス５の両側に円環状に敷設された軌
道８，８とを備えている。The great reduction furnace 4 is for preliminarily reducing the pellets 2 to produce a prereduced agglomerate, and has an annular shape as a whole. The great reduction furnace 4 includes a wind box 5 provided as a fixed structure in an annular shape, a hood 6 provided as a fixed structure above the wind box 5, and a hood 6 between the wind box 5 and the hood 6. Annular great (endless great) 7 interposed in
And tracks 8, 8 laid annularly on both sides of the wind box 5.
【００２５】グレート７は多孔性であり、ペレット２は
通過できないが、気体は自由に上下方向に流通できるよ
うになっている。グレート７は多数のユニットに分割さ
れていてそれらユニットを円周方向に並べることによっ
て円環状のグレート７が構成されるようになっていて、
分割された一つ一つのユニットはグレート７の両側に設
けられた円環状の支持部９，９に傾転可能に取り付けら
れている。この支持部９，９には軌道８，８を走行する
ローラ１０，１０が設けられており、ローラ１０，１０
が軌道８，８を走行することによって、グレート７はウ
ィンドボックス５とフード６との間で水平循環するよう
になっている。なお、図２においてはグレート７の循環
方向は図中矢印Ａで示すように時計回り方向になってい
る。[0025] The great 7 is porous and cannot pass through the pellet 2, but the gas can freely flow in the vertical direction. The great 7 is divided into a number of units, and by arranging these units in the circumferential direction, an annular great 7 is configured.
Each of the divided units is tiltably attached to annular support portions 9, 9 provided on both sides of the great 7. Rollers 10, 10 running on the tracks 8, 8 are provided on the support parts 9, 9, and the rollers 10, 10 are provided.
Travels along the tracks 8, 8, so that the great 7 circulates horizontally between the wind box 5 and the hood 6. In FIG. 2, the circulation direction of the great 7 is clockwise as indicated by an arrow A in the figure.
【００２６】また、グレート７の支持部９，９の上部に
は水封プール１１，１１がその全周に亘って環状に設け
られており、この水封プール１１，１１には水が満たさ
れている。一方、フード６の両側下部には下方に延びる
シール壁１２，１２がその全周に亘って環状に設けられ
ており、このシール壁１２，１２の先部が水封プール１
１，１１の液中に没することにより、グレート７，７の
支持部９，９とフード６の両側下部とが気密シールされ
ている。この実施の形態において、水封プール１１とシ
ール壁１２は水封装置を構成する。これにより、グレー
ト７とフード６との間に気密空間１５が形成される。な
お、図２ではフード６の一部を破断して示している。On the upper part of the support portions 9 of the great 7, water ring pools 11, 11 are provided in a ring shape over the entire circumference thereof, and the water ring pools 11, 11 are filled with water. ing. On the other hand, downwardly extending sealing walls 12, 12 are provided in the lower portions on both sides of the hood 6 around the entire periphery thereof.
By submerging in the liquids 1 and 11, the support portions 9 and 9 of the greats 7 and the lower portions on both sides of the hood 6 are hermetically sealed. In this embodiment, the water seal pool 11 and the seal wall 12 constitute a water seal device. Thereby, an airtight space 15 is formed between the great 7 and the hood 6. In FIG. 2, a part of the hood 6 is cut away.
【００２７】また、ウィンドボックス５の両側上部には
水封プール１３，１３がその全周に亘って環状に設けら
れており、この水封プール１３，１３には水が満たされ
ている。一方、グレート７の支持部９，９の下部には下
方に延びるシール壁１４，１４がその全周に亘って環状
に設けられており、このシール壁１４，１４の先部が水
封プール１３，１３の液中に没することにより、グレー
ト７，７の支持部９，９とウィンドボックス５の両側上
部とが気密シールされている。On the upper sides of both sides of the wind box 5, water-sealed pools 13, 13 are provided in a ring shape over the entire circumference thereof, and the water-sealed pools 13, 13 are filled with water. On the other hand, downwardly extending sealing walls 14, 14 are provided in the lower part of the supporting portions 9, 9 of the great 7 around the entire circumference thereof. , 13, the support portions 9, 9 of the greats 7, 7 and the upper portions on both sides of the wind box 5 are hermetically sealed.
【００２８】グレート還元炉４においてグレート７の循
環路の所定位置には原料供給部１７が設けられており、
この原料供給部１７からペレット２が塊成物装入装置３
によってグレート７上に供給されて積載される。そし
て、原料供給部１７を除くグレート７の循環路上が前記
した気密空間１５になっている。気密空間１５は、カー
テン状のシール装置１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって複
数の部屋に区画されており、原料供給部１７を基準にし
てグレート７の循環方向へ進むにしたがって順番に、乾
燥室１８、着火室１９、予備還元室２０になっていて、
予備還元室２０の終端に排出部４２が設けられている。
また、この気密空間１５の分割に対応してウィンドボッ
クス５も複数に区画されている。ただし、ウィンドボッ
クス５の場合には、予備還元室２０に対応する区間がさ
らに二つに区画されている。以下、説明の都合上、ウィ
ンドボックス５において、乾燥室１８の下部に対応する
区間を第１室５ａ、着火室１９に対応する区間を第２室
５ｂ、予備還元室２０の上流部分に対応する区間を第３
室５ｃ、予備還元室２０の下流部分に対応する区間を第
４室５ｄというものとする。A raw material supply section 17 is provided at a predetermined position in the circulation path of the great 7 in the great reduction furnace 4.
The pellets 2 are supplied from the raw material supply unit 17 to the
Is supplied onto the great 7 and loaded. The airtight space 15 is located on the circulation path of the great 7 excluding the raw material supply unit 17. The hermetic space 15 is divided into a plurality of rooms by curtain-shaped sealing devices 16a, 16b and 16c. The drying chamber 18 and the ignition Room 19, preliminary reduction room 20
A discharge section 42 is provided at the end of the preliminary reduction chamber 20.
The wind box 5 is also divided into a plurality of sections corresponding to the division of the airtight space 15. However, in the case of the wind box 5, the section corresponding to the preliminary reduction chamber 20 is further divided into two sections. Hereinafter, for the sake of explanation, in the wind box 5, a section corresponding to the lower part of the drying chamber 18 corresponds to the first chamber 5a, a section corresponding to the ignition chamber 19 corresponds to the second chamber 5b, and an upstream portion of the preliminary reduction chamber 20. Section 3
The section corresponding to the chamber 5c and the downstream portion of the preliminary reduction chamber 20 is referred to as a fourth chamber 5d.
【００２９】着火室１９には多数の着火用バーナ（着火
手段）２１が設けられており、予備還元室２０の上流部
分には多数の酸素濃度制御用バーナ（酸素濃度制御手
段）２２が設けられている。酸素濃度制御用バーナ２２
はその一つ一つのバーナの燃焼を制御することができる
ようになっている。ウィンドボックス５の第３室５ｃは
アフターバーナ室２３およびレキュペレータ２４を介し
て乾燥室１８に配管接続されている。レキュペレータ２
４は、アフターバーナ室２３から排出される高温の排ガ
スを、ブロワ２５から送られてくる空気と熱交換して冷
却するためのものであり、冷却された排ガスは乾燥室１
８に供給され、排ガスとの熱交換により加熱されたブロ
ワ２５からの空気はウィンドボックス５の第４室５ｄに
送られる。The ignition chamber 19 is provided with a large number of ignition burners (ignition means) 21, and a large number of oxygen concentration control burners (oxygen concentration control means) 22 are provided upstream of the preliminary reduction chamber 20. ing. Burner 22 for oxygen concentration control
Can control the combustion of each burner. The third chamber 5 c of the wind box 5 is connected to the drying chamber 18 via an afterburner chamber 23 and a recuperator 24. Recuperator 2
4 is for cooling the high-temperature exhaust gas discharged from the afterburner chamber 23 by exchanging heat with the air sent from the blower 25, and cooling the exhaust gas to the drying chamber 1.
The air from the blower 25 that has been supplied to the heat exchanger 8 and heated by heat exchange with the exhaust gas is sent to the fourth chamber 5 d of the wind box 5.
【００３０】予備還元室２０の排出部４２においてグレ
ート７の前記ユニットは傾転し、ユニット上に積載され
ている予備還元された予備還元塊成物をシュート２６に
落とし込む。シュート２６は溶融還元炉２７の装入口４
３に接続されている。溶融還元炉２７は、グレート還元
炉４から供給されてくる高温の予備還元塊成物を溶融せ
しめるとともに、仕上げ還元を行って溶銑に転換する還
元炉であり、燃料には石炭が使用される。At the discharge portion 42 of the pre-reduction chamber 20, the unit of the great 7 is tilted, and the pre-reduced pre-reduction agglomerate loaded on the unit is dropped into the chute 26. The chute 26 is a charging inlet 4 of the smelting reduction furnace 27.
3 is connected. The smelting reduction furnace 27 is a reduction furnace that melts the high-temperature pre-reduction agglomerate supplied from the great reduction furnace 4 and performs finish reduction to convert it to hot metal. Coal is used as a fuel.
【００３１】溶融還元炉２７には、石炭供給ホッパ２８
から切り出された燃料としての石炭と、フラックス供給
ホッパ２９から切り出されたフラックス剤としての石灰
等が燃料装入装置３０を介して装入される。また、溶融
還元炉２７内には、ランス３１から酸素が吹き込まれ
る。さらに、溶融還元炉２７の底部には、溶銑浴４０を
撹拌するための窒素ガス等の不活性ガスを吹き込むため
の撹拌孔３２が設けられている。溶融還元炉２７で生成
された溶銑は出銑口３３から溶銑鍋３４に抽出される。The smelting reduction furnace 27 has a coal supply hopper 28
Coal as fuel cut out from the fuel supply, lime as a flux agent cut out from the flux supply hopper 29 and the like are charged via the fuel charging device 30. Oxygen is blown from the lance 31 into the smelting reduction furnace 27. Further, a stirring hole 32 for blowing an inert gas such as a nitrogen gas for stirring the hot metal bath 40 is provided at the bottom of the smelting reduction furnace 27. The hot metal generated in the smelting reduction furnace 27 is extracted from a tap hole 33 into a hot metal pot 34.
【００３２】溶融還元炉２７内で発生するＣＯガスを主
とするガスは炉上部からダクト３５を介して排出され、
サイクロン等の除塵装置３６に送られて除塵される。除
塵装置３６で除塵されたガスはさらにベンチュリースク
ラバ等の浄化装置３７に送られて浄化される。浄化装置
３７で清浄化されたガスはグレート還元炉４の着火用バ
ーナ２１および酸素濃度制御用バーナ２２に供給され、
燃料として使用される。Gas mainly containing CO gas generated in the smelting reduction furnace 27 is discharged from the upper part of the furnace through a duct 35,
The dust is sent to a dust removing device 36 such as a cyclone to remove the dust. The gas removed by the dust removing device 36 is further sent to a purifying device 37 such as a venturi scrubber to be purified. The gas purified by the purifying device 37 is supplied to the ignition burner 21 and the oxygen concentration control burner 22 of the great reduction furnace 4.
Used as fuel.
【００３３】次に、この溶銑製造装置による溶銑製造方
法を説明する。まず、ペレタイザー１により、酸化鉄の
粉体と石炭粉とを混合してペレット２を製造する。ペレ
ット２の製造に際しては、必要に応じて、ベントナイト
等の粘結剤や、石炭石粉等のフラックス剤の粉体を混合
することも可能である。このペレット２を塊成物装入装
置３によってグレート還元炉４に搬送し、原料供給部１
７から装入してグレート７上に層状に積載する。なお、
この実施の形態では、グレート７上に積載されたペレッ
ト２の層（以下、ペレット層２Ａという）の層高は約３
００ｍｍとする。Next, a method for producing hot metal by the hot metal manufacturing apparatus will be described. First, a pellet 2 is manufactured by mixing iron oxide powder and coal powder with a pelletizer 1. When producing the pellets 2, a binder such as bentonite or a fluxing agent such as coal stone powder can be mixed as necessary. The pellets 2 are conveyed to the great reduction furnace 4 by the agglomerate charging device 3,
7 and loaded in layers on the great 7. In addition,
In this embodiment, the layer height of the layer of the pellets 2 loaded on the great 7 (hereinafter, referred to as a pellet layer 2A) is about 3
00 mm.
【００３４】グレート７上のペレット層２Ａは、水平面
内を回転移動するグレート７の上に載ったまま、先ず乾
燥室１８に入る。乾燥室１８にはアフターバーナ室２３
およびレキュペレータ２４を介して２００〜２５０゜Ｃ
の温風が供給されており、この温風によってペレット層
２Ａは乾燥処理される。次いで、ペレット層２Ａはグレ
ート７の回転移動に伴い着火室１９に移動し、着火室１
９においてペレット層２Ａの上層部が着火用バーナ２１
により着火される。なお、この実施の形態では、ペレッ
ト層２Ａにおいて着火用バーナ２１により着火される着
火層の層高は層上端から約２０ｍｍとした。この層上端
から層高約２０ｍｍの着火層は、約１１５０゜Ｃの高温
に加熱される。The pellet layer 2A on the grate 7 first enters the drying chamber 18 while resting on the grate 7 rotating in a horizontal plane. The drying chamber 18 has an afterburner chamber 23.
And 200-250 ° C. via the recuperator 24
Hot air is supplied, and the pellet layer 2A is dried by the hot air. Next, the pellet layer 2A moves to the ignition chamber 19 with the rotation of the great 7, and the ignition chamber 1
9, the upper part of the pellet layer 2A is the ignition burner 21.
Ignition by In this embodiment, the layer height of the ignition layer ignited by the ignition burner 21 in the pellet layer 2A is about 20 mm from the upper end of the layer. The ignition layer having a height of about 20 mm from the upper end of the layer is heated to a high temperature of about 1150 ° C.
【００３５】次いで、着火層が高温に加熱されたペレッ
ト層２Ａは、グレート７の回転移動に伴い予備還元室２
０に移動する。予備還元室２０における上流部分では、
酸素ガスを含有する高温の燃焼ガスが所定の雰囲気を形
成していて、この燃焼ガスがペレット層２Ａを下向きに
通過する。なお、酸素濃度制御用バーナ２２の燃焼を制
御することにより、予備還元室２０の上流部分における
前記燃焼ガスの温度を約１０００゜Ｃに制御するととも
に、前記燃焼ガス中の酸素濃度を５〜１５％に制御す
る。Next, the pellet layer 2A whose ignition layer has been heated to a high temperature is transferred to the pre-reduction chamber 2 along with the rotation of the grate 7.
Move to zero. In the upstream portion of the preliminary reduction chamber 20,
A high-temperature combustion gas containing oxygen gas forms a predetermined atmosphere, and the combustion gas passes downward through the pellet layer 2A. In addition, by controlling the combustion of the oxygen concentration control burner 22, the temperature of the combustion gas in the upstream portion of the preliminary reduction chamber 20 is controlled to about 1000 ° C., and the oxygen concentration in the combustion gas is reduced to 5 to 15 ° C. Control to%.
【００３６】このように温度および酸素濃度を制御され
た燃焼ガスがペレット層２Ａのペレット２と接触するこ
とにより、ペレット２の表面では、対流による伝熱に加
えて、燃焼ガス中の酸素がペレット２内の炭材と反応す
ることにより発熱してペレット２内に熱を伝える。この
熱付与によりペレット２の内部では、次の（１）式のよ
うに酸化鉄の還元反応（吸熱反応）が生じ、ペレット２
の表面では酸化、ペレット２の内部では還元の両反応が
進行して、ペレット全体としては総じて還元反応が勝っ
て還元が進行する。 Ｆｅ2Ｏ3 ＋ ｍＣ → ２Ｆｅ ＋ （２ｍ−３）ＣＯ ＋ （３−ｍ）ＣＯ2 ・・・（１）式 このペレット２における酸化・還元反応は、ペレット層
２を通過する燃焼ガスの酸素濃度が極めて重要なファク
タとなり、したがって、燃焼ガス中の酸素濃度の制御が
極めて重要である。When the combustion gas whose temperature and oxygen concentration are controlled as described above comes into contact with the pellets 2 of the pellet layer 2A, on the surface of the pellets 2, in addition to the heat transfer by convection, the oxygen in the combustion gas reduces the pellets. By reacting with the carbonaceous materials in the pellets 2, heat is generated and the heat is transmitted into the pellets 2. Due to this heat application, a reduction reaction (endothermic reaction) of iron oxide occurs inside the pellet 2 as shown in the following equation (1),
Both the oxidation reaction and the reduction reaction proceed inside the pellet 2 inside the surface of the pellet 2, and the reduction reaction prevails as a whole in the pellet as a whole and the reduction proceeds. Fe 2 O 3 + mC → 2Fe + (2m−3) CO + (3-m) CO 2 (1) The oxidation / reduction reaction in the pellet 2 is based on the oxygen of the combustion gas passing through the pellet layer 2. Concentration is a very important factor, and therefore control of the oxygen concentration in the combustion gas is very important.
【００３７】また、ペレット２における酸化・還元反応
は、ペレット層２Ａが予備還元室２０の上流側から下流
側へ移動するにしたがってペレット層２Ａの上層部側か
ら下層部へと順次進行する。したがって、最下層部のペ
レット２は自身が前記酸化・還元反応する以前に、上層
のペレット２の前記酸化・還元反応により加熱された燃
焼ガスが流通することにより予熱されることになる。そ
のため、予備還元室２０の上流部分における燃焼ガスの
雰囲気をその全域において同一条件にすると、最下層の
ペレット２が酸化・還元反応した際に高温になり過ぎて
溶融し、グレート７に付着してグレート７の孔を塞いで
しまう虞がある。そこで、この実施の形態では、そのよ
うな不具合が生じないように、予備還元室２０の上流部
分の雰囲気を、下流側に進むにしたがって燃焼ガスの酸
素濃度が少なくなるように、酸素濃度制御用バーナ２２
の燃焼をバーナ２２毎に制御している。The oxidation / reduction reaction in the pellet 2 proceeds sequentially from the upper layer to the lower layer of the pellet layer 2A as the pellet layer 2A moves from the upstream side to the downstream side of the pre-reduction chamber 20. Therefore, the lowermost pellet 2 is preheated by the flow of the combustion gas heated by the oxidation / reduction reaction of the upper pellet 2 before the oxidation / reduction reaction itself. Therefore, if the atmosphere of the combustion gas in the upstream portion of the pre-reduction chamber 20 is set to the same condition in the entire region, the lowermost pellet 2 becomes excessively high in temperature when the oxidation / reduction reaction is performed and melts, and adheres to the grate 7. There is a possibility that the hole of the great 7 will be closed. Therefore, in this embodiment, in order to prevent such a problem from occurring, the atmosphere in the upstream portion of the pre-reduction chamber 20 is controlled so that the oxygen concentration of the combustion gas becomes lower toward the downstream side. Burner 22
Is controlled for each burner 22.
【００３８】このようにして、グレート７上のペレット
２は還元率として約７０％程度の予備還元ペレット２Ｂ
となり、グレート７の回転移動に伴って予備還元室２０
の終端部近くまで移動する。予備還元室２０の終端部近
傍では、レキュペレータ２４により約５００゜Ｃに加熱
された空気が、ウィンドボックス５の第４室５ｄからグ
レート７を通って予備還元ペレット２Ｂの層を下から上
に流れる。すると、約５００゜Ｃの加熱空気が予備還元
ペレット２Ｂの層内を通過することにより、約７０％の
還元率に予備還元された予備還元ペレット２Ｂが再度若
干酸化して発熱し、約１２００゜Ｃに加熱される。この
際、予備還元ペレット２Ｂは再度酸化されるため還元率
が約６５％まで低下するが、予備還元ペレット２Ｂは約
２００゜Ｃも加熱されるので、次工程の溶融還元工程で
の反応を促進することとなる。As described above, the pellets 2 on the great 7 are reduced to a preliminary reduction pellet 2B having a reduction ratio of about 70%.
And the pre-reduction chamber 20
Move to near the end of. In the vicinity of the end of the pre-reduction chamber 20, air heated to about 500 ° C. by the recuperator 24 flows from the fourth chamber 5d of the wind box 5 through the grate 7 through the layer of the pre-reduction pellets 2B from below to above. . Then, the pre-reduced pellets 2B pre-reduced to a reduction rate of about 70% are slightly oxidized again and generate heat by heating air at about 500 ° C. passing through the layer of the pre-reduced pellets 2B to generate about 1200 ° C. Heated to C. At this time, since the pre-reduced pellets 2B are oxidized again, the reduction rate decreases to about 65%. However, the pre-reduced pellets 2B are heated to about 200 ° C., so that the reaction in the subsequent smelting reduction step is promoted. Will be done.
【００３９】そして、予備還元ペレット２Ｂの層を下か
ら上に通過した空気は、予備還元ペレット２Ｂにおける
再度の酸化反応により加熱され、予備還元室２０の上流
部分に設けられた酸素濃度制御用バーナ２２の燃焼によ
り形成される燃焼ガスと混合し、高温（約１０００゜
Ｃ）の所定酸素濃度の燃焼雰囲気ガスを形成し、再び予
備還元室２０内のペレット層２Ａのペレット２の加熱・
還元反応に供される。The air having passed through the layer of the pre-reduction pellets 2B from the bottom to the top is heated by the re-oxidation reaction in the pre-reduction pellets 2B, and the burner for controlling the oxygen concentration provided in the upstream portion of the pre-reduction chamber 20 is provided. 22 to form a high-temperature (about 1000 ° C.) combustion atmosphere gas having a predetermined oxygen concentration, and heat the pellets 2 of the pellet layer 2A in the pre-reduction chamber 20 again.
It is subjected to a reduction reaction.
【００４０】ところで、このグレート還元炉４における
ペレット２の予備還元には、予備還元室２０における燃
焼ガス中の酸素濃度の制御が極めて重要であることは前
述したとおりである。しかして、このグレート還元炉４
は、ウィンドボックス５とグレート７との連結部、およ
びフード６とグレート７との連結部が、水封プール１
１，１３による水封で気密シールされているので、極め
て気密性が高く、ペレット層２Ａを積載させたグレート
７を大気から遮断した状態で水平循環させることができ
る構造になっている。したがって、気密空間１５やウィ
ンドボックス５に大気が流入することがなく、逆にウィ
ンドボックス５や気密空間１５内のガスが外部に漏洩す
ることがないので、予備還元室２０内においてペレット
層２Ａを通過する燃焼ガスの成分（特に酸素濃度）およ
び燃焼ガス温度を正確に制御することができる。その結
果、ペレット２を所望の還元率に還元させることができ
るだけでなく、最下層のペレット２が溶融してグレート
７に溶着するのを防止することもできる。また、ウィン
ドボックス５および気密空間１５内のガスが外部に漏洩
しないので、作業環境の向上に寄与することができる。As described above, the control of the oxygen concentration in the combustion gas in the pre-reduction chamber 20 is extremely important for the pre-reduction of the pellets 2 in the great reduction furnace 4. And this Great Reduction Furnace 4
The connection between the wind box 5 and the great 7 and the connection between the hood 6 and the great 7
Since the airtight seal is provided by the water seal of the airtight seals 1 and 13, the airtightness is extremely high, and the structure in which the great 7 on which the pellet layer 2A is loaded can be horizontally circulated in a state of being shielded from the atmosphere. Therefore, the air does not flow into the hermetic space 15 or the wind box 5 and, conversely, the gas inside the wind box 5 and the hermetic space 15 does not leak to the outside. The components (especially the oxygen concentration) of the passing combustion gas and the temperature of the combustion gas can be accurately controlled. As a result, not only can the pellets 2 be reduced to a desired reduction ratio, but also the lowermost pellets 2 can be prevented from melting and welding to the great 7. Further, since the gas in the wind box 5 and the airtight space 15 does not leak to the outside, it is possible to contribute to improvement of the working environment.
【００４１】また、グレート還元炉４により予備還元さ
れた予備還元ペレット２Ｂは、内部は還元が進行してい
るが表面部は再度の酸化によりＦｅ2Ｏ3の形態になって
おり、つまり、所定の還元率（５０〜７０％）を保持し
ながら、表面が強度の高いＦｅ2Ｏ3で覆われた形態をな
しているので、予備還元ペレット２Ｂは粉化しにくく、
ほぼ１００％に近い非常に高い歩留まりで予備還元ペレ
ット２Ｂを生成することができる。なお、ここで、グレ
ート還元炉４における予備還元の還元率を５０〜７０％
に設定した理由は、後工程の溶融還元炉２７が、装入さ
れる予備還元鉄の還元率が５０〜６０％あれば、充分に
仕上げ還元と溶融精錬を行う能力を有していることによ
る。In the pre-reduction pellets 2B pre-reduced by the great reduction furnace 4, the reduction is progressing inside but the surface is in the form of Fe 2 O 3 by re-oxidation. While the reduction rate (50-70%) is maintained, the surface is covered with high-strength Fe 2 O 3 , so that the pre-reduced pellets 2B are hardly powdered,
The pre-reduced pellets 2B can be produced with a very high yield close to 100%. Here, the reduction rate of the preliminary reduction in the great reduction furnace 4 is 50 to 70%.
The reason is that the smelting reduction furnace 27 in the subsequent process has a sufficient finish reduction and smelting and refining ability if the reduction rate of the preliminary reduced iron charged is 50 to 60%. .
【００４２】さらに、グレート７上には前述の如くペレ
ット２を約３００ｍｍ厚さに積載することができ、これ
は従来の回転床式還元炉の場合と比べると約１０倍以上
も一度に載荷できることになるので、グレート単位面積
当たりの生産性が成品歩留まりも考慮すると、約１０倍
以上にもなる。したがって、予備還元炉（グレート還元
炉４）のコンパクト化を図ることができ、大変に経済的
である。Further, as described above, the pellets 2 can be loaded on the great 7 at a thickness of about 300 mm, which can be loaded about 10 times or more at one time as compared with the conventional rotary bed type reduction furnace. Therefore, the productivity per unit area of the great product is about 10 times or more in consideration of the product yield. Therefore, the size of the preliminary reduction furnace (great reduction furnace 4) can be reduced, which is very economical.
【００４３】このようにして約６５％の還元率に予備還
元され、約１２００゜Ｃの高温に加熱された予備還元ペ
レット２Ｂは、排出部４２においてグレート７が傾転す
ることによってシュート２６に排出され、そのままの状
態で溶融還元炉２７に装入される。つまり、グレート還
元炉４で予備還元された予備還元ペレット２Ｂは冷却処
理されることなく次工程の溶融還元炉２７に装入され
る。したがって、熱損失が少なく、省エネルギ化を図る
ことができる。The pre-reduced pellets 2B thus preliminarily reduced to a reduction rate of about 65% and heated to a high temperature of about 1200 ° C. are discharged to the chute 26 by the tilt of the great 7 in the discharge section 42. Then, it is charged into the smelting reduction furnace 27 as it is. That is, the pre-reduction pellets 2B pre-reduced in the great reduction furnace 4 are charged into the smelting reduction furnace 27 in the next step without being subjected to the cooling treatment. Therefore, heat loss is small and energy saving can be achieved.
【００４４】そして、溶融還元炉２７には、予備還元ペ
レット２Ｂの装入と同時に、還元剤及び燃料となる石炭
と石灰等のフラックス剤が燃料装入装置３０により炉上
部から装入され、酸素ガスがランス３１より吹き込まれ
る。炉内に吹込まれた酸素ガスは、スラグ層４１に巻き
込まれる形で、石炭をＣＯまで燃焼させると同時に、予
備還元ペレット２Ｂを金属Ｆｅまでに還元し、且つ溶融
して溶銑浴４０を形成する。At the same time as the preliminary reduction pellets 2B are charged into the smelting reduction furnace 27, a reducing agent and a fluxing agent such as coal and lime serving as fuel are charged from the upper part of the furnace by the fuel charging device 30, and oxygen is supplied. Gas is blown from the lance 31. The oxygen gas blown into the furnace burns the coal to CO in the form of being caught in the slag layer 41, and at the same time, reduces the pre-reduction pellets 2B to metal Fe and melts them to form the hot metal bath 40. .
【００４５】溶銑が溶融還元炉２７内に所定量蓄積され
ると、炉内の溶銑は出銑口３３から間欠的に溶銑鍋３４
に抽出され、後工程の製鋼工程に送られる。溶融還元炉
２７は安価な石炭を燃料としているので、ランニングコ
ストを低減することができる。尚、この発明は前述した
実施の形態に限られるものではない。例えば、酸化鉄原
料用塊成物はペレット状に限るものではなく、ブリケッ
ト状であってもよい。When a predetermined amount of hot metal is accumulated in the smelting reduction furnace 27, the hot metal in the furnace is intermittently fed from a tap hole 33 to a hot metal pot 34.
And sent to the subsequent steelmaking process. Since the smelting reduction furnace 27 uses inexpensive coal as fuel, running costs can be reduced. The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the agglomerate for an iron oxide raw material is not limited to a pellet, and may be a briquette.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、無端グレートに酸化鉄原料用塊成物を
多層に積層しても酸化鉄原料用塊成物を所望の還元率
（例えば、５０〜７０％）に還元した後に溶融還元炉に
装入することができるので、歩留まりが向上し、生産性
が向上するという優れた効果が奏される。As described above, according to the first aspect of the present invention, even if the iron oxide raw material agglomerate is laminated in multiple layers on the endless grate, the iron oxide raw material agglomerate can be reduced in a desired manner. Since it can be charged into a smelting reduction furnace after being reduced to a rate (for example, 50 to 70%), an excellent effect that yield is improved and productivity is improved is exhibited.
【００４７】請求項２または請求項３に記載した発明に
よれば、水平循環グレート還元炉の無端グレート上に酸
化鉄原料用塊成物を多層に積層することができ、水平循
環グレート還元炉で酸化鉄原料用塊成物を所望の還元率
（例えば、５０〜７０％）に還元した後に、溶融溶融還
元炉に装入することができるので、歩留まりが向上し、
生産性が向上するという優れた効果が奏される。また、
予備還元炉の小型化を図ることができて経済的であると
いう効果もある。According to the second or third aspect of the present invention, the iron oxide raw material agglomerates can be laminated in multiple layers on the endless grate of the horizontal circulation great reduction furnace. After reducing the agglomerate for iron oxide raw material to a desired reduction rate (for example, 50 to 70%), it can be charged into a smelting reduction furnace, so that the yield is improved,
An excellent effect that productivity is improved is exhibited. Also,
There is also an effect that the size of the preliminary reduction furnace can be reduced and it is economical.
【００４８】請求項４に記載した発明によれば、気密空
間の気密性が高まり、気密空間内の酸素濃度制御が正確
にできるようになるので、水平循環グレート還元炉にお
ける予備還元の還元率を所望の還元率に正確に制御する
ことが可能になるという優れた効果が奏される。また、
気密空間内のガスが外部に漏れないので、作業環境の悪
化を防止できるという効果もある。According to the fourth aspect of the present invention, the airtightness of the hermetic space is enhanced, and the oxygen concentration in the hermetic space can be accurately controlled. An excellent effect that it is possible to accurately control the desired reduction rate is achieved. Also,
Since the gas in the airtight space does not leak to the outside, there is also an effect that the working environment can be prevented from deteriorating.
【００４９】請求項５に記載した発明によれば、溶融還
元炉による仕上げ還元が確実にできるようになるととも
に、生産性、経済性が向上するという効果がある。請求
項６に記載した発明によれば、省エネルギ化が可能とい
う効果がある。請求項７に記載した発明によれば、ラン
ニングコストを低減することができるという効果があ
る。According to the fifth aspect of the invention, the finish reduction by the smelting reduction furnace can be surely performed, and the productivity and the economic efficiency are improved. According to the invention described in claim 6, there is an effect that energy can be saved. According to the invention described in claim 7, there is an effect that running cost can be reduced.
【図１】 この発明に係る溶銑製造装置の一実施の形態
における全体システム図である。FIG. 1 is an overall system diagram in one embodiment of a hot metal manufacturing apparatus according to the present invention.
【図２】 前記実施の形態に使用される水平循環グレー
ト還元炉の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a horizontal circulation great reduction furnace used in the embodiment.
【図３】 図２のIII−III断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;
【図４】 従来の溶銑製造装置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional hot metal manufacturing apparatus.
【図５】 従来の溶銑製造装置の別の例を示す図であ
る。FIG. 5 is a view showing another example of a conventional hot metal manufacturing apparatus.
【図６】 図５のVI−VI断面図である。6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG.
２・・・ペレット（酸化鉄原料用塊成物） ４・・・グレート還元炉（水平循環グレート還元炉） ６・・・フード ７・・・グレート（無端グレート） １１・・・水封プール（水封装置） １２・・・シール壁（水封装置） １５・・・気密空間 １７・・・原料供給部 ２１・・・着火用バーナ（着火手段） ２２・・・酸素濃度制御用バーナ（酸素濃度制御手段） ２７・・・溶融還元炉 ４２・・・排出部 2 ... Pellet (agglomerate for iron oxide raw material) 4 ... Great reduction furnace (horizontal circulation great reduction furnace) 6 ... Food 7 ... Great (endless great) 11 ... Water ring pool ( Water seal device 12 Seal wall (water seal device) 15 Airtight space 17 Material supply unit 21 Burner for ignition (ignition means) 22 Burner for controlling oxygen concentration (oxygen Concentration control means) 27: smelting reduction furnace 42: discharge section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｚ // Ｃ２２Ｂ 1/216 Ｃ２２Ｂ 1/216 (72)発明者 佐藤 恵一 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 尾仲 由光 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 Ｆターム(参考） 4K001 AA10 BA02 CA23 DA05 GA06 GA12 GB11 4K012 CA10 DE03 DE09 4K050 AA00 BA02 BA06 CA09 CC07 CF07 CF12 CG08 EA08 4K056 AA02 BA03 BA06 CA02 CA07 FA01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F27D 19/00 F27D 19/00 Z // C22B 1/216 C22B 1/216 (72) Inventor Keiichi Sato Hiroshima Mitsubishi Heavy Industries Co., Ltd. Hiroshima Research Laboratory (72) Inventor Yumitsu Onaka 4-62 Kanon Shinmachi 4-chome, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima, Japan F-term (Hiroshima Works, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) Reference) 4K001 AA10 BA02 CA23 DA05 GA06 GA12 GB11 4K012 CA10 DE03 DE09 4K050 AA00 BA02 BA06 CA09 CC07 CF07 CF12 CG08 EA08 4K056 AA02 BA03 BA06 CA02 CA07 FA01
Claims (7)
レートの循環路の所定位置を原料供給部とし、前記原料
供給部から無端グレートの循環方向に離間した所定位置
を排出部として、前記気密空間を前記排出部に接近する
にしたがって酸素濃度が低くなる雰囲気にし、前記原料
供給部で前記無端グレート上に酸化鉄原料用塊成物を供
給して積載し、前記原料供給部に近い位置で無端グレー
ト上の前記塊成物の上層部を着火し、この塊成物を前記
無端グレートで前記排出部へ搬送する間に前記気密空間
内のガスを該塊成物に下降流で流通させて該塊成物をそ
の下層部まで予備還元し、予備還元した塊成物を前記排
出部から排出して溶融還元炉に装入し、この溶融還元炉
で溶融還元して溶銑を製造することを特徴とする溶銑製
造方法。1. A method according to claim 1, wherein a predetermined position of a circulation path of the endless grate that horizontally circulates the airtight space in one direction is a raw material supply section, and a predetermined position separated from the raw material supply section in a circulation direction of the endless grate is a discharge section. An atmosphere in which the oxygen concentration becomes lower as the space approaches the discharge unit, the raw material supply unit supplies and loads the iron oxide raw material agglomerate on the endless grate, and at a position close to the raw material supply unit The upper layer of the agglomerate on the endless grate is ignited, and the gas in the hermetic space is circulated through the agglomerate in a downward flow while the agglomerate is conveyed to the discharge section by the endless grate. The agglomerate is preliminarily reduced to the lower part thereof, and the preliminarily reduced agglomerate is discharged from the discharge part, charged into a smelting reduction furnace, and melted and reduced in the smelting reduction furnace to produce hot metal. A characteristic hot metal manufacturing method.
この無端グレートの上部に設置されて無端グレートとの
間に環状の気密空間を形成するフードと、前記無端グレ
ートの循環路の所定位置に設けられ無端グレート上に酸
化鉄原料用塊成物を供給する原料供給部と、前記原料供
給部の近傍に設けられ前記無端グレートに積載された前
記塊成物の上層部を着火する着火手段と、前記着火手段
から無端グレートの循環方向に離間した所定位置に設け
られた排出部と、前記無端グレートと前記フードとの間
に形成された気密空間内の酸素濃度を前記排出部に接近
するにしたがって低減させるべく制御する酸素濃度制御
手段と、を有し、前記酸化鉄原料用塊成物を予備還元す
る水平循環グレート還元炉と、 前記水平還元グレート還元炉により予備還元された塊成
物を溶融還元する溶融還元炉と、 を備えることを特徴とする溶銑製造装置。2. An endless great that horizontally circulates in one direction;
A hood installed above the endless grate to form an annular airtight space between the endless grate and an agglomerate for an iron oxide raw material on the endless grate provided at a predetermined position in a circulation path of the endless grate; A raw material supply unit, an ignition unit provided near the raw material supply unit for igniting an upper layer of the agglomerate loaded on the endless grate, and a predetermined position separated from the ignition unit in a circulation direction of the endless grate. And an oxygen concentration control means for controlling the oxygen concentration in an airtight space formed between the endless grate and the hood so as to decrease as it approaches the discharge portion. A horizontal circulation great reduction furnace for pre-reducing the iron oxide raw material agglomerate, and a smelting reduction furnace for melting and reducing the agglomerate preliminarily reduced by the horizontal reduction great reduction furnace. Molten iron manufacturing apparatus characterized by.
た前記無端グレート上の前記塊成物に対して、前記気密
空間内のガスを上から下に流通せしめることを特徴とす
る請求項２に記載の溶銑製造装置。3. The gas in the hermetic space is allowed to flow from top to bottom with respect to the agglomerate on the endless grate whose upper layer has been ignited by the ignition means. The hot metal manufacturing apparatus according to the above.
置によって気密に連結されていることを特徴とする請求
項２または請求項３に記載の溶銑製造装置。4. The hot metal manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the endless great and the hood are air-tightly connected by a water sealing device.
鉄原料用塊成物に対する予備還元の還元率は５０〜７０
％であることを特徴とする請求項２から請求項４のいず
れかに記載の溶銑製造装置。5. The reduction rate of the pre-reduction for the iron oxide raw material agglomerate by the horizontal circulation great reduction furnace is 50 to 70.
5. The hot metal manufacturing apparatus according to claim 2, wherein
された塊成物は冷却処理されることなく前記溶融還元炉
に装入されることを特徴とする請求項２から請求項５の
いずれかに記載の溶銑製造装置。6. The smelting reduction furnace according to claim 2, wherein the agglomerates preliminarily reduced in the horizontal circulation great reduction furnace are charged into the smelting reduction furnace without being subjected to a cooling treatment. 2. The hot metal manufacturing apparatus according to 1.
を特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の
溶銑製造装置。7. The apparatus for producing hot metal according to claim 2, wherein the smelting reduction furnace uses coal as a fuel.
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