JP2596001B2 - 溶融還元法 - Google Patents
溶融還元法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は炭材を燃料おび還元剤として用い、鉄鉱石
を転炉型製錬炉内において溶融状態で還元する溶融還元
法に関する。
を転炉型製錬炉内において溶融状態で還元する溶融還元
法に関する。
［従来の技術］ 溶融還元法は、高炉製銑法に変わるものであり、高炉
製銑法においては高炉の建設費が高く、広大な敷地が必
要であるという高炉製銑法の欠点を解消すべく、近年に
至り開発されたものである。
製銑法においては高炉の建設費が高く、広大な敷地が必
要であるという高炉製銑法の欠点を解消すべく、近年に
至り開発されたものである。
この還元法においては、製錬炉内の溶銑中に原料とな
る予備還元鉱石又は生鉱石が装入され、また還元剤また
は燃料となる炭材及び石灰その他の造滓剤が装入された
製錬炉内に酸素が吹き込まれる。そうすると炭材が溶銑
中に溶解するとともに、炭材のＣが酸素ガスによって酸
化される。このときの酸化熱によって鉱石が溶融される
とともに、鉱石が炭材中のＣによって還元される。溶銑
から発生するCOガスは過剰に吹き込まれる酸素ガスによ
り２次燃焼されてCO2ガスになる。このCO2ガスの顕熱
は、溶銑上を覆っているスラグ及びフオーミング状の粒
鉄に伝達され、次いで溶銑に伝達される。こうして鉄鉱
石の還元反応に必要な熱が鉄鉱石に伝えられ溶銑が効率
良く製造される。
る予備還元鉱石又は生鉱石が装入され、また還元剤また
は燃料となる炭材及び石灰その他の造滓剤が装入された
製錬炉内に酸素が吹き込まれる。そうすると炭材が溶銑
中に溶解するとともに、炭材のＣが酸素ガスによって酸
化される。このときの酸化熱によって鉱石が溶融される
とともに、鉱石が炭材中のＣによって還元される。溶銑
から発生するCOガスは過剰に吹き込まれる酸素ガスによ
り２次燃焼されてCO2ガスになる。このCO2ガスの顕熱
は、溶銑上を覆っているスラグ及びフオーミング状の粒
鉄に伝達され、次いで溶銑に伝達される。こうして鉄鉱
石の還元反応に必要な熱が鉄鉱石に伝えられ溶銑が効率
良く製造される。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、溶融還元初期に通常の造滓剤である石
灰または珪石を添加した場合、これらの造滓剤は融点が
高く溶解して所定のスラグ組成になるまで時間がかかる
という問題があった。
灰または珪石を添加した場合、これらの造滓剤は融点が
高く溶解して所定のスラグ組成になるまで時間がかかる
という問題があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
ものであって、溶融スラグを早期に形成させ、溶融還元
の時間が短縮される溶融還元法を提供するものである。
ものであって、溶融スラグを早期に形成させ、溶融還元
の時間が短縮される溶融還元法を提供するものである。
［問題点を解決するための手段］ この発明による溶融還元法は、鉄鉱石を炭材、造滓剤
とともに製錬炉に装入し、脱炭用及び２次燃焼用ノズル
を有する上吹き酸素ランスから酸素を吹き込むととも
に、製錬炉の側壁及び炉底に設けられた羽口から撹拌用
ガスを吹き込んで鉄鉱石を溶融還元する方法であって、
鉄鉱石を製錬炉に装入する前の上吹き酸素ランスによる
酸素吹錬の初期に、転炉滓、高炉滓または電気炉滓の１
種以上を低融点の造滓剤として、溶銑トン当り30kg乃至
100kg添加して溶融スラグ層を形成することを特徴とす
る。
とともに製錬炉に装入し、脱炭用及び２次燃焼用ノズル
を有する上吹き酸素ランスから酸素を吹き込むととも
に、製錬炉の側壁及び炉底に設けられた羽口から撹拌用
ガスを吹き込んで鉄鉱石を溶融還元する方法であって、
鉄鉱石を製錬炉に装入する前の上吹き酸素ランスによる
酸素吹錬の初期に、転炉滓、高炉滓または電気炉滓の１
種以上を低融点の造滓剤として、溶銑トン当り30kg乃至
100kg添加して溶融スラグ層を形成することを特徴とす
る。
［実施例］ 本発明の実施例を添付の図面を参照しながら説明す
る。第１図は本発明の溶融還元法に用いられるプロセス
の説明図である。製錬炉10内には鉄浴11及びスラグ層12
が形成され、副原料である石炭及び造滓剤が装入される
第１のシュート13が前記製錬炉の上部に設けられてお
り、また酸素を吹き込む酸素ランス21が炉内に鉛直に挿
入されている。前記ランスには脱炭用酸素及び２次燃焼
用酸素を噴出するノズル22、23が夫々設けられ、更にラ
ンス先端の中心には主に炭材または石灰等の副原料を吹
き込むノズル24が設けられている。第１図で酸素ランス
21の先端に示した矢印28、29は夫々脱炭用、２次燃焼用
の酸素の吹きだし方向を示す。前記炉の上方には流動層
型の反応装置である予熱予備還元炉30が設けられ、これ
に鉄鉱石が供給される第２のシュート31と、ここで予
熱、予備還元された鉄鉱石が前記製錬炉10に挿入される
第３のシュート32が設けられ、また予熱予備還元炉30に
製錬炉10の発生ガスを供給する導管33が設けられてい
る。
る。第１図は本発明の溶融還元法に用いられるプロセス
の説明図である。製錬炉10内には鉄浴11及びスラグ層12
が形成され、副原料である石炭及び造滓剤が装入される
第１のシュート13が前記製錬炉の上部に設けられてお
り、また酸素を吹き込む酸素ランス21が炉内に鉛直に挿
入されている。前記ランスには脱炭用酸素及び２次燃焼
用酸素を噴出するノズル22、23が夫々設けられ、更にラ
ンス先端の中心には主に炭材または石灰等の副原料を吹
き込むノズル24が設けられている。第１図で酸素ランス
21の先端に示した矢印28、29は夫々脱炭用、２次燃焼用
の酸素の吹きだし方向を示す。前記炉の上方には流動層
型の反応装置である予熱予備還元炉30が設けられ、これ
に鉄鉱石が供給される第２のシュート31と、ここで予
熱、予備還元された鉄鉱石が前記製錬炉10に挿入される
第３のシュート32が設けられ、また予熱予備還元炉30に
製錬炉10の発生ガスを供給する導管33が設けられてい
る。
また、予熱予備還元炉30の排ガスからダストを除去す
るホットサイクロン34、予熱予備還元炉30の排出ガスの
顕熱を利用して蒸気を得る熱交換器35が設けられてい
る。さらに、前記製錬炉10の側壁及び炉底には撹拌用の
ガスを吹き込む羽口25、26が夫々設けられている。
るホットサイクロン34、予熱予備還元炉30の排出ガスの
顕熱を利用して蒸気を得る熱交換器35が設けられてい
る。さらに、前記製錬炉10の側壁及び炉底には撹拌用の
ガスを吹き込む羽口25、26が夫々設けられている。
なお、原料事情、設備費用、操業の容易性等を考慮し
て予熱予備還元炉として、熱効率の良いシャフト炉型も
しくは設備費用が低減され、また操業が容易であるロー
タリキルン型のものを設けることは本発明の実施にあた
って全く支障はない。
て予熱予備還元炉として、熱効率の良いシャフト炉型も
しくは設備費用が低減され、また操業が容易であるロー
タリキルン型のものを設けることは本発明の実施にあた
って全く支障はない。
以上のように構成された本発明の方法に用いる溶融還
元装置の作用について説明する。原料である鉄鉱石は第
２のシュート31から予熱予備還元炉30に挿入されここで
製錬炉10から導管33を通して発生ガスの供給を受けて予
熱および還元された後、製錬炉10に第３のシュート32を
通して装入される。副原料である石炭、造滓剤は装入装
置が簡便である通常のホツパー（図示せず）から第１の
シュートを通して製錬炉10内に装入される外、必要に応
じて蒸気酸素ランスに設けたノズル24から粉状として装
入することも可能である。
元装置の作用について説明する。原料である鉄鉱石は第
２のシュート31から予熱予備還元炉30に挿入されここで
製錬炉10から導管33を通して発生ガスの供給を受けて予
熱および還元された後、製錬炉10に第３のシュート32を
通して装入される。副原料である石炭、造滓剤は装入装
置が簡便である通常のホツパー（図示せず）から第１の
シュートを通して製錬炉10内に装入される外、必要に応
じて蒸気酸素ランスに設けたノズル24から粉状として装
入することも可能である。
上記のように製錬炉に装入された原料及び副原料は製
錬炉の側壁及び炉底に設けられた羽口25、26から吹き込
まれる攪拌用ガスによって、既に炉内に形成されている
鉄浴およびスラグ層とともに十分撹拌される。この攪拌
用ガスはAr、N2等の不活性ガス及びプロセスガスである
前記予熱予備還元炉からの排ガスが用いられる。一方前
記酸素ランス21の脱炭用及び２次燃焼用ノズル22、23か
ら供給される酸素は前記炭材を酸化させて原料である鉄
鉱石を還元するのに十分な熱源を供給する。また、予熱
予備還元炉30からの排ガスはホットサイクロン34でダス
トが除去された後、蒸気発生器35で熱交換されて系外に
排出されるが、必要に応じて切り換え弁36により製錬炉
10の撹拌用ガスとして利用される。なお、前記蒸気発生
器35に代えて鉄鉱石予熱装置を設け、予熱予備還元炉30
の排ガスの顕熱を利用することも可能である。以上の通
り製錬炉内のガスは２次燃焼用酸素によって酸化度は高
められ２次燃焼効率は向上される。
錬炉の側壁及び炉底に設けられた羽口25、26から吹き込
まれる攪拌用ガスによって、既に炉内に形成されている
鉄浴およびスラグ層とともに十分撹拌される。この攪拌
用ガスはAr、N2等の不活性ガス及びプロセスガスである
前記予熱予備還元炉からの排ガスが用いられる。一方前
記酸素ランス21の脱炭用及び２次燃焼用ノズル22、23か
ら供給される酸素は前記炭材を酸化させて原料である鉄
鉱石を還元するのに十分な熱源を供給する。また、予熱
予備還元炉30からの排ガスはホットサイクロン34でダス
トが除去された後、蒸気発生器35で熱交換されて系外に
排出されるが、必要に応じて切り換え弁36により製錬炉
10の撹拌用ガスとして利用される。なお、前記蒸気発生
器35に代えて鉄鉱石予熱装置を設け、予熱予備還元炉30
の排ガスの顕熱を利用することも可能である。以上の通
り製錬炉内のガスは２次燃焼用酸素によって酸化度は高
められ２次燃焼効率は向上される。
次に鉄鉱石の装入以前のスラグ形成について説明す
る。鉄鉱石装入前は製錬炉10には所謂種湯と称する溶銑
が装入されており、酸素吹錬開始後に炭材または造滓剤
が添加される。ここで添加される転炉滓、高炉滓または
電気炉滓は、石灰、蛍石等の造滓剤が溶融されてCaO−S
iO2系の化合物となった低融点の造滓剤であるので、酸
素吹錬により早期に溶解されて溶融スラグ層が形成され
る。添加する量は溶銑トン当り30kg乃至100kgである。3
0kg未満では媒溶剤として不十分であり100kg以上では媒
溶剤としての効果が頭打となる。通常、造滓剤は製錬炉
の上部から塊状または粗粒の状態で投入されるが、さら
に造滓剤の溶解時間を短縮する必要のある場合には前記
造滓剤を粉状として酸素ランスのノズル24または製錬炉
10の炉壁に設けた羽口25、26からキャリアーガスと共に
吹き込むことが有効である。以上のようにして溶融スラ
グ層が形成された後、主原料である鉄鉱石が製錬炉10内
に装入され、鉄鉱石の溶融還元が行われる。
る。鉄鉱石装入前は製錬炉10には所謂種湯と称する溶銑
が装入されており、酸素吹錬開始後に炭材または造滓剤
が添加される。ここで添加される転炉滓、高炉滓または
電気炉滓は、石灰、蛍石等の造滓剤が溶融されてCaO−S
iO2系の化合物となった低融点の造滓剤であるので、酸
素吹錬により早期に溶解されて溶融スラグ層が形成され
る。添加する量は溶銑トン当り30kg乃至100kgである。3
0kg未満では媒溶剤として不十分であり100kg以上では媒
溶剤としての効果が頭打となる。通常、造滓剤は製錬炉
の上部から塊状または粗粒の状態で投入されるが、さら
に造滓剤の溶解時間を短縮する必要のある場合には前記
造滓剤を粉状として酸素ランスのノズル24または製錬炉
10の炉壁に設けた羽口25、26からキャリアーガスと共に
吹き込むことが有効である。以上のようにして溶融スラ
グ層が形成された後、主原料である鉄鉱石が製錬炉10内
に装入され、鉄鉱石の溶融還元が行われる。
造滓剤として本発明の方法により転炉滓80kg/T（溶銑
トン当り、以下同じ）を添加した場合と従来例により石
灰60kg/T、珪石20kg/Tを添加した場合について、吹錬開
始から鉄鉱石装入までの時間を比較すると本発明の方法
が14分であるのに対し従来例ではこれが20分であった。
トン当り、以下同じ）を添加した場合と従来例により石
灰60kg/T、珪石20kg/Tを添加した場合について、吹錬開
始から鉄鉱石装入までの時間を比較すると本発明の方法
が14分であるのに対し従来例ではこれが20分であった。
［発明の効果］ 本発明の溶融還元法によれば、攪拌用ガスによる鉄浴
およびスラグ層の攪拌並びに２次燃焼用酸素による製錬
炉内ガスの酸化が行われるので、溶融還元の熱効率が向
上し、また、酸素吹錬の初期に低融点に造滓剤を添加す
るので、早期に鉄鉱石を装入して溶融還元時間を短縮す
ることが出来る。
およびスラグ層の攪拌並びに２次燃焼用酸素による製錬
炉内ガスの酸化が行われるので、溶融還元の熱効率が向
上し、また、酸素吹錬の初期に低融点に造滓剤を添加す
るので、早期に鉄鉱石を装入して溶融還元時間を短縮す
ることが出来る。
第１図は、この発明の溶融還元法に用いられるプロセス
の説明図である。 10……製錬炉、11……鉄浴、12……スラグ層、13……第
１のシュート、21……酸素ランス、22、23、24……ノズ
ル、25、26……羽口、30……予熱予備還元炉。
の説明図である。 10……製錬炉、11……鉄浴、12……スラグ層、13……第
１のシュート、21……酸素ランス、22、23、24……ノズ
ル、25、26……羽口、30……予熱予備還元炉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 治良 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 川上 正弘 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 審査官 津野 孝 (56)参考文献 特開 昭61−64807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−185812（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】鉄鉱石を炭材、造滓剤とともに製錬炉に装
入し、脱炭用及び２次燃焼用ノズルを有する上吹き酸素
ランスから酸素を吹き込むとともに、製錬炉の側壁及び
炉底に設けられた羽口から撹拌用ガスを吹き込んで鉄鉱
石を溶融還元する方法であって、鉄鉱石を製錬炉に装入
する前の上吹き酸素ランスによる酸素吹錬の初期に、転
炉滓、高炉滓または電気炉滓の１種以上を低融点の造滓
剤として、溶銑トン当り30kg乃至100kg添加して溶融ス
ラグ層を形成することを特徴とする溶融還元法。 - 【請求項２】前記造滓剤は上吹き酸素ランスに設けたノ
ズルまたは製錬炉の炉壁に設けた羽口からキャリヤガス
と共に吹き込むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の溶融還元法。 - 【請求項３】前記撹拌用のガスはAr、N2等の不活性ガス
またはプロセスガスであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項もしくは第２項に記載の溶融還元法。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260604A JP2596001B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 溶融還元法 |
| US07/246,456 US4936908A (en) | 1987-09-25 | 1988-09-19 | Method for smelting and reducing iron ores |
| AU22448/88A AU607807C (en) | 1987-09-25 | 1988-09-20 | Method for smelting and reducing iron ores and apparatus therefor |
| AT88115580T ATE88218T1 (de) | 1987-09-25 | 1988-09-22 | Verfahren und vorrichtung zum einschmelzen und reduzieren von eisenerzen. |
| DE88115580T DE3880245T2 (de) | 1987-09-25 | 1988-09-22 | Verfahren und Vorrichtung zum Einschmelzen und Reduzieren von Eisenerzen. |
| EP88115580A EP0308925B1 (en) | 1987-09-25 | 1988-09-22 | Method and apparatus for smelting and reducing iron ores |
| CA000578419A CA1336542C (en) | 1987-09-25 | 1988-09-23 | Method for smelting and reducing iron ores and apparatus therefor |
| KR1019880012423A KR910006005B1 (ko) | 1987-09-25 | 1988-09-24 | 철광석의 용융 환원방법 및 그 장치 |
| CN88106882A CN1014721B (zh) | 1987-09-25 | 1988-09-24 | 还原铁矿石生产生铁水的方法和设备 |
| BR888804958A BR8804958A (pt) | 1987-09-25 | 1988-09-26 | Processo e aparelhagem para fundicao e reducao de minerios de ferro |
| US07/503,805 US4988079A (en) | 1987-09-25 | 1990-04-03 | Apparatus for smelting and reducing iron ores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260604A JP2596001B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 溶融還元法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104707A JPH01104707A (ja) | 1989-04-21 |
| JP2596001B2 true JP2596001B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=17350243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62260604A Expired - Lifetime JP2596001B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-10-15 | 溶融還元法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596001B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2554805A1 (en) | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Technological Resources Pty. Limited | Ironmaking and steelmaking |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6164807A (ja) * | 1984-09-03 | 1986-04-03 | Nippon Steel Corp | 鉄鉱石の溶融還元方法 |
| JPS62185812A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶融還元製鉄法 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62260604A patent/JP2596001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01104707A (ja) | 1989-04-21 |
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