JP2596672B2 - 溶融還元炉の操業方法 - Google Patents
溶融還元炉の操業方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化物を溶融還元
して、溶融金属を製造する竪型溶融還元炉の操業方法に
関するものである。
して、溶融金属を製造する竪型溶融還元炉の操業方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】粉状金属酸化物を直接還元して溶融金属
を得る方法に用いる竪型溶融還元炉が特公昭59-18452号
公報に開示されている。この方法によれば炉下部に設置
された酸素含有熱風を溶融還元炉に導入する上、下２段
の羽口のうち、少なくとも上段の羽口から粉状鉱石を酸
素含有熱風とともに竪型溶融還元炉に吹き込み、炉内に
充填した炭素系固体還元剤を燃焼させ、上下段の羽口間
に高温の炭材充填層を形成させる。上段の羽口より吹き
込まれた粉状金属酸化物は加熱されると同時に溶融し、
炭材の充填層を滴下する間に固体炭材により直接還元さ
れて溶融状態のメタルとスラグを生成して炉底部に溜ま
ることを原理としている。そして、通常は金属酸化物と
して鉱石類を使用するので、成分、被還元酸素量の変動
が少なく、金属酸化物の吹き込み速度が一定でも安定し
た操業が可能であった。しかしながら、製鉄所から発生
する金属成分を含んだダスト、スラジ等からの金属成分
回収を目的として上段羽口よりこれらを吹き込む場合、
金属酸化物の成分、被還元酸素量が変動するので炉底部
に溜まる溶融金属の温度、Si濃度等が変動し、安定操業
するには問題があった。
を得る方法に用いる竪型溶融還元炉が特公昭59-18452号
公報に開示されている。この方法によれば炉下部に設置
された酸素含有熱風を溶融還元炉に導入する上、下２段
の羽口のうち、少なくとも上段の羽口から粉状鉱石を酸
素含有熱風とともに竪型溶融還元炉に吹き込み、炉内に
充填した炭素系固体還元剤を燃焼させ、上下段の羽口間
に高温の炭材充填層を形成させる。上段の羽口より吹き
込まれた粉状金属酸化物は加熱されると同時に溶融し、
炭材の充填層を滴下する間に固体炭材により直接還元さ
れて溶融状態のメタルとスラグを生成して炉底部に溜ま
ることを原理としている。そして、通常は金属酸化物と
して鉱石類を使用するので、成分、被還元酸素量の変動
が少なく、金属酸化物の吹き込み速度が一定でも安定し
た操業が可能であった。しかしながら、製鉄所から発生
する金属成分を含んだダスト、スラジ等からの金属成分
回収を目的として上段羽口よりこれらを吹き込む場合、
金属酸化物の成分、被還元酸素量が変動するので炉底部
に溜まる溶融金属の温度、Si濃度等が変動し、安定操業
するには問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、原料
中の金属酸化物の成分、被還元酸素量が変動する場合、
炉内で直接還元されて炉底に溜まる溶融金属の温度、Si
濃度等が影響を受け変動する。このため後工程での各種
処理条件を一定にできない不便があった。また排ガス
量、炉頂温度等を一定に管理することが困難であった。
中の金属酸化物の成分、被還元酸素量が変動する場合、
炉内で直接還元されて炉底に溜まる溶融金属の温度、Si
濃度等が影響を受け変動する。このため後工程での各種
処理条件を一定にできない不便があった。また排ガス
量、炉頂温度等を一定に管理することが困難であった。
【０００４】本発明は前記問題点を解決した炭素系固体
還元剤の充填層を有した溶融還元炉の安定操業方法を提
供することを目的とするものである。
還元剤の充填層を有した溶融還元炉の安定操業方法を提
供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素系固体還
元剤の充填層に酸素含有熱風を吹き込む上下２段に設け
られた複数の羽口を有する堅型炉を用いて、金属酸化物
を上段羽口から熱風と共に吹き込み溶融金属を製造する
方法において、予め該吹き込み金属酸化物の酸化物から
溶融金属になる反応速度を求めておき、該金属酸化物の
吹き込み速度を該反応速度に比例させ、かつ該金属酸化
物中の金属濃度に反比例させて制御することを特徴とす
る溶融還元炉の操業方法であり、金属酸化物が主として
Feの酸化物及びCrの酸化物からなるダストやスラジ等に
対して有利に適用することができる。
元剤の充填層に酸素含有熱風を吹き込む上下２段に設け
られた複数の羽口を有する堅型炉を用いて、金属酸化物
を上段羽口から熱風と共に吹き込み溶融金属を製造する
方法において、予め該吹き込み金属酸化物の酸化物から
溶融金属になる反応速度を求めておき、該金属酸化物の
吹き込み速度を該反応速度に比例させ、かつ該金属酸化
物中の金属濃度に反比例させて制御することを特徴とす
る溶融還元炉の操業方法であり、金属酸化物が主として
Feの酸化物及びCrの酸化物からなるダストやスラジ等に
対して有利に適用することができる。
【０００６】Feの酸化物及びCrの酸化物から主としてな
る金属酸化物を代表にとり、本発明を説明する。本発明
では、吹き込む金属酸化物のロッド毎の成分分析を予め
行い、金属酸化物が酸化物から溶融金属になる金属酸化
物の反応速度を（数１）より求めこれに応じて金属酸化
物の吹き込み速度を（数２）により制御する。 （数１）反応速度 (ｇ−メタル／cm2 、min)＝｛ｋ1 ×
金属酸化物中のCr濃度(%) ／100 ＋ (ｋ2 ×金属酸化物
中のFe濃度(%) ／100 ｝／｛１−還元率(%) ／100 ｝で
ある。
る金属酸化物を代表にとり、本発明を説明する。本発明
では、吹き込む金属酸化物のロッド毎の成分分析を予め
行い、金属酸化物が酸化物から溶融金属になる金属酸化
物の反応速度を（数１）より求めこれに応じて金属酸化
物の吹き込み速度を（数２）により制御する。 （数１）反応速度 (ｇ−メタル／cm2 、min)＝｛ｋ1 ×
金属酸化物中のCr濃度(%) ／100 ＋ (ｋ2 ×金属酸化物
中のFe濃度(%) ／100 ｝／｛１−還元率(%) ／100 ｝で
ある。
【０００７】ここで、 ｋ1 ：実験より求めたCr酸化物の反応速度 (ｇ−メタル
／cm2 、min) ｋ2 ：実験より求めたFe酸化物の反応速度 (ｇ−メタル
／cm2 、min) 還元率(%) ＝（１−被還元酸素量／生鉱石換算酸素量）
×100 生鉱石換算酸素量＝0.43×金属酸化物中のFe(%) ／100
＋0.462 ×金属酸化物中のCr(%) ／100 被還元酸素量＝0.2227×金属酸化物中のFeO(%)／100 ＋
0.3006×金属酸化物中のFe2O3(%)／100 ＋0.3158×金属
酸化物中のCr2O3(%)／100 （数２）金属酸化物の吹き込み速度(kg/hr) ＝反応速度
(ｇ−メタル／cm2 、min)×炭素系固体還元剤の反応有
効界面積 (ｍ2)×60／1000× (Ｔ・Fe＋Ｔ・Cr) ここで、 Ｔ・Fe：金属酸化物中のFe濃度(%) Ｔ・Cr：金属酸化物中のCr濃度(%) であり、炭素系固体還元剤の反応有効界面積は（数３）
で表される。 （数３）炭素系固体還元剤の反応有効界面積 (ｍ2)＝上
下段羽口のペア数×上下段羽口の距離 (ｍ) ×上段羽口
のレースウェイ底面積 (ｍ2)×｛６（１−ε）／（φ×
ＤP ) ｝界面積利用率 ここで、 ε：空隙率 φ：形状係数 ＤP ：装入炭素系固体還元剤の粒径 (ｍ) であり、装入炭素系固体還元剤の粒径とレースウエイの
底面積ならびに使用する炉が決まれば値は求められる。
／cm2 、min) ｋ2 ：実験より求めたFe酸化物の反応速度 (ｇ−メタル
／cm2 、min) 還元率(%) ＝（１−被還元酸素量／生鉱石換算酸素量）
×100 生鉱石換算酸素量＝0.43×金属酸化物中のFe(%) ／100
＋0.462 ×金属酸化物中のCr(%) ／100 被還元酸素量＝0.2227×金属酸化物中のFeO(%)／100 ＋
0.3006×金属酸化物中のFe2O3(%)／100 ＋0.3158×金属
酸化物中のCr2O3(%)／100 （数２）金属酸化物の吹き込み速度(kg/hr) ＝反応速度
(ｇ−メタル／cm2 、min)×炭素系固体還元剤の反応有
効界面積 (ｍ2)×60／1000× (Ｔ・Fe＋Ｔ・Cr) ここで、 Ｔ・Fe：金属酸化物中のFe濃度(%) Ｔ・Cr：金属酸化物中のCr濃度(%) であり、炭素系固体還元剤の反応有効界面積は（数３）
で表される。 （数３）炭素系固体還元剤の反応有効界面積 (ｍ2)＝上
下段羽口のペア数×上下段羽口の距離 (ｍ) ×上段羽口
のレースウェイ底面積 (ｍ2)×｛６（１−ε）／（φ×
ＤP ) ｝界面積利用率 ここで、 ε：空隙率 φ：形状係数 ＤP ：装入炭素系固体還元剤の粒径 (ｍ) であり、装入炭素系固体還元剤の粒径とレースウエイの
底面積ならびに使用する炉が決まれば値は求められる。
【０００８】
【作用】炭素系固体還元剤充填層型溶融還元炉を用いて
金属酸化物を炉内へ装入して溶融金属を製造する場合、
本発明によれば炉内へ装入される金属酸化物の成分分析
をあらかじめ行いその金属酸化物の酸化物から溶融金属
になる反応速度を計算したのち、この反応速度に比例さ
せ、かつ該金属酸化物中の金属濃度に反比例させて金属
酸化物の吹き込み速度を設定するので、金属酸化物の成
分、被還元酸素量の変動に影響されずに安定した溶融金
属の温度、Si濃度を確保することができるようになる。
金属酸化物を炉内へ装入して溶融金属を製造する場合、
本発明によれば炉内へ装入される金属酸化物の成分分析
をあらかじめ行いその金属酸化物の酸化物から溶融金属
になる反応速度を計算したのち、この反応速度に比例さ
せ、かつ該金属酸化物中の金属濃度に反比例させて金属
酸化物の吹き込み速度を設定するので、金属酸化物の成
分、被還元酸素量の変動に影響されずに安定した溶融金
属の温度、Si濃度を確保することができるようになる。
【０００９】
【実施例】図１に示した竪型溶融還元炉を用いてクロム
含有銑鉄の製造試験を実施した。炭素系固体還元剤充填
層型溶融還元炉１は上段羽口５と６を備えている。ま
ず、金属酸化物の成分分析を行いこの結果から（数１）
を用いて、この金属酸化物から溶融金属になる反応速度
を求め、次に（数２）から金属酸化物の吹き込み速度を
計算で求め、この結果に合わせて上段羽口５より吹き込
まれる金属酸化物の量を粉体輸送装置11で調整した。
含有銑鉄の製造試験を実施した。炭素系固体還元剤充填
層型溶融還元炉１は上段羽口５と６を備えている。ま
ず、金属酸化物の成分分析を行いこの結果から（数１）
を用いて、この金属酸化物から溶融金属になる反応速度
を求め、次に（数２）から金属酸化物の吹き込み速度を
計算で求め、この結果に合わせて上段羽口５より吹き込
まれる金属酸化物の量を粉体輸送装置11で調整した。
【００１０】送風機２、高温発生装置３により酸素含有
熱風が供給され送風分配装置４はこれを上下段羽口５、
６に分配して炉内に送風し炭素系固体還元剤を燃焼させ
る。溶融還元炉１から排出される排気ガスは排ガス処理
設備９を経て系外に導かれる。炉底に溜まった溶融金属
およびスラグは出銑孔12より取り出される。試験に供し
た溶融還元炉の仕様は以下の通りである。
熱風が供給され送風分配装置４はこれを上下段羽口５、
６に分配して炉内に送風し炭素系固体還元剤を燃焼させ
る。溶融還元炉１から排出される排気ガスは排ガス処理
設備９を経て系外に導かれる。炉底に溜まった溶融金属
およびスラグは出銑孔12より取り出される。試験に供し
た溶融還元炉の仕様は以下の通りである。
【００１１】炉内径 ： 1200mm 炉 高 ： 5000mm 充填層高： 3000mm 羽口数 ： 上段３本 下段３本 （１）従来技術による操業 表１に示す成分変動のある製鋼転炉排ガスダストとフラ
ックスを上段羽口から以下の如く設定した一定の吹き込
み速度で吹き込んだ。
ックスを上段羽口から以下の如く設定した一定の吹き込
み速度で吹き込んだ。
【００１２】送風量 ： 1600Nm3／hr 富化酸素量 ： 100Nm3 ／hr 上段羽口風量： 850Nm3 ／hr 下段羽口風量： 850Nm3 ／hr 製鋼転炉排ガスダスト吹込量：768kg/hr 石灰石 ： 144kg／hr 珪 石 ： 48kg／hr 以上の条件で15t ／d のクロム含有銑鉄を製造すること
ができた。この操業時の出銑温度は1396〜1557℃でSi濃
度は1.41〜4.16％程度であった。
ができた。この操業時の出銑温度は1396〜1557℃でSi濃
度は1.41〜4.16％程度であった。
【００１３】
【表１】
【００１４】（２）本発明による操業 表１に示す成分変動のある製鋼転炉排ガスダストの成分
から（数２）より表２に示す反応速度を求めこれから各
ロット毎での吹き込み速度を設定して上段羽口より吹き
込んだ。
から（数２）より表２に示す反応速度を求めこれから各
ロット毎での吹き込み速度を設定して上段羽口より吹き
込んだ。
【００１５】
【表２】
【００１６】条件は以下の如く設定した。 送風量 ： 1600Nm3／hr 富化酸素量： 100Nm3 ／ r 上段羽口風量： 850Nm3 ／hr 下段羽口風量： 850Nm3 ／hr 製鋼転炉排ガスダスト吹込量：584 〜1011kg hr 石灰石 ： 144kg／hr 珪石 ： 48kg／hr なお、この場合のε（空隙率）は0.5 、φ（形状係数）
は0.7 、ＤP （装入炭素系固体還元剤の粒径）は0.02ｍ
であった。
は0.7 、ＤP （装入炭素系固体還元剤の粒径）は0.02ｍ
であった。
【００１７】以上の条件で11〜21t ／d のクロム含有銑
鉄を製造することができた。この操業時の出銑温度は14
53〜1507℃で溶融金属中のSi濃度は1.57〜1.97% 程度で
あった。以上のように従来と同一の炉において本発明に
よりクロム含有銑鉄を製造した結果、図２に示すように
従来法に比べ出銑温度と溶融金属中のSi濃度を安定させ
ることができた。
鉄を製造することができた。この操業時の出銑温度は14
53〜1507℃で溶融金属中のSi濃度は1.57〜1.97% 程度で
あった。以上のように従来と同一の炉において本発明に
よりクロム含有銑鉄を製造した結果、図２に示すように
従来法に比べ出銑温度と溶融金属中のSi濃度を安定させ
ることができた。
【００１８】
【発明の効果】本発明は溶融還元炉の上段羽口から吹き
込まれる金属酸化物の成分分析を事前に行いこの結果よ
り金属酸化物の反応速度を求め、この値から吹き込み速
度を制御するようにしたから２段羽口を有する炭素系固
体還元剤充填層溶融還元炉において金属酸化物の成分変
動が発生しても安定した溶融金属の温度を確保すること
ができるようになった。また炉内で熱バランスも一定に
確保できるので溶融金属中のSi濃度も一定に保持できる
という効果もある。
込まれる金属酸化物の成分分析を事前に行いこの結果よ
り金属酸化物の反応速度を求め、この値から吹き込み速
度を制御するようにしたから２段羽口を有する炭素系固
体還元剤充填層溶融還元炉において金属酸化物の成分変
動が発生しても安定した溶融金属の温度を確保すること
ができるようになった。また炉内で熱バランスも一定に
確保できるので溶融金属中のSi濃度も一定に保持できる
という効果もある。
【図１】本発明で用いる装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明実施前と実施後のメタル温度とメタル中
のSi濃度の変化を示すグラフである。
のSi濃度の変化を示すグラフである。
１ 溶融還元炉 ２ 送風機 ３ 高温発生装置 ４ 送風分配装置 ５ 上段羽口 ６ 下段羽口 ７ 粉体吹込装置 ８ 炭素系固体還元剤供給装置 ９ 排ガス処理設備 10 粉体供給装置 11 粉体輸送装置 12 出銑孔
フロントページの続き (72)発明者 桃川 秀行 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 板谷 宏 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社千葉製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素系固体還元剤の充填層に酸素含有熱
風を吹き込む上下２段に設けられた複数の羽口を有する
堅型炉を用いて、金属酸化物を上段羽口から熱風と共に
吹き込み溶融金属を製造する方法において、予め該吹き
込み金属酸化物の酸化物から溶融金属になる反応速度を
求めておき、該金属酸化物の吹き込み速度を該反応速度
に比例させ、かつ該金属酸化物中の金属濃度に反比例さ
せて制御することを特徴とする溶融還元炉の操業方法。 - 【請求項２】 金属酸化物が主としてFeの酸化物及びCr
の酸化物であることを特徴とする請求項１記載の溶融還
元炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17085692A JP2596672B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 溶融還元炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17085692A JP2596672B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 溶融還元炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610069A JPH0610069A (ja) | 1994-01-18 |
| JP2596672B2 true JP2596672B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=15912591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17085692A Expired - Fee Related JP2596672B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 溶融還元炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596672B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP17085692A patent/JP2596672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610069A (ja) | 1994-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |