JP2869987B2 - Smelting reduction method of iron ore - Google Patents
Smelting reduction method of iron oreInfo
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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、鉄浴式溶融還元炉による鉄鉱石の溶融還
元方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for smelting and reducing iron ore using an iron-bath smelting reduction furnace.
［従来の技術］ 鉄浴が収容された転炉型の溶融還元炉内に、鉄鉱石お
よび炭材を供給し、ランスを通して酸素を吹き込むこと
により鉄鉱石を溶融還元する、鉄浴式溶融還元炉による
鉄鉱石の溶融還元方法が知られている。[Prior Art] An iron-bath smelting reduction furnace in which iron ore and carbon material are supplied into a converter type smelting reduction furnace in which an iron bath is accommodated, and oxygen is blown through a lance to reduce the iron ore by smelting. There is known a method for smelting reduction of iron ore by using a method.
第２図は、鉄浴式溶融還元炉の概略縦断面図である。
第２図に示すように、溶融還元炉は、転炉型の炉体１
と、炉体１の開口1aを通して炉内に垂直に挿入されるラ
ンス２と、炉体１の底壁および／または側壁に設けられ
た撹拌用ガス吹込口３と、炉口1aを覆うフード４に設け
られた鉄鉱石供給用シュート５および石炭等の炭材供給
用シュート６とからなっている。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of an iron-bath smelting reduction furnace.
As shown in FIG. 2, the smelting reduction furnace is a converter type furnace body 1.
A lance 2 vertically inserted into the furnace through the opening 1a of the furnace body 1, a stirring gas inlet 3 provided on the bottom wall and / or side wall of the furnace body 1, and a hood 4 covering the furnace port 1a. And a chute 6 for supplying a carbonaceous material such as coal and the like.
炉内に所定量の溶鉄を収容し、シュート５を通して鉄
鉱石を、そして、シュート６を通して石炭等の炭材およ
びフラックスを炉内に供給する。炉口1aから炉体１内に
垂直に挿入されたランス２を通して、炉内のスラグ８上
に酸素ガスを吹き込み、そして、撹拌用ガス吹込口３を
通して、炉内の鉄浴７中に窒素等の撹拌用ガスを吹込
む。A predetermined amount of molten iron is accommodated in the furnace, iron ore is supplied through the chute 5, and carbonaceous materials such as coal and flux are supplied through the chute 6 into the furnace. Oxygen gas is blown from a furnace port 1a through a lance 2 vertically inserted into the furnace body 1 onto a slag 8 in the furnace, and nitrogen gas or the like is introduced into an iron bath 7 in the furnace through a gas inlet 3 for stirring. Of the stirring gas.
その結果、溶鉄中の酸素および供給された炭材中の炭
素とランス２を通して吹き込まれた酸素ガスとが下記
（１）式のように反応して、COガスが生成する。As a result, the oxygen in the molten iron, the carbon in the supplied carbonaceous material, and the oxygen gas blown through the lance 2 react as shown in the following equation (1) to generate CO gas.
上記により生成したCOガスは、ランス２を通して吹き
込まれた酸素ガスと下記（２）式のように反応してCO2
ガスとなり、このときに高い熱量を有する熱が発生す
る。 The CO gas generated as described above reacts with the oxygen gas blown through the lance 2 as shown in the following equation (2) to produce CO 2
It becomes gas, and at this time, heat having a high calorific value is generated.
このCO2ガスの熱は、スラグ８を介して鉄浴７に伝達
される。従って、鉄浴７中の鉄鉱石は溶融しそして炭材
中の炭素により還元されて溶銑となる。 The heat of this CO 2 gas is transferred to the iron bath 7 via the slag 8. Therefore, the iron ore in the iron bath 7 is melted and reduced by the carbon in the carbonaceous material to hot metal.
第２図において、９は、フード４にその一端が接続さ
れた排ガス排出用のダクトである。In FIG. 2, reference numeral 9 denotes an exhaust gas discharge duct having one end connected to the hood 4.
上述のような溶融還元による精錬中に、溶鉄やスラグ
が噴出するスロッピングが発生する問題がある。スロッ
ピングが発生すると、噴出した溶鉄やスラグが炉口1aに
付着してこれを閉塞し、操業が不能になって生産性を阻
害し且つ鉄歩留が低下する。従って、溶融還元方法によ
る精錬に際し、スロッピングの発生を防止することが極
めて重要である。During the refining by smelting reduction as described above, there is a problem that sloping occurs in which molten iron or slag is jetted. When the slopping occurs, the spilled molten iron or slag adheres to and blocks the furnace port 1a, making it impossible to operate, impairing productivity and lowering the iron yield. Therefore, it is extremely important to prevent the occurrence of slopping during refining by the smelting reduction method.
［発明が解決しようとする課題］ スロッピングが発生する原因は、次のように考えられ
る。即ち、炉内に供給された炭材により浴中に存在する
炭素の量が少ないと、鉄鉱石の還元が遅れてスラグ中の
FeO量が増大する結果、スラグがフオーミングしやすく
なって、スロッピングが発生する。[Problem to be Solved by the Invention] The cause of the occurrence of slopping is considered as follows. That is, if the amount of carbon present in the bath is small due to the carbon material supplied into the furnace, the reduction of iron ore is delayed and the
As a result of the increase in the amount of FeO, the slag is likely to form and slopping occurs.
従って、浴中に常に適正量の炭素が存在するように炭
材を供給すれば、スロッピングの発生を防止することが
できる。Therefore, if the carbon material is supplied so that an appropriate amount of carbon always exists in the bath, it is possible to prevent the occurrence of slopping.
そこで、従来は、浴中に適正量の炭素が存在するよう
に、次のようにして炭材を炉内に供給していた。即ち、
炉内からダクト９を通って排出される排ガス即ちCOガス
およびCO2ガス中のガス状の炭素の量を、ダクト９の途
中に設けられた排ガス分析計10によって測定する。得ら
れた排ガス中のガス状の炭素量、溶鉄中に溶解して消費
される炭素量及びタクト９を通って排出される、排ガス
中にダストとして混入する粉末状の炭素量の合計量と、
炉内への炭材の供給量とから、浴中に残存する炭素の量
を算出する。そのようにして得られた浴中の残存炭素量
が、スロッピングの発生しない適正値となるように、炭
材を炉内に供給する。Therefore, conventionally, a carbonaceous material has been supplied into the furnace as follows so that an appropriate amount of carbon is present in the bath. That is,
Exhaust gas discharged from the furnace through the duct 9, that is, the amount of gaseous carbon in the CO gas and CO 2 gas is measured by an exhaust gas analyzer 10 provided in the middle of the duct 9. The total amount of the gaseous carbon amount in the obtained exhaust gas, the carbon amount dissolved and consumed in the molten iron, and the powdery carbon amount mixed as dust in the exhaust gas discharged through the tact 9;
The amount of carbon remaining in the bath is calculated from the amount of carbon material supplied into the furnace. The carbonaceous material is supplied into the furnace so that the amount of residual carbon in the bath thus obtained has an appropriate value that does not cause slopping.
しかしながら、上述の従来の方法においては、排ガス
中にダストとして混入し排出される粉末状の炭素量は、
経験的な推定値によらざるを得ない。従って、上述のよ
うにして算出された鉄中の残存炭素量の精度が低い。However, in the above-mentioned conventional method, the amount of powdered carbon mixed and discharged as dust in the exhaust gas is:
You have to rely on empirical estimates. Therefore, the accuracy of the residual carbon amount in iron calculated as described above is low.
この結果、適量の炭素を鉄浴中に残存させることがで
きず、残存炭素量が少ないとスロッピングが発生する。
一方、過剰に炭材を装入すると、石炭中からの揮発炭素
により、CO2＋Ｃ→2COの反応が生じ、OD比（還元炉内に
おける生成ガスの酸化度）が下がる。この結果、溶鉄の
温度の低下により、銑鉄1Ton当りの炭材の原単位が上昇
する。As a result, an appropriate amount of carbon cannot be left in the iron bath, and if the amount of remaining carbon is small, slopping occurs.
On the other hand, if an excessive amount of carbon material is charged, a reaction of CO 2 + C → 2CO occurs due to volatile carbon from the coal, and the OD ratio (the degree of oxidation of generated gas in the reduction furnace) decreases. As a result, the unit temperature of carbonaceous material per ton of pig iron increases due to a decrease in the temperature of the molten iron.
従って、この発明の目的は、浴中の残存炭素量が適正
値となるように適量の炭材を炉内に供給し、これによっ
て、スロッピングの発生およびOD比の低下を防止し得
る、鉄浴式溶融還元炉による鉄鉱石の溶融還元方法を提
供することにある。Therefore, an object of the present invention is to supply an appropriate amount of carbon material into a furnace so that the amount of residual carbon in a bath becomes an appropriate value, thereby preventing the occurrence of slopping and a decrease in OD ratio. It is an object of the present invention to provide a method for smelting and reducing iron ore using a bath-type smelting reduction furnace.
［課題を解決するための手段］ この発明は、鉄浴式溶融還元炉内に鉄鉱石および炭材
を供給し、炉内に吹き込まれる酸素により前記鉄鉱石を
溶融還元する方法において、 前記還元炉からの排ガスを排出するダクトの途中に設
けられた乾式集塵機により前記排ガス中のダストを捕集
し、その重量により前記排ガス中に混入している粉末状
の炭素量を算出し、更に、前記ダクトの途中に設けられ
た排ガス分析計により前記排ガス中に含有されているガ
ス状の炭素量を測定し、 このようにして得られた、炉内から排出された排ガス
中に存在する粉末状およびガス状の炭素の量、および、
炉内の鉄浴中に溶解した炭素の量の合計量と、炉内に供
給された炭材の量とから、前記浴中の残存炭素量を算出
し、前記残存炭素量がスロッピングの発生しない適正値
になるように、前記炭材の供給量を制御するることに特
徴を有するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a method for supplying iron ore and carbonaceous material into an iron-bath smelting reduction furnace and smelting and reducing the iron ore by oxygen blown into the furnace. Dust in the exhaust gas is collected by a dry dust collector provided in the middle of a duct that discharges exhaust gas from, and the amount of powdered carbon mixed into the exhaust gas is calculated by the weight thereof, and further, the duct The amount of gaseous carbon contained in the exhaust gas was measured by an exhaust gas analyzer provided in the middle of the process, and the powder and gas present in the exhaust gas discharged from the furnace obtained in this manner were obtained. The amount of carbon in the shape, and
From the total amount of carbon dissolved in the iron bath in the furnace and the amount of carbonaceous material supplied into the furnace, the amount of residual carbon in the bath was calculated, and the amount of residual carbon caused slopping. It is characterized in that the supply amount of the carbon material is controlled so that the appropriate value is not obtained.
次に、この発明を、図面を参照しながら説明する。第
１図は、この発明の方法の一実施態様を示す説明図であ
る。第１図に示すように、溶融還元炉は、転炉型の炉体
１と、炉体１の開口1aを通して炉内に垂直に挿入される
ランス２と、炉体１の底壁および／または側壁に設けら
れた撹拌用ガス吹込口３と、炉口1aを覆うフード４に設
けられた鉄鉱石装入用シュート５および石炭等の炭材装
入用シュート６とからなることは、従来と同様である。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of the method of the present invention. As shown in FIG. 1, the smelting reduction furnace is a converter type furnace body 1, a lance 2 inserted vertically into the furnace through an opening 1a of the furnace body 1, a bottom wall of the furnace body 1 and / or Conventionally, a gas inlet 3 for stirring provided on the side wall, a chute 5 for charging iron ore and a chute 6 for charging carbonaceous material such as coal provided on a hood 4 covering the furnace port 1a are different from those in the related art. The same is true.
フード４にその一端が接続された排ガス排出用のダク
ト９の途中には、排ガス中のダストを集塵するための乾
式集塵機11と、前記排ガス中の炭素量を測定するための
排ガス分析計10とが設けられている。乾式集塵機11に
は、捕集したダストを収容するための容器12が設けられ
ている。容器12には、ロードラル13が取り付けられてお
り、ロードセル13によって容器12の重量を測定し得るよ
うになっている。In the middle of a flue gas discharge duct 9 whose one end is connected to the hood 4, a dry dust collector 11 for collecting dust in flue gas and a flue gas analyzer 10 for measuring the amount of carbon in the flue gas. Are provided. The dry dust collector 11 is provided with a container 12 for storing the collected dust. The container 12 is provided with a roadral 13 so that the weight of the container 12 can be measured by the load cell 13.
この発明においては、炉内から排出された排ガス中の
ダストを、ダクト９の途中に設けられた乾式集塵機11に
よって捕集し、容器12内に収容する。そして、容器12を
ロードセル13で計量することによって、容器12内に収容
されたダストの重量を測定する。ダスト中には、炉内に
供給された炭材から飛散した粉末状の炭素がほぼ一定の
割合で含有されている。従って、上述のダスト量によっ
て、炉内から排出された排ガス中に存在する粉末状の炭
素の量を、下記（１）式により算出することができる。In the present invention, dust in the exhaust gas discharged from the furnace is collected by a dry dust collector 11 provided in the middle of the duct 9 and stored in a container 12. Then, the weight of the dust contained in the container 12 is measured by weighing the container 12 with the load cell 13. The dust contains powdery carbon scattered from the carbonaceous material supplied into the furnace at a substantially constant ratio. Therefore, the amount of powdered carbon present in the exhaust gas discharged from the furnace can be calculated by the following equation (1) based on the amount of dust described above.
更に、前記排ガス中に含有されている、一定時間当り
のガス状の炭素量（dC2/dt）を、ダクト９の途中に設け
られた排ガス分析計10によって測定する。 Further, the amount of gaseous carbon (dC 2 / dt) per unit time contained in the exhaust gas is measured by an exhaust gas analyzer 10 provided in the middle of the duct 9.
炉内に供給された炭材が鉄浴中において溶解する一定
時間当りの量（dC3/dt）は計算によつて求めることがで
きるから、上述のように、炉内から排出された、一定時
間当りの排ガス中の粉末状の炭素量（dC1/dt）、一定時
間当りの排ガス中のガス状の炭素量（dC2/dt）、およ
び、一定時間当りの炭素消費量（dC3/dt）の合計量（dC
i/dt）と、炉内に供給された一定時間当りの炭材中の炭
素量とから、下記（２）式によりスロッピングの発生し
ない炭材供給量を算出することができる。The amount of carbon material supplied into the furnace dissolved in the iron bath per fixed time (dC 3 / dt) can be obtained by calculation. The amount of powdered carbon in exhaust gas per hour (dC 1 / dt), the amount of gaseous carbon in exhaust gas per hour (dC 2 / dt), and the amount of carbon consumption per hour (dC 3 / dt) dt) (dC
i / dt) and the amount of carbon in the carbonaceous material supplied into the furnace per fixed time period, the amount of carbonaceous material that does not cause slopping can be calculated by the following equation (2).
［実施例］ 次に、この発明を実施例により説明する。 EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to examples.
鉄浴式溶融還元炉（5ton）を使用し、第１図に示す方
法によって、下記条件により溶融還元を行なった。即
ち、炉内に溶鉄５〜6tを収容し、炉体１の底壁および側
壁に設けられた撹拌用ガス吹込口３から窒素ガスを の量で吹き込み、ランス２から酸素ガスを2,000Nm3/Hr
の量で吹込んだ。そして、シュート５から鉄鉱石を60kg
/minの量で供給し、シュート６から石炭（炭素含有量73
％）を次に述べるように供給した。Using an iron-bath smelting reduction furnace (5 ton), smelting reduction was performed by the method shown in FIG. 1 under the following conditions. That is, 5 to 6 tons of molten iron are accommodated in the furnace, and nitrogen gas is supplied from the gas inlet 3 for stirring provided on the bottom and side walls of the furnace body 1. 2,000 Nm 3 / Hr from the lance 2
In the amount of. And 60 kg of iron ore from chute 5
/ min from the chute 6 and coal (carbon content 73
%) Was supplied as described below.
即ち、浴中の残存炭素量を、スロッピングが発生しな
い200kgに設定した。そして、上述の残存炭素量となる
ように、本発明の方法によって、30秒当りのdC1/dt,dC2
/dtおよびdC3/dtの合計量dCi/dtを算出し、シュート６
から石炭を40〜50kg/minの量で供給した。That is, the amount of residual carbon in the bath was set to 200 kg at which slopping did not occur. Then, according to the method of the present invention, dC 1 / dt, dC 2
Calculate the total amount dCi / dt of / dt and dC 3 / dt and shoot 6
Supplied coal at a rate of 40-50 kg / min.
第１表には、この結果得られた設定値（200kg）に対
する残存炭素量の変動量およびスロッピング発生回数
と、従来方法即ちdC1/dtを経験的な推定値としてdCi/dt
を算出し、石炭を供給した場合の、設定値に対する残存
炭素量の変動量およびスロッピング発生回数とが示され
ている。Table 1 shows the amount of change in the residual carbon amount and the number of times of occurrence of slopping with respect to the set value (200 kg) obtained as a result, and dCi / dt as an empirical estimate using the conventional method, ie, dC 1 / dt.
Is calculated, and the amount of change in the residual carbon amount with respect to the set value and the number of times of occurrence of slopping when coal is supplied are shown.
第１表から明らかなように、本発明方法の場合には、
設定値に対する残存炭素量の変動量が少なく、スロッピ
ングは全く発生しなかった。これに対し、従来方法の場
合には、設定値に残存炭素量の変動量が多く、スロッピ
ングが１チャージ当り1.5回発生した。 As is apparent from Table 1, in the case of the method of the present invention,
The amount of change in the residual carbon amount with respect to the set value was small, and no slopping occurred. On the other hand, in the case of the conventional method, the amount of variation of the residual carbon amount was large in the set value, and the slopping occurred 1.5 times per charge.
なお、上述の容量の還元炉の場合、スロッピングが発
生しない残存炭素量は、100kg以上である。In the case of the reduction furnace having the above-mentioned capacity, the amount of residual carbon in which slopping does not occur is 100 kg or more.
［発明の効果］ 以上述べたように、この発明の方法によれば、鉄浴式
溶融還元炉内に鉄鉱石および炭材を供給し、炉内に上方
から垂直に挿入されたランスを通して吹き込まれる酸素
により鉄鉱石を溶融還元するに際し、スロッピングが発
生することなく円滑に操業することができ、鉄歩留は向
上し且つOD比の低下が防止され、炭材原単位を効果的に
低減し得る等、工業上有用な効果がもたらされる。[Effects of the Invention] As described above, according to the method of the present invention, iron ore and carbonaceous material are supplied into an iron-bath smelting reduction furnace, and are blown through a lance vertically inserted into the furnace from above. When smelting and reducing iron ore with oxygen, it can operate smoothly without slopping, improving iron yield and preventing a decrease in OD ratio, effectively reducing carbon unit consumption. And other industrially useful effects.
第１図はこの発明の方法の一実施態様を示す説明図、第
２図は鉄浴式溶融還元炉の概略縦断面図である。図面に
おいて、 １……炉体、２……ランス、３……撹拌用ガス吹込口、
４……フード、5,6……シュート、７……溶鉄、８……
スラグ、９……ダクト、10……排ガス分析計、11……乾
式集塵機、12……容器、13……ロードセル。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of an iron bath type smelting reduction furnace. In the drawings, 1 ... furnace body, 2 ... lance, 3 ... gas inlet for stirring,
4 ... hood, 5,6 ... shoot, 7 ... molten iron, 8 ...
Slag, 9 duct, 10 exhaust gas analyzer, 11 dry dust collector, 12 container, 13 load cell.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室屋 正廣 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 高橋 謙治 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 北川 融 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 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21B 11/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masahiro Muroya 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Takahashi 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Inside Steel Tube Co., Ltd. (72) Inventor, Atsushi Kitagawa 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Tube Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C21B 11/00
Claims (1)
供給し、炉内に吹き込まれる酸素により前記鉄鉱石を溶
融還元する方法において、 前記還元炉からの排ガスを排出するダクトの途中に設け
られた乾式集塵機により前記排ガス中のダストを捕集
し、その重量により前記排ガス中に混入している粉末状
の炭素量を検出し、更に、前記ダクトの途中に設けられ
た排ガス分析計により前記排ガス中に含有されているガ
ス状の炭素量を測定し、 このようにして得られた、炉内から排出された排ガス中
に存在する粉末状およびガス状の炭素の量、および、炉
内の鉄浴中に溶解した炭素の量の合計量と、炉内に供給
された炭材の量とから、浴中の残存炭素量を算出し、前
記残存炭素量が一定値になるように、前記炭材の供給量
を制御することを特徴とする、鉄鉱石の溶融還元方法。1. A method for supplying iron ore and carbonaceous material into an iron-bath smelting reduction furnace and smelting and reducing the iron ore by oxygen blown into the furnace, wherein a duct for discharging exhaust gas from the reduction furnace is provided. Dust in the exhaust gas is collected by a dry dust collector provided in the middle, the amount of powdered carbon mixed in the exhaust gas is detected by its weight, and further, the exhaust gas analysis provided in the middle of the duct is analyzed. The amount of gaseous carbon contained in the exhaust gas is measured by a meter, and the amounts of powdery and gaseous carbon present in the exhaust gas discharged from the furnace, thus obtained, and From the total amount of carbon dissolved in the iron bath in the furnace, and the amount of carbonaceous material supplied into the furnace, calculate the amount of residual carbon in the bath so that the residual carbon amount becomes a constant value. Wherein the supply amount of the carbon material is controlled. To, smelting reduction method of iron ore.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33165988A JP2869987B2 (en) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | Smelting reduction method of iron ore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33165988A JP2869987B2 (en) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | Smelting reduction method of iron ore |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179809A JPH02179809A (en) | 1990-07-12 |
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Family
ID=18246142
Family Applications (1)
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| JP33165988A Expired - Lifetime JP2869987B2 (en) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | Smelting reduction method of iron ore |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869987B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69717030T2 (en) * | 1996-03-22 | 2003-07-24 | Steel Technology Corp., Washington | STABLE WORKING PROCEDURE OF A MELT REACTOR |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP33165988A patent/JP2869987B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH02179809A (en) | 1990-07-12 |
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