JP3357360B2 - 融解還元容器中での金属および金属合金の製造法 - Google Patents
融解還元容器中での金属および金属合金の製造法Info
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- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄鉱石のように部分的に前還元された鉱石
および金属酸化物含有スラグを含む金属酸化物および鉱
石から、金属および金属合金、特に鉄および鉄合金を、
還元容器中で、微粒子固体、例えば炭素、炭素質の燃
料、酸化金属、スラグ形成試薬および／またはそれらの
混合物、および酸素、空気および酸素含有ガスのような
酸化ガスを直接、融解金属下および／または浴の表面か
らかけることにより、製造する方法、およびこの方法を
有利に実施するための融解還元容器に関するものであ
る。
および金属酸化物含有スラグを含む金属酸化物および鉱
石から、金属および金属合金、特に鉄および鉄合金を、
還元容器中で、微粒子固体、例えば炭素、炭素質の燃
料、酸化金属、スラグ形成試薬および／またはそれらの
混合物、および酸素、空気および酸素含有ガスのような
酸化ガスを直接、融解金属下および／または浴の表面か
らかけることにより、製造する方法、およびこの方法を
有利に実施するための融解還元容器に関するものであ
る。
最近数年、鉄および鋼の製造に関して、多くの新規の
方法が知られるようになって来た。これらの方法は、比
較的高価な熔鉱炉コークスを、前還元段階の後または直
接鉄浴反応装置中、通常の質の石炭および還元鉄鉱石に
置き換えているのが普通である。
方法が知られるようになって来た。これらの方法は、比
較的高価な熔鉱炉コークスを、前還元段階の後または直
接鉄浴反応装置中、通常の質の石炭および還元鉄鉱石に
置き換えているのが普通である。
これらの新規の方法の幾つかは、鉄浴反応装置のガス
空間由来の、鉄浴からの反応ガスの再燃焼を利用するこ
とにより、さらに経済的に作れる方法である。石炭の熱
量のわずか約３分の１が、鉄浴中で一酸化炭素に燃焼し
ている間利用可能であるので、上記のガス空間における
鉄浴からの反応ガスCOおよびH2の最大再燃焼が、方法の
熱効率にとって有利である。しかしながら、反応ガスの
再燃焼は、得られる余分なガスが前還元に使用できない
という不利益がある。ヨーロッパ特許出願第0126391号
ではこの不利益を例えば、高炉、および融解ガス化の鉱
石前還元段階で、融解鉄から出る反応ガスを少なくとも
部分的に再燃焼させ、得られた熱を最大に融解に使用
し、反応ガスはそれから前還元容器へ行く途中で還元試
薬により還元され、すぐに最善の還元温度に冷却すると
いう合成方法により克服した。
空間由来の、鉄浴からの反応ガスの再燃焼を利用するこ
とにより、さらに経済的に作れる方法である。石炭の熱
量のわずか約３分の１が、鉄浴中で一酸化炭素に燃焼し
ている間利用可能であるので、上記のガス空間における
鉄浴からの反応ガスCOおよびH2の最大再燃焼が、方法の
熱効率にとって有利である。しかしながら、反応ガスの
再燃焼は、得られる余分なガスが前還元に使用できない
という不利益がある。ヨーロッパ特許出願第0126391号
ではこの不利益を例えば、高炉、および融解ガス化の鉱
石前還元段階で、融解鉄から出る反応ガスを少なくとも
部分的に再燃焼させ、得られた熱を最大に融解に使用
し、反応ガスはそれから前還元容器へ行く途中で還元試
薬により還元され、すぐに最善の還元温度に冷却すると
いう合成方法により克服した。
鉄鉱石の融解還元法に関するドイツ特許第3607774号
および第3607775号は反応ガスの再燃焼を融解還元容器
中で行っている有利な特色により特徴付けられる。例え
ば、これらの特許は800℃から1500℃の高温の空気を使
用し、多段階再燃焼を使用することを述べている。
および第3607775号は反応ガスの再燃焼を融解還元容器
中で行っている有利な特色により特徴付けられる。例え
ば、これらの特許は800℃から1500℃の高温の空気を使
用し、多段階再燃焼を使用することを述べている。
ドイツ特許第3903705号ははじめて再燃焼の選択的制
御を可能にする方法およびそれに関する器具を述べたも
のである。再燃焼ガス噴射は渦で浴表面に吹き付けら
れ、再燃焼の程度は渦の値を変えることによって変化可
能である。
御を可能にする方法およびそれに関する器具を述べたも
のである。再燃焼ガス噴射は渦で浴表面に吹き付けら
れ、再燃焼の程度は渦の値を変えることによって変化可
能である。
上記の新規方法が例えば一種の円筒型反応装置のよう
な特別な形の融解還元容器中で行われることが述べられ
たが、LD容器（BOD）または底羽口があるOBM/MKS変換器
のような通常の鋼製造変換器で行うことができる方法も
また知られていた。この融解還元方法の技術の基礎は、
例えば日本の神戸製鋼および川崎およびヨーロッパのイ
ギリス製鋼（British Steel）、クロクナー−ウェルケ
（Klockner−Werke）およびクルップ（Krupp）により既
知である。
な特別な形の融解還元容器中で行われることが述べられ
たが、LD容器（BOD）または底羽口があるOBM/MKS変換器
のような通常の鋼製造変換器で行うことができる方法も
また知られていた。この融解還元方法の技術の基礎は、
例えば日本の神戸製鋼および川崎およびヨーロッパのイ
ギリス製鋼（British Steel）、クロクナー−ウェルケ
（Klockner−Werke）およびクルップ（Krupp）により既
知である。
ドイツ特許第3607776号はすべての融解還元方法に共
通の問題、即ち容器の隙間および続いている管に望まし
くない粘結および沈澱を生ずる事なく、融解還元容器か
らの消費ガス流中、例えば鉄小滴のような液体および固
体を処理するかについて述べてある。この特許に記載し
てある溶液は鉄小滴を保ち、鉄小滴の融解温度より高い
温度で、廃ガス管中の廃ガス流中に入れ、それから分離
部分で廃ガスを1000℃以下に冷却する。
通の問題、即ち容器の隙間および続いている管に望まし
くない粘結および沈澱を生ずる事なく、融解還元容器か
らの消費ガス流中、例えば鉄小滴のような液体および固
体を処理するかについて述べてある。この特許に記載し
てある溶液は鉄小滴を保ち、鉄小滴の融解温度より高い
温度で、廃ガス管中の廃ガス流中に入れ、それから分離
部分で廃ガスを1000℃以下に冷却する。
本発明は部分的に前還元された鉱石および酸化金属含
有スラグを含む鉄鉱石のような酸化金属および鉱石か
ら、融解還元容器中で金属および金属合金、特に鉄およ
び鉄合金の生産方法を含み、これは融解還元容器中に残
っている廃ガス流中の液体および固体の損失を減少させ
るために、廃ガスが容器から離れる前に高い割合で廃ガ
スに存在する液体または固体を、融解還元容器の浴面上
方の空間で廃ガスから分離することを可能にし、それに
よって金属および金属合金、特に鉄および鉄合金を製造
する融解還元法が経済的に改良された。
有スラグを含む鉄鉱石のような酸化金属および鉱石か
ら、融解還元容器中で金属および金属合金、特に鉄およ
び鉄合金の生産方法を含み、これは融解還元容器中に残
っている廃ガス流中の液体および固体の損失を減少させ
るために、廃ガスが容器から離れる前に高い割合で廃ガ
スに存在する液体または固体を、融解還元容器の浴面上
方の空間で廃ガスから分離することを可能にし、それに
よって金属および金属合金、特に鉄および鉄合金を製造
する融解還元法が経済的に改良された。
本発明の主題は、「部分的に前還元された鉱石および
酸化金属含有スラグを含む、酸化金属および／または鉱
石から金属および金属合金を、融解金属浴を含む融解還
元容器によって製造する方法であって、 融解還元容器中に、酸化金属および／または鉱石を微
粒子形で供給すると共に、炭素質の燃料および酸化ガ
ス、および所望によりスラグ化剤を融解金属浴の下部お
よび／または浴表面に供給して、還元により金属および
／または金属合金を形成し、さらに融解還元容器で形成
された廃ガスを、上記容器上方に位置する廃ガス出口か
ら放出し、 融解金属浴から廃ガス出口を通過する液体および固体
の損失は、浴表面上方の空間に存在する廃ガス、酸化ガ
ス、液体および固体を、容器の垂直軸のまわりに回転さ
せ、それによって液体および固体を、容器の壁に向かわ
せることによって減少させられる方法において、 廃ガス、酸化ガス、液体および固体の回転動は、少な
くとも酸化ガスの一部をそれぞれの２つの相互に垂直な
想像的平面の各々に傾斜した角度に位置する下向きの羽
口を通って注入することにより起こり、 最初の平面は羽口の物理的位置と交差する、容器の垂
直軸を含む放射面であり、最初の傾斜の角度は、羽口の
軸が当該放射面における垂直線に対し描く角度であり、 ２つ目の平面は、上記放射面に垂直で容器の垂直軸に
沿って当該放射面と交差し、２つ目の傾斜の角度は、羽
口の軸が２つ目の平面において描く角度であることを」
特徴とする。
酸化金属含有スラグを含む、酸化金属および／または鉱
石から金属および金属合金を、融解金属浴を含む融解還
元容器によって製造する方法であって、 融解還元容器中に、酸化金属および／または鉱石を微
粒子形で供給すると共に、炭素質の燃料および酸化ガ
ス、および所望によりスラグ化剤を融解金属浴の下部お
よび／または浴表面に供給して、還元により金属および
／または金属合金を形成し、さらに融解還元容器で形成
された廃ガスを、上記容器上方に位置する廃ガス出口か
ら放出し、 融解金属浴から廃ガス出口を通過する液体および固体
の損失は、浴表面上方の空間に存在する廃ガス、酸化ガ
ス、液体および固体を、容器の垂直軸のまわりに回転さ
せ、それによって液体および固体を、容器の壁に向かわ
せることによって減少させられる方法において、 廃ガス、酸化ガス、液体および固体の回転動は、少な
くとも酸化ガスの一部をそれぞれの２つの相互に垂直な
想像的平面の各々に傾斜した角度に位置する下向きの羽
口を通って注入することにより起こり、 最初の平面は羽口の物理的位置と交差する、容器の垂
直軸を含む放射面であり、最初の傾斜の角度は、羽口の
軸が当該放射面における垂直線に対し描く角度であり、 ２つ目の平面は、上記放射面に垂直で容器の垂直軸に
沿って当該放射面と交差し、２つ目の傾斜の角度は、羽
口の軸が２つ目の平面において描く角度であることを」
特徴とする。
本発明の主題はまた、「前記した本発明の方法を実施
するための融解還元容器であって、 浴表面下羽口、浴表面上方への上部吹き付け羽口およ
び／またはランス、および容器上方に位置する廃ガス出
口を含み、 当該融解還元容器は、少なくとも浴表面上部が実質的
に回転軸に対して対称である形を有し、 少なくとも１個の羽口および／またはランスは、容器
の垂直軸を通った平面に対し傾斜した方向から、浴表面
上方の空間に酸化性ガスが注入されるように下向きに配
置し、これにより、浴表面上方に存在する廃ガス、酸化
ガス、液体および固体を、融解還元容器の垂直軸のまわ
りに回転させ、 少なくとも１個の羽口および／またはランスは、それ
ぞれの２つの相互に垂直な想像的平面の各々に傾斜した
角度に位置し、 最初の平面は、羽口および／またはランスの物理的位
置と交差する、容器の垂直軸を含む放射面であり、最初
の傾斜の角度は、羽口および／またはランスの軸が放射
面における垂直線に対し描く角度であり、 ２つ目の平面は、上記放射面に垂直で容器の垂直軸に
沿って当該放射面と交差し、２つ目の傾斜の角度は、羽
口および／またはランスの軸が２つ目の平面において描
く角度であること」により特徴付けられる。
するための融解還元容器であって、 浴表面下羽口、浴表面上方への上部吹き付け羽口およ
び／またはランス、および容器上方に位置する廃ガス出
口を含み、 当該融解還元容器は、少なくとも浴表面上部が実質的
に回転軸に対して対称である形を有し、 少なくとも１個の羽口および／またはランスは、容器
の垂直軸を通った平面に対し傾斜した方向から、浴表面
上方の空間に酸化性ガスが注入されるように下向きに配
置し、これにより、浴表面上方に存在する廃ガス、酸化
ガス、液体および固体を、融解還元容器の垂直軸のまわ
りに回転させ、 少なくとも１個の羽口および／またはランスは、それ
ぞれの２つの相互に垂直な想像的平面の各々に傾斜した
角度に位置し、 最初の平面は、羽口および／またはランスの物理的位
置と交差する、容器の垂直軸を含む放射面であり、最初
の傾斜の角度は、羽口および／またはランスの軸が放射
面における垂直線に対し描く角度であり、 ２つ目の平面は、上記放射面に垂直で容器の垂直軸に
沿って当該放射面と交差し、２つ目の傾斜の角度は、羽
口および／またはランスの軸が２つ目の平面において描
く角度であること」により特徴付けられる。
本発明の本質的な特徴は、廃ガス、酸化ガス液体およ
び固体の浴表面での回転の軸が浴表面に垂直であること
である。このような流形は融解還元容器中で起こる既知
の流形と明らかに異なる。既知の技術の融解還元法で
は、酸化ガスは、通常浴表面でそれと垂直、または小角
の傾きで容器中へ流れる。生じた廃ガスは上部の送風ジ
ェットに向かって流れ、部分的にその上部の送風ジェッ
トに入り、結果直接浴表面に行く。浴槽表面上部での得
られた風向きパターンは回転はほぼ水平軸で回転し、つ
まり浴表面に平行である。
び固体の浴表面での回転の軸が浴表面に垂直であること
である。このような流形は融解還元容器中で起こる既知
の流形と明らかに異なる。既知の技術の融解還元法で
は、酸化ガスは、通常浴表面でそれと垂直、または小角
の傾きで容器中へ流れる。生じた廃ガスは上部の送風ジ
ェットに向かって流れ、部分的にその上部の送風ジェッ
トに入り、結果直接浴表面に行く。浴槽表面上部での得
られた風向きパターンは回転はほぼ水平軸で回転し、つ
まり浴表面に平行である。
浴表面のガス大気は酸化している。もしあらかじめ暖
めた空気を再燃焼の酸化ガスとして用いた場合、大気
は、実質的に融解金属を残した反応ガス、主にCOおよび
H2、再燃焼ガスCO2および空気のH2Oおよび窒素を含む。
典型的なガス組成は、以下の数値によって示される:16
％CO、10％CO2、４％H2、10％H2Oおよび60％N2。
めた空気を再燃焼の酸化ガスとして用いた場合、大気
は、実質的に融解金属を残した反応ガス、主にCOおよび
H2、再燃焼ガスCO2および空気のH2Oおよび窒素を含む。
典型的なガス組成は、以下の数値によって示される:16
％CO、10％CO2、４％H2、10％H2Oおよび60％N2。
浴表面（およびその上のスラグ浮遊部）および浴表面
上部の間に激しく変化する場所がある。この変移場所
に、溶融、一番上を吹く酸化ガス、および再燃焼由来の
反応ガスと混合する融解金属およびスラグの上昇する小
滴またははねが存在する。ガスおよび液体の量が多かれ
少なかれ、この変移場所で公平に分配されると考えられ
ている。
上部の間に激しく変化する場所がある。この変移場所
に、溶融、一番上を吹く酸化ガス、および再燃焼由来の
反応ガスと混合する融解金属およびスラグの上昇する小
滴またははねが存在する。ガスおよび液体の量が多かれ
少なかれ、この変移場所で公平に分配されると考えられ
ている。
変移場所の高さは、浴表面に吹く反応試薬および液体
表面下、溶融に注入される反応試薬の割合を調節するこ
とにより、一定範囲内で制御できる。例えば、変移場所
の高さは、比を増加することにより、即ち液体表面下の
羽口から添加した反応試薬に関係する融解金属上に誘導
される反応試薬の重量を増加させることで、高くでき
る。融解金属の小滴およびはねおよびスラグ（およびダ
スト（以下、ごみとも言う）は変移場所からその上へ動
き、比較的小さい滴およびはねはこの場所の強い激しい
ガス噴射により懸濁液へ行き、大きい滴およびはねは重
力により浴中へ落ちて戻る。
表面下、溶融に注入される反応試薬の割合を調節するこ
とにより、一定範囲内で制御できる。例えば、変移場所
の高さは、比を増加することにより、即ち液体表面下の
羽口から添加した反応試薬に関係する融解金属上に誘導
される反応試薬の重量を増加させることで、高くでき
る。融解金属の小滴およびはねおよびスラグ（およびダ
スト（以下、ごみとも言う）は変移場所からその上へ動
き、比較的小さい滴およびはねはこの場所の強い激しい
ガス噴射により懸濁液へ行き、大きい滴およびはねは重
力により浴中へ落ちて戻る。
浴表面へ液体および固体を導くことは、大きく変化
し、鉄浴反応装置の運営形態に依存する。本発明の方法
は、本方法を行うのに必要な反応試薬を、浴表面の下お
よび／または上から添加することを可能にする。例え
ば、窒素、アルゴン、CO、CO2または、融解還元容器か
らリサイクルのごみを除去した反応ガスのような担体ガ
スと共に存在する、炭素質燃料、酸化金属および／また
は鉱石、前還元鉱石およびスラグ形成剤のような全ての
固体は浴表面下の羽口を通って、直接融解金属へ入れる
ことができる。加えて、例えば酸素のような、一部の酸
化ガスは融解浴表面下へ導くことができる。これは、金
属浴反応装置が、全ての固体とこの機能で操作され、30
％酸化ガスが浴表面下で融解金属に供給されたとき発見
され浴表面上の液体および固体の重量は変移場所の高さ
と共に増加する。
し、鉄浴反応装置の運営形態に依存する。本発明の方法
は、本方法を行うのに必要な反応試薬を、浴表面の下お
よび／または上から添加することを可能にする。例え
ば、窒素、アルゴン、CO、CO2または、融解還元容器か
らリサイクルのごみを除去した反応ガスのような担体ガ
スと共に存在する、炭素質燃料、酸化金属および／また
は鉱石、前還元鉱石およびスラグ形成剤のような全ての
固体は浴表面下の羽口を通って、直接融解金属へ入れる
ことができる。加えて、例えば酸素のような、一部の酸
化ガスは融解浴表面下へ導くことができる。これは、金
属浴反応装置が、全ての固体とこの機能で操作され、30
％酸化ガスが浴表面下で融解金属に供給されたとき発見
され浴表面上の液体および固体の重量は変移場所の高さ
と共に増加する。
液体および固体の浴表面への放出は、反応試薬を供給
する方法を変えることにより減少することができる。そ
れゆえこれは炭素質燃料およびスラグ形成剤を浴表面下
融解金属へ導き、そして酸化ガスを浴表面へ吹き付ける
とき使用出来ることが証明された。鉱石はまた微粒子形
で浴表面下へ供給される。
する方法を変えることにより減少することができる。そ
れゆえこれは炭素質燃料およびスラグ形成剤を浴表面下
融解金属へ導き、そして酸化ガスを浴表面へ吹き付ける
とき使用出来ることが証明された。鉱石はまた微粒子形
で浴表面下へ供給される。
驚くべきことに、微粒子の鉱石および／または部分的
に前還元された鉱石を吹き付けるのに特に優れた本発明
の実施態様は、また際立って良い大きさの画分で、直接
浴表面へ行くことが発見された。浴表面上の羽口または
ランス（以下、ランセとも言う）から鉱石を供給するこ
の方法は、浴表面下に鉱石を供給したときに比べて、廃
ガスにおいて低いちり荷重割合となる。浴表面上および
下に同時に酸化金属または鉱石を供給することもまた本
発明の範囲に含まれる。
に前還元された鉱石を吹き付けるのに特に優れた本発明
の実施態様は、また際立って良い大きさの画分で、直接
浴表面へ行くことが発見された。浴表面上の羽口または
ランス（以下、ランセとも言う）から鉱石を供給するこ
の方法は、浴表面下に鉱石を供給したときに比べて、廃
ガスにおいて低いちり荷重割合となる。浴表面上および
下に同時に酸化金属または鉱石を供給することもまた本
発明の範囲に含まれる。
本発明の好ましい実施態様に従うと、酸素、空気、酸
素含有ガスおよびそれらの混合物のような酸化ガスを、
浴表面に、垂直平面に対して斜めに、吹く。
素含有ガスおよびそれらの混合物のような酸化ガスを、
浴表面に、垂直平面に対して斜めに、吹く。
本発明の特に好ましい実施態様では、少なくとも一部
の酸化ガスは、２つの相互に垂直な想像面に対してそれ
ぞれ10゜および80゜の間の傾斜角度で位置する羽口を通
って、浴表面に吹き付ける。酸化ガスおよび垂直面の方
向の特別な配置は、後に述べる。羽口の物理的位置を通
った、放射方向の垂直面から始めると、最初の角度の傾
きは、羽口の軸が放射面で垂直線に対し描く角度であ
る。２つ目の傾き角度は、羽口の軸がこの２つ目の平面
で描く角度である。要するに、羽口の位置は、最初の放
射平面の羽口の軸が、容器壁に向かって回転することを
想像することにより説明される。
の酸化ガスは、２つの相互に垂直な想像面に対してそれ
ぞれ10゜および80゜の間の傾斜角度で位置する羽口を通
って、浴表面に吹き付ける。酸化ガスおよび垂直面の方
向の特別な配置は、後に述べる。羽口の物理的位置を通
った、放射方向の垂直面から始めると、最初の角度の傾
きは、羽口の軸が放射面で垂直線に対し描く角度であ
る。２つ目の傾き角度は、羽口の軸がこの２つ目の平面
で描く角度である。要するに、羽口の位置は、最初の放
射平面の羽口の軸が、容器壁に向かって回転することを
想像することにより説明される。
上記の段落で述べた本発明の好ましい実施態様による
上に吹き付ける酸化ガスの方向が選択されて、上に吹き
付ける酸化ガスが回転し、また浴表面上の廃ガス、液体
および固体に回転動を分け与える。通常の条件下で起こ
る、浴表面上部の回転動でさえ、高い反応割合から見て
強く激しい廃ガス放出の方向の流出形態の原因となり、
融解還元容器の中で莫大なエネルギーが変換している。
エネルギー変換比重は、即ち最小の幾何学的ディメンジ
ョンから導かれた最大エネルギー変換量は、融解還元で
は他の冶金学的方法に比べて大変高いことが知られてい
るが、典型的には約1MW/m3である。
上に吹き付ける酸化ガスの方向が選択されて、上に吹き
付ける酸化ガスが回転し、また浴表面上の廃ガス、液体
および固体に回転動を分け与える。通常の条件下で起こ
る、浴表面上部の回転動でさえ、高い反応割合から見て
強く激しい廃ガス放出の方向の流出形態の原因となり、
融解還元容器の中で莫大なエネルギーが変換している。
エネルギー変換比重は、即ち最小の幾何学的ディメンジ
ョンから導かれた最大エネルギー変換量は、融解還元で
は他の冶金学的方法に比べて大変高いことが知られてい
るが、典型的には約1MW/m3である。
浴表面での回転動は、驚くべきことに融解還元容器か
ら廃ガス出口を通る液体および固体の損失に関して予想
できない有利な結果を導く。融解還元容器から出る廃ガ
スによる通常のごみ荷重割合は約40g/Nm3廃ガスである
が、この値は本発明の方法では10g/Nm3以下、多くの場
合5g/Nm3以下、鉄浴容器では数時間の実施で約1g/Nm3に
減少できる。
ら廃ガス出口を通る液体および固体の損失に関して予想
できない有利な結果を導く。融解還元容器から出る廃ガ
スによる通常のごみ荷重割合は約40g/Nm3廃ガスである
が、この値は本発明の方法では10g/Nm3以下、多くの場
合5g/Nm3以下、鉄浴容器では数時間の実施で約1g/Nm3に
減少できる。
本発明発明の方法のこの好ましい結果の考えられる説
明は、通常融解還元装置の浴表面に通常存在する強く激
しい動きへの回転動の重ね合わせにより、浴表面上方空
間（その場所）の液体および固体の衝突頻度を増加する
流形を生じ、そして固体と液体が容器壁に向かって遠心
力により強く促進されていることである。衝突は、液体
および固体を固めて粗い粒子を形成させ、これらの粗い
粒子の比率は融解に戻る。粗い粒子の残留およびよい固
体と液体は容器の壁へ届きつきそれにより廃ガス中の液
体および固体の割合を減少することができる。
明は、通常融解還元装置の浴表面に通常存在する強く激
しい動きへの回転動の重ね合わせにより、浴表面上方空
間（その場所）の液体および固体の衝突頻度を増加する
流形を生じ、そして固体と液体が容器壁に向かって遠心
力により強く促進されていることである。衝突は、液体
および固体を固めて粗い粒子を形成させ、これらの粗い
粒子の比率は融解に戻る。粗い粒子の残留およびよい固
体と液体は容器の壁へ届きつきそれにより廃ガス中の液
体および固体の割合を減少することができる。
本発明の有利な態様（環境）は、酸化ガスを、浴表面
上方の空間（浴表面の上）に、容器の垂直軸を含む（通
って）垂直平面に対し傾斜した方向から吹き付けること
である。酸化ガスの回転はさらに回転動を増加させ、そ
の場所の流形を改良し、融解金属からの反応ガスの再燃
焼を起こすことに寄与する。ドイツ特許第3903705号に
本方法の環境に関して方法と装置が有利であることの証
明がある。
上方の空間（浴表面の上）に、容器の垂直軸を含む（通
って）垂直平面に対し傾斜した方向から吹き付けること
である。酸化ガスの回転はさらに回転動を増加させ、そ
の場所の流形を改良し、融解金属からの反応ガスの再燃
焼を起こすことに寄与する。ドイツ特許第3903705号に
本方法の環境に関して方法と装置が有利であることの証
明がある。
本発明の方法の廃ガスの速度の測定では、廃ガス出口
を通って融解還元容器から廃ガスが出る速度は約10から
150m/秒であることが示された。本方法が鉄浴容器で行
われたとき、廃ガスが出口から出る速度を測定すると、
平均約80m/秒であった。
を通って融解還元容器から廃ガスが出る速度は約10から
150m/秒であることが示された。本方法が鉄浴容器で行
われたとき、廃ガスが出口から出る速度を測定すると、
平均約80m/秒であった。
本発明の方法の浴表面での回転速度の平均は２から50
m/秒の間であると推測された。平均速度が２から15m/秒
の間が好ましいと示された。
m/秒の間であると推測された。平均速度が２から15m/秒
の間が好ましいと示された。
本発明の融解還元装置は羽口および／またはランセの
ような上部吹き付け手段、浴表面に垂直に行くことも可
能である容器の垂直軸を通って垂直平面に対して斜めに
いき、そして静止浴の少なくとも0.5m上で、そして、発
明的修飾の１つの可能性として浴表面への接線の位置を
含む。１個またはそれ以上の羽口またはランセを含む上
部吹き付け手段は、全ての細砕した固体、例えば鉱石お
よび／または酸化金属、部分的に前還元された鉱石およ
びスラグ形成剤および炭素質燃料を融解金属に伝える。
微粒子形の金属鉱石および／または部分的に前還元され
た金属鉱石をあらかじめ暖めておいた形で融解還元容器
へ吹き付けるのも本発明の方法に含まれる。あらかじめ
暖める温度は必要により変えられるが、通常300゜から8
00℃の間である。固体をあらかじめ暖めることにより導
かれるエネルギーが本発明方法の全熱効率を良くした。
ような上部吹き付け手段、浴表面に垂直に行くことも可
能である容器の垂直軸を通って垂直平面に対して斜めに
いき、そして静止浴の少なくとも0.5m上で、そして、発
明的修飾の１つの可能性として浴表面への接線の位置を
含む。１個またはそれ以上の羽口またはランセを含む上
部吹き付け手段は、全ての細砕した固体、例えば鉱石お
よび／または酸化金属、部分的に前還元された鉱石およ
びスラグ形成剤および炭素質燃料を融解金属に伝える。
微粒子形の金属鉱石および／または部分的に前還元され
た金属鉱石をあらかじめ暖めておいた形で融解還元容器
へ吹き付けるのも本発明の方法に含まれる。あらかじめ
暖める温度は必要により変えられるが、通常300゜から8
00℃の間である。固体をあらかじめ暖めることにより導
かれるエネルギーが本発明方法の全熱効率を良くした。
本発明の融解還元容器はさらに浴表面下の羽口、廃ガ
スのための出口および融解金属およびスラグのためのタ
ップ容器を含む。もし金属浴容器の幾何学的形が、特に
浴表面上で、釣り合って回転したら有利であることが証
明された。しかしながら、この有利な形は本発明を行う
ための必須条件ではない。それは単に推薦される容器の
形である。
スのための出口および融解金属およびスラグのためのタ
ップ容器を含む。もし金属浴容器の幾何学的形が、特に
浴表面上で、釣り合って回転したら有利であることが証
明された。しかしながら、この有利な形は本発明を行う
ための必須条件ではない。それは単に推薦される容器の
形である。
融解還元容器が金属表面上に十分に大きな場所を含む
こともまた好ましい。この場所が溶解金属の深さの少な
くとも２倍の高さがあることが好ましいという証拠があ
る。融解金属の深さの２から10倍、好ましくは３から６
倍あることが特に好ましい。
こともまた好ましい。この場所が溶解金属の深さの少な
くとも２倍の高さがあることが好ましいという証拠があ
る。融解金属の深さの２から10倍、好ましくは３から６
倍あることが特に好ましい。
本発明の方法および融解還元容器は、融解還元容器の
好ましい実施態様の縦長の部位の簡単で概要を示す添付
の図面を参考にして更に詳細に以下に述べる。
好ましい実施態様の縦長の部位の簡単で概要を示す添付
の図面を参考にして更に詳細に以下に述べる。
容器１は耐火レンガの中に並んでいる１枚の鋼ジャケ
ットを含んでいる。容器１はその上に浮いているスラグ
の層がある融解金属２を含んでいる。担体ガスおよびガ
ス状の反応試薬と細砕された個体を底の羽口３から矢印
で示すように融解金属２へ供給する。羽口３は通常２個
の同心円のパイプを構築し、反応試薬は好ましくは中心
パイプを通って直接行くのが好ましく、ガス状の羽口保
護剤は、通常天然ガスまたはプロパンのような炭化水素
であるが、通常２つのパイプの間の環状の隙間を通って
流れる。窒素またはアルゴンのような不活性ガスも羽口
保護剤として使用できる。
ットを含んでいる。容器１はその上に浮いているスラグ
の層がある融解金属２を含んでいる。担体ガスおよびガ
ス状の反応試薬と細砕された個体を底の羽口３から矢印
で示すように融解金属２へ供給する。羽口３は通常２個
の同心円のパイプを構築し、反応試薬は好ましくは中心
パイプを通って直接行くのが好ましく、ガス状の羽口保
護剤は、通常天然ガスまたはプロパンのような炭化水素
であるが、通常２つのパイプの間の環状の隙間を通って
流れる。窒素またはアルゴンのような不活性ガスも羽口
保護剤として使用できる。
上部に流れる手段４はまた矢印で示してある。らせん
形矢印５は羽口４を通って浴表面へ流れる酸化ガスのう
ずを示す。矢印６は回転ガスの流れを示す。本発明によ
れば、ガスの流れが左または右に回転するのは無関係で
ある。
形矢印５は羽口４を通って浴表面へ流れる酸化ガスのう
ずを示す。矢印６は回転ガスの流れを示す。本発明によ
れば、ガスの流れが左または右に回転するのは無関係で
ある。
融解金属２の上の場所にある液体および固体は容器内
壁８に向かって遠心力で押し付けられる。
壁８に向かって遠心力で押し付けられる。
容器１は更にその上部に円錐形９含む融解金属の大き
なはねを容器１へ戻す。
なはねを容器１へ戻す。
容器１は更に廃ガスが矢印11に示されるように金属浴
容器からそこを通って出る排気口10を含む。
容器からそこを通って出る排気口10を含む。
図面は示される実施位置から水平位置へ容器１を回転
する支軸は示していない。この水平位置ではすべての羽
口３および４は浴地帯に設けられる上部。
する支軸は示していない。この水平位置ではすべての羽
口３および４は浴地帯に設けられる上部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バターハム、ロビン・ジョン オーストラリア連邦、3186、ヴィクトリ ア、ブライトン、カミンズ・ロード 28 番 (72)発明者 アンドリュース、バリー・スチュアート オーストラリア連邦、3146、ヴィクトリ ア、グレン・イリス、ヴィンセント・ス トリート 14番 (56)参考文献 特開 昭59−193229（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162712（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55360（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】部分的に前還元された鉱石および酸化金属
含有スラグを含む、酸化金属および／または鉱石から金
属および金属合金を、融解金属浴を含む融解還元容器に
よって製造する方法であって、 融解還元容器中に、酸化金属および／または鉱石を微粒
子形で供給すると共に、炭素質の燃料および酸化ガス、
および所望によりスラグ化剤を融解金属浴の下部および
／または浴表面に供給して、還元により金属および／ま
たは金属合金を形成し、さらに融解還元容器で形成され
た廃ガスを、上記容器上方に位置する廃ガス出口から放
出し、 融解金属浴から廃ガス出口を通過する液体および固体の
損失は、浴表面上方の空間に存在する廃ガス、酸化ガ
ス、液体および固体を、容器の垂直軸のまわりに回転さ
せ、それによって液体および固体を、容器の壁に向かわ
せることによって減少させられる方法において、 廃ガス、酸化ガス、液体および固体の回転動は、少なく
とも酸化ガスの一部をそれぞれの２つの相互に垂直な想
像的平面の各々に傾斜した角度に位置する下向きの羽口
を通って注入することにより起こり、 最初の平面は羽口の物理的位置と交差する、容器の垂直
軸を含む放射面であり、最初の傾斜の角度は、羽口の軸
が当該放射面における垂直線に対し描く角度であり、 ２つ目の平面は、上記放射面に垂直で容器の垂直軸に沿
って当該放射面と交差し、２つ目の傾斜の角度は、羽口
の軸が２つ目の平面において描く角度であることを特徴
とする方法。 - 【請求項２】最初の傾斜の角度および２つ目の傾斜の角
度は、10゜から80゜である請求項１記載の方法。 - 【請求項３】最初の傾斜の角度および２つ目の傾斜の角
度は、10゜から60゜である請求項２記載の方法。 - 【請求項４】上記空間の回転動の平均速度は、２から50
m/秒の間、好ましくは２から15m/秒の間である請求項１
記載の方法。 - 【請求項５】廃ガス出口を通って容器から放出される廃
ガスの速度は、10から150m/秒の間である請求項１記載
の方法。 - 【請求項６】部分的に前還元されて細砕した鉱石および
／または他の酸化金属は浴表面上から融解金属に直接供
給される請求項１記載の方法。 - 【請求項７】微粒子形の金属鉱石および／または部分的
に前還元された金属鉱石は、あらかじめ暖められている
請求項６記載の方法。 - 【請求項８】請求項１記載の方法を実施するための融解
還元容器であって、 浴表面下羽口、浴表面上方への上部吹き付け羽口および
／またはランス、および容器上方に位置する廃ガス出口
を含み、 当該融解還元容器は、少なくとも浴表面上部が実質的に
回転軸に対して対称である形を有し、 少なくとも１個の羽口および／またはランスは、容器の
垂直軸を通った平面に対し傾斜した方向から、浴表面上
方の空間に酸化性ガスが注入されるように下向きに配置
し、これにより、浴表面上方に存在する廃ガス、酸化ガ
ス、液体および固体を、融解還元容器の垂直軸のまわり
に回転させ、 少なくとも１個の羽口および／またはランスは、それぞ
れの２つの相互に垂直な想像的平面の各々に傾斜した角
度に位置し、 最初の平面は、羽口および／またはランスの物理的位置
と交差する、容器の垂直軸を含む放射面であり、最初の
傾斜の角度は、羽口および／またはランスの軸が放射面
における垂直線に対し描く角度であり、 ２つ目の平面は、上記放射面に垂直で容器の垂直軸に沿
って当該放射面と交差し、２つ目の傾斜の角度は、羽口
および／またはランスの軸が２つ目の平面において描く
角度であることを特徴とする融解還元容器。 - 【請求項９】最初の傾斜の角度および２つ目の傾斜の角
度は、10゜から80゜である請求項８記載の融解還元容
器。 - 【請求項１０】最初の傾斜の角度および２つ目の傾斜の
角度は、10゜から60゜である請求項９記載の融解還元容
器。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPJ906390 | 1990-03-13 | ||
| AU9063 | 1990-03-13 | ||
| PCT/AU1991/000089 WO1991014005A1 (en) | 1990-03-13 | 1991-03-13 | A process for producing metals and metal alloys in a smelt reduction vessel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05505647A JPH05505647A (ja) | 1993-08-19 |
| JP3357360B2 true JP3357360B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=3774544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50560391A Expired - Fee Related JP3357360B2 (ja) | 1990-03-13 | 1991-03-13 | 融解還元容器中での金属および金属合金の製造法 |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5489325A (ja) |
| EP (1) | EP0446860B1 (ja) |
| JP (1) | JP3357360B2 (ja) |
| KR (1) | KR100207154B1 (ja) |
| CN (1) | CN1026797C (ja) |
| AT (1) | ATE139267T1 (ja) |
| AU (1) | AU660276B2 (ja) |
| BR (1) | BR9106156A (ja) |
| CA (1) | CA2078146C (ja) |
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| DK (1) | DK0446860T3 (ja) |
| ES (1) | ES2090157T3 (ja) |
| HU (1) | HU215723B (ja) |
| IN (1) | IN175954B (ja) |
| MX (1) | MX174486B (ja) |
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| RU (1) | RU2125097C1 (ja) |
| TR (1) | TR25485A (ja) |
| WO (1) | WO1991014005A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| AUPN226095A0 (en) * | 1995-04-07 | 1995-05-04 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
| AU698185B2 (en) * | 1995-04-07 | 1998-10-29 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
| RU2081180C1 (ru) * | 1995-07-06 | 1997-06-10 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Способ дожигания горючих газов в рабочем пространстве сталеплавильных агрегатов и устройство для его осуществления |
| US5916512A (en) * | 1995-07-06 | 1999-06-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for after-burning the combustible components of the atmosphere in metallurgical smelting vessels |
| AT406483B (de) * | 1995-07-19 | 2000-05-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens |
| WO1997006280A1 (en) * | 1995-08-07 | 1997-02-20 | Borealis Technical Incorporated Limited | Transportable apparatus for mill scale reduction |
| WO1997006880A2 (en) * | 1995-08-11 | 1997-02-27 | Zenon Environmental Inc. | Vertical skein of hollow fiber membranes and method of maintaining clean fiber surfaces |
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