JPH01104709A - 溶融還元法 - Google Patents

溶融還元法

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JPH01104709A JP62260606A JP26060687A JPH01104709A JP H01104709 A JPH01104709 A JP H01104709A JP 62260606 A JP62260606 A JP 62260606A JP 26060687 A JP26060687 A JP 26060687A JP H01104709 A JPH01104709 A JP H01104709A
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Masahiro Kawakami
川上 正弘
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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よ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。
[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。
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を装入され、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を装入された製
錬炉内に酸素が吹き込まれる。そ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ガスは過剰に欣き込、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。
こうして鉄鉱石が還元されて溶銑が製造されるが、製錬
炉における鉄鉱石の還元工程を軽減するため、製錬炉に
装入される前の鉄鉱石の予備還元率を60乃至75%と
とし、従って製錬炉の排出ガスは還元性の高い低酸化度
のガスを大量に使用している。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、予備還元率を30%以上にする場合には
、製錬炉の排出ガスの酸化度を下げ、また前記ガス量を
多量に必要とするので、COガスの燃焼度つまり2次燃
焼効率が下がって溶融還元の熱効率が低下する恐れがあ
る。さらに、上記鉄鉱石の還元工程においてスラグの塩
基度が高いと滓化不良となって前記還元反応が阻害され
、またスラグ中の鉄の含有量即ち(T−Fe)が高くな
り鉄の歩留りが低下する。逆に前記塩基度が低い場合に
はスラグフォーミングが大きくなって操業が安定せず、
また塩基性耐火物である製錬炉のワーク煉瓦の溶損が黴
しくなる。
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、炉壁または炉底の羽口の溶損もしくは損耗
を軽減し、鉄鉱石の還元速度の促進を図るとともに2次
燃焼効率を向上させる溶融還元法を提供しようとするも
のである。
[問題点を解決するための手段及び作用]この発明によ
る溶融還元法は鉄鉱石を予熱予備還元炉で予熱、予備還
元して炭材、造滓剤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
羽口から攪拌用ガスを吹き込んで鉄鉱石を溶#!還元す
る方法であって、還元製錬中に媒溶剤を添加してスラグ
の塩基度を1.2乃至1.8とすることを特徴とする。
スラグの塩基度を1.2以上とするのでスラグフォーミ
ングは大き過ぎることはなく、ワークレンガの溶損は軽
減され、また前記塩基度は1.8未満であるので滓化性
は良好で、前記(T−Fe)増大による鉄の歩留りの低
下は避けられる。
[実施例コ 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1
2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は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、これに第2のシュート31から鉄
鉱石が供給され、ここで予熱、予備還元された鉄鉱石は
第3のシュート32か゛ら前言ご製錬炉10に挿入され
る。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38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攪
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
って全く支障は尋い。
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。w、料である鉄鉱石は第
2のシュート81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88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ッパー(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、必要に応じて上記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
込まれる撹拌用ガスによって、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攪拌される。この撹
拌用ガスはAr%N2等の不活性ガス及び前記予熱予備
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の攪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80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*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。
次に塩基度の調整について説明する。第2図は、溶融還
元時のスラグ塩基度とスラグ厚さの関係で、図中L2は
スラグ厚さ、LMはメタル深さである。
主として鉄鉱石の溶融還元時、装入される石炭に含まれ
る5102がスラグに溶解されてスラグの塩基度を低下
させる。第2図に示す通り前記塩基度が1.2未満に低
下するとスラグフォーミングを増大させ、スロッピング
発生の原因となる。このスラグフォーミングまたはスロ
ッピングは何れも製錬炉の操業に重大な支障をきたす。
これを防ぐたためCaOの多く含まれている造滓剤であ
る石灰、軽焼ドロマイトまたは風滓スラグを前記製錬炉
内のスラグに添加して前記塩基度を増加させる。逆に塩
基度が高くなって1.8を超えるとスラグ中の(T−F
e)の増加による歩留りの低下が問題となる。塩基度を
下げる5102は上記のように石炭により供給されるが
、速く塩基度を下げたい場合は粉状の石炭は酸素ランス
のノズル24または精錬炉10の炉壁に設けた羽口25
.26から吹き込まれる。塩基度を高くする造滓剤の添
加についても同様であって、通常は第 1 のシュート
から投入されるが、塩基度の調整を速く行う場合は粉状
のものを酸素ランスのノズル24または製錬炉の炉壁に
設けた羽口25.26から吹き込むことが有効である。
[発明の効果] 本発明の溶融還元法によれば、撹拌用ガスにょる鉄浴お
よびスラグ層の撹拌並びに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、塩基度を調整する媒溶剤を製錬炉のスラグに
添加して前記塩基度を1.2乃至1.8とするので、ス
ラグフォーミングまたはスロッピングの発生を防ぎ溶融
還元の操業が安定するとともに(T−Fe)の増加によ
る歩留りの低下を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
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、第2図は、溶融還元時のスラ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。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉄鉱石を予熱予備還元炉で予熱、予備還元して炭
    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
    ら攪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、還元製錬中に媒溶剤を添加してスラグの塩基度
    を1.2乃至1.8とすることを特徴とする溶融還元法
  2. (2)媒溶剤は石灰、軽焼ドロマイト及び風砕スラグで
    ある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。
  3. (3)媒溶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アガスと共に吹き
    込んでスラグに添加す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。
  4. (4)前記撹拌用のガスはAr、N_2等の不活性のガ
    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項乃至に第3項に記載の溶融還元法。
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