JPH01104709A - 溶融還元法 - Google Patents
溶融還元法Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- (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)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)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)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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1987
- 1987-10-15 JP JP62260606A patent/JP2596003B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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