JPH01195214A - 鉄浴式溶融還元炉の操業方法 - Google Patents

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］ 本発明は、酸化鉄を鉄浴式溶融還元炉で還元して溶鉄と
する、鉄浴式溶融還元炉の操業方法に関する。

［従来の技術］ 酸化鉄を溶融還元炉で還元して溶鉄を製造する方法とし
て、酸化鉄と炭材を反応容器の上部から反応容器内の溶
融物に投入しながら吹酸する方法が一般的である。又特
開昭６２−２２８４１３号公報には、製錬材料をスラグ
中に吹込む方法が述べられている。これらの方法ではス
ラグ中で酸化鉄を炭材で還元するが、スラグ中の炭材は
反応性が弱いため、高温に加熱して還元反応を進行させ
る。しかし高温で鉄浴式溶融還元炉を操業すると、後で
述べる如く、炉体の損傷を伴うし又二次燃焼率も低くな
る。本発明者等の知見によると、溶鉄中の炭素は極めて
反応性がよく、低温でも酸化鉄の還元が可能で、従って
溶鉄中に酸化鉄を吹き込んで酸化鉄を供給すると低温で
操業できるために、炉体の損傷は少なく、又二次燃焼率
も高くなる。

しかし低温で溶鉄に酸化鉄を吹き込むと、ノズルの閉塞
等が発生し易いために、従来この方法は行われていなか
った。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、鉄浴式溶融還元炉で、ノズル閉塞を発生させ
ることなく、低温の溶鉄中に酸化鉄を供給する方法を開
示するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、反応容器内の溶鉄および溶融スラグよりなる
溶融物に酸化鉄と炭材とを加え呈吹き吹酸して溶鉄を製
造する鉄浴式溶融還元炉において、溶鉄に吹込む酸化鉄
１ｋｇに対して０．０１〜０．１５Ｎｍ３の酸素ガスを
酸化鉄粉と共に溶鉄中１に吹込み、溶鉄の温度を１３０
０〜１４００℃に制御して酸化鉄を装入することを特徴
とする、鉄浴式溶融還元炉の操業方法である。

第１図は本発明を実施する溶融還元炉の例を示す図であ
る。反応容器ｌは耐火物で内張すされた転炉状で、炉の
下部には酸化鉄粉吹込羽口２を備えている。第２図は酸
化鉄粉吹込羽口２の拡大断面図で、三重管ノズルの例で
ある。内管３は酸化鉄粉の供給管で、酸化鉄粉はＮ２ガ
ス等のキャリアガスを用いて吹込まれる。中管４は酸素
ガスの供給管で、酸化鉄粉１ｋｇ当り０．０１〜０．１
５Ｎ　ｍ３の酸素ガスが吹き込まれる。外管５は冷却ガ
スの供給管で１例えばＬＰＧガスを冷却ガスとして吹込
む。

酸化鉄の溶融還元法では、溶鉄および溶融スラグよりな
る反応容器内の溶融物に、酸化鉄と炭材を加え、酸化鉄
を鉄に還元して溶鉄量を増加せしめ、所定の溶鉄量に達
すると出湯し、例えば別に設けられた製鋼炉で出湯した
溶鉄を脱炭し精錬する。

最初の溶鉄や溶融スラグは、例えば前回の出湯に際して
溶鉄や溶融スラグを全量は出湯しないで、一部反応容器
内に残留せしめて得られる。本発明で炭材やその添加方
法は特に限定しないが１通常行われている塊状の石炭を
反応容器の上部から反応容器内の溶融物に投入する方法
でもよい。

本発明で酸化鉄粉とは粒子の大きさが２ｍｍ以下の鉄鉱
石粉や予備還元した鉄鉱石粉をいう。

本発明では溶鉄の温度を１３００〜１４００℃に制御す
る。

溶鉄の温度は製鋼用測温プローブで検出し、溶鉄の温度
が低い時は酸素の吹込み量を増し、溶鉄の温度が高い時
は酸素の吹込量を少なくして、溶鉄の温度を１３００〜
１４００℃に制御する。

゛ＣＣ作用 水発明では、酸化鉄は酸化鉄粉で溶鉄中に吹き込んで供
給する。第３図は溶鉄を５０〜１００トン貯湯する第１
図に示した鉄浴式溶融還元炉の、生産性の例である。点
線は従来法で、酸化鉄は反応容器の上部から供給するが
、この方式では酸化鉄はスラグに懸濁している炭素によ
て主とし、て還元される。しかしスラグ中の炭素は反応
性が弱いために、生産性を高めるためには高温操業が必
要で。

溶鉄の温度は１５００℃以上となる。第３図の実線は本
発明で、酸化鉄粉が溶鉄に吹き込まれるが、溶鉄中のＣ
は反応性が高く、低温でも酸化鉄の還元反応が活発で、
溶鉄の温度が１３００℃でも高い生産性が得られる。後
で述べる如く、高温操業は熱経済上好ましくなく、又反
応容器の耐火物の損傷も大きい、従って本発明では、低
温操業を目的とするが、低温操業で高い生産性で操業を
行うためには、酸化鉄は溶鉄中に吹き込む事が不可欠と
なる。

本発明では、溶鉄の温度を１３００〜１４００℃に制御
して操業する。既に述べた如く本発明では溶鉄中に酸化
鉄を吹き込むため、従来法よりも低温で操業できるが、
第３図の実線で示した如く、溶鉄の温度が１３００℃未
満では生産性が低下する。第４図は第３図で説明した鉄
浴式溶融還元炉における、操業温度と耐火物の損傷との
関係を示す図である。

溶鉄温度が１４００℃超では反応容器の耐火物の損傷が
大きくなる。従って本発明では、溶鉄の温度を１３００
〜１４００℃に制御して操業する。

本発明では、溶鉄に吹き込む酸化鉄粉１ｋｇに対して０
．０１〜Ｏ，１５Ｎｍ”の酸素ガスを酸化鉄粉と共に溶
鉄中に吹き込む。溶鉄中に吹き込まれた酸化鉄粉は溶鉄
中の炭素によって下記（１）及び（１′）式の如くに還
元される。

ＦｅＯ＋［Ｃ］　→　Ｆｅ＋ＧＯ−−−（１）ΔＨ＝−
６８０Ｋｃａｌ／ｋｇ　Ｆｅ・・・・・１１’）（１）
式は吸熱反応であり、溶鉄の温度を低下させる。本発明
では酸素ガスを酸化鉄粉と共に溶鉄に吹き込み、下記（
２）及び（２″）式の如くに、酸素ガスと溶鉄中の炭素
を反応させる。

０、＋２［Ｃ］→　２ＧＯ・・・・・・・・・（２）Δ
Ｈ＝　１６５２　Ｋｃａｌ／ｋｇ　０２−（２’）（２
）式は発熱反応であり、溶鉄の温度を上昇させる。

本発明では酸化鉄粉１ｋｇ当り、酸素ガスを０．０１Ｎ
ｍ３以上吹き込む。本発明では溶鉄を低温に保って操業
するため、酸化鉄粉のみを吹き込むと、酸化鉄粉供給ノ
ズルの閉塞等が発生するが、溶鉄の温度を１３００℃以
上に保ち、酸素ガスを０．０１　Ｎｍ３以上吹き込むと
、このノズル閉塞を有効に防止でき、０．ＯＩＮｍ３未
満であるとノズル閉塞が発生する。

本発明で酸素ガスの吹込量は酸化鉄粉１ｋｇ当り０゜１
５Ｎｍ’以下である。酸素ガスの吹込量が酸化鉄粉１ｋ
ｇ当り０．１５Ｎｍ”超になると、スピッティング等が
増加し、又二次燃焼率も低下する。

第５図は操業温度が着熱効率や二次燃焼率に及ぼす影響
を示す図である。本発明では溶鉄の温度を１３００〜１
４００℃の低温域に保って操業できるため。

溶鉄の温度が１５００℃以上の従来法に比べて二次燃焼
率や着熱効率が高く、熱経済上好ましい操業ができる。

［実施例］ 溶鉄（Ｃ：　４．５％）を５０トン、スラグ（Ｃａｂ／
Ｓｉｎ、　：１．２．　ＭｇＯ：　５％、　ｔＱ、Ｏ，
：　１５％）を２０トン反応容器に装入し、石炭塊を１
３トン／Ｈ上方より投入し、上吹酸素８５００　Ｎ　ｍ
　３／Ｈで鉄鉱石の溶融還元を行った。鉄鉱石と底吹き
酸素は第２図に示した３重管ノズルを用いて、内管より
Ｎ２ガスをキャリアーとして１ｍｍ以下の粒度の鉄鉱石
を１２トン／Ｈｒ　、中管より酸素ガスを５０ＯＮｍ３
／ｌｌｒ、外管よりＬＰＧガスを７６Ｎ　ｍ３／Ｈｒ吹
き込んだ。溶銑の温度は１３３０〜１３７０℃で、約１
時間の吹錬により７．６トンの溶銑を生成した。この時
の二次燃焼率は約４０％。

着熱効率は８５％で、スラグ中のＭｇＯの含有量は５％
であった。

［発明の効果］ 本発明により、鉄浴式溶融還元炉で、ノズル閉塞を発生
させることなく、低温の溶鉄中に酸化鉄を吹込む事が可
能となる。本発明は低温操業であるが生産性は高い。又
本発明では従来の方法よりも、反応容器の耐火物の損傷
が少なく、二次燃焼効率や着熱率も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する溶融還元炉の例を示す図、 第２図は本発明の酸化鉄粉吹込羽口の横断面の例を示す
図、 第３図は鉄浴式溶融還元炉の生産性の例を示す図、第４
図は操業温度と耐火物の損傷の関係の例を示す図、 第５図は操業温度が着熱効率や二次燃焼率に及ぼす影響
の例を示す図 である。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　反応容器内の溶鉄および溶融スラグよりなる溶融物に
   酸化鉄と炭材とを加え上吹き吹酸して溶鉄を製造する鉄
   浴式溶融還元炉において、溶鉄に吹込む酸化鉄粉１ｋｇ
   に対して０．０１〜０．１５Ｎｍ＾３の酸素ガスを酸化
   鉄粉と共に溶鉄中に吹込み、溶鉄の温度を１３００℃〜
   １４００℃に制御しながら酸化鉄を装入することを特徴
   とする、鉄浴式溶融還元炉の操業方法