JPH01246308A - 溶融還元炉への鉱石投入方法 - 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、溶融還元炉に投入された粉鉱石の歩留りを向
上させて、製錬反応を効率良く行わせる鉱石投入方法に
関する。

〔従来の技術〕

最近、高炉法に代わる製錬技術として溶融還元製錬法が
注目を浴びている。この方法で使用する溶融還元炉は、
使用する原料に制約を受けることな（、より小規模な設
備により鉄系合金溶湯を製造することを目的として開発
されたものである。

溶融還元炉に投入される鉱石原料としては、種々の粒径
をもつものが使用される。ところが、溶融還元炉の内部
から排ガスが強い上昇流となって上昇している。そのた
め、ここに粒径の小さな鉱石を投入すると、その上昇流
に伴って炉外に持ち去られ、溶融還元炉に投入されて製
錬反応に寄与する割合が小さくなる。

そこで、本出願人は、溶融還元炉に装入する鉄鉱石を粗
粒と細粒とに分類し、粗粒鉱石を上方から、細粒鉱石を
炉底又は側壁に設けた羽口或いはランスから吹き込む方
法を開発し、これを特願昭６１−６７５５１号（特開昭
６２−２２４６２０号公報）として出願した。この方法
においては、細粒鉱石がスラグ層又はメタル浴に直接吹
き込まれるため、排ガスによって持ち去られる割合が少
なくなり、歩留りを高ぬることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、羽口又はランスを使用した吹込みにおいては
、多量の粉鉱石をスラグ層又はメタル浴に吹き込むため
には、多量のキャリアガスを必要とする。その結果、炉
内が過度に撹拌され、製錬反応を不安定にｒる。この点
から、粉鉱石の吹込み量に制約が加わる。しかしながら
、鉱石の種類によっては、予備処理段階で多量の粉鉱石
が発生する場合があり、との粉鉱石を製鉄原料として使
用できるか否かは、溶融還元法自体が工業的１こ確立す
るかどうかに影響を与える。

また、粉鉱石は、その比表面積が大きなため、界面反応
が迅速に行われる。そこで、この粉鉱石を大量に且つ安
定して溶融還元炉に投入することができれば、生産性自
体をも向上させることが可能となる。

そこで、本発明は、飛敗し易い粉鉱石を特定条件下で塊
成化したものを使用することにより、粉鉱石の上方投入
を可能とし、しかも投入された粉鉱石を容易にメタル浴
に移行させることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明の鉱石投入方法は、その目的を達成するために、
粒径２關以下の細粒鉱石を金属鉄Ｍ、Ｆｅが４０％以上
になるまで予備還元した後、バインダーを使用せずに粒
径５　ｍｍ以上の粒状に熱開成形して塊成化し、該塊成
化鉱石を上方から溶融還元炉に装入することを特徴とす
る。

〔作用〕

予備還元で金属鉄Ｍ、Ｆｅが４０％以上となった粉鉱石
を熱開成形すると、粒子相互間にメタルボンドが生じ、
バインダーを必要とせずに極めて強固な塊成比較となる
。第１図は、この金属鉄Ｍ、Ｆｅと塊或化粒の曲げ強度
との関係を表したグラフである。なお、第１図において
は、平均粒径０，２８ｍｍの粉鉱石を７５０℃で熱開成
形して、１０ｍｍ以上の塊成比較としたものについて、
曲げ強度を試験した結果を示す。このように塊成比較の
曲げ強度が高いことから、予備還元工程から溶融還元炉
への投入工程までの間におけるハンドリング時に粉化す
ることがなくなる。

また、バインダーを使用せずに塊成化が行われるため、
塊成比較を溶融還元炉に投入したとき、二次燃焼率を低
下させることもない。二次燃焼率の低下は、メタル浴が
上方から吹き込まれる酸素と接触すると大きくなる。こ
の点、粉体をインジェクションするとき、メタル浴の撹
拌力が増加して、二次燃焼率の低下を招き易い。しかし
、本発明の方法のように、原料を塊成化して上方から投
入するとき、メタル浴の撹拌が抑えられ、二次燃焼率を
低下させることがない。

また、塊成比較の大きさを５　ｆｆ１ｍ以上とすると、
溶融還元炉に上方から投入しても、炉内から上方に立ち
昇る排ガスによって運び去られることがなく、全量が溶
融還元炉に装入される。第２図は、この塊成比較の粒径
と歩留りとの関係を表したグラフである。なお、第２図
にあける歩留りは、溶融還元炉に装入された塊成比較に
含まれている鉄分に対する溶銑の増加量の割合で示して
いる。すなわち、塊成比較は、強度が大きなために当初
の粒径を維持して、スラグ層更にはメタル浴に移行する
。そして、金属化度が高いことから、容易にメタル浴に
溶は込み、溶銑生成反応が迅速に行われる。

また、粉鉱石を塊成化するときの熱開成形は、温度７０
０℃以上で行うことが好ましい。本発明における粒子間
結合をメタルポンドとしているために、圧縮によってメ
タルが変形し、伸びることが必要である。この点から、
熱間成形の温度を７００℃以上とすることが要求される
。この温度が７００℃未満であると、メタルの変形や伸
びが生じず、成形体の強度が急激に低下する。

なお、粒径２ｆｆ１１１超の粗粒鉱石は、そのままで溶
融還元炉に上方から投入することができる。この粗粒鉱
石は、比表面積が小さくスラグに対する反応性が低いこ
とから、周囲のスラグと徐々に反応しなからスラグ層を
降下し、スラグ層とメタル浴との界面に到達し、この界
面に滞留する。その結果、粗粒鉱石は長時間にわたって
ＣＯガス発生源として働き、溶銑生成のための界面反応
を活発にする。この粗粒鉱石は、未処理の粉鉱石から或
いは予熱、予備還元等の予備処理を行った後で細粒鉱石
から分離されたものを使用することができる。

〔実施例〕

使用した鉱石は、Ｔ、Ｆｅが５７％でＦ　ｅ２０　、が
８１％であり、その粒度分布は、第１表に示す通りであ
った。

そこで、この鉱石を粒径１　ｍｍ超の粗粒区分と粒径１
　ｍｍ以下の細粒区分とに分級した。そし、て、細粒鉱
石を、金属鉄Ｍ、Ｆｅが４０％以上となるように更に流
動層還元炉で予備還元した。第３図は、このときの還元
率と金属鉄Ｍ、Ｆｅ含有量との関係を表したグラフであ
る。なお、第３図における還元率は、酸化鉄中の酸素の
除去率で表している。

第２表は、この予備還元後の細粒鉱石の成分及びその含
有量を表している。

この細粒鉱石を３．５ｋｇ／分の割合で溶融還元炉に上
方から投入したところ、溶銑の増加量が２．７ｋｇ／分
となった。このときの鉄分の歩留りは、９８％と極めて
高く、投入された原料の大部分が溶銑となっていること
が判る。これに対し、粒径１　ｍｍ以下の粉鉱石をその
粒径のままで上方から溶融還元炉に投入したところ、多
くが排ガスによって持ち去られ、歩留りは８０％に過ぎ
なかった。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、細粒鉱石を
５ｆｆｉＩ１１以上に塊成化して溶融還元炉に投入する
ことにより、歩留りを向上させている。この塊成比較は
、上方からの投入によって溶融還元炉に装入することが
できるため、従来のキャリアガスを使用した羽口又はラ
ンスからの吹込みに比較して、炉況を不安定にすること
なく、装入量を大きくすることができる。そのため、装
入設備が簡単なものとなると共に、溶融還元法の生産性
を高めることができる。また、塊成比較の投入と併せて
粗粒鉱石を投入することも可能であるため、鉱石の粉砕
に必要な費用も抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塊成比較の金属化率と曲げ強度の関係を表した
グラフであり、第２図は塊成比較の粒径と歩留りの関係
を表したグラフであり、第３図は粉鉱石の還元率と金属
鉄Ｍ、Ｆｅ含有量との関゛係を表したグラフである。 特許出願人　　　　新日本製鐵　株式會社代　　理　　
人　　　　　　小　　嘱　　　益　（ほか２名）第１図 金属化率ＩＭ、Ｆｅ％） 第２図 塊成他殺のｔ径Ｔｍｍ） 第３図 還元率

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粒径２ｍｍ以下の細粒鉱石を金属鉄Ｍ、Ｆｅが４０
   ％以上になるまで予備還元した後、バインダーを使用せ
   ずに粒径５ｍｍ以上の粒状に熱間成形して塊成化し、該
   塊成化鉱石を上方から溶融還元炉に装入することを特徴
   とする溶融還元炉への鉱石投入方法。