JPH01247513A - 溶融還元炉への鉱石投入方法 - Google Patents
溶融還元炉への鉱石投入方法Info
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- JPH01247513A JPH01247513A JP7724288A JP7724288A JPH01247513A JP H01247513 A JPH01247513 A JP H01247513A JP 7724288 A JP7724288 A JP 7724288A JP 7724288 A JP7724288 A JP 7724288A JP H01247513 A JPH01247513 A JP H01247513A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
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〕
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。
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。
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く、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。
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く、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（なる。
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（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、歩留りを高めることができる。
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、歩留りを高めることができる。
また、特願昭６３−１０６００号で、粉鉱石を石炭と混
合して、この混合物を塊成化したものを溶融還元炉の投
入原料として使用することを提案した。
合して、この混合物を塊成化したものを溶融還元炉の投
入原料として使用することを提案した。
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する。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、こ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に確立する
かどうかに影響を与える。
、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する。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、こ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に確立する
かどうかに影響を与える。
また、粉鉱石を石炭と混合・塊成化したものを使用する
場合、石炭の均一な分布を図るため、粉鉱石を細かく粉
砕することが必要になる。そのため、粉砕設備が別途必
要とされ、その分だけ設備負担が加わり、製造コストの
上昇を招く。
場合、石炭の均一な分布を図るため、粉鉱石を細かく粉
砕することが必要になる。そのため、粉砕設備が別途必
要とされ、その分だけ設備負担が加わり、製造コストの
上昇を招く。
そこで、本発明は、結晶水を多量に含有する鉱石原料を
使用し、予備還元時の脱水反応を利用して粉砕を行うこ
とにより、粉砕機を別途使用する必要なく、炭材が均一
に分散した塊成化粒とし、この塊成化粒を溶融還元炉に
上方から投入することによって、溶銑製造の歩留りを高
めることを目的とする。
使用し、予備還元時の脱水反応を利用して粉砕を行うこ
とにより、粉砕機を別途使用する必要なく、炭材が均一
に分散した塊成化粒とし、この塊成化粒を溶融還元炉に
上方から投入することによって、溶銑製造の歩留りを高
めることを目的とする。
本発明の鉱石投入方法は、その目的を達成するために、
結晶水を３％以上含有する粒径３．Ｏｕ以下の細粒鉱石
を７００℃以上の高温で予備還元して多孔質の粒状とし
、粒径２．０ｗ以下で平均粒径１００ｐ以上の石炭と混
合し、熱開成形によって粒径５ｍ１１１以上に塊成化し
、この塊成化粒を溶融還元炉に上方から投入することを
特徴とする。
結晶水を３％以上含有する粒径３．Ｏｕ以下の細粒鉱石
を７００℃以上の高温で予備還元して多孔質の粒状とし
、粒径２．０ｗ以下で平均粒径１００ｐ以上の石炭と混
合し、熱開成形によって粒径５ｍ１１１以上に塊成化し
、この塊成化粒を溶融還元炉に上方から投入することを
特徴とする。
通常の操業状態にある溶融還元炉からは、多量の排ガス
が上昇している。この排ガスの上昇流に打ち勝って、上
方から投入された鉱石が効率良く溶融還元炉内のスラグ
層更にはメタル浴まで到達するためには、その粒径を３
ａｕ＋＋以上にすることが必要である。そこで、本発
明においては、粒径３ＩＩＩ１１以下の細粒鉱石を対象
として塊成化を行う。この種の細粒鉱石は、たとえば流
動層予熱炉で処理される際、或いは各種設備間で搬送さ
れる際に粉化したものである。
が上昇している。この排ガスの上昇流に打ち勝って、上
方から投入された鉱石が効率良く溶融還元炉内のスラグ
層更にはメタル浴まで到達するためには、その粒径を３
ａｕ＋＋以上にすることが必要である。そこで、本発
明においては、粒径３ＩＩＩ１１以下の細粒鉱石を対象
として塊成化を行う。この種の細粒鉱石は、たとえば流
動層予熱炉で処理される際、或いは各種設備間で搬送さ
れる際に粉化したものである。
細粒鉱石は、７００ ℃以上の高温で予備還元される。
このとき、細粒鉱石は脱水反応を受け、付着している結
晶水が離脱する。結晶水の離脱によって、粉鉱石は、そ
の表面が多孔質となると共に、破砕される。そして、比
表面積が大きな状態で槽内の還元ガスと接触するため、
迅速に界面反応が進行し、高い金属化率が得られる。
晶水が離脱する。結晶水の離脱によって、粉鉱石は、そ
の表面が多孔質となると共に、破砕される。そして、比
表面積が大きな状態で槽内の還元ガスと接触するため、
迅速に界面反応が進行し、高い金属化率が得られる。
第１図は、結晶水８％を含有する細粒鉱石を槽内の温度
が９００℃の流動層予備還元炉で処理したときの予備還
元前後における粒度分布の変化を示すグラフである。こ
の図から明らかなように、細粒鉱石の粒度は、予備還元
により細かなものとなる。また、個々の粒子も結晶水の
離脱に起因して多孔質の表面状態となっている。このよ
うなＳ Ｆ。
が９００℃の流動層予備還元炉で処理したときの予備還
元前後における粒度分布の変化を示すグラフである。こ
の図から明らかなように、細粒鉱石の粒度は、予備還元
により細かなものとなる。また、個々の粒子も結晶水の
離脱に起因して多孔質の表面状態となっている。このよ
うなＳ Ｆ。
を得るためには、結晶水含有量が３％以上の鉱石を使用
することが必要である。結晶水含有量が３％未満である
と、結晶水の離脱に起因した多孔質化及び解砕が充分で
なく、石炭の分散及びバインダーの捕捉性に劣る塊成化
粒となる。
することが必要である。結晶水含有量が３％未満である
と、結晶水の離脱に起因した多孔質化及び解砕が充分で
なく、石炭の分散及びバインダーの捕捉性に劣る塊成化
粒となる。
このような多孔質で粒度の細かな細粒鉱石と石炭を混合
するとき、混合物全体にわたって炭材が均一に分散する
。また、粒子相互間では、細粒鉱石の多孔質表面に石炭
から発生するバインダーが捕捉される。この充填状態を
得るためには、石炭の粒径を２，０ＬＩＩＩ１１以下で
、平均粒径を１００ｐ以上にすることが必要である。石
炭から発生するバインダーにある加熱パターンを与える
とき、その軟化速度は、粒径により変化する。すなわち
、粗粒の石炭を使用するとき、石炭の軟化速度が遅くな
り、ある温度での保定時間を長くとることが必要になる
。他方、細粒の石炭を使用するとき、粒子内からのガス
化が速く生じ、軟化特性が悪化し、バインダー効果が少
なくなる。このような理由から、炭材の粒径を２．０酎
以下で、平均粒径を１００Ｊｊ！ｎ以上とした。
するとき、混合物全体にわたって炭材が均一に分散する
。また、粒子相互間では、細粒鉱石の多孔質表面に石炭
から発生するバインダーが捕捉される。この充填状態を
得るためには、石炭の粒径を２，０ＬＩＩＩ１１以下で
、平均粒径を１００ｐ以上にすることが必要である。石
炭から発生するバインダーにある加熱パターンを与える
とき、その軟化速度は、粒径により変化する。すなわち
、粗粒の石炭を使用するとき、石炭の軟化速度が遅くな
り、ある温度での保定時間を長くとることが必要になる
。他方、細粒の石炭を使用するとき、粒子内からのガス
化が速く生じ、軟化特性が悪化し、バインダー効果が少
なくなる。このような理由から、炭材の粒径を２．０酎
以下で、平均粒径を１００Ｊｊ！ｎ以上とした。
この混合物を熱間成形して粒径５ｆｆｌｆｆｉ以上の塊
成化粒を得る。この粒径が５ ｍｍ以上であると、排ガ
スによって飛散することなく、効率良く溶融還元炉に上
方から投入することができる。
成化粒を得る。この粒径が５ ｍｍ以上であると、排ガ
スによって飛散することなく、効率良く溶融還元炉に上
方から投入することができる。
第２図は、塊成他校の粒径と歩留りとの関係を表したグ
ラフである。また、塊成他校には石炭が均一に分散して
いるため、溶融還元炉に投入された塊成他校がメタル浴
に到達したとき、容易に解砕し、メタル浴への移行が迅
速に行われる。
ラフである。また、塊成他校には石炭が均一に分散して
いるため、溶融還元炉に投入された塊成他校がメタル浴
に到達したとき、容易に解砕し、メタル浴への移行が迅
速に行われる。
また、本発明においては、熱間成形を行うが、粗の場合
に前述した特願昭６３−１０６００号で提案したように
、粉状石炭から生成する液状流出物がバインダーとして
有効に働くために、石炭の最大膨張温度（Ｊ Ｉ Ｓ
Ｍ８８０１）の−７０℃〜＋２０℃（通常は、３８０〜
４６０℃）で混練成形する。
に前述した特願昭６３−１０６００号で提案したように
、粉状石炭から生成する液状流出物がバインダーとして
有効に働くために、石炭の最大膨張温度（Ｊ Ｉ Ｓ
Ｍ８８０１）の−７０℃〜＋２０℃（通常は、３８０〜
４６０℃）で混練成形する。
その結果、羽口やランス等を介した吹込みによって溶融
還元炉に装入されていた細粒鉱石を、設備構成の簡単な
上方投入装置で装入することができる。そのため、溶融
還元炉に付帯する設備として簡単なものを使用すること
ができると共に、大量の細粒鉱石の装入が可能となる。
還元炉に装入されていた細粒鉱石を、設備構成の簡単な
上方投入装置で装入することができる。そのため、溶融
還元炉に付帯する設備として簡単なものを使用すること
ができると共に、大量の細粒鉱石の装入が可能となる。
なお、粒径３順以上の粗粒鉱石は、そのままで溶融還元
炉の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。
炉の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。
平均粒径１．０關の細粒鉱石を、槽内温度９００℃の流
動層予備還元炉で予備還元した。第３図は、予備還元さ
れた鉱石の比表面積及び平均粒度の変化を、結晶水含有
量との関係において表したグラフである。な右、第３図
における比表面積の増加率は、予備還元前の表面積を基
準として、予備還元によって増加した表面積を百分率で
示している。
動層予備還元炉で予備還元した。第３図は、予備還元さ
れた鉱石の比表面積及び平均粒度の変化を、結晶水含有
量との関係において表したグラフである。な右、第３図
における比表面積の増加率は、予備還元前の表面積を基
準として、予備還元によって増加した表面積を百分率で
示している。
第３図に示した予備還元後の平均粒径は、水が含まれる
ほど、細粒鉱石は予備還元によって解砕され、且つ比表
面積が大きくなる。また、比表面積が大きなことから、
流動層予備還元炉で還元ガスとの界面反応が盛んに行わ
れ、金属化率も向上する。したがって、この予備還元さ
れた細粒鉱石を炭材と混合して熱開成形するとき、個々
の粒子の間にバインダーが多く保持され、強度の高い塊
成他校が得られる。
ほど、細粒鉱石は予備還元によって解砕され、且つ比表
面積が大きくなる。また、比表面積が大きなことから、
流動層予備還元炉で還元ガスとの界面反応が盛んに行わ
れ、金属化率も向上する。したがって、この予備還元さ
れた細粒鉱石を炭材と混合して熱開成形するとき、個々
の粒子の間にバインダーが多く保持され、強度の高い塊
成他校が得られる。
第３図における結晶水８．５％を含有する鉱石を予備還
元して得られた鉱石Ａを、平均粒径０．４鵬の石炭と混
合し、温度４００℃で熱開成形し、粒径３０ｆｆｌｆｆ
ｌの塊成他校とした。この塊成他校の曲げ強度及び溶融
還元炉に投入したときの歩留りを第１表に示す。なお、
歩留りは、塊成他校に含有されている鉄分を基準として
メタル浴の増加量を百分率で表したものである。また、
第１表においては、第３図における結晶水０．１％を含
有する鉱石を予備還元して得られた鉱石Ｂを同様に塊成
化したものを比較例としている。
元して得られた鉱石Ａを、平均粒径０．４鵬の石炭と混
合し、温度４００℃で熱開成形し、粒径３０ｆｆｌｆｆ
ｌの塊成他校とした。この塊成他校の曲げ強度及び溶融
還元炉に投入したときの歩留りを第１表に示す。なお、
歩留りは、塊成他校に含有されている鉄分を基準として
メタル浴の増加量を百分率で表したものである。また、
第１表においては、第３図における結晶水０．１％を含
有する鉱石を予備還元して得られた鉱石Ｂを同様に塊成
化したものを比較例としている。
第１表
この表から明らかなように、本実施例にふいては、塊成
他校の強度が大きなため、溶融還元炉に投入されるまで
解砕されることなく、高い歩留りで塊成他校がメタル浴
に移行している。
他校の強度が大きなため、溶融還元炉に投入されるまで
解砕されることなく、高い歩留りで塊成他校がメタル浴
に移行している。
以上に説明したように、本発明においては、多量の結晶
水を含有する細粒鉱石を予備還元するときの結晶水の飛
散に起因する解砕現象及び多孔質化を利用して、塊成他
校の強度、炭材の分散状態を改善している。そのため、
塊成他校は、溶融還元炉に投入されメタル浴に到達する
まで解砕されずに、初期の粒度を維持することができる
。その結果、排ガスに随伴して炉外に持ち去られること
がなく、高い歩留りで溶銑となる。また、炭材を均一に
分散させているため、塊成他校がメタル浴と接すると、
容易に個々の粒子に解砕され、メタル浴との間で活発な
界面反応が行われる。このようにして、本発明によると
き、生産性に優れた溶融還元法を実施することが可能と
なる。
水を含有する細粒鉱石を予備還元するときの結晶水の飛
散に起因する解砕現象及び多孔質化を利用して、塊成他
校の強度、炭材の分散状態を改善している。そのため、
塊成他校は、溶融還元炉に投入されメタル浴に到達する
まで解砕されずに、初期の粒度を維持することができる
。その結果、排ガスに随伴して炉外に持ち去られること
がなく、高い歩留りで溶銑となる。また、炭材を均一に
分散させているため、塊成他校がメタル浴と接すると、
容易に個々の粒子に解砕され、メタル浴との間で活発な
界面反応が行われる。このようにして、本発明によると
き、生産性に優れた溶融還元法を実施することが可能と
なる。
第１図は予備還元による粒度分布の変化を表したグラフ
であり、第２図は塊成他校の粒径と歩留りとの関係を表
したグラフであり、第３図は予備還元時に変化する比表
面積及び平均粒度に与える結晶水の含有量の影響を表し
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 堀 益（ほか２名）第１図 粒子径ｆｍｍ） ｌ（ 比 表 面 才１【 土ト 加 率 （％） 第２図 ＋ ５ ｔｏ
５０塊広化粒の粒径（ｍｍｌ 第３図 −・ ゜Ｌ＋ 結晶水含有量（％）
であり、第２図は塊成他校の粒径と歩留りとの関係を表
したグラフであり、第３図は予備還元時に変化する比表
面積及び平均粒度に与える結晶水の含有量の影響を表し
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 堀 益（ほか２名）第１図 粒子径ｆｍｍ） ｌ（ 比 表 面 才１【 土ト 加 率 （％） 第２図 ＋ ５ ｔｏ
５０塊広化粒の粒径（ｍｍｌ 第３図 −・ ゜Ｌ＋ 結晶水含有量（％）
Claims (1)
- １、結晶水を３％以上含有する粒径３．０ｍｍ以下の細
粒鉱石を７００℃以上の高温で予備還元して多孔質の粒
状とし、粒径２．０ｍｍ以下で平均粒径１００μｍ以上
の石炭と混合し、熱間成形によって粒径５ｍｍ以上に塊
成化し、この塊成化粒を溶融還元炉に上方から投入する
ことを特徴とする溶融還元炉への鉱石投入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7724288A JPH01247513A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 溶融還元炉への鉱石投入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7724288A JPH01247513A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 溶融還元炉への鉱石投入方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01247513A true JPH01247513A (ja) | 1989-10-03 |
Family
ID=13628394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7724288A Pending JPH01247513A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 溶融還元炉への鉱石投入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01247513A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06279823A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-10-04 | Mas Fab Koeppern Gmbh & Co Kg | 製鋼法 |
| EP0743368A1 (en) * | 1995-05-18 | 1996-11-20 | Technological Resources Pty. Ltd. | A smelting reduction method with increased effectiveness |
| WO2008032634A1 (fr) * | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Bio Coke Lab. Co. Ltd. | processus d'élaboration de minerai, équipement d'élaboration CORRESPONDANT, processus de production de fer et processus de production de fer et d'acier |
| US7998454B2 (en) | 2007-05-10 | 2011-08-16 | Bio Coke Lab. Co. Ltd. | Method of producing magnesium-based hydrides and apparatus for producing magnesium-based hydrides |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7724288A patent/JPH01247513A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06279823A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-10-04 | Mas Fab Koeppern Gmbh & Co Kg | 製鋼法 |
| EP0743368A1 (en) * | 1995-05-18 | 1996-11-20 | Technological Resources Pty. Ltd. | A smelting reduction method with increased effectiveness |
| JPH093514A (ja) * | 1995-05-18 | 1997-01-07 | Technological Resources Pty Ltd | 溶融還元の有効性増進法 |
| WO2008032634A1 (fr) * | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Bio Coke Lab. Co. Ltd. | processus d'élaboration de minerai, équipement d'élaboration CORRESPONDANT, processus de production de fer et processus de production de fer et d'acier |
| AU2007297339B2 (en) * | 2006-09-15 | 2011-08-11 | Tomohiro Akiyama | Process for preparation of ore, equipment for preparation thereof, ironmaking process and ironmaking/steelmaking process |
| US8920536B2 (en) | 2006-09-15 | 2014-12-30 | Bio Coke Lab. Ltd. | Ore treating method, ore treating apparatus, iron manufacturing method, and iron and steel manufacturing method |
| US7998454B2 (en) | 2007-05-10 | 2011-08-16 | Bio Coke Lab. Co. Ltd. | Method of producing magnesium-based hydrides and apparatus for producing magnesium-based hydrides |
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