JPH01252707A - 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］ 特開昭６２−１８２２１４号公報は、鉄系合金溶湯の製
造装置で、従来溶鉱炉法で製造されてきた溶銑を、より
コンパクトな設備で製造する溶融還元炉に関する。しか
しこの公報は製造装置に関するもので、溶融還元炉の具
体的な操業方法を示したものではない。

鉄浴式溶融還元法で、スラグに酸化鉄と炭材を加えると
スラグ中で酸化鉄は炭材によって還元されて鉄となるが
、スラグ中の炭材は反応性が弱いために、この方法では
スラグを高温にして操業し、還元反応を進行させること
となる。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、炉体の損耗が大きくまた二次燃焼率も
低くなる。

溶鉄中の炭素は反応性がよいため、溶鉄中に酸化鉄を吹
き込んで、溶鉄中で酸化鉄を還元できると低温で操業で
きるために好ましいが、酸化鉄は溶鉄中に長時間滞留で
きないで溶鉄中を浮上し、十分還元されないでスラグと
なるため、この方法でも酸化鉄の還元反応は矢張りスラ
グ中で進行しやすい。

［発明が解決しようとする課題］ 鉄浴式溶融還元炉の吹錬は、炉体の損耗を少なくシ、又
二次燃焼率も高くするため、低温で操業する事が好まし
い１本発明はこの低温吹錬を目的とする。更に具体的に
は、溶鉄中の炭素はスラグ中の炭素よりも反応性がよい
ために、本発明の低温吹錬は主として溶鉄中の炭素によ
って還元反応を進行せしめる。しかし特別の工夫を行わ
ないで酸化鉄を溶鉄中に吹込むと酸化鉄は還元されない
で溶鉄中を通過しスラグとなるために、本発明では、酸
化鉄が溶鉄中に滞留する間に十分に還元されるように、
酸化鉄の反応性を高める処理を行う。

本発明は反応性を高めた酸化鉄を用いて低温吹錬を行う
鉄浴式溶融還元炉の操業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 （１）鉄浴式溶融還元炉において、５〜ｚＯ重ｔ％の媒
溶材粉を混合した酸化鉄粉を溶鉄中に吹込み、溶鉄の温
度を１３００〜１４５０℃に制御しながら吹錬すること
を特徴とする。鉄浴式溶融還元炉の操業方法であり、又 （２）媒溶材粉がＣａＯ粉である、前記（１）に記載の
、鉄浴式溶融還元炉の操業方法である。

以下に本発明を具体的に説明する。第１図は本発明を実
施する鉄浴式溶融還元炉の例を示す図である０反応容器
１は例えばＭｇ０−Ｃ系耐大物で内張すされた転炉状で
、炉の下部には底吹羽口２を備え、媒溶材粉を混合した
酸化鉄粉や酸素ガスや攪拌ガス（例えばＮ２ガス）を溶
鉄に吹込む６３は吹錬用の酸素ランスで、４は溶鉄、５
は溶融スラグである。

この鉄浴式溶融還元炉では、反応容器内の溶鉄４と溶融
スラグ５とよりなる溶融物に、炭材と酸化鉄を加えて、
酸素ランス３から酸素を吹きつけて、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
する。出湯した溶鉄は例えば別に設けた製鋼炉で脱炭さ
れ精錬される。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
、−部を反応容器６内に残留せしめることによっても得
られる。

本発明で炭材は反応容器の上部から添加し又酸化鉄の一
部も反応容器の上部から添加する事ができる。しかし本
発明では溶鉄を低温に制御して操業するため１反応容器
の上部から過量の酸化鉄を添加しても反応は緩やかで、
又溶融スラグが泡立つため１反応容器の上部からの酸化
鉄の添加は過量とならない事が望ましい。

本発明では、５〜２０重量％の媒溶材粉を混合した酸化
鉄粉を、例えば底吹羽口２から溶鉄中に吹込む、媒溶材
粉としては、ＣａＯ粉やドロマイト粉や蛍石粉や５ｉｎ
２粉やあるいはこれらの２種以上を調合した粉である。

これ等の媒溶材粉を５〜２０重量％酸化鉄粉に混合し、
酸素ガス又は不活性ガス（例えばＮ２ガス）を用いであ
るいはこれらのガスを併用して溶鉄中に吹込む、尚本発
明で溶鉄に吹込む酸化鉄粉や媒溶材粉は粒子の大きさが
２＋ａｍ以下のものが好ましい。

本発明では溶鉄の温度を１３００〜１４５０℃に制御し
ながら吹錬する。溶鉄の温度は例えば製鋼用測温プロー
ブで検出し、溶鉄の温度が低い時は酸素ランス３からの
酸素の吹込み量を増し、溶鉄の温度が高い時は酸素の吹
込み量を抑えて、溶鉄の温度を１３００〜１４５０℃に
制御する。

［作用］ 本発明者等は、粒子の大きさが２ｍｍ以下の酸化鉄粉と
石灰粉とを混合割合を変えて混合し、第１図で示した反
応容器内の約５０トンの溶鉄に、底吹羽口２から吹込ん
だ。

酸化鉄は上部からは添加しないで底吹羽口から１３トン
／ｈで供給した。又炭材は反応容器の上部から１３トン
／ｈで石炭を添加した。尚反応容器内の溶融スラグは約
２０トンで、底吹羽口からは酸素ガスが５０ＯＮｍ３／
ｈ吹き込まれている。

第２図は操業条件とスラグ中のＴ、Ｆｅの含有量（重量
％）の関係を示す図ある。第２図にみられる如く、Ｃａ
Ｏ粉の混合割合が５％以下の酸化鉄の場合は溶融スラグ
中のＴ、Ｆｅが高くなる。これは溶鉄中に吹込んだ酸化
鉄が溶鉄中に滞留する間に十分に還元されないで浮上し
、スラグに達した事によるもので、従ってＣａＯの混合
割合が５％以下の酸化鉄は１反応性のよい酸化鉄とはい
い難い。

ＣａＯ粉の混合割合が更に高い５〜２０％の酸化鉄では
、溶融スラグ中のＴ、Ｆｅの濃度が低くなる。これは溶
鉄中に吹込んだ酸化鉄の反応性がよいために、酸化鉄が
溶鉄中を浮上する間に、酸化鉄の還元反応が進行あるい
は完了して、酸化鉄のまＮでスラブに達したものが少な
かった事を示している。しかしＣａＯ粉の混合割合が２
０％を超えると、溶融スラブの粘性が高くなり、場合に
よってはスラグがシェル状となって、吹錬が困難となる
。これは溶鉄中に吹込んだ酸化鉄中のＣａＯが、溶融ス
ラグに達して溶融スラグのＣａＯの濃度を高くするため
である。

本発明では５以上述べた理由で、酸化鉄中のＣａＯ粉の
混合割合を５〜２０％とする。

第２図で溶鉄の温度が１４０１〜１４５０℃の範囲では
、スラグ中のＴ、Ｆｅは十分に低く、従ってこの温度で
は吹込まれた酸化鉄の反応性は極めてよい、溶鉄の温度
が１３００〜１３５０℃の範囲では、１４０１〜１４５
０℃の場合よりもＴＦｅは高くはなるが５％以下であり
、吹込まれた酸化鉄の還元反応は活発で、又このＴ、Ｆ
ｅ領域ではスラグフォーミングがなく円滑に吹錬を行う
事が出来る。

溶鉄温度が１４５１℃以上では、酸化鉄の反応性は更に
向上するが、高温に過ぎると下記の問題が発生する。第
３図は溶鉄の温度とスラグ中のＭｇＯの含有量（重量％
）の関係を示す図である。スラグ中のＭｇＯの含有量は
溶鉄の温度が高くなると急激に増加するが、このＭｇＯ
の含有量の増加は反応容器の内張り耐火物の溶損による
ものである。

これらの点を勘案して、本発明では溶鉄の温度を１４５
０℃以下に制御して吹錬する。

溶鉄の温度を１３００℃よりも低くして、第２図に示し
た１２５０〜１３００℃未満とすると、酸化鉄の反応性
は悪くなってスラグ中のＴ、Ｆｅは高くなる。スラグ中
のＴ、Ｆｅがこのレベルになると、スラグはフォーミン
グし易くなって円滑な吹錬が損われたりあるいは二次燃
焼率が低下する等の問題が発生する。

第４図はスラグフォーミングや二次燃焼率とスラグ中の
Ｔ、Ｆｅの関係を示す図である。

これらの点を勘案して、本発明では溶鉄の温度を１３０
０℃以上に制御して吹錬する。

本発明では酸化鉄粉にＣａＯ粉を混ぜるが、ＣａＯ粉を
混ぜる事によって、既に述べた如く、溶鉄中に吹込まれ
た酸化鉄の反応性は向上し、通常よりも低い吹錬温度で
酸化鉄の還元反応が円滑に進行するが、その理由は下記
の如く思考される。

溶鉄中の炭素による酸化鉄の還元反応は、酸化鉄が溶融
すると活発に進行する。ＣａＯ粉を含まない酸化鉄は溶
鉄中に吹き込まれても溶融し難いために、活発な還元反
応を受けないうちに溶鉄中を通過し浮上する。しかしＣ
ａＯを混じた本発明の酸化鉄は溶融し易いために、溶鉄
中を通過の間に活発な還元反応を受ける。

本発明を、酸化鉄に混合する媒溶材がＣａＯ粉の場合に
ついて主として説明したが、酸化鉄は他の媒溶材例えば
ドロマイト粉や蛍石粉やＳｉｎ、粉やあるいはこれ等を
調合した粉と混じる事によっても、低温度で溶融し易く
なるために、ＣａＯ粉について既に述べたと同様の効果
が得られる。

［実施例］ 第１図の反応容器内に、炭素含有量が４．５％の溶銑５
０トンと溶融スラグ（Ｃａｂ／Ｓｉｎ、　：　１．２．
　ＭｇＯ：　５％、　　ＡＱ、０３：１５％）を２０ト
ン装入し、酸素ランス３より上吹酸素を８５０ＯＮｍ’
／ｈ、又底吹羽口２から底吹酸素５０ＯＮｍ３／ｈｒ吹
込み石炭は反応容器の上方から１３トン／ｈで添加した
。

溶鉄中に吹込む酸化鉄は、１＋ａｍ以下のサイズの鉱石
１２トンと１曹履以下のサイズのＣａ０１．５トンとの
混合割合で混合したものを１３．５　トン／ｈｒの割合
で吹込んだ。

操業温度は、溶鉄温度を１３３０〜１３７０℃の間に制
御し、約１時間吹錬し、７．６トンの溶鉄を生成した。

この吹錬の間スラグ中のＴ、Ｆｅは３〜５％で、スラグ
のフォーミングは殆どみられず、二次燃焼率は約５０％
で、また吹錬後のスラグ中のＭｇＯは５％であった。

［発明の効果］ 従来の酸化鉄の還元反応は主としてスラグ中で進行して
いたが、スラグ中の炭素の反応性は弱いために高温で吹
錬が行われていた。本発明では酸化鉄は反応性のよい溶
鉄中の炭素によって、溶鉄中に滞留の間に還元されるた
めに、溶鉄の温度を従来よりも低い１３００〜１４５０
℃に制御しても、還元反応は十分で円滑な吹錬も可能と
なる。本発明は吹錬温度が低いために反応容器の内張り
耐火物の損耗が少なく高い二次燃焼効率が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鉄浴式溶融還元炉の例を示す図、第２図は媒溶
材の混合比率と溶鉄温度とスラグ中のＴ、Ｆｅの関係を
示す図、 第３図は溶鉄温度とスラグ中のＭｇＯの関係を示す図 第４図はスラグフォーミングや二次燃焼率とスラグ中の
Ｔ、Ｆａの関係を示す図、 である。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄浴式溶融還元炉において、５〜２０重量％の媒
   溶材粉を混合した酸化鉄粉を溶鉄中に吹込み、溶鉄の温
   度を１３００〜１４５０℃に制御しながら吹錬すること
   を特徴とする、鉄浴式溶融還元炉の操業方法
2. （２）媒溶材粉がＣａＯ粉である、特許請求の範囲第１
   項に記載の、鉄浴式溶融還元炉の操業方法