JPH01275711A - 溶融還元方法 - Google Patents
溶融還元方法Info
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- JPH01275711A JPH01275711A JP10691488A JP10691488A JPH01275711A JP H01275711 A JPH01275711 A JP H01275711A JP 10691488 A JP10691488 A JP 10691488A JP 10691488 A JP10691488 A JP 10691488A JP H01275711 A JPH01275711 A JP H01275711A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
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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
[産業上の利用分野]
この発明は上下吹型転炉において鉄鉱石、クロム鉱石、
マンガン鉱石等の鉱石を投入しつつ、コークス、石炭等
の炭材およびフラックスを投入して溶融還元し、鉱石中
の金属分を回収する方法に関するものである。 [従来の技術] 周知の通り、鉄鉱石を還元して銑鉄を得る方法としては
高炉法が広(普及している。高炉法はその高い生産性、
熱効率の面で極めて完成度の高いプロセスであるが、一
方では炭材として高価な原料炭を必要とすること、コー
クス炉等の高価な設備を必要とすること等の問題点を有
する。 このような点に鑑み、最近では石炭(または安価な一般
炭)を用い、上下吹型炉内で鉄鉱石を溶融還元して銑鉄
を製造する方法が試みがなされている。 一方、Fe Crおよびステンレス鋼製造の分野でも
クロム鉱石の還元を高コストの電気炉を用いずに上下吹
型転炉にて溶融還元する方法が開発されている。 これらの方法においては、鉱石が溶解して生成したスラ
グ中の鉄酸化物、crB化物等の還元サイ1〜は主にス
ラグに浮遊しているコル9ス粒または石炭粒、スラグ−
メタル界面である。 そこで、スラグ層内に設置した横吹羽口を介して炭材粉
、Fe Si粉を吹込むことにより反応界面積を増や
し溶融還元の能率を高める方法も提案されている(特開
昭62−80214>。 [発明が解決しようとする課題] しかし、スラグ層内に設置した羽口を介して炭材粉、F
e Si粉等を吹込む方法においては、還元速度を上
昇できるが、還元に伴う吸熱量も多くなり、特に鉱石を
投入する工程(鉱石溶解期)においては鉱石の加熱・溶
解に要する熱量も多くなるので、反応系への熱供給が不
足する場合があり、溶融還元能率を十分に改善し得ない
という問題がめった。 この発明は従来の技術のこのような問題点に鑑みなされ
たものであり、還元速度の上昇と、反応系への熱供給速
度の上昇を同時に実現することにより溶融還元の高能率
化をはかる方法を提案しようとするものでおる。 [課題を解決しようとする手段1 この発明は、還元速度の上昇と、反応系への熱供給速度
の上昇を同時に実現する方法として、下記二つの手段を
こうじた。 ■ 鉱石と炭材およびフラックスを投入しつつ吹酸して
鉱石を溶解、還元する工程(鉱石溶解期)においては、
スラグ層内に炭材粉と酸素を同時に吹込むことによって
還元速度の上昇をはかる。 ■ 鉱石の投入を完了し炭材とフラックスのみを投入し
つつ吹酸してスラグ中の酸化物を還元・回収する工程(
還元回収期またはリンス期)においては、スラグ層内に
吹込む酸素量を鉱石溶解期より低下させることによって
還元を促進する。 そして、■の鉱石溶解期にスラグ層内に吹込む酸素量と
しては、炭材粉とその炭材粉を完全燃焼するに足る量、
すなわち下記式で定義する理論燃焼酸素量Qの0.1〜
1゜0倍とし、同じく■のリンス期における酸素量とし
ては、鉱石溶解期より少ない理論燃焼酸素量Qの0.1
〜0.1倍とすることを特徴とするものである。 Q= (1,867[%C] +11.2 [%旧−0
,TO[%O] > Wcoal ただし、Q:理論燃焼酸素量(Nm’/h)[%C]、
[% Hl、[%01:石炭の元素分析値 Wc0al ニスラグ槽内羽口からの炭材粉吹込み速度
(kq+)
マンガン鉱石等の鉱石を投入しつつ、コークス、石炭等
の炭材およびフラックスを投入して溶融還元し、鉱石中
の金属分を回収する方法に関するものである。 [従来の技術] 周知の通り、鉄鉱石を還元して銑鉄を得る方法としては
高炉法が広(普及している。高炉法はその高い生産性、
熱効率の面で極めて完成度の高いプロセスであるが、一
方では炭材として高価な原料炭を必要とすること、コー
クス炉等の高価な設備を必要とすること等の問題点を有
する。 このような点に鑑み、最近では石炭(または安価な一般
炭)を用い、上下吹型炉内で鉄鉱石を溶融還元して銑鉄
を製造する方法が試みがなされている。 一方、Fe Crおよびステンレス鋼製造の分野でも
クロム鉱石の還元を高コストの電気炉を用いずに上下吹
型転炉にて溶融還元する方法が開発されている。 これらの方法においては、鉱石が溶解して生成したスラ
グ中の鉄酸化物、crB化物等の還元サイ1〜は主にス
ラグに浮遊しているコル9ス粒または石炭粒、スラグ−
メタル界面である。 そこで、スラグ層内に設置した横吹羽口を介して炭材粉
、Fe Si粉を吹込むことにより反応界面積を増や
し溶融還元の能率を高める方法も提案されている(特開
昭62−80214>。 [発明が解決しようとする課題] しかし、スラグ層内に設置した羽口を介して炭材粉、F
e Si粉等を吹込む方法においては、還元速度を上
昇できるが、還元に伴う吸熱量も多くなり、特に鉱石を
投入する工程(鉱石溶解期)においては鉱石の加熱・溶
解に要する熱量も多くなるので、反応系への熱供給が不
足する場合があり、溶融還元能率を十分に改善し得ない
という問題がめった。 この発明は従来の技術のこのような問題点に鑑みなされ
たものであり、還元速度の上昇と、反応系への熱供給速
度の上昇を同時に実現することにより溶融還元の高能率
化をはかる方法を提案しようとするものでおる。 [課題を解決しようとする手段1 この発明は、還元速度の上昇と、反応系への熱供給速度
の上昇を同時に実現する方法として、下記二つの手段を
こうじた。 ■ 鉱石と炭材およびフラックスを投入しつつ吹酸して
鉱石を溶解、還元する工程(鉱石溶解期)においては、
スラグ層内に炭材粉と酸素を同時に吹込むことによって
還元速度の上昇をはかる。 ■ 鉱石の投入を完了し炭材とフラックスのみを投入し
つつ吹酸してスラグ中の酸化物を還元・回収する工程(
還元回収期またはリンス期)においては、スラグ層内に
吹込む酸素量を鉱石溶解期より低下させることによって
還元を促進する。 そして、■の鉱石溶解期にスラグ層内に吹込む酸素量と
しては、炭材粉とその炭材粉を完全燃焼するに足る量、
すなわち下記式で定義する理論燃焼酸素量Qの0.1〜
1゜0倍とし、同じく■のリンス期における酸素量とし
ては、鉱石溶解期より少ない理論燃焼酸素量Qの0.1
〜0.1倍とすることを特徴とするものである。 Q= (1,867[%C] +11.2 [%旧−0
,TO[%O] > Wcoal ただし、Q:理論燃焼酸素量(Nm’/h)[%C]、
[% Hl、[%01:石炭の元素分析値 Wc0al ニスラグ槽内羽口からの炭材粉吹込み速度
(kq+)
スラグ層内に炭材粉と酸素を同時に吹込むことにより、
炭材粉中の炭素および水素が燃焼して熱供給されるとと
もに、吹込んだ炭材粉の一部の表面が還元サイトとなる
ことにより還元速度の上昇がはかられる。つまり、発熱
サイトと還元サイトを近づけることができる。
。 鉱石溶解期における横吹き羽目からの酸素の吹込み量を
理論燃焼酸素量の0.1〜1.0倍としたのは、0.1
倍未満では反応サイトへの熱供給が不十分となり、他方
1,0倍を超える母では還元反応が阻害されるためであ
る。 また、リンス期の酸素吹込み量を理論燃焼酸素量の0.
1〜0.7倍としたのは、リンス期においては鉱石溶解
期はど大量の熱を必要としないためであり、その理由は
上記と同様、0.1倍未満では反応サイトへの熱供給が
不十分となり、他方0.7倍を超える量では還元反応が
阻害されるためである。 第1図はこの発明方法を実施するための装置構成例を示
す概略図であり、(1)は金属浴(2)を貯える上下吹
型転炉、(3)は金属浴の上に形成されたスラグ層、(
4)はスラグ層(3)の上面に酸素を吹込むための上吹
ランス、(5)は底吹羽口、(6)はスラグ層(3)内
にCOガスまたはN2ガスをキャリアガスとしてコーク
ス粉、微粉炭等の炭材と酸素を吹込むための横吹羽口、
(7)は炭材粉供給装置、(8)は炭材粉貯溜ホッパー
、(9)は定量切出し装置、(10)はキャリアガス配
管、(11)は炭材粉輸送管、(12)は鉄鉱石、クロ
ム鉱石、マンガン鉱石等の鉱石とフラックスを炉内に投
入するバンカーをそれぞれ示す。 すなわち、バンカー(11)から鉄鉱石やクロム鉱石等
の鉱石とフラックスを金属浴(2)上に投入し、上吹ラ
ンス(4)から酸素を吹込みスラグ層(3)を形成する
。 ついで、炭材粉貯溜ホッパー(8)よりコークス粉や微
粉炭等の炭材を定量切出し装置(9)により切出すとと
もにCOガスまたはN2ガスをキャリアガスとして輸送
し、横吹羽口(6)よりスラグ層(3)中に吹込む。こ
のとき、同じ横吹羽口(6)よりこの炭材粉を完全燃焼
するに足る量すなわら理論燃焼量の0.1〜1.0倍の
酸素を同時に吹込む。 これにより、炭材粉中の炭素および水素が燃焼して熱が
供給されるとともに、吹込んだ炭材粉の一部の表面が還
元サイトとなることにより還元速度の上昇がはかられる
。 鉱石の投入が完了し、炭材とフラックスのみを投入しつ
つ吹酸してスラグ中の酸化物を還元・回収する工程すな
わちリンス期においては、鉱石溶解期はど大量の熱を必
要としないため、横吹羽口からの酸素量を鉱石溶解期よ
り少ない理論燃焼酸素量の0.1〜0.7倍に低下し、
相対的に炭材粉の供給速度を上昇させて還元サイトの増
加をはかり、還元を促進させる。 なお、底吹羽口(5)からは撹拌ガスが吹込まれ、金属
浴(2)が撹拌されている。 [実 施 例] 実施例1 第1図に示す上下吹型転炉と同一構造の15トン試験炉
に脱燐溶銑を5トン注銑し、クロム鉱石(T −Cr=
31%、 T −Fe=20.6%)を投入しつつ第1
表に示す条件で溶融還元を行なって含クロム溶銑を製造
した。 その結果をコークスを炉上のみから添加した従来法と比
較して第1表に示す。 第1表より、スラグ層内に横吹羽口を介して微粉炭(粒
度1mm以下、 VM=34%)を吹込むとともにコー
クスを炉上から添加した本発明においては、還元速度の
上昇により操業時間の短縮がはかられ、かつ(丁・Cr
)は従来法並とすることができた。 第 1 表 実施例2 実施例1と同じ試験炉に脱燐溶銑を種湯として4トン注
銑し、塊石炭(V)l=30%)および鉄鉱石(丁・F
e=65.7%)を投入しつつ第2表に示す条件で溶融
還元を行なって溶銑を溶製した。 本実施例では、横吹羽口からの微粉炭(実施例1と同じ
性状)吹込速度を一定とし、理論酸素比をO〜1,3ま
で種々変化させた時の鉱石溶解期におけるスラブ中(T
−Cr)を第2図に、リンス期におけるクロム酸化物の
還元速度koを第3図にそれぞれ示す。 第2図より、鉱石溶解期においては理論酸素比0.1〜
1.0において還元が促進される結果、(T−Cr)は
低い値を示し、リンス期においては理論酸素比0゜1〜
0.7の範囲で同様にKOが高い値を示した。 以下余白 第 2 表 [発明の効果] 以上説明したごとく、この発明方法によれば、スラグ層
中に横吹羽口を介して炭材粉と酸素とを同時に吹込むこ
とにより、鉱石溶解期における発熱サイトと還元サイト
を近づけることができるので、還元速度の上昇がはから
れる。 また酸化物の還元・回収工程のリンス期においては、相
対的に炭材粉の供給速度を上昇させることができること
により、還元サイ]〜の増加をはかり還元を促進するこ
とができる。
炭材粉中の炭素および水素が燃焼して熱供給されるとと
もに、吹込んだ炭材粉の一部の表面が還元サイトとなる
ことにより還元速度の上昇がはかられる。つまり、発熱
サイトと還元サイトを近づけることができる。
。 鉱石溶解期における横吹き羽目からの酸素の吹込み量を
理論燃焼酸素量の0.1〜1.0倍としたのは、0.1
倍未満では反応サイトへの熱供給が不十分となり、他方
1,0倍を超える母では還元反応が阻害されるためであ
る。 また、リンス期の酸素吹込み量を理論燃焼酸素量の0.
1〜0.7倍としたのは、リンス期においては鉱石溶解
期はど大量の熱を必要としないためであり、その理由は
上記と同様、0.1倍未満では反応サイトへの熱供給が
不十分となり、他方0.7倍を超える量では還元反応が
阻害されるためである。 第1図はこの発明方法を実施するための装置構成例を示
す概略図であり、(1)は金属浴(2)を貯える上下吹
型転炉、(3)は金属浴の上に形成されたスラグ層、(
4)はスラグ層(3)の上面に酸素を吹込むための上吹
ランス、(5)は底吹羽口、(6)はスラグ層(3)内
にCOガスまたはN2ガスをキャリアガスとしてコーク
ス粉、微粉炭等の炭材と酸素を吹込むための横吹羽口、
(7)は炭材粉供給装置、(8)は炭材粉貯溜ホッパー
、(9)は定量切出し装置、(10)はキャリアガス配
管、(11)は炭材粉輸送管、(12)は鉄鉱石、クロ
ム鉱石、マンガン鉱石等の鉱石とフラックスを炉内に投
入するバンカーをそれぞれ示す。 すなわち、バンカー(11)から鉄鉱石やクロム鉱石等
の鉱石とフラックスを金属浴(2)上に投入し、上吹ラ
ンス(4)から酸素を吹込みスラグ層(3)を形成する
。 ついで、炭材粉貯溜ホッパー(8)よりコークス粉や微
粉炭等の炭材を定量切出し装置(9)により切出すとと
もにCOガスまたはN2ガスをキャリアガスとして輸送
し、横吹羽口(6)よりスラグ層(3)中に吹込む。こ
のとき、同じ横吹羽口(6)よりこの炭材粉を完全燃焼
するに足る量すなわら理論燃焼量の0.1〜1.0倍の
酸素を同時に吹込む。 これにより、炭材粉中の炭素および水素が燃焼して熱が
供給されるとともに、吹込んだ炭材粉の一部の表面が還
元サイトとなることにより還元速度の上昇がはかられる
。 鉱石の投入が完了し、炭材とフラックスのみを投入しつ
つ吹酸してスラグ中の酸化物を還元・回収する工程すな
わちリンス期においては、鉱石溶解期はど大量の熱を必
要としないため、横吹羽口からの酸素量を鉱石溶解期よ
り少ない理論燃焼酸素量の0.1〜0.7倍に低下し、
相対的に炭材粉の供給速度を上昇させて還元サイトの増
加をはかり、還元を促進させる。 なお、底吹羽口(5)からは撹拌ガスが吹込まれ、金属
浴(2)が撹拌されている。 [実 施 例] 実施例1 第1図に示す上下吹型転炉と同一構造の15トン試験炉
に脱燐溶銑を5トン注銑し、クロム鉱石(T −Cr=
31%、 T −Fe=20.6%)を投入しつつ第1
表に示す条件で溶融還元を行なって含クロム溶銑を製造
した。 その結果をコークスを炉上のみから添加した従来法と比
較して第1表に示す。 第1表より、スラグ層内に横吹羽口を介して微粉炭(粒
度1mm以下、 VM=34%)を吹込むとともにコー
クスを炉上から添加した本発明においては、還元速度の
上昇により操業時間の短縮がはかられ、かつ(丁・Cr
)は従来法並とすることができた。 第 1 表 実施例2 実施例1と同じ試験炉に脱燐溶銑を種湯として4トン注
銑し、塊石炭(V)l=30%)および鉄鉱石(丁・F
e=65.7%)を投入しつつ第2表に示す条件で溶融
還元を行なって溶銑を溶製した。 本実施例では、横吹羽口からの微粉炭(実施例1と同じ
性状)吹込速度を一定とし、理論酸素比をO〜1,3ま
で種々変化させた時の鉱石溶解期におけるスラブ中(T
−Cr)を第2図に、リンス期におけるクロム酸化物の
還元速度koを第3図にそれぞれ示す。 第2図より、鉱石溶解期においては理論酸素比0.1〜
1.0において還元が促進される結果、(T−Cr)は
低い値を示し、リンス期においては理論酸素比0゜1〜
0.7の範囲で同様にKOが高い値を示した。 以下余白 第 2 表 [発明の効果] 以上説明したごとく、この発明方法によれば、スラグ層
中に横吹羽口を介して炭材粉と酸素とを同時に吹込むこ
とにより、鉱石溶解期における発熱サイトと還元サイト
を近づけることができるので、還元速度の上昇がはから
れる。 また酸化物の還元・回収工程のリンス期においては、相
対的に炭材粉の供給速度を上昇させることができること
により、還元サイ]〜の増加をはかり還元を促進するこ
とができる。
第1図はこの発明方法を実施するための装置構成例を示
す概略図である。 第2図はこの発明の実施例1におけるスラグ中(T−F
e)におよぼす理論酸素比の影響を示す図である。 第3図は同じ〈実施例2におけるリンス期の還元速度に
およぼす理論酸素比の影響を示す図である。 1・・・上下吹型転炉 2・・・金属浴3・・・
スラグ槽 4・・・上吹ランス6・・・横吹
羽口 出願人 住友金属工業株式会社 リンス期還元速度(チ/誉〕 鉱石溶解期末スラグ中(%T−Fe) 平成 1年 6月6日
す概略図である。 第2図はこの発明の実施例1におけるスラグ中(T−F
e)におよぼす理論酸素比の影響を示す図である。 第3図は同じ〈実施例2におけるリンス期の還元速度に
およぼす理論酸素比の影響を示す図である。 1・・・上下吹型転炉 2・・・金属浴3・・・
スラグ槽 4・・・上吹ランス6・・・横吹
羽口 出願人 住友金属工業株式会社 リンス期還元速度(チ/誉〕 鉱石溶解期末スラグ中(%T−Fe) 平成 1年 6月6日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 スラグ層内にガス、および炭材を吹込むための羽口
を備えた上下吹型転炉を用い、鉄鉱石、クロム鉱石、マ
ンガン鉱石等の鉱石を溶融還元する方法において、鉱石
溶解期においては下記式で定義する理論燃焼酸素量Qの
0.1〜1.0倍の酸素を前記羽口より吹込み、酸化物
の還元回収期においては理論燃焼酸素量Qの0.1〜0
、7倍の酸素を同羽口より吹込むことを特徴とする溶融
還元方法。 Q=(1.867[%C]+11.2[%H]−0.7
0[%O])Wcoal ただし、Q:理論燃焼酸素量(Nm^3/h)、[%C
]、[%H]、[%O]:石炭の元素分析値、Wcoa
l:スラグ層内羽口かからの炭材粉吹込み速度(kg/
h)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10691488A JPH01275711A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 溶融還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10691488A JPH01275711A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 溶融還元方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01275711A true JPH01275711A (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=14445696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10691488A Pending JPH01275711A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 溶融還元方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01275711A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1006553C2 (nl) * | 1997-07-11 | 1999-01-12 | Hoogovens Staal Bv | Werkwijze voor het sturen (control) van een smelting reduction process. |
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-
1988
- 1988-04-28 JP JP10691488A patent/JPH01275711A/ja active Pending
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