JPH0196314A - 溶融還元法 - 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］ この発明は炭材を燃料及び還元剤として用い、鉄鉱石を
転炉型製錬炉内において溶融収態で還元する溶融還元法
に関する。

［従来の技術］ 溶融還元法は、高炉製銑法に変わるものであり、高炉製
銑法においては高炉の建設費が高く、広大な敷地が必要
であるという高炉製銑法の欠点を解消すべく、近年に至
り開発されたものである。

この溶融還元法においては、鉄鉱石を製錬炉からの排出
ガスで予備還元して炭材、造滓材とともに製錬炉内に装
入し、また酸素ガスまたは攪拌用ガスが前記製錬炉内に
吹き込まれる。

そすると炭材が予め装入されである溶銑に溶解するとと
もに、炭材のＣが酸素ガスによって酸化される。このと
きの酸化熱によって鉱石が溶融されるとともに、鉱石が
炭材中のＣによって還元される。溶銑から発生するＣＯ
ガスは過剰に吹き込まれる酸素ガスにより２次燃焼され
てＣ０２ガスになる。このＣＯ２ガスの顕熱は、溶銑上
を覆っているスラグ及びフォーミンク状の粒鉄に伝達さ
れ、次いで溶銑に伝達される。

こうして鉄鉱石が還元されて溶銑が製造されるが、製錬
炉における炭材のエネルギー効率を向上させるため、前
記製錬炉の発生ガスは酸化度［（ＩＩ２０十ＣＯ□）／
（Ｈ２＋Ｈ□ｏ＋ｃｏ＋ｃｏ□）］以下とれを単に０Ｄ
という］は出来る限り大きくすることが望ましい。前記
酸化度を大きくするため炭材の歩留をあげる方法として
ランスのノズル先端から粉炭を吹き込む方法が行われて
いた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、酸素ノズルから粉炭材を浴中に吹き込む
場合、粉炭材が飛散して粉炭材の歩留が低下すると共に
２次燃焼により生成されたＣＯガスが飛散された粉炭に
より還元されて製錬炉の排ガスのＯＤを低下させて未燃
焼のまま排出されるＣＯガスが多くなり、製錬炉内の熱
効率が低下するという問題があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のｔあって、炭材のエネルギー効率を向上させ製錬炉の
熱効率を向上させる溶融還元法を本発明による溶融還元
法においては主原料である鉄鉱石を副原料である炭材及
び造滓材とともに製錬炉に装入し、脱炭用及び２次燃焼
用ノズルを有する上吹き酸素ランスから酸素を吹き込み
、またＡｒ％Ｎ２等の不活性ガスもしくは前記製錬炉の
排ガスを撹拌用ガスとして前記製錬炉の側壁または炉底
に設けられた羽口から吹き込んで鉄鉱石を溶融還元する
方法であって、粉炭材と比重３以上の原料もしくは副原
料の粉体である添加材とを、添加材／炭材の重量比が０
．３乃至３となるように混合してキャリアーガスととも
に酸素ランスに設け、た専用ノズルから鉄浴の中に吹き
込むことを特徴とする。

粉炭材は比重８以上の物質と混合され見掛けの比重が大
きくされて酸素ランスのノズルから吹き込まれるので、
飛散する粉炭が少なくなり従って粉炭の歩留が上り、ま
た製錬炉の排ガスのＯＤも高くなって製錬炉内の熱効率
が向上される。

［実施例］ 本発明の実施例を添付の図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の溶融還元法に用いられる製錬炉の縦断
面図である。製錬炉１０内には鉄浴１１及びスラグ層１
２が形成され、造滓材が装入される第１のシュート１３
が前記炉の上部に設けられており、また酸素を吹き込む
酸素ランス２１が炉内に鉛直に挿入されている。前記ラ
ンスには脱炭用酸素及び２次燃焼用酸素を吹出すノズル
２２．２３が夫々設けられ、更にランス先端の中心には
主に粉炭材または鉄鉱石を吹き込むノズル２４が設けら
れている。前記炉の上方には流動層型の反応装置である
予熱予備還元炉３０が設けられ、これに第２のシュート
３１から鉄鉱石が供給され、ここで予熱、予備還元され
た鉄鉱石は第８のシュート８２から前記製錬炉１０に挿
入される。予熱予備還元炉３０に製錬炉１０の発生ガス
を供給する導管３３が設けられている。虫た、予熱予備
還元炉３０からの排ガスは特に図示しない通常の熱回収
装置または除塵装置を経て排出される。さらに、前記製
錬炉１０の側壁及び炉底には攪拌用のガスを吹き込む羽
口２５．２６が夫々設けられている。以上ののように構
成された本発明の方法に用いる溶融還元装置の作用につ
いて説明する。主原料である鉄鉱石は第２のシュート３
１から予熱子４Ａ還元炉８０に装入されここで製錬炉１
０から導管３３を通して発生ガスの供給を受けて予熱お
よび還元された後、製錬炉１０に第３のシュート８２を
通して装入される。造滓材は装入装置が簡便である通常
のホッパー（図示せず）から第１のシュート１３を通し
て製錬炉１０内に装入される。粉炭材は鉄鉱石と粉炭材
との重量比が０．３乃至３となるように混合されて酸素
ランス２１のノズルからキャリアーガスと共に吹出され
鉄浴中に効率良く吹き込まれる。前記重量比が０．３以
下では見掛は比重が不足で飛散される粉炭が多く、粉炭
の歩留りが良くないと同時に製錬炉内のガスのＯＤが低
下して製錬炉の熱効率を、低下させる。また、前記重量
比が３以上では粉炭の割合が少なくて必要量の粉炭を鉄
浴中に吹き込むことは酸素ランスの構造、大きさから実
際の操業では不可能である。第２図はＯＤと前記重量比
との関係を示したグラフ図で、重量比が０．３以下では
急激にＯＤが低下している。また第３図は前記重量比と
粉炭材の歩留との関係を示したグラフ図で前記重量比が
増大するに従って炭材の歩留は増大しており、本発明に
おける前記重量比の範囲は第２図に依り限定される。な
お鉄鉱石と粉炭材が混合された混合物の酸素ランスから
の吹込量は前記酸素ランスのノズル２４の断面積の単位
Ｃｍ２当り２０ｋｇ／ｍｉｎ乃至５０ｋｇ／ｍｉｎとさ
れる。２０ｋｇ以下では粉炭材の吹込量が不足し、５０
ｋｇ以上では前記ノズル２４から５０ｋｇ以上吹き込む
ことは実際上不可能である。

上記のように製錬炉に装入された主原料及び副原料は製
錬炉の側壁及び炉底に設けられた羽口２５．２６から撹
拌用ガスが吹き出され、既に炉内に形成されている鉄浴
およびスラグ層とともに十分攪拌される。この撹拌用ガ
スはＡｒ、Ｎ２等の不活性ガスまたは前記予熱予備還元
炉辛の排ガスが用いられる。一方前記酸素ランス２１の
脱炭用及び２次燃焼用ノズル２，２．２３から供給され
る酸素は前記炭材を酸化させて主原料である鉄鉱石を還
元するのに十分な熱源を供給し、鉄鉱石は効率良く溶融
還元される。

［発明の効果］ 本発明によれば粉炭材を比重３以上の物質と混合し見掛
は比重を大きくして、酸素ランスに酸素ノズルと別に設
けた専用ノズルから製錬炉内の鉄浴中に吹き込むので、
粉炭材が前記炉内で飛散される粉炭材は低減されて歩留
り良く鉄浴中に吹き込まれ、従って前記炉内のＯＤは前
記粉炭により低下することなく製錬炉の熱効率は向上さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶融還元法に用いられるプロセスの説
明図、第２図は本発明による粉炭材と鉄鉱石との重量比
とＯＤとの関係を示すグラフ図、第３図は前記重量比と
炭材の歩留との関係を示すグラフ図である。 １０・・・製錬炉、１１・・・鉄浴、１２・・・スラグ
層、１３・・・第３のシュート、２１・・・酸素ランス
、２２．２３．２４・・・ノズル、２５、２６　・・・
羽口、３０・・・予熱予備還元炉、３１・・・第２のシ
ュート、３２・・・第３のシュート、３３・・・導管。 特許出願人　　日本鋼管株式会社

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）主原料である鉄鉱石を副原料である炭材及び造滓
   材とともに製錬炉に装入し、脱炭用及び２次燃焼用ノズ
   ルを有する上吹き酸素ランスから酸素を吹き込み、また
   Ａｒ、Ｎ＿２等の不活性ガスもしくは前記製錬炉の排ガ
   スを撹拌用ガスとして前記製錬炉の側壁または炉底に設
   けられた羽口から吹き込んで鉄鉱石を溶融還元する方法
   であつて、粉炭材と比重３以上の主原料もしくは副原料
   の粉体である添加材とを、添加材／炭材の重量比が０．
   ３乃至３となるように混合してキャリアーガスとともに
   酸素ランスに設けた専用ノズルから鉄浴の中に吹き込む
   ことを特徴とする溶融還元法。
2. （２）前記添加材が鉄鉱石であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の溶融還元法。
3. （３）前記添加材が鉄鉱石と造滓材が混合されたもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の溶
   融還元法。
4. （４）前記専用ノズルから鉄浴の中に吹き込む量は前記
   専用ノズルの断面積について、２０乃至５０ｋｇ／ｍｉ
   ｎ／Ｃｍ＾２であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第３項のいずれか１に記載の溶融還元法。
5. （５）前記鉄鉱石を予め予熱または予備還元した後前記
   製錬炉に装入することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第４項のいずれか１に記載の溶融還元法。