JPH02125807A - 鉱石の溶融還元方法 - 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】

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スラグを形成し
、還元を行なう鉱石の溶融還元方法に関する。

【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
高炉法が広く普及している。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
を製造する方法の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、転炉内の溶銑に鉄鉱石（また
はＣｒ鉱石、　ｌｌｎ鉱石）と共に塊状炭材、およびフ
ラックスを投入しつつ上底吹送酸して溶融スラグを形成
し、スラグ中の金属酸化物を該スラグ中の浮遊炭材およ
びメタル中の炭素により還元する。 又、この還元速度を上昇さぜるため、スラグ層内に設置
した横吹羽口を介して炭材粉を吹込む方法も提案されて
いる（特開昭６２−８０２１４）。

【発明が解決しようとする課題】

塊状炭材を上部より投入する方法においては、還元反応
のサイトがスラグ中浮遊炭材の表面およびスラグ・メタ
ル界面に限られるため還元反応が遅く、処理時間が長い
という欠点がある。 一方、スラグ層内に炭材を吹込む方法においては、炭材
粉の表面が反応サイトとなるため、反応速度を上昇させ
ることができる。しかし、吹込む炭材として微粉炭を用
いた場合には、スラブ中で急激に熱分解し揮発分を発生
するためこの揮発分を効率的に燃焼させることができず
、熱効率が低いという問題がある。 なお、燃焼することなく放散した揮発分の一部は、上吹
酸素等によりスラグの上部空間で燃焼されるが、その燃
焼効率は低く十分な効果を上げることはできない。 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、その目的とするところはスラグ層内に吹
込んだ微粉炭から発生した揮発分を効果的に燃焼させる
ことにより、熱効率の上昇と反応速度の上昇を同時には
かることが可能な溶融還元方法を提案しようとするもの
である。

【課題を解決しようとする手段】

この発明は、揮発分を効果的に燃焼させて熱効率の上昇
と反応速度の上昇を同時にはかる方法として、スラグ層
内の羽口を上下二段に配置し、下段の羽口より微粉炭を
、上段の羽口より酸素をそれぞれ吹込むことを要旨とす
るものである。 ［作　　用］ スラグ層内の羽口を上下二段に配置し、下段羽口より微
粉炭を上段羽口より酸素を吹込む方法を採用したのは、
以下に示す理由による。 スラグ層中に設置した羽口より微粉炭を吹込むことは、
反応界面積を増加させ、反応速度を高める上で必要であ
る。 その場合、微粉炭と酸素を同一羽口より同時に吹込むこ
とにより、ある程度微粉炭中の揮発分を燃焼させること
はできるが、スラグ中に吹込んだ微粉炭の熱分解が急激
に起るため、揮発分がジェットの周囲に拡散し完全に燃
焼させることができない。 そこで、微粉炭を吹込む羽口の上方でかつスラグ層内に
設置した別の羽口より酸素を吹込むことにより、スラグ
層内に未燃焼で拡散した揮発分を効果的に燃焼ざぜるこ
とが可能となり、スラグ層に直接着熱させることができ
る。 なお、微粉炭を吹込む下段羽口と、酸素を吹込む上段羽
口の位置関係は特に限定するものではないが、未燃焼の
揮発分を効果的に燃焼できるように、上段羽口のジェッ
トと下段羽口のジェットが互いに近接するような位置に
配置するのが望ましい。 第１図はこの発明方法を実施するだ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、（６−１）はスラグ層（３
）内に微粉炭を吹込む下段羽口、（６−２）は同じくス
ラグ層（３）内に酸素を吹込む上段羽口をそれぞれ示す
。 微粉炭吹込み用羽口（６−１）は、例えば第４図に示す
ごとく、内管（ａ）、中管（ｂ）および外管（Ｃ）より
なる三重管で、内管（ａ）より微粉炭とキャリアーガス
を、中管（ｂ）より酸素又は酸素と不活性ガスの混合ガ
スを、外管（Ｃ）よりＬＰＧ等の冷却ガス又は冷却ガス
と不活性ガスの混合ガスをそれぞれ吹込む方式の羽口を
用いることができる。 又、微粉炭吹込み用下段羽口（６−１）と酸素吹込み用
上段羽口（６−２）は、第２図に平面から児た配置例を
示すように、下段羽口（６−１）と上段羽口（６−２）
のジェットが互いに近接するように配置する。 上記構造の上下吹型転炉により鉱石を溶融還元する場合
は、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、ＣＯガスまたはＮ２ガスをキャリアガスとして
微粉炭を下段羽口（６−１）よりスラグ層（３）中に吹
込むとともに、上段羽口（６−２）より酸素をスラグ層
中に吹込む。 下段羽口（６−１）よりスラグ層（３）中に吹込んだ微
粉炭は急激に熱分解し、揮発分がジェットの周囲に拡散
するが、上段羽口（６−２）より吹込まれる酸素により
この揮発分を燃焼し、スラグ層（３）に着熱される。 これにより、熱効率の上昇と反応速度の上昇がはかられ
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で、第２図に示す
羽口（４本）配置の１０トン試験炉に脱燐銑を５トン注
銑し、クロム鉱石（■・ＣＴ　＝　３１％。 ■・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結果を、
−段別口から微粉炭を吹込んだ従来法と比較して第１表
に併せて示す。 第１表より明らかなごとく、微粉炭吹込み羽口に加えて
、その上部に酸素吹込み用羽口を設置してスラグ層内に
酸素を吹込む本発明法においては、二次燃焼比率を高め
ることができ、その結果炭材原単位を低減することがで
きた。 （以下余白） 第 表 二次燃焼比率 （Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２）　／ （Ｈ２＋ω＋Ｈ２０＋Ｃｏ２　） 微粉炊粒度：　　　１ｍｍ 実施例２ 実施例１と同様の炉体に微粉炭と酸素を吹込む羽口を第
２図に示す平面視配置で上下二組づつ８本設置した試験
炉に脱燐銑を種湯として４トン注銑し、微粉炭および鉄
鉱石（■・Ｆｅ＝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た。 本実施例では、４本の下段羽口からの微粉炭吹込速度お
よび酸素流量を一定とし、４本の上段羽口からの酸素流
量を種々変化させた場合の二次燃焼比率の変化を第３図
に示す。 第３図より、上段羽口からの酸素流量の増加に伴ってほ
ぼ直線的に二次燃焼比率を上昇させることができた。 （以下余白） 第 表 （以下余白）

【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
中に下段羽口より微粉炭を、上段羽口より酸素をそれぞ
れ吹込むことにより、微粉炭の急激な熱分解により生じ
る揮発分を効率的に燃焼させることができるので、熱効
率の上昇と反応効率の上昇を同時にはかることができる
。

【図面の簡単な説明】

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図は同上装置における微粉炭および酸素の吹込用羽
口の配置例を示す概略平面図である。 第３図はこの発明の実施例２における二次燃焼比率にお
よぼす上段羽口の酸素流量の影響を示す図である。 第４図はａ粉炭吹込み用羽口の一例を示す断面図である
。 １・・・上下吹型転炉 ３・・・スラグ層 ６−１・・・下段羽口

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、スラグ層
   内の羽口を上下二段に配置し、下段の羽口より微粉炭を
   、上段の羽口より酸素をそれぞれ吹込むことを特徴とす
   る鉱石の溶融還元方法。