JPH0242884B2 - - Google Patents

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JPH0242884B2
JPH0242884B2 JP57189936A JP18993682A JPH0242884B2 JP H0242884 B2 JPH0242884 B2 JP H0242884B2 JP 57189936 A JP57189936 A JP 57189936A JP 18993682 A JP18993682 A JP 18993682A JP H0242884 B2 JPH0242884 B2 JP H0242884B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66Heat exchange

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粉、粒状鉱石のたて(竪)型炉溶
融還元方法に関し、とくに粉、粒状生鉱石を、有
利適切にたて型炉を用いて、溶融還元させること
についての開発成果を開示するものである。
近年、鉄鉱石をはじめ各種の金属酸化物より主
として成る原料鉱石は、塊状鉱石よりはむしろ、
粉、粒状鉱石の方が多くなりつつあり、今後もま
すますその比率は増加傾向にあるとみられる。
粉、粒状鉱石による製錬方法としては、流動層を
用いて粉、粒状鉱石を予備還元しこの予備還元鉱
を電炉、転炉、その他の溶解炉で溶融還元する方
式が一般的である。
この場合予備還元鉱にバインダーの添加で塊成
化をし、その塊成物をを溶解炉で溶融還元する方
式が多い。しかしこのような方式によれば塊成化
のための資材、処理費、処理エネルギーなどを必
要とするばかりでなく、塊成化をしたのち焼成を
必要とする場合にはその際に焼成炉から排出され
るガス中のNOx,SOxおよびダストなどを処理す
るための費用が多大に上ぼるところにも難点を伴
う。
また上記方式の他に、アーク炉やプラズマまた
は純酸素を利用する炉を用いて、予備還元鉱を塊
成ないしは焼成を行わずに溶融還元する方式も企
てられてはいるが、アーク炉を用いる方式によれ
ば電力消費が莫大であるばかりでなく、立地条件
にも制約があり、またプラズマを利用する炉を用
いる方式も電力消費が甚しく現在のところ工業的
規模での適用が困難であり、さらに純酸素を利用
する炉を用いる方式によれば高温雰囲気を得るこ
とは容易であつても還元雰囲気の維持が難しくま
た酸素使用量が嵩むなど、何れも技術的に解決を
要する問題をはらんでいる。
ところで微砕鉱石を予備還元した後、この予備
還元鉱を、石炭・酸素バーナーによる加熱により
溶融還元することは、古く特公昭34−2103号公報
に開示され、またとくに予備還元鉱の還元率を特
定するとともにその炭素含有量を高めて酸素導入
のみで溶融還元する改良方法についても発明者の
一部がさきに、特公昭56−44925号公報にて提案
したが、これらは予備還元鉱を溶融還元するのに
燃料および還元剤として前者で粉状石炭また後者
は還元鉄付着炭素を使用しその燃焼のために助燃
剤として常温の酸素を用いている。
これに対し発明者らはさらに進んで、炭素質固
体還元剤の充てん層をたて型炉内部で不断に形成
する一方、該炉の下部胴壁に上下2段にわたり配
設したそれぞれ複数の羽口群を通して、該炉から
排出される還元性の排ガスを用いて粉、粒状鉱石
を予備還元した部分還元鉱を必要により加えたフ
ラツクスとともに、高温の空気または酸素富化空
気をもつてする気流搬送下にたて型炉内に吹込ん
で、上記部分還元鉱を溶融還元することに関し特
公昭59−18452号公報記載の発明をさきに提案し
た。
これについては、工業的規模における開発研究
をさらに重ねつつあるが、一層深い検討を加えた
結果、上記のような予備還元処理や、また塊成化
処理を省略しても粉、粒状生鉱石をそのままたて
型炉に加熱下の反応性ガスで吹込み装入を行うこ
とにより、有利に直接的な溶融還元を行い得るこ
とを究明した。
炭素系固体還元剤の充てん層が形成されたたて
型炉の胴壁下部でそれぞれ複数多段にわたり配設
した羽口群を通して必要ならばフラツクスととも
に加熱下の反応性ガス気流により粉、粒状生鉱石
を、炉内に吹込み装入を行つて有利に溶融還元
し、またこの溶融還元により発生する還元性の排
ガスは副生ガスとして有効に活用することがで
き、かくして従来方式の粉粉、粒状生鉱石の製錬
方法における問題点の適切な克服を成就したもの
である。
この発明において予熱下の反応性ガス気流にて
搬送し、羽口群からたて型炉内に吹込み装入され
る装入物は、羽口先端部周辺でたて型炉内部に形
成された炭素系固体還元剤の充てん層の高熱領域
内を滴下する間に溶融還元され、炉床に蓄溜する
ので適時たて型炉から取り出せばよい。
この発明において、炭素系固体還元剤として、
とくに好ましくは粒径25〜75mm程度の塊コークス
を可とするが、石炭塊やチヤーなどもまた利用で
き、何れもシヤフト炉内にその頂部から連続供給
して充てん層を不断に形成させる。
次に予備還元処理を施すことなく直接たて型炉
への吹込み装入に供される粉、粒状生鉱石は、
0.5〜4mmのMBR鉱石、フイリピン産クロム鉱
石、オーストラリア産マンガン鉱石などをそのま
までも用いることができる。
粉、粒状生鉱石は必要により、石灰石、けい
石、ドロマイトさらには蛇絞岩などのフラツクス
を鉱石の種別性状に応じて混合して、加熱下の反
応ガス気流によりたて型炉内に吹込み装入し、溶
融還元を行わせる。
加熱下の反応性ガス気流は、上記たて型炉への
吹込みにより、該炉内で発生する還元性の排ガス
との熱交換による顕熱回収で300〜1000℃程度の
範囲の温度に予熱するか、またさらに必要ならば
1300℃程度までの温度に通常のガス加熱炉によつ
て加熱して用いる。何れにしても反応性ガスは、
たとえば空気のような酸素含有ガス、もしくは酸
素富化空気(酸素含有量50%程度以下)その他、
酸素−アルゴン混合気のような、上記温度域にて
送気配管に問題を生じることのない酸化性ガスが
利用できる。
この発明では、粉、粒状生鉱石の予熱下の反応
性ガス気流によるたて型炉内への吹込みを、上段
羽口群で行い、下段羽口群は反応性ガスのみの吹
込みを行うこと、また該気流を、たて型炉の排ガ
スとの熱交換により予熱することが実施上好適で
ある。
第1図にこの発明の実施に適合する溶融還元系
統を模式に示し、1は粉、粒状生鉱石の供給装
置、2はその給鉱口、3は溶融還元に供したたて
型炉であり、4はたて型炉3の頂部から炭素質固
体還元剤たとえば塊コークスの装入を司り該炉の
内部に充てん層を形成するための、還元剤供給装
置、また5,5′はたて型炉3の胴壁下部で上下
2段にわたりそれぞれ複数あて配設した羽口群で
ある。この羽口群5,5′を通してたとえば空気
を加熱下に吹込むことによりたて型炉3内の充て
ん層に着火し、かくしてたて型炉3中で発生する
還元性の排ガスを、排気口6から、その一部を分
岐管6′より昇圧機7に導いて破線で示す給鉱管
2′を通り、羽口群5,5′に至る粉、粒状生鉱石
の搬送を助成しつつ、羽口群5,5′から加熱空
気と共にたて型炉3内に吹き込み装入を行う。た
て型炉3内に吹き込む加熱空気は300〜800℃がす
でにのべたように好ましいが、必要によつてはガ
ス加熱炉8のような手段で1300℃までに加熱を行
つてもよい。なお、たて型炉3内に粉、粒状生鉱
石を加熱空気によつて吹込み装入を行うのに、上
段の羽口群5を用い、その溶融還元製錬を有利に
行わせるため図示しないがフラツクスをも羽口群
5から同時に吹込みをし、下段の羽口群5′は予
熱空気のみの吹込みとすることがのぞましい。
こうしてたて型炉3内に形成された充てん層が
羽口先端近傍で高炉の羽口先におけると同様なレ
ースウエイを生成して高温領域が形成され、この
領域内に予熱空気と共に吹込まれる粉、粒状生鉱
石は直ちに加熱され、容易に溶融し、たて型炉3
の下部に向け滴下する間に還元されて溶融金属と
溶融スラグが生成して製錬が行われる。炉床部に
蓄溜した溶融金属を出湯口10により適時炉外に
取出す。溶融スラグについても同様にする。
なお充てん層の高温領域を形成するレースウエ
イ部周辺は塊状の炭素系還元剤の燃焼雰囲気下に
酸素含有量が低く、すなわち酸素分圧が低くなつ
ているので、炉3内のレースウエイ部で溶融され
る粉、粒状生鉱石の還元は極めて好適に行われ
る。
この発明において炭素系固体還元剤として塊コ
ークスが好適であるが塊状のチヤーや石炭をもつ
て代え、またそれらを併用することもできる。
たて型炉3は通常の高炉に比しはるかに低くす
ることができるので操業に至便なほかとくに粉、
粒状生鉱石をたて型炉3の胴壁下部の羽口5から
該炉3内に吹込み供給するので、高炉におけるよ
うに強度の大きい還元剤は全く必要なく、したが
つて高価な強粘結炭でなくとも弱粘結炭や、非粘
結炭でも充分利用でき経済的にも有利である。
この発明において羽口群5,5′を上下2段に
配設したのはこれらの羽口群または羽口5のみを
経て予熱空気と共に炉内に吹込まれる鉱石が羽口
先端近傍で溶融還元されるために必要な熱量がも
しも不足すると、たとえ羽口先端近傍で溶融した
としても、炉底部に向う途中で熱の補給が不充分
になつて還元が阻害されるような炉床の冷え込み
により円滑に操業できなくなるおそれをなくする
ためで、この意味で粉、粒状生鉱石を主として上
段の羽口群5より供給し、下段の羽口群5′によ
つて炉床部を高温に加熱してこゝに適下する溶融
物の還元に必要な熱量を確保することがのぞまし
いわけである。
実施例 1 第1図に示した系統方式に従う試験炉で実施し
た。その結果を下記する。
1) クロム鉱石の銘柄:フイリピン産クロム鉱
石 粒 径:0.4mm以下 供給量:380Kg/hr 2) 炭素系固体還元剤の種類、コークス 粒 径:20〜40mm 供給量:790Kg/hr 3) たて型炉への送風量:1900Nm3/hr 送風温度:930℃ 送風羽口:上下各4本計8本 (上段4本にクロム鉱石を供給) 4) フエロクロム生産量:210Kg/hr 組 成:Cr53.0%,C6.8%,Si5.9% 5) スラグ排出量:380Kg/hr 実施例 2 実施例1と同様な試験結果を下記する。
1) マンガン鉱石の銘柄:オーストラリア産マ
ンガン鉱石 粒 径:1mm以下 供給量:440Kg/hr 2) 炭素系固体還元剤の種類、コークス 粒 径:20〜40mm 供給量:710Kg/hr 3) たて型炉への送風量:2620Nm3/hr 送風温度:950℃ 送風羽口:上下各4本計8本 (上段4本にマンガン鉱石を供給) 4) フエロマンガン生産量:230Kg/hr 組 成:Mn72.2%,C7.1%,Si2.2% 5) スラグ排出量:350Kg/hr この発明によれば高価な電力の使用を要せず、
また必ずしも強粘結炭でなくとも比較的安価な弱
粘結炭や非粘結炭を用いて炭素質固体還元剤の充
てん層を形成したたて型炉により粉、粒状生鉱石
の溶融還元が行え、該炉で発生する還元性の排ガ
スは、副生ガスとして別途の使途に活用され得る
ので、近年益々エネルギーコストの上昇が危惧さ
れる今後の粉、粒状鉱石の製錬方法として期待さ
れることろが大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の系統方式を示す模式図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 炭素系固体還元剤の充てん層をたて型炉内で
    不断に形成する一方、このたて型炉の胴壁下部で
    上下多段にわたり配設したそれぞれ複数の羽口群
    を通して加熱下の反応性ガスの吹込みを行い、こ
    の羽口群の少なくとも1部を通して粉、粒状生鉱
    石を、吹込みガス気流に帯同させてたて型炉内に
    吹込み装入することからなる粉、粒状生鉱石のた
    て型炉溶融還元方法。
JP57189936A 1982-10-28 1982-10-28 粉、粒状鉱石のたて型炉溶融還元方法 Granted JPS5980705A (ja)

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JPH0726160B2 (ja) * 1988-03-18 1995-03-22 日新製鋼株式会社 ステンレス鋼製造時の副生物からの有価金属回収方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5918452A (ja) * 1982-07-23 1984-01-30 Sumitomo Metal Ind Ltd 電磁超音波計測装置

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