JPH03257109A - Method for treating by-product produced in smelting reduction process - Google Patents

Method for treating by-product produced in smelting reduction process

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JPH03257109A
JPH03257109A JP5729490A JP5729490A JPH03257109A JP H03257109 A JPH03257109 A JP H03257109A JP 5729490 A JP5729490 A JP 5729490A JP 5729490 A JP5729490 A JP 5729490A JP H03257109 A JPH03257109 A JP H03257109A
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JP
Japan
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slag
metal
molten metal
dust
concn
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Application number
JP5729490A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Katayama
裕之 片山
Mitsutaka Matsuo
充高 松尾
Hiroshi Hirata
浩 平田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

PURPOSE:To effectively treat by-product while lowering T.Fe concn. in slag and obtaining molten metal by executing electrially conducted heating treatment while adding carbonaceous material to the by-product having the specific T.Fe concn., which is obtd. by adjusting bottom blow gas blowing quantity. CONSTITUTION:In a metallurgical furnace A, which can blow gas from the top, oxygen is top-blown from a lance 1 and smelting reduction is executed to iron raw material containing iron oxide charged together with the carbona ceous material and flux. At this time, the bottom blow gas is adjusted and temp. of molten metal 5 is made to 1360-1450 deg.C. By this method, T.Fe concn. in the produced slag 3 is made in the range of 3-9%. This by-product slag 3 is discharged and by using electrodes 9 in a vessel B, the electricity is conducted to heat the molten metal. At this time, it is desirable that dust by- product in the above smelting reduction process is further blown together with the bulky carbonaceous material 10. By this method, the slag 8 of <=2% of T.Fe concn. and the molten metal 14 are produced from the above slag 3.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、現行高炉法の問題点解決手段として期待され
ている溶融還元法の実用化にあたり、支障となっていた
副生物すなわち、スラグとタストを環境上も問題なく、
かつ資源としても有効利用できるようにするための方法
に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention aims to eliminate by-products, ie, slag, which have been a hindrance to the practical application of the smelting reduction method, which is expected to solve the problems of the current blast furnace method. environmentally friendly,
It also relates to a method for making it possible to use it effectively as a resource.

(従来の技術) 現在の主要な製鉄プロセスである高炉法は、大量溶銑製
造法として優れた特色を持っているが、生産弾力性が小
さいこと、高炉の効率を上げるためには、鉱石を焼結さ
せ、かつ石炭として特別な原料炭をコークス化すること
が必要であること、また、この方法て製造された溶銑に
は原料から持ち込まれるほとんど総てのリンが濃縮され
ており、その結果、後工程て実施するリン除去のための
費用が高くつくことなどが問題とされている。このよう
な欠点゛を解決する方法として研究されているのが溶融
還元法である。
(Prior technology) The blast furnace method, which is currently the main iron-making process, has excellent characteristics as a method for producing hot metal in large quantities, but it has low production elasticity, and in order to increase the efficiency of the blast furnace, it is difficult to burn ore. It is necessary to coke a special coking coal as coal, and the hot metal produced by this method is enriched with almost all the phosphorus brought in from the raw material; Problems include the high cost of removing phosphorus in the post-process. The smelting reduction method is being researched as a method to solve these drawbacks.

溶融還元法の一つであり、上底吹き可能な装置を用いる
本発明の如き方法においては、鉱石に焼結のような塊成
化処理を施す必要かないこと、炭材として原料炭のよう
な特殊なものを必要としないこと、 操業はクイックスタート/ストップが可能で生産弾力性
が大きいこと、高炉法と異なり脱リンが可能なことなど
、高炉法に内在する問題を解決可能な方法として期待さ
れ、研究が盛んに行なわれている。
In the method of the present invention, which is one of the smelting reduction methods and uses an apparatus capable of top-bottom blowing, there is no need to subject the ore to agglomeration treatment such as sintering, and it is possible to use coking coal as the carbon material. It is expected to be a method that can solve the problems inherent in the blast furnace method, such as not requiring special equipment, quick start/stop operation, and high production flexibility, and unlike the blast furnace method, dephosphorization is possible. and is being actively researched.

しかしながら、溶融還元法の問題点の一つである副生物
の処理はまだ解決されるまでに至っていない。まず第一
に問題となる副生物はスラグである。溶融還元法の特徴
の一つとして原料から持ち込まれるリンの還元を抑制て
き、低リンのメタルを直接製造てきることがあげられる
。たたし、一方で、スラグに(T、Fe)として3%以
上の酸化鉄が含まれる。このような酸化鉄を含むスラグ
は、スラグ利用という観点からすれは、色などの点て問
題かあり、用途を広げるために、酸化鉄濃度を下げる必
要がある。しかし、メタルの存在下てこのためのスラグ
還元処理を行なうとリンの還元も同時に起こることにな
り、せっかくの特徴を発揮できない。かと言って、スラ
グをメタルと分離して還元処理すると、還元反応熱が奪
われて温度が低下し、還元反応が阻害される。
However, the treatment of by-products, which is one of the problems of the melt reduction method, has not yet been solved. The first and most problematic by-product is slag. One of the characteristics of the smelting reduction method is that it suppresses the reduction of phosphorus brought in from the raw materials, allowing it to directly produce low-phosphorus metal. However, on the other hand, the slag contains 3% or more of iron oxide as (T, Fe). Slag containing such iron oxide has problems from the viewpoint of slag utilization, such as color, and it is necessary to lower the iron oxide concentration in order to broaden its uses. However, if slag reduction treatment is performed for leverage in the presence of metal, phosphorus reduction will also occur at the same time, making it impossible to demonstrate its special characteristics. On the other hand, if the slag is separated from the metal and subjected to reduction treatment, the heat of the reduction reaction is taken away, the temperature decreases, and the reduction reaction is inhibited.

もう一つ問題になる副生物はダストである。Another problematic by-product is dust.

ダストには、酸化鉄を主とする鉄分、炭材の粉などのほ
かに硫黄分が含まれている。硫黄分は溶融還元炉に装入
された原料に含まれていたもののうち、約60%が気化
したもので、溶融還元炉での脱S反応として重要な働き
をしている。
The dust contains iron, mainly iron oxide, carbonaceous powder, and sulfur. Approximately 60% of the sulfur content contained in the raw material charged into the smelting-reduction furnace is vaporized, and plays an important role in the S removal reaction in the smelting-reduction furnace.

ダストの処理法としては、通常稼動中の炉にリサイクル
することが考えられる。確かに鉄分と炭材についてはリ
サイクルしても問題ないが、反面せっかく気化除去され
た8分が戻ることになって、メタルのSレベルを高くす
るという問題を生ずる。
One possible way to dispose of the dust is to recycle it into a normally operating furnace. It is true that there is no problem in recycling the iron and carbonaceous materials, but on the other hand, the 8% that has been vaporized and removed will be returned, causing the problem of raising the S level of the metal.

以上のように、溶融還元法の副生物であるスラグ、ダス
トとも通常考えられる方法で処理すれば、メタルのP、
Sを高めることになって、溶融還元法の精錬上の特質を
生かすことができない。
As mentioned above, if slag and dust, which are by-products of the melting reduction process, are treated in a manner that is normally considered to be
This results in an increase in S, making it impossible to take advantage of the refining characteristics of the smelting reduction method.

(発明が解決しようとする課題) 本発明では、溶融還元法で発生するスラグを処理し、メ
タルのリン濃度を高めることなくスラグとして利用する
のに問題のないレベルまで酸化鉄濃度を下げ、また、ダ
スト処理を、特にSメタルに戻すことなく合理的に行な
って、溶融還元の脱P、脱S機能を生かしつつ、副生物
処理の問題を解決しようとしている。
(Problems to be Solved by the Invention) In the present invention, the slag generated by the smelting reduction method is treated to reduce the iron oxide concentration to a level where there is no problem in using it as slag without increasing the phosphorus concentration of the metal. , we are attempting to solve the problem of by-product treatment while making use of the deP and deS functions of smelting reduction by performing dust treatment in a rational manner without particularly returning the metal to S.

(課題を解決するための手段) ガスを上底吹きてきる冶金炉において、酸素を上吹きし
ながら、酸化鉄を含有する鉄原料と炭材を投入して、溶
融メタルの温度が1360〜1450℃の範囲になるよ
うに調整し、さらにスラグ(T、Fe)濃度が3〜9%
の範囲となるように底吹鮒ガス吹き込み量を調整して、
溶融メタルとスラグを製造する第1工程を行なったのち
、炉外に排圧した該スラグを通電加熱しながら炭材を添
加して、(T、Fe)濃度か2%以下のスラグと溶融メ
タルを得る第2工程を実施する。また、この第2工程で
、スラグを通電加熱しながら添加する炭材の一部に第1
工程で発生するダストを用いる。
(Means for solving the problem) In a metallurgical furnace in which gas is blown from the top to the bottom, an iron raw material containing iron oxide and carbon material are introduced while blowing oxygen from the top to the bottom, and the temperature of the molten metal is raised to 1360 to 1450. ℃ range, and the slag (T, Fe) concentration is 3 to 9%.
Adjust the amount of gas blowing into the bottom blowing crucian carp so that it falls within the range of
After carrying out the first step of producing molten metal and slag, the slag, which was pressurized outside the furnace, is heated with electricity while adding carbonaceous material to produce slag and molten metal with a (T, Fe) concentration of 2% or less. A second step is carried out to obtain . In addition, in this second step, the first
Uses dust generated during the process.

(作   用) 第1図に本発明の第1工程で用いる設備の一例を示す。(For writing) FIG. 1 shows an example of equipment used in the first step of the present invention.

この設備はガスを上底吹き可能な冶金炉Aで、酸素は上
吹きランス1を通して吹餘付けられる。ガス底吹きは溶
融物の攪拌のために行われ、通常、窒素ガスが用いられ
る。原料は、鉄鉱石、あるいはその予備還元物などの酸
化鉄を含有する鉄原料、石炭あるいはそれを予備加熱し
て揮発分含有量を調整した炭材、並ひに石炭などのフラ
ックスである。図中2は耐火物、3はスラグ、4は気泡
、5はメタル浴、6は炭材を示す。
This equipment is a metallurgical furnace A capable of top-bottom blowing of gas, and oxygen is supplied through a top-blowing lance 1. Gas bottom blowing is performed to stir the melt, and nitrogen gas is usually used. The raw materials are iron raw materials containing iron oxide such as iron ore or its pre-reduced product, coal or a carbonaceous material prepared by preheating it to adjust the volatile content, and fluxes such as coal. In the figure, 2 is a refractory, 3 is a slag, 4 is a bubble, 5 is a metal bath, and 6 is a carbon material.

溶融物の温度は、例えはサブランスをメタル層に挿入し
て測定することができるが、この値が1360〜145
0℃の範囲になるように鉄原料の供給速度を調整する。
The temperature of the melt can be measured, for example, by inserting a sub-lance into the metal layer, but this value is between 1360 and 145.
The feed rate of the iron raw material is adjusted so that the temperature is within the range of 0°C.

もし、その値が1450℃を越えるようだと、第2図に
示すように、メタルのP濃度[P]を十分に低減するこ
とはできず、本発明の目的に適さない。一方、その温度
が1360℃未満の場合は操業が不安定になって好まし
くない。
If the value exceeds 1450° C., as shown in FIG. 2, the P concentration [P] of the metal cannot be sufficiently reduced, which is not suitable for the purpose of the present invention. On the other hand, if the temperature is less than 1360°C, the operation becomes unstable, which is not preferable.

スラグの酸化鉄濃度、すなわち、(T、Fe)は、鉄原
料からの酸化鉄供給速度と該酸化鉄の還元速度のバラン
スによフて決まる。酸化鉄の供給速度は生産性という形
で決まってしまうので、結局、(T、Fe)の還元速度
、すわわち底吹きガス量によって決まることになる。本
発明において(T、Fe)は3%以上、9%以下に調整
することが望ましい。何故ならば第3図に示すように、
(T、Fe)か3%未満だとメタルのP濃度[P]を十
分に低減できないからである。一方、(T、Fe)が9
%を越えると、耐火物損耗速度が急上昇し、かつ操業面
でも、異常フォーミングなどを起こしやすくなり、不安
定になる。
The iron oxide concentration of the slag, ie (T, Fe), is determined by the balance between the iron oxide supply rate from the iron raw material and the reduction rate of the iron oxide. Since the supply rate of iron oxide is determined by productivity, it is ultimately determined by the reduction rate of (T, Fe), that is, the amount of bottom-blown gas. In the present invention, (T, Fe) is desirably adjusted to 3% or more and 9% or less. This is because, as shown in Figure 3,
This is because if (T, Fe) is less than 3%, the P concentration [P] of the metal cannot be sufficiently reduced. On the other hand, (T, Fe) is 9
If it exceeds %, the rate of wear of the refractory increases rapidly, and in terms of operation, abnormal forming is likely to occur, resulting in instability.

このようなスラグの酸化鉄濃度に関する条件を満足させ
るためには、底吹きガスを、炉内で存在する単位メタル
量当たり3〜15Nm3/l−メタルの範囲で吹き込む
のが好ましい、ここで用いるガス種としては、窒素ガス
が取り扱い、作用効果、コストの点から最も実用的であ
る。
In order to satisfy such conditions regarding the iron oxide concentration of the slag, it is preferable to blow bottom blowing gas in a range of 3 to 15 Nm3/l-metal per unit amount of metal present in the furnace. As a seed, nitrogen gas is the most practical in terms of handling, effectiveness, and cost.

メタルのC濃度は、メタルへの炭材からの炭素の供給速
度と、メタルからの炭素の除去速度、すなわち、メタル
中Cと酸化鉄あるいは酸化性雰囲気の反応速度との相対
関係で決まる。
The C concentration of the metal is determined by the relative relationship between the rate of supply of carbon from the carbon material to the metal and the rate of removal of carbon from the metal, that is, the reaction rate of C in the metal and iron oxide or an oxidizing atmosphere.

メタルへの炭素供給速度(正確には加炭速度)は、スラ
グ層内における炭材とメタルの分布状態に依存する。こ
のうち、メタルの分布は底吹きガスの量に依存する。一
方、炭材の分布は粒度分布に依存する。炭材は、含まれ
ている揮発分の含有量によって、炉内て急速加熱された
時の細粒化の程度が決まる。したがって、使用する石炭
の揮発分含有量で、炉内スラグ量層における炭材の粒度
分布、すなわち、メタルへの加炭速度が調整できる。
The rate of carbon supply to the metal (more precisely, the carburization rate) depends on the distribution state of the carbonaceous material and metal within the slag layer. Of these, the distribution of metal depends on the amount of bottom-blown gas. On the other hand, the distribution of carbonaceous material depends on the particle size distribution. The degree of grain refinement of carbonaceous materials when rapidly heated in a furnace is determined by the content of volatile matter contained therein. Therefore, the particle size distribution of the carbon material in the in-furnace slag layer, that is, the rate of carburization into metal, can be adjusted by the volatile content of the coal used.

本発明においてはメタルのCを3%以上に保つ必要があ
る。3%を切ると還元反応速度が低下して、スラグの(
T、Fe)が高くなり、先に述べた(T、Fe)が9%
以下という条件を高生産性下では満足しにくくなること
、また、メタルの融点が上昇して前述の1450℃以下
という低温操業条件も満足しにくくなることなどがその
理由である。
In the present invention, it is necessary to maintain the C content of the metal at 3% or more. When it is less than 3%, the reduction reaction rate decreases and the slag (
T, Fe) increases, and the previously mentioned (T, Fe) increases by 9%.
The reasons for this are that it becomes difficult to satisfy the following conditions under high productivity conditions, and that the melting point of the metal rises, making it difficult to satisfy the aforementioned low-temperature operating conditions of 1450° C. or lower.

メタルのC濃度がこのような条件を満足するには、大型
設備の場合、炭材に揮発分含有量が5%以下のもの(た
とえば、コークスやチャーのように炉外で加熱して揮発
分を除去したもの)を、炭素量としては少なくとも10
%以上用いることが必要である。
In order for the C concentration of the metal to satisfy these conditions, in the case of large-scale equipment, the carbonaceous material must have a volatile content of 5% or less (for example, coke or char, which is heated outside the furnace to remove volatile content). ) with a carbon content of at least 10
It is necessary to use % or more.

一方、スラグの組成は、鉱石、炭材などから持ち込まれ
るSiO□、AlzOs、MgOなどの成分に、フラッ
クスとしてCaOlMgOなとの成分を添加して調整さ
れる。適正組成は、精錬能と前記温度条件での操業安定
性などを考慮して決められるが、例えば((!kcao
)◆nMg0)/ (ksioz)+(96AMzOs
))の値で1.0から1.4の範囲が目安となる。
On the other hand, the composition of the slag is adjusted by adding components such as CaOlMgO as a flux to components such as SiO□, AlzOs, and MgO brought in from ores, carbonaceous materials, and the like. The appropriate composition is determined by taking into account the refining ability and operational stability under the above temperature conditions. For example, ((!kcao
)◆nMg0)/ (ksioz)+(96AMzOs
)) is in the range of 1.0 to 1.4.

スラグ組成とスラグ量、あるいは全ダスト発生量は、酸
素ジェットとメタルを遮断する上での直接関係因子であ
り、メタル起因ダストの発生量抑制に大きく影響する。
The slag composition and the amount of slag, or the total amount of dust generated, are factors directly related to blocking the oxygen jet and metal, and have a large influence on suppressing the amount of metal-induced dust generated.

ダストの内でメタル起因のもの、すなわち、酸化鉄濃度
が高いものは、本発明の第2工程で必要電力量を増加さ
せるので好ましくない。このメタル起因のダスト発生量
を低下させるためには、スラグ量が炉内に存在している
メタル量に対して340kg/を以上であることを必要
とする。この条件を満足させるために、スラグの排圧量
を調整する必要がある。
Dust that is caused by metals, that is, dust that has a high iron oxide concentration is not preferable because it increases the amount of power required in the second step of the present invention. In order to reduce the amount of dust generated due to metals, the amount of slag needs to be 340 kg/or more relative to the amount of metal present in the furnace. In order to satisfy this condition, it is necessary to adjust the amount of slag exhaust pressure.

排ガスは乾式あるいは湿式の集塵機で除塵され、分離さ
れたダストは、必要によって乾燥、成型などの処理工程
に送られる。
The exhaust gas is removed by a dry or wet dust collector, and the separated dust is sent to processing steps such as drying and molding as necessary.

生成したメタルとスラグは間欠的あるいは連続的に炉外
に排出される。スラグとメタルは別々に比してもあるい
は同時に比しても良いが、いずれの場合も炉外で比重差
を利用して分離され、耐火物を内張した取鍋のような容
器に収められる。
The metal and slag produced are intermittently or continuously discharged outside the furnace. Slag and metal may be compared separately or at the same time, but in either case they are separated outside the furnace using the difference in specific gravity and placed in a ladle-like container lined with refractory material. .

メタルは次の工程で炭素などの不純物を除去されて、溶
綱に精錬される。一方、スラグおよびダストは本発明の
vS2工程に送られて処理される ′s4図に本発明第2工程に用いられる設備の一例を示
す。
In the next process, impurities such as carbon are removed from the metal, and it is refined into molten steel. On the other hand, the slag and dust are sent to the vS2 step of the present invention for treatment. Fig.'s4 shows an example of the equipment used in the second step of the present invention.

耐火物フを内張して容器13に収められている溶融スラ
グ8中に炭素製あるいはメタル製の電極9を装入して通
電し発熱させる。このときの発生熱量はスラグ中の酸化
鉄の還元反応熱として用いられ、この還元反応を所定の
 (T、Fe)値となるまで進める間、スラグを溶融状
態に保つ。通電は直流あるいは交流のいずれでもよい。
A carbon or metal electrode 9 is inserted into the molten slag 8 housed in a container 13 lined with refractory material, and electricity is applied to generate heat. The amount of heat generated at this time is used as the heat of the reduction reaction of iron oxide in the slag, and the slag is kept in a molten state while this reduction reaction proceeds until a predetermined (T, Fe) value is reached. The current may be either direct current or alternating current.

スラグ内の酸化鉄の還元剤としては、炭材か用いられる
。この炭材としては、第1工程で添加する石炭、コーク
スなど、あるいは第1工程でスラグを炉外に排出する時
に一部一緒に出てきたもの、その他、炭素分を含む各種
のものを使用可能である。
Carbon material is used as a reducing agent for iron oxide in the slag. This carbon material may include coal, coke, etc. added in the first step, a portion of the slag that comes out when it is discharged from the furnace in the first step, and various other materials containing carbon. It is possible.

真比重がスラグより小さい炭材をスラグ中に巻き込ませ
て還元反応速度を大きくしようとするには、スラグ層に
窒素のようなガスを吹き込んで攪拌することが望ましい
。炭材が粉状である場合には該粉炭材をガスで吹き込む
ことも効果的である。
In order to increase the reduction reaction rate by incorporating carbonaceous material whose true specific gravity is smaller than that of the slag into the slag, it is desirable to blow a gas such as nitrogen into the slag layer and stir it. When the carbonaceous material is in powder form, it is also effective to blow the powdered carbonaceous material with gas.

添加する炭材の量は、スラグ内の還元しようとする酸化
鉄をCO生成反応によって還元するに必要な炭材当量の
150〜250%とするのが適正である。図中10は塊
状炭材、11はランス、12は耐火物、13はカバー 
14は生成メタル、15は気泡を示す。
It is appropriate that the amount of carbon material added be 150 to 250% of the carbon material equivalent required to reduce the iron oxide to be reduced in the slag through the CO production reaction. In the figure, 10 is a lump carbon material, 11 is a lance, 12 is a refractory, and 13 is a cover.
14 indicates generated metal, and 15 indicates bubbles.

第1工程で発生したダストは炭素分を含有しているので
、スラグ中の酸化鉄還元剤として使用できる。またこの
場合には、ダスト中に多量に含まれている硫黄分をスラ
グ中に固定させて安定化することが可能なので、硫黄に
関する環境対策上からも効果的である。
Since the dust generated in the first step contains carbon, it can be used as an iron oxide reducing agent in the slag. Furthermore, in this case, it is possible to stabilize the sulfur content contained in large amounts in the dust by fixing it in the slag, which is also effective in terms of environmental measures regarding sulfur.

さらに、この第1工程で発生したダストは必要によりそ
のまま乾燥され、あるいはブリケットなどに成型されて
、粉の場合には吹き込み法で、成型物の場合には上装入
法で添加される。
Furthermore, the dust generated in this first step is dried as is if necessary, or is formed into briquettes, etc., and added by blowing method in the case of powder, or by top charging method in the case of molded products.

ダストは溶融スラグ中に添加されると、炭素分はスラグ
内の酸化鉄と反応してCOを主成分とするガスを発生す
る。この点は通常の炭材と同じである。また、ダスト内
に含まれている酸化鉄は溶融スラグの中に溶は込み、つ
いで、添加された炭材によって還元される。従りて、ダ
ストに含まれる酸化鉄量のうち、ダスト内の炭素分で不
足する量たけ添加する展剤の量を増やす必要がある。
When the dust is added to the molten slag, the carbon content reacts with iron oxide in the slag to generate a gas containing CO as a main component. This point is the same as normal carbon material. Further, the iron oxide contained in the dust is infiltrated into the molten slag, and then reduced by the added carbonaceous material. Therefore, it is necessary to increase the amount of spreading agent added by the amount of iron oxide contained in the dust that is insufficient due to the carbon content in the dust.

ダスト中の硫黄分は大部分が溶融スラグの中に溶は込み
固定される。しかし、ダストの添加条件か不適切だと硫
黄の一部が再びダストに移行する。この比率を小さくす
るためには、ダスト添加の前に、スラグに別の炭材を添
加してスラグ中の (T、Fe)濃度を2%以下、でき
れは1%以下にまで下げておくことが望ましい。
Most of the sulfur content in the dust is melted into the molten slag and fixed. However, if the dust addition conditions are inappropriate, some of the sulfur will migrate back into the dust. In order to reduce this ratio, before adding dust, add another carbon material to the slag to lower the (T, Fe) concentration in the slag to 2% or less, preferably 1% or less. This is desirable.

酸化鉄還元によって生成したメタルとスラグの間には、
熱力学的に決まるリンと硫黄の分配関係が生じる。しか
し、スラグ量に対してメタル量は圧倒的に小さいのて、
リン、硫黄の絶対量から見れば、大半がスラグ内に固定
される。
Between the metal produced by iron oxide reduction and slag,
A thermodynamically determined distribution relationship between phosphorus and sulfur occurs. However, since the amount of metal is overwhelmingly smaller than the amount of slag,
In terms of absolute amounts of phosphorus and sulfur, most of them are fixed within the slag.

特に、スラグの (T、Fe)が低いと、(スラグの5
%)/(メタルの5%)の比が大きくなるので、ダスト
中の硫黄、すなわち第1工程で発生した硫黄のほとんど
すべてか最終的にはスラグ中に安定して固定されること
になる。
In particular, when (T, Fe) of slag is low, (5 of slag
%)/(5% of metal) becomes large, so almost all of the sulfur in the dust, that is, the sulfur generated in the first step, will eventually be stably fixed in the slag.

リンと炭素を含む生成メタルは最初、細かい粒として生
成するが、スラグ層の攪拌によって合体して沈降し、処
理後にはメタル塊として採取できる。このメタルは第1
工程の鉄原料の一部として用いることも、あるいは高炭
素メタルを脱炭する時の温度調整材として用いることも
できる。
The generated metal containing phosphorus and carbon initially forms as fine particles, but when the slag layer is stirred, it coalesces and settles, and after processing, it can be collected as metal lumps. This metal is the first
It can be used as part of the iron raw material in the process, or as a temperature control material when decarburizing high carbon metals.

次に、本発明により溶融還元工程で生成する副生物を処
理した実庇例を示す。
Next, a practical example of processing by-products generated in the melting reduction process according to the present invention will be shown.

(実 施 例) まず、第1工程として、アルミナ−カーボンれんがで内
張すした第1図のような転炉状容器を用い、以下の条件
で鉄鉱石の還元を行なった。
(Example) First, as a first step, iron ore was reduced under the following conditions using a converter-like container lined with alumina-carbon bricks as shown in FIG. 1.

(1)使用原料: ■鉄鉱石・・T、Fe (Total Fe)J9.8
%。
(1) Raw materials used: ■Iron ore...T, Fe (Total Fe) J9.8
%.

sto、、2.3% 。sto, 2.3%.

■炭材1 ”−F、C(Fixed Carbon)−
53,1%。
■Charcoal material 1 ”-F, C (Fixed Carbon)-
53.1%.

V、M(Volatil Matter)−37,2%
V, M (Volatile Matter) -37.2%
.

Ash  −10,3%。Ash -10.3%.

■炭材2−F、C−73.2% 、V、M−2,4%。■Charcoal material 2-F, C-73.2%, V, M-2.4%.

Ash = 9.8%。Ash = 9.8%.

(炉外で事前に620℃まて予備加熱したもの)■フラ
ックス・・・生石灰(CaOとして97%)(2)吹錬
条件; ■メタル(種湯)量・・・70t ■スラグ(種湯)量・・・26t (−370kg/l
−メタル)■上吹きガス量・・・酸素;2500ONm
’/hr (一定)■底吹きガス量・・・窒素:900
〜1100ON’/hr(・ 平均11Nm’/hr−
tメタル)■鉄鉱石供給量・・・供給速度・36.0〜
42.Ot/hr。
(preheated to 620℃ outside the furnace) ■Flux: Quicklime (97% as CaO) (2) Blowing conditions: ■Metal (seed water) amount: 70t ■Slag (seed water) ) Amount...26t (-370kg/l
-Metal)■Top-blowing gas amount...Oxygen; 2500ONm
'/hr (constant) ■Bottom blown gas amount...Nitrogen: 900
~1100ON'/hr (・Average 11Nm'/hr-
t metal) ■Iron ore supply amount...supply rate/36.0~
42. Ot/hr.

総量−40,Ot ■炭材供給量・・・炭材1;供給速度・19.6 t/
hr。
Total amount - 40, Ot ■Charcoal material supply amount...Charcoal material 1; Supply rate: 19.6 t/
hr.

総量−19,6を 炭材2:供給速度−3,9t/hr。Total amount -19,6 Carbon material 2: Supply rate -3.9 t/hr.

総量−3,9t ■フラックス供給量・・・4.2 t/hr、総量4.
2t■メタル温度・・・1410〜1440℃その結果
、生成したメタルの成分及びスラグの組成は次のように
なった。
Total amount - 3.9t ■Flux supply amount...4.2 t/hr, total amount 4.
2t Metal temperature: 1410 to 1440°C As a result, the components of the produced metal and the composition of the slag were as follows.

(1)メタル成分、 C−3,9%、Sii、02%、
Mn−0,21%P−0,020%、 S−0,036
%。
(1) Metal components, C-3, 9%, Sii, 02%,
Mn-0,21%P-0,020%,S-0,036
%.

(2)スラグ組成; Cab−43%、SiO,−29
%、MgO−5,6k。
(2) Slag composition; Cab-43%, SiO, -29
%, MgO-5,6k.

ARzOl−14% 、  T、Fe−4,5% 。ARzOl-14%, T, Fe-4.5%.

P−0,52%、 S−0,15%。P-0,52%, S-0,15%.

次に、前記第1工程、すなわち溶融還元工程で生成した
スラグをアルミナレンガで内張すした取鍋に受け、第2
工程として、黒鉛電極を2本挿入して交流を通電し、最
初の第1段階では、コークス粉のみをスラグ層内に吹き
込み、途中からの第2段階では、コークス粉の吹き込み
に加えて、蔦1工程で生成したダストをブリケットに成
型したものを上から投入した。
Next, the slag produced in the first step, that is, the melting reduction step, is received in a ladle lined with alumina bricks, and the second
The process involves inserting two graphite electrodes and applying alternating current.In the first stage, only coke powder is blown into the slag layer, and in the second stage, in addition to the coke powder, the ivy is blown into the slag layer. The dust produced in the first step was molded into briquettes and then poured from above.

スラグの温度は熱電対で測定し、通電する電流を調整し
てその指示値が1400〜1435℃の範囲となるよう
にした。
The temperature of the slag was measured with a thermocouple, and the applied current was adjusted so that the indicated value was in the range of 1400 to 1435°C.

以下にこのときの操業データを示す。The operational data at this time is shown below.

(1)処理前のスラグ条件; ■組成;第1工程終了時の組成に同じ。(1) Slag conditions before treatment; ■Composition: Same composition as at the end of the first step.

■温度; 1450℃ (2)第1段階の処理条件; (粉コークスのみをスラ
グ層に吹き込んだ時期) ■粉コークス吹き込み条件・・・粒度・1.2mm以下
キャリアガス=窒素ガス ■通電条件・・・交流、電圧−2,5V。
■Temperature; 1450℃ (2) Processing conditions of the first stage; (Time when only coke powder was blown into the slag layer) ■Coke powder blowing conditions: Particle size: 1.2 mm or less Carrier gas = nitrogen gas ■Electrification conditions: ...AC, voltage -2.5V.

電流−12000〜2300OA ■処理時間・・・8分 (3)第1段階終了時のスラグ条件; ■組成; Cab−44%、 SiO,s30%、 M
gO−6,8%A420a−15%、 T、Fe−1,
8%。
Current -12000~2300OA ■Processing time...8 minutes (3) Slag conditions at the end of the first stage; ■Composition; Cab-44%, SiO, s30%, M
gO-6,8% A420a-15%, T, Fe-1,
8%.

P−0,39%、  S−0,56% ■温度、 1390℃ (4)第2段階の処理条件; (粉コークスと共にタス
トブリケットも添加した時期) ■粉コークス吹き込み条件・・・第1段階に同じ■ダス
トブリケット添加条件・・・ [組成]  T、Fe1O,6%、 T、C−39,[
i%[添加方法]上から連続的に投入 ■通電条件・・・交流、電圧・2.5V。
P-0,39%, S-0,56% ■Temperature, 1390℃ (4) Processing conditions for the second stage; (Time when task briquettes were added along with coke powder) ■Coke powder blowing conditions...First stage ■Dust briquette addition conditions... [Composition] T, Fe1O, 6%, T, C-39, [
i% [Addition method] Continuously add from above ■Electrical conditions: AC, voltage 2.5V.

電流−20000〜2500OA ■処理時間・・・14分 その結果、最終的に第2段階処理終了時の状況は次のよ
うになった。
Current: -20,000 to 2,500 OA ■Processing time: 14 minutes As a result, the situation at the end of the second stage processing was as follows.

(1) スラグ組成; Cab−45%、5t(h−3
1%。
(1) Slag composition; Cab-45%, 5t (h-3
1%.

号z03−15%、MgO−6,8%、 T、Fe−0
,8%。
No. z03-15%, MgO-6,8%, T, Fe-0
,8%.

P−(1,28% 、  S−0,98%(2)スラグ
温度、 1397℃ (3)生成メタル成分: C−4,3%、 P−0,3
%s−o、oi% 。
P-(1,28%, S-0,98% (2) Slag temperature, 1397℃ (3) Generated metal component: C-4,3%, P-0,3
%s-o, oi%.

以上の通り、本発明により溶融還元工程で生成するスラ
グ及びダストを処理した結果、溶融還元工程に悪影響を
与えることなく、(T、Fe)濃度の低い有効利用可能
なスラグな提供することが可能となフた。
As described above, as a result of treating the slag and dust generated in the melting reduction process according to the present invention, it is possible to provide effectively usable slag with a low (T, Fe) concentration without adversely affecting the melting reduction process. Tonafuta.

(発明の効果) 本発明を実施することによって、溶融還元の精錬上の特
徴を生かしつつ、副生物であるスラグ、ダストの処理が
可能になり、現行高炉製鉄法の持ついくつかの問題点を
解決する方法として期待されている溶融連立法の実用化
を促進することができるため、工業的な効果が大きい
(Effects of the invention) By carrying out the present invention, it becomes possible to process by-products such as slag and dust while taking advantage of the refining characteristics of smelting reduction, and solve some of the problems with the current blast furnace iron manufacturing method. It has a great industrial effect because it can promote the practical application of the melting coupled method, which is expected to solve the problem.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1工程に用いる設備の一例を示す図
、第2図は本発明の第1工程におけるメタルのP濃度に
及ぼすメタル温度の影響を示す図、第3図は本発明の第
1工程におけるメタルのP濃度に及ぼすスラグ中酸化鉄
の(T、Fe)濃度の影響を示す図、そして、第4図は
本発明の第2工程に用いる設備の一例を示す図である。 1・・・ランス、 3川スラグ、 5・・・メタル¥谷、 7・・・内張り耐火物、 9・・・電極、 11・・・ランス、 13・・・カバー 15・・・気泡、 A・・・冶金炉、 2・・・耐火物、 4・・・気泡、 6・・・炭材 8・・・スラグ、 10・・・塊状炭材、 12・・・耐火物、 14・・・生成メタル、 B・・・容器。 第1図 第4 図 へ ま C−ま \ へ ま l5CL、  Z
FIG. 1 is a diagram showing an example of equipment used in the first step of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the influence of metal temperature on the P concentration of metal in the first step of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the influence of metal temperature on the P concentration of the metal in the first step of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the influence of the (T, Fe) concentration of iron oxide in the slag on the P concentration of the metal in the first step of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the equipment used in the second step of the present invention. . 1...Lance, 3 River slag, 5...Metal ¥valley, 7...Lining refractory, 9...Electrode, 11...Lance, 13...Cover 15...Bubble, A ...Metallurgical furnace, 2...Refractory, 4...Bubble, 6...Charcoal material 8...Slag, 10...Lumpy carbon material, 12...Refractory, 14... Generated metal, B...container. To Figure 1 Figure 4 Ma C-ma\ Bobble l5CL, Z

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガスを上底吹きできる冶金炉において、酸素を上吹
きしながら、酸化鉄を含有する鉄原料と炭材を投入して
、溶融メタルの温度が1360〜1450℃の範囲とな
るように調整し、さらにスラグの(T.Fe)濃度が3
〜9%の範囲となるように底吹きガス吹き込み量を調整
し て、溶融メタルとスラグを製造する第1工程を行なった
のち、炉外に排出した該スラグを通電加熱しながら炭材
を添加して、(T.Fe)濃度が2%以下のスラグと溶
融メタルを得る第2工程を実施することを特徴とする溶
融還元工程で生成する副生物の処理方法。 2 第2工程において、スラグを通電加熱しながら添加
する炭材が、その一部に第1工程で発生するダストを含
むことを特徴とする請求項1記載の溶融還元工程で生成
する副生物の処理方法。
[Claims] 1. In a metallurgical furnace capable of blowing gas from the top and bottom, an iron raw material containing iron oxide and carbonaceous material are charged while blowing oxygen from the top, and the temperature of the molten metal is in the range of 1360 to 1450°C. Further, the (T.Fe) concentration of the slag is adjusted to 3.
After the first step of producing molten metal and slag by adjusting the amount of bottom-blown gas in the range of ~9%, carbonaceous material is added to the slag discharged outside the furnace while heating it with electricity. A method for treating by-products generated in a melting reduction step, comprising: carrying out a second step of obtaining slag and molten metal having a (T.Fe) concentration of 2% or less. 2. In the second step, the carbonaceous material added while heating the slag with electricity partially contains the dust generated in the first step. Processing method.
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