JPH046765B2 - - Google Patents
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- JPH046765B2 JPH046765B2 JP29669986A JP29669986A JPH046765B2 JP H046765 B2 JPH046765 B2 JP H046765B2 JP 29669986 A JP29669986 A JP 29669986A JP 29669986 A JP29669986 A JP 29669986A JP H046765 B2 JPH046765 B2 JP H046765B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- 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
- C21B13/0013—Making 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
- C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は粉状鉄鉱石を溶融還元して溶銑を製造
する方法に関する。 〔従来の技術〕 竪型炉で含酸素気体（以下、吹込みガスと称
す）を吹込み、炉の上部に炭素質固体還元材の流
動層（以下、炭材流動層と称す）を形成させ、こ
の炭材流動層の下側に炭素質固体還元材の充填層
（以下、炭材充填層と称す）を形成させ粉粒状鉄
鉱石を炉に供給して溶銑を製造するプロセスで
は、炉に供給された鉄鉱石は炭材流動層領域で昇
温と還元が進行し、還元の進行に伴ない鉱石の密
度は大きくなり、これと同様に還元された鉱石は
交互に固着、融着を繰返し、次第に粒径が増大す
るため流動層領域から充填層領域に沈降し、この
充填層領域を降下する間に最終的な還元、溶銑温
度への加熱、Si、Mn等の溶銑成分の吸収、さら
にはスラグとメタルへの分離が行われ、炉下部で
は溶銑とスラグとなつて貯留する。 このように炭材充填層の高さと温度は溶銑の温
度、成分を最終的に決定する上で極めて重要な役
割を果しており、この方法により安定して高品質
の溶銑を製造する場合には炭材充填層の高さと温
度を適切に制御することが極めて重要である。 炭材充填層の高さを装入する石炭の粒径分布を
調整することによつて制御する技術が特開昭61−
221315号により開示されている。しかし、この方
法では石炭は銘柄により粉砕特性が著しく異なる
ため石炭の銘柄が変更し、また装入炭の粉径分布
が変化すると充填層高が不安定となり安定操業が
阻害される。しかも、吹込ガス供給位置よりも下
方の充填層の温度を積極的に制御する手段に欠け
るための充填層高の変動がそのまま溶銑成分と温
度の変動として表われる欠陥があつた。 このような炭材の粒径分布の変動を低減する手
段としては多数の銘柄の石炭を混合して使用する
方法もあるが、この場合には多数の貯炭槽や混合
ヤードが必要となり、コスト上昇の原因となり、
工業的には有利な方法とは言えない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は粉状鉄鉱石を溶融還元して溶銑を製造
する方法において、装入石炭銘柄の変更、装入粒
径分布変動にともなう充填層高と温度の不安定さ
とこの結果として生じる溶銑温度、成分の変動を
防止し、安定した操業を可能とする方法を提供す
ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 吹込ガス用の羽口を上、下２段に配置し、この
上、下段の羽口から吹込む吹込ガスの量比と酸素
含有率を独立に調整して充填層の高さと温度を調
整することにより溶銑温度と成分を安定させる。 〔作用〕 竪型炉では炉内のガス流速で規定される流動臨
界粒子径が存在し、この臨界粒子径より小さな炭
材は流動化し、大きな炭材は沈降して充填層を形
成する。このため装入炭材の粒子径分布が変化す
ると、流動化炭材と充填層となる炭材との量比が
変化するため、充填層高を安定に維持することが
できず、溶銑温度、成分が変動する。 本発明では羽口を上下２段に設置することによ
つて上下段羽口レベル間には常に充填層を形成す
ることができ、しかも上下段羽口から吹込む吹込
ガスの重比と酸素含有率を独立に調整することに
よつて充填層の温度を適正化することができ、溶
銑温度、成分を安定に維持することが可能とな
る。 装入炭材の粒径分布が小さくなつた場合、一段
羽口では一定の充填層高を維持しようとすれば吹
込ガス量を下げるを得ないが、２段羽口では下段
羽口から吹込むガスの酸素含有率を上げ、吹込ガ
ス量を低下させる。これは上下段羽口間の炉内ガ
ス量を下げることによつてこの領域での臨界粒子
径を下げて充填層を確保するもので、吸込ガス中
の酸素含有率を上げるのは充填層でのガス量減少
に伴なう充填層の温度降下を炭材燃焼量の増加に
より補償するものである。 また上段羽口からの吹込ガスはガス量、酸素含
有率ともに下段羽口からの吹込ガスの変更を補償
するように酸素含有率を下げ、吹込ガス量を増大
させる。このように炉に吹込む吹込ガス量は全体
として変化しないので生産量を一定に維持するこ
とができ、しかも充填層の温度も一定レベルを確
保することができるので安定した溶銑温度、成分
を得ることができる。 一方、炭材の粒径分布が大きい方に変化した場
合には流動層の確保が難しくなる。一段羽口の場
合には吹込ガス量を上げ、酸素含有率を下げなけ
ればならないが、このような操作をすると充填層
の温度が低下し、溶銑温度、成分を維持できなく
なる。しかし本発明の場合には上段羽口からの吹
込ガス量を上げ、酸素含膨有率を下げ、さらに下
段羽口からは充填層の温度変化を炭材の燃焼量で
補償するように酸素吹込量を調整すれば流動層を
確保することができ、充填層の温度も維持できる
ので安定した操業を継続することが可能である。 〔実施例〕 第１図に示す内径１ｍ、高さ約５ｍ、溶銑製造
能力約10t／日の竪型溶融還元炉１を用い、粉状
鉱石を、鉱石供給管１２を通して上段羽口６から
酸含素気体とともに炉内に供給し、第１表に示す
豪州産の２銘柄の石炭を炭素質固体還元材供給口
１３から供給して本発明の効果を確認した。第２
表は使用した粉状鉱石の成分を示す。 また、上段羽口６、下炭羽口７へ吹込む含酸素
気体の酸素含有率と吹込量の調整は含酸素気体の
供給管１１の途中に設けた分配機１０と酸素の供
給管９の途中に設けた分配機８を調整することで
行つた。 このようにして竪型溶融還元炉１の上部部分に
流動層２を形成し、炉内下部に充填層３を形成す
るようにして鉄鉱石を溶融還元し、炉底部にスラ
グ層４、溶銑層５を形成させ、適時出銑滓口１５
から排出した。排ガスは排出ガスダクト１４から
排出した。 第３表に実施例１、２および比較例１〜４の操
業状況を示した。 比較例１は石炭銘柄Ａを用いて安定した操業を
維持していたときの操業条件と溶銑温度、成分を
示す。比較例２と実施例１は石炭銘柄をＡからＢ
に変更した際、本発明の方法を実施しなかつた場
合と実施した場合の結果について示す。 また、比較例３のように石炭銘柄Ｂを用いて安
定操業を継続していた状態から石炭銘柄Ａに変更
した際に、本発明を実施しなかつた場合（比較例
４）と実施した場合（実施例２）の操業条件と操
業結果を示す。 比較例と実施例に示すように装入炭材の粒子径
変化に対して本発明を実施しない場合は溶銑温度
は著しく変化し、有害成分であるＳの除去も不十
分となるが、本発明を実施することにより溶銑成
分、温度とも安定した操業を継続することが可能
となる。
する方法に関する。 〔従来の技術〕 竪型炉で含酸素気体（以下、吹込みガスと称
す）を吹込み、炉の上部に炭素質固体還元材の流
動層（以下、炭材流動層と称す）を形成させ、こ
の炭材流動層の下側に炭素質固体還元材の充填層
（以下、炭材充填層と称す）を形成させ粉粒状鉄
鉱石を炉に供給して溶銑を製造するプロセスで
は、炉に供給された鉄鉱石は炭材流動層領域で昇
温と還元が進行し、還元の進行に伴ない鉱石の密
度は大きくなり、これと同様に還元された鉱石は
交互に固着、融着を繰返し、次第に粒径が増大す
るため流動層領域から充填層領域に沈降し、この
充填層領域を降下する間に最終的な還元、溶銑温
度への加熱、Si、Mn等の溶銑成分の吸収、さら
にはスラグとメタルへの分離が行われ、炉下部で
は溶銑とスラグとなつて貯留する。 このように炭材充填層の高さと温度は溶銑の温
度、成分を最終的に決定する上で極めて重要な役
割を果しており、この方法により安定して高品質
の溶銑を製造する場合には炭材充填層の高さと温
度を適切に制御することが極めて重要である。 炭材充填層の高さを装入する石炭の粒径分布を
調整することによつて制御する技術が特開昭61−
221315号により開示されている。しかし、この方
法では石炭は銘柄により粉砕特性が著しく異なる
ため石炭の銘柄が変更し、また装入炭の粉径分布
が変化すると充填層高が不安定となり安定操業が
阻害される。しかも、吹込ガス供給位置よりも下
方の充填層の温度を積極的に制御する手段に欠け
るための充填層高の変動がそのまま溶銑成分と温
度の変動として表われる欠陥があつた。 このような炭材の粒径分布の変動を低減する手
段としては多数の銘柄の石炭を混合して使用する
方法もあるが、この場合には多数の貯炭槽や混合
ヤードが必要となり、コスト上昇の原因となり、
工業的には有利な方法とは言えない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は粉状鉄鉱石を溶融還元して溶銑を製造
する方法において、装入石炭銘柄の変更、装入粒
径分布変動にともなう充填層高と温度の不安定さ
とこの結果として生じる溶銑温度、成分の変動を
防止し、安定した操業を可能とする方法を提供す
ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 吹込ガス用の羽口を上、下２段に配置し、この
上、下段の羽口から吹込む吹込ガスの量比と酸素
含有率を独立に調整して充填層の高さと温度を調
整することにより溶銑温度と成分を安定させる。 〔作用〕 竪型炉では炉内のガス流速で規定される流動臨
界粒子径が存在し、この臨界粒子径より小さな炭
材は流動化し、大きな炭材は沈降して充填層を形
成する。このため装入炭材の粒子径分布が変化す
ると、流動化炭材と充填層となる炭材との量比が
変化するため、充填層高を安定に維持することが
できず、溶銑温度、成分が変動する。 本発明では羽口を上下２段に設置することによ
つて上下段羽口レベル間には常に充填層を形成す
ることができ、しかも上下段羽口から吹込む吹込
ガスの重比と酸素含有率を独立に調整することに
よつて充填層の温度を適正化することができ、溶
銑温度、成分を安定に維持することが可能とな
る。 装入炭材の粒径分布が小さくなつた場合、一段
羽口では一定の充填層高を維持しようとすれば吹
込ガス量を下げるを得ないが、２段羽口では下段
羽口から吹込むガスの酸素含有率を上げ、吹込ガ
ス量を低下させる。これは上下段羽口間の炉内ガ
ス量を下げることによつてこの領域での臨界粒子
径を下げて充填層を確保するもので、吸込ガス中
の酸素含有率を上げるのは充填層でのガス量減少
に伴なう充填層の温度降下を炭材燃焼量の増加に
より補償するものである。 また上段羽口からの吹込ガスはガス量、酸素含
有率ともに下段羽口からの吹込ガスの変更を補償
するように酸素含有率を下げ、吹込ガス量を増大
させる。このように炉に吹込む吹込ガス量は全体
として変化しないので生産量を一定に維持するこ
とができ、しかも充填層の温度も一定レベルを確
保することができるので安定した溶銑温度、成分
を得ることができる。 一方、炭材の粒径分布が大きい方に変化した場
合には流動層の確保が難しくなる。一段羽口の場
合には吹込ガス量を上げ、酸素含有率を下げなけ
ればならないが、このような操作をすると充填層
の温度が低下し、溶銑温度、成分を維持できなく
なる。しかし本発明の場合には上段羽口からの吹
込ガス量を上げ、酸素含膨有率を下げ、さらに下
段羽口からは充填層の温度変化を炭材の燃焼量で
補償するように酸素吹込量を調整すれば流動層を
確保することができ、充填層の温度も維持できる
ので安定した操業を継続することが可能である。 〔実施例〕 第１図に示す内径１ｍ、高さ約５ｍ、溶銑製造
能力約10t／日の竪型溶融還元炉１を用い、粉状
鉱石を、鉱石供給管１２を通して上段羽口６から
酸含素気体とともに炉内に供給し、第１表に示す
豪州産の２銘柄の石炭を炭素質固体還元材供給口
１３から供給して本発明の効果を確認した。第２
表は使用した粉状鉱石の成分を示す。 また、上段羽口６、下炭羽口７へ吹込む含酸素
気体の酸素含有率と吹込量の調整は含酸素気体の
供給管１１の途中に設けた分配機１０と酸素の供
給管９の途中に設けた分配機８を調整することで
行つた。 このようにして竪型溶融還元炉１の上部部分に
流動層２を形成し、炉内下部に充填層３を形成す
るようにして鉄鉱石を溶融還元し、炉底部にスラ
グ層４、溶銑層５を形成させ、適時出銑滓口１５
から排出した。排ガスは排出ガスダクト１４から
排出した。 第３表に実施例１、２および比較例１〜４の操
業状況を示した。 比較例１は石炭銘柄Ａを用いて安定した操業を
維持していたときの操業条件と溶銑温度、成分を
示す。比較例２と実施例１は石炭銘柄をＡからＢ
に変更した際、本発明の方法を実施しなかつた場
合と実施した場合の結果について示す。 また、比較例３のように石炭銘柄Ｂを用いて安
定操業を継続していた状態から石炭銘柄Ａに変更
した際に、本発明を実施しなかつた場合（比較例
４）と実施した場合（実施例２）の操業条件と操
業結果を示す。 比較例と実施例に示すように装入炭材の粒子径
変化に対して本発明を実施しない場合は溶銑温度
は著しく変化し、有害成分であるＳの除去も不十
分となるが、本発明を実施することにより溶銑成
分、温度とも安定した操業を継続することが可能
となる。
【表】
【表】
【表】
【表】
本発明によれば、使用する炭材の粒径分布の変
化による溶銑温度と成分の変動を防止して安定し
た溶銑温度を成分を維持することができ、後工程
である製鋼工程に対する障害を著しく減少するこ
とができる。
化による溶銑温度と成分の変動を防止して安定し
た溶銑温度を成分を維持することができ、後工程
である製鋼工程に対する障害を著しく減少するこ
とができる。
第１図は本発明方法を好適に実施することので
きる、高さレベルの異なる２段の羽口を有する竪
型溶融還元炉の模式図である。 １……竪型溶融還元炉、２……炭素質固体還元
材の流動層、３……炭素質固体還元材の充填層、
４……スラグ層、５……溶銑層、６……上段羽
口、７……下段羽口、８……酸素の上下段羽口へ
の分配装置、９……酸素配管、１０……含酸素気
体の上下段羽口への分配装置、１１……含酸素気
体供給用配管、１２……粉状鉱石供給管、１３…
…炭素質固体還元材供給口、１４……排ガスダク
ト、１５……出銑滓口。
きる、高さレベルの異なる２段の羽口を有する竪
型溶融還元炉の模式図である。 １……竪型溶融還元炉、２……炭素質固体還元
材の流動層、３……炭素質固体還元材の充填層、
４……スラグ層、５……溶銑層、６……上段羽
口、７……下段羽口、８……酸素の上下段羽口へ
の分配装置、９……酸素配管、１０……含酸素気
体の上下段羽口への分配装置、１１……含酸素気
体供給用配管、１２……粉状鉱石供給管、１３…
…炭素質固体還元材供給口、１４……排ガスダク
ト、１５……出銑滓口。
Claims (1)
- １ 炉内下部に炭素質固体還元材の充填層を形成
すると共に該充填層の上方に炭素質固体還元材の
流動層を形成するように上、下２段の羽口を設置
し、装入する炭素質固体還元材の粒径に応じて上
段と下段の羽口に吹き込む含酸素気体の量とその
酸素含有率を独立に調整し、炭素質固体還元材の
充填層の高さと温度を制御することを特徴とする
粉状鉄鉱石からの溶銑製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29669986A JPS63153208A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 粉状鉄鉱石からの溶銑製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29669986A JPS63153208A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 粉状鉄鉱石からの溶銑製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153208A JPS63153208A (ja) | 1988-06-25 |
| JPH046765B2 true JPH046765B2 (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=17836941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29669986A Granted JPS63153208A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 粉状鉄鉱石からの溶銑製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63153208A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT407994B (de) * | 1999-08-24 | 2001-07-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum betreiben eines einschmelzvergasers |
| AT511738B1 (de) | 2011-07-21 | 2013-04-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Schmelzreduktionsaggregat und verfahren zum betrieb eines schmelzreduktionsaggregats |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP29669986A patent/JPS63153208A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63153208A (ja) | 1988-06-25 |
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