JPH05140624A - 海綿鉄の製造方法 - Google Patents
海綿鉄の製造方法Info
- Publication number
- JPH05140624A JPH05140624A JP30328691A JP30328691A JPH05140624A JP H05140624 A JPH05140624 A JP H05140624A JP 30328691 A JP30328691 A JP 30328691A JP 30328691 A JP30328691 A JP 30328691A JP H05140624 A JPH05140624 A JP H05140624A
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- sponge iron
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 コークスに石灰石を配合した還元剤と酸化鉄
粉とを充填した容器を加熱することにより、酸化鉄粉を
還元・焼結させて海綿鉄を製造するに当たり、 １) 石灰石の平均粒径を10μm 以上、2000μm 以下とす
ると共に、 ２) コークスに対する石灰石の配合率｛（石灰石／コー
クス）×100｝を７％以上、23％以下とする。 【効果】 生産性及び製造コストの両面において最適の
条件で海綿鉄を製造することができる。
粉とを充填した容器を加熱することにより、酸化鉄粉を
還元・焼結させて海綿鉄を製造するに当たり、 １) 石灰石の平均粒径を10μm 以上、2000μm 以下とす
ると共に、 ２) コークスに対する石灰石の配合率｛（石灰石／コー
クス）×100｝を７％以上、23％以下とする。 【効果】 生産性及び製造コストの両面において最適の
条件で海綿鉄を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、海綿鉄の製造方法に
関し、とくにその生産効率の向上を図ったものである。
関し、とくにその生産効率の向上を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】海綿鉄の製造方法としては、特開昭63−
121608号公報に開示のような方法が知られている。この
方法は、台車上に積載した耐火物製の円筒容器内に、ミ
ルスケールや鉱石粉などの酸化鉄粉を還元剤と共に充填
し、この台車をトンネル炉などの加熱炉を走行させる間
に酸化鉄粉を還元・焼結させることによって、海綿鉄を
得るものである。このとき還元剤としては、コークスに
石灰石を少量（３〜５％）配合したものが使用されてい
る。
121608号公報に開示のような方法が知られている。この
方法は、台車上に積載した耐火物製の円筒容器内に、ミ
ルスケールや鉱石粉などの酸化鉄粉を還元剤と共に充填
し、この台車をトンネル炉などの加熱炉を走行させる間
に酸化鉄粉を還元・焼結させることによって、海綿鉄を
得るものである。このとき還元剤としては、コークスに
石灰石を少量（３〜５％）配合したものが使用されてい
る。
【０００３】石灰石は以下に述べる目的のために用いら
れ、その、還元反応における反応式は次に示すとおりで
ある。
れ、その、還元反応における反応式は次に示すとおりで
ある。
【化１】 ＣａＣＯ3 →ＣａＯ＋ＣＯ2 − 42.6 kcal／mol Ｃ＋ＣＯ2 →２ＣＯ− 41.1 kcal／mol ＦｅＯ＋ＣＯ→Ｆｅ＋ＣＯ2 − 3.9 kcal／mol
【０００４】さてコークスから生成したＣＯガスが酸化
鉄粉を還元し、ＣＯ2 ガスが生成する。このＣＯ2 ガス
は再びコークスと反応してＣＯガスとなる。これらの反
応の繰り返しにより酸化鉄粉の還元が進行していく。こ
こに石灰石は、上記したとおり、 900℃近傍で分解して
ＣＯ2ガスを生成し、コークスのＣＯガス化に寄与す
る。そしてＦｅ−Ｏ−Ｃ系平行曲線からも示唆されるよ
うに、ＣＯ2 ガス濃度が高い方がより低温からＦｅＯの
Ｆｅへの還元が始まる。このように、石灰石は分解して
ＣＯ2 ガスを生成することにより、コークスのＣＯガス
化に寄与する還元反応の起爆剤としての機能と、ＣＯ2
ガス濃度を高めることにより還元反応開始温度を低下さ
せる機能とを併せ持つ。
鉄粉を還元し、ＣＯ2 ガスが生成する。このＣＯ2 ガス
は再びコークスと反応してＣＯガスとなる。これらの反
応の繰り返しにより酸化鉄粉の還元が進行していく。こ
こに石灰石は、上記したとおり、 900℃近傍で分解して
ＣＯ2ガスを生成し、コークスのＣＯガス化に寄与す
る。そしてＦｅ−Ｏ−Ｃ系平行曲線からも示唆されるよ
うに、ＣＯ2 ガス濃度が高い方がより低温からＦｅＯの
Ｆｅへの還元が始まる。このように、石灰石は分解して
ＣＯ2 ガスを生成することにより、コークスのＣＯガス
化に寄与する還元反応の起爆剤としての機能と、ＣＯ2
ガス濃度を高めることにより還元反応開始温度を低下さ
せる機能とを併せ持つ。
【０００５】しかしながら石灰石の分解反応は、吸熱を
伴う反応であるため、過大な石灰石の配合は分解反応に
伴う吸熱量を増大させ、加熱時間及び加熱量の増大を招
く。また過大な石灰石の配合は言い換えればコークスの
配合を減少させることであるから、コークスがＣＯガス
化するための反応距離を増大させ、ひいては還元反応時
間を長期化させる。なお粉砕コストの面からは、粒径が
細かいほど高価につくために、石灰石の粒径は従来、平
均粒径で2500〜3500μm 程度のものが用いられている。
伴う反応であるため、過大な石灰石の配合は分解反応に
伴う吸熱量を増大させ、加熱時間及び加熱量の増大を招
く。また過大な石灰石の配合は言い換えればコークスの
配合を減少させることであるから、コークスがＣＯガス
化するための反応距離を増大させ、ひいては還元反応時
間を長期化させる。なお粉砕コストの面からは、粒径が
細かいほど高価につくために、石灰石の粒径は従来、平
均粒径で2500〜3500μm 程度のものが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、過大
な石灰石の配合は海綿鉄の生産性を低下させるという問
題を有していた。この発明は、上記の問題を有利に解決
するもので、石灰石の平均粒径と配合率との両者を最適
関係に調整することにより、低コスト下に生産性を最大
限に高め得る海綿鉄の有利な製造方法を提案することを
目的とする。
な石灰石の配合は海綿鉄の生産性を低下させるという問
題を有していた。この発明は、上記の問題を有利に解決
するもので、石灰石の平均粒径と配合率との両者を最適
関係に調整することにより、低コスト下に生産性を最大
限に高め得る海綿鉄の有利な製造方法を提案することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、コ
ークスに石灰石を配合した還元剤と酸化鉄粉とを容器内
に充填し、この容器を加熱炉内で加熱し、酸化鉄粉を還
元・焼結させることにより海綿鉄を製造するに当たり、 １) 石灰石の平均粒径を10μm 以上、2000μm 以下とす
る、 ２) コークスに対する石灰石の配合率｛（石灰石／コー
クス）×100｝を７％以上、23％以下とする、ことを特
徴とする海綿鉄の製造方法である。
ークスに石灰石を配合した還元剤と酸化鉄粉とを容器内
に充填し、この容器を加熱炉内で加熱し、酸化鉄粉を還
元・焼結させることにより海綿鉄を製造するに当たり、 １) 石灰石の平均粒径を10μm 以上、2000μm 以下とす
る、 ２) コークスに対する石灰石の配合率｛（石灰石／コー
クス）×100｝を７％以上、23％以下とする、ことを特
徴とする海綿鉄の製造方法である。
【０００８】
【作用】石灰石は平均粒径が小さいほど短時間で分解す
るので、分解反応に伴う吸熱による昇温の抑制を小さく
するためには、細かいほど良い。しかも短時間での分解
は、ＣＯ2 ガス濃度を高めることになり、還元反応開始
温度を低下させる点でも有利である。これらの相乗効果
により、海綿鉄の生産性を向上させると共に熱原単位を
削減できる。
るので、分解反応に伴う吸熱による昇温の抑制を小さく
するためには、細かいほど良い。しかも短時間での分解
は、ＣＯ2 ガス濃度を高めることになり、還元反応開始
温度を低下させる点でも有利である。これらの相乗効果
により、海綿鉄の生産性を向上させると共に熱原単位を
削減できる。
【０００９】しかしながら、微細な石灰石粉は工業的な
多量入手が困難なだけでなく、入手できたとしても非常
に高価なものとなり、熱原単位の削減によるメリットを
相殺してしまい逆にコストアップとなる。
多量入手が困難なだけでなく、入手できたとしても非常
に高価なものとなり、熱原単位の削減によるメリットを
相殺してしまい逆にコストアップとなる。
【００１０】以下、図１に示す実験装置を用い、石灰石
の粒径が生産性及び生産コストに及ぼす影響について調
べた結果について述べる。なお図１中、番号１は円筒状
の耐火物製容器、２は酸化鉄粉、３はコークスに石灰石
を配合した還元剤、４は円盤状の耐火物蓋、５は電気加
熱炉、６は放出管である。さて実験は、円筒状の耐火物
製容器１内に、酸化鉄粉２を円筒状に配置し、一方その
中心と外周には還元剤３を充填し、円盤状の耐火物蓋４
で蓋をした後、これらを電気式加熱炉５により時間当た
り一定の熱量で加熱し、還元終了までの時間と加熱に要
した消費電力を測定することにより、行った。この実験
において、反応に伴う耐火物製容器１内の発生ガスは放
出管６により大気へ放出し、このガス発生が終了した時
点を還元終了とした。なお酸化鉄粉２としてはミルスケ
ールを、一方コークスは平均粒径 200μm のものを用い
た。
の粒径が生産性及び生産コストに及ぼす影響について調
べた結果について述べる。なお図１中、番号１は円筒状
の耐火物製容器、２は酸化鉄粉、３はコークスに石灰石
を配合した還元剤、４は円盤状の耐火物蓋、５は電気加
熱炉、６は放出管である。さて実験は、円筒状の耐火物
製容器１内に、酸化鉄粉２を円筒状に配置し、一方その
中心と外周には還元剤３を充填し、円盤状の耐火物蓋４
で蓋をした後、これらを電気式加熱炉５により時間当た
り一定の熱量で加熱し、還元終了までの時間と加熱に要
した消費電力を測定することにより、行った。この実験
において、反応に伴う耐火物製容器１内の発生ガスは放
出管６により大気へ放出し、このガス発生が終了した時
点を還元終了とした。なお酸化鉄粉２としてはミルスケ
ールを、一方コークスは平均粒径 200μm のものを用い
た。
【００１１】図１に示した装置において、まず石灰石の
平均粒径を１, ５, 10, 100, 250,1000, 2000, 3000, 5
000μm に変更した。なおコークスに対する石灰石の配
合率は12％に固定した。図２に、各粒径の石灰石を用い
た場合における、加熱開始から還元終了までの所要時間
すなわち処理時間について調べた結果を示す。同図に示
したとおり、平均粒径が2000μm 以下においては平均粒
径が小さいほど所要時間は短縮した。しかし、2000μm
から5000μm の範囲では所要時間に差異は生じなかっ
た。このように、平均粒径を2000μm 以下とすることに
よって処理時間の短縮換言すれば熱原単位の削減が達成
できる。
平均粒径を１, ５, 10, 100, 250,1000, 2000, 3000, 5
000μm に変更した。なおコークスに対する石灰石の配
合率は12％に固定した。図２に、各粒径の石灰石を用い
た場合における、加熱開始から還元終了までの所要時間
すなわち処理時間について調べた結果を示す。同図に示
したとおり、平均粒径が2000μm 以下においては平均粒
径が小さいほど所要時間は短縮した。しかし、2000μm
から5000μm の範囲では所要時間に差異は生じなかっ
た。このように、平均粒径を2000μm 以下とすることに
よって処理時間の短縮換言すれば熱原単位の削減が達成
できる。
【００１２】次に図３に、製造コストを指数で示す。こ
こで言う製造コストとは、加熱のための熱コストと石灰
石コストを加えたものである。同図より明らかなよう
に、平均粒径が５μm 以下では、処理時間が短く熱コス
トは低減できるものの、それ以上に単価の高い石灰石を
用いることによる石灰石コストの増加の方が大きく、製
造コストは増加してしまう。これらの結果から、この発
明では、石灰石の平均粒径を10μm 以上でかつ2000μm
以下に限定したのである。
こで言う製造コストとは、加熱のための熱コストと石灰
石コストを加えたものである。同図より明らかなよう
に、平均粒径が５μm 以下では、処理時間が短く熱コス
トは低減できるものの、それ以上に単価の高い石灰石を
用いることによる石灰石コストの増加の方が大きく、製
造コストは増加してしまう。これらの結果から、この発
明では、石灰石の平均粒径を10μm 以上でかつ2000μm
以下に限定したのである。
【００１３】ところで還元反応の反応効率には、石灰石
の粒径だけでなく、その配合量が大きく影響する。そこ
で次に、石灰石の配合率が加熱開始から還元終了までの
所要時間すなわち処理時間に及ぼす影響について調査し
た。
の粒径だけでなく、その配合量が大きく影響する。そこ
で次に、石灰石の配合率が加熱開始から還元終了までの
所要時間すなわち処理時間に及ぼす影響について調査し
た。
【００１４】図４に、平均粒径が2000μｍの石灰石の配
合率を２％から28％まで変更させたときの処理時間を示
す。同図より明らかなように、配合率が７％に満たない
と処理時間が延び、また逆に23％を超えても長時間を要
した。この理由は、石灰石の配合率が７％に満たないと
ＣＯ2 ガス濃度が低下し、還元開始温度が高まること、
逆に23％を超えると石灰石の分解反応に伴う吸熱量が増
大すると共に、コークスの反応距離が増大することによ
るものと考えられる。そこでこの発明では、石灰石の配
合率を７％以上、23％以下の範囲に限定したのである。
合率を２％から28％まで変更させたときの処理時間を示
す。同図より明らかなように、配合率が７％に満たない
と処理時間が延び、また逆に23％を超えても長時間を要
した。この理由は、石灰石の配合率が７％に満たないと
ＣＯ2 ガス濃度が低下し、還元開始温度が高まること、
逆に23％を超えると石灰石の分解反応に伴う吸熱量が増
大すると共に、コークスの反応距離が増大することによ
るものと考えられる。そこでこの発明では、石灰石の配
合率を７％以上、23％以下の範囲に限定したのである。
【００１５】
【実施例】図５に示す実際の海綿鉄製造装置を用い、以
下の要領で海綿鉄を製造した。同図に示す製造装置の構
成の骨子は、前掲図１に示した実験装置と共通するので
同一の番号を付して示し、図中番号７が台車である。さ
て酸化鉄粉２と、コークスに表１に示す２種の粒径の石
灰石を同じく表１に示す割合で配合した還元剤３とを充
填した円筒状の耐火物製容器１を複数個積載した台車７
を、均熱帯の温度を1100℃に保持したトンネル炉を通過
させ、その間に酸化鉄粉２を還元・焼結させることによ
り海綿鉄を製造した。このとき酸化鉄粉２としてはミル
スケールを、コークスは平均粒径 200μｍのものを用い
た。また得られる海綿鉄のＭ. Ｆｅが98.0％になるよう
に台車７の通過速度を調整し、このときの時間当たりの
生産量すなわち生産性とトンネル炉の加熱コスト及び石
灰石コストについて調査した。得られた結果を表１に併
記する。
下の要領で海綿鉄を製造した。同図に示す製造装置の構
成の骨子は、前掲図１に示した実験装置と共通するので
同一の番号を付して示し、図中番号７が台車である。さ
て酸化鉄粉２と、コークスに表１に示す２種の粒径の石
灰石を同じく表１に示す割合で配合した還元剤３とを充
填した円筒状の耐火物製容器１を複数個積載した台車７
を、均熱帯の温度を1100℃に保持したトンネル炉を通過
させ、その間に酸化鉄粉２を還元・焼結させることによ
り海綿鉄を製造した。このとき酸化鉄粉２としてはミル
スケールを、コークスは平均粒径 200μｍのものを用い
た。また得られる海綿鉄のＭ. Ｆｅが98.0％になるよう
に台車７の通過速度を調整し、このときの時間当たりの
生産量すなわち生産性とトンネル炉の加熱コスト及び石
灰石コストについて調査した。得られた結果を表１に併
記する。
【００１６】
【表１】
【００１７】同表より明らかなように、標準条件で製造
した従来例に対し、石灰石の平均粒径を2500μm から10
00μm に小さくし、かつ石灰石配合率を５％から16％へ
増大させた実施例では、生産性が14％向上し、またそれ
に伴い加熱コストも12％削減された。しかしながら平均
粒径を小さくしたので、石灰石コストとしては２％アッ
プした。これらの結果、加熱コストに石灰石コストを加
えた製造コストとしては６％の削減となった。
した従来例に対し、石灰石の平均粒径を2500μm から10
00μm に小さくし、かつ石灰石配合率を５％から16％へ
増大させた実施例では、生産性が14％向上し、またそれ
に伴い加熱コストも12％削減された。しかしながら平均
粒径を小さくしたので、石灰石コストとしては２％アッ
プした。これらの結果、加熱コストに石灰石コストを加
えた製造コストとしては６％の削減となった。
【００１８】
【発明の効果】この発明に従い、石灰石の平均粒径と配
合率とを所定の範囲に制限することにより、生産性及び
製造コストの両面において最適の条件で海綿鉄を製造す
ることができる。
合率とを所定の範囲に制限することにより、生産性及び
製造コストの両面において最適の条件で海綿鉄を製造す
ることができる。
【図１】この発明で用いた実験装置の模式図である。
【図２】石灰石の平均粒径と処理時間との関係を示した
グラフである。
グラフである。
【図３】石灰石の平均粒径と製造コスト指数との関係を
示したグラフである。
示したグラフである。
【図４】石灰石の配合率と処理時間との関係を示したグ
ラフである。
ラフである。
【図５】この発明の実施に用いて好適な製造装置の模式
図である。
図である。
１ 耐火物製容器 ２ 酸化鉄粉 ３ 還元剤 ４ 耐火物蓋 ５ 電気式加熱炉 ６ 放出管 ７ 台車
Claims (1)
- 【請求項１】 コークスに石灰石を配合した還元剤と酸
化鉄粉とを容器内に充填し、この容器を加熱炉内で加熱
し、酸化鉄粉を還元・焼結させることにより海綿鉄を製
造するに当たり、 １) 石灰石の平均粒径を10μm 以上、2000μm 以下とす
る、 ２) コークスに対する石灰石の配合率｛（石灰石／コー
クス）×100｝を７％以上、23％以下とする、ことを特
徴とする海綿鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30328691A JPH05140624A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 海綿鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30328691A JPH05140624A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 海綿鉄の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140624A true JPH05140624A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17919130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30328691A Pending JPH05140624A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 海綿鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05140624A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101864505A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-10-20 | 贾会平 | 一种组合式熔融还原炼铁的方法和装置 |
| CN101956037A (zh) * | 2010-08-31 | 2011-01-26 | 贾会平 | 间接加热式还原炼铁的方法和装置 |
| JP2015034335A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-02-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄製造方法 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30328691A patent/JPH05140624A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101864505A (zh) * | 2010-07-13 | 2010-10-20 | 贾会平 | 一种组合式熔融还原炼铁的方法和装置 |
| CN101956037A (zh) * | 2010-08-31 | 2011-01-26 | 贾会平 | 间接加热式还原炼铁的方法和装置 |
| JP2015034335A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-02-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄製造方法 |
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