JPH066729B2 - 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 - Google Patents
粉状鉱石からの溶融金属製造方法Info
- Publication number
- JPH066729B2 JPH066729B2 JP21904487A JP21904487A JPH066729B2 JP H066729 B2 JPH066729 B2 JP H066729B2 JP 21904487 A JP21904487 A JP 21904487A JP 21904487 A JP21904487 A JP 21904487A JP H066729 B2 JPH066729 B2 JP H066729B2
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- Japan
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- reducing agent
- furnace
- molten metal
- carbonaceous
- particle size
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- Expired - Lifetime
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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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、粉状鉱石を溶融還元して溶融金属を製造する
方法、特に溶融金属の温度と成分とを調整することがで
きる溶融金属の製造方法に関するものである。
方法、特に溶融金属の温度と成分とを調整することがで
きる溶融金属の製造方法に関するものである。
＜従来の技術＞ 竪型炉において、炉の下部に上下２段に設けた羽口から
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剤の流動層（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
還元剤の充填層（以下、炭材充填層と称す）を形成さ
せ、粉粒状鉱石を上段の羽口から炉に供給して溶融金属
を製造するプロセスが、特開昭62-56537号に開示されて
いる。このプロセスでは、炉に供給された粉状鉱石は羽
口前の非常に温度の高い領域で一気に溶融され充填層領
域に沈降するか、あるいは炭材流動層領域で炭素質固体
還元剤（以下、炭材と称す）とともに流動化しながら昇
温と還元が進行し、還元の進行に伴い鉱石の密度は大き
くなり、これと同時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充填層領域に沈降
する。この充填層領域を降下する間に最終的な還元、出
湯温度への加熱、Si，Mn等のメタロイド成分の吸収、さ
らにはメタルとスラグへの分離が行われ、炉下部では溶
融金属とスラグとなって貯留する。
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剤の流動層（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
還元剤の充填層（以下、炭材充填層と称す）を形成さ
せ、粉粒状鉱石を上段の羽口から炉に供給して溶融金属
を製造するプロセスが、特開昭62-56537号に開示されて
いる。このプロセスでは、炉に供給された粉状鉱石は羽
口前の非常に温度の高い領域で一気に溶融され充填層領
域に沈降するか、あるいは炭材流動層領域で炭素質固体
還元剤（以下、炭材と称す）とともに流動化しながら昇
温と還元が進行し、還元の進行に伴い鉱石の密度は大き
くなり、これと同時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充填層領域に沈降
する。この充填層領域を降下する間に最終的な還元、出
湯温度への加熱、Si，Mn等のメタロイド成分の吸収、さ
らにはメタルとスラグへの分離が行われ、炉下部では溶
融金属とスラグとなって貯留する。
このように炭材充填層の温度は製造される溶融金属の温
度と成分とを決定する上で極めて重要な役割を果たして
おり、この方法で安定して高品質の溶融金属を製造する
場合には炭材充填層の温度を適切に制御することが極め
て重要である。
度と成分とを決定する上で極めて重要な役割を果たして
おり、この方法で安定して高品質の溶融金属を製造する
場合には炭材充填層の温度を適切に制御することが極め
て重要である。
しかし、本発明者らの詳細な実験から、上記した従来の
方法では炉に供給された炭材のうち、３mm以下の細粒炭
材はダストとなって排ガスとともに炉外に排出されてし
まうため供給した炭材が炉内で十分に有効利用されない
問題点が知見された。さらに、この方法では炭材充填層
の温度を積極的に制御できないため充填層温度の変動が
そのまま製造される溶融金属の成分と温度の変動として
表れる問題点も知見された。
方法では炉に供給された炭材のうち、３mm以下の細粒炭
材はダストとなって排ガスとともに炉外に排出されてし
まうため供給した炭材が炉内で十分に有効利用されない
問題点が知見された。さらに、この方法では炭材充填層
の温度を積極的に制御できないため充填層温度の変動が
そのまま製造される溶融金属の成分と温度の変動として
表れる問題点も知見された。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は、粉状鉱石を溶融還元して溶融金属を製造する
方法において、溶融還元炉に供給された炭材のうち排ガ
ス中のダストとして失われやすい粒径が３mm以下の炭素
質還元剤を有効利用する方法を提供し、さらに炭材充填
層の温度変動に起因する溶融金属の成分と温度の変動を
防止する方法を提供するためになされたものである。
方法において、溶融還元炉に供給された炭材のうち排ガ
ス中のダストとして失われやすい粒径が３mm以下の炭素
質還元剤を有効利用する方法を提供し、さらに炭材充填
層の温度変動に起因する溶融金属の成分と温度の変動を
防止する方法を提供するためになされたものである。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者らは、従来の溶融金属製造方法の問題点を解決
するために鋭意研究を重ねた結果、炭素質還元剤を分級
し、粒径によって炉頂，羽口に分配供給することによっ
て問題点を解決できるとの知見を得、この知見にもとづ
いて本発明をなすに至った。
するために鋭意研究を重ねた結果、炭素質還元剤を分級
し、粒径によって炉頂，羽口に分配供給することによっ
て問題点を解決できるとの知見を得、この知見にもとづ
いて本発明をなすに至った。
本発明は、上下２段の羽口を有する溶融還元炉を用い、
該還元炉内下部に炭素質固体還元剤の充填層を形成する
とともに該充填層の上方に炭素質固体還元剤の流動層を
形成し、上段羽口から粉状鉱石を炉内に供給して溶解金
属を製造する方法において、 炭素質固体還元剤を分級し、粒径が３mm以上の還元剤を
溶融還元炉炉頂部から供給し、粒径が３mm未満の還元剤
を上，下段羽口に分配して供給することを特徴とする粉
状鉱石からの溶融金属製造方法である。
該還元炉内下部に炭素質固体還元剤の充填層を形成する
とともに該充填層の上方に炭素質固体還元剤の流動層を
形成し、上段羽口から粉状鉱石を炉内に供給して溶解金
属を製造する方法において、 炭素質固体還元剤を分級し、粒径が３mm以上の還元剤を
溶融還元炉炉頂部から供給し、粒径が３mm未満の還元剤
を上，下段羽口に分配して供給することを特徴とする粉
状鉱石からの溶融金属製造方法である。
＜作 用＞ 本発明の方法では、まず溶融還元炉に装入する炭材を、
炉頂から装入しても炉内に溜りうる３mm以上の粒径のも
のと、排ガスと共に炉外に排出されやすい３mm未満のも
のに分級し、特に後者を、炉下部の炭材層の存在する部
分に吹込みガスと共に吹込むので、炭材のダストロスを
著しく低減する。
炉頂から装入しても炉内に溜りうる３mm以上の粒径のも
のと、排ガスと共に炉外に排出されやすい３mm未満のも
のに分級し、特に後者を、炉下部の炭材層の存在する部
分に吹込みガスと共に吹込むので、炭材のダストロスを
著しく低減する。
さらに、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したり、上下段羽口か
らの吹込みガス量の比率が変動したりすると流動化炭材
と充填層となる炭材の量比が変化し、流動層部での伝熱
状態が変化するため充填層の温度を安定に維持すること
ができず、生成する溶融金属の成分と温度が変動する。
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したり、上下段羽口か
らの吹込みガス量の比率が変動したりすると流動化炭材
と充填層となる炭材の量比が変化し、流動層部での伝熱
状態が変化するため充填層の温度を安定に維持すること
ができず、生成する溶融金属の成分と温度が変動する。
本発明では上下段羽口に吹込む粒径が３mm未満の炭素質
還元剤の上下段羽口への分配比を調整するので、充填層
部の炭材の消費速度を変えることができ、充填層部の温
度を安定に維持することができる。すなわち、充填層と
なるべき粒径の大きな炭材の比率が減少し充填層温度が
低下して生成溶融金属の温度が低下し成分を確保できな
い場合には下段羽口から吹込む粒径が３mm未満の炭素質
還元剤を多くすれば吹込まれた細粒炭材の方が羽口前で
優先的に燃焼するため下段羽口からの吹込みガスにより
燃焼する粒径の大きな炭材の消費速度は減少し、この結
果充填層部の粒径の大きな炭材の炉内滞留時間が延び充
填層部の温度を上げることが可能となり、生成する溶融
金属の温度と成分を安定に維持することができる。
還元剤の上下段羽口への分配比を調整するので、充填層
部の炭材の消費速度を変えることができ、充填層部の温
度を安定に維持することができる。すなわち、充填層と
なるべき粒径の大きな炭材の比率が減少し充填層温度が
低下して生成溶融金属の温度が低下し成分を確保できな
い場合には下段羽口から吹込む粒径が３mm未満の炭素質
還元剤を多くすれば吹込まれた細粒炭材の方が羽口前で
優先的に燃焼するため下段羽口からの吹込みガスにより
燃焼する粒径の大きな炭材の消費速度は減少し、この結
果充填層部の粒径の大きな炭材の炉内滞留時間が延び充
填層部の温度を上げることが可能となり、生成する溶融
金属の温度と成分を安定に維持することができる。
一方、充填層となるべき粒径の大きな炭材の比率が増大
し、充填層温度が上昇して生成溶融金属の温度が上昇す
る場合には下段羽口から吹込む粒径が３mm未満の炭素質
固体還元剤の吹込み量を減少させれば下段羽口からの吹
込みガスによる粒径の大きな炭材の消費速度が上昇し、
充填層での炭材の炉内滞留時間を短くすることができる
ので充填層温度を下げられ、生成メタルの温度上昇を防
止できる。
し、充填層温度が上昇して生成溶融金属の温度が上昇す
る場合には下段羽口から吹込む粒径が３mm未満の炭素質
固体還元剤の吹込み量を減少させれば下段羽口からの吹
込みガスによる粒径の大きな炭材の消費速度が上昇し、
充填層での炭材の炉内滞留時間を短くすることができる
ので充填層温度を下げられ、生成メタルの温度上昇を防
止できる。
以上のごとく、本発明によれば充填層部の温度変動を
上，下段羽口に吹込む粒径が３mm未満の炭素質固体還元
剤の分配割合を調整することで容易に防止でき安定した
操業を維持できる。従来はダストとして炉外に排出され
るため有効利用できなかった粒径が３mm未満の炭材をも
十分に利用できるため、炉に供給しなければならない炭
材の供給量を削減することが可能となる。
上，下段羽口に吹込む粒径が３mm未満の炭素質固体還元
剤の分配割合を調整することで容易に防止でき安定した
操業を維持できる。従来はダストとして炉外に排出され
るため有効利用できなかった粒径が３mm未満の炭材をも
十分に利用できるため、炉に供給しなければならない炭
材の供給量を削減することが可能となる。
＜実施例＞ 第１図に示す内径1.2ｍ，高さ約５ｍ，溶銑製造能力約1
0ｔ／日（フェロクロムの場合は製造能力約５ｔ／日）
の竪型溶融還元炉１を用い、粉状鉱石を鉱石供給管10を
通して上段羽口６から含酸素気体とともに炉内に供給し
炭素質還元剤を分級装置12で粒径が３mm以上と粒径が３
mm未満とに分級し、粒径が３mm以上は炭材供給口17から
炉内に連続供給される。粒径が３mm未満の還元剤は製造
される溶融金属の温度に応じて、上段羽口６と下段羽口
７に吹込む量の比率を分配器14で調整して、上段羽口６
と下段羽口７から炉内に吹込み第１表に示す豪州産の鉄
鉱石と南ア産のクロム鉱石を使 用し銑鉄とフェロクロムを製造し本発明の効果を確認し
た。
0ｔ／日（フェロクロムの場合は製造能力約５ｔ／日）
の竪型溶融還元炉１を用い、粉状鉱石を鉱石供給管10を
通して上段羽口６から含酸素気体とともに炉内に供給し
炭素質還元剤を分級装置12で粒径が３mm以上と粒径が３
mm未満とに分級し、粒径が３mm以上は炭材供給口17から
炉内に連続供給される。粒径が３mm未満の還元剤は製造
される溶融金属の温度に応じて、上段羽口６と下段羽口
７に吹込む量の比率を分配器14で調整して、上段羽口６
と下段羽口７から炉内に吹込み第１表に示す豪州産の鉄
鉱石と南ア産のクロム鉱石を使 用し銑鉄とフェロクロムを製造し本発明の効果を確認し
た。
第２表に実施例１〜２，比較例１〜２の操業状況を示し
た。比較例１，２はそれぞれ鉄鉱石とクロム鉱石を用い
て銑鉄とフェロクロムを製造する際に炭素質還元剤を分
級せずそのまま溶融還元炉内に装入し、本発明を実施し
なかった場合である。
た。比較例１，２はそれぞれ鉄鉱石とクロム鉱石を用い
て銑鉄とフェロクロムを製造する際に炭素質還元剤を分
級せずそのまま溶融還元炉内に装入し、本発明を実施し
なかった場合である。
実施例１，２は上下段羽口への粒径が３mm未満の炭素質
還元剤吹込量の分配比率に制限を設けず、出湯温度に応
じてその分配率を０〜100％の範囲で調整した場合の操
業状況である。
還元剤吹込量の分配比率に制限を設けず、出湯温度に応
じてその分配率を０〜100％の範囲で調整した場合の操
業状況である。
比較例と実施例に示すように、製造される溶融金属の温
度（出湯温度）に応じて本発明を実施することにより、
溶銑温度と成分を安定化することが可能となり、炭材の
消費量を低減することも可能となった。
度（出湯温度）に応じて本発明を実施することにより、
溶銑温度と成分を安定化することが可能となり、炭材の
消費量を低減することも可能となった。
第１図は、本発明の実施に用いる竪型溶融還元炉の模式
縦断面図である。 １…竪型溶融還元炉、 ２…炭素質固体還元剤の流動層、 ３…炭素質固体還元剤の充填層、 ４…スラグ層、５…溶融金属層、 ６…上段羽口、７…下段羽口、 ８…上，下段羽口への含酸素気体の分配装置、 ９…含酸素気体の供給用配管、 10…鉱石供給管、11…鉱石供給装置、 12…分級装置、 13…粒径が３mm以上の炭素質還元剤供給管、 14…粒径が３mm以上の炭素質還元剤分配器、 15…上段羽口への炭素質還元剤の輸送管、 16…下段羽口への炭素質還元剤の輸送管、 17…粒径が３mm以上の炭素質還元剤の供給口、 18…排ガスダクト、19…出湯，出滓口。
縦断面図である。 １…竪型溶融還元炉、 ２…炭素質固体還元剤の流動層、 ３…炭素質固体還元剤の充填層、 ４…スラグ層、５…溶融金属層、 ６…上段羽口、７…下段羽口、 ８…上，下段羽口への含酸素気体の分配装置、 ９…含酸素気体の供給用配管、 10…鉱石供給管、11…鉱石供給装置、 12…分級装置、 13…粒径が３mm以上の炭素質還元剤供給管、 14…粒径が３mm以上の炭素質還元剤分配器、 15…上段羽口への炭素質還元剤の輸送管、 16…下段羽口への炭素質還元剤の輸送管、 17…粒径が３mm以上の炭素質還元剤の供給口、 18…排ガスダクト、19…出湯，出滓口。
Claims (1)
- 【請求項１】上下２段の羽口を有する溶融還元炉を用
い、該還元炉内下部に炭素質固体還元剤の充填層を形成
するとともに該充填層の上方に炭素質固体還元剤の流動
層を形成し、上段羽口から粉状鉱石を炉内に供給して溶
融金属を製造する方法において、 炭素質固体還元剤を分級し、粒径が３mm以上の還元剤を
溶融還元炉炉頂部から供給し、粒径が３mm未満の還元剤
を上，下段羽口に分配して供給することを特徴とする粉
状鉱石からの溶融金属製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21904487A JPH066729B2 (ja) | 1987-09-03 | 1987-09-03 | 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
| KR1019870010960A KR950005786B1 (ko) | 1987-06-30 | 1987-09-30 | 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하기 위한 방법 및 장치 |
| CA000548243A CA1337743C (en) | 1987-06-30 | 1987-09-30 | Method and apparatus for producing molten metal from powder state ore |
| DE87114305T DE3787017T2 (de) | 1987-06-30 | 1987-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigem Metall von Erzpartikeln. |
| EP87114305A EP0297167B1 (en) | 1987-06-30 | 1987-09-30 | Method and apparatus for producing molten metal from powder state ore |
| BR8705045A BR8705045A (pt) | 1987-06-30 | 1987-09-30 | Forno e processo para a producao de metal em fusao a partir de minerio pulverizado |
| AU52595/90A AU627563B2 (en) | 1987-06-30 | 1990-04-04 | Method and apparatus for producing molten metal from powder state ore |
| US07/518,333 US5131942A (en) | 1987-06-30 | 1990-05-04 | Method for producing molten metal from powder state ore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21904487A JPH066729B2 (ja) | 1987-09-03 | 1987-09-03 | 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6462408A JPS6462408A (en) | 1989-03-08 |
| JPH066729B2 true JPH066729B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=16729381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21904487A Expired - Lifetime JPH066729B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-09-03 | 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066729B2 (ja) |
-
1987
- 1987-09-03 JP JP21904487A patent/JPH066729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6462408A (en) | 1989-03-08 |
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