JPH0688115A - 傾斜炉による直接製鋼法 - Google Patents

傾斜炉による直接製鋼法

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JPH0688115A
JPH0688115A JP21711091A JP21711091A JPH0688115A JP H0688115 A JPH0688115 A JP H0688115A JP 21711091 A JP21711091 A JP 21711091A JP 21711091 A JP21711091 A JP 21711091A JP H0688115 A JPH0688115 A JP H0688115A
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JP
Japan
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coke
furnace
molten steel
iron ore
oxygen
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JP21711091A
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Tsuyoshi Kamiyama
強 上山
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KAMIYAMA KAZUE
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KAMIYAMA KAZUE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉状の鉄鉱石を軟質赤熱のガスコークスを還
元材料として傾斜炉で流動的に鉄鉱石の還元、溶解、精
錬を行い、消費エネルギーを節減する。 【構成】 底部に分散穿孔した通気レンガ4と、アーチ
型炉蓋5の下面に多数のガス燃焼室7を設けた傾斜炉1
のコークス装入口8からコークス及び赤熱コークス24
を層状に押込み、コークス上に粉状の鉄鉱石、粉炭、粉
石灰石を混合乾留した製鋼原料を層状に装入し、通気レ
ンガの下部より酸素、水蒸気を混入した加熱空気を圧入
してコークス24を燃焼し水性ガスを発生して鉄鉱石2
5を還元し、層状還元鉄鉱石の上面から燃焼火炎で還元
鉄を溶解して下部に接続した溶鋼精錬室16に流入し、
電極13の作動による温度調整、鉱滓処理と、酸素噴射
口14より酸素を噴射して溶鋼中のC,P,S,H2,
2 を排除し精錬する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉状の鉄鉱石を軟質赤熱
のガスコークスを還元材料として傾斜炉により水性ガス
を発生し流動的に鉄鉱石の還元、溶解、精錬を行い、消
費エネルギーを節減する製鋼法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来製鋼の主流は、高炉により塊状の鉄
鉱石、又は焼結鉱を硬質のコークスを以て高温還元溶解
し不純物6%程度を含有する銑鉄を製造し、不純物を除
去するため、LD炉により酸素吹錬を行い溶鋼が生産さ
れる。その他水素ガスによる還元鉄の製鋼が存在するも
量産できる製鋼法は出現しない状態にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、高炉に
よる銑鉄の製造には良質の塊状鉄鉱石を必要とするも大
量の需要があるため年々枯渇の傾向にあり、鉄鉱石を焼
結して塊状とし使用する方式が殆どの状態である。
【0004】高炉に使用する硬質のガスコークスは、良
質の粘結炭を高温で焼成する必要があり、その良質の粘
結炭も年々枯渇の傾向にあり、高炉製鉄の将来は困難が
予想される。また硬質のコークス、焼結鉱の製造には多
量のエネルギーを消耗する。高炉内の還元溶解温度は2
000℃の高温で行われC,Si,P,S等6%以上を
還元溶解する銑鉄が製造され、LD炉によりトン当たり
60 m3 の純酸素を噴射して不純物を焼却し製鋼され
る。
【0005】LD炉により溶銑中の不純物を焼却する際
発生する発熱の炉内温度調整のため投入する屑鉄は溶鋼
の増量となるも、溶銑中の不純物は焼却されて減量とな
る。LD炉内の酸素噴射による製鋼作業は高温となり炉
体を損傷して製鋼作業、製鋼設備の負担が大きい。大形
の高炉円筒状縦型の炉体で容積5000 m3 の鉄鉱石の
溶解沈下速度毎秒0.3mm乃至0.4mm、銑鉄の生産量
日産1万トン乃至1万2000トンの性能を持ち鉄鉱石
60%Fe1.6トン、コークス500kgを消費して1
トンの銑鉄が生産される。
【0006】本発明はこの製鋼上の問題点に鑑みて、鉄
鉱石の加熱面積を拡大し急速に還元溶解して量産を可能
とするため、粉状の鉄鉱石を軟質赤熱のガスコークスを
還元材料として傾斜炉により水性ガスを発生し流動的に
鉄鉱石の還元、溶解、精錬を行い、消費エネルギーを節
減し得る製鋼法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は鉄鉱石の加熱面
積を拡大し急速に還元溶解を行い製鋼量を増大するた
め、樋型トンネル状の炉体を30度前後に傾斜し樋型炉
体の底の部分に細孔を分散穿孔した通気孔を有する通気
レンガを設置した傾斜炉1の上部アーチ型天蓋の下面に
傾斜炉と直角並列に多数のガス燃焼室を設置して還元鉄
を溶解する構造とし、傾斜炉の上部にはコークス装入
口、鉄鉱石装入口、コークス押込み装置を設置し、傾斜
炉の下部には鉱滓排出口、三相電極、複数の小形酸素噴
射口、溶鋼排出口を設けた溶鋼精錬室を設置する。
【0008】上記の傾斜炉による製鋼の順序は、コーク
ス装入口より10mm径乃至20mm径に破砕した軟質の赤
熱コークスを層状にコークス押込み装置により平均的速
度で装入し、鉄鉱石装入口からは粉状の鉄鉱石を飛散を
防止する程度に乾留しコークス上に装入する。溶鋼精錬
室の方向に平均的速度で移動するコークスの下部に設置
する通気レンガの細孔の通気孔より酸素、水蒸気を混合
する加熱空気を噴射してコークスを燃焼し、発生するH
2 とCOガスの混合気体を以て鉄鉱石を還元し層状とな
って樋型の炉床を降下する還元鉄の上面より火炎を噴射
して還元鉄を溶解し、溶鋼は鉱滓と分離し溶鋼精錬室に
至り電極の放電により溶鋼の温度を調整し、複数の小形
酸素噴射口より酸素を溶鋼中に噴射してC,P,S,H
2,2 を排除して溶鋼を精錬する。上記の還元溶解精錬
作業は流動的に行われ溶鋼精錬室に溶鋼が一定量滞留し
た時出鋼される。
【0009】
【作用】傾斜炉に装入するコークスの焼成に低価格の普
通石炭を使用し赤熱状態で炉内に装入し直ちに燃焼還元
操作に移る。コークス上に積載する鉄鉱石は、粉状鉄鉱
石を飛散を防止するために粉炭、粉石灰石を混入乾留
し、保温状態のまま炉内に装入し還元工程に移り熱効率
を上昇せしめる。コークスを燃焼する空気中には酸素、
水蒸気を混入しコークスと燃焼作用でH2 とCOガスを
発生し、H2 は低温で酸化鉄を還元する作用があり、還
元作用は急速に進行する。
【0010】還元した鉄は粘着性が発生しコークス上の
還元鉄は一枚の軟構造となって傾斜面を降下し、還元鉄
の上面より火炎を噴射して還元鉄を溶解し、溶鋼は鉱滓
と共に溶鋼精錬室に流下し、酸素噴射口から酸素を溶鋼
中に噴射して不純物C,P,S,H2 ,N2 を排除して
溶鋼を精錬し、除去作用の発熱と電極の放電による温度
調整の後、出鋼する。
【0011】
【実施例】基礎的な実験として、アセチレンガスによる
砂鉄の還元溶解製鋼はH2 2 +O2 +Fe3 4 =3
Fe+H2 O+2CO2 の過程を多数例確認し、更にコ
ークス炉に酸素と水蒸気を混入した空気を送入し砂鉄の
還元が容易に行われることから、本発明は下記に示すよ
うな小型の傾斜炉を用いて流動的な還元溶解製鋼を行わ
んとするもので、その実施例について図面を参照して説
明する。
【0012】図1は、鉄鉱石の加熱面積を拡大し急速に
還元溶解を行い製鋼量を増大するための装置の縦断面図
であって、並列した樋型トンネル状の炉体2,2を30
度前後に傾斜し、樋型炉体2,2の底の部分に傾斜に対
し水平に無数の通気孔3を設けた通気レンガ4を設置
し、炉体2の上部アーチ型天蓋5の下面に傾斜炉と直角
並列にアーチ形隔壁6を介し下方が開放された多数のガ
ス燃焼室7を設置して還元鉄を溶解する構造の傾斜炉1
を構成し、傾斜炉1の高位側の上部にはコークス装入口
8と下部にコークス押込み装置9を設置した鉄鉱石装入
口10とを隔壁11を介して設置し、傾斜炉1の下部に
鉱滓取出口12を有し、三相電極13、複数の小形酸素
噴射口14、溶鋼排出口15を備えた溶鋼精錬室16を
接続して設置する。
【0013】図1及び図2において、17はトンネル状
の炉体2,2にわたる上部中央に設けた排気通路で、傾
斜炉1の炉体2,2の上部アーチ形炉蓋5の内方に設け
た燃焼室排気口18と連絡している。19は上部アーチ
形炉蓋5の側部に設けた燃料燃焼口で、20はその燃料
噴射管である。21は炉体の下部の通気レンガ4の通気
孔3に連絡してその下面に設けられた熱風分岐通路、2
2は傾斜炉体1の側方に設けた熱風通路で、通気レンガ
4の下部の熱風分岐通路21、通気レンガ4の通気孔3
を経てコークス層中に吹き込まれるようになっている。
23は傾斜炉1の上部アーチ形炉蓋5の両側に炉体2,
2に沿って設置した燃焼用空気供給路である。図3は図
1の部分拡大詳細図であり、図4〜図6は通気レンガの
詳細図である。
【0014】上記の傾斜炉1による製鋼の順序は、コー
クス装入口8より10mm径乃至20mm径に破砕した軟質
の赤熱コークス24を層状にコークス押込み装置9によ
り平均的速度で装入し、鉄鉱石装入口10より粉状の鉄
鉱石、粉炭、粉石灰石等25を飛散を防止する程度に乾
留しコークス層24上に装入する。
【0015】溶鋼精錬室16の方向に平均的速度で移動
するコークス24の下部に設置された通気レンガ4の通
気孔3より酸素、水蒸気を混合する加熱空気を噴射して
コークス24を燃焼し、発生するH2 とCOガスの混合
気体を以て鉄鉱石25を還元し、層状となって樋型の炉
床を流下する還元鉄の上面より燃料噴射管20で火炎を
噴射して還元鉄を溶解し、溶鋼と共に流下する鉱滓は鉱
滓取出口12から排出され、溶鋼は鉱滓と分離し溶鋼精
錬室16に至り、電極13の放電により溶鋼の温度を調
整し、複数の小形酸素噴射口14より酸素を溶鋼中に噴
射してC,P,S,H2,2 を排除して溶鋼を精錬す
る。
【0016】上記の還元溶解精錬作業は流動的に行われ
溶鋼精錬室16に溶鋼が一定量滞留した時出鋼されるも
のである。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、粉状の鉄鉱石と普通
粉炭を原材料に乾留工程を経過して鉄鉱石、粉炭、石灰
石の乾留鉱石とコークスを層状に装入しコークス層の下
部より酸素、水蒸気を混入した加熱空気を圧入してコー
クスを燃焼し水素を発生して鉄鉱石の還元温度を低下し
還元時間を短縮して鉱石の移動速度を増大し生産量を増
加する。
【0018】鉄鉱石の下面よりH2 +COガスによる還
元、上面よりガス燃料の噴射により層状の還元鉄を溶解
する方式は上下両面より加熱する状態となり粉状鉄鉱石
と還元ガスの接触面積拡大による製鋼量の増大により、
炉体の小型化と量産が可能となり生産性を向上し得る。
【0019】傾斜炉の下部に設置する鉱滓取出口と溶鋼
精錬室の電極の放電により難溶性の鉱滓を処理すること
が可能となり、未利用資源の含クローム鉱(ラテライト
鉱)の精錬が可能となる。なお、H2 は鉄鉱石をFe2
3 →Fe3 4 →FeOの段階的状態において500
℃で還元し、COは870℃乃至1000℃で還元す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の直接製鋼法を遂行する装置の縦断面図
である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1の一部の断面拡大図である。
【図4】通気レンガの正面図である。
【図5】通気レンガの平面図である。
【図6】通気レンガの側面図である
【符号の説明】
1…傾斜炉 2…樋型炉体 3…通気孔 4…通気レンガ 5…上部アーチ型天蓋 6…アーチ隔壁 7…ガス燃焼室 8…コークス装入口 9…コークス押込み装置 10…鉄鉱石装入口 11…隔壁 12…鉱滓排出口 13…三相電極 14…小形酸素噴射
口 15…溶鋼排出口 16…溶鋼精錬室 17…排気通路 18…燃焼室排気口 19…燃料燃焼室 20…燃料噴射管 21…熱風分岐通路 22…熱風通路 23…燃焼用空気供給炉 24…コークス 25…鉄鉱石

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】30度前後に傾斜する樋型トンネル状の炉
    体の底部に細孔を分散穿孔した通気レンガを設置して、
    熱風を炉内に送入する構造とし、炉体の上部アーチ型炉
    蓋の下面に傾斜炉と直角並列に多数のガス燃焼室を設置
    し、傾斜炉の下部に鉱滓排出口、電極、酸素噴射口、溶
    鋼排出口を有する溶鋼精錬室を設け、傾斜炉の上部に設
    けたコークス装入口より赤熱コークスを層状に押込み、
    コークスの上部に粉状の鉄鉱石、粉炭、粉石灰石を混合
    乾留した製鋼原料を層状に装入し、通気レンガの下部よ
    り酸素、蒸気を混入した加熱空気を圧入してコークスを
    燃焼し、水性ガスを発生して鉄鉱石を還元し、層状還元
    鉄鉱石の上部に設けたガス燃焼室において燃焼する火炎
    により還元鉄を溶解して溶鋼精錬室に流入し、電極の作
    動による温度調整、鉱滓処理と、酸素噴射口より酸素を
    噴射して溶鋼中のC,P,S,H2 ,N2 を排除して精
    錬する傾斜炉による直接製鋼法。
JP21711091A 1991-08-28 1991-08-28 傾斜炉による直接製鋼法 Pending JPH0688115A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009034544A3 (en) * 2007-09-12 2009-09-03 Christopher James Price Static slope reduction furnace
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