JPH0723496B2 - 鉄浴式溶融還元炉の操業方法 - Google Patents
鉄浴式溶融還元炉の操業方法Info
- Publication number
- JPH0723496B2 JPH0723496B2 JP63017233A JP1723388A JPH0723496B2 JP H0723496 B2 JPH0723496 B2 JP H0723496B2 JP 63017233 A JP63017233 A JP 63017233A JP 1723388 A JP1723388 A JP 1723388A JP H0723496 B2 JPH0723496 B2 JP H0723496B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄浴式溶融還元炉による溶鉄の製造方法に関
する。
する。
［従来の技術］ 特開昭54-158320号公報は、酸素を上底吹きできる反応
容器を用いて高クロム鉱を溶製する方法で、転炉状の反
応容器の上方から溶鉄、クロム鉱石、コークス塊、石炭
を半連続的に装入しながら溶湯に酸素と炭素質粉体を吹
き込み酸素を上吹きして高クロム溶湯を製造する方法で
ある。この方法は高クロム溶湯の製造方法で溶鉄の製造
方法ではない。又この方法では塊状の炭素質や塊状のク
ロム鉱石を反応容器の上方から装入する。
容器を用いて高クロム鉱を溶製する方法で、転炉状の反
応容器の上方から溶鉄、クロム鉱石、コークス塊、石炭
を半連続的に装入しながら溶湯に酸素と炭素質粉体を吹
き込み酸素を上吹きして高クロム溶湯を製造する方法で
ある。この方法は高クロム溶湯の製造方法で溶鉄の製造
方法ではない。又この方法では塊状の炭素質や塊状のク
ロム鉱石を反応容器の上方から装入する。
この公報には格別の記載はないが、粉状の例えば石炭粉
を反応容器の上方から装入すると、本発明者等の知見で
は、上吹き酸素等による反応容器内の強いガス流で石炭
粉は飛ばされ、装入の効果は少ない。
を反応容器の上方から装入すると、本発明者等の知見で
は、上吹き酸素等による反応容器内の強いガス流で石炭
粉は飛ばされ、装入の効果は少ない。
一般に石炭採掘、輸送の際に多量の石炭粉が発生する。
この石炭粉は塊状の炭素質に加工する事はできるが煩瑣
なため、石炭粉をそのまま使用できる方法が望ましい。
特開昭58-136709号公報には炭素質材料をキャリアガス
で、融成物の内部に吹き込む製鋼法が述べられている。
この方法は鉄鉱石から直接に鋼を製造する方法で溶鉄を
製造する方法ではない。
この石炭粉は塊状の炭素質に加工する事はできるが煩瑣
なため、石炭粉をそのまま使用できる方法が望ましい。
特開昭58-136709号公報には炭素質材料をキャリアガス
で、融成物の内部に吹き込む製鋼法が述べられている。
この方法は鉄鉱石から直接に鋼を製造する方法で溶鉄を
製造する方法ではない。
本発明者等の知見によると、炭素含有量の高い溶鉄の場
合は、格別の工夫を行わないと、吹込まれた炭素質材料
は鉄浴を吹き抜けるか、もしくはスラグのFeOが上昇し
てスラグを泡立たせて、スラグが反応容器から溢れる等
の問題点が発生する。
合は、格別の工夫を行わないと、吹込まれた炭素質材料
は鉄浴を吹き抜けるか、もしくはスラグのFeOが上昇し
てスラグを泡立たせて、スラグが反応容器から溢れる等
の問題点が発生する。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は塊状の炭材を用いないでも操業でき、酸化鉄粉
が能率よく還元でき、更にスラグ泡立を起さないで安定
に操業できる、鉄浴式溶融還元炉の操業方法の開示を目
的としている。
が能率よく還元でき、更にスラグ泡立を起さないで安定
に操業できる、鉄浴式溶融還元炉の操業方法の開示を目
的としている。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、酸素を上底吹きできる反応容器を用いた鉄浴
式溶融還元炉において、炭素含有量が2.0〜4.2％の鉄浴
中に、鉄浴の炭素含有量を2.0〜4.2％に保ちつつ且つス
ラグ中のFeO含有量を5.0％以下に保ちつつ、炭材粉と酸
化鉄粉と底吹き酸素を吹き込むと共に、上吹き酸素を下
記（１）式を満足するように吹酸する事を特徴とする、
鉄浴式溶融還元炉の操業方法である。
式溶融還元炉において、炭素含有量が2.0〜4.2％の鉄浴
中に、鉄浴の炭素含有量を2.0〜4.2％に保ちつつ且つス
ラグ中のFeO含有量を5.0％以下に保ちつつ、炭材粉と酸
化鉄粉と底吹き酸素を吹き込むと共に、上吹き酸素を下
記（１）式を満足するように吹酸する事を特徴とする、
鉄浴式溶融還元炉の操業方法である。
LS＜HS ………（１） 但しLS：上吹酸素の吹酸で作られたスラグキャビティ深
さ（mm）、HS：スラグ厚さ（mm） 第１図は本発明の鉄浴式溶融還元炉の例を示す図であ
る。反応容器１は耐火物で内張りされた転炉状のもの
で、炉の下部には底吹酸素吹込羽口２、炭材粉吹込口
３、及び酸化鉄粉吹込口４が設けられている。炭材粉や
酸化鉄粉はキャリアガス（例えばN2ガス）によって炭材
粉吹込口３や酸化鉄粉吹込口４から鉄浴５中に吹込まれ
る。第１図は底吹酸素吹込羽口２、炭材粉吹込口３、酸
化鉄粉吹込口４を独立に設けた例であるが、多重管状の
吹込み装置を用いて、これ等を一箇所から吹込んでもよ
い。６は上吹酸素吹込みランスで酸素を下方に吹きつけ
る。
さ（mm）、HS：スラグ厚さ（mm） 第１図は本発明の鉄浴式溶融還元炉の例を示す図であ
る。反応容器１は耐火物で内張りされた転炉状のもの
で、炉の下部には底吹酸素吹込羽口２、炭材粉吹込口
３、及び酸化鉄粉吹込口４が設けられている。炭材粉や
酸化鉄粉はキャリアガス（例えばN2ガス）によって炭材
粉吹込口３や酸化鉄粉吹込口４から鉄浴５中に吹込まれ
る。第１図は底吹酸素吹込羽口２、炭材粉吹込口３、酸
化鉄粉吹込口４を独立に設けた例であるが、多重管状の
吹込み装置を用いて、これ等を一箇所から吹込んでもよ
い。６は上吹酸素吹込みランスで酸素を下方に吹きつけ
る。
本発明では鉄浴とスラグよりなる反応容器内の溶融状態
の内容物に、炭材と酸化鉄を加え、吹酸し、酸化鉄を鉄
に還元して溶鉄量を増加せしめ、所定の溶鉄量に達する
と出湯し、例えば別に設けた製鋼炉で脱炭し精錬を行
う。最初の鉄浴や溶融スラグよりなる反応容器内の溶融
状態の内容物は、別に設けた例えば電気炉等で製造して
もよいが、例えば前回の出湯に際して溶融スラグや溶鉄
を全量は出湯しないで、一部反応容器内に残存せしめて
用いてもよい。
の内容物に、炭材と酸化鉄を加え、吹酸し、酸化鉄を鉄
に還元して溶鉄量を増加せしめ、所定の溶鉄量に達する
と出湯し、例えば別に設けた製鋼炉で脱炭し精錬を行
う。最初の鉄浴や溶融スラグよりなる反応容器内の溶融
状態の内容物は、別に設けた例えば電気炉等で製造して
もよいが、例えば前回の出湯に際して溶融スラグや溶鉄
を全量は出湯しないで、一部反応容器内に残存せしめて
用いてもよい。
本発明では鉄浴の炭素含有量は2.0〜4.2％で操業する。
最初の鉄浴の炭素含有量が低過ぎる時は、例えば炭材粉
のみを底から吹込み2.0％以上とし、又炭素を過剰に含
有する際は酸化鉄や底吹酸素で調整して4.2％以下とす
る。
最初の鉄浴の炭素含有量が低過ぎる時は、例えば炭材粉
のみを底から吹込み2.0％以上とし、又炭素を過剰に含
有する際は酸化鉄や底吹酸素で調整して4.2％以下とす
る。
本発明で炭材粉とは、粒度が約1mm以下の微粉状の石炭
粉やコークス粉をいう。この炭材粉は鉄浴式溶融還元炉
の上方から装入すると、大部分が溶融還元炉の強い気流
によって飛散するし、スラグ上に達してもスラグや鉄浴
中に入って酸化鉄を還元する事はなく、スラグ上に浮遊
して燃焼するに至る。しかし本発明ではこの炭材粉を有
効に使用する。本発明ではスラグ中のFeO含有量を5.0％
以下に保持するが、5.0％超になるとスラグ泡立ちが生
ずるために、酸化鉄粉や底吹酸素の吹込量を絞って調整
する。
粉やコークス粉をいう。この炭材粉は鉄浴式溶融還元炉
の上方から装入すると、大部分が溶融還元炉の強い気流
によって飛散するし、スラグ上に達してもスラグや鉄浴
中に入って酸化鉄を還元する事はなく、スラグ上に浮遊
して燃焼するに至る。しかし本発明ではこの炭材粉を有
効に使用する。本発明ではスラグ中のFeO含有量を5.0％
以下に保持するが、5.0％超になるとスラグ泡立ちが生
ずるために、酸化鉄粉や底吹酸素の吹込量を絞って調整
する。
上吹酸素は、第１図のLSで示した吹酸で作られたスラグ
キャビティ深さが、スラグ厚さHSよりも小さくなるよう
に吹込む。従って上吹酸素が鉄浴に直接吹きつけられる
事はない。
キャビティ深さが、スラグ厚さHSよりも小さくなるよう
に吹込む。従って上吹酸素が鉄浴に直接吹きつけられる
事はない。
［作用］ 鉄浴式溶融還元炉では酸化鉄は下記の如くに還元されて
溶鉄となる。
溶鉄となる。
（FeO）＋（Ｃ）→Fe＋CO ………（２） （FeO）＋［Ｃ］→Fe＋CO ………（３） ［FeO］＋［Ｃ］→Fe＋CO ………（４） 但し（FeO）はスラグ中に存在する酸化鉄、 （Ｃ）はスラグ中に存在する炭素、 ［FeO］は鉄浴中に存在する酸化鉄、 ［Ｃ］は鉄浴中に存在する炭素、 （２）式はスラグ内での還元反応である。しかし炭材が
粉の場合は、スラグに留り難く、スラグ表面に浮上して
燃焼もしくは飛散ロスするために炭材粉の効率が低い。
又この方法で反応速度を大きくするために（FeO）の濃
度を上げるとスラグ中に微細なCOガス気泡が多量に発生
して、スラグは泡立して反応容器から溢れる。
粉の場合は、スラグに留り難く、スラグ表面に浮上して
燃焼もしくは飛散ロスするために炭材粉の効率が低い。
又この方法で反応速度を大きくするために（FeO）の濃
度を上げるとスラグ中に微細なCOガス気泡が多量に発生
して、スラグは泡立して反応容器から溢れる。
（３）式はスラグと鉄浴との接触界面での反応である
が、反応速度を大きくするために（FeO）の濃度を高く
すると、矢張りスラグの泡立が発生する。本発明では
（４）式の反応が進行し易いように操業を制御する。
（４）式の反応が進行すると、スラグの（FeO）の濃度
上昇を抑制し、スラグの泡立ちも減少する。本発明で鉄
浴中のＣ含有量は2.0〜4.2％である。Ｃが2.0％未満で
は鉄浴に酸化鉄粉を吹込んでも反応性は弱い。Ｃが4.2
％超の鉄浴に炭材粉を吹込むと、鉄浴中にＣが既に飽和
量に近い濃度に含有されているために、吹込んだ炭材粉
は鉄浴に溶解しないで鉄浴中を浮上し、更にスラグ中に
も留らないでスラグの表面に浮上して燃焼し、また飛散
し、炭材粉の吹込み効率が悪くなる。鉄浴中のＣ濃度が
2.0〜4.2％であると、吹込んだ炭材粉は鉄浴中にＣ成分
となって溶解し易く、鉄浴中に溶解したＣによって酸化
鉄粉は急速に還元される。
が、反応速度を大きくするために（FeO）の濃度を高く
すると、矢張りスラグの泡立が発生する。本発明では
（４）式の反応が進行し易いように操業を制御する。
（４）式の反応が進行すると、スラグの（FeO）の濃度
上昇を抑制し、スラグの泡立ちも減少する。本発明で鉄
浴中のＣ含有量は2.0〜4.2％である。Ｃが2.0％未満で
は鉄浴に酸化鉄粉を吹込んでも反応性は弱い。Ｃが4.2
％超の鉄浴に炭材粉を吹込むと、鉄浴中にＣが既に飽和
量に近い濃度に含有されているために、吹込んだ炭材粉
は鉄浴に溶解しないで鉄浴中を浮上し、更にスラグ中に
も留らないでスラグの表面に浮上して燃焼し、また飛散
し、炭材粉の吹込み効率が悪くなる。鉄浴中のＣ濃度が
2.0〜4.2％であると、吹込んだ炭材粉は鉄浴中にＣ成分
となって溶解し易く、鉄浴中に溶解したＣによって酸化
鉄粉は急速に還元される。
炭材粉は酸化鉄粉を還元するに相当する量よりも過量に
吹込む。（４）式の酸化鉄の還元は吸熱反応である。本
発明は過量に吹込んだ炭材粉や鉄浴中のＣを底吹き酸素
で酸化し発熱させて鉄浴を昇温する。底吹き酸素は又鉄
浴を強く攪拌するために（４）式の反応を更に活発にす
る。本発明では（４）式でCOガスが発生し又底吹酸素と
鉄浴中のＣが反応してCOガスを発生させるが、鉄浴中で
発生したCOガスは大きな気泡となってスラグ中を吹抜け
るため、スラグを泡立たせることはない。本発明ではス
ラグ中のFeO含有量を5.0％以下に保つ。既に述べた如
く、スラグ中のFeOが5.0％以下であると、スラグ中に微
細なCOガスの気泡が多発しないために、スラグが泡立つ
事はない。
吹込む。（４）式の酸化鉄の還元は吸熱反応である。本
発明は過量に吹込んだ炭材粉や鉄浴中のＣを底吹き酸素
で酸化し発熱させて鉄浴を昇温する。底吹き酸素は又鉄
浴を強く攪拌するために（４）式の反応を更に活発にす
る。本発明では（４）式でCOガスが発生し又底吹酸素と
鉄浴中のＣが反応してCOガスを発生させるが、鉄浴中で
発生したCOガスは大きな気泡となってスラグ中を吹抜け
るため、スラグを泡立たせることはない。本発明ではス
ラグ中のFeO含有量を5.0％以下に保つ。既に述べた如
く、スラグ中のFeOが5.0％以下であると、スラグ中に微
細なCOガスの気泡が多発しないために、スラグが泡立つ
事はない。
本発明では上吹ランスから更に吹酸を行う。
この吹酸によってスラグは攪拌され反応性が更に高めら
れ、又炉内のCOガスが上吹ランスからの酸素ジェットで
酸化されてCO2となる。鉄浴式溶融還元炉は、熱経済
上、下記（５）式で示した二次燃焼効率ηが高い事が望
まれる。
れ、又炉内のCOガスが上吹ランスからの酸素ジェットで
酸化されてCO2となる。鉄浴式溶融還元炉は、熱経済
上、下記（５）式で示した二次燃焼効率ηが高い事が望
まれる。
η＝（CO2＋H2Ｏ）／（CO2＋CO＋H2Ｏ＋H2） ………
（５） 但しCO2，H2O,CO,H2は反応容器から排出されるガス中の
各成分の濃度（容積％）である。上吹ランスからの吹酸
が強過ぎて、吹酸で作られたキャビティが深くなり過ぎ
ると、このガス流に巻き込まれたCO2ガスやH2Ｏガスが
鉄浴に当接して、下記（６）式及び（７）式の如くに鉄
浴中に溶解しているＣと反応してCOガスを発生させる。
（５） 但しCO2，H2O,CO,H2は反応容器から排出されるガス中の
各成分の濃度（容積％）である。上吹ランスからの吹酸
が強過ぎて、吹酸で作られたキャビティが深くなり過ぎ
ると、このガス流に巻き込まれたCO2ガスやH2Ｏガスが
鉄浴に当接して、下記（６）式及び（７）式の如くに鉄
浴中に溶解しているＣと反応してCOガスを発生させる。
CO2＋［Ｃ］→2CO ………（６） H2Ｏ＋［Ｃ］→CO＋H2 ………（７） （６）式及び（７）式の反応が起きると、鉄浴中の炭素
含有量が下るために炭材粉の吹込効果が損われるし又二
次燃焼効率も低下し熱経済上不都合となる。
含有量が下るために炭材粉の吹込効果が損われるし又二
次燃焼効率も低下し熱経済上不都合となる。
本発明では（１）式に示した如く、LS＜HSとなるように
上吹ランスから吹酸するため、吹酸で作られたキャビテ
ィが深くなり過ぎる事はなく、従って（６）式や（７）
式の反応が抑制されることとなる。
上吹ランスから吹酸するため、吹酸で作られたキャビテ
ィが深くなり過ぎる事はなく、従って（６）式や（７）
式の反応が抑制されることとなる。
［実施例］ 第１図に示した反応容器に、溶銑（C:3.5％）を50トン
と、スラグ（CaO/SiO2＝1.2,MgO:15％，Al2O3:15％）を
20トン装入し、上部からは酸化鉄や炭材を装入しない
で、炉底からキャリアガスを用いて吹込んだ。上吹ラン
スからの吹酸量は6000Nm3/h,底吹酸素量は3000Nm3/h
で、 HS（スラグ厚さ）＝1000mmでLS（スラグキャビティ深
さ）＝600mmとした。
と、スラグ（CaO/SiO2＝1.2,MgO:15％，Al2O3:15％）を
20トン装入し、上部からは酸化鉄や炭材を装入しない
で、炉底からキャリアガスを用いて吹込んだ。上吹ラン
スからの吹酸量は6000Nm3/h,底吹酸素量は3000Nm3/h
で、 HS（スラグ厚さ）＝1000mmでLS（スラグキャビティ深
さ）＝600mmとした。
炉底からはN2をキャリアガスとして石炭粉（粒度1mm以
下）を10.5トン/h,鉄鉱石粉を12トン/hで溶銑中に吹込
んだ。
下）を10.5トン/h,鉄鉱石粉を12トン/hで溶銑中に吹込
んだ。
約１時間吹錬し、7.6トンの溶銑が生成した。操業中の
スラグのFeO含有量は２〜４％で、溶銑中の炭素含有量
は３〜４％であった。吹錬は円滑でスラグのフォーミン
グはなく、二次燃焼効率は40〜60％であり、石炭のダス
トロスは約３％であった。
スラグのFeO含有量は２〜４％で、溶銑中の炭素含有量
は３〜４％であった。吹錬は円滑でスラグのフォーミン
グはなく、二次燃焼効率は40〜60％であり、石炭のダス
トロスは約３％であった。
［発明の効果］ 本発明は、鉄浴式溶融還元炉を、粉状の炭材を用いて操
業できる方法で、一般に多量発生する粉状の炭材を塊状
に成形加工しないで使用でき、又酸化鉄は能率よく還元
でき、スラグの泡立も少なく操業が安定し、更に熱経済
性も優れているために、産業上の効果が大きい。
業できる方法で、一般に多量発生する粉状の炭材を塊状
に成形加工しないで使用でき、又酸化鉄は能率よく還元
でき、スラグの泡立も少なく操業が安定し、更に熱経済
性も優れているために、産業上の効果が大きい。
第１図は本発明の鉄浴式溶融還元炉の例を示す図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】酸素を上底吹きできる反応容器を用いた鉄
浴式溶融還元炉において、炭素含有量で2.0〜4.2％の鉄
浴中に、鉄浴の炭素含有量を2.0〜4.2％に保ちつつ且つ
スラグ中のFeO含有量を5.0％以下に保ちつつ、炭材粉と
酸化鉄粉と底吹き酸素とを吹き込むと共に、上吹き酸素
を下記（１）式を満足するように吹酸する事を特徴とす
る、鉄浴式溶融還元炉の操業方法 LS＜HS ………（１） 但し、LS：上吹酸素の吹酸で作られるスラグキャビティ
深さ（mm），HS：スラグ厚さ（mm）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63017233A JPH0723496B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 鉄浴式溶融還元炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63017233A JPH0723496B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 鉄浴式溶融還元炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01195209A JPH01195209A (ja) | 1989-08-07 |
| JPH0723496B2 true JPH0723496B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=11938229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63017233A Expired - Lifetime JPH0723496B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 鉄浴式溶融還元炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723496B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO944697A0 (en) * | 1997-09-26 | 1997-10-16 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP63017233A patent/JPH0723496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01195209A (ja) | 1989-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |