JPH073314A - 鉱石または予備還元が行なわれている金属物の溶融還元のための方法と装置 - Google Patents
鉱石または予備還元が行なわれている金属物の溶融還元のための方法と装置Info
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- JPH073314A JPH073314A JP6156656A JP15665694A JPH073314A JP H073314 A JPH073314 A JP H073314A JP 6156656 A JP6156656 A JP 6156656A JP 15665694 A JP15665694 A JP 15665694A JP H073314 A JPH073314 A JP H073314A
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- 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
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- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
- C21C5/567—Manufacture of steel by other methods operating in a continuous way
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スラグと液状の金属と浮遊コークス粒子から
成るエマルジョンが溶融還元反応器から接続部を経て沈
降槽に導かれ、そこで酸素を吹きつけて低炭素含有銑鉄
に変える際に、沈降槽おいて浮遊するコークスの燃焼に
よる損失を少なくする。 【構成】 補助的酸素吹き込みを行ない、浮遊するコー
クスを溶融還元反応器に逆流させて戻す。
成るエマルジョンが溶融還元反応器から接続部を経て沈
降槽に導かれ、そこで酸素を吹きつけて低炭素含有銑鉄
に変える際に、沈降槽おいて浮遊するコークスの燃焼に
よる損失を少なくする。 【構成】 補助的酸素吹き込みを行ない、浮遊するコー
クスを溶融還元反応器に逆流させて戻す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉱石または予備還元が
行なわれている金属物の溶融還元のための方法に関す
る。この場合、鉱石または予備還元が行なわれている金
属物は、スラグと液状の金属と浮遊しているコークス粒
子とからなるエマルジョンの形態で、溶融還元反応器か
ら接続部を経由し、独立した沈降槽に入り、ここで酸素
が吹き付けられることによって低炭素含有銑鉄に変換さ
れる。また、本発明は、これに付随する装置に関する。
行なわれている金属物の溶融還元のための方法に関す
る。この場合、鉱石または予備還元が行なわれている金
属物は、スラグと液状の金属と浮遊しているコークス粒
子とからなるエマルジョンの形態で、溶融還元反応器か
ら接続部を経由し、独立した沈降槽に入り、ここで酸素
が吹き付けられることによって低炭素含有銑鉄に変換さ
れる。また、本発明は、これに付随する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＥＰ ０ １２６ ３９１ Ａ１によ
り、溶融槽と鉱石還元槽を連結し、溶融槽において、溶
融鉄から発生する反応ガスを部分的に燃焼する製鉄法が
周知である。そのためには、溶融槽の上部ガスチャンバ
ーにおいて酸素吹き付けノズルが配置され、この酸素吹
き付けノズルが吹き付ける方向は槽のほぼ中心に向かっ
ている。溶融槽のガスチャンバーにおいては十分に長い
走行距離にわたり、ジェット吹き付けとして作用するガ
ス噴流が、ガスチャンバーに導入された酸素量の何倍も
にも及ぶ反応ガスを取り込み、それによって燃焼が達成
される。鉱石還元槽は、排出装置とシュートを介して溶
融槽と接続されている。
り、溶融槽と鉱石還元槽を連結し、溶融槽において、溶
融鉄から発生する反応ガスを部分的に燃焼する製鉄法が
周知である。そのためには、溶融槽の上部ガスチャンバ
ーにおいて酸素吹き付けノズルが配置され、この酸素吹
き付けノズルが吹き付ける方向は槽のほぼ中心に向かっ
ている。溶融槽のガスチャンバーにおいては十分に長い
走行距離にわたり、ジェット吹き付けとして作用するガ
ス噴流が、ガスチャンバーに導入された酸素量の何倍も
にも及ぶ反応ガスを取り込み、それによって燃焼が達成
される。鉱石還元槽は、排出装置とシュートを介して溶
融槽と接続されている。
【０００３】さらに、日本の特許ＪＰ６２２２８４２０
（出願番号８６−７０８９７）により、接続部を経由し
て溶融炉と接続されている溶融還元槽が周知である。こ
の接続部を経由し、溶融された物質が一方の槽から他方
の槽に流れることが可能である。溶融炉の槽上部には、
酸素を吹き付けるための管が突き出している。
（出願番号８６−７０８９７）により、接続部を経由し
て溶融炉と接続されている溶融還元槽が周知である。こ
の接続部を経由し、溶融された物質が一方の槽から他方
の槽に流れることが可能である。溶融炉の槽上部には、
酸素を吹き付けるための管が突き出している。
【０００４】上記の明細書による周知の方法と装置で
は、沈降槽において分離され、浮遊しているコークスが
この沈降槽に残るという不利な点がある。そのため、金
属における所望の低炭素含有度を達成するためには、こ
のコークスも酸化する必要がある。その結果、周知の方
法においては余剰コークスを失わせしめ、この場合に、
相応する酸化熱は、温度が過剰となるのを防止するた
め、冷却によって相殺しなければならない。
は、沈降槽において分離され、浮遊しているコークスが
この沈降槽に残るという不利な点がある。そのため、金
属における所望の低炭素含有度を達成するためには、こ
のコークスも酸化する必要がある。その結果、周知の方
法においては余剰コークスを失わせしめ、この場合に、
相応する酸化熱は、温度が過剰となるのを防止するた
め、冷却によって相殺しなければならない。
【０００５】さらに、取り付けられている酸素吹き付け
管では、プロセスの異常時に、沈降炉が凝結するのを防
止するために必要であって、プロセスに依存することの
ない熱エネルギーの供給が可能でない。
管では、プロセスの異常時に、沈降炉が凝結するのを防
止するために必要であって、プロセスに依存することの
ない熱エネルギーの供給が可能でない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、溶融
還元のための方法と、溶融反応器と沈降槽とを有する溶
融還元に必要な装置を提供することである。この場合
に、溶融還元装置のスタートアップが簡単であり、通常
運転においては余剰コークスによって銑鉄生産が妨害さ
れることがなく、また、運転異常時においては望ましく
ない結果を減らしうるものとする。
還元のための方法と、溶融反応器と沈降槽とを有する溶
融還元に必要な装置を提供することである。この場合
に、溶融還元装置のスタートアップが簡単であり、通常
運転においては余剰コークスによって銑鉄生産が妨害さ
れることがなく、また、運転異常時においては望ましく
ない結果を減らしうるものとする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本課題は、本発明によ
り、方法の請求項１および装置の請求項４の特徴によっ
て解決される。
り、方法の請求項１および装置の請求項４の特徴によっ
て解決される。
【０００８】周知の溶融還元プロセスにおいては、スラ
グ／金属のエマルジョンに多少なりとも固体状の炭素が
混入する。この固体状の炭素は、還元剤として石炭の形
態で、例えば予備還元が行なわれている鉄鉱石などの金
属酸化物に対し、反応槽において付加されたものであ
る。金属酸化物もしくは、場合により、完全に予備還元
が行なわれている金属酸化物を、石炭によって金属とス
ラグへと変換するのは、金属、スラグ、炭素の３つの成
分からなるエマルジョンの中で行なわれる。この場合
に、吸熱性の還元反応と、成分の溶融に必要なエネルギ
ーは、付加した石炭を、純粋な酸素または予熱した空気
によって部分的に燃焼することで作り出される。完全に
還元された金属は、元素によっては炭素に対して高い溶
解度を有することがあり、溶融した滴の形態でスラグに
存在したり、または独立した相としてスラグの下方に部
分的に沈降する。
グ／金属のエマルジョンに多少なりとも固体状の炭素が
混入する。この固体状の炭素は、還元剤として石炭の形
態で、例えば予備還元が行なわれている鉄鉱石などの金
属酸化物に対し、反応槽において付加されたものであ
る。金属酸化物もしくは、場合により、完全に予備還元
が行なわれている金属酸化物を、石炭によって金属とス
ラグへと変換するのは、金属、スラグ、炭素の３つの成
分からなるエマルジョンの中で行なわれる。この場合
に、吸熱性の還元反応と、成分の溶融に必要なエネルギ
ーは、付加した石炭を、純粋な酸素または予熱した空気
によって部分的に燃焼することで作り出される。完全に
還元された金属は、元素によっては炭素に対して高い溶
解度を有することがあり、溶融した滴の形態でスラグに
存在したり、または独立した相としてスラグの下方に部
分的に沈降する。
【０００９】全体として、生産すべき金属製品である銑
鉄に対し、高い歩留りが目標とされる。この場合、炭素
を含有する銑鉄を炭素含有量０．５〜１．５％の中間金
属に一部変換すれば、銑鉄は次の処理段階において、よ
り一層コスト効率を向上させて変換することが可能であ
る。このような値は特に、反応槽と、反応槽と接続され
ている独立した沈降槽とを有する溶融還元装置において
達成される。
鉄に対し、高い歩留りが目標とされる。この場合、炭素
を含有する銑鉄を炭素含有量０．５〜１．５％の中間金
属に一部変換すれば、銑鉄は次の処理段階において、よ
り一層コスト効率を向上させて変換することが可能であ
る。このような値は特に、反応槽と、反応槽と接続され
ている独立した沈降槽とを有する溶融還元装置において
達成される。
【００１０】このような装置では、主反応器は溶融還元
専用となり、単位容積あたりに達成可能な高い固有処理
量を完全に活用することが可能である。スラグ／金属／
炭素のエマルジョンは、反応器から接続されている沈降
槽に溢流し、エマルジョンはそこで金属、スラグ、浮遊
しているコークス粒子の３つの相に分離する。
専用となり、単位容積あたりに達成可能な高い固有処理
量を完全に活用することが可能である。スラグ／金属／
炭素のエマルジョンは、反応器から接続されている沈降
槽に溢流し、エマルジョンはそこで金属、スラグ、浮遊
しているコークス粒子の３つの相に分離する。
【００１１】本発明では銑鉄を低炭素含有量のプリメタ
ルに変換するため、ハード噴流で沈降槽に酸素を付加す
るほかに、沈降槽において浮遊しているコークスを一部
酸化するためにソフト噴流によって酸素を吹き込むこと
を提案する。それによって気体量が増大し、浮遊してい
るコークスが溶融還元反応器に送り返される。そのた
め、この浮遊しているコークスを酸化する必要がなくな
り、そのためのエネルギーがプロセスから失われること
がない。さらに、温度が過剰となるのを防止するため、
酸化熱を冷却によって相殺する必要がない。
ルに変換するため、ハード噴流で沈降槽に酸素を付加す
るほかに、沈降槽において浮遊しているコークスを一部
酸化するためにソフト噴流によって酸素を吹き込むこと
を提案する。それによって気体量が増大し、浮遊してい
るコークスが溶融還元反応器に送り返される。そのた
め、この浮遊しているコークスを酸化する必要がなくな
り、そのためのエネルギーがプロセスから失われること
がない。さらに、温度が過剰となるのを防止するため、
酸化熱を冷却によって相殺する必要がない。
【００１２】この場合、反応槽と沈降槽との間の移行部
分は、スラグ／金属のエマルジョン上に浮遊しているコ
ークス粒子が、酸素によるコークスの酸化によって前炉
において発生する気体の体積流により、エマルジョンの
流れる方向とは反対に反応槽に押し出されるように設計
されている。通常の運転時、ソフトな叢状炎のほかに、
中央ノズルによって大きな運動量でハード噴流の酸素が
発生させられる。この噴流は、スラグを通って金属表面
まで達し、そこで金属溜まりに溶解している酸素の酸化
が可能になる。
分は、スラグ／金属のエマルジョン上に浮遊しているコ
ークス粒子が、酸素によるコークスの酸化によって前炉
において発生する気体の体積流により、エマルジョンの
流れる方向とは反対に反応槽に押し出されるように設計
されている。通常の運転時、ソフトな叢状炎のほかに、
中央ノズルによって大きな運動量でハード噴流の酸素が
発生させられる。この噴流は、スラグを通って金属表面
まで達し、そこで金属溜まりに溶解している酸素の酸化
が可能になる。
【００１３】ソフトな酸素噴流用の管は、スタートアッ
プ時点ではまだ空である沈降槽の予熱や、溶融還元装置
の異常時、温度の維持のためにも使用される。この場
合、気体燃料、油、微粉炭などさまざまなエネルギー源
と酸素とからなる混合体を使用することも可能である。
プ時点ではまだ空である沈降槽の予熱や、溶融還元装置
の異常時、温度の維持のためにも使用される。この場
合、気体燃料、油、微粉炭などさまざまなエネルギー源
と酸素とからなる混合体を使用することも可能である。
【００１４】
【実施例】本発明の１例は、添付の図に示されている。
【００１５】図１は、槽下部１１と槽上部１２を有し、
下方に向けてわずがながら円錐状になっている溶融還元
反応器１０を示している。槽上部１２においては、鉱石
などの混合物のための通過部１３と廃ガスのための排気
部１４とが設けられている。反応器頂部１５の中心に
は、管３４が設けられている。この管３４は槽上部１２
の中に突き出していて、供給配管３３を経由して酸素供
給部３０の酸素ステーション３１と接続している。溶融
還元反応器１０の槽下部１１の領域においては、溶融還
元反応器１０を沈降槽２０と接続する接続部１６が設け
られている。接続部１６の底部１７は、沈降槽２０に対
して角度αがつけられている。
下方に向けてわずがながら円錐状になっている溶融還元
反応器１０を示している。槽上部１２においては、鉱石
などの混合物のための通過部１３と廃ガスのための排気
部１４とが設けられている。反応器頂部１５の中心に
は、管３４が設けられている。この管３４は槽上部１２
の中に突き出していて、供給配管３３を経由して酸素供
給部３０の酸素ステーション３１と接続している。溶融
還元反応器１０の槽下部１１の領域においては、溶融還
元反応器１０を沈降槽２０と接続する接続部１６が設け
られている。接続部１６の底部１７は、沈降槽２０に対
して角度αがつけられている。
【００１６】沈降槽２０の下部槽２１には、湯Ｍとスラ
グＳとを湯出しできる湯口２３が設けられている。
グＳとを湯出しできる湯口２３が設けられている。
【００１７】沈降槽２０の上部槽２２の中には、管３６
が突き出している。管３６は、いわゆる酸素のハード吹
き出しのために供給配管３５を経由して酸素ステーショ
ン３１と接続している。
が突き出している。管３６は、いわゆる酸素のハード吹
き出しのために供給配管３５を経由して酸素ステーショ
ン３１と接続している。
【００１８】さらに、上部槽２２の中には、環状の隙間
３９を有する管３８が突き出している。環状の隙間３９
は、酸素のソフト吹き出しのために供給配管３７を経由
して酸素ステーション３２と接続している。環状の隙間
３９はまた、燃料供給部４０のステーション４１に至る
供給配管４２にも接続している。
３９を有する管３８が突き出している。環状の隙間３９
は、酸素のソフト吹き出しのために供給配管３７を経由
して酸素ステーション３２と接続している。環状の隙間
３９はまた、燃料供給部４０のステーション４１に至る
供給配管４２にも接続している。
【００１９】本概略図においては、環状の隙間３９は管
３６と同心的に配置されている。
３６と同心的に配置されている。
【００２０】概略図において示されている矢印は、個々
の媒体が流れる方向を示している。環状の隙間３９から
ソフトな叢状炎として出てくる酸素噴流は、沈降槽２０
から接続部１６を経由してコークス粒子Ｋを溶融還元反
応器１０に押し戻す。
の媒体が流れる方向を示している。環状の隙間３９から
ソフトな叢状炎として出てくる酸素噴流は、沈降槽２０
から接続部１６を経由してコークス粒子Ｋを溶融還元反
応器１０に押し戻す。
【図１】鉱石または予備還元が行なわれている金属物の
溶融還元のための装置の概略的な構造を示す図である。
溶融還元のための装置の概略的な構造を示す図である。
１０ 溶融還元反応器 １１ 槽下部 １２ 槽上部 １３ 鉱石などの混合物のための通過部 １４ 廃ガスのための排気部 １５ 反応器頂部 １６ 接続部 １７ １６の底部 ２０ 沈降槽 ２１ 下部槽 ２２ 上部槽 ２３ 湯口 ３０ 酸素供給部 ３１ 酸素ステーション（ハード） ３２ 酸素ステーション（ソフト） ３３ ３４に至る供給配管 ３４ 反応槽の管 ３５ ３６に至る供給配管 ３６ 沈降槽の管 ３７ ３８に至る供給配管 ３８ 管 ３９ 環状の隙間 ４０ 燃料供給部 ４１ ステーション ４２ 供給配管 α 傾斜角度 Ｋ コークス Ｓ スラグ Ｍ 湯
Claims (7)
- 【請求項１】 鉱石または予備還元が行なわれている金
属物が、スラグと液状の金属と浮遊しているコークス粒
子とからなるエマルジョンの形態で、溶融還元反応器か
ら接続部を経由して独立した沈降槽に入り、ここで酸素
が吹き付けられることによって低炭素含有銑鉄に変換さ
れる、鉱石または予備還元が行なわれている金属物の溶
融還元のための方法において、 沈降槽の上部においては、管を経由してハード噴流で付
加される酸素のほかにソフト噴流の酸素が吹き込まれ、
浮遊しているコークスの一部が該ソフト噴流の酸素によ
って酸化することで気体量が増大し、この場合、気体が
接続部を経由して溶融反応器に流れ込み、そのため、エ
マルジョン上に浮遊しているコークス粒子がエマルジョ
ンの流れる方向とは反対方向に押し戻されることを特徴
とする鉱石または予備還元が行なわれている金属物の溶
融還元のための方法。 - 【請求項２】 気体燃料または油、微粉炭などのエネル
ギー源がソフト酸素噴流に混ぜ合わせられることを特徴
とする請求項１に記載の鉱石または予備還元が行なわれ
ている金属物の溶融還元のための方法。 - 【請求項３】 酸素量ないしは酸素と燃料の混合体の量
が、金属の所望する炭素含有量に依存して調整されるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉱石ま
たは予備還元が行なわれている金属物の溶融還元のため
の方法。 - 【請求項４】 溶融還元反応器を有しており、該溶融還
元反応器は接続部を経由して沈降槽と接続され、該沈降
槽には酸素吹き込み用管が突き出している、鉱石または
予備還元が行なわれている金属物の溶融還元を行なうた
めの請求項１の方法を実施するための装置において、 沈降槽の上部（２２）の中に突き出し、ソフトな叢状炎
を発生するための環状の隙間（３９）を有する管（３
８）が少なくとも１本設けられ、かつ、接続部（１６）
の底部（１７）は、沈降槽（２０）に対して傾斜角度
（α）がつけられ、そのため、スラグと液状の金属とか
らなるエマルジョンが流れ出ることが可能であることを
特徴とする鉱石または予備還元が行なわれている金属物
の溶融還元のための装置。 - 【請求項５】 環状の隙間（３９）が、酸素供給ステー
ション（３２）と燃料供給ステーション（４１）とに接
続されるための接続部（３７、４２）を有することを特
徴とする請求項４に記載の鉱石または予備還元が行なわ
れている金属物の溶融還元のための装置。 - 【請求項６】 環状の隙間（３９）が酸素管（３６）と
同心的に配置されていることを特徴とする請求項５に記
載の鉱石または予備還元が行なわれている金属物の溶融
還元のための装置。 - 【請求項７】 傾斜角度（α）が３〜１２°であること
を特徴とする請求項４に記載の鉱石または予備還元が行
なわれている金属物の溶融還元のための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4320572.0 | 1993-06-15 | ||
| DE4320572A DE4320572C1 (de) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzreduktion von Erzen oder vorreduzierten Metallträgern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073314A true JPH073314A (ja) | 1995-01-06 |
| JP3452645B2 JP3452645B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=6490855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15665694A Expired - Fee Related JP3452645B2 (ja) | 1993-06-15 | 1994-06-15 | 鉱石または予備還元が行なわれている金属物の溶融還元のための方法と装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5480474A (ja) |
| EP (1) | EP0629710B1 (ja) |
| JP (1) | JP3452645B2 (ja) |
| CA (1) | CA2125821A1 (ja) |
| DE (2) | DE4320572C1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09310126A (ja) * | 1996-05-16 | 1997-12-02 | Daido Steel Co Ltd | 金属酸化物から金属を得る製造方法 |
| US20060228294A1 (en) * | 2005-04-12 | 2006-10-12 | Davis William H | Process and apparatus using a molten metal bath |
| CA2607935C (en) * | 2005-05-05 | 2014-07-08 | Boston Scientific Limited | Preshaped localization catheter and system for graphically reconstructing pulmonary vein ostia |
| US8199790B2 (en) * | 2007-11-02 | 2012-06-12 | Plasma Waste Recycling, Inc. | Reactor vessel for plasma gasification |
| RU2618030C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-05-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ управления процессом жидкофазного восстановления Ромелт для переработки железосодержащих материалов высокой степени окисленности |
| RU2618297C1 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-05-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт |
| CN106222349B (zh) * | 2016-09-28 | 2018-10-19 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用熔池熔炼炉处理含铁原料的方法及装置 |
| RU2637840C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-12-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ производства чугуна дуплекс-процессом Ромелт (варианты) |
| CN111440913A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-07-24 | 内蒙古赛思普科技有限公司 | 一种熔融还原炉灌铁水启动的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR91011E (fr) * | 1966-09-28 | 1968-03-29 | Siderurgie Fse Inst Rech | Fabrication d'acier à partir de produits préréduits |
| FR2496699B1 (fr) * | 1980-12-22 | 1985-06-21 | Siderurgie Fse Inst Rech | Lance de soufflage de gaz oxydant, notamment d'oxygene, pour le traitement des metaux en fusion |
| DE3318005C2 (de) * | 1983-05-18 | 1986-02-20 | Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg | Verfahren zur Eisenherstellung |
| JPS62228420A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Nippon Steel Corp | 溶融還元炉 |
| US5069715A (en) * | 1990-04-02 | 1991-12-03 | Regents Of The University Of Minnesota | Direct smelting process and apparatus |
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1993
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