JPH0778251B2 - 竪型炉を用いる直接製鉄方法 - Google Patents

竪型炉を用いる直接製鉄方法

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JPH0778251B2
JPH0778251B2 JP60095144A JP9514485A JPH0778251B2 JP H0778251 B2 JPH0778251 B2 JP H0778251B2 JP 60095144 A JP60095144 A JP 60095144A JP 9514485 A JP9514485 A JP 9514485A JP H0778251 B2 JPH0778251 B2 JP H0778251B2
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良 渡辺
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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、シャフト炉に代表される竪型炉を用いて直接
製鉄法を実施するに当たり、操業中にクラスタリングが
発生するのを防止し、これにより操業効率及び操業安定
性を高める技術に関するものである。
[従来の技術] 直接製鉄法は、小規模生産に適しており且つ還元剤とし
て石炭や天然ガス等を使用し得るといった多様性を有し
ていることから、実操業例は最近徐々に増大しつつあ
る。
直接製鉄法として現在主流となっているのは、シャフト
炉に代表される竪型炉を還元炉として使用するMidrex方
式及びHyL方式である。シャフト炉装入原料としては塊
状の鉄鉱石(塊鉱石)やペレット(粉鉱を球状に固めた
もの)を使用するが、これらはシャフト炉内における高
温の還元雰囲気でしばしばクラスタリングと呼ばれる現
象を起こし操業性を著しく阻害することが知られてい
る。即ちクラスタリングとは、塊鉱石やペレットがシャ
フト炉内における高温の還元雰囲気で相互に融着して大
塊状となる現象を言い、こうした現象が起こるとシャフ
ト炉下部からの還元鉄の排出が困難になったり、或はシ
ャフト炉内で棚づりと呼ばれる装入鉱石類(以下単に荷
ということがある)のブリッジ現象が起こって荷の順調
な降下が阻害され、操業性が著しく低下してくる。この
様なところから通常のシャフト炉操業においては、最高
還元温度を低めに抑えてクラスタリングの発生を防止し
ており、その為、還元速度を十分に高めることができず
生産性を満足のいく程度まで向上させることができてい
ない。また最高還元温度はシャフト炉へ吹込まれる還元
ガスの温度によって決まってくるが、一般の還元ガス発
生装置から出る還元ガスの温度は上記最高還元温度より
もかなり高いのが普通であるから、この還元ガスをシャ
フト炉へ供給する為には前記最高還元温度まで降温させ
なければならず、熱エネルギーのロスを招く。殊に最近
活発に研究されている溶融還元法においては発生する還
元ガスが非常に高温である為、この還元ガスを前記最高
還元温度まで降温させることによって生ずる熱エネルギ
ーの損失は軽視できない。
ちなみに現在稼動しているシャフト炉の最高還元温度は
Midrex方式の場合で約830℃であり、他の方式でも殆ん
どはこれ以下の温度で操業が行なわれている。これに対
し還元ガス製造装置であるリフォーマの運転温度は約11
00℃であって、この装置で製造される還元ガスは約970
℃であるから、シャフト炉への吹き込みに当たってはこ
れを850〜900℃まで冷却しなければならず、この間に約
100℃の熱ロスが生じてくる。
また溶融還元法では、金属鉄の溶融温度以上で還元ガス
の製造が行なわれる為、発生する還元ガスの温度は約15
00℃にも達することがあるが、その予備還元炉としてシ
ャフト炉を採用する場合、還元ガスを約1500℃から850
〜900℃程度まで降温させなければならず、この間の熱
ロスは甚大となる。
更に原料鉱石の還元反応速度から見た場合、理論的には
操業温度を100℃高めることによって還元反応速度は約
1.3倍になることが確認されており、こうした昇温効果
がそのまま生産性に生かされるとしたら、約30%の生産
性向上が可能となる。
しかしながら、最高還元温度を高めようとすると前述の
如くクラスタリングが発生して操業安定性が著しく阻害
される為、やむを得ず還元温度を低めに抑えて操業を行
なっているのが実情である。
この様なところから、クラスタリングを防止しつつ還元
反応温度を高めようとする研究も一部で進められてい
る。例えば特公昭51−35366号公報に開示された方法に
よると、原料鉱石とは別に0.1mm以下の微細炭素質或は
煤状炭素質粒子を1〜40Kg/m3(容積比)竪型炉に装入
し、該炭素質粒子によって原料鉱石のクラスタリングを
防止しようとするものである。しかしながらこの方法で
は、装入した炭素質粒子の大部分が吹込みガス流に乗っ
て炉外へ持ち出され、添加効果が有効に発揮されなくな
るばかりでなく、炭素質粒子が炉外へ飛散し作用環境の
汚染等の問題を引き起こす。また炭素質粒子の装入量が
多くなると、該粒子が原料鉱石間のすき間につまって通
気抵抗が増大し、還元効率がかえって阻害されることも
ある。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記の様な状況のもとで、竪型炉を用いた還元
鉄製造工程で生ずる鉱石のクラスタリングを効率良く防
止し操業安定性を高めると共に、還元温度の上昇による
還元効率の向上及び還元ガスの熱ロス低減を実現するこ
とのできる直接製鉄法を提供しようとするものである。
[問題点を解決する為の手段] 本発明に係る直接製鉄法の構成は、直接製鉄用の竪型炉
内へ装入される原料鉄鉱石(塊鉱石、ペレットを含む)
の表面を炭素材で被覆しておくところに要旨を有するも
のである。
[作用] 竪型炉を用いた直接還元における還元温度がクラスタリ
ング発生温度に応じて決められることは先に説明した通
りであるが、このクラスタリング発生温度は、原料鉄鉱
石にあってはその鉄品位や脈石成分、ペレットにあって
は添加されるカルシウム化合物やマグネシウム化合物
[CaO,Ca(OH)2,CaCO3,(Ca,Mg)CO3]等の塩基性成
分などによって夫々影響を受ける。塊鉱石の場合その含
有成分を人為的に変化させることはできないので、鉱石
生産地特有の性状や成分組成を有しており、それらに応
じてクラスタリング発生温度は変わってくる。またペレ
ットの場合は、添加物の種類や量、更には焼成温度等に
よってもクラスタリング温度は変わってくる。しかし直
接製鉄(還元後電気炉で溶融する方法)用の鉄鉱石原料
としては、電気炉操業コスト低減の為元々高品位の鉄鉱
石が選択されるという事情があり、添加材の種類や量等
でクラスタリング発生温度を調整するという余地は少な
い。ちなみにペレットでは、ライム系の鉱物を加えて鉱
石中の(SiO2/CaO)比、即ち塩基度を大きくすることに
よりクラスタリング温度を高め得ることが確認されてい
るが、この方法ではライム系鉱物の添加によって鉄品位
が低下する。一方直接製鉄用原料として最低限必要な鉄
品位は「67%以上」であるとされており、こうした制約
のもとでは、ライム系鉱物を添加するにしてもその添加
量には自ずと制限があり、クラスタリングを有効に防止
することができない。
ところが本発明者等がクラスタリング防止対策について
色々の実験を行なったところによると、原料鉄鉱石の表
面を特定量の炭素材で被覆しておけば、クラスタリング
の発生を極めて効果的に防止することができ、それに伴
って還元温度をかなり高め得ることが確認された。
この理由は次の様に考えることができる。即ち鉄鉱石の
還元後期に発生する鉄鉱石同士の融着は、金属鉄同士の
相互拡散はひげ状突出物の絡み合い、或は低融点スラグ
の生成による溶融付着等によって生ずるものと考えられ
ているが、炭素材は高温条件下においても殆んど変化し
ないので、炭素材で原料鉄鉱石表面を被覆しておくこと
によって前述の様な相互付着の原因が排除され、クラス
タリングが防止されるものと考えられる。
この様なクラスタリング防止効果を有効に発揮させる為
の好ましい炭素付着量は原料鉄鉱石に対して0.5〜4重
量%の範囲であり、0.5重量%未満では還元工程で発生
するH2OやCO2との反応によって表面の炭素材が消費され
てクラスタリング防止効果が有効に発揮され難くなり、
一方4重量%を越えると竪型炉から排出される還元鉄中
の炭素量が過大となり、電気炉における脱炭コストの増
大を招く。
原料鉄鉱石の表面に付着される炭素材は前述の如く優れ
たクラスタリング防止効果を発揮するが、これによって
還元速度が阻害される様な恐れはない。即ちこの炭素材
は還元工程で一部が還元剤として作用するので、還元効
率はむしろ向上し、還元温度の上昇とも相まって還元効
率は大幅に高められる。
炭素源の種類は特に制限されないが、好ましいものとし
ては石油系液体燃料、石炭系或は石油系のタール、ピッ
チ、アスファルト等、比較的低温域(150〜200℃)で液
化する炭化水素系燃料、及びCOガス、メタン、エタン等
の炭素含有ガスなどが挙げられ、液体燃料の場合は原料
鉄鉱石に吹き付けることにより、又炭素含有ガスを用い
る場合は還元性雰囲気中で原料鉄鉱石と炭素含有ガスを
接触させ、原料鉄鉱石の表面に炭素を沈着させる方法等
が採用される。尚基本的には後者に属する方法として、
石炭の乾留ガスを原料鉄鉱石に接触させて該鉄鉱石表面
に炭素を付着させる方法(例えば後記第1図参照)も好
ましいものとして推奨される。
[実施例] 第1図(概略縦断面図)に示す如く、レトルト1を2段
に仕切って下部に石炭Cを投入し、その上部に原料鉄鉱
石ペレットpを充填し、これを電気炉2へ入れて500℃
に加熱する。この熱で石炭Cを乾留し、発生するタール
含有ガスをペレットp充填層に接触させることによっ
て、ペレットpの表面にタール質の炭素剤を付着させ
た。図中3は排ガスバーナ、T1,T2は温度計を示す。原
料ペレット及び炭素材付着ペレットの化学分析値は第1
表に示す通りであり、上記炭素材付着処理によって炭素
は0.02%から0.62%に増大し、原料ペレットの表面に0.
6%の炭素材が付着していることが確認された。
この炭素材被覆ペレット及び非処理ペレットを使用し、
下記の方法でクラスタリング評価試験を行なった。
即ち還元ガスとして、天然ガスから変性したガス組成を
想定して第2表に示す組成の還元ガス(910℃)を使用
し、上記各ペレット500gを約50mmの厚さで充填し上部よ
り加圧板で2Kg/cm2の荷重を作用させながら910℃で3時
間還元を行なう。従って還元物は上部からの加圧によっ
て収縮しながら互いに融着することになる。還元終了後
冷却して各還元物を取出し、120mmφ×700mmの円筒に入
れて30rpmで5分間回転させた後円筒から取出し、2個
以上のペレットが融着している塊状物の割合いをクラス
タリング指数として求めた。
結果は第3表に示す通りであり、還元反応中の収縮率は
両者共殆んど差が認められないが、クラスタリング指数
を比較すると、非処理ペレットでは49%と非常に大きな
値を示しているのに対し、炭素材被覆処理を施したもの
のクラスタリング指数は0であり、クラスタリングを全
く生じていない。
この実験からも明らかの様に、極く僅かな炭素材の付着
でもクラスタリングを効果的に防止することができ、少
なくとも本実験で採用した還元温度である910℃まで
は、シャフト炉による操業温度を高めることが可能であ
る。
[発明の効果] 本発明は以上の様に構成されており、その結果を要約す
れば下記の通りである。
(1)極く少量の炭素材を被覆するだけでクラスタリン
グを可及的に防止することができ、竪型炉の操業安定性
を高めることができう。
(2)クラスタリングの防止に伴って還元温度をかなり
高めることができ、還元速度の向上及びそれに伴う生産
性の向上、更には還元ガス発生装置からの還元ガスの熱
ロス低減(即ち降温量の減少)が可能となる。
(3)極く少量の炭素材被覆で十分な効果が得られるの
で、原料鉄鉱石の鉄品位を殆んど低下させることがな
く、また炭素材の一部は還元剤としても有効に作用する
ので還元効率が低下する様な恐れもない。
(4)微粉状炭素材を装入する従来法で指摘される炭素
材の飛散や還元時の通風性不良といった問題を一切生じ
ることがなく、又電気炉での脱炭コストアップも殆んど
問題にならない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で採用される原料鉄鉱石の炭素材被覆法
を例示する概略縦断面図である。 C……石炭、p……原料鉄鉱石ペレット 1……レトルト、2……電気炉 3……排ガスバーナ、T1,T2……温度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足永 武彦 兵庫県神戸市垂水区高丸7−3―4 (56)参考文献 特開 昭58−32689(JP,A) 特開 昭54−48622(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】竪型炉を用いて直接製鉄法を実施するに当
    たり、原料鉄鉱石の表面を炭素材で被覆しておくことを
    特徴とする直接製鉄方法。
  2. 【請求項2】炭素材の表面被覆量が原料鉄鉱石に対して
    0.5〜4重量%である特許請求の範囲第1項に記載の直
    接製鉄方法。
JP60095144A 1985-05-01 1985-05-01 竪型炉を用いる直接製鉄方法 Expired - Lifetime JPH0778251B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4206419B2 (ja) * 2006-09-15 2009-01-14 友宏 秋山 鉱石処理方法、鉱石処理装置、製鉄方法及び製鉄・製鋼方法
US7998454B2 (en) 2007-05-10 2011-08-16 Bio Coke Lab. Co. Ltd. Method of producing magnesium-based hydrides and apparatus for producing magnesium-based hydrides
JP5880790B2 (ja) 2013-07-29 2016-03-09 新日鐵住金株式会社 直接還元用原料、直接還元用原料の製造方法、及び還元鉄の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5448622A (en) * 1977-09-27 1979-04-17 Kawasaki Steel Co Carbonndeposited reduced iron powder and method of making same
JPH0238627B2 (ja) * 1981-08-21 1990-08-31 Jushitsuyu Taisaku Gijutsu Kenkyu Kumiai Jushitsuyunonetsubunkaitotomonikangentetsuoseizosuruhoho

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011032534A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Kobe Steel Ltd 表面被覆鉄鉱石の製造方法

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