JPH0784624B2 - 金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金属製造方法 - Google Patents
金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金属製造方法Info
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- JPH0784624B2 JPH0784624B2 JP60193914A JP19391485A JPH0784624B2 JP H0784624 B2 JPH0784624 B2 JP H0784624B2 JP 60193914 A JP60193914 A JP 60193914A JP 19391485 A JP19391485 A JP 19391485A JP H0784624 B2 JPH0784624 B2 JP H0784624B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は本発明は金属酸化物を含有する粉状鉱石から溶
融金属を製造する方法に関し、さらに詳しくは堅型還元
炉を用いて粉状鉱石と粉状炭素還元材より溶融金属を製
造する技術に関する。
融金属を製造する方法に関し、さらに詳しくは堅型還元
炉を用いて粉状鉱石と粉状炭素還元材より溶融金属を製
造する技術に関する。
鉄鉱石その他の金属鉱石資源は粉鉱石が多くなり、今後
益々粉鉱石の割合が増加する傾向にある。特に低品位鉱
石の品位を向上させるために浮選、磁選などの選鉱が行
われ、粉鉱の比率が増加することが予想される。
益々粉鉱石の割合が増加する傾向にある。特に低品位鉱
石の品位を向上させるために浮選、磁選などの選鉱が行
われ、粉鉱の比率が増加することが予想される。
従来の粉鉱石を塊成化した後、これを還元して溶融金属
を得る方法は塊成化のためのコストが必要であるため、
粉状鉱石を流動層を用いて還元する方法および装置が開
発されている。
を得る方法は塊成化のためのコストが必要であるため、
粉状鉱石を流動層を用いて還元する方法および装置が開
発されている。
また、竪型還元炉に石炭と酸素含有ガスを供給し、流動
層を形成し、鉱石の溶融と還元ガスを発生する方法およ
び装置が開発されている。本発明はこれらの技術におけ
る新規な方法を提供するものである。
層を形成し、鉱石の溶融と還元ガスを発生する方法およ
び装置が開発されている。本発明はこれらの技術におけ
る新規な方法を提供するものである。
特公昭60−13401には、溶融金属および溶融スラグを保
持する下部と、コークス化した石炭粒子の流動層を形成
する中間部と、鎮静室を形成する上部とからなる堅型還
元炉を用い、この還元炉の上部の上方から海綿鉄および
石炭を供給し、中間部に酸素含有ガスおよびガス温度組
成制御ガスを吹込み、中間部の下方域を2000〜2500℃に
保つと共に、その上方に向って1000〜1400℃まで低下さ
せ、この中間部で海綿鉄を還元溶解する方法および装置
が開示されている。
持する下部と、コークス化した石炭粒子の流動層を形成
する中間部と、鎮静室を形成する上部とからなる堅型還
元炉を用い、この還元炉の上部の上方から海綿鉄および
石炭を供給し、中間部に酸素含有ガスおよびガス温度組
成制御ガスを吹込み、中間部の下方域を2000〜2500℃に
保つと共に、その上方に向って1000〜1400℃まで低下さ
せ、この中間部で海綿鉄を還元溶解する方法および装置
が開示されている。
この方法は、鉱石原料として塊鉱またはペレットを使用
し、これを高還元率に予備還元した海綿鉄を供給するも
ので、粉鉱石の還元に適するものではなく、また、還元
炉中の炭材は流動層として存在するので、流動状況が変
化すると溶融還元速度が変化して操業が乱れ、生産性、
スラグ中残存FeO濃度が変動する問題がある。すなわ
ち、流動層の流動状況を変化させる要因として、装入す
る海綿鉄の粒径分布、難溶融性の鉱石銘柄、難還元性の
鉱石銘柄、予備還元率の変動などがある。
し、これを高還元率に予備還元した海綿鉄を供給するも
ので、粉鉱石の還元に適するものではなく、また、還元
炉中の炭材は流動層として存在するので、流動状況が変
化すると溶融還元速度が変化して操業が乱れ、生産性、
スラグ中残存FeO濃度が変動する問題がある。すなわ
ち、流動層の流動状況を変化させる要因として、装入す
る海綿鉄の粒径分布、難溶融性の鉱石銘柄、難還元性の
鉱石銘柄、予備還元率の変動などがある。
粒径の大きい海綿鉄は流動層中を沈降する速度が大き
く、反応時間の確保が難しい。一方流動しながら沈降す
る粒子サイズでは流動層が激しく流動したり、逆に静か
な流動層となってしまう。難溶融性の鉱石は未還元のま
ま炉床に沈降する。難還元性の鉱石，例えばマンガン
鉱、クロム鉱では予備還元をほぼ100％近くまで完全に
予備還元して供給する必要があり、さもなければ未還元
のまま炉床に沈降する。また予備還元鉱石の還元率の変
動によって還元率が低い鉱石が供給されると流動層中だ
けで還元を完了することができず、未還元のFeOなどが
残存し炉床耐火物を熔損する恐れがある。
く、反応時間の確保が難しい。一方流動しながら沈降す
る粒子サイズでは流動層が激しく流動したり、逆に静か
な流動層となってしまう。難溶融性の鉱石は未還元のま
ま炉床に沈降する。難還元性の鉱石，例えばマンガン
鉱、クロム鉱では予備還元をほぼ100％近くまで完全に
予備還元して供給する必要があり、さもなければ未還元
のまま炉床に沈降する。また予備還元鉱石の還元率の変
動によって還元率が低い鉱石が供給されると流動層中だ
けで還元を完了することができず、未還元のFeOなどが
残存し炉床耐火物を熔損する恐れがある。
これに対し、流動層の下方に溶融金属、スラグおよびコ
ークス粒子の重なった密集層を設けた技術が特開昭60−
59008に開示されている。この技術は、被還元鉄吹込み
位置を流動層を形成する吹込みガスノズルのすぐ上方に
設けている。被還元鉄はこの場合も予備還元された海綿
鉄である。吹込んだ被還元鉄原料を流動層で還元する場
合、吹込んだ原料が炭材の燃焼熱により直ちに溶融し、
炭材表面に溶着するため炭材粒子が重くなって、沈み勝
ちになり、溶融還元領域としての流動層容積の効率が低
下する。また流動層を形成する酸素含有ガスの吹込み位
置は流動層と密集層の境界近くになっている。
ークス粒子の重なった密集層を設けた技術が特開昭60−
59008に開示されている。この技術は、被還元鉄吹込み
位置を流動層を形成する吹込みガスノズルのすぐ上方に
設けている。被還元鉄はこの場合も予備還元された海綿
鉄である。吹込んだ被還元鉄原料を流動層で還元する場
合、吹込んだ原料が炭材の燃焼熱により直ちに溶融し、
炭材表面に溶着するため炭材粒子が重くなって、沈み勝
ちになり、溶融還元領域としての流動層容積の効率が低
下する。また流動層を形成する酸素含有ガスの吹込み位
置は流動層と密集層の境界近くになっている。
従って、流動状況が変化する要因によって炉操業状況に
変動が生じた場合、未還元金属が密集層に供給されるこ
ととなり、ここで還元反応を起こすと、還元反応は吸熱
反応であるから、密集層の温度低下を招来し、メタルや
スラグが固結化し、上方から炉床に降下できなくなる現
象を生じたり、また炉床メタルやスラグの温度が低下し
炉内に固りが発生したり、さらに出銑、出滓後固化し易
く、炉外ハンドリングが困難となるなどの問題がある。
変動が生じた場合、未還元金属が密集層に供給されるこ
ととなり、ここで還元反応を起こすと、還元反応は吸熱
反応であるから、密集層の温度低下を招来し、メタルや
スラグが固結化し、上方から炉床に降下できなくなる現
象を生じたり、また炉床メタルやスラグの温度が低下し
炉内に固りが発生したり、さらに出銑、出滓後固化し易
く、炉外ハンドリングが困難となるなどの問題がある。
本発明の目的は金属酸化物を含有する粉状鉱石を塊成化
することなく、堅型還元炉を用いて石炭と酸素含有ガス
により安定的に溶融還元する方法を提供することにあ
る。
することなく、堅型還元炉を用いて石炭と酸素含有ガス
により安定的に溶融還元する方法を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は一般炭を含む石炭を還元剤として用
いる還元方法を提供することである。
いる還元方法を提供することである。
さらに本発明の目的は、炭材流動層と固体充填層とを併
用することによって、別途の予備還元炉を用いない場合
であっても、難還元性、難溶融性の粉状鉱石を溶融還元
することができ、予備還元炉を備えた場合には、より容
易に難還元性、難溶融性の粉状鉱石を溶融還元できる還
元方法を提供する。
用することによって、別途の予備還元炉を用いない場合
であっても、難還元性、難溶融性の粉状鉱石を溶融還元
することができ、予備還元炉を備えた場合には、より容
易に難還元性、難溶融性の粉状鉱石を溶融還元できる還
元方法を提供する。
さらに本発明の他の目的は、炭素系固体還元剤の充填層
を備え、この充填層が熱源および還元剤として安定的に
還元反応の終結を保証し、流動層の流動状態の変動をカ
バーし、反応の安定性、炉床の温度変動の防止を確保す
るような還元方法を提供するものである 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は堅型還元炉を用いて金属酸化物を含有する粉状
鉱石を溶融還元する溶融金属製造方法において、炭素系
固体還元剤と充填層と、炭素系固体還元剤の流動層とを
該堅型還元炉内に隣接して形成し、粉状鉱石を酸素を含
む気体とともに炭素系固体還元剤の流動層に装入し、酸
素を含む気体を炭素系固体還元剤の充填層に該充填層に
隣接する炉壁に設けられた羽口から吹き込むことを特徴
とする粉状鉱石からの溶融金属製造方法である。
を備え、この充填層が熱源および還元剤として安定的に
還元反応の終結を保証し、流動層の流動状態の変動をカ
バーし、反応の安定性、炉床の温度変動の防止を確保す
るような還元方法を提供するものである 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は堅型還元炉を用いて金属酸化物を含有する粉状
鉱石を溶融還元する溶融金属製造方法において、炭素系
固体還元剤と充填層と、炭素系固体還元剤の流動層とを
該堅型還元炉内に隣接して形成し、粉状鉱石を酸素を含
む気体とともに炭素系固体還元剤の流動層に装入し、酸
素を含む気体を炭素系固体還元剤の充填層に該充填層に
隣接する炉壁に設けられた羽口から吹き込むことを特徴
とする粉状鉱石からの溶融金属製造方法である。
本発明方法は、充填層プロセス（例えば冶金用高炉）と
流動層プロセスの長所を効率的に同一炉内で結合させた
プロセスである。
流動層プロセスの長所を効率的に同一炉内で結合させた
プロセスである。
本発明方法によれば、銑鉄製造プロセスとして反応工学
的に優れている高炉と同様に、炭素固体還元剤であるチ
ャーまたはコークス塊による還元ポテンシャルの高い充
填層を炉下部に形成させており、従って熱供給源と還元
剤としての炭材によって、流動層のもつ利点を充分に活
用し、その欠点を巧妙に改善し、金属酸化物を含有する
粉状鉱石からの溶融金属の安定した製造が最終的に保証
されている。
的に優れている高炉と同様に、炭素固体還元剤であるチ
ャーまたはコークス塊による還元ポテンシャルの高い充
填層を炉下部に形成させており、従って熱供給源と還元
剤としての炭材によって、流動層のもつ利点を充分に活
用し、その欠点を巧妙に改善し、金属酸化物を含有する
粉状鉱石からの溶融金属の安定した製造が最終的に保証
されている。
またこの充填層は、流動層の流動化ガスを均一流にする
分散板の作用も兼ねている。すなわち、流動層は分散板
の作用を兼ねる充填層を形成する炭素系固体還元剤直上
に、隣接して形成されている。
分散板の作用も兼ねている。すなわち、流動層は分散板
の作用を兼ねる充填層を形成する炭素系固体還元剤直上
に、隣接して形成されている。
なお、本発明において酸素を含む気体を加熱し高温の気
体を吹込むと溶融還元するのに有利であり、好ましい。
体を吹込むと溶融還元するのに有利であり、好ましい。
次に本発明の粉状鉱石からの溶融金属製造方法を添付図
面を参照して詳細に説明する。
面を参照して詳細に説明する。
第１図に示すように本発明の実施に用いる溶融還元炉６
は金属酸化物を含有する粉状鉱石１を粉状のまま溶融還
元する還元炉であって、下部に酸素を含む気体２を吹込
む羽口３を有し、炭素系固体還元剤の充填層４と流動層
５が隣接して形成される。粉状鉱石１を酸素を含む気体
２とともに原料装入口８から炭素系固体還元剤の流動層
５に装入し、堅型還元炉６の下部に設けられた羽口３よ
り酸素を含む気体２を炭素系固体還元剤の充填層４に吹
込む。
は金属酸化物を含有する粉状鉱石１を粉状のまま溶融還
元する還元炉であって、下部に酸素を含む気体２を吹込
む羽口３を有し、炭素系固体還元剤の充填層４と流動層
５が隣接して形成される。粉状鉱石１を酸素を含む気体
２とともに原料装入口８から炭素系固体還元剤の流動層
５に装入し、堅型還元炉６の下部に設けられた羽口３よ
り酸素を含む気体２を炭素系固体還元剤の充填層４に吹
込む。
炭素系固体還元剤は、炉上部の装入口９より炉内へ装入
する。微粉状の還元剤は、粉状鉱石１とともに前記流動
層５へ装入し、酸素を含む気体２で燃焼させることが可
能である。こうすることによって、炉外への飛散を防止
し、有効利用を確保することができる。
する。微粉状の還元剤は、粉状鉱石１とともに前記流動
層５へ装入し、酸素を含む気体２で燃焼させることが可
能である。こうすることによって、炉外への飛散を防止
し、有効利用を確保することができる。
羽口３より吹込まれた酸素を含む気体２により、炭素系
固体還元剤が燃焼する。これによって生じる高温の還元
性ガスによって粉状鉱石は流動層５と充填層４において
溶融還元される。生成した溶融金属10と溶融スラグ11は
炉床部より適時に出銑口12を通って取り出される。堅型
還元炉６の下部に高温の前記充填層４が存在することに
より、堅型還元炉６の炉下部の高温を保持することが可
能となり、さらに高温の還元性ガスを堅型還元炉６炉内
に適度に分配することが可能になり、前記充填層に隣接
する流動層５の流動および高温を適度に維持することが
できる。
固体還元剤が燃焼する。これによって生じる高温の還元
性ガスによって粉状鉱石は流動層５と充填層４において
溶融還元される。生成した溶融金属10と溶融スラグ11は
炉床部より適時に出銑口12を通って取り出される。堅型
還元炉６の下部に高温の前記充填層４が存在することに
より、堅型還元炉６の炉下部の高温を保持することが可
能となり、さらに高温の還元性ガスを堅型還元炉６炉内
に適度に分配することが可能になり、前記充填層に隣接
する流動層５の流動および高温を適度に維持することが
できる。
原料装入口８の近傍では酸素を含む気体２により堅型還
元炉６内の炭材や還元性ガスが燃焼し高温を発生する。
元炉６内の炭材や還元性ガスが燃焼し高温を発生する。
粉状鉱石はこの高温により加熱され、微粉鉱石はすぐに
溶融し、小さな溶融滴になる。
溶融し、小さな溶融滴になる。
溶融滴は炭材流動層５中の炭材粒の表面に溶着し、金属
酸化物は溶融還元を開始する。表面に溶着物をもった炭
材粒は重くなるため、流動しながらも炉の下部方向に降
下するが、降下しながら還元するため、生成したメタル
粒は炭材粒から離脱し、炉下部の炭素系固定還元剤の充
填層４を経て炉床で溶融金属10になる。
酸化物は溶融還元を開始する。表面に溶着物をもった炭
材粒は重くなるため、流動しながらも炉の下部方向に降
下するが、降下しながら還元するため、生成したメタル
粒は炭材粒から離脱し、炉下部の炭素系固定還元剤の充
填層４を経て炉床で溶融金属10になる。
炭材粒表面に残ったCaO,SiO2,Al2O3,MgOを主成分とする
スラグ分は、炉下部の炭素系固体還元剤の充填層４の上
方で炭材表面から離脱し、炭素系固体還元剤の充填層４
を経て、炉床の溶融スラグ11になる。粉鉱石が難溶性あ
るいはおよび難還元性の場合は、スラグ分中に残存する
金属酸化物は炭素系固体還元剤の充填層４で最終還元さ
れ、炉床部に溶融スラグ11、溶融金属10として溜まる。
スラグ分は、炉下部の炭素系固体還元剤の充填層４の上
方で炭材表面から離脱し、炭素系固体還元剤の充填層４
を経て、炉床の溶融スラグ11になる。粉鉱石が難溶性あ
るいはおよび難還元性の場合は、スラグ分中に残存する
金属酸化物は炭素系固体還元剤の充填層４で最終還元さ
れ、炉床部に溶融スラグ11、溶融金属10として溜まる。
前記還元炉６の下部に設置された羽口３から前記還元炉
６内の炭素系固体還元剤の充填層４に吹込まれた酸素を
含む気体２は、炭素系固体還元剤の充填層４を形成する
前記固体還元剤を燃焼し、羽口３近傍の温度を1800〜26
00℃に加熱し炭素系固体還元剤の充填層４を高温にし還
元反応に寄与する。またこの含酸素気体２は前記還元炉
６の炉床部に溶融スラグ11、溶融メタル10として保持し
て出銑滓を円滑にし、さらにCO,H2,N2を主成分とする高
温の還元ガスを発生させ、炭素系固体還元剤の流動層５
を運転するに必要なガス量、還元能力、熱量を供給す
る。現在、銑鉄製造用の大小多数の高炉が世界中で運転
されているが、高炉操業の安定性をもたらす主要な要因
は、高炉炉下部に存在する高温のコークス充填層である
ことは、高炉操業に関係する者には周知のことである。
本発明はこの高炉の充填層４と流動層５を隣接して形成
するものであり、この充填層と流動層を併用することが
本発明による堅型還元炉６の運転を円滑にする重要な要
因である。
６内の炭素系固体還元剤の充填層４に吹込まれた酸素を
含む気体２は、炭素系固体還元剤の充填層４を形成する
前記固体還元剤を燃焼し、羽口３近傍の温度を1800〜26
00℃に加熱し炭素系固体還元剤の充填層４を高温にし還
元反応に寄与する。またこの含酸素気体２は前記還元炉
６の炉床部に溶融スラグ11、溶融メタル10として保持し
て出銑滓を円滑にし、さらにCO,H2,N2を主成分とする高
温の還元ガスを発生させ、炭素系固体還元剤の流動層５
を運転するに必要なガス量、還元能力、熱量を供給す
る。現在、銑鉄製造用の大小多数の高炉が世界中で運転
されているが、高炉操業の安定性をもたらす主要な要因
は、高炉炉下部に存在する高温のコークス充填層である
ことは、高炉操業に関係する者には周知のことである。
本発明はこの高炉の充填層４と流動層５を隣接して形成
するものであり、この充填層と流動層を併用することが
本発明による堅型還元炉６の運転を円滑にする重要な要
因である。
次に、本発明では、粉状鉱石および粉状石炭を前処理し
た後溶融還元炉に装入してもよく、その場合のプロセス
フローを第２図に示す。
た後溶融還元炉に装入してもよく、その場合のプロセス
フローを第２図に示す。
堅型還元炉６からの発生気体13は、N2,CO,CO2,H2,H2Oな
どよりなり、中でも還元性のCO,H2の含有量が多く、か
つ堅型炉６から900〜1200℃の高温で排出され、一方炭
材予備処理炉14からの発生気体は石炭を原料とする場合
にはN2,CO,CO2,H2,H2O,CnHm（CnHmは炭化水素を表わ
す）などよりなり、中でも還元性のCO,H2あるいはCnHm
の含有量が多く、かつ炭材予備処理炉14から300〜800℃
の温度で排出される。従って鉱石予備処理炉16内におい
て粉状鉱石は前記還元ガスによって流動予備還元するこ
とが可能である。予備処理された予備処理生成物は排出
装置17によって予備処理炉16から高温状態で排出され
る。
どよりなり、中でも還元性のCO,H2の含有量が多く、か
つ堅型炉６から900〜1200℃の高温で排出され、一方炭
材予備処理炉14からの発生気体は石炭を原料とする場合
にはN2,CO,CO2,H2,H2O,CnHm（CnHmは炭化水素を表わ
す）などよりなり、中でも還元性のCO,H2あるいはCnHm
の含有量が多く、かつ炭材予備処理炉14から300〜800℃
の温度で排出される。従って鉱石予備処理炉16内におい
て粉状鉱石は前記還元ガスによって流動予備還元するこ
とが可能である。予備処理された予備処理生成物は排出
装置17によって予備処理炉16から高温状態で排出され
る。
フラックス７を添加する場合は、粉鉱石とともに鉱石予
備処理炉16に供給するか、あるいは堅型還元炉６への輸
送管15a,15b,17a,17bの１つまたは複数の輸送管途中で
供給することも可能である。
備処理炉16に供給するか、あるいは堅型還元炉６への輸
送管15a,15b,17a,17bの１つまたは複数の輸送管途中で
供給することも可能である。
なお、堅型還元炉６の周囲および／または１つ以上の高
さに設けられた原料装入口８へは重力降下を利用しつつ
気体輸送される。この輸送用気体としては、本製造プロ
セスからの発生ガス、例えば堅型還元炉６の発生ガスを
用いることができることはもちろん、輸送に支障を及ぼ
さない気体、例えば窒素を用いる。場合によってはこの
輸送用気体を昇圧すると輸送を円滑にするので有利であ
る。
さに設けられた原料装入口８へは重力降下を利用しつつ
気体輸送される。この輸送用気体としては、本製造プロ
セスからの発生ガス、例えば堅型還元炉６の発生ガスを
用いることができることはもちろん、輸送に支障を及ぼ
さない気体、例えば窒素を用いる。場合によってはこの
輸送用気体を昇圧すると輸送を円滑にするので有利であ
る。
炭材予備処理炉14および鉱石予備処理炉16から排出され
た炭素系固体還元剤、粉鉱石およびフラックスは、堅型
還元炉６への輸送の途中で、必要により分級し比較的細
かい粉体は原料装入口８を経て、堅型還元炉６へ供給す
れば、炭素系固体還元剤および粉鉱石およびフラックス
の有効利用を促進でき、比較的粗い粒子は直接堅型還元
炉６に供給し、炭素系固体還元剤の流動層４および充填
層５のそれぞれの層高の維持を円滑にする。
た炭素系固体還元剤、粉鉱石およびフラックスは、堅型
還元炉６への輸送の途中で、必要により分級し比較的細
かい粉体は原料装入口８を経て、堅型還元炉６へ供給す
れば、炭素系固体還元剤および粉鉱石およびフラックス
の有効利用を促進でき、比較的粗い粒子は直接堅型還元
炉６に供給し、炭素系固体還元剤の流動層４および充填
層５のそれぞれの層高の維持を円滑にする。
粉粒状石炭を用いる場合には、炭材予備処理炉14で予備
処理することにより、前記石炭は乾留されて粉状コーク
スあるいはチャーとなって前記炉14から排出される。
処理することにより、前記石炭は乾留されて粉状コーク
スあるいはチャーとなって前記炉14から排出される。
粉状の炭素系固体還元剤は必ずしも炭材予備処理炉14を
用いて処理せずに直接堅型還元炉６に供給しても良い。
鉱石予備処理炉16その他の施設において、炭化水素を含
有する乾留ガスあるいはタールを必要としたり、粉状の
炭素系固体還元剤の堅型還元炉６内での燃焼を容易なら
しめるために、前記還元剤を予熱する必要がある場合に
は、前記還元剤を炭材予備処理炉14を用いて予備処理す
ると特に有効である。
用いて処理せずに直接堅型還元炉６に供給しても良い。
鉱石予備処理炉16その他の施設において、炭化水素を含
有する乾留ガスあるいはタールを必要としたり、粉状の
炭素系固体還元剤の堅型還元炉６内での燃焼を容易なら
しめるために、前記還元剤を予熱する必要がある場合に
は、前記還元剤を炭材予備処理炉14を用いて予備処理す
ると特に有効である。
粉状の金属酸化物を含有する鉱石は鉱石供給装置18より
鉱石予備処理炉16に供給され、ここで堅型還元炉６から
の発生気体の一部または全部、および／または炭材予備
処理炉14からの発生気体の一部または全部によって加熱
され、必要によって予備還元される。
鉱石予備処理炉16に供給され、ここで堅型還元炉６から
の発生気体の一部または全部、および／または炭材予備
処理炉14からの発生気体の一部または全部によって加熱
され、必要によって予備還元される。
本発明によれば、炭材予備処理炉14に供給される炭素系
固体還元剤としては粉粒状のコークス、チャー、石炭の
何れか、またはそれらの２種あるいは３種を用いること
ができる。石炭を用いる場合には安価な非粘結性一般炭
を有利に使用することができ、コークスを用いる場合に
は塊状コークスを製造するとき発生する粉コークスを有
利に使用することができる。
固体還元剤としては粉粒状のコークス、チャー、石炭の
何れか、またはそれらの２種あるいは３種を用いること
ができる。石炭を用いる場合には安価な非粘結性一般炭
を有利に使用することができ、コークスを用いる場合に
は塊状コークスを製造するとき発生する粉コークスを有
利に使用することができる。
堅型還元炉６に供給される粉状鉱石は、予備還元されて
堅型還元炉６内の高温領域で速やかに溶融し、還元され
る必要があるので、高温に予熱され、かつ高還元率を有
する状態で装入されることが溶融還元され易くなるので
有利である。最適の予熱温度と予備還元率は金属酸化物
の種類、ならびに金属酸化物を含有する鉱石の性状、使
用するシステム構成によって当然異なるが、予熱温度と
予備還元率がそれぞれ大体400〜1100℃、40〜80％のと
き、良い結果を得ることができる。
堅型還元炉６内の高温領域で速やかに溶融し、還元され
る必要があるので、高温に予熱され、かつ高還元率を有
する状態で装入されることが溶融還元され易くなるので
有利である。最適の予熱温度と予備還元率は金属酸化物
の種類、ならびに金属酸化物を含有する鉱石の性状、使
用するシステム構成によって当然異なるが、予熱温度と
予備還元率がそれぞれ大体400〜1100℃、40〜80％のと
き、良い結果を得ることができる。
以上のように本発明によれば、次の優れた効果を奏す
る。
る。
イ） 粉状鉱石を塊成化することなしに用いるので、塊
成化のためのエネルギーならびに経費が不要であり、か
つ塊成化する際発生するNOx,SOxおよびダストの対策が
不要となる。
成化のためのエネルギーならびに経費が不要であり、か
つ塊成化する際発生するNOx,SOxおよびダストの対策が
不要となる。
ロ） 粒径分布の広い粉鉱石を使用できる。
ハ） 安価な炭素系固体還元剤を熱源として用いること
ができ、非粘結性石炭や粘結炭、コークス、チャー、な
ども使用できるなど柔軟性ある溶融還元炉操業ができ
る。
ができ、非粘結性石炭や粘結炭、コークス、チャー、な
ども使用できるなど柔軟性ある溶融還元炉操業ができ
る。
ニ） 流動化ガスは充填層内で分散整流され、均一な流
れの流動層を形成することができる。
れの流動層を形成することができる。
ホ） 溶融還元は、炭素系固体還元剤の流動層とおよび
還元ポテンシャルの高い充填層で行われるため、低予備
還元率や難溶融性、難還元性の鉱石を完全に還元するこ
とができる。
還元ポテンシャルの高い充填層で行われるため、低予備
還元率や難溶融性、難還元性の鉱石を完全に還元するこ
とができる。
ヘ） スラグとメタルの分離がよい。
ト） 炭材充填層下部へ含酸素気体を供給し、炭材を熱
源として利用するの炉下部への熱供給が確保され、炉低
の温度降下を生じることなく、操業および制御が簡易と
なる。
源として利用するの炉下部への熱供給が確保され、炉低
の温度降下を生じることなく、操業および制御が簡易と
なる。
なお、実施例として鉄鉱石、クロム鉱石およびマンガン
鉱石についての例を示したが、比較的還元し易いニッケ
ル鉱を原料としても本発明を実施することができる。
鉱石についての例を示したが、比較的還元し易いニッケ
ル鉱を原料としても本発明を実施することができる。
〔実施例〕 実施例１ 第２図に示す系統方式により鉄鉱石からの銑鉄製造の本
発明を試験炉で実施した。
発明を試験炉で実施した。
その結果を次に示す。
１）粉状鉄鉱石の銘柄:MBR鉱石 粉状鉄鉱石の粒径:6mm以下 粉状鉄鉱石の供給量:48kg/H ２）炭材予備処理炉に供給する炭素系固体還元剤 種類：一般炭（F.C75.1％） 粒径:20mm以下 供給量:36kg/H ３）堅型還元炉への送風 気体：酸素90％，窒素10％ 風量:18Nm3/H ４）粉鉱石の予備還元率:65％ ５）銑鉄生産量:31kg/H（Fe94.5％） ６）スラグ排出量:8kg/H 実施例２ 第２図に示す系統方式によりクロム鉱石からフェロクロ
ム製造の本発明を試験炉で実施した。
ム製造の本発明を試験炉で実施した。
その結果を次に示す。
１）粉状クロム鉱石の銘柄：フィリピン産クロム 粒径:1mm以下 供給量:11kg/H ２）炭材予備処理炉に供給する炭素系固体還元剤 種類：コークス30％ 一般炭70％ 粒径:20mm以下 供給量:42kg/H ３）堅型還元炉への送風 気体：酸素 風量:18Nm3/H ４）クロム鉱石の予備還元率:32％ ５）フェロクロム生産量:6kg/H（Cr53.8％） 実施例３ 第２図に示す系統方式によりマンガン鉱石からフェロマ
ンガン製造を試験炉で実施した。その結果を次に示す。
ンガン製造を試験炉で実施した。その結果を次に示す。
１）粉粒状マンガン鉱石の銘柄：オーストラリヤ産マン
ガン鉱石 粒径:2mm以下 供給量:14kg/H ２）炭材予備処理炉に供給する炭素系固体還元剤 種類：コークス10％ 一般炭90％ 粒径:20mm以下 供給量:30kg/H ３）堅型還元炉への送風 気体：酸素 風量:18Nm3/H ４）マンガン鉱石の予備還元率:51％ ５）フェロマンガン生産量:7kg/H（Mn70.1％）
ガン鉱石 粒径:2mm以下 供給量:14kg/H ２）炭材予備処理炉に供給する炭素系固体還元剤 種類：コークス10％ 一般炭90％ 粒径:20mm以下 供給量:30kg/H ３）堅型還元炉への送風 気体：酸素 風量:18Nm3/H ４）マンガン鉱石の予備還元率:51％ ５）フェロマンガン生産量:7kg/H（Mn70.1％）
第１図は本発明の実施に用いる堅型還元炉の模式縦断面
図、第２図は本発明の実施に用いる他の堅型還元炉と予
備処理炉との組合せを示すフローシートである。 １……粉状鉱石、２……含酸素気体 ３……羽口 ４……炭素系固体還元剤充填層 ５……炭素系固体還元剤流動層 ６……堅型還元炉、７……フラックス ８……原料装入口、９……装入口 10……溶融金属、11……溶融スラグ 12……出銑口、13……発生気体 14……炭材予備処理炉 15……炭材予備処理炉排出口 15a,15b,15c……輸送管 16……鉱石予備処理炉 17……鉱石予備処理炉排出口 17a,17b,17c……輸送管 18……供給装置
図、第２図は本発明の実施に用いる他の堅型還元炉と予
備処理炉との組合せを示すフローシートである。 １……粉状鉱石、２……含酸素気体 ３……羽口 ４……炭素系固体還元剤充填層 ５……炭素系固体還元剤流動層 ６……堅型還元炉、７……フラックス ８……原料装入口、９……装入口 10……溶融金属、11……溶融スラグ 12……出銑口、13……発生気体 14……炭材予備処理炉 15……炭材予備処理炉排出口 15a,15b,15c……輸送管 16……鉱石予備処理炉 17……鉱石予備処理炉排出口 17a,17b,17c……輸送管 18……供給装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 忍 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 井川 勝利 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 牛島 崇 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭57−192783（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−198205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−185910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−162718（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】堅型還元炉（６）を用いて金属酸化物を含
有する粉状鉱石を溶融還元する溶融金属製造方法におい
て、 炭素系固体還元剤の充填層（４）と、炭素系固体還元剤
の流動層（５）とを該堅型還元炉（６）内に隣接して形
成し、粉状鉱石（１）を酸素を含む気体（２）とともに
炭素系固体還元剤の流動層（５）に装入し、酸素を含む
気体（２）を炭素系固体還元剤の充填層（４）に該充填
層に隣接する炉壁に設けられた羽口から吹き込むことを
特徴とする粉状鉱石からの溶融金属製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193914A JPH0784624B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193914A JPH0784624B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256537A JPS6256537A (ja) | 1987-03-12 |
| JPH0784624B2 true JPH0784624B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=16315840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193914A Expired - Lifetime JPH0784624B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0784624B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140136147A (ko) * | 2013-05-20 | 2014-11-28 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마를 이용한 액체처리 장치 |
| KR101599733B1 (ko) * | 2014-11-12 | 2016-03-04 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마를 이용한 액체 처리 장치 |
| KR20160056565A (ko) * | 2014-11-12 | 2016-05-20 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마를 이용한 액체 처리 장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3787017T2 (de) * | 1987-06-30 | 1993-11-25 | Kawasaki Steel Co | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigem Metall von Erzpartikeln. |
| JP2777311B2 (ja) * | 1992-08-25 | 1998-07-16 | 川崎製鉄株式会社 | ２段羽口式溶融還元炉の操業方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918452B2 (ja) * | 1981-04-28 | 1984-04-27 | 川崎製鉄株式会社 | 粉粒状鉱石からの溶融金属製造方法 |
| JPS5918453B2 (ja) * | 1981-05-08 | 1984-04-27 | 川崎製鉄株式会社 | 金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶触金属製造法 |
| JPS57192783A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-26 | Kawasaki Steel Co | Method of melting and smelting powdered metal ore and its melting smelting device |
| JPS60162718A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-24 | Nisshin Steel Co Ltd | 竪型炉による含クロム溶銑の製造法 |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP60193914A patent/JPH0784624B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140136147A (ko) * | 2013-05-20 | 2014-11-28 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마를 이용한 액체처리 장치 |
| KR101599733B1 (ko) * | 2014-11-12 | 2016-03-04 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마를 이용한 액체 처리 장치 |
| KR20160056565A (ko) * | 2014-11-12 | 2016-05-20 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마를 이용한 액체 처리 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6256537A (ja) | 1987-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |