JPH0827507A - 低硫黄含有量の海綿鉄の製造方法 - Google Patents
低硫黄含有量の海綿鉄の製造方法Info
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- JPH0827507A JPH0827507A JP19585995A JP19585995A JPH0827507A JP H0827507 A JPH0827507 A JP H0827507A JP 19585995 A JP19585995 A JP 19585995A JP 19585995 A JP19585995 A JP 19585995A JP H0827507 A JPH0827507 A JP H0827507A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低硫黄含有量の海綿鉄を製造すること。
【構成】 可動炉床（５）上に細かく砕いた物質を重畳
した層からなる装入物（７）を布設し、これらの層の少
なくとも一つは主に酸化鉄（１）で構成され、かつ少な
くとも、別の一層は固体の炭素含有還元剤（２）と脱硫
剤（３）との混合物（Ｍ）によって形成されている。当
該装入物を加熱して固体の炭素含有還元剤の少なくとも
部分的なガス化を起こさせ、これによって炭素と硫黄の
ガス化合物の放出が起こる。炭素のガス化合物に含まれ
る一酸化炭素（ＣＯ）の少なくとも一部分によって、酸
化鉄の還元を実施し、そして、脱硫剤を用いて、硫黄の
ガス化合物に含まれる硫黄の少なくとも一部分を固定す
る。最後に、還元された酸化鉄と、固体の炭素含有還元
剤の残査ならびに脱硫剤の残査を含む物質を分離する。
酸化鉄は分離した小塊として布設することができる。
した層からなる装入物（７）を布設し、これらの層の少
なくとも一つは主に酸化鉄（１）で構成され、かつ少な
くとも、別の一層は固体の炭素含有還元剤（２）と脱硫
剤（３）との混合物（Ｍ）によって形成されている。当
該装入物を加熱して固体の炭素含有還元剤の少なくとも
部分的なガス化を起こさせ、これによって炭素と硫黄の
ガス化合物の放出が起こる。炭素のガス化合物に含まれ
る一酸化炭素（ＣＯ）の少なくとも一部分によって、酸
化鉄の還元を実施し、そして、脱硫剤を用いて、硫黄の
ガス化合物に含まれる硫黄の少なくとも一部分を固定す
る。最後に、還元された酸化鉄と、固体の炭素含有還元
剤の残査ならびに脱硫剤の残査を含む物質を分離する。
酸化鉄は分離した小塊として布設することができる。
Description
【０００１】本発明は、低硫黄含有量の海綿鉄の製造の
ための方法に関するものである。
ための方法に関するものである。
【０００２】本発明の意味においては、海綿鉄は、酸化
鉄から、所謂直接、還元操作によって得られた鉄性物質
である。従来、酸化鉄は、脈石を形成する好ましくない
様々な物質を伴っている鉱石から得られる。現在、酸化
鉄の興味ある源は、圧延スケールや酸洗い汚泥のような
製鉄過程の様々な段階で回収される表面酸化物でも構成
される。この部類の酸化物は脈石は含まないが、しか
し、これは往々にして、油脂滓のような不純物を含んで
いる。
鉄から、所謂直接、還元操作によって得られた鉄性物質
である。従来、酸化鉄は、脈石を形成する好ましくない
様々な物質を伴っている鉱石から得られる。現在、酸化
鉄の興味ある源は、圧延スケールや酸洗い汚泥のような
製鉄過程の様々な段階で回収される表面酸化物でも構成
される。この部類の酸化物は脈石は含まないが、しか
し、これは往々にして、油脂滓のような不純物を含んで
いる。
【０００３】以下の説明は酸化鉄という一般的な用語に
言及することになろう。この用語はここでは、普通の鉄
鉱石も、個別的にせよ、あるいは、任意の割合の混合物
としてにせよ、製鉄過程から得られる酸化物も包含す
る。
言及することになろう。この用語はここでは、普通の鉄
鉱石も、個別的にせよ、あるいは、任意の割合の混合物
としてにせよ、製鉄過程から得られる酸化物も包含す
る。
【０００４】海綿鉄は、現在、転炉における、かつ、特
に電気製鋼炉におけるその利用の面で、特に、ますます
興味を喚起している。現在まで、かかる装置の金属装入
物は、主として屑鉄で構成されており、これが従来の溶
銑装入物を補完している。しかし、かかる屑鉄の品質
は、特に、目的の鋼に好ましくないおそれがあるそれら
の合金元素分のために、悪化の傾向にあることが確認さ
れている。更に、屑鉄の価格は、その品質のみならず入
手性との関係で、場合によってはかなりの割合で変動
し、これは、特に、電気製鋼所の備蓄を危うくするおそ
れがある。
に電気製鋼炉におけるその利用の面で、特に、ますます
興味を喚起している。現在まで、かかる装置の金属装入
物は、主として屑鉄で構成されており、これが従来の溶
銑装入物を補完している。しかし、かかる屑鉄の品質
は、特に、目的の鋼に好ましくないおそれがあるそれら
の合金元素分のために、悪化の傾向にあることが確認さ
れている。更に、屑鉄の価格は、その品質のみならず入
手性との関係で、場合によってはかなりの割合で変動
し、これは、特に、電気製鋼所の備蓄を危うくするおそ
れがある。
【０００５】技術的には、海綿鉄の多くの製造法が知ら
れている。これらの方法は、一般的にはガス体か固体で
ある還元剤の利用に基づいている。本発明の方法は、炭
素含有剤かつ、更に詳しくは、細かく砕いた炭を主とす
る固体還元剤の利用に基づく方法の部類に属している。
れている。これらの方法は、一般的にはガス体か固体で
ある還元剤の利用に基づいている。本発明の方法は、炭
素含有剤かつ、更に詳しくは、細かく砕いた炭を主とす
る固体還元剤の利用に基づく方法の部類に属している。
【０００６】この領域で公知の方法が様々な類型の炉に
おいて使用されていて、例えばシャフト炉、流動層炉ま
たは回転炉であるが、これらは大投資を必要としかつ、
運転費が高くなるだろう。更に、現在公知の方法には少
なくとも一つの重大な欠点があり、かかる方法の幾つか
はきわめて高い炭素消費量、すなわち、海綿鉄製品１ト
ン当たり７００Ｋｇ程度を必要とし、一方、別の方法は
海綿鉄中の硫黄含有量を電気製鋼所にとって許容できな
いほど高いものとする。
おいて使用されていて、例えばシャフト炉、流動層炉ま
たは回転炉であるが、これらは大投資を必要としかつ、
運転費が高くなるだろう。更に、現在公知の方法には少
なくとも一つの重大な欠点があり、かかる方法の幾つか
はきわめて高い炭素消費量、すなわち、海綿鉄製品１ト
ン当たり７００Ｋｇ程度を必要とし、一方、別の方法は
海綿鉄中の硫黄含有量を電気製鋼所にとって許容できな
いほど高いものとする。
【０００７】特に、米国特許出願第４７０１２１４号に
よれば、細かく砕いた酸化鉄と顆粒状の炭素含有燃料で
構成されたペレットを回転炉床式環状炉において加熱し
ここで、ペレットは炭素から発生するＣＯの一部で還元
され、次に過剰のＣＯの燃焼で生じる熱で焙燒される海
綿鉄の製造法はすでに公知である。本方法によって製造
された海綿鉄は、しかし、高い硫黄分を示し、電気炉に
おいてこの海綿鉄を経済的に利用することはできない。
よれば、細かく砕いた酸化鉄と顆粒状の炭素含有燃料で
構成されたペレットを回転炉床式環状炉において加熱し
ここで、ペレットは炭素から発生するＣＯの一部で還元
され、次に過剰のＣＯの燃焼で生じる熱で焙燒される海
綿鉄の製造法はすでに公知である。本方法によって製造
された海綿鉄は、しかし、高い硫黄分を示し、電気炉に
おいてこの海綿鉄を経済的に利用することはできない。
【０００８】本発明の目的は、固体の炭素含有還元剤の
経済的に許容しうる利用に基づいておりかつ、同時に、
電弧製鋼炉の運転と両立しうる水準まで硫黄分を制限し
うる海綿鉄の製造法である。更に、本方法は前記の大投
資を必要とせずかつ、バインダーの使用も必要としな
い。
経済的に許容しうる利用に基づいておりかつ、同時に、
電弧製鋼炉の運転と両立しうる水準まで硫黄分を制限し
うる海綿鉄の製造法である。更に、本方法は前記の大投
資を必要とせずかつ、バインダーの使用も必要としな
い。
【０００９】本発明によれば、固体の炭素含有還元剤を
用いる低硫黄分の海綿鉄の製造方法は、可動炉床に細か
く砕いた物質の重畳した層からなる装入物を布設するこ
とと、前記層の少なくとも１層が主に、酸化鉄で構成さ
れていることと、少なくとも別の１層が、前記固体の炭
素含有還元剤と、脱硫剤の混合物で形成されていること
と、前記装入物の加熱により、前記固体の炭素含有還元
剤の、少なくとも部分的ガス化を起こさせて炭素と硫黄
のガス化合物にすることと、前記炭素のガス化合物に含
まれる一酸化炭素（ＣＯ）の少なくとも一部分によっ
て、前記酸化鉄の還元を実施することと、前記脱硫剤に
よって、前記硫黄のガス化合物の硫黄の少なくとも一部
分を固定すること、ならびに、前記還元した酸化物と、
前記固体の炭素含有還元剤及び前記脱硫剤の残査を含む
層とを分離することを特徴とする。
用いる低硫黄分の海綿鉄の製造方法は、可動炉床に細か
く砕いた物質の重畳した層からなる装入物を布設するこ
とと、前記層の少なくとも１層が主に、酸化鉄で構成さ
れていることと、少なくとも別の１層が、前記固体の炭
素含有還元剤と、脱硫剤の混合物で形成されていること
と、前記装入物の加熱により、前記固体の炭素含有還元
剤の、少なくとも部分的ガス化を起こさせて炭素と硫黄
のガス化合物にすることと、前記炭素のガス化合物に含
まれる一酸化炭素（ＣＯ）の少なくとも一部分によっ
て、前記酸化鉄の還元を実施することと、前記脱硫剤に
よって、前記硫黄のガス化合物の硫黄の少なくとも一部
分を固定すること、ならびに、前記還元した酸化物と、
前記固体の炭素含有還元剤及び前記脱硫剤の残査を含む
層とを分離することを特徴とする。
【００１０】バインダーがないにも拘らず細かく砕いた
酸化鉄の還元は、酸化鉄を焼結させて、海綿鉄の粘り気
のあるケーキとし、これは、固体の炭素含有還元剤及び
脱硫剤の残査からなる顆粒層からの分離が容易であるこ
とが認められている。
酸化鉄の還元は、酸化鉄を焼結させて、海綿鉄の粘り気
のあるケーキとし、これは、固体の炭素含有還元剤及び
脱硫剤の残査からなる顆粒層からの分離が容易であるこ
とが認められている。
【００１１】それ自体は公知のように、固体の炭素含有
還元剤のガス化には、少なくとも９００℃程度の高温度
の加熱が必要である。この加熱は、炭素のガス化合物
が、極めて還元性である一酸化炭素（ＣＯ）を主として
含有するように実施される。このガス化に必要な加熱
は、好ましくは、可動炉床を有する炉のアーチに設置さ
れて、特に Boudouard 反応の開始に必要なＣＯ2 を生
ずるバーナーによって保証されるのが有利である。すな
わち、 Ｃ ＋ ＣＯ2 → ２ＣＯ ．
還元剤のガス化には、少なくとも９００℃程度の高温度
の加熱が必要である。この加熱は、炭素のガス化合物
が、極めて還元性である一酸化炭素（ＣＯ）を主として
含有するように実施される。このガス化に必要な加熱
は、好ましくは、可動炉床を有する炉のアーチに設置さ
れて、特に Boudouard 反応の開始に必要なＣＯ2 を生
ずるバーナーによって保証されるのが有利である。すな
わち、 Ｃ ＋ ＣＯ2 → ２ＣＯ ．
【００１２】本発明の目的をなす提案では、前記ガス化
によってできるＣＯは酸化鉄層内へ拡散によって浸透
し、ここで、ＣＯが下記反応によって前記酸化鉄の還元
を保証する。すなわち、 ３Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ＣＯ → ２Ｆｅ3 Ｏ4 ＋ ＣＯ2 Ｆｅ3 Ｏ4 ＋ＣＯ → ３ＦｅＯ ＋ ＣＯ2 ＦｅＯ ＋ＣＯ → Ｆｅ ＋ ＣＯ2
によってできるＣＯは酸化鉄層内へ拡散によって浸透
し、ここで、ＣＯが下記反応によって前記酸化鉄の還元
を保証する。すなわち、 ３Ｆｅ2 Ｏ3 ＋ＣＯ → ２Ｆｅ3 Ｏ4 ＋ ＣＯ2 Ｆｅ3 Ｏ4 ＋ＣＯ → ３ＦｅＯ ＋ ＣＯ2 ＦｅＯ ＋ＣＯ → Ｆｅ ＋ ＣＯ2
【００１３】酸化鉄層中でこのように生じたＣＯ2 は、
今度は、固体の炭素含有還元剤を含む層の方へ拡散し、
ここで各ＣＯ2 分子は、上に言及した Boudouard の反
応によって、改めて、２分子のＣＯを生じる。これら２
分子のＣＯの１分子は酸化鉄層内へ拡散によって戻り、
そこで酸化鉄を還元し、一方、別の１分子のＣＯは固体
の炭素含有還元剤を含む層から脱出して、装入物の上で
燃えることになり、従って、固体の炭素含有還元剤のガ
ス化に必要な加熱に寄与する。
今度は、固体の炭素含有還元剤を含む層の方へ拡散し、
ここで各ＣＯ2 分子は、上に言及した Boudouard の反
応によって、改めて、２分子のＣＯを生じる。これら２
分子のＣＯの１分子は酸化鉄層内へ拡散によって戻り、
そこで酸化鉄を還元し、一方、別の１分子のＣＯは固体
の炭素含有還元剤を含む層から脱出して、装入物の上で
燃えることになり、従って、固体の炭素含有還元剤のガ
ス化に必要な加熱に寄与する。
【００１４】還元と加熱といった前記２機能が満足に保
証されうるためには、固体の炭素含有還元剤は、前記混
合物で構成された層中に、十分な量だけ存在する必要が
ある。微粉炭の場合は、この量は、使用する酸化鉄の鉄
分次第で、海綿鉄製品トン当たり炭素２５０ないし５０
０Ｋｇの範囲であることが好ましい。
証されうるためには、固体の炭素含有還元剤は、前記混
合物で構成された層中に、十分な量だけ存在する必要が
ある。微粉炭の場合は、この量は、使用する酸化鉄の鉄
分次第で、海綿鉄製品トン当たり炭素２５０ないし５０
０Ｋｇの範囲であることが好ましい。
【００１５】本発明の方法の特別な１実施によれば、主
として酸化鉄で構成された細かく砕いた第一層と、前記
固体の炭素含有還元剤及び前記脱硫剤の混合物からなる
細かく砕いた材料の第二層を次々に可動炉床に布設し、
次にこの装入物を加熱して、固体の炭素含有還元剤の少
なくとも一部分のガス化と、酸化鉄の還元と、得られた
ガスの脱硫とを、前記のように保証し、そして、海綿鉄
と、前記固体の炭素含有還元剤の残査と前記脱硫剤の残
査を含む細かく砕いた材料とを分離する。
として酸化鉄で構成された細かく砕いた第一層と、前記
固体の炭素含有還元剤及び前記脱硫剤の混合物からなる
細かく砕いた材料の第二層を次々に可動炉床に布設し、
次にこの装入物を加熱して、固体の炭素含有還元剤の少
なくとも一部分のガス化と、酸化鉄の還元と、得られた
ガスの脱硫とを、前記のように保証し、そして、海綿鉄
と、前記固体の炭素含有還元剤の残査と前記脱硫剤の残
査を含む細かく砕いた材料とを分離する。
【００１６】この特別な実施は極めて興味深いことが分
かる。つまり上層は固体の炭素含有還元剤を含有し、当
該層は従って、極めて吸熱性であるガス化反応の源にな
るだろうからである。このために、当該上層は、装入物
の加熱手段、特に炉のアーチに配置されたバーナーによ
って、直接にかつ、強力に加熱できるのが有利である。
逆に、還元反応は実際は、無熱反応であり、従って多量
の熱の持ち込みを必要としない。
かる。つまり上層は固体の炭素含有還元剤を含有し、当
該層は従って、極めて吸熱性であるガス化反応の源にな
るだろうからである。このために、当該上層は、装入物
の加熱手段、特に炉のアーチに配置されたバーナーによ
って、直接にかつ、強力に加熱できるのが有利である。
逆に、還元反応は実際は、無熱反応であり、従って多量
の熱の持ち込みを必要としない。
【００１７】しかし、これらの重畳層の順序を逆にして
も、また、炉床上に２層以上、重畳層を交互に設けて
も、本発明の範囲を逸脱するものではない。
も、また、炉床上に２層以上、重畳層を交互に設けて
も、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００１８】更に、本方法の範囲内で利用可能な固体の
炭素含有還元剤は微粉炭には限らず、コークス、歴青、
コークス粉、木炭または他の類似物質のような別の炭素
含有物質も含まれることは勿論のことである。
炭素含有還元剤は微粉炭には限らず、コークス、歴青、
コークス粉、木炭または他の類似物質のような別の炭素
含有物質も含まれることは勿論のことである。
【００１９】前記固体の炭素含有還元剤のガス化の際、
硫黄のガス化合物も形成される。これらのものは、適当
な脱硫剤と直ちに反応して、前記固体の炭素含有還元剤
を含む前記層内に留まる固体化合物を形成する。
硫黄のガス化合物も形成される。これらのものは、適当
な脱硫剤と直ちに反応して、前記固体の炭素含有還元剤
を含む前記層内に留まる固体化合物を形成する。
【００２０】補助的な一特徴によれば、固体の脱硫剤を
用いて、前記硫黄のガス化合物の硫黄の少なくとも一部
分を固定する。利用可能な脱硫剤のうちで、いくつかの
カルシウム化合物及び特に、石灰（ＣａＯ）及び石灰石
（ＣａＣＯ3 ）は特に、指摘されているが、これは一方
では、これらがガス化合物と反応して固体化合物を形成
する効率のため、そして他方では、それらの経済的性格
のためである。特に、石灰は、前記固体の炭素含有還元
剤の少なくとも一部を含浸する石灰乳として利用するこ
とができる。
用いて、前記硫黄のガス化合物の硫黄の少なくとも一部
分を固定する。利用可能な脱硫剤のうちで、いくつかの
カルシウム化合物及び特に、石灰（ＣａＯ）及び石灰石
（ＣａＣＯ3 ）は特に、指摘されているが、これは一方
では、これらがガス化合物と反応して固体化合物を形成
する効率のため、そして他方では、それらの経済的性格
のためである。特に、石灰は、前記固体の炭素含有還元
剤の少なくとも一部を含浸する石灰乳として利用するこ
とができる。
【００２１】それ自体は公知のように、前記の還元され
た酸化物と前記固体の炭素含有還元剤の残査及び前記脱
硫剤の残査を含む層との分離は、次に場合によっては海
綿鉄破砕の後にふるい分けによって実施され、その後、
顆粒状残査に磁気分離を施して、ふるい分けの際に同伴
することがありえただろう鉄粒子を回収することができ
る。
た酸化物と前記固体の炭素含有還元剤の残査及び前記脱
硫剤の残査を含む層との分離は、次に場合によっては海
綿鉄破砕の後にふるい分けによって実施され、その後、
顆粒状残査に磁気分離を施して、ふるい分けの際に同伴
することがありえただろう鉄粒子を回収することができ
る。
【００２２】補助的な別の特徴によれば、固体の炭素含
有還元剤のガス化を保証するための加熱の際、酸化鉄の
層に、前記脱硫剤またはこれを含有する化合物が貼りつ
くのを防止するため、装入物を構成する前記の２重畳層
間に微粉炭の薄層を布設する。
有還元剤のガス化を保証するための加熱の際、酸化鉄の
層に、前記脱硫剤またはこれを含有する化合物が貼りつ
くのを防止するため、装入物を構成する前記の２重畳層
間に微粉炭の薄層を布設する。
【００２３】興味ある更にもう一つの特徴によれば、前
記層内部の伝熱を改良するために、装入物を構成する前
記の少なくとも１層を圧縮する。この圧縮は例えば、可
動炉床上に配置したローラーで実施することができる。
記層内部の伝熱を改良するために、装入物を構成する前
記の少なくとも１層を圧縮する。この圧縮は例えば、可
動炉床上に配置したローラーで実施することができる。
【００２４】興味あるＩ実施態様によれば、酸化鉄は小
寸法で、例えば丸や四角といった任意の形状の分離塊と
して布設することができるし、これらの塊は次に、前記
の固体の炭素含有還元剤と前記の脱硫剤を含む微粉砕し
た物質で囲繞する。還元の際に、前記の各塊は焼結して
海綿鉄片となり、これは残留顆粒状物質から分離するた
めには、破砕せずに、篩わけすれば十分である。
寸法で、例えば丸や四角といった任意の形状の分離塊と
して布設することができるし、これらの塊は次に、前記
の固体の炭素含有還元剤と前記の脱硫剤を含む微粉砕し
た物質で囲繞する。還元の際に、前記の各塊は焼結して
海綿鉄片となり、これは残留顆粒状物質から分離するた
めには、破砕せずに、篩わけすれば十分である。
【００２５】硫黄分が低い海綿鉄は、場合によっては冷
却して、電弧製鋼炉において、既に、難なく使用するこ
とができる。
却して、電弧製鋼炉において、既に、難なく使用するこ
とができる。
【００２６】しかしながら、本発明のもう一つの目的
は、電炉においてその溶融に必要なエネルギー消費量を
かなりの割合低減せしめるために、当該海綿鉄が十分な
エネルギー源を包含するように、海綿鉄の炭素分を富化
する方法を提案することである。この炭素の持ち込み
は、場合によっては、様々な工業過程において回収され
た炭化水素ガスから、簡単な手段によって実施すること
ができる。この方法には海綿鉄に硫黄を持ち込まないと
いう大きな利点があり、かつ、従って当該海綿鉄から製
造した鋼の品質に有利な影響をあたえる。
は、電炉においてその溶融に必要なエネルギー消費量を
かなりの割合低減せしめるために、当該海綿鉄が十分な
エネルギー源を包含するように、海綿鉄の炭素分を富化
する方法を提案することである。この炭素の持ち込み
は、場合によっては、様々な工業過程において回収され
た炭化水素ガスから、簡単な手段によって実施すること
ができる。この方法には海綿鉄に硫黄を持ち込まないと
いう大きな利点があり、かつ、従って当該海綿鉄から製
造した鋼の品質に有利な影響をあたえる。
【００２７】冶金学的な様々な理由のため、かつまたそ
の電気エネルギーの消費節減のため、微粉炭またはコー
クスのような微粉固体燃料及び酸素を溶融浴中に吹き込
むことは周知のことであり、かかる吹き込みによってＣ
Ｏの放出が起こり、これは、溶融金属浴上で漂うスラグ
の上で燃焼する。この公知の方法はしかし、吹き込んだ
炭やコークスから到来する無視できない量の硫黄が鋼に
混入するという重大欠点があり、この結果、場合によっ
ては、著しい程度に、鋼の品質を悪化させることにな
る。
の電気エネルギーの消費節減のため、微粉炭またはコー
クスのような微粉固体燃料及び酸素を溶融浴中に吹き込
むことは周知のことであり、かかる吹き込みによってＣ
Ｏの放出が起こり、これは、溶融金属浴上で漂うスラグ
の上で燃焼する。この公知の方法はしかし、吹き込んだ
炭やコークスから到来する無視できない量の硫黄が鋼に
混入するという重大欠点があり、この結果、場合によっ
ては、著しい程度に、鋼の品質を悪化させることにな
る。
【００２８】本発明によれば、低硫黄含有量で、高炭素
含有量の海綿鉄の製造方法は、熱海綿鉄を炭化水素ガス
を含むガスに暴露することと、前記熱海綿鉄に接触させ
て前記炭化水素ガスの熱クラッキングを実施すること
と、熱海綿鉄の表面に前記熱クラッキングで生じる炭素
粒子の少なくとも一部分を沈殿させること、かつ前記海
綿鉄を６００℃ないし８００℃、なお好ましくは７００
℃の温度まで、冷却することを特徴としている。
含有量の海綿鉄の製造方法は、熱海綿鉄を炭化水素ガス
を含むガスに暴露することと、前記熱海綿鉄に接触させ
て前記炭化水素ガスの熱クラッキングを実施すること
と、熱海綿鉄の表面に前記熱クラッキングで生じる炭素
粒子の少なくとも一部分を沈殿させること、かつ前記海
綿鉄を６００℃ないし８００℃、なお好ましくは７００
℃の温度まで、冷却することを特徴としている。
【００２９】前記炭化水素ガスへの海綿鉄の暴露は、特
に前記炭化水素ガスを含むガスが向流に流れる炉で連続
的に実施されるのが好ましい。
に前記炭化水素ガスを含むガスが向流に流れる炉で連続
的に実施されるのが好ましい。
【００３０】前記ガス中に含まれる炭化水素ガスは、熱
海綿鉄が当初存在する温度での熱クラッキングによる黒
鉛や煤のような炭素粒子を生じる可能性のあるガスであ
る。一般にはかかる温度は約９００℃ないし１３００℃
の範囲にある。
海綿鉄が当初存在する温度での熱クラッキングによる黒
鉛や煤のような炭素粒子を生じる可能性のあるガスであ
る。一般にはかかる温度は約９００℃ないし１３００℃
の範囲にある。
【００３１】しかし、この炭化水素ガスの熱クラッキン
グを有利にするために海綿鉄の補助加熱を考慮すること
ができるだろう。
グを有利にするために海綿鉄の補助加熱を考慮すること
ができるだろう。
【００３２】特別なＩ実施態様によれば、特に天然ガス
として一般に製鉄工場で入手できる、メタン（ＣＨ4 ）
のような炭化水素ガスを利用するのは興味あることがわ
かった。前記炭化水素ガスは前記ガス中にあらゆる割合
で存在しうるし実質的に純粋な状態で吹き込むことさえ
可能である。
として一般に製鉄工場で入手できる、メタン（ＣＨ4 ）
のような炭化水素ガスを利用するのは興味あることがわ
かった。前記炭化水素ガスは前記ガス中にあらゆる割合
で存在しうるし実質的に純粋な状態で吹き込むことさえ
可能である。
【００３３】前記炭化水素ガスの熱クラッキングは極め
て吸熱的な操作である。炭素粒子の沈殿の他に、この操
作は、従って、海綿鉄の著しい冷却を惹起する。この冷
却は海綿鉄の温度を所望の値すなわち６００℃ないし８
００℃の範囲の値、かつ好ましくは７００℃近傍まで下
げるのには十分であろう。しかし、クラッキングに起因
すべき冷却によって、当該温度に達することができない
ことが分かった場合は、所望の温度が得られるまで、前
記炭化水素ガスの吹き付けを続行しながら冷却を延ばす
ことができるだろう。
て吸熱的な操作である。炭素粒子の沈殿の他に、この操
作は、従って、海綿鉄の著しい冷却を惹起する。この冷
却は海綿鉄の温度を所望の値すなわち６００℃ないし８
００℃の範囲の値、かつ好ましくは７００℃近傍まで下
げるのには十分であろう。しかし、クラッキングに起因
すべき冷却によって、当該温度に達することができない
ことが分かった場合は、所望の温度が得られるまで、前
記炭化水素ガスの吹き付けを続行しながら冷却を延ばす
ことができるだろう。
【００３４】一般に、冷却は室温までは続行しない。と
いうのは熱海綿鉄を直接電炉に装入するか、あるいは熱
プレスでブリケットを製作するためにこれを用いるほう
が有利だろうからである。
いうのは熱海綿鉄を直接電炉に装入するか、あるいは熱
プレスでブリケットを製作するためにこれを用いるほう
が有利だろうからである。
【００３５】海綿鉄の気孔のために、処理ガスは金属塊
の内部に浸透することができかつ、熱クラッキングは分
散した炭素粒子の沈殿をこの塊の内部へ誘導する。本出
願の意味においては、海綿鉄の表面の炭素の沈殿には海
綿鉄の塊の中の気孔の内表面上の沈殿も包含される。
の内部に浸透することができかつ、熱クラッキングは分
散した炭素粒子の沈殿をこの塊の内部へ誘導する。本出
願の意味においては、海綿鉄の表面の炭素の沈殿には海
綿鉄の塊の中の気孔の内表面上の沈殿も包含される。
【００３６】このように沈殿した炭素には、綺麗である
という、すなわち、石炭粒子の場合に往々にしてそうで
あるように、硫黄のような好ましくない物質によって汚
染されないという特長がある。炭素富化の一部分は、あ
る量のセメンタイトＦｅ3 Ｃの形成により、これは、熱
クラッキング温度における炭素と鉄の直接反応で生じる
ものである。
という、すなわち、石炭粒子の場合に往々にしてそうで
あるように、硫黄のような好ましくない物質によって汚
染されないという特長がある。炭素富化の一部分は、あ
る量のセメンタイトＦｅ3 Ｃの形成により、これは、熱
クラッキング温度における炭素と鉄の直接反応で生じる
ものである。
【００３７】最後に、水素に富み、熱クラッキング工程
を去る残留熱ガスは、好ましくは、海綿鉄自体の製造工
程に、特に、この工程の還元段階に直接リサイクルする
ことができ、この場合これは還元剤としてのみならず、
燃焼による熱発生体の役目もする。
を去る残留熱ガスは、好ましくは、海綿鉄自体の製造工
程に、特に、この工程の還元段階に直接リサイクルする
ことができ、この場合これは還元剤としてのみならず、
燃焼による熱発生体の役目もする。
【００３８】本発明の方法は、以下の説明においてさら
に詳しく説明されるだろうし、ここで付図が参考にされ
るが、図中図１は本発明の方法の特定な一変形をなす操
作を概略的に例示しており、また図２は回転炉床上に布
設された装入物を切った横断面図である。
に詳しく説明されるだろうし、ここで付図が参考にされ
るが、図中図１は本発明の方法の特定な一変形をなす操
作を概略的に例示しており、また図２は回転炉床上に布
設された装入物を切った横断面図である。
【００３９】図１に例示された変形において、細かく砕
かれた酸化鉄１と、混合装置４で形成され、微粉炭２と
石灰石３とで構成される混合物Ｍは、環状炉６内に配置
された回転炉床５上に重畳層として布設される。このよ
うな構成の装入物７は、酸化鉄の下部層１と、微粉炭２
及び石灰石３の混合物Ｍの上部層とからなる。装入物７
の構造は、図２に描写されたＡ−Ａ横断面で概略的に示
されているが、ここに２重畳層を見ることができる。こ
の炉６では、装入物７は、図示されてないが、バーナー
を用いて、微粉炭２の少なくとも部分的なガス化を操作
するに十分な温度まで加熱される。この際、上部層の内
部で、ＣＯの放出が起こりこれは上記に言及した機構に
ょり、一方では下層の酸化鉄の還元を、そして、他方で
は、装入物７の加熱を保証する。同時に、装入物７の加
熱により、石炭より到来する硫黄のガス化合物の放出が
起こる。かかるガス化合物は上部層内部に分散してある
脱硫剤、すなわち石灰石３と直ちに接触し、硫黄は直ち
に、顆粒状の固体化合物として脱硫剤によって固定され
る。石灰石の存在は、石灰石が、上部層においてより細
かく分散しているほど、硫黄のガス化合物の硫黄をそれ
だけ良好に固定することができる。酸化鉄の還元と、硫
黄のガス化合物の脱硫が終了すると、バインダーが無い
にもかかわらず、可動炉床上に存在する装入物は結局は
海綿鉄を構成する焼結した下部層と、固体の炭素含有還
元剤の残査と脱硫剤の残査、ならびに前記脱硫で生じた
硫黄の固体化合物とからなる顆粒上物質の上部層からな
っている。有利には、この場合、炉内で熱装入物上に、
その熱クラッキングにより海綿鉄の塊に分散する綺麗な
炭素粒子を生じるメタン（ＣＨ4 ）のような炭化水素ガ
スの流れを循環せしめて、海綿鉄の炭素富化段階を設け
ることができる。この変形方法には、製鋼所での冶金学
的操作の成り行きに大きな利点がある。
かれた酸化鉄１と、混合装置４で形成され、微粉炭２と
石灰石３とで構成される混合物Ｍは、環状炉６内に配置
された回転炉床５上に重畳層として布設される。このよ
うな構成の装入物７は、酸化鉄の下部層１と、微粉炭２
及び石灰石３の混合物Ｍの上部層とからなる。装入物７
の構造は、図２に描写されたＡ−Ａ横断面で概略的に示
されているが、ここに２重畳層を見ることができる。こ
の炉６では、装入物７は、図示されてないが、バーナー
を用いて、微粉炭２の少なくとも部分的なガス化を操作
するに十分な温度まで加熱される。この際、上部層の内
部で、ＣＯの放出が起こりこれは上記に言及した機構に
ょり、一方では下層の酸化鉄の還元を、そして、他方で
は、装入物７の加熱を保証する。同時に、装入物７の加
熱により、石炭より到来する硫黄のガス化合物の放出が
起こる。かかるガス化合物は上部層内部に分散してある
脱硫剤、すなわち石灰石３と直ちに接触し、硫黄は直ち
に、顆粒状の固体化合物として脱硫剤によって固定され
る。石灰石の存在は、石灰石が、上部層においてより細
かく分散しているほど、硫黄のガス化合物の硫黄をそれ
だけ良好に固定することができる。酸化鉄の還元と、硫
黄のガス化合物の脱硫が終了すると、バインダーが無い
にもかかわらず、可動炉床上に存在する装入物は結局は
海綿鉄を構成する焼結した下部層と、固体の炭素含有還
元剤の残査と脱硫剤の残査、ならびに前記脱硫で生じた
硫黄の固体化合物とからなる顆粒上物質の上部層からな
っている。有利には、この場合、炉内で熱装入物上に、
その熱クラッキングにより海綿鉄の塊に分散する綺麗な
炭素粒子を生じるメタン（ＣＨ4 ）のような炭化水素ガ
スの流れを循環せしめて、海綿鉄の炭素富化段階を設け
ることができる。この変形方法には、製鋼所での冶金学
的操作の成り行きに大きな利点がある。
【００４０】場合によっては破砕を先行させる篩分け８
段階を炉６の出口に設けて、海綿鉄と、特に固体の炭素
含有還元剤の灰ならびに硫化物ＣａＳのような硫黄の固
体化合物からなる顆粒状残査Ｒとを分ける。次に熱海綿
鉄は冷却装置９へ送り、そこから低硫黄含有量の海綿鉄
を連続的に抜き取る。
段階を炉６の出口に設けて、海綿鉄と、特に固体の炭素
含有還元剤の灰ならびに硫化物ＣａＳのような硫黄の固
体化合物からなる顆粒状残査Ｒとを分ける。次に熱海綿
鉄は冷却装置９へ送り、そこから低硫黄含有量の海綿鉄
を連続的に抜き取る。
【００４１】本発明の方法の大きな一特長は、微粉炭を
用いると用いないとにかかわらず、酸化鉄のペレット化
段階が無いことであり、従って、装置を著しく簡単化
し、従って投資金額を明瞭に削減することができる。本
方法はまたバインダーを使用しないために有利である。
最後に、本方法は、海綿鉄内への硫黄の導入を防ぐた
め、固体の炭素含有還元剤すなわち微粉炭から到来する
硫黄の即時固定を、これを含む層の内部においてさえも
保証する。
用いると用いないとにかかわらず、酸化鉄のペレット化
段階が無いことであり、従って、装置を著しく簡単化
し、従って投資金額を明瞭に削減することができる。本
方法はまたバインダーを使用しないために有利である。
最後に、本方法は、海綿鉄内への硫黄の導入を防ぐた
め、固体の炭素含有還元剤すなわち微粉炭から到来する
硫黄の即時固定を、これを含む層の内部においてさえも
保証する。
【００４２】本発明の方法は、今説明し、かつ例示した
実施例には限定されない。これには、特に脱硫剤の選択
や、可動炉床上の重畳層の数または配置に関して、当業
者ならこれに加えることができるであろう修正も含まれ
る。
実施例には限定されない。これには、特に脱硫剤の選択
や、可動炉床上の重畳層の数または配置に関して、当業
者ならこれに加えることができるであろう修正も含まれ
る。
【図１】本発明の方法の特殊変形を構成する操作を概略
的に例示する図である。
的に例示する図である。
【図２】回転炉床上に布設された装入物を切った横断面
図を示す図である。
図を示す図である。
１ 細かく砕いた酸化鉄 ２ 微粉炭 ３ 石灰石 ４ 混合装置 ５ 回転炉床 ６ 炉 ７ 装入物 ８ 篩分け ９ 冷却装置 Ｍ 混合物 Ｒ 顆粒状残査 Ｆｅ 海綿鉄
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディディエール・ステイール ベルギー国ベ−1170 ブリュッセル、ル、 デ、ムリシエール 46 (72)発明者 マリオ・エコノモプロ ベルギー国ベ−4020 リエージュ、ケ、マ ルセリ ６／211 (72)発明者 ジャン・ボルリー ベルギー国ベ−4000 リエージュ、ル、ブ イッセレト ３
Claims (10)
- 【請求項１】 固体の炭素含有還元剤を使用する低硫黄
含有量の海綿鉄の製造のための方法において、細かく砕
いた物質を重畳した層からなる装入物（７）を可動炉床
（５）に布設することと、前記層の少なくとも一層が、
主として酸化鉄（１）からなることと、少なくとも別の
一層が前記固体の炭素含有還元剤（２）と脱硫剤（３）
の混合物（Ｍ）で形成されていることと、前記装入物の
加熱によって、前記固体の炭素含有還元剤の少なくとも
一部分の、炭素と硫黄のガス化合物へのガス化を生ぜし
めることと、前記炭素のガス化合物中に含まれる一酸化
炭素（ＣＯ）の少なくとも一部分によって前記酸化鉄の
還元を実施することと、前記脱硫剤によって、前記硫黄
のガス化合物の少なくとも一部分を固定すること、なら
びに、前記還元された酸化鉄と、前記固体の炭素含有還
元剤ならびに前記脱硫剤の残査を含む物質を分離するこ
ととを特徴とする海綿鉄の製造方法。 - 【請求項２】 酸化鉄（１）からなる細かく砕いた物質
の第一層、すなわち下部層を可動炉床（５）に布設する
ことと、前記固体の炭素含有還元剤（２）と脱硫剤
（３）との混合物（Ｍ）からなる細かく砕いた物質の第
二層、すなわち上部層を前記第一層上に布設すること
と、前記上部層において、前記固体の炭素含有還元剤の
少なくとも一部分のガス化を加熱によって生ぜしめるこ
とと、前記ガス化操作で生じるＣＯの少なくとも一部分
を用いて、前記下部層において、前記酸化鉄の還元を実
施することと、前記ガス化操作で生じるガス状硫黄化合
物の硫黄の少なくとも一部分を前記脱硫剤を用いて固定
すること、ならびに、前記還元した酸化鉄と、前記固体
の炭素含有還元剤及び前記脱硫剤の残査を含む物質とを
分離することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記装入物を構成する重畳層の間に、微
粉炭の薄層を布設することを特徴とする請求項１と２の
何れか１項記載の方法。 - 【請求項４】 前記装入物を構成する層の少なくとも一
層を締め固めることを特徴とする請求項１ないし３の何
れか１項記載の方法。 - 【請求項５】 前記炭素含有還元剤のガス化を保証する
ために少なくとも９００℃の温度に装入物を加熱するこ
とを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項記載の方
法。 - 【請求項６】 前記固体の炭素含有還元剤が前記混合物
（Ｍ）中に、海綿鉄製品トン当たり２５０ないし５００
ｋｇの炭素量だけ混入されていることを特徴とする請求
項１ないし５の何れか１項記載の方法。 - 【請求項７】 前記脱硫剤が石灰（ＣａＯ）や石灰石
（ＣａＣＯ3 ）のようなカルシウム化合物から選ばれる
ことを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項記載の
方法。 - 【請求項８】 前記酸化鉄の少なくとも一部分を、小寸
法で、任意の形状の分離した塊として布設することと、
前記塊を前記固体の炭素含有還元剤ならびに前記脱硫剤
を含有する微細に砕いた材料で囲繞することを特徴とす
る請求項１ないし７の何れか１項記載の方法。 - 【請求項９】 熱い海綿鉄を炭化水素ガスを含有するガ
スに暴露することと、前記炭化水素ガスを前記熱海綿鉄
に接触させて熱クラッキングを実施することと、前記熱
クラッキングで生じた炭素粒子の少なくとも一部分を熱
海綿鉄の表面に布設することと、前記海綿鉄を６００℃
ないし８００℃の範囲の温度まで冷却することとを特徴
とする請求項１ないし８の何れか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 前記炭化水素ガスがメタンで構成され
ていることを特徴とする請求項９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9400652A BE1008397A6 (fr) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | Procede pour fabriquer une eponge de fer a basse teneur en soufre. |
| BE09400652 | 1994-07-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0827507A true JPH0827507A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=3888249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19585995A Pending JPH0827507A (ja) | 1994-07-13 | 1995-07-06 | 低硫黄含有量の海綿鉄の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5637133A (ja) |
| EP (1) | EP0692543B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0827507A (ja) |
| AT (1) | ATE203777T1 (ja) |
| BE (1) | BE1008397A6 (ja) |
| DE (1) | DE69521946T2 (ja) |
| ES (1) | ES2160149T3 (ja) |
Cited By (4)
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| JPS5648439A (en) * | 1979-09-27 | 1981-05-01 | Moriyoshi Mukasa | Excavating system to be loaded on car |
| US6413295B2 (en) | 1998-11-12 | 2002-07-02 | Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Iron production method of operation in a rotary hearth furnace and improved furnace apparatus |
| EP2221388A1 (en) | 2000-03-30 | 2010-08-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | "Method of producing metallic iron and raw material feed device" |
| JP2013087295A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Jfe Steel Corp | 還元鉄粉の製造方法 |
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| IT1287799B1 (it) * | 1996-09-06 | 1998-08-18 | Demag Italimpianti Spa | Forno a suola rotante. |
| WO1998021372A1 (fr) * | 1996-11-11 | 1998-05-22 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Procede et dispositif de fabrication de fer reduit |
| TW368521B (en) * | 1996-11-20 | 1999-09-01 | Sumitomo Metal Ind | Manufacturing method and apparatus for deoxidized iron |
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| WO2011001288A2 (en) | 2009-06-29 | 2011-01-06 | Bairong Li | Metal reduction processes, metallurgical processes and products and apparatus |
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| DE91602C (ja) * | ||||
| US2285487A (en) * | 1940-01-15 | 1942-06-09 | Kelsey Hayes Wheel Co | Method of and apparatus for producing sponge iron |
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- 1994-07-13 BE BE9400652A patent/BE1008397A6/fr not_active IP Right Cessation
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1995
- 1995-06-15 AT AT95870070T patent/ATE203777T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-06-15 EP EP95870070A patent/EP0692543B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-15 ES ES95870070T patent/ES2160149T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-15 DE DE1995621946 patent/DE69521946T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-06 JP JP19585995A patent/JPH0827507A/ja active Pending
- 1995-07-10 US US08/500,355 patent/US5637133A/en not_active Expired - Fee Related
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