JPH10219327A - 鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉 - Google Patents

鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉

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JPH10219327A
JPH10219327A JP1952797A JP1952797A JPH10219327A JP H10219327 A JPH10219327 A JP H10219327A JP 1952797 A JP1952797 A JP 1952797A JP 1952797 A JP1952797 A JP 1952797A JP H10219327 A JPH10219327 A JP H10219327A
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JP
Japan
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reaction vessel
iron
smelting reduction
reduction furnace
opening
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Withdrawn
Application number
JP1952797A
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English (en)
Inventor
Yukinobu Horikawa
幸悦 堀川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冗長な工程やスクラップの使用の量的制約無
しに溶融還元鉄とスクラップによる鉄鋼生産を実現し得
る鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉の提供。 【解決手段】 溶融還元炉の反応容器1に鉄原料、炭材
及び造滓剤を投人するとともに、酸素もしくは酸素富化
空気を吹き込むことにより原料を溶融還元し、鉄又は銑
鉄とスラグとを生成し、鉄又は銑鉄を反応容器1に付設
された溶銑溜まりに送り込む鉄原料の溶融還元方法にお
いて、反応容器1からの熱ガスをスクラップが装入され
ている予熱槽15に導入してスクラップを予熱し、予熱
したスクラップ16を反応容器1内に装入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄原料と炭材を溶
融還元をおこなうスラグ浴に投入し、そこに酸素もしく
は酸素富化空気を吹き込むことにより溶融状態の鉄また
は銑鉄を直接製造する方法及び設備に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鉱石の溶融還元法は、反応容器、反応
容器とサイフォン口で連通する溶銑溜まり及びスラグ溜
まりとで構成してサイフォン出銑する構造とした溶融還
元炉の反応容器内に投入した鉄原料、炭材及び造滓剤を
酸素もしくは酸素富化空気を吹き込むことによって溶融
状態にし鉄原料を還元し、生成した鉄または銑鉄とスラ
グとを分離することにより、鉄又は銑鉄を直接製造する
方法である。
【0003】図6は従来の溶融還元炉の正面の縦断面
図、図7は従来の溶融還元炉の側面の縦断面図であり、
反応容器1の上部には、鉄原料、炭材、造滓材等の原料
を反応容器1内に投入するための原料投入孔2と、反応
容1器内で発生したガスを排出するガス排出口3が設け
られ、ガス排出口3は排ガスの熱を回収するボイラーに
接続されている。
【0004】反応容器1の下部及び上部の両側にはそれ
ぞれ複数の下部羽口4及び上部羽口5が設けられ、下部
羽口4から酸素富化空気、上部羽口5から酸素がそれぞ
れ反応容器1内へ吹き込まれる。
【0005】反応容器1の下部の外側の左右には、一方
の側に反応容器1とサイフォン口6aで連通している溶
銑溜まり7が設けられ、溶銑溜まり7には銑鉄8を出銑
するための出銑口10が設けられている。他方の側には
反応容器1とサイフォン口6bで連通しているスラグ溜
まり10が設けられ、スラグ溜まり10にはスラグ11
を出滓するための出滓口12が設けられている。
【0006】上記の溶融還元炉を用いた鉄又は銑鉄の製
造プロセスについて説明すると、原料投入孔2から鉄原
料、石炭あるいはコークス等の炭材及び造滓剤等の原料
が連続的に反応容器1内に投入される。溶融還元法は、
鉄原料として、鉄鉱石だけでなく鉄ダスト、ミルスケー
ル等の鉄を含有する広範囲な種類の鉄原料が使用でき、
また、炭材には、主として石炭を使用し、しかも炭種を
選ばず、一般炭でよいことが高炉法と異なる優れた特徴
である。
【0007】反応容器1内には、原料が溶解されて14
00〜1500°Cのスラグ浴11aが形成されてお
り、スラグ浴11aには下部羽口4を通して酸素富化空
気が吹き込まれ、スラグ浴11aを撹拌するとともに、
投入された石炭の一部を燃焼させてスラグ浴11aに熱
を供給する。投入された原料は、スラグ浴11に巻き込
まれ溶融されスラグとなり、スラグ中の酸化鉄は石炭に
より還元される。
【0008】スラグ浴11aから出るガス(COガス)
には上部羽口5から酸素を吹き込んで1500〜180
0°Cの二次燃焼熱を生成し、スラグ浴11aは泡立ち
飛沫が飛んでいるため、二次燃焼熱を効率よくスラグ浴
11aに伝達することができる。
【0009】下部羽口4の下には、動きの穏やかなスラ
グ層があり、ここで鉄又は銑鉄の小滴とスラグとが分離
され、鉄又は銑鉄8は、次々に生成される鉄又は銑鉄に
押し出されてサイフォン口6aを経て溶銑溜まりへと移
動し、溶銑溜まり7から出銑口9を通って炉外に排出さ
れ、スラグ11はサイフォン口6bを経てスラグ溜まり
10から出滓口12を通って炉外に排出される。
【0010】溶融還元法で得られた鉄又は銑鉄は、ほぼ
同量のスクラップと共に電気炉で溶解・脱炭され鋼にな
る。あるいは鉄または銑鉄85%以上スクラップ15%
以下の割合で転炉に装入され脱炭されて鋼になる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前記の電気炉の場合、
溶融還元工程の後に再び溶解工程を必要とするため非効
率的であり、また、転炉の場合、スクラップの利用につ
いて量的制約を避け得ないので、スクラップの装入量が
制限される。
【0012】鉄スクラップの再資源化、また、鋼材生産
の過程で自らが発生する鉄屑の再利用を効率的に行うこ
とは省資源の観点から今後も社会が求める重要な技術課
題である。
【0013】本発明は、冗長な工程やスクラップの使用
の量的制約無しに溶融還元鉄とスクラップによる鉄鋼生
産を実現し得る鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉を
提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器、反
応容器とサイフォン口で連通する溶銑溜まり及びスラグ
溜まりとで構成される溶融還元炉の反応容器に鉄原料、
炭材及び造滓剤を投入するとともに、酸素もしくは酸素
富化空気を吹き込むことにより原料を溶融還元し、鉄又
は銑鉄とスラグとを生成し、鉄又は銑鉄を反応容器に付
設された溶銑溜まりに送り込む鉄原料の溶融還元方法に
おいて、反応容器からの熱ガスで予熱したスクラップを
反応容器内に装入する。
【0015】また、本発明の溶融還元炉は、反応容器の
下部及び上部の両側にそれぞれ複数の下部羽口及び上部
羽口が設けられ、反応容器の下部に、反応容器と第1の
サイフォン口で連通している溶銑溜まりと、反応容器と
第2のサイフォン口で連通しているスラグ溜まりが設け
られている鉄原料の溶融還元炉において、上部にスクラ
ップ装入口を有しかつ下部に反応容器からの熱ガス及び
熱ガスで予熱されたスクラップを反応容器へ装入する開
口を有する予熱槽を反応容器内と連通可能に配設する。
予熱槽の下部の開口は、反応容器の排ガス煙道の開口部
あるいは反応容器の隔壁の開口部と連通している。
【0016】予熱槽の下部には熱ガスの未燃分を燃焼さ
せる燃焼用空気ノズルを設けてもよく、また、反応容器
の開口部に扉を設けてもよい。
【0017】さらに、予熱槽の下部の開口と反応容器の
開口部とが結合しあるいは離れるようにするための回動
装置を設けることもできる。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施例1 図1は本発明の溶融還元炉の1実施例の正面図、図2は
図1に示す還元溶融還元炉の側面図、図3は予熱槽を排
ガス煙道から離した状態を示す正面図で、反応容器、溶
銑溜まり及びスラグ溜まりの構造は、前述の「従来の技
術」で図6及び図7により説明した溶融還元炉の本体と
同じ構造となっているので、その説明は省略する。
【0019】図1及び図2において、溶融還元炉のガス
排出口3に接続された排ガス煙道13の溶融還元炉の上
方部分で排ガス煙道13の開口部14に結合可能に予熱
槽15を設け、予熱槽15の上部にはスクラップ16を
予熱槽15に装入するためのバケットあるいはコンベア
等のスクラップ装入装置17を設ける。排ガス煙道13
の開口部14には、排ガス煙道13を閉じて予熱槽15
あるいは排ガス煙道外部から遮断するための扉18を設
ける。
【0020】予熱槽15は、上部には開閉可能な装入扉
19を有し、下部にはスクラップ16を予熱するための
熱ガスを溶融還元炉から導入するとともに、熱ガスで予
熱されたスクラップ16を溶融還元炉に装入するための
開口20を有する。
【0021】、予熱槽15は、図3に示すように、その
開口を排ガス煙道13の開口部14に結合しあるいは離
れるために支持台21を支点としてアクチュエータ22
で回転移動できるように回動装置を設ける。なお、予熱
槽15の開口20にスラグの浸入の懸念がなければ予熱
槽を溶融還元炉に直接設けてもよい。
【0022】予熱槽15の下部には、予熱されたスクラ
ップ16を溶融還元炉に装入するため、予熱されたスク
ラップ16を開口20へ送るプランジャー等の払出し装
置23を設ける。予熱槽15の上部には、スクラップ1
6を予熱した後のガスを予熱槽15の上部から再び排ガ
ス煙道13へ戻すダクト24が接続され、ダクト24に
はガスを誘引するファン25を設けるとともに、ファン
25を熱ガスから保護するため、ファン25の入側に遮
断弁26a、ダクト24の大気に通じる部分に遮断弁2
6bを設ける。
【0023】排ガス煙道13の熱ガスがCOガスなどの
未燃分を含む場合には、その潜熱を利用するため、予熱
槽15の下部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気ノズル
27を設けて予熱槽15に入る熱ガスの温度を上げるよ
うにしてもよい。
【0024】次に、図1〜図3により、溶融還元炉の操
業方法について説明する。
【0025】本発明による鉄又は銑鉄の製造プロセスに
おいて、反応容器1での鉄又は銑鉄8、及びスラグ11
の生成過程は、前述の「従来の技術」で説明した製造プ
ロセスと同じであり、反応容器1で生成した銑鉄8はサ
イフォン口6aを経て溶銑溜まり7へ溜まり、スラグ1
1はサイフォン口6bを経てスラグ溜まりから出滓口を
通って炉外に排出される。
【0026】予熱槽15の装入扉19を開いてスクラッ
プ装入装置17からスクラップ16を予熱槽15へ装入
し、装入扉19を閉める。溶融還元炉で発生したガス
は、ダクト24のファン25に誘引されて、ガス排出口
3、排ガス煙道13、排ガス煙道の開口部14、予熱槽
15の開口20を経て予熱槽15内に導入され、スクラ
ップ16を予熱する。予熱されたスクラップ16は払い
出し装置23によって逐次、溶融還元炉に供給され、そ
こで溶解・加炭され鉄又は銑鉄になる。スクラップ16
を予熱した後のガスは、再び排ガス煙道13へと戻され
る。
【0027】ファンを通過するガスの温度は、ファンが
許容する温度を越えないように熱ガスの吸引量で制御さ
れる。制御値を越える状況の発生が予測される場合には
遮断弁26aを閉じかつ遮断弁26bを解放してファン
25を保護する。排ガス煙道13は負圧に制御されてい
るので遮断弁26bから冷気が供給され、過熱した予熱
槽15は元の正常な状態に復帰する。この間も予熱槽1
5は負圧に保たれ熱ガスが予熱槽15から系外に漏洩す
ることはない。
【0028】スクラップ16の装入をしない時、予熱槽
15を整備する時、あるいは予熱槽15の閉塞などの非
常時には、図3に示すように、支持台21を中心に予熱
槽15を回転させて排ガス煙道13と縁を切り、さらに
その空隙部に扉18を差し入れて排ガス煙道13の開口
部14を閉塞する。
【0029】実施例2 本発明の溶融還元炉の別実施例の正面図、図4に示す還
元溶融還元炉の側面図で、本実施例が実施例1と異なる
ところは、実施例1が予熱槽15の開口20を排ガス煙
道13の開口部14に接続可能にした構造であるのに対
して、本実施例では、予熱槽15の開口20を反応容器
1の側壁28に設けた開口部29に接続可能にした構造
である点である。その他の部分は共通した構造となって
いる。
【0030】
【発明の効果】従来の溶融還元炉及び電気炉を用いた溶
融還元、スクラップ溶解、脱炭の工程を、溶融還元炉に
スクラップを装入・溶解することによって鋼の製造工程
を簡略化して、溶融還元炉及び脱炭装置を用いた溶融還
元、脱炭とすることができ、冗長な工程やスクラップの
使用量に制約を受けることなく溶融還元鉄とスクラップ
を用いた鉄鋼生産を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の溶融還元炉の1実施例の正面図であ
る。
【図2】 図1に示す還元溶融還元炉の側面図である。
【図3】 予熱槽を排ガス煙道から離した状態を示す正
面図である。
【図4】 本発明の溶融還元炉の別実施例の正面図であ
る。
【図5】 図4に示す還元溶融還元炉の側面図である。
【図6】 従来の溶融還元炉の正面の縦断面図である。
【図7】 従来の溶融還元炉の側面の縦断面図である。
【符号の説明】
1 反応容器 2 原料投入孔 3 ガス排出口 4 下部羽口 5 上部羽口 6a,6b サイフォン口 7 溶銑溜まり 7a 排気ダクト 8 溶銑 9 出銑口 10 スラグ溜まり 11a スラグ浴 11 スラグ 12 出滓口 13 排ガス煙道 14 排ガス煙道の開口部 15 予熱槽 16 スクラップ 17 スクラップ装入装置 18 扉 19 装入扉 20 開口 21 支持台 22 アクチュエータ 23 払出し装置 24 ダクト 25 ファン 26a,26b 遮断弁 27 燃焼用空気ノズル 28 側壁 29 側壁の開口部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応容器、反応容器とサイフォン口で連
    通する溶銑溜まり及びスラグ溜まりとで構成される溶融
    還元炉の反応容器に鉄原料、炭材及び造滓剤を投入する
    とともに、酸素もしくは酸素富化空気を吹き込むことに
    より原料を溶融還元し、鉄又は銑鉄とスラグとを生成
    し、鉄又は銑鉄を反応容器に付設された溶銑溜まりに送
    り込む鉄原料の溶融還元方法において、反応容器からの
    熱ガスで予熱したスクラップを反応容器内に装入するこ
    とを特徴とする鉄原料の溶融還元方法。
  2. 【請求項2】 反応容器の下部及び上部の両側にそれぞ
    れ複数の下部羽口及び上部羽口が設けられ、反応容器の
    下部に、反応容器と第1のサイフォン口で連通している
    溶銑溜まりと、反応容器と第2のサイフォン口で連通し
    ているスラグ溜まりが設けられている鉄原料の溶融還元
    炉において、上部にスクラップ装入口を有しかつ下部に
    反応容器からの熱ガス及び熱ガスで予熱されたスクラッ
    プを反応容器へ装入する開口を有する予熱槽を反応容器
    内と連通可能に配設したことを特徴とする溶融還元炉。
  3. 【請求項3】 予熱槽の下部の開口が反応容器の排ガス
    煙道の開口部と連通していることを特徴とする請求項2
    記載の溶融還元炉。
  4. 【請求項4】 予熱槽の下部の開口が反応容器の隔壁の
    開口部と連通していることを特徴とする請求項2記載の
    溶融還元炉。
  5. 【請求項5】 予熱槽の下部に熱ガスの未燃分を燃焼さ
    せる燃焼用空気ノズルを設けたことを特徴とする請求項
    2、3又は4記載の溶融還元炉。
  6. 【請求項6】 反応容器の開口部に扉を設けたことを特
    徴とする請求項2、3、4又は5記載の溶融還元炉。
  7. 【請求項7】 予熱槽の下部の開口と反応容器の開口部
    とが結合しあるいは離れるようにするための回動装置を
    有することを特徴とする請求項2、3、4、5又は6記
    載の溶融還元炉。
  8. 【請求項8】 予熱槽上部には、スクラップを予熱した
    後のガスを排ガス煙道へ戻すダクトが接続され、ダクト
    にはガスを誘引するファンを設けるとともに、ファンの
    入側及びダクト24の大気に通じる部分に遮断弁をそれ
    ぞれ有することを特徴とする請求項2、3、4、5、6
    又は7記載の溶融還元炉。
JP1952797A 1997-01-31 1997-01-31 鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉 Withdrawn JPH10219327A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100647232B1 (ko) * 1999-07-09 2006-11-17 테크놀라지칼 리소시스 피티와이. 리미티드. 직접 제련 공정의 시동 방법
CN107400748A (zh) * 2017-07-14 2017-11-28 蔡连举 一种熔融还原炉及熔融还原工艺
JP2018104812A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 ポスコPosco 溶銑の製造装置及び溶銑の製造方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040406