JPH10317031A - 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Info
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- JPH10317031A JPH10317031A JP13264397A JP13264397A JPH10317031A JP H10317031 A JPH10317031 A JP H10317031A JP 13264397 A JP13264397 A JP 13264397A JP 13264397 A JP13264397 A JP 13264397A JP H10317031 A JPH10317031 A JP H10317031A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炉中央部の溶融スラグが酸化雰囲気になるこ
とを回避し、酸化鉄の還元を促進するとともに、スラグ
中で還元されて生成した鉄又は銑鉄の再酸化を低減させ
る鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉を提供。 【解決手段】 溶融還元炉の反応容器の中に鉄原料、炭
材及び造滓剤を投入するとともに酸素又は酸素富化空気
を吹き込むことにより溶融状態の鉄又は銑鉄を製造する
鉄原料の溶融還元において、酸素又は酸素富化空気を吹
き込むスリット状又は楕円状のガス噴出孔１７を複数設
けた下部羽口４を反応容器の長手方向に設け、一か所の
ガス吹出孔１７からの酸素又は酸素富化空気の吹き込み
量を少なくし分散させて所定量吹き込む。
とを回避し、酸化鉄の還元を促進するとともに、スラグ
中で還元されて生成した鉄又は銑鉄の再酸化を低減させ
る鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉を提供。 【解決手段】 溶融還元炉の反応容器の中に鉄原料、炭
材及び造滓剤を投入するとともに酸素又は酸素富化空気
を吹き込むことにより溶融状態の鉄又は銑鉄を製造する
鉄原料の溶融還元において、酸素又は酸素富化空気を吹
き込むスリット状又は楕円状のガス噴出孔１７を複数設
けた下部羽口４を反応容器の長手方向に設け、一か所の
ガス吹出孔１７からの酸素又は酸素富化空気の吹き込み
量を少なくし分散させて所定量吹き込む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄原料と炭材とを
溶融還元するスラグ浴に投入し、そこに酸素又は酸素富
化空気を吹き込むことによって溶融状態の鉄又は銑鉄を
直接製造する鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉に関
する。
溶融還元するスラグ浴に投入し、そこに酸素又は酸素富
化空気を吹き込むことによって溶融状態の鉄又は銑鉄を
直接製造する鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉に関
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
は、還元反応を進めるために反応容器の側壁に設けられ
た下部羽口から吹き込んだ酸素又は酸素富化空気によっ
てスラグ浴を撹拌し鉄原料、炭材及び造滓剤をスラグ浴
中に混合させて鉄原料を還元し、生成した鉄又は銑鉄と
スラグとを分離することにより、溶融状態の鉄又は銑鉄
を直接製造する方法である。
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
は、還元反応を進めるために反応容器の側壁に設けられ
た下部羽口から吹き込んだ酸素又は酸素富化空気によっ
てスラグ浴を撹拌し鉄原料、炭材及び造滓剤をスラグ浴
中に混合させて鉄原料を還元し、生成した鉄又は銑鉄と
スラグとを分離することにより、溶融状態の鉄又は銑鉄
を直接製造する方法である。
【０００３】図４は従来の溶融還元炉で、図４−（ａ）
は正断面図、図４−（ｂ）は側断面図であり、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、反応容器１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。
は正断面図、図４−（ｂ）は側断面図であり、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、反応容器１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。
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には溶銑８を出銑
するための出銑口９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。
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には溶銑８を出銑
するための出銑口９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。
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。
【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１１ａに巻き
込まれ溶融され、さらにスラグ中の酸化鉄は石炭により
還元される。
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１１ａに巻き
込まれ溶融され、さらに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、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。
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、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１１とが
分離され、鉄又は銑鉄８はサイフォン口６ａを経て溶銑
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。
グ層があり、ここで鉄又は銑鉄の小滴とスラグ１１とが
分離され、鉄又は銑鉄８はサイフォン口６ａを経て溶銑
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】スラグ下方から酸素を吹き込むと、スラグ
内でカーボンを燃焼するためスラグへの着熱効率が高く
攪拌効果も大きいという特徴を持っている。
内でカーボンを燃焼するためスラグへの着熱効率が高く
攪拌効果も大きいという特徴を持っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式は、下部羽口に気泡到達距離が長いノズルを使用し
ているため、スラグ内に吹き込まれた酸素が浮上する領
域が広く、吹き込んだ酸素は炉の中心近くまで達する。
そのため、還元された鉄を炉底に誘導する溶融スラグの
下降流が形成されにくくなり、吹き込んだ酸素により形
成される酸化域（図４に破線で示す領域）が溶融スラグ
全体に広がってしまうことで、酸化鉄の還元反応を生じ
る還元域（固体カーボンが滞留する領域）の形成が妨げ
られ、また、溶融スラグ浴下部に広く酸化域が分布して
しまい、上部で還元した鉄の多くが再酸化されるという
欠点を有していた。
方式は、下部羽口に気泡到達距離が長いノズルを使用し
ているため、スラグ内に吹き込まれた酸素が浮上する領
域が広く、吹き込んだ酸素は炉の中心近くまで達する。
そのため、還元された鉄を炉底に誘導する溶融スラグの
下降流が形成されにくくなり、吹き込んだ酸素により形
成される酸化域（図４に破線で示す領域）が溶融スラグ
全体に広がってしまうことで、酸化鉄の還元反応を生じ
る還元域（固体カーボンが滞留する領域）の形成が妨げ
られ、また、溶融スラグ浴下部に広く酸化域が分布して
しまい、上部で還元した鉄の多くが再酸化されるという
欠点を有していた。
【００１２】本発明は、炉中央部の溶融スラグが酸化雰
囲気になることを回避し、酸化鉄の還元を促進するとと
もに、スラグ中で還元されて生成した鉄又は銑鉄の再酸
化を低減させ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。
囲気になることを回避し、酸化鉄の還元を促進するとと
もに、スラグ中で還元されて生成した鉄又は銑鉄の再酸
化を低減させ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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融還元炉の
反応容器の中に鉄原料、炭材及び造滓剤を投入するとと
もに酸素又は酸素富化空気を吹き込むことにより溶融状
態の鉄又は銑鉄を製造する鉄原料の溶融還元方法におい
て、下部羽口に設けられた酸素又は酸素富化空気を吹き
込む複数のスリット状又は楕円状のガス吹出孔から、一
か所のガス吹出孔からの酸素又は酸素富化空気の吹き込
み量を少なくし分散させて所定量吹き込むことを特徴と
する。
反応容器の中に鉄原料、炭材及び造滓剤を投入するとと
もに酸素又は酸素富化空気を吹き込むことにより溶融状
態の鉄又は銑鉄を製造する鉄原料の溶融還元方法におい
て、下部羽口に設けられた酸素又は酸素富化空気を吹き
込む複数のスリット状又は楕円状のガス吹出孔から、一
か所のガス吹出孔からの酸素又は酸素富化空気の吹き込
み量を少なくし分散させて所定量吹き込むことを特徴と
する。
【００１４】また、本発明の装置は、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、溶銑溜まりと、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、酸
素又は酸素富化空気を吹き込むスリット状又は楕円状の
ガス噴出孔を複数設けた下部羽口を反応容器の長手方向
に設ける。
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、溶銑溜まりと、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、酸
素又は酸素富化空気を吹き込むスリット状又は楕円状の
ガス噴出孔を複数設けた下部羽口を反応容器の長手方向
に設ける。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明による下部羽口を示
し、図１−（ａ）はガス吹出孔を横に設けた下部羽口の
縦断面図、図１−（ｂ）はガス吹出孔を上に設けた縦断
面図、図２は下部羽口の長手方向の縦断面図である。
し、図１−（ａ）はガス吹出孔を横に設けた下部羽口の
縦断面図、図１−（ｂ）はガス吹出孔を上に設けた縦断
面図、図２は下部羽口の長手方向の縦断面図である。
【００１６】下部羽口４は、外筒１３の内側に鋼製の内
筒１４がスペーサー１５で固定された２重管構造とす
る。
筒１４がスペーサー１５で固定された２重管構造とす
る。
【００１７】外筒１３は、下部羽口４の酸素吐出部では
溶融スラグが固体カーボンと酸素の燃焼で高温となるた
め、銅あるいはその他の熱伝導率の高い金属とし、外筒
１３と内筒１４が形成する冷却水通路１６に冷却水を流
通して水冷することにより下部羽口４の耐熱性を高め
る。
溶融スラグが固体カーボンと酸素の燃焼で高温となるた
め、銅あるいはその他の熱伝導率の高い金属とし、外筒
１３と内筒１４が形成する冷却水通路１６に冷却水を流
通して水冷することにより下部羽口４の耐熱性を高め
る。
【００１８】外筒１３の長手方向には、楕円又はスリッ
ト状のガス吹出孔１７を多数設け、各ガス吹出孔１７は
内筒１４のガス通路１８に連通し、内筒１４から酸素又
は酸素富化空気１９が各ガス吹出孔１７に送られ、スラ
グ浴１１ａに吹き込まれる。内筒１４には冷間機械強度
が高い鋼製管を使用し、これを外筒１３とスペーサー１
５で固着させることで高粘性スラグの流動圧力に耐える
構造となる。
ト状のガス吹出孔１７を多数設け、各ガス吹出孔１７は
内筒１４のガス通路１８に連通し、内筒１４から酸素又
は酸素富化空気１９が各ガス吹出孔１７に送られ、スラ
グ浴１１ａに吹き込まれる。内筒１４には冷間機械強度
が高い鋼製管を使用し、これを外筒１３とスペーサー１
５で固着させることで高粘性スラグの流動圧力に耐える
構造となる。
【００１９】各ガス吹出孔１７は、図１−（ａ）に示す
ように外筒１３の横に設けても、あるいは図１−（ｂ）
に示すように外筒１４の上に設けてもよい。
ように外筒１３の横に設けても、あるいは図１−（ｂ）
に示すように外筒１４の上に設けてもよい。
【００２０】外筒１３の長手方向に多数の楕円又はスリ
ット状のガス吹出孔１７を吹き込みガス１系列につき多
数のノズルを設置するため、ガス吹出孔１ヶあたりの吐
出ガス量は少なくでき、気泡到達距離を短く抑えること
ができる。また、ガス吐出孔の形状を楕円またはスリッ
ト状とすることで気泡到達距離は短く抑えられる。下部
羽口４は反応容器の水冷炉壁１９の長手方向に沿って設
けられる。
ット状のガス吹出孔１７を吹き込みガス１系列につき多
数のノズルを設置するため、ガス吹出孔１ヶあたりの吐
出ガス量は少なくでき、気泡到達距離を短く抑えること
ができる。また、ガス吐出孔の形状を楕円またはスリッ
ト状とすることで気泡到達距離は短く抑えられる。下部
羽口４は反応容器の水冷炉壁１９の長手方向に沿って設
けられる。
【００２１】図３は、本発明の溶融還元炉で、図３−
（ａ）は側断面図、図３−（ｂ）は正断面図である。
（ａ）は側断面図、図３−（ｂ）は正断面図である。
【００２２】本発明の溶融還元炉による鉄原料の溶融還
元は、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
フォン口を経て溶銑溜まり７へ溜まり、スラグはサイフ
ォン口を経てスラグ溜まりに溜まる。
元は、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
フォン口を経て溶銑溜まり７へ溜まり、スラグはサイフ
ォン口を経てスラグ溜まりに溜まる。
【００２３】本発明では、複数のガス吐出孔１７を下部
羽口４に設けることで、スラグ内に吹き込まれた酸素が
水冷炉壁１９近くに留まって酸化域２０を形成して、燃
焼ガス流れ２１は上昇し、炉中央部の溶融スラグが酸化
雰囲気となることを回避でき、溶融スラグの中央では高
温スラグ流れ２２が形成され、還元域２３で形成された
金属鉄は金属鉄沈降流れ２４により沈降するが、水冷炉
壁１９近くの酸化域２０を通ることなく、したがって、
再酸化することなく炉底の溶銑溜まり８に至る。
羽口４に設けることで、スラグ内に吹き込まれた酸素が
水冷炉壁１９近くに留まって酸化域２０を形成して、燃
焼ガス流れ２１は上昇し、炉中央部の溶融スラグが酸化
雰囲気となることを回避でき、溶融スラグの中央では高
温スラグ流れ２２が形成され、還元域２３で形成された
金属鉄は金属鉄沈降流れ２４により沈降するが、水冷炉
壁１９近くの酸化域２０を通ることなく、したがって、
再酸化することなく炉底の溶銑溜まり８に至る。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、還元された金属鉄の再酸化が
防止できるので、生産性が向上するとともに、金属鉄の
再酸化によって失われるカーボンが減少し、石炭原単位
低減を実現できる。
防止できるので、生産性が向上するとともに、金属鉄の
再酸化によって失われるカーボンが減少し、石炭原単位
低減を実現できる。
【００２５】また、還元用固体カーボンの過剰燃焼防止
により石炭原単位の低減を実現できる。
により石炭原単位の低減を実現できる。
【図１】本発明による下部羽口を示し、図１−（ａ）は
ガス吹出孔を横に設けた下部羽口の縦断面図、図１−
（ｂ）はガス吹出孔を上に設けた縦断面図である。図２
は下部羽口の長手方向の縦断面図である。
ガス吹出孔を横に設けた下部羽口の縦断面図、図１−
（ｂ）はガス吹出孔を上に設けた縦断面図である。図２
は下部羽口の長手方向の縦断面図である。
【図２】図１に示す下部羽口の長手方向の縦断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の溶融還元炉で、図１−（ａ）は側断面
図、図１−（ｂ）は正断面図である。
図、図１−（ｂ）は正断面図である。
【図４】従来の溶融還元炉で、図４−（ａ）は正断面
図、図４−（ｂ）は側断面図である。
図、図４−（ｂ）は側断面図である。
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 ８ 溶銑 ９ 出銑口 １０ スラグ溜まり １１ スラグ １１ａ スラグ浴 １２ 出滓口 １３ 外筒 １４ 内筒 １５ スペーサー １６ 冷却水通路 １７ 各ガス吹出孔 １８ ガス通路 １９ 水冷炉壁 ２０ 酸化域 ２１ 燃焼ガス流れ ２２ 高温スラグ流れ ２３ 還元域 ２４ 金属鉄沈降流れ
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融還元炉の反応容器の中に鉄原料、炭
材及び造滓剤を投入するとともに酸素又は酸素富化空気
を吹き込むことにより溶融状態の鉄又は銑鉄を製造する
鉄原料の溶融還元方法において、下部羽口に設けられた
酸素又は酸素富化空気を吹き込む複数のスリット状又は
楕円状のガス吹出孔から、一か所のガス吹出孔からの酸
素又は酸素富化空気の吹き込み量を少なくし分散させて
所定量吹き込むことを特徴とする鉄又は銑鉄を製造する
鉄原料の溶融還元方法。 - 【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、溶銑溜まりと、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、酸素又は酸素富化空気を
吹き込むスリット状又は楕円状のガス噴出孔を複数設け
た下部羽口を反応容器の長手方向に設けた鉄原料の溶融
還元炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13264397A JPH10317031A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13264397A JPH10317031A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10317031A true JPH10317031A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15086128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13264397A Withdrawn JPH10317031A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 鉄原料の溶融還元方法及び溶融還元炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10317031A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP13264397A patent/JPH10317031A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| 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 |
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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: 20040803 |