JPS58197208A - 金属酸化鉱石の溶融還元方法 - Google Patents
金属酸化鉱石の溶融還元方法Info
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- JPS58197208A JPS58197208A JP57078120A JP7812082A JPS58197208A JP S58197208 A JPS58197208 A JP S58197208A JP 57078120 A JP57078120 A JP 57078120A JP 7812082 A JP7812082 A JP 7812082A JP S58197208 A JPS58197208 A JP S58197208A
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- Japan
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- furnace
- reducing
- hearth
- reduction furnace
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
- C21B2100/66—Heat exchange
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属酸化物の溶融還元法に関するものである。
近年金属酸化物を含５有する鉱石資源は塊状のものが減
少し、粉粒状のものが増加する傾向にある。
少し、粉粒状のものが増加する傾向にある。
ここような粉粒状鉱石は多くの場合塊成化されてから、
通常の塊状鉱石と同様に溶解炉で製錬されている。これ
ら溶解炉として電気炉、転炉あるい′□はその他の溶解
炉が使用されている。さらにまた前記塊成化された鉱石
を予備還元した後に上記各種の溶解炉で溶融還元して、
電力消費ならびにエネルギーコストの低減が計られる場
合もある。しかしながら電気炉以外の転炉・その他の溶
融炉を−”用いて難溶性、難還元性の鉱石、例えばクロ
ム鉱の予備還元鉱を溶融還元することは操業が非常に困
難であるという欠点があり、一方塊成化鉱を予備還元し
た後電気炉で溶融還元する方法は製造方法としては最も
安定した操業方法であり、従来例″□えばクロム粉状鉱
をペレットとなし、ロータリー１キルン中で予備還元し
た予備還元ペレットをサブマージアーク式電気炉中で溶
融還元してフェリクロムの生産が行なわれている。
通常の塊状鉱石と同様に溶解炉で製錬されている。これ
ら溶解炉として電気炉、転炉あるい′□はその他の溶解
炉が使用されている。さらにまた前記塊成化された鉱石
を予備還元した後に上記各種の溶解炉で溶融還元して、
電力消費ならびにエネルギーコストの低減が計られる場
合もある。しかしながら電気炉以外の転炉・その他の溶
融炉を−”用いて難溶性、難還元性の鉱石、例えばクロ
ム鉱の予備還元鉱を溶融還元することは操業が非常に困
難であるという欠点があり、一方塊成化鉱を予備還元し
た後電気炉で溶融還元する方法は製造方法としては最も
安定した操業方法であり、従来例″□えばクロム粉状鉱
をペレットとなし、ロータリー１キルン中で予備還元し
た予備還元ペレットをサブマージアーク式電気炉中で溶
融還元してフェリクロムの生産が行なわれている。
しかしながら、粉粒状鉱石を塊成化処理するに゛はその
処理コストが多大であり、また塊成化鉱を予備還元した
としても電気炉中において溶融還元するための電力エネ
ルギーはなお多大であり、塊成化処理コストならびに電
力消費コスト上から経済性が圧迫されるという欠点があ
った。 □°゛本発明者らは、製造コストの低減
、なかでも電力エネルギー使用を脱却することを目的と
して、粉粒状鉱石を直接使用して各種溶融金属を製造す
る方法として予備還元炉と炭素系固体還元剤充填層が形
成された溶融還元炉とを使用する溶融還元゛方法を発明
し、特願昭！Ａ−６３コデク号により先に特許出願した
。前記方法は予備還元炉と溶融還元、；：ｌ、ｌｉ’ｌ
ｌ’、。
処理コストが多大であり、また塊成化鉱を予備還元した
としても電気炉中において溶融還元するための電力エネ
ルギーはなお多大であり、塊成化処理コストならびに電
力消費コスト上から経済性が圧迫されるという欠点があ
った。 □°゛本発明者らは、製造コストの低減
、なかでも電力エネルギー使用を脱却することを目的と
して、粉粒状鉱石を直接使用して各種溶融金属を製造す
る方法として予備還元炉と炭素系固体還元剤充填層が形
成された溶融還元炉とを使用する溶融還元゛方法を発明
し、特願昭！Ａ−６３コデク号により先に特許出願した
。前記方法は予備還元炉と溶融還元、；：ｌ、ｌｉ’ｌ
ｌ’、。
炉を用いて、前記溶融還元炉からの排ガスを前記予備還
元炉に吹込んで粉粒状鉱を予備還元した後、予備還元鉱
を溶融還元炉の下部に上下一段にそれパぞれ設けられた
複数の羽口のうち少なくとも上段゛の羽口から供給して
、溶融還元炉に形成された充填層の固体還元剤と羽目か
ら吹込まれる熱風およびまたは酸素富化空気によって溶
融還元して炉床に蓄溜された溶融金属をスラグと共に適
時排出す゛るという方法である。
元炉に吹込んで粉粒状鉱を予備還元した後、予備還元鉱
を溶融還元炉の下部に上下一段にそれパぞれ設けられた
複数の羽口のうち少なくとも上段゛の羽口から供給して
、溶融還元炉に形成された充填層の固体還元剤と羽目か
ら吹込まれる熱風およびまたは酸素富化空気によって溶
融還元して炉床に蓄溜された溶融金属をスラグと共に適
時排出す゛るという方法である。
ところで、前記方法を実施する試験炉での実験によれば
、上段羽目から予備還元鉱石と７ラツクスを吠込んだ場
合予備還元鉱石嚇フランクスと共に羽口の先端近傍に形
成される高温域において溶゛。
、上段羽目から予備還元鉱石と７ラツクスを吠込んだ場
合予備還元鉱石嚇フランクスと共に羽口の先端近傍に形
成される高温域において溶゛。
融し、固体還元剤によって形成されている充填層を滴下
する際に溶融還元が促進され、金属とスラグの分離が進
行しながら溶融した金属とスラグが炉床に蓄溜される。
する際に溶融還元が促進され、金属とスラグの分離が進
行しながら溶融した金属とスラグが炉床に蓄溜される。
この際例えばクロム鉱を製錬する場合には溶融金属の成
分組成中５１１ｆグ〜９％゛；Ｓはθ。ｌ〜θ、！傅、
Ｐはθ、／〜Ｏ０り％？０は３〜７％、残部は実質的に
主成分たる金属元素Ｏｒｅ□ １１．１ Ｆｅであり、溶融金属中の８１もしくはその他の元素の
含有量を所定量に調整するためには、溶融還元炉から排
出した後、別の炉で再精錬する必要が゛ある。さらにま
た種々の要因により操業が不安定ｌとなって熱供給不足
あるいは炉床に至るまでの間の製錬反応が不十分な条件
の下では、排出溶融スラグ中に、例えばクロム鉱を製錬
する場合には、Ｏｒ ｔ Ｆｅが未還元酸化物状態で増
加し、また溶融−・金属、溶融スラグの流動性が低下し
て、これら溶融物を排出させることが困難となることが
ある。
分組成中５１１ｆグ〜９％゛；Ｓはθ。ｌ〜θ、！傅、
Ｐはθ、／〜Ｏ０り％？０は３〜７％、残部は実質的に
主成分たる金属元素Ｏｒｅ□ １１．１ Ｆｅであり、溶融金属中の８１もしくはその他の元素の
含有量を所定量に調整するためには、溶融還元炉から排
出した後、別の炉で再精錬する必要が゛ある。さらにま
た種々の要因により操業が不安定ｌとなって熱供給不足
あるいは炉床に至るまでの間の製錬反応が不十分な条件
の下では、排出溶融スラグ中に、例えばクロム鉱を製錬
する場合には、Ｏｒ ｔ Ｆｅが未還元酸化物状態で増
加し、また溶融−・金属、溶融スラグの流動性が低下し
て、これら溶融物を排出させることが困難となることが
ある。
このように一旦製錬不足あるいは熱不足の状態で溶融物
が炉床に至った場合には、例えば送風温度を上昇させる
など採り得る対策には限界があり、１・・十分な効果を
得ることはできなかった。
が炉床に至った場合には、例えば送風温度を上昇させる
など採り得る対策には限界があり、１・・十分な効果を
得ることはできなかった。
本発明は、本発明者らが先に出願した前記発明の有する
欠点を除去を改良することのできる金属酸化物の溶融還
元法を提供することを目的とするものであり、特許請求
の範囲記載の方法を提供す゛ることによって前記目的を
達成することができる。
欠点を除去を改良することのできる金属酸化物の溶融還
元法を提供することを目的とするものであり、特許請求
の範囲記載の方法を提供す゛ることによって前記目的を
達成することができる。
すなわち本発明は炭素系固体還元剤により形成される充
填層を有する竪型溶融還元炉より排出される高温排ガス
を予備還元炉に導入し、一方粉粒状磁石を前記予備還元
炉に装入して流動予備還元し′″て得られる予備還元鉱
石を前記溶融還元炉の羽口１から吹込むことによる粉粒
状金属酸化鉱石の溶融還元方法において、複数の吹込み
装置が炉床部に設けられた溶融還元炉の炉床湯溜部に蓄
溜されている溶融金属浴または溶融スラグ浴の何れか少
な″くとも１つの洛中に前記吹込み装置を経て固体。
填層を有する竪型溶融還元炉より排出される高温排ガス
を予備還元炉に導入し、一方粉粒状磁石を前記予備還元
炉に装入して流動予備還元し′″て得られる予備還元鉱
石を前記溶融還元炉の羽口１から吹込むことによる粉粒
状金属酸化鉱石の溶融還元方法において、複数の吹込み
装置が炉床部に設けられた溶融還元炉の炉床湯溜部に蓄
溜されている溶融金属浴または溶融スラグ浴の何れか少
な″くとも１つの洛中に前記吹込み装置を経て固体。
気体、液体の何れか少なくとも１つの状態の各種精錬剤
あるいは昇温剤を直接吹込んで炉床において各種精錬反
応およびまたは昇温反応を促進させながら溶融金属なら
びに溶融スラグの成分組成のＩＬ１調整と温度制御を行
なった後に溶融還元炉から排出させることを特徴とする
金属酸化鉱石の溶融還元方法に関するものである。
あるいは昇温剤を直接吹込んで炉床において各種精錬反
応およびまたは昇温反応を促進させながら溶融金属なら
びに溶融スラグの成分組成のＩＬ１調整と温度制御を行
なった後に溶融還元炉から排出させることを特徴とする
金属酸化鉱石の溶融還元方法に関するものである。
次に本発明を１つの実施態様例について図面を参照して
説明する。
説明する。
溶融還元炉／は竪型の炉であって、炉内には炭素系固体
還元剤からなる充填層が形成されており、前記還元剤は
通常炉頂に設けられた還元剤供給ロコより炉内に供給さ
れる。溶融還元炉７′内で発生する高温の還元性排ガス
は排出口３より゛予備還元゛炉弘の下部に設けられた供
給口Ｓを経て予備還元・炉ダ内に供給され、開戸ダ内に
おいて粉粒状鉱石を流動還元によって予備還元する機能
を果す。なおこの際必要によりフラックスも開戸り内に
供給される。予備還元タグに設けられた予備還元鉱排出
口６から排出される予備還元鉱と７ラツクスは輸送され
て溶融還元炉ｌに上下２段にそれぞれ設けられた複数の
羽ロクから開戸／内に高温空気およびまたは酸素富化空
気と共に吹込まれる。このように羽ロアから吹込まれた
鉱石とフラックスは１″炉内の羽口先端近傍の高温部で
溶融し、さらに滴下しながら溶融還元されて炉床に蓄溜
する際に溶融スラグと溶融金属のコ相に分離する。羽目
レベルより下方の炉床には炉床に蓄溜される溶融物にそ
の先端が浸漬するよう複数本の炉床吹込み管ｇ′□が炉
殻を斜口に貫通して設けられており、前記吹込み管「を
経て固体、気体、液体のうちから選ばれる何れか少なく
とも／っの状態の各種精錬剤。
還元剤からなる充填層が形成されており、前記還元剤は
通常炉頂に設けられた還元剤供給ロコより炉内に供給さ
れる。溶融還元炉７′内で発生する高温の還元性排ガス
は排出口３より゛予備還元゛炉弘の下部に設けられた供
給口Ｓを経て予備還元・炉ダ内に供給され、開戸ダ内に
おいて粉粒状鉱石を流動還元によって予備還元する機能
を果す。なおこの際必要によりフラックスも開戸り内に
供給される。予備還元タグに設けられた予備還元鉱排出
口６から排出される予備還元鉱と７ラツクスは輸送され
て溶融還元炉ｌに上下２段にそれぞれ設けられた複数の
羽ロクから開戸／内に高温空気およびまたは酸素富化空
気と共に吹込まれる。このように羽ロアから吹込まれた
鉱石とフラックスは１″炉内の羽口先端近傍の高温部で
溶融し、さらに滴下しながら溶融還元されて炉床に蓄溜
する際に溶融スラグと溶融金属のコ相に分離する。羽目
レベルより下方の炉床には炉床に蓄溜される溶融物にそ
の先端が浸漬するよう複数本の炉床吹込み管ｇ′□が炉
殻を斜口に貫通して設けられており、前記吹込み管「を
経て固体、気体、液体のうちから選ばれる何れか少なく
とも／っの状態の各種精錬剤。
昇温剤が溶融した金属浴９およびまたはスラグ浴／θ中
に吹込まれる。その際吹込み管先端の位置を′１（７） 適宜移動させることができる。このようにして成】分調
整された溶融金属およびスラグはタップホール／ｌから
注出される。
に吹込まれる。その際吹込み管先端の位置を′１（７） 適宜移動させることができる。このようにして成】分調
整された溶融金属およびスラグはタップホール／ｌから
注出される。
次に気体、固体精錬剤による精錬反応の数例について、
反応式（１）〜（４）を示す。
反応式（１）〜（４）を示す。
（Ｓｉ ’） ＋０２ ＝ ５ｉ０２ ・・
・・（１）（Ｓ ） 十〇ａ０２＝ （Ｏａｋ） ＋
、２０ −・・−（２）（０ｒ２Ｃ１３） ＋ ３０
＝ 、２ ’（（３ｒ ） ＋ ３ＧＯ” （３）（Ｆ
θＯ）十〇＝（Ｆθ〕＋ＣＯ・・・・（４）ところで、
゛液体精錬剤としては種々の金属元素゛の合金系の溶融
金属があり、これら・液体を前記炉床吹込み管ｇを経て
注入することによっても炉床に蓄溜されている溶融金属
の成分を調整することができる。なお昇温剤としてはア
ルミニウム系などのテルミツト剤を用いることができる
。上記種・々の精錬剤を昇温剤を単独でもしくは組゛合
せて使用した実験結果によれば、炉床における精錬反応
および昇温反応により、溶融した金属およびまたはスラ
グの成分組成ならびに流動性を容易に制御することがで
きることが判った。
・・（１）（Ｓ ） 十〇ａ０２＝ （Ｏａｋ） ＋
、２０ −・・−（２）（０ｒ２Ｃ１３） ＋ ３０
＝ 、２ ’（（３ｒ ） ＋ ３ＧＯ” （３）（Ｆ
θＯ）十〇＝（Ｆθ〕＋ＣＯ・・・・（４）ところで、
゛液体精錬剤としては種々の金属元素゛の合金系の溶融
金属があり、これら・液体を前記炉床吹込み管ｇを経て
注入することによっても炉床に蓄溜されている溶融金属
の成分を調整することができる。なお昇温剤としてはア
ルミニウム系などのテルミツト剤を用いることができる
。上記種・々の精錬剤を昇温剤を単独でもしくは組゛合
せて使用した実験結果によれば、炉床における精錬反応
および昇温反応により、溶融した金属およびまたはスラ
グの成分組成ならびに流動性を容易に制御することがで
きることが判った。
（ｔ ）
゛ 次に本発明を、試験炉を用いて行った実施例に゛つ
いて説明する。
いて説明する。
実施例
１）原 料：予備還元クロム鉱石、供給量 ３ＡＯｋｇ
／ｈ予備還元率 ３５％ 粒度分布 ！θ〜／θＯｍｅｓｈ （１０％）２）フラ
ックス： 供給量 ／１０１ｃ９／ｈけい石９石灰 ３）炭禦系固体還元剤の種類：コークス、供給量 乙θ
ｏ ｋｇＡ粒度分布 ７５〜３θ朋 □゛４）
竪型炉への送風量： ／２左ＯＮｒｎ３／ｈ送風温度
ｇｏθ〜９００℃ 送風羽口 上下各ダ本 計を本 （上段１本に予備還元クロム鉱石とフラックスを供給） ５）溶融金属生産量： 、Ｈ’、ｔｋｇ／ｈ６）溶融ス
ラグ排出量１３ｔｉｏｐｃｇ７ｈ７）実験結果 以上実施例より判るように、本発明によれば、□精錬剤
あるいは昇温剤を炉床内に蓄溜された溶融物中に吹込む
ことにより、炉床部において溶融金属および溶融スラグ
の成分調整を行むうことかでき、かつ溶融物の流動性も
制御することができる゛ので、溶融物の排出作業のトラ
ブルが解消した。
／ｈ予備還元率 ３５％ 粒度分布 ！θ〜／θＯｍｅｓｈ （１０％）２）フラ
ックス： 供給量 ／１０１ｃ９／ｈけい石９石灰 ３）炭禦系固体還元剤の種類：コークス、供給量 乙θ
ｏ ｋｇＡ粒度分布 ７５〜３θ朋 □゛４）
竪型炉への送風量： ／２左ＯＮｒｎ３／ｈ送風温度
ｇｏθ〜９００℃ 送風羽口 上下各ダ本 計を本 （上段１本に予備還元クロム鉱石とフラックスを供給） ５）溶融金属生産量： 、Ｈ’、ｔｋｇ／ｈ６）溶融ス
ラグ排出量１３ｔｉｏｐｃｇ７ｈ７）実験結果 以上実施例より判るように、本発明によれば、□精錬剤
あるいは昇温剤を炉床内に蓄溜された溶融物中に吹込む
ことにより、炉床部において溶融金属および溶融スラグ
の成分調整を行むうことかでき、かつ溶融物の流動性も
制御することができる゛ので、溶融物の排出作業のトラ
ブルが解消した。
本発明の効果をまとめると次のようになる。
炉床部に溜っている溶融金属あるいは溶融スラグ浴中へ
直接精錬剤−昇温剤を吠込むことによって、炉床で精鉄
反応、昇温反応を促進させるこドができるので、次の利
点がある。
直接精錬剤−昇温剤を吠込むことによって、炉床で精鉄
反応、昇温反応を促進させるこドができるので、次の利
点がある。
１）炉外での溶融金属の精鉄時間が大幅に短縮される。
２） スラグ中金属酸化物の還元率の向上によって生産
率が増加する。
率が増加する。
３）溶融物の流動性不良による出銑、出滓のトラブルが
解消できる。
解消できる。
図は本発明の実施態様の７例の系統図である。
ｌ・・・溶融還元炉、コ・・・還元剤供給口、３・・・
排ガ−（／７） ス排出口、ダ・・・予備還元炉、左・・・ガス供給口、
１６・・・予備還元鉱排出口、７・・・羽口、「・・
・炉床吹込み管、９・・・溶融金属浴、１０・・・溶融
スラグ浴、／ハ・・タップホール。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士 村 １） 政 治（１２）
排ガ−（／７） ス排出口、ダ・・・予備還元炉、左・・・ガス供給口、
１６・・・予備還元鉱排出口、７・・・羽口、「・・
・炉床吹込み管、９・・・溶融金属浴、１０・・・溶融
スラグ浴、／ハ・・タップホール。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士 村 １） 政 治（１２）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素系固体還元剤により形成される充填層゛を有す
る竪型溶融還元炉より排出される高温排ガスを予備還元
炉に導入し、一方粉粒状鉱石を前記予備還元炉に装入し
て流動予備還元して得られる予備還元鉱石を前記溶融還
元炉の羽目から吹込むことによる粉粒状金属酸イビ°゛
鉱石の溶融還元方法において、複数の吹込み装置が炉床
部に設けられた溶融還元炉の炉床湯溜部に蒸溜されてい
る溶融金属浴または溶融スラグ浴の何れか少なくとも１
つの洛中に前記飲込み装置を経て固体、気体、液体の何
“□れか少なくとも１つの状態の各種精錬剤あるいは昇
温剤を直接吹込んで炉床において各種精錬反応およびま
たは昇温反応を促進させながら溶融金属ならびに溶融ス
ラグの成分組成の調整と温度制御を行なった後に溶融還
元炉″”（１） から排出させることを特徴とする金属酸化鉱１石の溶融
還元方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078120A JPS58197208A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 金属酸化鉱石の溶融還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078120A JPS58197208A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 金属酸化鉱石の溶融還元方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197208A true JPS58197208A (ja) | 1983-11-16 |
| JPH0313291B2 JPH0313291B2 (ja) | 1991-02-22 |
Family
ID=13653020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57078120A Granted JPS58197208A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 金属酸化鉱石の溶融還元方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197208A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60218407A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Nippon Tekko Renmei | 溶融還元システムの操業方法 |
| DE3540037A1 (de) * | 1984-07-10 | 1987-01-08 | Kuettner Gmbh & Co Kg Dr | Verfahren und einrichtung fuer die zugabe von kalk in den schachtofen |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP57078120A patent/JPS58197208A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60218407A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Nippon Tekko Renmei | 溶融還元システムの操業方法 |
| DE3540037A1 (de) * | 1984-07-10 | 1987-01-08 | Kuettner Gmbh & Co Kg Dr | Verfahren und einrichtung fuer die zugabe von kalk in den schachtofen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313291B2 (ja) | 1991-02-22 |
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