JPS589353B2 - 細粒状の酸化鉄含有原料を溶融還元する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流アークの助力を受けて粗鉄浴面上において
細粒状の炭素質原料により細粒状の酸化鉄含有原料を溶
融還元する方法およびその装置に係る。

日本国特許出願第３ ０ ８ ６ ２７７ ４号および
追加特許出願第７ ４ ９ ９ １／７ ５号によれば
細粒状の酸化鉄含有原料は、陰極として作用する中空電
極と陽極として作用する粗鉄浴の間に発生する直流アー
クの附近において、細粒状の酸化鉄含有原料が好ましく
は細粒状の炭素質原料と混合されて電極の中空部を通っ
て浴面上に供給されることにより、粗鉄浴面上にて有利
に還元することができると記載されている。

還元作用は主として浴面上のアークが当る部分において
行われる。

強力なガス流を伴う一方向電極による直流アークの故に
アークはスラグを外側へ吹き散らしてスラグのない粗鉄
浴が露出される。

非常な高温状態となるため酸化鉄原料の単位面積当りの
大きなガス流により、又粗鉄浴中に溶解している炭素の
助力を実質的に受けて、前記浴面上にて急速な還元作用
が生ずる。

もし細粒状の炭素質原料がアーク附近に供給されるなら
ば、驚異的に十分な炭化作用が必要とする程度に行われ
る。

粗鉄浴上のスラグ層が過剰に厚く生成されると炭化作用
は還元作用と共にその速度を保ち得なくなる。

このことはスラグ層が厚さを増加すると粗鉄浴面からス
ラグを吹き離して浴面を現すことがより困難になること
に起因する。

アークは１個所に固定して維持されているのではなく電
極の下方の面積中において勝手に移動するために、その
ことはスラグ層の厚さが増加すると粗鉄浴面の露出部が
漸次小さくなる事実と共に、電極の中空部を通って供給
される原料が粗鉄の代りにスラグに当ることを意味して
いる。

このことは炭化作用と還元作用の両者を防害することに
なる。

本発明は直流アークの附近において細粒状の酸化鉄含有
原料を好ましくは炭素質原料と混合して還元することを
促進する方法に係る。

この方法は序説に記載した方法に比してスラグ厚さの変
動に対し感性の相当に低いものである。

又本発明による方法は還元作用中に形成されるスラグ中
のＦｅＯの含有量が少ないという利点を有する。

従って炉壁及び炉の天井の損耗を軽減する利点を有する
。

本発明による方法においては、陰極として作用する輪状
に対照をなす実質的に平行である垂直な複数個の電極と
、陽極として作用する粗鉄浴との間に形成される多数の
直流アークの助力のもとに、粗鉄浴面上において細粒状
の酸化鉄含有原料の還元が行われる。

これら複数個の電極は粗鉄浴面上において電極配置の中
心部に共通のアークの焦点が形成されるように相互に近
接して配置される。

このスラグから裸にされた焦点に細粒状の酸化鉄含有原
料が好ましくは細粒状の炭素質含有原料と混合されて供
給される。

この原料の流量はこれら原料が直に反応し未反応の原料
が蓄積しない程度に調節される。

直流を使用すること及び炉天井を通して複数個の電極を
保持しそう人する点において可能な限り複数個の電極を
近接させるように配置することにより電磁力の作用によ
り電極配置の中心部に複数個のアークが集中する。

前記中心部に実質的に動かない非常に高温な焦点が形成
され、本発明によればその焦点に細粒状の酸化鉄含有原
料と細粒状の炭素質原料が適当に混合されて電極配置の
中心部に備けられている水冷ランスを通って供給される
。

この焦点が実質的に不動である故に、比較的に厚いスラ
グ層で従って粗鉄浴面が比較的小さい場合においても、
焦点部分の大なり小なり裸の粗鉄浴面に供給原料の大部
分を流入させることができる。

このことが結果としてスラグ沖のＦｅＯ含有量を減させ
ると共に急速な炭化と還元を行うこととなる。

本発明によれば、複数個の電極の垂直方向の位置は在来
方法により個別に調節されるので電流の強さは全電極群
において可能な限り均等となる。

特に３個又はそれ以上の電極の場合は、その数がアーク
の焦点の位置を固定させることに大いに役立つ。

電極内を通る電流の強さがほとんど均等であるので電極
相互間の電位差は小である。

このことは電極間のフラツシオーバの危験を伴はないで
電極相互の間隔を非常に近接して設けることができるこ
とを意味している。

本発明によれば、多数の電極が相互に近接して配置され
電極配置の中心部に向ってアークが形成されることによ
り、特に低アーク電圧の場合に興味深い利点が生ずる。

それは複数個の電極が障壁となってアークの放射熱が炉
の壁及び天井へ極く制限された程度に照射されることで
ある。

本発明によればゼーダーベルグ型の電極を使用すること
が好ましく、その場合はその比較的高い抵抗率の故に比
較的大直径のものとなる。

かくすれば電極費が安価になると共に炉の壁及び天井へ
の遮蔽率はより大となる。

電極間の避けられない小間隙を通過してくるアークの照
射による炉の壁及び天井の損耗を減少させるために、本
発明によれば炉のトラフ （ｆｕｒｎａｃｅ ｔｒｏｕｇｈ）を少くとも１回転の
１／ｎ前後に低速で旋回させるという利点を見出してい
る。

このｎは電極数を示す。

電極の下端と浴との間隙を通って照射される壁の部分は
耐火内張り材を冷却することにより適当に保護される。

本発明による装置の好ましい実施例を添付図面について
説明する。

炉室１は排気路３を備える密封カバー２を有し、また粗
鉄浴５とスラグ６を排出する排出装置４を備えている。

粗鉄浴５は底部の接点７を経て直流電源８に接続されて
いる。

天井を通って４個の垂直電極９がそう入され炉室の垂直
の中心線の周囲に対称に設けられている。

また、炉室の垂直の中心線には原料を供給する水冷ラン
ス１０が設けられている。

電極９は個別に設けられている調節装置１１を経て直流
電源８に接続されている。

調節装置１１は電流が総ての電極に均等に分布するよう
に電極の高さを調節する。

複数個の電極と浴との間のアークは電極配置の中心部に
向って走り、その中心部を非常に高温な焦点にする。

この焦点に向って細粒状の酸化鉄含有原料と炭素質原料
との混合物をランスを通じて供給し炭素含有鉄浴内にて
急速な還元が起る。

排出装置４は鉄浴とスラグの高さを一定に保持する。

炉室内の複数個の陰極の配置を対称にするために複数個
の陰極の数は少くとも３個であることが勿論必要である
。

陰極の数について理論的には上限はないが、実際的には
その上限は経済上の理由、調節上の技術によって殆んど
決定される。

ある太さの炉においては、数個の陰極を使用することが
よりよい遮蔽効果を得る点において有利である。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明による好ましい実施例を示した縦断面
略図である。 図面中の番号とそれに対応する名称は次の通りである。 １・・・・・・炉室、２・・・・・・密封カバー、３・
・・・・・排気路、４・・・・・・排出装置、５・・・
・・・粗鉄浴、６・・・・・・スラグ、７・・・・・・
接点、８・・・・・・直流電源、９・・・・・・電極、
１０・・・・・・水冷ランス、１１・・・・・・調節装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流アークの助力を受けて粗鉄浴面上において細粒
   状の炭素質原料により細粒状の酸化鉄含有原料を溶融還
   元する方法において、陰極として作用する実質的に平行
   であり概して垂直な複数個の電極が相互に近接して輪状
   に対称に配置され、その対称の電極配置の中心部におい
   て数多いアークが陽極として作用する粗鉄浴の表面上に
   集中して焦点を形成し維持するようにし、更に細粒状の
   酸化鉄含有原料と細粒状の炭素質原料とを好ましくは相
   互に混合し量を調節してこの焦点に供給することを特徴
   とする細粒状の酸化鉄含有原料を溶融還元する方法。 ２ 耐火材料により内張りされた炉室と炉底に設けられ
   直流電源の陽極に接続された接点とを有し、直流アーク
   の助力を受けて粗鉄浴面上において細粒状の炭素質原料
   により細粒状の酸化鉄含有原料を溶融還元する装置にお
   いて、 輪状に対称に且つほぼ垂直に電極９が設けてあり、該電
   極が陰極として直流電源に接続され、溶融物が陽極とし
   て該直流電源に接続され、電極９は該電極の中心におい
   て溶融物上に共通のアークスポットが生じるように互い
   に接近して配置され、細粒状酸化鉄原料と細粒状炭素質
   原料の流れを調節するための供給装置１０が上記陰極の
   間に配置され、該流れが前記アークスポットにおいて溶
   融物に打ち当り、均等な負荷を得るように各電極への電
   流を制御する装置が設けられていることを特徴とする細
   粒状の酸化鉄含有原料を溶融還元する装置。