JPS6044368B2 - 直接製鋼法 - Google Patents

直接製鋼法

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JPS6044368B2
JPS6044368B2 JP10239583A JP10239583A JPS6044368B2 JP S6044368 B2 JPS6044368 B2 JP S6044368B2 JP 10239583 A JP10239583 A JP 10239583A JP 10239583 A JP10239583 A JP 10239583A JP S6044368 B2 JPS6044368 B2 JP S6044368B2
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強 上山
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉状の鉄鉱石より直接に鋼を得る製鋼法に関
するものてある。
従来の製鋼法の主流は高炉内で鉄鉱石とコークスを高
温還元反応させて銑鉄を製造し、溶銑のまま転炉、平炉
に送り純酸素又は鉄鉱石等酸化剤を加え、平炉において
は燃料を使用し溶銑中に過剰に含有する炭素、珪素、硫
黄、燐を除去し製鋼される。
しかし、高炉による製鋼法は原価の高い良質のコーク
スを大量に必要とするばかりでなく高温操業により有害
元素を過剰に還元し、これを除去するため純酸素、燃料
等多大のエネルギーを使用する不合理がある。
又製鋼に要する巨大設備と高温操業の運営には高度の技
術水準を必要とし、操業上の熱損失は膨大である。 更
に粉状の鉄鉱石は自然に産するもの、製鉄所において整
粒の際細粉として残留するもの、貧鉱石を粉砕して選別
したもの等あるが、高炉においては焼結鉱又はペレット
として使用されているのが現状である。
本発明は従来の製鋼上の不合理を解消し、鋼質の改善
と経済上の要求に応するために提案されたもので、即ち
高炉では使用できない粒度4−以下の粉状鉄鉱石と鉄鉱
石重量の15〜22%の微粉炭と脱硫・脱燐及び鉱滓造
成の目的をもつ粉状石灰ほゞ10%とを配合して乾溜炉
に装入し、炉内を徐々に扁平状に降下させながらロータ
リーキルンより乾溜炉内に導入通過させる廃ガスの余熱
及び再燃焼ガスを利用し450〜500℃に加熱し揮発
成分を除去すると共に、微粉炭の持つ粘性と羽根車の回
転作用を以て粉鉱石を不定形の粒体としてロータリーキ
ルン内に押出し、ロータリーキルン内の加熱と還元作用
を経て1250〜13卯℃に温度を高め半融解状の還元
鉄と鉱滓の混合物を造成し溶解炉に順次流下させ溶解炉
において更に高温の火焔により溶解溶鋼と鉱滓を分離し
鉱滓を排出して後溶鋼の成分、温度を調整して出鋼する
ようにすることによつて、高炉法、LD炉法(純酸素上
吹転炉法)に比べ燃料費が少なく、設備が小さくて済み
、しかも熱効率が高く製造設備面の低廉化と安価に良質
の鋼を得ることができるものである。
つぎに、この発明の方法を図面に示す装置について説明
する。第1図はこの発明の方法を実施する装置の全体図
を示すもので、粉状鉄鉱石と微粉炭と粉状石灰を配合し
た原料を装入する乾溜炉Aとこれに連設したロータリー
キルンBとを溶解炉Cとより構成されている。
先ず粒度4薗以下の粉状鉄鉱石と鉄鉱石重量の15〜n
%の微粉炭と脱硫、脱燐及び鉱滓造成の目的をもつ粉状
石灰のほS゛10%とを配合し混和した原料aを第3図
、第4図に詳細を示す乾溜炉Aの本体1の上部に設けた
じようご形の原料装入部2に装入し、該原料を乾溜炉A
内の原料装入部2と炉底3との間に多数の支持棒4で所
定間隔に固定された隔壁板5を以て各上部が山形をなし
、下部がロータリーキルンBより来る廃ガスの入口6と
夫々連結する様に構成した多数列の扁平な加熱用ガス通
路7と7の間の夫々の扁平な各原料通路8を通して降下
せしめる。
この際、ロータリーキルンBにおいて還元作用を終えた
廃ガス中に乾溜炉Aの下部一側に設けた空気吹込口9よ
り空気を送入して再燃焼させ、その廃ガスを乾溜炉Aの
下側方に設けた廃ガス入口6から乾溜炉A内の各加熱用
ガス通路7,7・・・・を上昇し上部の排出口11より
炉外に排出して乾溜炉A内を加熱することにより、原料
aは扁平状の原料通路8,8・・・・・・を降下中の炉
の加温による微粉炭の粘性密着作用によつて粒化すると
共に450〜500℃に加熱し、原料中の揮発成分は乾
溜炉Aの上部一側に設けた排出口12より炉外に出て揮
発分を失い、かつ、加熱された原料は原料通路8,8・
・・・・の下端部において設置した羽根車13のベベル
ギヤー伝動装置14による回転動作により、不定形に分
断粒化されて炉底3に粒体bとなつて順次落下し、炉底
3に装置した押出スクリュー15のベベルギヤー伝動装
置16によう回転作用により粒体押出口17を経てロー
タリーキルンB内に押出される。
図中28は加熱ガス通路7,7・・・・・・の底部に堆
積する粉じんの取出口である。このロータリーキルンB
は第2図にその詳細を示す如く炉体外側は鋼板19で内
側は耐火煉瓦20で構成し、キルン外周側には回転駆動
するための歯車21と、回転自在に支持させる回転帯2
2,22を設け、キルンBの一端は前記乾溜炉Aの廃ガ
ス入口6、粒体押出口17らを囲う接続部10に近接し
て高く、また他端は溶解炉Cの一側上部に設けたロータ
リーキルンBの加熱装置部23と下部の受部24上に近
接して低く傾斜状に設ける。また、溶解炉Cは第5図に
示す様に耐火煉瓦構造の炉頂25とマグネシアで内張り
した炉床26からなり、前記一側上部の加熱装置部23
には口・一タリーキルンBへの予備空気通路27と微粉
炭及び水蒸気を混合噴射する燃料噴射口28を設け、他
側には溶解炉Cの加熱用熱風通路29と溶解炉加熱燃焼
口30を設けたもので、31は炉内監視兼還元鉄操作口
、32は出鋼口、33は鉱滓排出口、34は合金鋼を製
造する場合の酸素吹錬用窓口兼合金鉄などの固形物投入
口である。
斯くして前記の粒体押出口17よりロータリーキルンB
内に移入された粒状の原料は加熱装置部23の予熱空気
通路27及び燃料噴射口28からの熱空”気及び微粉炭
、水蒸気等の混合燃焼による還元性火焔によりロータリ
ーキレンB内の加熱と還元作用を経て1250〜130
0℃に温度を高め、半融解状の還元鉄と鉱滓の混合物を
造成しロータリーキルンBの傾斜回転に伴い順次溶解炉
Cに流入する。溶解炉Cに落人した半融解状の還元鉄と
鉱滓の混合物は、加熱用熱風通路29から送り込む熱空
気と溶解炉加熱燃焼口30から噴射する燃料とによる高
温の燃焼火焔により溶解炉Cの還元鉄は再加熱され溶解
して鉱滓と分離し、鉱滓を鉱滓排出口33より排出して
後、溶鋼の成分、温度を調整し溶鋼量が一定の量に達し
た時点に於て出鋼口32を開いて出鋼するものである。
尚前記の溶解の終りに酸素吹錬用窓口兼固形物投入口3
4より酸素を直接吹込み溶解の促進と精錬処理を図り、
又合金鋼を精製する場合は前記投入口34からSi,C
r等を含む合金鉄等の固形物を溶鋼中に投入し精錬する
ものである。又、前記のロータリーキルンB内での火焔
の反応は1000℃以上の予熱空気中に微粉炭又は液状
燃料と水蒸気を混合噴射する時は大部分はCO2となる
が一部はClii+H2O=明+CO,C+H2O=?
十COとなり還元性ガスを生成し、CO2は鉱石に付着
したCと反応してC+CO2=2C0となり、反復して
還元作用を繰返すと考えられる。
鉄鉱石の還元はFe2O3−Fe3O4−FeOの段階
的還元を経てFeO+CO=Fe+CO2,FeO+2
H:Fe+H2Oに還元する。
ロータリーキルンB内の鉱石の還元温度700〜100
0′Cでは鉱石中、燃料中のS及びPは石灰と結合して
鉱滓に入りSの一部は気化し廃ガス中に入り溶鋼への解
け込みは少いと考えられる。110Cf′C以上の温度
では残留炭素は急速に還元鉄に入り炭素鋼、鉄となり融
点は降下する。
Siは低温還元では鉄中に入ることはないが溶鋼中にS
iの必要な時は金属Siとして添加する必要が生ずるの
で、溶解炉中での固形物投入によつて行う。ロータリー
キルンBによる前記の低温還元の工程は過剰の有害元素
を溶鋼中に残留しない特点を有する反面精錬時における
温度調整は溶解炉、電気アーク炉等他部からのエネルギ
ー補給を必要とする。
溶鋼精錬の最終段階は脱ガス工程であるが、Ti,Al
等の金属による脱酸、真空脱ガス法、溶鋼の鎮静、磁力
による炉内攪拌、アルゴンガスによる炉内攪拌等実施さ
れており、これらは電気アーク炉に於て有利であること
から、高級精錬においては、溶解炉Cより出鋼した溶鋼
を更に第6図、第7図に示す様な電気炉Dに溶鋼注入口
36より注入し、電極35,35のアーク加熱による温
度調整、精錬を行い、鉱滓は鉱滓排出口38より排出し
、これら温度調整、精錬工程に時間的余裕があるため、
電気炉において炉内溶鋼と同質の冷材を投入し急速に冷
却して脱ガス処理を行い、再溶解の上出鋼口37より出
鋼するなど各種の操作が行い得られ、合金鋼、脱ガス工
程が選択的に行い得られて高精錬の鋼が得られる。
以上説明したように、この発明の方法によれば高炉で使
用できない粒度4Wg!E以下の粉状又は微粉状の鉄鉱
石より低温還元溶解の工程を経て直接溶鋼を製造するこ
とができると共に、高炉の如き巨大設備と高エネルギー
を必要とせず低温還元溶解における還元ガスを安価な微
粉炭を使用量少なく安価に得ることができ、しかもロー
タリーキルンの廃ガスの余熱を利用して粉鉱石の乾溜及
び造粒化ができるので、高炉、山法に比べ精錬工程全体
の燃料費が少なく、且つ熱効率が高く、また溶解炉にお
いて溶鋼の成分、温度を調整することにより、安価に良
質の溶鋼、合金鋼を得ることができると共に、設備の小
型化と操業を簡易化できる等の特徴を有するものである
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する炉体組合せ装置全体を
示す説明図で一部を切断する、第2図は第1図の装置に
おけるロータリーキルンの拡大縦・断面図で乾溜炉の関
連を示す、第3図は第1図の装置における乾溜炉の拡大
縦断面図、第4図は第3図の中央縦断面拡大図、第5図
は溶解炉の拡大縦断面図、第6図、第7図は本方法によ
る製造溶鋼の高精度精錬用として用いる電気炉の拡大断
面,図である。 A・・・・・・乾溜炉、6・・・・・・廃ガス入口、7
・・・・・・加熱用ガス通路、8・・・・・・原料通路
、13・・・・・羽根車、15・・・・・・押出スクリ
ュー、17・・・・・・粒体押出口、B・・・・・・ロ
ータリーキルン、23・・・・・加熱装置、C)・・・
・・・溶解炉、29・・・・・・加熱用熱風通路、30
・・・・・溶解炉加熱燃焼口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 粒度4mm以下の粉状鉄鉱石と鉄鉱石重量比15〜
    22%の微粉炭と脱硫、脱滓造成の目的をもつ粉状石灰
    ほゞ10%とを配合して乾溜炉に装入し、炉内を徐々に
    降下させながら乾溜炉の下部一側に接続して設けたロー
    タリーキルンより来る廃ガスの余熱及び再燃焼ガスを利
    用し450〜500℃に加熱し揮発成分を除去すると共
    に、微粉炭の持つ粘性と回転する羽根車を以て粉鉱石を
    不定形の粒体としロータリーキルン内に押出し、該キル
    ン内の加熱装置による加熱と還元作用を経て125〜〜
    1300℃に温度を高め半融解状の還元鉄と鉱滓の混合
    物を造成し、これをキルンの一端より溶解炉に流下し、
    溶解炉内において更に燃焼装置による高温の火焔により
    溶解溶鋼と鉱滓を分離し鉱滓を排出して後溶鋼の成分、
    温度を調整し出鋼することを特徴とする直接製鋼法。
JP10239583A 1983-06-07 1983-06-07 直接製鋼法 Expired JPS6044368B2 (ja)

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JPS59226110A JPS59226110A (ja) 1984-12-19
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GB2303690B (en) * 1995-07-21 1999-05-26 Queenborough Rolling Mill Comp An oxy:fuel melting furnace
KR101220554B1 (ko) * 2010-12-28 2013-01-10 주식회사 포스코 용선제조장치 및 이를 이용한 용선제조방법

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