JPS61186412A - 溶融還元製鉄法 - Google Patents

溶融還元製鉄法

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JPS61186412A
JPS61186412A JP2699085A JP2699085A JPS61186412A JP S61186412 A JPS61186412 A JP S61186412A JP 2699085 A JP2699085 A JP 2699085A JP 2699085 A JP2699085 A JP 2699085A JP S61186412 A JPS61186412 A JP S61186412A
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隆 藤井
Masahiro Abe
阿部 正広
Hideo Nakamura
英夫 中村
Yoshihiko Kawai
河井 良彦
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NIPPON TEKKO RENMEI
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NIPPON TEKKO RENMEI
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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
    • C21B13/143Injection of partially reduced ore into a molten bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter

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  • Manufacture Of Iron (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、予備還元された鉄鉱石を石炭及び石灰とと
もに精錬炉内の溶銑中に吹き込み、上部のランス及び底
部羽口から酸素ガスを吹き込んで溶銑を得る溶融還元製
鉄法に関する。
[従来の技術] 溶融還元製鉄法は、高炉製銑法に代るものであり、高炉
製銑法においては高炉の建設費が高く、広大な敷地が必
要であるという高炉製銑法の欠点を解消すべく、近年に
至り開発されたものである。
この溶融還元製鉄法においては、精錬炉内の溶銑中に、
炉底に設けた羽口から予備還元した鉱石並びに粉末上の
石炭及び石灰を吹き込み、更に別の羽口から酸素ガスを
溶銑中に吹き込むと共に、炉頭部から炉内に挿入された
ランスを介して溶銑に酸素ガスを吹き付ける。そうする
と、石炭が溶銑中に溶解するとともに、石炭の炭素が酸
素ガスによって酸化される。そして、この酸化熱によっ
て鉱石が溶融するとともに、鉱石が石炭中の炭素によっ
て還元される。溶銑から発生するCOガスはランスから
吹き付けられる酸素ガスにより2次燃焼されてCO2ガ
スになる。このCO2ガスの顕熱は、溶銑上を覆ってい
るフォーミング状のスラグに伝達され、次いで、溶銑に
戻される。
[この発明が解決しようとする問題点]しかし、この従
来の溶融還元製鉄法においては、2次燃焼により生成し
大きな顕熱を有するCO2ガスがスラグとの間で熱交換
をせずに、吹き抜けてしまうというスロッピング現象が
起きやすい。
このスロッピングが生じると、CO2の顕熱が溶銑に十
分に伝達されず、炉内における鉄鉱石の還元反応が十分
に進行しないとともに、高温の排ガスが炉外に排出され
、炉口部のライニング耐火物の消耗が激しいという問題
点がある。還元反応を促進させるためには、羽口及びラ
ンスからの酸素ガス量を増加させる必要があり、このた
め、耐火物の損耗を助長し、更には、エネルギの損失が
極めて大きくなる。
[問題点を解決するための手段] この発明は、炉内で発生するCOガスの2次燃焼効率が
高(、スロッピングが生じない均一なフォーミングスラ
グが形成される溶融還元製鉄法を提供することを目的と
する。
この発明に係る溶融還元製鉄法は、精錬炉内の溶銑中に
その炉下部に設けた羽口から鉱石、石炭及び石灰を吹き
込み、羽口及び炉内に設置したランスから酸素ガスを溶
銑に向けて吹き込んで精錬する溶融還元製鉄法において
、酸素ガスを吐出しているランスを炉内で旋回させ溶銑
上のスラグを攪拌することを特徴とする。
[実施例] 以下、添附の区画に基いて、この発明の実施例について
説明する。第1図は、この発明の実施例に使用される精
錬炉1が示されている。この精錬−炉1は、上吹転炉と
ほぼ同様の構造を有しているが、炉底に羽口3,4が設
けられていて炉底から鉄鉱石及びガスなどを炉内に吹き
込むことができる点が上吹転炉と異なる。
この精錬炉1の炉体2は、その炉頂が開口しており、炉
底には、多数の羽口3.4が設置されている。羽口3.
4は、炉底の中心を中心とする4個の同心円上に夫々複
数個配設されている。羽口3からは、粉末状の鉄鉱石、
石炭及び石灰が、プロセスガスをキャリアガスとして炉
内に供給される。
この鉄鉱石は、還元炉において、予備還元されている。
また、プロセスガスは、工場内にて生成するガスである
が、精錬炉1にて排出されるガス及び還元炉における排
ガスなどを使用することができる。一方、羽口4からは
、酸素ガスが炉内に供給される。炉体2の上部には、操
業終了時に炉内の溶湯を排出するための出湯口5が設け
られており、下部には溶銑を出湯するための出銑口6が
設けられている。出銑口6からは1.バルブ7を開にす
ることにより、溶銑が出湯され、出湯口5からは、炉体
2を傾動することにより、溶湯が排出される。
炉内の溶銑10上には、フォーミング状のスラグ11が
存在し、このスラグ11における溶銑10の近傍の領域
には2次燃焼帯12が形成される。
炉体2の内径は、例えば、7mであり、炉内には、約5
00トンの溶銑が挿入され、溶銑1トン当り250 K
gのスラグが形成される。炉内には、周囲を耐火物で被
覆したランス8がその下部をスラグ11内に浸漬させて
挿入されている。このランス8には、酸素ガスが供給さ
れ、その下端の吐出口から酸素ガスが溶銑10に向けて
吐出される。このランス8は、約5″傾斜しており、そ
の下端の吐出口は炉半径の約半分の位置にて溶銑10か
ら適長離隔する位置に位置している。そして、このラン
スは吐出口が炉中心を中心とする円周上を移動するよう
に、旋回可能に支持されており、適宜の駆動源により旋
回駆動される。このランスの旋回速度は、ランス旋回に
よるスラグ攪拌効率及び装置上の限界を考慮すると、約
5乃至20回/分にするのが好ましい。
このように構成される装置を使用して、鉱石を溶融還元
する場合は、先ず、種湯として、溶銑を約300トン精
錬炉1内に挿入する。次いで、羽口4を介して酸素ガス
を60000乃至7000ONm3/時の流量で炉内に
供給し、溶銑10内に酸素ガスを吹き込む。そして、還
元炉にて予備還元され、粒径が0.5m以下になるよう
に破砕された鉄鉱石を、288トン/時の速度で、プロ
セスガスをキャリアガスとして羽口3を介して溶銑10
内に吹き込む。この粉状の鉄鉱石の供給と同時に、粉状
の生石灰及び石炭を夫々1時間当り23.4トン及び、
165トンの速度で、プロセスガスをキャリアガスとし
て羽口3を介して溶銑10に吹き込む。一方、ランス8
を介して酸素ガスを約4800ONm3/時の速度で溶
銑に向けて噴出させるとともに、このランス8を5乃至
20回/分の速度、通常5回/分の速度で旋回させる。
そうすると、石炭は溶銑10内に溶解し、酸素ガスによ
って酸化され、Coガスが発生する。鉄鉱石は溶解した
炭素によって還元され、溶銑10の量がしだいに増大す
るとともにCoガスが発生する。
このようにして発生したCoガスはランス8から吹き込
まれている酸素ガスによって2次燃焼され、CO2ガス
が発生する。このCO2ガスは極めて大きな顕熱を有し
ており、このCO2ガスが溶銑上のフォーミング状スラ
グを通過して上昇する間に、その顕熱が鉄粒及びスラグ
粒に伝達される。
このような鉄粒及びスラグ粒は対流していてこれらが溶
銑10に戻ることにより、CO2ガスの顕熱が溶銑10
に返還される。
ランス8は酸素ガスを吐出している間、所定の速度で旋
回している。このランス旋回によりスラグ11が攪拌さ
れ、そのよどみが解消される。これにより、CO2ガス
の吹き抜は現象の発生が阻止され、スロッピングが防止
される。一方、ランス8を旋回することにより、溶銑1
0の湯面から発生するCoガスを高効率で2次燃焼させ
ることができる。従って、精錬炉1から排出されるCo
ガスが減少し、2次燃焼により発生する大きな熱エネル
ギが炉内にCO2ガスの顕熱として滞留する°。
この顕熱は、前述の如く、CO2ガスがスラグ攪拌によ
り吹き抜けを起こすことなくスラグ11内を均一に分布
して上昇する。これにより、Co2ガスの大熱エネルギ
がスラグ11に高効率で伝達される。従って、炉内の還
元反応が十分に進行するとともに、高温のまま炉外に排
出されるガスが減少し、炉頂部のライニング耐火物の損
耗が減少する。
このようにして、鉄鉱石を精錬することにより、精錬炉
1内の溶銑10は1時間で約5oOトンに増加する。そ
うすると、酸素ガス及び鉄鉱石等の吹き込みを停止し、
バルブ7を開にして、出銑口6から溶銑を約2ooトン
出銑する。この出銑が終了した後、酸素ガス及び鉄鉱石
の吹き込みを再開し、精錬を再度開始する。このような
操作を繰返し、例えば、200時間に亘り鉄鉱石を連続
精錬する。精錬終了後、炉体2を傾動させて、出湯口5
から残存している溶銑10を排出する。なお、鉄鉱石及
び石炭は、炉底の羽口から添加する場合に限らず、その
一部を炉上部から添加してもよい。
次に、この発明方法により、1時間当り20o ゛トン
の溶銑を生産した結果について、従来方法との比較にお
いて説明する。第1表は、この発明方法(ランスを旋回
させた場合)及び従来方法(ランスを停止させた場合)
における操業条件を示す。
第1表 酸素ガス量及び排ガス量の単位はNm3 、石炭、石灰
及びペレット量の単位はに9であって、いずれも溶銑1
トン肖りの量である。このような操業により、溶銑を1
時間当り200トン生産した。溶銑温度は1500℃で
あり、排ガス温度は1000℃である。また、使用した
鉄鉱石の予備還元率は下記第2表に示すとおりであり、
各操業における2次燃焼率及び着熱効率は一第2表に示
すとおりである。
第2表 但し、予備還元率は、予備還元炉において予め鉱石を還
元した割合い(%)であり、2次燃焼率は、精錬炉内で
coガスが燃焼した割合い(%)である。この2次燃焼
率(%)は、 100 ・(CO2+820)/ (GO+CO2+H
2+H20)にて現わされる。着熱効率(%)は、ガス
の顕熱が溶銑に伝達される割合いである。
この第2表において、鉱石の予備還元率が同一の操業I
−I同士を比較すると、7−この発明方法においては、
従来方法に比して、必要な全酸素量、石炭量及び石灰量
が減少しており、更に排ガス量も減少している。これは
、この発明により、2次燃焼率が従来の15%から22
%に上昇し、更に着熱効率が10%向上したことにより
、鉄鉱石の還元反応が促進された結果によるものである
。予備還元率を72%に低下させた操業■においても、
予備還元率90%の場合と同様の結果が得られている。
また、この発明方法の操業■及び従来方法の操業工を比
較すると、必要な酸素量、石炭量及び石灰量並びに排ガ
ス量はほぼ同じであるが、この発明方法においては、予
備還元率は、90%から72%に低下し、2次燃焼率及
び着熱効率は、夫々22%及び15%に上昇している。
このように、この発明によれば、他の操業条件が同一の
場合は、予備還元率を低下させることができる。従って
、溶融還元製鉄に必要な予備還元炉の基数を減少するこ
とができ、設備を小型化することができる。
[4発明の効果] この発明によれば、ランスを旋回させてスラグを攪拌す
るから、2次燃焼率を向上させて大きな熱エネルギを有
するC○2ガスを多量に発生させることができるととも
に、ガスの吹き抜けを防止してGO2ガスの顕熱をスラ
グに高効率で伝達し、更に溶銑に戻すことができ、着熱
効率が高い。従って、溶融還元における必要な熱エネル
ギを低下させることができるとともに、予備還元率を低
下させることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の実施に使用する装置の断面図である
。 1 ;精錬炉、2;炉体、3.4;羽口、6;出銑口、
8;ランス、10:溶銑、11;スラグ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 精錬炉内の溶銑中にその炉下部に設けた羽口から鉱石、
    石炭及び石灰を吹き込み、羽口及び炉内に設置したラン
    スから酸素ガスを溶銑に向けて吹き込んで精錬する溶融
    還元製鉄法において、酸素ガスを吐出しているランスを
    炉内で旋回させて溶銑上のスラグを攪拌することを特徴
    とする溶融還元製鉄法。
JP2699085A 1985-02-14 1985-02-14 溶融還元製鉄法 Granted JPS61186412A (ja)

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JP2699085A JPS61186412A (ja) 1985-02-14 1985-02-14 溶融還元製鉄法

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JP2699085A JPS61186412A (ja) 1985-02-14 1985-02-14 溶融還元製鉄法

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JPS61186412A true JPS61186412A (ja) 1986-08-20
JPS645081B2 JPS645081B2 (ja) 1989-01-27

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ID=12208593

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JP2699085A Granted JPS61186412A (ja) 1985-02-14 1985-02-14 溶融還元製鉄法

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JP (1) JPS61186412A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035599A (en) * 1988-08-31 1991-07-30 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Combined injection-molding and pressing machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035599A (en) * 1988-08-31 1991-07-30 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Combined injection-molding and pressing machine

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JPS645081B2 (ja) 1989-01-27

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