JPS61276910A - 還元鉄の製造方法 - Google Patents

還元鉄の製造方法

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JPS61276910A
JPS61276910A JP11839685A JP11839685A JPS61276910A JP S61276910 A JPS61276910 A JP S61276910A JP 11839685 A JP11839685 A JP 11839685A JP 11839685 A JP11839685 A JP 11839685A JP S61276910 A JPS61276910 A JP S61276910A
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JP
Japan
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furnace
gas
reduction
sintered ore
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP11839685A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Kamei
亀井 康夫
Tomio Miyazaki
宮崎 富夫
Hideyuki Yamaoka
山岡 秀行
Makoto Fukagawa
深川 信
Masahisa Tachibana
立花 雅久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61276910A publication Critical patent/JPS61276910A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • 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] 本発明は、還元鉄の製造方法に関する。
[従来の技術] ガス化炉で石炭系燃料、たとえば微粉炭を酸素を主成分
とするガスにより燃焼ガス化して、COと1(2を主成
分とする高温ガスを製造し、そのガスを還元炉に吹込み
、還元鉄を製造する方法は、公知であり、たとえば特公
昭59−18443号にても知られている。
この場合、装入原料として焼結鉱を使用する場合、操業
条件によては、焼結鉱の還元粉化が問題となる。すなわ
ち、焼結鉱をCOが主成分の還元ガスにより還元する場
合、約400〜600℃の温度帯における還元過程で著
しく粉化することが一般的に知られており、還元粉化と
称せられている。この還元粉化が生じると、炉内通気性
の悪化、荷下り不順を招き、円滑な操業を行うことがで
きないばかりか、成品粉率が増加することから、成品歩
留りも悪化する。
この問題を回避する方法の一つに、Wiberg−3o
derfors法がある(以下先行法という。[鉄鋼便
覧II 、製銑・製鋼」第3版、344頁〜346頁、
および5tahl u、 Eisen  72 (19
52)Nr、9.459頁〜466頁参照)。同法は、
還元炉上部に空気を吹込み、還元ガスの一部を燃焼して
得られた高温ガスにより装入物を予熱するものである。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、先行法では、還元炉上部の装入物充填層
中に空気を直接的に吹込むため、次記のような問題点が
ある。
(1)空気吹込み口近傍の温度が、還元ガスの燃焼によ
り局部的に高温となるので、装入物同士が固着して塊状
物を形成し易く、棚吊り、荷下り不順を招き易い。
(2)同時に空気吹込み口近傍の高温部で炉内ダストが
一部溶融し、炉内付着物を生成し易く、(1)と同様の
棚吊り、荷下り不順の原因となる。
(3)上昇気流を伴う装入物充填層中に空気を吹込むの
で、炉中心部まで空気の吹込み効果が及び難く、炉内温
度分布が不均一になりがちで熱交換効率が低くなる。ま
た、中心部の低温領域では、還元粉化を生じやすい。
したがって、本発明は、棚吊りを防止でき、かつ安定し
た荷下りを達成できるとともに、高い熱交換効率をもっ
て均一な予熱を行うことができ、さらに確実に還元粉化
を防■トできる還元鉄の製造方法を提供することにある
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するための本発明の要旨は、ガス化炉
において石炭系燃料を酸素を主成分とするガスにより燃
焼ガス化してCOとH2を主成分とする高温ガスを製造
し、この高温ガスを還元炉に吹込み還元鉄を製造する還
元鉄製造方法において;還元炉上方に鉄鋼石の予熱室を
設けるとともに、還元炉内の装入物充填層と予熱室との
間にそれらと実質的に隔離した燃焼室を構成し、この燃
焼室に酸素を含む燃焼ガスを吹込み、還元ガスの一部を
燃焼して得られた高温のガスを予熱室へ導き、その予熱
室において装入鉄鋼石を予熱することを特徴とするもの
である。
[作用] 本発明では、還元炉上方に予熱室を設けるとともに、こ
の予熱室と還元炉内の装入物充填層との間にそれらと実
質的に離隔した燃焼室を構成し、この燃焼室で還元ガス
の一部を燃焼して高温のガスを得て、これを予熱室に導
いて装入鉄鉱石を予熱している。
燃焼室では、還元ガス中のCo、H2等が燃焼によって
大部分がC02、H20に転化するため、燃焼済ガスが
予熱室に導かれるとしても、予熱室内において還元粉化
を生じることがない。しかも、燃焼済ガスの予熱室への
導入によって、装入鉄鉱石は約700℃以」二に予熱さ
れた後、還元炉内へ降下還元されるが、予め予熱室にお
いて充分予熱されているため、還元粉化は生じず、炉内
通気性および荷下りは良好な状態に保たれる。
他方で、燃焼ガスは、先行法のように、充填層中に直接
吹込まれるのではなく、充填層および予熱室と実質的に
隔離した燃焼室内に吹込まれる。
したがって、装入鉄鉱石は局部的に加熱されることがな
く、その結果、装入物粒子同士の固着による塊状物の形
成、ならびに炉内ダストの溶融による炉内付着物の生成
が防止され、この面からも良好な通気性および荷下りが
達成される。
[発明の具体例] 以下本発明を具体例をもってさらに詳説する。
まず、第1図例について説明すると、1はガス化炉で、
その羽口2から酸素3、水蒸気4および石炭系燃料とし
ての微粉炭5が吹込まれ、炉1上部からコークス6が装
入されると共に還元炉12から切出し装置8により切出
される半還元鉄9が溶解される。炉内には、上部から順
に、未溶解の半還元鉄充填層、コークス充填層、溶滓層
および溶銑湯溜りが形成され、溶滓および溶銑は炉1下
部の出滓口および出銑口(図示せず)より取り出される
一方で、微粉炭5は、コークス充填層においてCOおよ
びH2を主成分とする高温ガスとなり、コークス充填層
の空隙を上昇し、半還元鉄等を溶解させた後、ガス取出
口10より高温還元ガス11として回収される。
この高温の還元ガス11は、還元炉12の下部の羽口1
3から吹込まれ、その内部の装入物充填層14の空隙を
上昇しながら、その過程で充填層14を構成する鉄鉱石
を還元し、排出口15からガス分析計16Aおよび圧力
調節弁16Bを通り、炉頂ガス17として排出される。
一方、鉄鉱石18は装入ホッパー19から装入シュート
20を介して予熱室21へ装入される。
この予熱室21は、還元炉12の上部にこれと装入シュ
ート22を介して連通した状態で設けられている。また
、装入シュート22の下端より下方で充填層1jl一方
には、装入シュート22かも落下する鉄鉱石を取囲むよ
うにして環状の仕切板23が設けられ、この仕切板23
と還元炉12の上部壁との空間が燃焼室24となってい
る。
他方で、この燃焼室24には、酸素を含む燃焼ガス25
が、流量計26および波量調節弁27を通って、ガス吹
込み口28から吹込まれるようになっている。燃焼室2
4では、炉12下部より」−昇してくる還元ガス温度が
十分に高ければ、燃焼ガス25は自然着火するのが通常
であるが、還元ガス温度が低い場合もあるので、予備的
に燃焼室24に臨んで点火バーナ等の点火装置29が配
設されている。
また、予熱室21の」二部には、予熱排ガス30の排出
口31が設けられ、その排出系には流量計32および流
量調節弁33が設けられている。34は演算器、35は
指示調節計である。
かかる設備においては、ガス化炉1からの高温の還元ガ
ス11によって、充填層14中の鉄鉱石は還元されると
ともに、還元処理済ガスは燃焼室24より下方の排出口
15から掴−出される一方で、還元ガス11の一部は燃
焼室24を上昇する。このとき、燃焼室24には燃焼ガ
ス25が吹込まれるので、還元ガス中のCOおよびH2
は、燃焼によって大部分がCO2およびH20に転化さ
れ、高温の転化ガスをなる。この転化ガスは、装入シュ
ート22の下端開口から予熱室21内に導かれ、予熱室
21内の装入鉄鉱石を予熱した後、排出口31から排出
される。
逆に予熱された鉄鉱石は、切出し装置8による切出し量
に応じて装入シュート22を介して還元炉12内へ降下
する。
予熱室21内では、鉄鉱石は好ましくは約7゜O℃以」
−に予熱された後、還元炉12内へ降下するのが望まれ
るが、たとえ加熱速度が緩慢で予熱室21内における4
00〜600℃の温度帯が広くても、」−述のように還
元ガスは燃焼室24においてCO2,H2Oに転化され
ているので、予熱室21内での還元粉化は生じない。ま
た、通常、鉄鉱石は700℃以上の状態で予熱室から還
元炉12内へ装入されるので、還元粉化が防止され、炉
内通気度および荷下りは良好となる。さらに、転化ガス
は装入シュート22から予熱室21に広がりをもって流
入されるので、局部加熱はなく、また高い熱交換率がも
たらされ、通気・荷下りがこの面でも良好に保たれる。
ここで、燃焼ガスとしては、空気、空気+再燃焼性ガス
、酸素+再燃焼性ガス等が用いられる。
ところで、燃焼室24および予熱室21内へ流入するガ
ス量の制御は比較的重要である。この制御例は種々ある
が、第1図に示すように、燃焼ガス25の吹込みガス量
、予熱室排ガス量、ならびに燃焼に費やされる還元ガス
成分を検出し、吹込みガス量に応じて予熱室排ガス波量
を制御するのが簡便である。
他方、燃焼室を構成する場合、第2図のように、予熱室
21と還元炉12とを傾斜路12aとし、この傾斜路1
2aの傾斜上壁と傾斜流れ鉄鉱石との空間を燃焼室24
Aともすることができる。本例も本発明の要旨内である
[実施例] 次に実施例によって本発明の効果を明らかにする。
第3図に示す装置を用いて比較実験を行った。
用いた焼結鉱は第1表に示すもので、操業条件および結
果は第2表の通りである。
第 1 表 (焼結鉱性状) 第 2 表 (還元炉操業条件) ケース1は、還元炉炉上部へ空気を吹込まなかった場合
、ケース、2は、還元炉炉」一部の装入物充填層中へ空
気を吹込んだ場合、ケース3は、本発明による効果の確
認のため、空間部へ空気を吹込んだ場合であり、還元炉
送風条件および還元炉排出条件は各ケースとも同一であ
る。
ケースlの場合、装入面焼結鉱中−3■粉率が2.0%
に対し、成品中−3mm粉率が13.3%と3ケース中
最大であり、還元粉化が進行していることが明白である
。また炉内圧損も980 mmAqと最大値を示し、棚
吊り回数は、5回/月と荷下りも不順であった。
一方、ケース2の場合、成品中−3mm粉率は6.2%
とケースlに比較して減少しているものの、棚吊りは8
回/月と多発し、荷下りが不順であった。
本発明に相当するケース3の場合、成品中−3mm粉率
は2.5%と装入前の値とほとんど変わらず、還元粉化
の程度は極めて少なく、かつ炉内圧損は590 mmA
qと最小で通気性は良好にして、棚吊りの発生は皆無で
あり、本発明の効果は極めて大きいことが明白である。
[発明の効果コ 以上の通り、本発明によれば、良好な通気性および荷下
りを達成できるばかりでなく、高い熱交換効率が得られ
、しかも確実に還元粉化を防止できる利点がもたらされ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明法を実施する設備の概要図
、第3図は実験に用いた装置の概要図である。 i 、、、、ガス化炉     11 、、、、還元ガ
ス12 、、、、還元炉     14.、、、充填層
21 、、、、予熱室     23−、、−仕切板2
4.24A、、、、燃焼室 25 、、、、燃焼ガス第
1図 特開口:B1−276910  (5)第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガス化炉において石炭系燃料を酸素を主成分とす
    るガスにより燃焼ガス化してCOとH_2を主成分とす
    る高温ガスを製造し、この高温ガスを還元炉に吹込み還
    元鉄を製造する還元鉄製造方法において;還元炉上方に
    鉄鉱石の予熱室を設けるとともに、還元炉内の装入物充
    填層と予熱室との間にそれらと実質的に隔離した燃焼室
    を構成し、この燃焼室に酸素を含む燃焼ガスを吹込み、
    還元ガスの一部を燃焼して得られた高温のガスを予熱室
    へ導き、その予熱室において装入鉄鉱石を予熱すること
    を特徴とする還元鉄の製造方法。
JP11839685A 1985-05-31 1985-05-31 還元鉄の製造方法 Pending JPS61276910A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099070A1 (ja) * 2010-02-10 2011-08-18 新日本製鐵株式会社 還元鉄の製造方法及び銑鉄の製造方法
CN117925934A (zh) * 2024-03-21 2024-04-26 东北大学 还原气体提温装置、氢基冶炼系统和还原气体提温方法

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