JPS61284510A - 溶融金属の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は鉄鋼、合金鉄、または非鉄金属などの溶融金属
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

良質のコークスや焼結鉱などを原料として用いる高炉に
よる銑鉄製造法や電力をエネルギーとして用いる電気炉
による合金鉄の製造法などの旧来の技術に代って、溶融
還元法による溶融金属製造プロセスの開発が進められて
いる。このようなプロセスでは、溶融還元炉から多量の
排ガスが発生するので、これを有効利用することによっ
てエネルギー消費量の減少を図りコストを低減するため
に、溶融還元炉の排ガスを鉱石の予＠還元に有効に利用
することが必要である。

このような溶融金属製造プロセスに用いる溶融還元炉に
は、転炉型のバッチ操業炉と高炉型または流動層型の連
続操業炉の２種の炉がある。他方予備還元炉としては、
ロータリーキルン、シャフト炉、流動層炉などがある。

　　　　　　　　〜溶融金属製造プロセスとしてはこれ
らの溶融還元炉と予備還元炉の組み合わせによって、数
種類のプロセスを構成することができる。転炉とロータ
リーキルンとの組み合わせプロセスについては特開昭５
９−１１３１５８、特開昭５９−１４５７５８、特開昭
６０−２６１３．特開昭６０−２６１４などの技術が開
示されている。

また、流動層型の溶融還元炉とシャフト炉型の予備還元
炉との組み合わせについては特開昭５７−１２０６０７
が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこれらの従来技術とは異なり、溶融還元炉と予
備還元炉との組み合わせに係るプロセスの新規な技術を
提供しようとするものである。

溶融還元炉の排ガスは。

■　ガスの温度レベルが高く、例えば１０００〜１９０
０℃である。

■　ガス組成としてＣ０２が多く、また高Ｈ２０である
。

■　ガス中に大量のダストを含んでいる。

■　ガス圧が低い。

などの特性をもち、従来このような溶融還元炉の排ガス
を予ａＸ元炉に利用する場合には、溶融還元炉と予備還
元炉の中間に高温サイクロンを設けていたので次の問題
があった。

ａ）熱効率が低い。

、ｂ）溶融還元炉の排ガスの処理、例えばＣ０２やＨ２
Ｏの除去、昇圧などに費用がかかる。

Ｃ）高温サイクロンにダストが付着する。

本発明はこれらの問題点を解決した、溶融金属の製造方
法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、還元剤として安価な粉石炭を用いることので
きる溶融還元炉を用い、この溶融還元炉から大量に発生
する排ガスを粉鉱石の予備還元に有効に利用しエネルギ
ーコストを低減するために、溶融還元炉と予＠還元炉と
の間に、炭材を含む粒子を充填してなる流動層調整炉を
設け、この調整炉に溶融還元炉の排ガスを供給して精製
し、この精製後のガスを予＠還元炉に供給する技術手段
を講じた。

〔作用〕

流動層調整炉は溶融還元炉の排ガスの温度、ガス組成お
よびダスト含有量を予備還元に適するように調整する作
用をなすものである。

溶融還元炉の排ガス中のアルカリ成分やＳｉＯなどの有
害成分は流動層調整炉内におけるガス温度低下により、
流動層調整炉内の流動媒体の表面に凝縮しガス中から除
去することができる。

また、排ガス中のダストの１部も流動媒体に捕捉される
。

さらに炭材を含む粒子を充填し、これを流動媒体として
流動層を形成すれば排ガス中のＣ０２゜Ｈ２Ｏが炭材と
反応し。

ＣＯ２＋Ｃ→２ＧＯ Ｈ２ｏ＋ｃ＋ｃｏ＋Ｈ２ のりフォーミング反応によってＣＯ２，Ｈ２Ｏが減少シ
、ＣＯ，Ｈ２が増加する。この反応は吸熱反応なのでガ
ス温度も低下する。

＊たＣＯ２、！−Ｈ２０が減少し、ＣＯ，Ｈ２が増加す
ることにより、予備還元炉における還元反応速度が向上
する。

〔実施例〕

本発明の実施例の構成を示す系統図を第１図に示した。

溶融還元炉１と予備還元炉２が直列に結合され、そのガ
ス系路に流動層調整炉３が介装さ台でいス 溶融還元炉１の形式としては、金属浴型、転炉型、コー
クス充填層型および流動層型などがある。

溶融還元炉ｌには予備還元鉱石４、石炭またはコークス
などの炭材５，６、酸素または空気などの酸素含有気体
７が供給され、排出口８から溶融金属と溶融スラグが排
出され、炉頂からは高温の溶融還元炉排ガス９が排出さ
れる。

予備還元鉱石４は粉状でも塊状でもよく、還元率は鉄鍼
石では５０〜９０％、クロム鉱石では３０〜６０％程度
であり、予備還元炉２から高温で排出し、溶融還元炉ヘ
ホットチャージすることもでき、また、一旦冷却してか
ら供給することｊできる。

予備還元炉２は塊状鉱石の場合はシャフト炉、粉状鉱石
の場合は流動層を用いることができる。

溶融還元炉の排ガス９は１０００〜１９００℃の高温で
あり、多量のダストを含有するほか、ＳｉＯやアルカリ
成分等も含有する。還元ガス成分としてＣＯとＨつを含
むが、還テを阻１トする慮分としてＣＯ２とＨ２Ｏを含
有する。

流動層調整炉３に石炭やコークス等の炭材１１を装入し
て、溶融還元炉排ガス９を導入して流動層を形成する。

溶融還元炉排ガス中の００２とＨ２Ｏは流動層調整炉３
内の石炭やコークス中のＣと反応してＧｏとＨ２を生成
する。この反応は吸熱反応であり、溶融還元炉排ガス９
中のＣＯ２とＨ２Ｏが多い場合には、流動層温度が下り
すぎるため、空気または酸素１２を吹込んで炭材の一部
を燃焼して流動層を必要な温度に維持する。溶融還元炉
排ガス９中のアルカリやＳｉＯ等の有害成分は流動層内
の粒子１３の表面に凝縮して除去され、またダストも粘
着性のある粒子は流動層内の粒子１３に捕捉される。有
害成分の除去効果を上げるために石灰等を炭材１１に混
合することもできる。調整炉３から排出される炭材５は
溶融還元炉で用いることにより有効利用することができ
る。

調整炉排ガス１４は有害成分とダスト量が減少し、ＣＯ
２やＨ２Ｏの低下により還元力が増加し、ガス温度も調
整されて排出されるので、予備還元炉２へ導入して効率
よく鉱石１５を予＠還元することができる。

次に具体例について述べると次の通りである。

転炉型の溶融還元炉と流動層予備還元炉とを用いて鉄鉱
石の溶融還元を行った。従来、溶融還元炉から予！ａ還
元炉へのガス系路にはサイクロンを介装していてか、詰
まりその他のトラブルが多かった。そこで本発明方法を
適用し、溶融還元炉の排ガスを流動層調整炉を通過させ
て予備還元炉に導入した。

鉄　鉱　石：種類；ブラジルＭＢＲ鉱石供給量；７４０
ｋｇ／ｈｒ 予備還元炉：内径１．２　ｍ 溶融還元炉：内径１．２　ｍ 流動層調整炉：内径１ｍ 炭材種類；粉コークス 粉コークス供給量；６０ｋｇ／ｈｒ 粉コークス排出量；２０ｋｇ／ｈｒ 溶融還元排ガス： 流量ニア６ＯＮｍ’／ｈｒ ｍｉｌ＆、：ＣＯ；５３．４％ Ｈ２；２４．３％ ＣＯ２；１３．６％ Ｈ２Ｏ；６．１％ ダスト；５３ｇ／Ｎｒｎ’ 温度＋１６００℃ 調整炉排ガス： 流量：８４ＯＮｍ’／ｈｒ 組成：ＣＯ；６４．７％ Ｈ２，２５，５％ ＣＯ２；６．５％ Ｈ２Ｏ；２．６％ ダスト、　２１　ｇ／Ｎゴ 温度＝９５０℃ 予備還元炉排ガス： 流量：８６ＯＮｍ′／ｈｒ 組ｒ＆：Ｃｏ；４６．０％ Ｈ２；１６．９％ ＣＯ２：２３．４％ Ｈ２０；　　ｌ　１．０％ 温度＝８００℃ 予備還元鉱石： 生産量：　５９０　ｋ　ｇ　／　ｈ　ｒ還元率ニア３％ 溶融鉄生産量：　１１　ｔ　ｏ　ｎ　／　ｈ　ｒ上記本
発明の実施例により、予備還元鉱石の供給量、還元率と
もに上昇し１本発明の適用以前に比し、同一の装置で２
０〜３０％の能率向上を示した。また、サイクロンの詰
まりトラブル等が皆無となり、長時間の安定操業が可能
となった。

〔発明の効果〕

本発明の効果を列挙すると次の通りである。〜（１）溶
融還元炉排ガス中に含まれる有害成分の除去およびダス
トの減少により、予備還元炉のガス分散板の目詰りなど
のダストトラブルが解消された。

（２）溶融還元炉の排ガス中の００２やＨ２Ｏを。

減少させてから予備還元炉へ導入することにより、予＠
還元反応速度が増加する。

（３）溶融還元炉の温度を低下してから予備還元炉へ導
入することにより、予備還元炉内の過熱による粒子の焼
結などのトラブルを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例のフローシートである。 １・・・溶融還元炉、２・・・予備還元炉、３・・・流
動層調整炉、４・・・予備還元鉱石、９・・・溶融還元
炉排ガス、１４・・・調整炉排ガス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　溶融還元炉と予備還元炉とを直列に結合してなる装
   置を用い、溶融還元炉の排ガスを予備還元ガスとして用
   い、予備還元鉄鉱石を溶融還元炉で還元する溶融金属製
   造方法において、炭材を含む粒子を充填した流動層調整
   炉に溶融還元炉の排ガスを供給し、該流動層調整炉にお
   いて精製した該排ガスを予備還元炉に供給することを特
   徴とする溶融金属の製造方法。