JPS6167727A - Method for melting and reducing chrome ore - Google Patents

Method for melting and reducing chrome ore

Info

Publication number
JPS6167727A
JPS6167727A JP59188080A JP18808084A JPS6167727A JP S6167727 A JPS6167727 A JP S6167727A JP 59188080 A JP59188080 A JP 59188080A JP 18808084 A JP18808084 A JP 18808084A JP S6167727 A JPS6167727 A JP S6167727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
coke
chromium
amount
reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59188080A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Katayama
裕之 片山
Masatoshi Kuwabara
桑原 正年
Hideki Ishikawa
英毅 石川
Tsutomu Saito
力 斎藤
Noriyuki Inoue
井上 典幸
Masaki Fujita
正樹 藤田
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.)
Japan Metals and Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Japan Metals and Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Metals and Chemical Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Japan Metals and Chemical Co Ltd
Priority to JP59188080A priority Critical patent/JPS6167727A/en
Publication of JPS6167727A publication Critical patent/JPS6167727A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

PURPOSE:To melt and reduce without expensive electric power by selecting the relation between the existed amount of coke in a melt-reducing furnace and an oxygen blow speed of said furnace enhancing the second combustion ratio and reheating a chrome ore in a rotary kiln. CONSTITUTION:A coke 39 and a lime stone 41 are added to a chrome ore pellet 40 loaded internally with carbon component in a rotary kiln 21, preheated and supplied to a melt-reducing furnace 22. In the furnace 22, a coke and a flux are added from a hopper 26 and molten, deoxidized by oxygen blowing from a tuyere 23, lance 25. At this time, a production amount of slag in the furnace 22 is >=approximately 300kg/t-metal, the relation between the oxygen blow speed and the existed amount of coke in the furnace is selected to be >=50% of the second combustion ratio [CO2%/(CO%+CO2%)]X100% and the high temperature exhausted gas is induced in the kiln 21 for preheating. At the same time, NOx in the exhausted gas and a hexad chrome in dust are deoxidized to solve a peroxide problem.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、クロム鉱石或はクロム酸化物を、たとえば
ロータリキルンで予備還元し、この予備還元過程で得ら
れる半還元物を、上底吹転炉型反応容器に、炭材、フラ
ックスおよび酸化性ガスとともに装入し溶融還元する方
法にあって、硫黄酸化物、窒素酸化物の生成量を極めて
低い水準に抑え得るクロム鉱石等の溶融還元方法に関す
る。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) This invention pre-reduces chromium ore or chromium oxide, for example, in a rotary kiln, and the semi-reduced product obtained in this pre-reduction process is subjected to top-bottom blowing. This method is used to melt and reduce chromium ore by charging carbonaceous materials, flux, and oxidizing gas into a converter-type reaction vessel, and can suppress the production of sulfur oxides and nitrogen oxides to extremely low levels. Regarding the method.

(従来技術) 従来、高クロム合金、例えばCrを50係以上含有する
フェロクロムは、特開昭52−138.418号公報に
開示されている如く低シャフト型電気炉においてクロム
鉱石ある!はその半還元物を加熱、溶融、還元して製造
されてきた。しかし、この方法には次のような問題点が
ある。
(Prior Art) Conventionally, high chromium alloys, such as ferrochrome containing 50 parts or more of Cr, have been used as chromium ore in a low shaft type electric furnace as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 138.418/1983! has been produced by heating, melting, and reducing the semi-reduced product. However, this method has the following problems.

(1)  還元エネルギーとして高価な電力を用いてい
るため、特に、我国においては、製造コストが高い。
(1) Since expensive electricity is used as reduction energy, manufacturing costs are high, especially in Japan.

(2)炉外に排出されるスラグ中のCr CI)が2〜
5係と高く、クロムロスが太きい。捷た、スラグ中のC
r%が高いために、スラグを有効利用できる範囲が限定
される。
(2) Cr CI) in the slag discharged outside the furnace is 2~
It has a high ratio of 5, and the chrome loss is thick. C in the broken slag
The high r% limits the range in which the slag can be used effectively.

したがって、還元エネルギーを電力よりも安価な一次エ
ネルギー(とくに石炭、コークスなどの炭素質固体の燃
焼熱)におきかえた、所謂、溶融還元法を開発し、さら
に、そのプロセスにおいてスラグ中のクロム會有址を十
分に低下する条件を見出すことができれば、その有利性
は非常に大きいことに々る。
Therefore, we developed the so-called smelting reduction method, which replaces the reduction energy with primary energy that is cheaper than electricity (particularly the heat of combustion of carbonaceous solids such as coal and coke). If conditions can be found to sufficiently reduce the cost, the advantage would be enormous.

而して発明者等は、特願昭53−66939号(特開昭
54−158320号公l11)にて、還元エネルギを
電気エネルギから一部エネルギ(コークス等)に置き換
えた、クロム鉱石の溶融還元プロセスを提案した。
Therefore, the inventors proposed in Japanese Patent Application No. 53-66939 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-158320 No. 111) a method for melting chromium ore in which electric energy was partially replaced with energy (coke, etc.) as the reduction energy. A reduction process was proposed.

このプロセスは、ロータリキルンのような予備還元炉と
、上底吹転炉型反応容器の組合せからなる設備を用いて
、クロム鉱石或はクロム酸化物を原料として高クロム合
金を製造するプロセスであって、クロム鉱石或はクロム
酸化物を予備還元し半還元物を得る過程と、このクロム
鉱石或はクロム酸化物の半還元物、炭材、フラックスお
よび酸化性ガスを上底吹転炉型反応容器に供給して前記
クロム鉱石或はクロム酸化物の溶融還元を行なう過程と
からなっている。
This process uses equipment consisting of a combination of a pre-reduction furnace such as a rotary kiln and a top-bottom blown converter reactor to produce high chromium alloys from chromium ore or chromium oxide. The process involves preliminary reduction of chromium ore or chromium oxide to obtain a semi-reduced product, and a top-bottom blown converter type reaction of the semi-reduced product of chromium ore or chromium oxide, carbonaceous material, flux, and oxidizing gas. The method consists of a step of supplying the chromium ore or chromium oxide to a container and melting and reducing the chromium ore or chromium oxide.

(発明が解決しようとする問題点) 上に述べた上底吹転炉型反応容器によるクロム鉱石等の
溶融還元ノロセスにあっては、原料の加熱・溶融、酸化
物の還元エネルギなどは、炭材の酸化発熱によって供給
されねばならない。
(Problems to be Solved by the Invention) In the melting and reduction process of chromium ore, etc. using the above-mentioned top-bottom blown converter reactor, the heating and melting of raw materials, the energy for reducing oxides, etc. It must be supplied by the oxidative exotherm of the material.

金属酸化物の還元のためのエネルギを炭材の酸化発熱に
依存するゾロセスにあっては、硫黄酸化物或は窒素酸化
物の生成量を如何に低く抑え得るかが問題である。この
発明における技術的課題は、ロータリキルンのような予
備還元炉と、上底吹転炉型反応容器の組合せからなる設
備を用いてクロム鉱石或はクロム酸化物を予備還元し、
次いで溶融還元するプロセスにおいて、硫黄酸化物なら
びに窒素酸化物の生成を低く抑え得る操業方法を提供す
ることにある。
In the case of Zorothes, which relies on the heat generated by oxidation of carbonaceous materials for the energy for reducing metal oxides, the problem is how low the amount of sulfur oxides or nitrogen oxides produced can be suppressed. The technical problem of this invention is to pre-reduce chromium ore or chromium oxide using equipment consisting of a combination of a pre-reduction furnace such as a rotary kiln and a top-bottom blowing converter type reaction vessel.
The object of the present invention is to provide an operating method that can suppress the production of sulfur oxides and nitrogen oxides in the subsequent melting and reduction process.

(問題点を解決するだめの手段) 上に述べた、この発明における技術的課題は酸素を含有
するガスを上底吹きできる反応容器に溶鉄、予備還元ク
ロム鉱石の粒塊状物、炭材および酸素を供給して酸化物
の還元、溶融を行なう溶融還元プロセスにおいて、前記
反応容器における二次燃焼率を50%以下とするととも
に、前記反応容器からの高温排ガスをクロム鉱石を予備
還元するためのキルンに導入し、該キルンにおけるクロ
ム鉱石の予熱を行なうとともに、前記反応容器からの排
ガス中に含まれるダストを前記キルン内でクロム鉱石と
ともに還元することを特徴とするクロム鉱石の溶融還元
方法によって達成さnる。
(Means for Solving the Problems) The technical problem of this invention as described above is that molten iron, pre-reduced chromium ore granules, carbonaceous materials and oxygen In the smelting reduction process in which oxides are reduced and melted by supplying chromium ore, the secondary combustion rate in the reaction vessel is set to 50% or less, and the high-temperature exhaust gas from the reaction vessel is used to pre-reduce chromium ore. A method for melting and reducing chromium ore, which is characterized in that the chromium ore is preheated in the kiln, and the dust contained in the exhaust gas from the reaction vessel is reduced together with the chromium ore in the kiln. nru.

以下に、この発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

この発明は、たとえば第1図に示す設備を用いて実施さ
れる。
This invention is implemented using, for example, the equipment shown in FIG.

本発明を実施するのに用いる設備の1例を第1図に示す
・図において21はロータリーキルン、22は溶融還元
炉、23は羽口、24は上吹ランス、25はフード、2
6は炭材、フラックス用ホッz+  、27は浴湯、2
8はスラグ、29はクロムペレット、30は炭材、31
は気泡、32はペレット貯鉱槽、33は石灰用スクープ
フィーダ、34はコークス用スクープフィーダ、35は
エアーポート、36は原料シュート、37は排風機、3
8はペレット排出口及び溶融還元炉発生ガス径路、39
はコークス、40はペレット、41は石灰石、42はエ
アーノズル、43は送風機、44は羽口管内圧力測定装
置、45は排ガス分析装置f 示す。この設備はロータ
リーキルン21と、上底吹転炉型溶融還元炉22の組合
せからなる。まず、ロータリーキルン21は主として溶
融還元炉から出る排ガスを燃料として操業され、溶融還
元炉22に装入される諸原料の加熱、例えばクロム鉱石
とコークスのような炭材を微粉砕後、ペレットに成型し
た内装炭クロムベレットを加熱して酸化鉄および酸化ク
ロムの一部を予備還元し、予熱された半還元ペレットを
得ること、溶融還元炉で燃料あるいは還元剤として用い
ら扛るコークスのような炭材を予熱すること、フラック
スとして用いられる石灰の予熱あるいは石灰石の焙焼な
どを行うことに利用される。ロータリーキルン21は浴
融還元炉22から排出される高温ガスの顕熱も利用でき
ること、及び他の形式の予備還元炉に比して加熱温度を
高めることができ難還元性であるクロム酸化物の還元も
50〜70係進めら扛ることから、排ガスを用いる予熱
予備還元炉として適している。これを用いることによっ
て、まず原料の予熱・予備還元を行った結果として、溶
融還元炉で要求さ扛る、生産量あたりの発熱量を軽減さ
せることができる。例えばクロム鉱石中のクロム分の7
0チおよび鉄分の90係が予備還元さ扛、コークスとと
もに1000℃に予熱された状態で溶融還元炉に装入で
きるとすれば、予熱、予備還元をしないで装入した場合
に比して、溶融還元炉での必要発熱量(これは炭材を酸
素で燃焼させて発生させる)は約30係でよいことにな
る。また、溶融還元炉に装入されるクロムベレット中の
鉄分の大半が予備還元されていると、ベレットが溶融還
元炉内で溶解して生成するスラグの(T、Fe%)を低
くでき耐火物の侵食を軽減できるという効果もある。さ
らに、溶融還元炉に投入されたベレットの0(ゼロ)次
反応域での速度定数を大にすることができ還元反応を進
める上で有利である。
An example of equipment used to carry out the present invention is shown in FIG.
6 is carbon material, hotz+ for flux, 27 is bath water, 2
8 is slag, 29 is chromium pellet, 30 is carbon material, 31
3 is a bubble, 32 is a pellet storage tank, 33 is a scoop feeder for lime, 34 is a scoop feeder for coke, 35 is an air port, 36 is a raw material chute, 37 is an exhaust fan, 3
8 is a pellet discharge port and a smelting-reduction furnace generated gas path, 39
40 is coke, 40 is pellets, 41 is limestone, 42 is an air nozzle, 43 is a blower, 44 is a pressure measuring device in a tuyere pipe, and 45 is an exhaust gas analyzer f. This equipment consists of a combination of a rotary kiln 21 and a top-bottom blowing converter type melting reduction furnace 22. First, the rotary kiln 21 is mainly operated using exhaust gas emitted from the smelting reduction furnace as fuel, and heats various raw materials charged into the smelting reduction furnace 22. For example, after pulverizing chromium ore and carbonaceous materials such as coke, the rotary kiln 21 is formed into pellets. Pre-reducing some of the iron oxide and chromium oxide by heating the charcoal-filled chromium pellets to obtain preheated semi-reduced pellets; It is used to preheat wood, preheat lime used as flux, and roast limestone. The rotary kiln 21 can also utilize the sensible heat of the high-temperature gas discharged from the bath fusion reduction furnace 22, and can raise the heating temperature compared to other types of pre-reduction furnaces to reduce chromium oxide, which is difficult to reduce. Since the furnace is heated by 50 to 70 degrees, it is suitable as a preheating pre-reduction furnace using exhaust gas. By using this, as a result of preheating and preliminary reduction of the raw material, it is possible to reduce the amount of heat generated per production amount required in the melting reduction furnace. For example, the chromium content in chromium ore is 7.
If it is possible to charge the coke into the smelting reduction furnace in a state in which the iron and coke are pre-reduced and preheated to 1000°C, compared to the case where the coke is charged without preheating or pre-reducing. The required calorific value in the melting reduction furnace (this is generated by burning carbonaceous material with oxygen) may be about 30%. In addition, if most of the iron content in the chrome pellets charged into the smelting reduction furnace is pre-reduced, the (T, Fe%) of the slag produced when the pellets are melted in the smelting reduction furnace can be lowered. It also has the effect of reducing erosion. Furthermore, it is possible to increase the rate constant in the zero-order reaction zone of the pellets introduced into the melting reduction furnace, which is advantageous in advancing the reduction reaction.

溶融還元炉22は、予備還元されたクロムベレット、コ
ークスのような炭制1石灰を主とするフラックスの供給
を受けて、それらを溶融するとともに、残留しているク
ロム、鉄の酸化物の還元反応を進め、最終的にはクロム
−鉄系合金溶湯と、MgO−5102−CaO−AZ2
03を主成分とするスラグを得るだめの装置である。転
炉状にしたのは、反応の進行に不可欠なスラグの強攪拌
を実現するのに便利なためである。底部から酸素を含む
ガスの吹込みを行うだめの羽口23(これは複数個のこ
ともありうる)と、上方から酸素を炉内に吹込むための
上吹ランス24が付属している。
The smelting reduction furnace 22 receives pre-reduced chromium pellets and a flux mainly composed of charcoal lime such as coke, melts them, and reduces residual chromium and iron oxides. The reaction progresses, and finally chromium-iron alloy melt and MgO-5102-CaO-AZ2
This is a device for obtaining slag containing 03 as the main component. The converter shape is convenient for achieving strong stirring of the slag, which is essential for the progress of the reaction. A tuyere 23 (there may be a plurality of tuyeres) for blowing oxygen-containing gas from the bottom and a top blow lance 24 for blowing oxygen into the furnace from above are attached.

底吹羽口の機能はメタル中に酸素を含むガスを吹込むこ
とによってメタルの温度を調整するとと、その結果とし
て、メタルの攪拌を介してスラグの強攪拌を実現するこ
と、また必侠に応じて、メタルの脱床を行い成品の炭素
官有童を調整することである。攪拌だけであ扛ばArや
窒素のような不活性ガスでも行えるが、その場合も攪拌
に値するガス費用及びそ扛によって系外に持ち出される
顕熱ロスの点から、酸素を含むガスを用いる方が有利で
ある。酸素を含むガスをメタル中に吹き込むためには、
例えば2重管羽目を用い、外管からは少量の炭化水素、
Ar + N2のようカ冷却ガスを吹き込んで羽口溶損
を保護する。
The function of the bottom blowing tuyere is to adjust the temperature of the metal by blowing oxygen-containing gas into the metal, and as a result, achieve strong stirring of the slag through stirring of the metal. Accordingly, metal removal is performed to adjust the carbon content of the finished product. Stirring alone can be done using an inert gas such as Ar or nitrogen, but in that case, it is preferable to use a gas containing oxygen because of the gas cost for stirring and the loss of sensible heat carried out of the system by stirring. is advantageous. In order to blow gas containing oxygen into metal,
For example, by using a double pipe lining, a small amount of hydrocarbons can be released from the outer pipe.
Blow a cooling gas such as Ar + N2 to protect the tuyere from melting.

上吹ランスからの酸素供給は、溶融還元炉での発熱状態
を制御する主な手段である。供給すべき酸素量、炉の大
きさ、排出ガスの条件などによってノズル形状がきめら
nる。捷だ、操業条件に応じてランス先端とスラグ面と
の距離を調整できるようになっている〇 溶融還元炉の炉形状は通常の製鋼用転炉に類似したもの
を基本とするが、(1)使用する鉱石の成分によって生
成するスラグ童が多い場合には、メタルがたまる部分に
比して上方のスラグかたまる部分の径を大にして、スラ
グの相対厚みを小さくすること、(2)炉内で二次燃焼
率を高めることにより炉上部の耐火物への負荷が大きい
場合にはその部分を水冷構造にするなどの対策がとられ
る。
Oxygen supply from the top blowing lance is the main means of controlling the exothermic conditions in the smelting reduction furnace. The shape of the nozzle is determined by the amount of oxygen to be supplied, the size of the furnace, the exhaust gas conditions, etc. It is possible to adjust the distance between the lance tip and the slag surface according to the operating conditions. The shape of the smelting reduction furnace is basically similar to a normal steelmaking converter, but (1) ) If there is a large amount of slag produced due to the composition of the ore used, the diameter of the upper part where the slag accumulates should be made larger than the part where the metal accumulates to reduce the relative thickness of the slag; (2) the furnace. If increasing the secondary combustion rate within the reactor places a large load on the refractories in the upper part of the furnace, countermeasures are taken such as creating a water-cooled structure for that part.

溶融還元炉の耐火物は炉の下半分(はとんど常にスラグ
およびメタルにつかっている部分)はマグネシアカーデ
ン質レンガが最適である。炉の上半部(co−co□系
の高温ガス雰囲気にさらされる部分)は同じくマグネシ
アカーがン質レンガあるいはクロムマグネシアレンガが
適している。いずれが最適であるかは、排ガスのCO/
CO2比としてどのような値が選定されるか(溶融還元
炉の操業からは、CO/CO2≧0.3の範囲ではどの
ような値をとることもできる。)に依存する。
The best refractory material for the smelting reduction furnace is magnesia cardinal brick for the lower half of the furnace (the part that is almost always exposed to slag and metal). For the upper half of the furnace (the part exposed to the co-co□-based high-temperature gas atmosphere), magnesia charcoal brick or chromium magnesia brick is also suitable. Which is best depends on the exhaust gas CO/
It depends on what value is selected as the CO2 ratio (from the operation of the smelting reduction furnace, any value can be taken within the range of CO/CO2≧0.3).

なおロータリーキルンと浴融還元炉の間には、必要に応
じて両者をマツチングさせるためのバッファとして、ベ
レット貯留槽が設けられる。ロータリーキルンを、溶融
還元炉から要求される原料供給・母ターンにあわせて非
足常操業するか、あるいはロータリーキルン1基に対し
て溶融還元炉2基の組合せからなる設備で、2基の溶融
還元炉の操業ザイクルをずらせて2基の和として原料供
給パターンを定常化したような場合には、貯留槽は小さ
くできるか、あるいはさらに除去することも可能である
Note that a pellet storage tank is provided between the rotary kiln and the bath melting furnace as a buffer for matching the two as necessary. Either the rotary kiln is operated on an irregular basis to match the raw material supply and main turn required from the smelting reduction furnace, or the equipment consists of a combination of one rotary kiln and two smelting reduction furnaces. In the case where the raw material supply pattern is stabilized as the sum of two units by shifting the operation cycles of the two units, the storage tank can be made smaller or even removed.

以上のような設備を用いる操業方法は次の通シである。The operating method using the above equipment is as follows.

ロータリーキルンでは炭素分を内装しタフロム鉱石ペレ
ットと、コークス塊を装入して、熱源として溶融還元炉
から出る高温ガスを主とし、必要に応じて重油その他の
燃料を加え、エアーノズル42、エアーポート35など
によって空気あるいは酸素富化空気を供給して燃焼のコ
ントロールをし、キルン内の穀筒温度領域がクロムの還
元を進めるのに必要な1400℃以上となるようにする
The rotary kiln is equipped with carbon and charged with Taflom ore pellets and coke lumps, and uses high-temperature gas from the smelting reduction furnace as the heat source. Heavy oil and other fuels are added as needed, and the air nozzle 42, air port Combustion is controlled by supplying air or oxygen-enriched air through a furnace such as 35, and the temperature range of the grain cylinder in the kiln is maintained at 1400° C. or higher, which is necessary to promote the reduction of chromium.

浴融還元炉で必要とされる炭材は、一部調整用以外はす
べてロータリーキルンを通して供給することが望ましい
。何故ならばキルン内の炭材量がふえることは、高温域
でのベレットの再酸化を防止して溶融還元炉に供給され
るクロムベレットの還元率を高位に保つことを可能にす
るとともに、炭材自身が予熱されるために、溶融還元炉
の熱ノ々ランスを改善するからである。しかし、キルン
への装入炭材が多いためにキルン出口のガスの00%を
十分低い値に下げることができないことが問題になる場
合は、炭材の一部を、キルンの途中から例えばスクープ
フィーダによって供給すればよい。
It is desirable to supply all of the carbon material required by the bath smelting furnace through a rotary kiln, except for some adjustment purposes. This is because increasing the amount of carbon in the kiln prevents re-oxidation of the pellets in the high temperature range, making it possible to maintain a high reduction rate of the chrome pellets supplied to the smelting reduction furnace. This is because the material itself is preheated, which improves the thermal lance of the smelting reduction furnace. However, if it becomes a problem that the amount of gas at the kiln outlet cannot be lowered to a sufficiently low value because there is a large amount of carbon material charged to the kiln, some of the carbon material may be scooped out from the middle of the kiln, for example. It may be supplied by a feeder.

フラックスとしては、生成スラグの成分条件を満足する
ように、用いたクロム鉱石や炭材の組成に応じて、石灰
、さらには必要に応じて珪石、または、CaOと510
2を含有するスラグ(例えばステンレス製鋼工程で発生
するもの)を溶融還元炉に添加する。これらのフラック
スの添加は、クロムペレットの添加l゛にほぼ比例して
加えていくか、あるいは滓化に要する時間を考慮してク
ロムベレット添加量に比例するよりは先行して添加する
Depending on the composition of the chromium ore and carbonaceous materials used, the flux may be lime, and if necessary, silica stone or CaO and 510
A slag containing 2 (e.g., generated in a stainless steel manufacturing process) is added to a smelting reduction furnace. These fluxes are added almost in proportion to the amount of chromium pellets added, or they are added in advance rather than in proportion to the amount of chromium pellets added, taking into consideration the time required for slag formation.

こnらのフラックスはホッパー26から溶融還元炉に直
接投入し、てもよいが、ロータリーキルンを通して予熱
してから投入することもできる。特に石灰源として石灰
石を用いてキルン内で焙焼して、予熱さfた生石灰を溶
融還元炉に供給することもできる。
These fluxes may be directly charged into the melting reduction furnace from the hopper 26, but they may also be charged after being preheated through a rotary kiln. In particular, it is also possible to use limestone as the lime source, roast it in a kiln, and feed the preheated quicklime to the smelter reduction furnace.

ただし、キルン内でクロムペレットとフラックスが反応
して低融点化し、キルンに付層物を生ずるおそれがある
時は、フラックス類はスクープフィーダ33を通してキ
ルンの炉尻近くで加えるか、あるいはフラックスの予熱
あるいは焙焼用に、別の予熱装置を用いてもよい。
However, if there is a risk that the chromium pellets and flux will react with each other in the kiln, lowering the melting point and forming a layer in the kiln, the flux should be added near the bottom of the kiln through the scoop feeder 33, or the flux should be preheated. Alternatively, a separate preheating device may be used for roasting.

なお、ロータリーキルンの操業は、貯留槽が大きい場合
、あるいは二基の溶融還元炉が操業サイクルをづらせて
運転していてそれらへのベレットの供給量の和がほぼ時
間的に一定の場合には定常状態に近い操業を行う。それ
以外の場合には、溶融還元炉から要求される原料供給パ
ターンに合せるように非定常操業を行う。
Note that rotary kiln operation is difficult when the storage tank is large, or when two smelting reduction furnaces are operated with staggered operation cycles and the sum of pellets supplied to them is almost constant over time. Operate close to steady state. In other cases, unsteady operation is performed to match the raw material supply pattern required from the smelting reduction furnace.

溶融還元炉は、立ち上げる場合には他の溶解炉で得た鉄
あるいは鉄−クロム系m湯を装入するか、あるいはコー
クスと型銑あるいは固体フェロクロムを装入して吹酸し
てメタルを溶解して種湯とする。2ヒート目以降は、例
えば萌ヒートで生成したスラグの80係以上と高クロム
m湯の約2/3を出湯し、足格浴湯量の約1/3を炉内
に種湯として残す方式で操業を続ける。
When starting up a smelting reduction furnace, it can be charged with iron or iron-chromium molten metal obtained from another melting furnace, or with coke and mold pig iron or solid ferrochrome and blown acid to produce metal. Dissolve and use as seed water. From the second heat onwards, for example, 80 or more of the slag generated in Moe heat and about 2/3 of the high chromium m hot water are tapped out, and about 1/3 of the amount of Akigaku bath water is left in the furnace as seed hot water. Continue operations.

発明者等は、上底吹転炉型反応容器によるクロム鉱石或
はクロム酸化物の溶融還元の研究を続けて行く過程で、
二次燃焼率と、硫黄酸化物(SOX)ならびに窒素酸化
物(NOx)の発生毎との間に顕著な相関があることを
見出した。それを、第2図および第3図に示す。
In the course of continuing research on melting and reducing chromium ore or chromium oxide using a top-bottom blown converter reactor, the inventors discovered that
It has been found that there is a significant correlation between the secondary combustion rate and the generation of sulfur oxides (SOX) and nitrogen oxides (NOx). This is shown in FIGS. 2 and 3.

SOxの硫黄源は、主として投入コークス(炭材)であ
る。第2図から明らかなように二次燃焼率が50係を超
えると、SOX発生量が急激に増加する。
The sulfur source of SOx is mainly input coke (charcoal material). As is clear from FIG. 2, when the secondary combustion rate exceeds 50%, the amount of SOX generated increases rapidly.

見かけ上、二次燃焼率は、主として吹酸条件と、炉内残
留コークス量の組合せで大きく変化させることができる
Apparently, the secondary combustion rate can be changed largely depending on the combination of the blowing acid conditions and the amount of coke remaining in the furnace.

一方、仕上げ還元期でSOx発生量が増加した場合、ス
ラグ中の硫黄(S)は低下するけれども(S)/[S]
Fiあまり変化しないのでメタル中の硫黄[8)はさほ
ど低下し彦い。
On the other hand, if the amount of SOx generated increases during the finishing reduction stage, although the sulfur (S) in the slag decreases, (S)/[S]
Since Fi does not change much, sulfur [8] in the metal does not decrease much.

他方、仕上げ還元期でSOx発生量が増加しない場合に
は、仕上げ還元期で(S )/[S )が上昇するので
、かえって〔S〕は低くなる。
On the other hand, if the amount of SOx generated does not increase in the final reduction period, (S 2 )/[S 2 ) increases in the final reduction period, so that [S] decreases on the contrary.

このように、二次燃焼率が高すぎると、SOx発生蓋が
増える一方、スラグの脱硫能は小さくなるので[8)低
下には結ひつかないという欠点がある。
As described above, if the secondary combustion rate is too high, the number of SOx generation caps increases, but the desulfurization ability of the slag decreases, so there is a drawback that [8] this does not lead to a decrease.

NOxの窒素源は、コークス(炭材)および炉内侵入空
気である。NOx発生量は、第3図に示すように、二次
燃焼率(CO2/(CO+Co2))と明瞭な相関があ
り、二次燃焼率が50〜60係を超えると急激に上昇す
る。
The nitrogen sources of NOx are coke (charcoal material) and air entering the furnace. As shown in FIG. 3, the amount of NOx generated has a clear correlation with the secondary combustion rate (CO2/(CO+Co2)), and increases rapidly when the secondary combustion rate exceeds 50 to 60.

尚、同一二次燃焼率下でも、溶融還元期の方が仕上げ還
元期よりもNOx発生量:が少ないのは、コークス表面
がクロム還元反応により奪熱されて、コークス過熱度が
小さくなるためであると考えられる。
Furthermore, even under the same secondary combustion rate, the amount of NOx generated during the smelting reduction period is lower than that during the final reduction period because heat is removed from the coke surface by the chromium reduction reaction and the degree of superheating of the coke is reduced. It is thought that.

1だ、残留コークス量が多いほどNOx発生量が増加す
る傾向が認められる。これは、投入したコークスがスラ
グ面上に滞留する時間が増えて過熱さ扛やすくなるため
であると考えら扛る。
1, there is a tendency for the amount of NOx generated to increase as the amount of residual coke increases. This is thought to be because the introduced coke stays on the slag surface for an increased amount of time, making it easier to overheat.

このように、NOx発生址を低下せしめるには、二次燃
焼率の低下と、コークスの過熱度を低くすることが望ま
しい。
Thus, in order to reduce the amount of NOx generated, it is desirable to reduce the secondary combustion rate and the degree of superheating of coke.

次に、上底吹転炉型反応容器からのダスト発生量は、炉
内ガスI Nm3当シ3o〜50gであるが、このダス
ト中には高い官有率でクロム分を宮んでいる。
Next, the amount of dust generated from the top-bottom blowing converter type reaction vessel is 30 to 50 g per INm3 of the furnace gas, and this dust contains a high proportion of chromium.

この発明になるプロセスでは、上底吹転炉型反応容器に
よる溶融還元過程での高温排ガスをロータリキルン等の
予備還元炉に導入し、クロム鉱石の予熱を行なうように
している。
In the process of this invention, high-temperature exhaust gas from the melting and reduction process in the top-bottom blown converter type reaction vessel is introduced into a preliminary reduction furnace such as a rotary kiln to preheat the chromium ore.

クロム鉱石は、炭材とともに塊成化され、さらに外装炭
の存在下で固相還元(予備還元)される。
The chromium ore is agglomerated together with carbonaceous material, and further subjected to solid phase reduction (preliminary reduction) in the presence of exterior coal.

外装炭は、予備還元さ扛たクロム鉱石ペレットとともに
、上底吹転炉型反応容器に装入されるが、上底吹転炉型
反応容器からの高温排ガス中に存在していたダストも面
相還元され外装炭とともに上底吹転炉型反応容器に装入
される。
The outer coal is charged into a top-bottom blown converter reactor together with the pre-reduced chromium ore pellets, but the dust that was present in the high-temperature exhaust gas from the top-bottom blown converter reactor is also removed. It is reduced and charged into a top-bottom blown converter reactor together with the outer coal.

かくすることによって、クロム分を官有するダストを系
外に出すことなく還元し、クロム合金中に移行させるこ
とができる。
By doing so, the dust containing chromium can be reduced and transferred into the chromium alloy without leaving the system.

(実施例) 定格溶融金属量(すなわち出湯直前の浴湯量)が50t
の上底吹転炉を2基、反応容器として用い、半還元クロ
ムペレットを原料として、生成したフェロクロムの27
3 (約33t)は出湯し1、V3を残して半連続的に
操業を行った。溶融還元炉の炉底には、底吹羽口(内管
径20mの二重管)4本が取付けら牡ており、内管は純
酸素、外管はゾロパンガスを保護ガスとして流す。上吹
ランスのノズルは全部で7孔(中心に1孔、周囲に6孔
)である。
(Example) Rated amount of molten metal (i.e. amount of bath water immediately before tapping) is 50 tons
Using two top-bottom blowing converters as reaction vessels, ferrochrome was produced using semi-reduced chromium pellets as a raw material.
3 (approximately 33 tons) was tapped, leaving 1 and V3 in semi-continuous operation. Four bottom blowing tuyeres (double tubes with an inner tube diameter of 20 m) are installed at the bottom of the melting reduction furnace, with pure oxygen flowing through the inner tube and zolopane gas flowing through the outer tube as a protective gas. The top blowing lance has a total of 7 nozzles (1 hole in the center and 6 holes around the periphery).

溶融還元の主原料であるクロム鉱石は、コークスととも
に混合粉枠抜造粒してペレットにし、乾燥後ロータリー
キルンに装入し溶融還元炉から出る高温ガスを加熱源と
して、予備還元、予熱併せてダストの還元を行った。溶
融還元炉に供給される炭材の80係は、ロータリーキル
ンに外装炭として装入し、半還元ペレットの還元率の向
上と溶融還元炉に供給する炭材の予熱を行う。ロータリ
ーキルンは定常操業を行う。(キルン回転数0.4r、
p、m、ペレット定常連続排出)。ペレットは分配装置
を用いて、2つの溶融還元炉のいず扛か一方に供給さ扛
る。
Chromium ore, which is the main raw material for smelting and reduction, is extracted from a mixed powder frame and granulated into pellets along with coke, and after drying, it is charged into a rotary kiln, and the high-temperature gas emitted from the smelting and reduction furnace is used as a heating source to pre-reduce, preheat, and dust. We made a reduction. The 80% of carbon material supplied to the smelting reduction furnace is charged into the rotary kiln as outer coal to improve the reduction rate of the semi-reduced pellets and to preheat the carbon material to be supplied to the smelting reduction furnace. The rotary kiln operates normally. (kiln rotation speed 0.4r,
p, m, pellet steady continuous discharge). The pellets are fed to one of the two melting reduction furnaces using a distribution device.

溶融還元炉へ供給される半還元クロムペレットの平均成
分、温度は次の通りである。
The average composition and temperature of the semi-reduced chromium pellets supplied to the smelting reduction furnace are as follows.

T、Cr : 35%、T、Fe : 23%、Cr分
還元率:66係、鉄分還元率:92%%MgO: 10
係、Az、、o3: 10 %、810□: 9 %、
温1[1300℃。
T, Cr: 35%, T, Fe: 23%, Cr reduction rate: 66%, iron reduction rate: 92%%MgO: 10
Person, Az,, o3: 10%, 810□: 9%,
Temperature 1 [1300℃.

−溶融還元製錬第1期− 残し湯17tに酸素を含むガスを上底吹しながら、予熱
された予熱還元ペレットと炭材、石灰を装入する。
-Smelting reduction smelting first stage- Preheated reduction pellets, carbonaceous material, and lime are charged into 17 tons of remaining hot water while blowing oxygen-containing gas from the top and bottom.

吹酸速度は、上吹14000 Nm3/hr 、底吹1
60ONm”/hr X 4である。溶融合金相の温度
が1580〜1630℃の間にコントロールさ扛るよう
に、予備還元ペレットの装入速度を藺整する。
The acid blowing speed is 14000 Nm3/hr for top blowing and 1 for bottom blowing.
60 ONm''/hr x 4. The charging rate of the prereduced pellets is adjusted so that the temperature of the molten alloy phase is controlled between 1580 and 1630°C.

45分で半還元ベレット64t、炭材20t。64 tons of semi-reduced pellets and 20 tons of carbon material in 45 minutes.

石炭7.Otを装入する。この溶融還元製錬第1期の間
、二次燃焼率を40係以下とすべく、上吹ランスからの
吹酸量および炭材供給量を制御した。
Coal 7. Charge Ot. During this first stage of smelting reduction smelting, the amount of blown acid from the top blowing lance and the amount of carbonaceous material supplied were controlled in order to keep the secondary combustion rate below 40 coefficients.

この期の終点でのスラグ成分、量及び温度は次の通りで
ある。
The slag composition, amount and temperature at the end of this period are as follows.

CaO: 25 %、8102:  26%、MgO:
  19 %、At20. : 19 %、T−Cr 
: 6.8 %、T、Fa : 1.1 %、スラグi
l: 36 t、温度:1630℃。
CaO: 25%, 8102: 26%, MgO:
19%, At20. : 19%, T-Cr
: 6.8%, T, Fa: 1.1%, Slag i
l: 36 t, temperature: 1630°C.

メタル量は45t1遊離炭材Iは3tである。The amount of metal is 45t1 and the amount of free carbon material I is 3t.

−溶融還元製錬第2期− 半還元ペレットの供給を止め、炭材を炭材供給ホラ・や
−より浴融還元炉に、3分おきに100kgづつ投入す
る。底吹酸素量は一定に保ち、上吹吹酸量は、5分おき
に、850 ONm3/hr 、 400 ONm3/
 hr s  ONm”/hrと変化させ、スラグ中の
Cr分の還元を進める。メタル温度は1600〜163
0℃の範囲に維持した。この溶融還元製錬第2期の間、
二次燃焼率を40係以下とすべく上吹ランスからの送酸
量を制御した。
-Second phase of smelting reduction smelting- The supply of semi-reduced pellets is stopped, and 100 kg of carbonaceous material is introduced into the bath smelting reduction furnace every 3 minutes from the carbonaceous material supply hole. The bottom blown oxygen amount was kept constant, and the top blown acid amount was changed every 5 minutes to 850 ONm3/hr and 400 ONm3/hr.
hr s ONm"/hr to promote reduction of Cr in the slag. Metal temperature is 1600 to 163
It was maintained in the 0°C range. During this second stage of smelting reduction smelting,
The amount of oxygen sent from the top blowing lance was controlled in order to keep the secondary combustion rate below 40 coefficients.

遊離炭材量/浴融スラグ量=60〜100kg/lの範
囲である。
The amount of free carbon material/the amount of bath molten slag is in the range of 60 to 100 kg/l.

浴融還元炉の最終スラグ組成は、CaO: 28%、S
IO2:  2 8  % 、  MgO= 20% 
、  A t203 :  2 0  %  、T、C
r : O15%、 T、Fe : 0.7%であった
The final slag composition of the bath melting furnace was: CaO: 28%, S
IO2: 28%, MgO=20%
, A t203: 20%, T, C
r: O 15%, T, Fe: 0.7%.

この期を通してのスラグの At203=18〜20係 の範囲である。of slag throughout this period. At203 = 18-20 section is within the range of

出湯された金属の成分は、次の通りである。The components of the tapped metal are as follows.

Cr:53%、Fe : 37 %、C:6.5%、S
I:05憾、S : 00015qb、 P : 0.
0035幅。
Cr: 53%, Fe: 37%, C: 6.5%, S
I: 05, S: 00015qb, P: 0.
0035 width.

このように溶融還元第1期は45分で、一方、第2期が
15分、脱炭期20分、出滓、出湯1゜分であり、各溶
融還元炉へのペレットの供給を行う時間は45分、ペレ
ットの供給を行わない時間が45分と々っており、ロー
タリーキルン1基と、溶融還元炉2基の操業がマツチン
グしている。
In this way, the first stage of smelting reduction is 45 minutes, while the second stage is 15 minutes, the decarburization stage is 20 minutes, the slag and hot water are tapped for 1°, and the time required to supply pellets to each smelting reduction furnace is as follows. The time during which pellets were not fed was 45 minutes, and the operations of one rotary kiln and two melting reduction furnaces were matched.

(発明の効果) 以上のように本発明は、従来高価な電力をエネルギーと
して用いる方法で行われてきたフェロクロムの製法を、
SOx、NOxの生成を極めて低い水準に維持しかつ安
価な炭材と酸素を熱源とする溶融還元法で、クロム回収
歩留りも従来の電気炉法よりも高くできるようにしたも
ので、従来法に比して安価なフェロクロムを供給できる
ようにした点で工業的な効果が大きい。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention has improved the production method of ferrochrome, which has conventionally been carried out using expensive electric power as energy.
It is a smelting reduction method that maintains the generation of SOx and NOx at extremely low levels and uses inexpensive carbonaceous materials and oxygen as a heat source, and it is also able to achieve a higher chromium recovery yield than the conventional electric furnace method. It has a great industrial effect in that it is possible to supply ferrochrome, which is cheaper than the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明を実施するときの装置の一例を示す図
、第2図はこの発明になるプロセスにおける二次燃焼率
とSOX発生量の相関を示す図、第3図はこの発明にな
るプロセスにおける二次燃焼率とNOx発生量の相関を
示す図である。 (”dd)  X09 (Wdd)  x□H
Fig. 1 is a diagram showing an example of an apparatus for carrying out this invention, Fig. 2 is a diagram showing the correlation between the secondary combustion rate and the amount of SOX generated in the process of this invention, and Fig. 3 is a diagram of this invention. FIG. 3 is a diagram showing the correlation between the secondary combustion rate and the amount of NOx generated in the process. (”dd) X09 (Wdd) x□H

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 酸素を含有するガスを上底吹きできる反応容器に溶鉄、
予備還元クロム鉱石の粒塊状物、炭材および酸素を供給
して酸化物の還元、溶融を行なう溶融還元プロセスにお
いて、前記反応容器における二次燃焼率を50%以下と
するとともに、前記反応容器からの高温排ガスをクロム
鉱石を予備還元するためのキルンに導入し、該キルンに
おけるクロム鉱石の予熱を行なうとともに、前記反応容
器からの排ガス中に含まれるダストを前記キルン内でク
ロム鉱石とともに還元することを特徴とするクロム鉱石
の溶融還元方法。
Molten iron is placed in a reaction vessel that can blow oxygen-containing gas from the top to the bottom.
In the melt reduction process in which granules of pre-reduced chromium ore, carbonaceous material, and oxygen are supplied to reduce and melt oxides, the secondary combustion rate in the reaction vessel is set to 50% or less, and the introducing the high-temperature exhaust gas into a kiln for pre-reducing chromium ore, preheating the chromium ore in the kiln, and reducing dust contained in the exhaust gas from the reaction vessel together with the chromium ore in the kiln. A method for melting and reducing chromium ore, which is characterized by:
JP59188080A 1984-09-10 1984-09-10 Method for melting and reducing chrome ore Pending JPS6167727A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59188080A JPS6167727A (en) 1984-09-10 1984-09-10 Method for melting and reducing chrome ore

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59188080A JPS6167727A (en) 1984-09-10 1984-09-10 Method for melting and reducing chrome ore

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6167727A true JPS6167727A (en) 1986-04-07

Family

ID=16217350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59188080A Pending JPS6167727A (en) 1984-09-10 1984-09-10 Method for melting and reducing chrome ore

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6167727A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221336A (en) * 1989-02-21 1990-09-04 Nkk Corp Smelting reduction method of ni ore

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221336A (en) * 1989-02-21 1990-09-04 Nkk Corp Smelting reduction method of ni ore

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0131266B1 (en) Process for the production of iron using converter
US4089677A (en) Metal refining method and apparatus
JP3162706B2 (en) Ferroalloy production using a molten bath reactor.
JPH08337827A (en) Method for reducing metal oxide in rotary hearth furnace heated with oxidizing flame
US4936908A (en) Method for smelting and reducing iron ores
JPH0688143A (en) Method for melting reduction of metal ore
US4804408A (en) A mill arrangement and a process of operating the same using off gases to refine pig iron
US3912501A (en) Method for the production of iron and steel
CA1149175A (en) Recovery of steel from high phosphorous iron ores
US4753677A (en) Process and apparatus for producing steel from scrap
US4111687A (en) Process for the production of intermediate hot metal
JPS6023182B2 (en) Melting method for medium carbon high chromium molten metal
US4617671A (en) Arrangement for producing metals, such as molten pig iron, steel pre-material and ferroalloys
US3947267A (en) Process for making stainless steel
JPS609815A (en) Production of high chromium alloy by melt production
JPS6036613A (en) Production of raw molten nickel-containing stainless steel
EP0950117B1 (en) A method for producing metals and metal alloys
JPS6167727A (en) Method for melting and reducing chrome ore
JPS6169944A (en) Manufacture by melting and reducing of ferrochrome
US4412862A (en) Method for the production of ferrochromium
JPS609814A (en) Production of high chromium alloy unsaturated with carbon by melt reduction
JPS59113131A (en) Treatment of slag formed in smelting of ferrochromium
JPH01162711A (en) Smelting reduction method
US3640701A (en) Direct reduction of oxides
JPS6169943A (en) Melting and reducing method of ferrochrome