JPS62188710A - 溶融還元法 - 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〕 この発明は鉄鉱石から直接溶銑を製造する溶融還元製鋼
法、特に鉄鉱石の還元を高効率で行なう方歩に関する。

〔従来の技術〕

従来の鉄鉱石から鋼を得る代表的な方法は、高炉法と転
炉法とを組合せた方法である。この方法は高炉により鉄
鉱石を還元して銑鉄を得たのち、この銑鉄を転炉で脱炭
して鋼を得るいわゆる間接法である。

しかし、この間接法には現在次のような問題がある。

■　高炉に使用するコークスは強粘結炭を使用している
が世界的な強粘結炭の需要増大にともない、強粘結炭の
入手面に不安があると同時に価格が高騰する一方である
。

■　コークス製造のためのコークス炉が必要であり、燃
料費も多く必要とする。

■　効率を高めるため、高炉に装入する鉄鉱石を焼結す
るための高価な焼結設備を必要とする。

このため間接法の改善提案がなされると同時に、間接法
に代る製鋼法として高炉を使用しない直接溶融還元法の
開発がいくつか進められている。

しかし、直接溶融還元法は石炭の消費量の増加を防ぐた
め、予備還元炉を使用するミドレックス法（Ｍｌｄｒｅ
ｘ法）等の還元鉄製造プロセスを組込む必要があり、設
備費が高価となり現段階では実用に至っていない。

また、予備還元炉を使用せずに鉄鉱石を直接還元して鋼
を得る直接溶融還元法には、冶金学的に次の問題がある
。

例えば転炉等を利用して炉内に鉄浴を形成し、この鉄浴
に鉄鉱石を投入して還元せしめ、次第に増加する鉄浴を
連続的あるいは間欠的に抜き出して鋼を製造する場合、
鉄鉱石を還元するためには還元剤が必要であり、鉄浴を
還元剤として利用するに際しては鉄浴の還元ポテンシャ
ルが高いことが条件となる。

しかし抜き出すべき鋼浴は常識的に炭素含有量〔Ｃ〕が
１％未満であＱ、高炉の炭素含有量〔ｃ〕が４チ程度の
浴と比較して還元ポテンシャルが低く、鉄浴上に装入さ
れた鉄鉱石は鉄浴上で溶解しても速やかに還元されない
。このため鉄鉱石と石炭を酸素転炉内に装入して鉄鉱石
より直接溶鋼を得る方法も種々試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記鉄鉱石と石炭を酸素転炉内に装入して鉄鉱石より直
接溶鋼を得る方法はいずれの場合も高炉による還元溶銑
には経済的にはるかに及ばないという問題点がある。

これは酸素転炉内で吹錬中の脱炭反応Ｃ＋Ｏ→ＣＯによ
り発生するＣＯガスが、鉄浴場面上方においてランスか
らの酸素ジェットと反応しＣＯ＋２０２→ＣＯ２と２次
燃焼を行なっているが、この２次燃焼によって発生する
熱が鉄浴に着熱せずガスとして発散してしまうためであ
る。

また、この２次燃焼による熱により炉耐火物の損傷を生
じるという問題点もある。

この発明は上記問題点全解決するためになされたもので
あり、鉄鉱石の還元を高能率で行なうことにより鉄鉱石
から直接鋼を安定して経済的に得ることができる溶融還
元製鋼法を提案することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る溶融還元製鋼法は、ランスより酸素を吹
き込む酸素転炉を用い鉄鉱石より溶鋼又は溶銑を製造す
る直接溶融還元製鋼法において、酸素転炉内の鉄浴湯面
近傍に放射状に配置した複数のガス吹込ノズルより酸素
を吹込み、スラグ及び鉄浴の液滴をランス火点方向へ飛
ばすことを特徴とする。

〔作用〕

この発明においては、複数のガス吹込ノズルより吹き込
む酸素で、スラグ及び鉄浴の液滴をランス火点方向へ有
効に飛ばすことにより、２次燃焼の熱をスラグ及び鉄浴
の液滴に吸収させて、２次燃焼により発生する熱を鉄浴
に着熱させる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であシ、図に
おいて１は転炉、２は転炉１内の鉄浴、３は転炉１内に
挿入され鉄浴２面に高圧の酸素上吹き込むランス、４ａ
〜４ｎは鉄浴２の０面２ａ近傍に設けられたガス吹込ノ
ズルである。このガス吹込ノズル４ａ〜４ｎは第２図の
平面図に示すように転炉１の外周に対して放射状に配置
された複数個のノズルからなる。

上記のように構成した転炉１内に鉄浴２を装入し、この
鉄浴２面上にランス３から酸素を吹込みながら、鉄鉱石
と石炭を連続投入して鉄鉱石の還元を行なう。この際複
数のガス吹込ノズル４ａ〜４ｎから酸素を吹き込み、こ
の吹き込んだ酸素により鉄浴２及び鉄浴２の湯面２ａ上
のスラグ（不図示）の一部を液滴５とし、液滴５をラン
ス３の火点３ａ方向に飛ばしながら鉄鉱石よ）直接溶鋼
を製造する。

この製鋼中に転炉１内ではランス６から吹き込む酸素と
投入された石炭によ、９Ｃ＋Ｏ−＋ＣＯの１次燃焼反応
を活溌に行ない、ＣＯガスにより鉄鉱石の還元を行なう
。

一方、ランス６からの酸素ジェットによりＣＯガスが湯
面２ａ上方の２次燃焼帯６でｃｏ＋”ｏ□→ＣＯ２の２
次燃焼を行なっている。この２次燃焼帯６にガス吹込ノ
ズル４ａ〜４ｎから放射状に吹き込む酸素によ９２次燃
焼比の増大を図ると同時に、２次燃焼により発生した熱
を放射状に吹き込む酸素によって飛ばされたスラグ及び
鉄浴の液滴５に吸収して鉄浴２に効率良く着熱させる。

〔具体例〕

第１図に示した転炉１に最初炭素含有量〔Ｃ′３を６％
に調整した鉄浴２金入れ、この中に鉄鉱石と炭素を連続
投入しながらガス吹込ノズル４ａ〜４ｎから２次燃焼帯
６に放射状に酸素を吹き込んだ場合と、ガス吹込ノズル
４ａ〜４ｎから酸素を吹き込まない場合における、鉄浴
２の炭素含有量〔Ｃ〕と石炭原単位（ｋｌｉＩ／ｌｏｎ
鉄）を調べた結果を第３図に示す。第３図においてＡは
ガス吹込ノズル４ａ〜４ｎから酸素を吹き込んだ場合、
Ｂはガス吹込ノズル４ａ〜４ｎから酸素を吹き込まない
場合の石炭原単位の変化である。

第３図から明らかなように、鉄浴２中の炭素含有量〔Ｃ
〕の減少にしたがってガス吹込ノズル４ａ〜４ｎから酸
素を吹き込んだ場合の方が、酸素吹き込みのない場合に
比べて石炭原単位が大巾に減少した。これはガス吹込ノ
ズル４ａ〜４ｎで吹き込む酸素によって２次燃焼帯６に
飛ばされる液滴５中の炭素含有量（Ｃ）が高い場合は２
次燃焼帯６のＣ０２ガスを液滴５中の炭素で還元するが
、鉄浴２中の炭素含有量〔Ｃ〕が低下し、液滴５中の炭
素含有量〔Ｃ〕が低下するにしたがって液滴５は２次燃
焼帯６の熱を吸収するのみとなり、この液滴５により鉄
浴２の着熱を図ることができるためと考えられる。

したがってガス吹込ノズル４ａ〜４ｎを湯面２ａ近傍に
設けることにより、液滴５をランス６の火点６ａ附近の
２次燃焼帯６に有効に飛ばすことによυ鉄浴２の着熱効
率を高めることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、湯面近傍に設けた複数
のガス吹込ノズルより吹き込む酸素で、スラグ及び鉄浴
の液滴をランス火点方向へ有効に飛ばすことにより、こ
の液滴で２次燃焼によって発生した熱を吸収して鉄浴に
着熱するから、石炭原単位（ｋｇ／ｌｏｎ鉄）を大巾に
減少することができ、鉄鉱石の還元を経済的に行なうこ
とができる。また２次燃焼によって発生した熱を鉄浴に
効率良く着熱することができるから、２次燃焼による炉
耐火物の損傷を防止するこ°とができる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図は上記
実施例の平面図、第３図は鉄浴中の炭素含有量〔Ｃ）（
４）と石炭原単位（Ｗｔｏｎ鉄）の特性図である。 １・・・転炉、２・・・鉄浴、２ａ・・・湯面、６・・
・ランス、３ａ・・・ランス火点、’＄１Ｌ〜４ｎ・・
・ガス吹込ノズル、５・・・液滴、６・・・２次燃焼帯
。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 第１図　　　第２囚 １：　耘　炉 第３図　　　　２．鉄浴 、Ｗｆｔｉｔ　Ｃ（’／、）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ランスより酸素を吹き込む酸素転炉を用い鉄鉱石より溶
   鋼又は溶銑を製造する直接溶融還元製鋼法において、上
   記酸素転炉内の鉄浴湯面近傍に放射状に配置した複数の
   ガス吹込ノズルより酸素を吹込み、スラグ及び鉄浴の液
   滴をランス火点方向へ飛ばすことを特徴とする溶融還元
   製鋼法。