JPS62192513A - 溶融還元法及び装置 - 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） 本発明は転炉等の製鋼用炉を利用し、鉄鉱石と石炭（又
はコークス）とを炉内に装入して、直接溶鉄（溶鋼を含
む）を製造する方法およびその装置に関するものである
。

（従来の技術） 最近転炉等の製鋼用炉に、鉄鉱石及び石炭を上部より装
入し、直接溶鉄又は溶鋼を製造する方法が開発されてい
る。第３図はその一例を示すもので、図中（１）は転炉
、（２）は酸素用ランス、（３）は酸素、（４）は鉄鉱
石、（５）は石炭、（６）は溶鉄（溶鋼を含む’）　、
（７）はスラグである。

この溶鉄製造方法は、炉（１）の中央部に酸素ランス（
りを備え、酸素（３）を炉内に送給するとともに、鉄鉱
石（４）および石炭（５）を炉頂部より装入する。この
結果石炭の一部は酸素と反応し一次燃焼するが、残りの
石炭は鉄鉱石と還元反応し、還元された鉄鉱石は溶鉄と
なって炉下部に溜る。一方、上記還元反応で生成したＣ
Ｏガスはさらに酸素と二次燃焼し、ＣＯ２となって炉か
ら構成される装置記石炭の一次燃焼及びＣＯガスの二次
燃焼は、ともに発熱反応であるため、吸熱反応である鉄
鉱石の還元反応とバランスし、その促進に有効である。

但、し、上記反応は必ずしも理想的には進行せず、炉の
廃ガス中にかなりのｃｏが含まれることは避けられない
。炉下部に溜った溶鉄（又は溶鋼）は連続的又は間欠的
に炉外に排出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記溶鉄製造法においては鉄鉱石（Ｆｅ２０３）の還元
反応は式（１）により示される。

Ｆｅ２＋３Ｃ−２Ｆｅ＋３ＣＯ（１） 式（１）の反応は１０５０１０５Ｏ／Ｔ−Ｆｅの吸熱反
応である。また、溶鉄中へのＣの溶解は式（２′）で示
される０、４〜０．５　Ｍ　ｃａｌ／ｋｇ　ｏｆ　Ｃの
吸熱反応である。

Ｃ−且　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（′２
Ｊこの還元反応およびＣ溶解反応を進行させるために必
要な熱の補償は（３）〜（５）式の石炭中炭素および水
素の燃焼により与えられる。

Ｃ＋　１７２０２−　ＣＯ（３） ＣＯ＋１／２０□　→ＣＯ２（４） Ｈ，＋１７２０□　−Ｈ２Ｏ（５） Ｃの燃焼で式（３）に示す第１段階の反応では２．２Ｍ
　ｃａｌ／ｋｇｏｆ　Ｃの発熱にとどまるのに対して、
式（４）に示す第２段階では更に５．４　Ｍ　ｃａｌ／
ｋｇ　ｏｆ　Ｃの発熱があり、計７．δＭ　ｃａｌ／ｋ
ｇ　ｏｆ　Ｃと不完全燃焼時の４倍近い大きな発生量が
得られる。従って、式（１）、（２）の進行に必要な熱
を与えるための石炭は完全燃焼に近づければ、その所要
量を大きく縮少できる。

ところでこの転炉による従来の溶融還元法も、現時点で
は次に述べるような種々の問題点を抱えており、その対
策が迫られている。すなわち、１　鉄鉱石を炉頂部より
装入することにより、鉄鉱石はスラグ中のＦｅｘＯの量
が増加する。

２　スラグ、メタル間の反応によるＦｅｘＯの還元速度
は、炉底から吹き込みガス量を増加させて、攪拌速度を
上げた程度では十分でなく、スラグフォーミングを発生
する。

３　スラグフォーミングは炉内の二次燃焼を不安定にし
、燃焼熱の溶鉄への伝達効率を下げ、炉壁耐火物および
ランスの損耗率を増加せしめるとともに、連続出湯の場
合排滓口からのスラグの突出等のためスラグの連続排出
を困難ならしめる。さらに二次燃焼が充分達成できない
ため、前述のごとく石炭の所要量を充分縮少することが
できなく、既存の高炉製銑法等と比較して熱経済性にお
いて劣る。

４　炉頂部から鉄鉱石を装入するため、スラグ中にＦｅ
ｘＯの濃度の高い部分を生じ、これがメタルと接触して
急速に還元されると、第３図に示すように炉頂部よりス
ラグがあふれ出す（スロッピングと称する）（８）こと
があり、長時間の安定操業を続けることが困難となる。

５　またスラグフォーミングを発生ずると、炉頂部より
装入された石炭がスラグ中にトラップされ、石炭中の炭
素の溶鉄中への以降は阻害され、溶鉄の炭素のコントロ
ールが非常に困難となる。

などである。

本発明は上記問題点を解消し、安定した操業と高熱効率
を保証する、製鋼用炉による鉄鉱石の溶融還元法とその
装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

転炉において、酸素ランスの先端部に、酸素吹き出し用
孔とともに鉄鉱石吹き出し用孔を新設し、粉砕した鉄鉱
石を酸素とともに上記ランスより炉内に吹き込む。

〔作用〕 この結果、鉄鉱石はスラグ層を破って直接溶鉄中に吹き
込まれるので、スラグフォーミングの発生を抑制するの
みならず、二次燃焼ゾーンも一定位置に安定して存在し
、完全な二次燃焼と高熱効率とを保証することができる
。

〔発明の実施例〕

第１図、第２図は本発明の一実施例を示す製鋼用転炉の
断面図及びランス先端部の拡大平面図である。図中（１
）〜（７）は従来装置と同一部品を表し、（９）は鉄鉱
石吹き出し用孔、αＯは酸素吹き出し用孔である。

図に示すように１　ｍｍ以下に粉砕された鉄鉱石（４）
は、ランス（２）を介し酸素（３）と共に炉（１）内に
吹き込まれるので、鉄＃Ｅ石（４）はスラグ（７）を突
き抜けて直接溶湯（６）中に達し、炉頂部より装入され
た石炭（５）より還元される。上記還元反応により生成
したＣＯガスは、ランス（２）から吹き出される酸素（
３）と二次燃焼する。

上記のように鉄鉱石（４）はスラグ層（７）への接触が
少ないので、スラグフォーミングの発生は抑制され、作
業は安定する。又ガス二次燃焼ゾーンも一定位置に安定
して存在し、完全な二次燃焼が可能となり、高熱効率が
得られることになる。

なお上記実施例は転炉による鉄鉱石の溶融還元法の例で
あるが、本発明は転炉に限らずこれに類する溶湯保持炉
に広く利用することができる。

〔発明の効果〕

本発明は製鋼用転炉において、粉砕された鉄鉱石を、ラ
ンスを介して酸素とともに炉内の溶湯中に吹き込んだの
で、スラグフォーミングを抑制した安定操業と、高熱効
率を保証する操業が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す製鋼用炉の断面図、第
２図はそのランスの先端部の拡°大平面図、第３図は従
来の炉の断面図である。 図中（１）は製鋼用炉、（２）はランス、（３）は酸素
、（４）は鉄鉱石、（５）は石炭、（６）は溶鉄、（７
）はスラグ、（８）はスラグのスロッピング、（９）は
鉄鉱石吹き込み用孔、α〔は酸素吹き込み用孔、（１υ
は出湯孔である。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 第　１　囚 １：製錫用が ２：ランス ６：ＥＢ　　欽　　　　１ ７：スラグ゛ ８−　スロッこ０ンクー ９、今矢鋼石めＣ込Ｊ何）し １０゛＠導ｉス込閂手し １１、出湯口 第　２　図 フ 第　８　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）転炉等を利用して鉄鉱石を溶融還元する方法にお
   いて、粉砕した鉄鉱石をランスを介して酸素とともに上
   記炉内に装入するとともに、石炭等、炭材を炉頂部より
   炉内に装入し、上記鉄鉱石を石炭等炭材と還元反応せし
   め、該反応により発生した一酸化炭素を上記酸素により
   二次燃焼せしめることを特徴とする鉄鉱石の溶融還元法
   。
2. （２）先端部に酸素吸入用の孔を備えたランスを中央部
   に垂直に配設し、外周部に設けた傾転軸を介して傾転し
   うるように構成された転炉において、上記酸素吹込用ラ
   ンスの先端部に、酸素吹込用孔とともに鉄鉱石吹込用孔
   を設け、該ランスを介し鉄鉱石と酸素とを同時に又は各
   々単独に、炉内に吹込みうるように構成したことを特徴
   とする鉄鉱石の溶融還元装置。