JPS62224613A - フオ−ミング制御方法 - 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、鉄鉱石等の酸化物系原料を溶融還元して鉄系
合金溶湯を製造する際、溶湯上に生成するスラグのレベ
ルを制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

最近、高炉・転炉法に代わる製鋼技術として溶融還元製
錬法が注目を浴びている。この方法で使用する溶融還元
炉は、使用する原料に制約を受けることなく、より小規
模な設備により鉄系合金溶湯を製造することを目的とし
て開発されたものである。

このような溶融還元炉の一つとして、本発明者等は先に
第５図に示す形式の炉を提案した（特願昭６１−２２８
９５号）、この炉は、固定式の縦型炉部１と該縦型炉部
ｌに対して着脱可能に設けられた容器部２を備えている
。容器部２は、台車３にｉｉされており、別の容器部２
と容易に交換することを可能にしている。

容器部２は、主として溶融金属８等からなる溶融物を収
容するものであり、酸素ガス及びプロパン、微粉炭等の
燃料を溶融物に吹き込む底吹き羽口１１が底壁に設けら
れている。底吹き羽口１１を介して容器部２内に吹き込
まれたガスは、溶融金属Ｂ中を気泡ｌＯとなって上昇し
、浴を強攪拌することにより投入原料に対する還元反応
を進める。

また、容器部２の下部にはタップホール１２或いはスラ
イディングゲートが設けられており、このタップホール
１２或いはスライディングゲートを介して任意の時間に
溶融金属８．スラグ９等の溶融物が炉外に排出される。

他方、縦型炉部ｌは、垂直円筒状或いは部分的に径大化
した円筒状の形状をもつ。該縦型炉部１の下部は容器部
２に密着・離脱自在にされており、その上部は排ガス１
３を排ガス利用系に送るためのダクトにつながっている
。該縦型炉部１の下部は、フォーミングしたスラグ９の
一部に’１１　ン貞されている。

この縦型炉部Ｉには、垂直上方からランス４及び斜め上
方又は横方向から複数のランス５が挿入されるようにな
っている。これらランス４．５から、酸素ガス等のガス
及び／又は鉱石１石炭等の粉体が炉内に吹き込まれる。

更に、この縦型炉部１には、鉱石又はその成形物、塊状
炭材等の塊状物を投入するための塊状物投入装置６が設
けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この溶融還元炉においては、炭材が懸濁しているスラグ
９と溶融金属８との接触を充分に行うことにより、その
界面における製錬反応を促進させる。また、スラグ９層
中でもＣ＋　Ｆｅｄ−”Ｆｅ　＋　Ｃｏの反応を行って
いる。更に、このスラグ９には、ダストを落とすフィル
ターとしての機能も果たさせている。このようなことか
ら、スラグ９の厚みをある程度大きくする必要がある。

逆に、スラグ９があまりフォーミングし過ぎると、操業
性が悪くなる。

したがって、スラグ９のフォーミングレベルを検出し、
それを常に最適値に維持することが必要となる。

転炉においては、スラグがフォーミングしてくると操業
性が悪くなるので、そのフォーミングを抑制することが
目的とされていた。

ところが、溶融還元においては、上記のようにスラグに
種々の機能を持たせている。たとえば、出湯直後等のス
ラグ量が少ない時期において、スラグ層の厚みが小さい
。そのため、溶融還元炉から発生したダストをスラグに
より捕捉することが充分に行われず、鉄分等が系外に排
出され、歩留まりの低下を招く。そこで、この時期にお
いてはフォーミングを積極的に行わせ、スラグ層をフィ
ルターとして機能するに充分な厚みに維持する必要があ
る。

他方、製錬時においては、酸化物系鉱石が還元すること
によって発生するＣＯガスの量が転炉吹錬時のＣＯガス
の量とは比較にならないほど多い。このように、溶融還
元性特有のスラグに期待される機能を充分に発揮させ、
酸化物系鉱石の還元反応を円滑に行わせるためには、製
錬の全工程を通じてスラグレベルを常に最適値に維持す
ることが要求される。

そこで、本発明は、フォーミングを正確に且つ迅速に制
御することにより、スラグレベルを常に最適値に維持す
ることを目的として、開発されたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のフォーミング制＜１１１方法は、その目的を達
成するために、炉内のスラグのフォーミングレベルを測
定し、該スラグのフォーミングレベルの多少に応して炉
内のガス圧を増減させることを特徴とする。

〔作用〕

第２図は、炉内圧力とスラグ高さとの関係についての一
例である。ただし、このときのスラグの量は２０トンで
あり、その組成はＣａＯ４５％、　ＳｉＯ□３５％、　
ｕｚｏｘ　ｔ２％及びＭｇ０３％であった。このように
、炉内圧力の増加に伴ってスラグ高さが小さくなるのは
、次のガス発生反応が圧力に律速されることに起因する
。

Ｆｅ２０ｓ　＋Ｃ＝２ＦｅＯ＋　Ｃ０ Ｆｅ０＋Ｃ−４Ｆｅ＋ＣＯ Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ すなわち、圧力増加に伴ってフォーミングの原因となる
ガスを発生する反応が抑制されるので、スラグの高さが
小さくなる。

本発明は、この炉内圧力とスラグ高さとの関係を利用し
てフォーミングを抑制するものである。

すなわち、フォーミングが激しくスラグレベルが冑くな
ったときには、炉内のガス圧を大きくしフォーミングの
鎮静化を図る。また、フォーミングが不足のときには、
炉内のガス圧を小さくしフォーミングの活発化を図る。

第３図は、このように炉内圧力を変えて操業を行った結
果の一例を示す。第３図から明らかなように、炉内圧力
の変動に追従してスラグ高さが変化している。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

第１図は、本発明方法を実施する際に使用する溶融還元
炉の一例を示す。第１図の溶融還元炉において、第４図
の溶融還元炉と同じ部分は同一の符番で指示しており、
その説明を省略する。

第１図の例では、該溶融還元炉における縦型炉部ｌの上
部に、スラグ９の高さを光学的に検出する測定ｒ、１４
を設けている。

この測定器１４で検出されたスラグ９の高さに関する情
報は、演算器１５に送られる。演算器１５では、目標高
さに対するスラグ９の測定高さのずれを無くすに必要な
炉内圧を算出し、その算出結果に応じた弁開閉の指令信
号を出力する。

他方、縦型炉部工の排ガスダクト部には、開閉可能な流
量調整弁１６が設けられている。前記演算器１５から出
力された指令信号は、この流量調整弁１６に入力され、
その開閉を制御する。これにより、排ガスダクト部の流
路断面積が変わり、排ガスダクト部をｉ１ｍ遇する排ガ
ス１３の流量を増域させ、炉内のガス圧を制御卸する。

たとえば、出湯直後などスラグ量の少ない時期には、流
量調整弁Ｉ６を開放することにより炉内のガス圧を大気
圧に維持する。この状態で、鉱石投入量を増して還元反
応を増大させ、フォーミングを活発に行わせる。

他方、製錬の途中でスラグ量が多くなったり、フォーミ
ングしすぎた場合等においては、流１ｍ整弁１６を閉じ
、炉内のガス圧をたとえば５気圧程度に上昇させる。こ
れにより、ＣＯ等のガス発生反応が抑制され、フォーミ
ングが鎮静化される。

このような操作をしながら、上吹き酸素３５００　Ｎｒ
ｒｒ／ｈｒ、斜め横吹き酸素２５００　Ｎ　ｒｒｒ　／
　ｈｒ、底吹き酸素５００　Ｎ　ｒｒｒ　／　ｈ　ｒの
合計吹ｆＩｔ量６５００　Ｎ　ｒｒｒ　／　ｈｒを吹き
込みながら、鉄鉱石（合計鉄含有量６８．１％）及び石
炭（炭素含有量７３％）から０４．２％、　ＳｉＯ，１
％。

Ｐｏ、０８％、　　３０．０２５％の組成を持ち温度１
５００℃の溶銑を製造した。このとき、炉内のガス圧を
調整することによりスラグ高さを制御した。その結果が
、第３図に示されている。第３図から明らかなように、
スラグのフォーミングレベルがほぼ一定に保たれている
。

なお、第１図の例では、測定器１４を縦型炉部１の上部
に設けているが、測定器１４の取付は位置はこれに拘束
されるものではない。

たとえば、第４図（ａｌに示すように、炉壁１７に測定
器１４を取り付け、反対側の炉壁の所定の個所すなわち
測定点１８にスラグが到達したか否かを検出するように
しても良い、この場合、スラグレベルが上昇し、スラグ
９が測定点１８に達すると、スラグ面が測定器１４の視
界に入り検出される。このスラグ面が検出されると、炉
内圧力を上げることにより、フォーミングが抑制される
。

また、第４図ｆｂＪに示すように、炉壁１７に二個の測
定器１４ａ、　１４ｂを取り付けても良い。この場合、
測定点１８ａにおいてスラグ表面が測定器１４ａにより
検出されないとき、フォーミングを起こさせスラグレベ
ルを上昇させる。また、スラグレベルが過度に上昇した
ときには、測定点１８ｂでそのスラグ表面が測定器１４
ｂにより検出される。そして、その検出に基づきフォー
ミングを抑制する。或いは、このように複数の検出器を
設けることなく、一つの測定器を揺動可能に設けること
により、二個所の測定点１８ａ、　１８ｂにおけるスラ
グ表面を検出することも可能である。

ここにおいて、測定器としては前述した光学的に距離を
測定する形式の他に、音波、マイクロ波等を利用したも
のも使用可能である。たとえば、特定周波数の暗騒音と
スラグレベルとの関係とを予め調べておき、この相関関
係に基づいて炉内で発生する音をマイクで集音したもの
がらスラグのフォーミング状況を把握する。或いは、マ
イクロ波をスラグの表面にあて、その反射波を検知する
ことによりスラグレベルを測定する。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、炉内のガス
圧を調整することにより、フォーミングを制御している
。これにより、製錬期間中スラグレヘルをほぼ一定の高
さに維持することができるので、溶融還元法が本来ねら
いとする溶融金属とスラグとの接触が充分に行われ、ま
たスラグによるダストの捕捉も効果的に行われる。その
結果、製錬反応が円滑に進行し、生産性の向上が図られ
る。また、スラグが過度にフォーミングすることがない
ので、安定した炉況の下で溶融還元炉が操業される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例で使用した溶融還元炉を示し、第
２図は炉内圧力とスラグ高さの関係を示し、第３図は炉
内圧力を調整したことによりスラグレヘルが一定に抑え
られた結果を示す。また、第４図は測定器の取付は方法
に関する他の例を示し、第５図は本発明者等が先に提案
した溶融還元炉を示す。 第　１　口 第２図 炉内圧力　（気圧） 第３図 一一伽　　時　閉 第４図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炉内のスラグのフォーミングレベルを測定し、該ス
   ラグのフォーミングレベルの多少に応じて炉内のガス圧
   を増減させることを特徴とする溶融還元製錬におけるフ
   ォーミング制御方法。