JPS62224620A - 溶融還元炉への鉱石投入方法 - 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、酸化物系鉱石を溶融還元するに際して、形態
に応じて鉱石を使い分けることにより製錬反応を促進さ
せる鉱石投入方法に関する。

〔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３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に載置されており、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１ｍ８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８中を気泡１０となって上昇
し、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１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備えている。該縦型炉部ｌ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１３を排ガス利用系に送るためのダクトにつながっ
ている。ＸＫＩＩ型炉部型炉上１は、フォーミングした
スラグ９の一部に浸漬されている。

この縦型炉部１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５石炭等の粉体が炉内に吹き込まれる。

更に、この縦型炉部ｌ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
けられており、この塊状物投入装置６はスクリューフィ
ーダー６ａ４：備えている。

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＋　Ｆｅ０−Ｐｅ　＋Ｃｏの反応を行っている
。そこで、このようなスラグ９に対する鉱石原料の投入
を工夫することが重要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

いままで、溶融還元性以外の製錬法において使用されて
いる鉱石原料は、その形態は専ら装入の容易性を主眼に
おいて考えられていた。ところが、前述したように溶融
還元法においては、今までの製錬反応とは異なり、溶融
金属とスラグとの界面における反応を主体とするもので
あり、且つその反応には所定の熱を必要とする。

ところが、粉状鉱石を浴面上方から投入するとき、落下
の過程で消費される割合が大きく、その粉状鉱石が溶融
金属とスラグとの界面に達する確率は低い。したがって
、その界面における反応を活発にすることに、粉状鉱石
を有効に利用することができない。他方、塊状鉱石を浴
面上方から投入して界面反応を行おうとするとき、塊状
鉱石の反応性が低いため、生産性が低下する。

そこで、本発明は、投入される鉱石原料の形態に着目し
、その形態の相違に応じた添加方法を採用することによ
り、生産性の良い溶融還元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〕

本発明の鉱石投入方法は、その目的を達成するため、溶
融金属とスラグとの界面反応を主として酸化物系鉱石を
溶融還元する際に、前記酸化物系鉱石を塊状の鉱石と粉
状の鉱石とに分け、塊状の鉱石を炉の上方から投入して
、溶融金属とスラグとの界面に長時間滞在させ、粉状の
予備還元した鉱石を溶融金属又はスラグに直接添加し、
且つ、塊状の鉱石と粉状の鉱石との添加比率を５０　：
　５０〜９０’：１０に調整することを特徴とする。

〔作用〕

塊状の鉱石は、その比表面積が小さいことからスラグに
対する反応性が小さい。本発明は、この反応性が小さい
ことを積極的に利用するものである。すなわち、塊状の
鉱石を炉の上方から添加しスラグ中を落下させるとき、
周囲のスラグと徐々に反応し、次いで溶融金属とスラグ
との界面に至り、そこに長時間滞在する。そして、そこ
で溶融金属中の炭素と反応し、ＣＯガスを持続的に発生
し、？８融金屈とスラグとの界面を攪拌する。また、塊
状の鉱石は、落下の過程においてもスラグ中に）ｎ濁す
るＣとの反応によりＣＯガスを持続的に発生し、周囲に
あるスラグを攪拌する。

したがって、溶融金属とスラグとの接触面積の増加が図
られ、製錬反応が促進される。このＣＯガスを発生させ
ることからして、塊状の鉱石としては、予備還元してい
ない生鉱石を使用することが望ましい。このように、本
発明においては、塊状の鉱石に製錬に好適な雰囲気を作
る機能を受は持たせている。

他方、粉状の鉱石は、その比表面積が小さいことからス
ラグに対する反応性が大きい。また、この粉状の鉱石は
予備還元されているものであるから、僅かの期間に還元
されて？８融金属浴に移行する。すなわち、本発明にお
いては、粉状の鉱石に溶融金属製造速度を向上させる機
能を受は持たせている。

第１図は、この塊状鉱石と粉状鉱石との比率が反応速度
に与える影響を示す。同図に示されるように、粉状鉱石
の割合が増加するにつれ、反応速度が上昇する。しかし
、粉状鉱石の割合が５０％を越えるとき、前記の塊状鉱
石の機能が充分に発揮されなくなり、反応速度の低下が
みられる。

このように、本発明は、形態に起因する塊状鉱石及び粉
状鉱石それぞれの特徴を効果的に活用することにより、
溶融還元法の生産性を高めたものである。

また、第２図は、粉状鉱石の予備還元率がガス発生速度
に与える影響を示す。この図から明らかなように、発生
したＣＯガスによりスラグ層を攪拌して界面反応を活発
に行わせるためには、反応速度が小さく持続性のある０
〜３０％の予備還元率が好ましい。

〔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。

なお、本実施例において使用した）８融還元炉は、概略
第３図と同様な構造をもっているので、第３図に準拠し
て説明する。

内容積３０トンの炉に、溶銑２０トン、フラックスとし
てＣａＯ２，７）ン及び５ｉｌｌｂ　１．８　トン並び
にコークス１．２トンを投入し、上吹き酸素３００ＯＮ
　ｍ’　７時及び底吹き酸素４０ＯＮｎ？／時で炉内に
酸素ガスを吹き込んだ。また、塊状コークス及び粉状コ
ークス（０，２５龍以下）をそれぞれ４０ｋｇ／分及び
２０ｋｇ／分の割合で装入した。更に、粉状鉱石は１５
０ｋｇ／分の割合でランス５を介したガス吹込みにより
投入し、塊状鉱石は５０ｋｇ／分の割合でスクリューフ
ィーダー６ａにより投入した。なお、このとき使用した
粉状鉱石の予備還元率は５０％であった。

製錬を１時間ＮｌＶｔシたところ、７トンの溶銑が得ら
れた。第１図は、このＩ！！錬において、粉状鉱石と塊
状鉱石との割合に応じて変化した反応速度定数を示す。

また、第２図は、予備還元率が反応速度に与えた影響を
示す。なお、第２図においては、反応速度は、予備還元
率Ｏ％を基準とした指標で表されている。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、形態に応じ
て塊状鉱石及び粉状鉱石を使い分けることにより、塊状
鉱石及び粉状鉱石それぞれの特徴を活用している。すな
わち、スラグの攪拌が充分に行われ、酸化物系鉱石を金
属状態に還元する反応が迅速化する。その結果、生産性
の高い溶融還元法が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉状鉱石と塊状鉱石との比率が反応速度に与え
る影響を示し、第２図は粉状鉱石の予備還元率が反応速
度に与える影響を示す。また、第３図は、本発明者等が
先に開発した溶融還元炉を示す。 第　　１　　図 （粉／粉十塊） 第２図 ０　　　　　　３０％　　　　　　５０％予備逼元率 ｆ８３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属とスラグとの界面反応を主として酸化物系
   鉱石を溶融還元する際に、 前記酸化物系鉱石を塊状の鉱石と粉状の鉱石とに分け、 塊状の鉱石を炉の上方から投入して、溶融金属とスラグ
   との界面に長時間滞在させ、 粉状の予備還元した鉱石を溶融金属又はスラグに直接添
   加し、 且つ、塊状の鉱石と粉状の鉱石との添加比率を５０：５
   ０〜９０：１０に調整することを特徴とする溶融還元炉
   への鉱石投入方法。