JPS62227017A - 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 - Google Patents

粉状鉱石からの溶融金属製造方法

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JPS62227017A
JPS62227017A JP7045886A JP7045886A JPS62227017A JP S62227017 A JPS62227017 A JP S62227017A JP 7045886 A JP7045886 A JP 7045886A JP 7045886 A JP7045886 A JP 7045886A JP S62227017 A JPS62227017 A JP S62227017A
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Eiji Katayama
英司 片山
Hisao Hamada
浜田 尚夫
Shiko Takada
高田 至康
Katsutoshi Igawa
井川 勝利
Shinobu Takeuchi
忍 竹内
Kazuhiko Sato
和彦 佐藤
Takashi Ushijima
牛島 崇
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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、金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金
属製造方法に関し、さらに詳しくは、上段に流動層を形
成し、下段に炭素系固体還元剤の充填層を形成した竪型
溶融還元炉の充填層に吹込むジェットの制御による操業
方法に関する。
〔従来の技術〕
鉄鉱石その他の金属鉱石資源は粉鉱石が多くなり、今後
益々粉鉱石の割合が増加する傾向にある。特に、低品位
鉱石の品位を向上させるために浮選、磁選などの選鉱が
行われ、粒鉱の比率が増加することが予想される。粉鉱
石を塊成化した後、これを還元して溶融金属を得る方法
は塊成化のためのコストが必要であるため、塊成化を省
略し粉状鉱石をそのまま流動層を用いて溶融還元する方
法および装置が開発されている。
特公昭60−45682には流動層を用いて粉状鉱石を
溶融還元する技術が開示され、10〜30mmの粒度を
有するコークス粒子によって実質的に形成される第2流
動床域および吹込みノズルの取付位置、角度などの記述
はあるが、吹き込まれた気体のジェット深さについては
説明されていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような竪型還元炉内に炭素系固体還元剤の充填層と
その上方に流動層とを維持し、粉状鉱石を酸素とともに
炭素系固体還元剤の流動層に装入し、羽口から酸素を含
む気体を炭素系固体還元剤の充填層に吹き込んで粉状鉱
石を溶融還元する溶融金属製造方法の場合、炭素系固体
還元剤の充填層の上方に流動層を維持するため、炉内上
昇ガス流速の分布はより重要になり、羽口から吹き込ま
れた気体の炉内分散(分配)が不適当な場合、部分的に
流動化状態が悪化し、炉の操業が不安定になることが明
らかとなった。流動層が不安定になると流動層内の温度
変動が大となり温度の不均一性が生ずるため、溶融金属
やスラグの部分的な固化を生じ操業不能となったり、ガ
ス流が変動し、生産の低下、歩留低下、還元率低下など
をもたらす。
通常の気固系流動層の場合には、流動層の底面に分散板
を設置し、流動層への上昇ガスの分散を平均化している
が、上記溶融金属製造方法の場合、炭材充填層は高温で
あり、溶融金属やスラグが降下するので、このような分
散板を設けることが不可能である。
このような溶融還元炉では流動層を形成するための分散
板の役割りをするのは炭材充填層であり、羽口から炭材
充填層内に吹き込まれた気体によって形成されるジェッ
ト深さによって、ガス分散状態が大きく左右され、この
ジェット深さが流動層溶融還元炉の操業の安定にとって
極めて重要である。
本発明はこのジェット深さを適切に規制することにより
、安定した均一な流動層を形成し、粉状鉱石を効率的に
溶融還元する方法を提供する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、竪型還元炉内に炭素系固体還元剤の充填層と
流動層とを上下に維持し、粉状鉱石を酸素とともに炭素
系固体還元剤の流動層に吹込み。
羽口から酸素を含む気体を炭素系固体還元剤の充填層に
吹き込んで粉状鉱石を溶融還元する溶融金属製造方法に
おいて、炭素系固体還元剤の充填層に吹き込まれた気体
のジェー7ト深さを下記の式により、′lj制御するこ
とを特徴とする粉状鉱石からの溶融金属製造方法である
0.1<J/D<0.3 但し。
J:炭素系固体遺児量の充填層に羽口から吹き込まれた
気体のジエンi・深さ くm) D二羽ロ取付部の炉内径(m) 〔作用〕 本発明者らは、内径1.2mで炉壁に耐火物を施した装
置を用いて炭素系固体還元剤の充@層に羽口から吹き込
んだ気体が形成するジェット深さがその上方に形成され
る流動層に与える影響を検討した。
第1図は竪型溶融還元炉1本体の要部を示す模式的縦断
面図である。
還元炉1は上方から炭素系固体還元剤が供給され、炉下
部に充填層2、炉上部に流動層3を形成し、流動層には
粉状鉱石4が酸素含有気体と共に供給され、充填層2に
開口した羽口5から酸素含有気体6が吹き込まれる。こ
の羽口から吹込みジェットは充填層内2にジェット深さ
Jのレースウェイを形成し、この酸素含有気体は充填層
の固体還元剤を燃焼し、その高温遺児ガスは充填層2を
通って上昇しながら分散されて流動層の流動化ガスとな
る。このガスにより粉状鉱石は還元され溶融されて充填
層を滴下して溶銑10.溶融スラグ9として炉底に溜ま
る。
出銑口11は溶融金属を排出する開口である。
なお、図中りは羽口5の取付部の炉内径を示すものであ
る。
適当なジェット深さJは、その時の羽口取付部の炉内径
りに最も関連が深い。従って、実験室での結果とパイロ
ットプラントでの結果とを統一的に解析すれば、例えば
工業的規模の竪型還元炉のように炉内径が3m以上の場
合にも設計と操業に有効である。
ただ、この場合に注意が必要なのは1本発明の溶融金属
製造方法の場合、炉上部の炭素系固体還元剤の流動層中
へ粉状鉱石を酸素含有気体とともに吹き込むため、粉状
鉱石は流動層中で溶融し流動する炭素系固体還元剤の粒
子表面に溶着するため、粒子の1個当りの重量が重くな
り、また粒子同士の粘着性も増すので、通常の気固系流
動層の場合よりも、流動化ガスに対する条件が厳しくな
ることである。
実験に用いた粉状鉄鉱石の銘柄はMBR−FBでこれを
580 k g/Hで炭素固体還元剤を装入した流動層
に装入した。
炭素系固体還元剤としてコークスとチャーの混合物を用
い、その粒径分布は0.5〜20mmで、コークスは比
較的粗粒であり、チャーは比較的細粒であった0羽口か
らの吹込み酸素流量は650〜85ONm”/minで
、これを4木の羽口から均等に吹き込んだ。
ジェットの深さは羽口の内径を25〜45mmに変化さ
せることによって調節した。同一羽口系で酸素流量を変
更すると炉内熱レベルが変わるので、装入粉状鉱石、コ
ークス、チャー及び酸素の予熱温度などを調整して熱レ
ベルの変化をなるべく少なくした。
第2図に結果を示した。第2図は横軸に送風量をとり、
縦軸にジェット深さと炉内径との比J/Dをとッテ羽口
径25.30.45mmφの場合についてそれぞれ示し
た。ここにJは観察により測定したジェット深さくm)
、Dは炉内径(m)である、炉内観察から図中に流動状
況が良好な区間として記入したJ/Dの範囲0.1−0
.3が流動状況が良好であった。
J/Dが0.3以上では流動層の中心流が強すぎて、流
動層の中央部に吹抜けを生じ、流動層が不安定となり、
J/Dが0.1以下では中心部の流動。
化状態が悪く、どちらも操業が不安定となる。
J/Dを0.1超乃至0.3未満に制御すると安定な均
一な流動層を得ることができ、さらに最も好ましい状態
はJ / D = 0.2〜0.25であった。
〔発明の効果〕
炭素系固体還元剤の充填層とその上部に流動層を形成し
・粉状鉱石から溶融金属を製造する方法において、・吹
込ガスのジェット深さを制御することによって流動層の
安定性が得られ操業を長期間安定して行うことができる
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の適用される竪型還元炉の模式断面図、
第2図は実験結果を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 竪型還元炉内に炭素系固体還元剤の充填層とその上
    方に流動層とを維持し、粉状鉱石を酸素とともに炭素系
    固体還元剤の流動層に装入し、羽口から酸素を含む気体
    を炭素系固体還元剤の充填層に吹き込んで粉状鉱石を溶
    融還元する溶融金属製造方法において、炭素系固体還元
    剤の充填層に吹き込まれた気体の ジェット深さを下記の式の範囲内に制御することを特徴
    とする粉状鉱石からの溶融金属製造方法。 0.1<J/D<0.3 但し、 J:炭素系固体還元量の充填層に羽口か ら吹き込まれた気体のジェット深さ (m) D:羽口取付部の炉内径(m)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0665621A (ja) * 1992-08-25 1994-03-08 Kawasaki Steel Corp 2段羽口式溶融還元炉の操業方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59133307A (ja) * 1982-12-21 1984-07-31 ホエスト−アルピン・アクチエンゲゼルシヤフト 溶融銑鉄の製造法および溶解炉

Patent Citations (1)

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JPH0665621A (ja) * 1992-08-25 1994-03-08 Kawasaki Steel Corp 2段羽口式溶融還元炉の操業方法

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