JPS62230908A - 鉄鉱石の溶融還元方法 - 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、鉄鉱石や予備還元鉄鉱石等を溶融還元する方
法に関し、詳細には該溶融還元機能を発揮させつつ優れ
た脱Ｐ機能を発揮させることに成功した溶融還元方法に
関するものである。

［従来の技術］ 高炉によらないで銑鉄を製造する技術としていわゆる直
接製鉄法が脚光を浴びつつある。この様な技術としては
特公昭５７−４０８８３号公報を挙げることができる。

該公知方法は、鉄浴式溶融還元炉内に鉄鉱石及び炭素源
を投入してこれらを団鉱とすると共に、上記鉄浴中に生
石灰を加えつつ連続的に酸素吹錬を行なおうとするもの
であって、低品位石灰の使用を可能にする他、短時間吹
錬作業を実現する等のメリットを有し、実操レベルにお
いても貴重な技術として評価されている。

しかし溶融還元炉から出銑された溶銑の成分組成につい
ては必ずしも繊細な配慮がなされておらない様である。

即ち上記溶銑中のＰ濃度やＳ濃度は、例えば０．０５８
％、　０．１４８％という様に通常の高炉に比べてかな
り高い値であり、出銑後に脱Ｐ処理や脱ＳＩＡ理を行な
うことは不可欠である。溶銑に対するこれらの処理は転
炉操業前に行なわれる予ｍＩＡ理として一般化している
が、Ｐ　ｉＩＡ度やＳ濃度が高いときには予備処理の負
荷が高くなる。

従ってもし上記溶融還元プロセス自体にある程度の脱Ｐ
機能や脱Ｓ機能を発揮させることができるならば、予備
処理負荷を軽減することができるはずである。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はこうした要望を満たすべくなされたものであっ
て、溶融還元処理中の脱Ｐ反応を飛躍的に進行させると
共に、鋼種によっては溶銑に対する脱ＰＩＡ理を省略す
ることができる様な鉄鉱石溶融還元法を提供しようとす
るものである。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る鉄鉱石の溶融還元方法とは、鉄鉱石又は予
備還元鉄鉱石、炭素買物質、造滓剤、酸素を鉄浴式溶融
還元炉に導入して上記鉄鉱石を溶融還元するに当たり、
出銑時の溶銑中の［Ｃ］濃度を３．５重量％以上とする
と共に、出洗温度を、当該溶銑組成の液相線温度より２
００℃以上高い温度で且つ１４５０℃以下に保持して操
業するところにその要旨が存在するものである。

［作用］ 本発明は、上述の如＜（１）出銑時の溶銑中の［Ｃ］濃
度を３．５７［量％以上とする点、（２）溶銑の温度を
、１４５０℃以下で且つ上記溶銑組成の液相線温度より
２００℃以上高い温度に保持する様に規定した点に特徴
を有するものである。以下夫々について説明する。

（１）上記［ｃ　］　］１４度を３．５重量％以上とし
た点について： 溶銑［Ｐ］濃濃度１炭炭原単、生石灰原単位及びスラグ
量が溶銑中の［Ｃ］濃度によってどの様な影響を受ける
かについて、これらを定量的に把握することを目的とし
て多数の実験的データを整理したところ第１図に示す様
な結果が得られた。

本発明者等は、出銑後の脱Ｐ工程を省略するには出銑時
の［Ｐ］濃度を大略０．０２５％以下とすることが必要
であることに鑑み、［Ｃ］濃度を３．５重量％以上（ま
たこの様に規定してやることによって溶銑の温度を１４
５０℃以下とすることができる）とすることが不可欠で
あることを知った。

（２）溶銑温度を、上記溶銑組成の液相線温度より２０
０℃以上高い温度で１４５０℃以下に保持する様に規定
した点について： 脱Ｐは、溶銑からスラグへの燐酸化物の移行によって進
行するが、これは、高炉製鉄法における溶銑については
該溶銑温度が低いほどスムーズに進行することが知られ
ている。しかしこのことは、スラグ量の多い溶融還元法
においては必ずしも十分に確認されていない。そこでこ
れを確認すべく種々の検討を行なったところ、溶融還元
法についてもやはり低温条件が有利であることを知った
。具体的には上記（１）の条件である［Ｃ］濃度≧３．
５　Ｊｉ量％を満たす様な溶融還元条件を設定して溶融
還元を行ない、［Ｐ］濃度と温度との関係を調査した。

その結果１４５０℃以下であれば［Ｐ］濃度を所望値（
出銑後説Ｐ工程を省略できる程度の濃度：　０．０２５
重量％）以下にすることができることが分かった。

ところが本発明者等は、１４５０℃以下の溶銑を次工程
へ導入するに当たって新たな問題が生じることを知った
。即ちその問題とは、出銑・出滓時、溶銑の脱Ｓ時、リ
レードル時等に溶銑温度が降下することである。そこで
本発明者等はこの温度降下を考慮して当該溶銑組成の液
相線温度より２００℃以上高い温度に保持することとし
たのである。具体的には、Ｆｅ−Ｃ状態図において夫々
の［Ｃ］濃度（３，５重量％以上）と上記液相線との交
点より２００℃以上高い温度を下限とすることとした。

以上、溶銑の［Ｃ］濃度及び溶銑温度に着目して説明し
てきたが、脱Ｐに影響を与える要因としては、（Ａ）ス
ラグ塩基度、（Ｂ）溶銑の攪拌混合特性等が挙げられる
ので、以下これらについて説明する。

（八）スラグ塩基度（Ｃａｂ／Ｓｔｏｗ）について：溶
融還元法においては、鉄鉱石や炭材がそのまま使用され
るので、溶融還元炉中には極めて多量の脈石分及び灰分
が存在し、スラグ量が極めて多量になる（スラグ量は、
塩基度が２．０程度と低い場合でも４００　ｋｇ／ｌに
も達する）。しかも該スラグは酸性側に傾いているから
、スラグを脱Ｐに都合のよい高塩基度のものまで高める
には塩基性のスラグ形成剤を多量に添加してやる必要が
ある。

このことはスラグ量の一層の増大を招き、溶融還元の銑
鉄生産性や収率等を著しく低減させる。

従って銑鉄生産性等に鑑みるとスラグ塩基度は１．７〜
２．０　（１，７未満では脱Ｐ能が劣り、２．０を超え
るとスラグ量が過大になる）の範囲とすることが好まし
いが、上記生産性等に格別の配慮を払う必要がない場合
には、１．７〜２．０の範囲を逸脱しても良い。尚１．
７〜２．０とした場合、上述の如く脱Ｐ反応自体にとっ
ては最適条件であるとはいえないから、前記溶銑温度条
件（上限を１４５０℃とした点）は極めて意義深い条件
であるということができる。

（Ｂ）溶銑の攪拌混合特性等について：本発明において
は、酸素が鉄浴式溶融還元炉へ導入されるので、該導入
動作に伴なって溶銑が攪拌される。従って脱Ｐに必要な
燐と酸素の接触は、該攪拌によって保証されるのである
が、攪拌に格別の工夫を凝らすことによって、上記接触
効率をより高めることができ、これに伴なって脱Ｐ効果
の飛躍的向上を達成することができる。底吹きの採用等
が挙げられる。

以下本発明の実施例を挙げることによって本発明を具体
的に説明するが本発明は該実施例のみに限定される性質
のものではなく、必要に応じて種々の変形が可能である
。

［実施例］ 下記第１表に示す石炭及び下記第２表に示す予備還元鉄
鉱石を使用して操業した。

定常運転時においては、鉄浴式溶融還元炉における溶銑
のＣ濃度が４重量％、温度が１４００℃となる様に、鉄
浴底部の羽口より石炭（４１２ｋｇ／ｌ）及び純酸素（
２１８Ｎｍ’／ｌ　）を吹込みつつ、一方では鉄浴上部
から還元鉄ベレット（金属化率９２％、　　１０３　ｓ
ｋｇ／ｌ）及び生石灰（８２ｋｇ／ｌ）を装入する。ま
た上記鉄浴上部へは上吹ぎランスを用いて２次燃焼用酸
素を５１　Ｎｍ’／ｌの割合で吹き込む、溶融還元後に
おける溶銑及びスラグ組成を夫々第３表及び第４表に示
した。

第　　　３　　　表 （重量％） 溶銑温度１４０５℃、スラグ塩基度１．７８゜（Ｔ、　
Ｆｅ）３．９８重量％の条件において、溶銑［Ｐ］濃度
は０．０２０重量％であった。尚スラグ量は１　ａ　９
　ｋｇ／ｌ、　　２次燃焼率は１５％、排ガス温度は１
５０４℃であった。

［発明の効果］ 本発明は上述の如く構成されているので、脱Ｐ能を飛躍
的に向上させることができると共に、これによって脱Ｐ
処理の負荷を軽減することができ、鋼種によっては脱Ｐ
処理工程を省略することができ、溶融還元以後の効率向
上に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶銑［Ｐ］濃濃度２炭炭原単、生石灰原単位、
スラグ量等と溶銑中［Ｃ］濃度の関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄鉱石又は予備還元鉄鉱石、炭素質物質、造滓剤
   、酸素を鉄浴式溶融還元炉に導入して上記鉄鉱石を溶融
   還元するに当たり、出銑時の溶銑中の［Ｃ］濃度を３．
   ５重量％以上とすると共に、出洗温度を、当該溶銑組成
   の液相線温度より２００℃以上高い温度で且つ１４５０
   ℃以下に保持して操業することを特徴とする鉄鉱石の溶
   融還元方法。