JPS63161108A - 溶銑製造装置 - 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、酸化鉄から溶銑を製造する溶銑製造装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来、溶銑を製造する方法としては高炉法が一般的に知
られている。高炉法では、コークスと鉱石をシャフト炉
に装入し、加熱空気を送風して、鉱石を還元し、溶銑を
得るが、還元するのには、長大な滞留時間が必要であり
、高さを高くして、高層厚に装入物を充填しなければな
らない。

高層厚の充填層の条件で炉内の通気性と装入物の安定降
下を維持するため、高強度のコークスを多量に配合する
必要がある。従って大容量で高価なコークス設備と原料
である強粘結炭が大量に必要である。

これに対し、シャフト炉を低層厚化するところの低シャ
フト炉とし、それに９０〜９５％程度、高度に予備還元
された鉱石とコークスを装入して、溶融還元する方法が
知られている０例えば特開昭５７−２１０９０５号？が
代表的である。この方法で使用される鉱石を高度に予備
還元する理由は低シャフト炉の短い滞留時間内で還元溶
融する必要があるからである。

そして鉱石を高度に予備還元するには不活性なＨａの少
ないＣｏ、、）ＩＩに富む還元性の高い還元ガスが必要
である。従って、低シャフト炉に空気でなく酸素を吹き
込み、還元性の高い発生ガスを得ることが必要となる。

低シャフト炉の利点として、炉内の通気条件を楽にして
、通気性が確保できる最小限のコークス使用量に低減で
き、高炉法に比較して低級な強度のコークスが使用てき
ることである。

ただこの方式では多量の酸素が必要であり、その製造コ
ストだけ、溶銑製造コストが高くなる欠点がある。その
他に低シャフト炉の利点を活用するもう一つの方式とし
て炭素含有非焼成酸化鉄ベレットとコークスを装入して
加熱した空気を吹き込む低シャフト炉による溶銑の製造
方法が知られている（Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　５ｔｅｅｌ　
Ｅｎｌｌｎｅｅｒ　Ｆｅｂ、１９８６　Ｆ、３４）ここ
で炭素含有非焼成酸化鉄ペレットは鉄鉱石と粉コークス
等の炭素材とＣａＯを混合し、冷間で粒状に固めたもの
である。

この炭素含有非焼成酸化鉄ペレットは約１０００℃以上
の高温雰囲気では外部からＣＯ１■雪等の還元材がなく
ともそのペレット内部に含有されている炭素自身を還元
材として、ペレット内部から還元が進行し、特に１１０
０℃以上の高温雰囲気では短時間に還元が終了する。

この性質によって予備還元されてない炭素含有非焼成酸
化鉄ベレットを装入しても短時間で還元し溶融化し、溶
銑が得られるから低シャフト炉を利用することが可能で
ある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記低シャフト炉による方法では、純酸素
は不要だが、高炉法に比較すれば約半減化しているもの
の、低シャフト炉内の通気性を維持するための最小限の
コークスが必要である。

従ってこの方法による場合コークス製造工程を簡略化し
、コークス製造コストの低減と責源の少ない強粘結炭の
使用割合を小さくする必要がある。

このコークスを使用する必要性は前述の酸素送風方式シ
ャフト炉古式でも同様で特開昭５７−２１０９０５号に
示されている成形コークス方式の応用がｍｓされている
。この成形コークス法は従来の室炉式に比較して強粘結
炭の配合割合を低（しても、強度のあるコークスが得ら
れること、シャフト炉方式で連続式に生産し、高生産性
の利点がある。

しかしながらこの方式では９００℃程度の高温ガスで０
雪がな（ソリニジロンロスを発生させるＢ露０、Ｃｏヨ
の少ない成分の乾留ガスが多量に必要であり、これを得
ることにコスト上の問題がある。特開昭５７−２１０９
０５号に示されている応用案は、低シャフト炉の発生ガ
スの顕熱を利用する考え方であるが、酸素送風方式では
発生ガスが１０００　Ｎ　ｄ　／　）、溶銑前後で流量
が少なくその大部分を予備還元に使用しなければならず
、成形コークス乾留用に直接使用出来ず、予備還元され
た８００℃の鉱石をＮ８で熱交換し、７００℃の高温Ｎ
８ガスを得て、これを成形コークス乾留用に使用する考
え方である。

しかしこれではコークスは６００℃程度の低温乾留しか
なされず、強度のあるコークスは得られない。

高強度を得るには８００℃以上で乾留することが必要で
ある。更にシャフト炉方式で乾留する場合石炭は４００
℃前後で軟溶融化するが、この付近での滞留時間が長す
ぎると互いに成形炭どうしが粘着しクラスターを形成し
、安定した降下が得られない問題があり５００℃付近ま
での昇温速度を上げる必要がある。従って以上の条件に
適合させた成形コークス製造方法を酸素送風方式シャフ
ト炉に適用することは出来ない。

一方炭素含有非焼成酸化鉄ペレフトを使用する低シャフ
ト炉法では、全体燃料使用量（炉内に装入される全ての
燃料でコークスと炭素含有非焼成酸化鉄ペレット中の炭
素材、羽口から吹き込まれる微粉炭、重油が含まれる）
が大きいのが問題である。

これは低充填層厚なので、炉内でのガスとペレットの接
触滞留時間が十分とれず、ガス利用効率が高炉法に比較
して低い為である。

（問題点を解決するための手段） 以上の従来方式の問題点に対し空気或いは、酸素富化し
た空気を吹き込み、炭素含有非焼成酸化鉄ペレットとコ
ークスを装入する低シャフト炉方式の溶銑製造に於いて
、低シャフト炉の発生ガスの一部を乾留シャフト炉に吹
き込み成形炭を乾留製造すること、またその発生ガスの
残部を予熱シャフト炉に吹き込み、炭素含有非焼成酸化
鉄ペレットを予備還元することを特徴とし、更に該乾留
シャフト炉を上下２段としその中間と下段の底部にそれ
ぞれ設けている羽口に、該シャフト炉の発生ガスを吹き
込むこと、また乾留シャフト炉に吹き込む低シャフト炉
の発生ガスに空気或いは酸素を添加して部分燃焼させ、
さらに高温として、乾留シャフト炉に吹き込むこと、或
いは乾留シャフト炉に成形炭と同時に鉄鉱石、石灰石等
の鉱石原料を混合装入することを特徴とする溶銑製造装
置である。

（作用） 上述の本発明の構成により、低シャフト炉で発生する１
７００〜２００ＯＮ　ｃｄ　／Ｔｏｎ−溶銑の発生ガス
量は多量であり、成形コークス乾留シャフト炉と炭素含
有非焼成酸化鉄ベレットを予備還元する予熱シャフト炉
に同時に供給が可能であり、しかも供給されるガスは十
分に高温である為、外部から熱を供給しないで低コスト
で良賞な成形コークスと、同時に炭素含有非焼成酸化鉄
ペレットを予熱し予備還元を行う為、その分の予熱熱量
、還元熱量を節約でき燃料使用量を低下できる。

更に成形コークスの乾留方法において、２段のシャフト
炉としたものにあっては上段の乾留シャフト炉に中間か
らも高温ガスを添加している為、５００℃付近の昇温速
度を早くすることが出来、シャフト炉内にクラスターの
発生を防止するように作用し、円滑に成形コークスを得
ることが出来る。

又発生ガスに空気或いは酸素を添加すると、高温燃焼し
、発生ガスは容易に昇温出来る為、低シャフト炉の発生
ガスの温度変動があっても安定した高温ガスを乾留シャ
フト炉に供給でき、さらに安定した高品位の成形コーク
スを得られる。なお鉄鉱石、石灰石等の鉱石原料を一部
、成形炭と共に乾留シャフト炉に装入すると、溶融軟化
する４００℃前後の状態で互いに粘着しようとする成形
炭の間に鉱石原料が介在して、クラスターの発生を防止
出来る。

（実施例） 本発明を図面に基づく一実施例で詳述する。

鉄鉱石３１を１４５０ｋｌ／Ｔｏａ−溶銑、石炭チャー
３２を２８０　ｋｇ　／　Ｔｏｎ−溶銑、Ｃａ　Ｏ３３
を８０ｋｇ／Ｔｏｎ−溶銑を水３４で配合して、ミキサ
ー１で混合し、ペレタイザ２で生ペレットを造粒する。

この化ベレットはオートクレーブ３で約２０気圧の蒸気
３５を添加し、高圧蒸気雰囲気で養成させ、炭素含有非
焼成酸化鉄ベレットａを製造し、これを予熱シャフト炉
４に装入する。そしてこの予熱シャフト炉４の底部に達
した時、炭素含を非焼成酸化鉄ベレン）ａは８００℃ま
で予熱され、このとき同時に２０％程度の補助還元が行
われ、これを切出装置５で切出量を調整して低シャフト
炉２０に装入する。

なお上記石炭チャー３２は石炭を熱分解し揮発成分を大
部分除去した、残査分で大部分は炭素であるが、その他
の炭素材として、粉コークス、無煙炭、低揮発性瀝青炭
が使用できる。

一方弱粘結炭を主配合とする石炭３６を２５０　ｋｇ　
／Ｔｏｎ−溶銑、バインダーとしてタール３７を２５ｋ
ｇ／Ｔ。

ｎ−溶銑をミキサー１１で混合し成形機１２で５０−一
前後の塊状の成形炭２７５ｋｇ／Ｔｏｎ−溶銑を得て、
それを８０ｍ／丁ｏｎ−溶銑のＷｋ鉱石３８と混合して
上段乾留シャフト炉１３に装入する。上段乾留シャフト
炉１３には、下段乾留シャフト炉１４から６００℃の乾
留熱交換されたガスの他に中間羽口１５から１０００℃
近くの高温ガスが供給される。従うて塊状の成形炭等は
５００℃以上に急速昇温されて、下段乾留シャフト炉１
４に降下しここで更に９００℃まで乾留し成形コークス
２２０ｋｇ／Ｔｏａ−溶銑が得られ、切出装置１６で切
出流量を調整して、低シャフト炉２０に装入される。

この時乾留過程において混入している鉄鉱石は予備還元
され、成形コークスとともに低シャフト炉２０に装入さ
れる。

低シャフト炉２０は羽口２１から１１５０℃まで加熱さ
れた酸素濃度２３９４の酸素富化された熱風３９が１２
０ＯＮｊ／Ｔｏａ−溶銑送風される。また低シャフト炉
２０内では約８００℃程度に加熱されたベレット１が約
１０００℃まで昇温され、炉内上層の還元雰囲気ガスに
より予備還元される。そして１０００℃以上にペレッ）
ａが加熱されると、含有炭素を還元剤とする還元作用が
ペレット１の内部から発生し、更に１１００℃以上加熱
されると急速に含有炭素による還元が進行し、約１４０
０℃まで昇温される過程で溶銑とスラグが分離され、溶
銑、スラグが出銑口２２から排出される。

一方低シャフト炉２０から発生する炉頂ガス量は約１８
０ＯＮ　ｒｄ／Ｔｏｎ−溶銑でその成分は、Ｎ雲が５５
％、ＣＯが３４９４．００重が８％、ｈが３％で還元性
のガスである。その内４００　Ｎ　ｎｌ　／　Ｔｏａ−
溶銑はバーナ２３で加熱空気４１が少量添加され１００
０℃に昇温した後分岐させ一方の流量を２７０　Ｎ　ｎ
ｌ　／　Ｔｏｎ−溶銑を下部羽口１７から下段乾留シャ
フト炉１４に吹き込み、残りの流量１３０　Ｎ　ｒｄ　
／　Ｔｏａ−溶銑を中間羽口１５から上段乾留シャフト
炉１３に吹き込んでいる。低シャフト炉２０から発生す
る炉頂ガス量の残量である約１４０ＯＮｎｆ／Ｙｏｕ−
溶銑の発生ガスは予熱シャフト炉４の底部羽口６に吹き
込まれる。

なお羽口２１からは微粉炭４０を９０ｋｇ／Ｔｏｎ−溶
銑が吹き込まれる０図示はしないが、予熱シャフト炉４
と上段乾留シャフト炉１３から排出されるガスは清浄化
され、燃料ガスとして発電等に使用される。

またガス清浄化で回収したダスト、タールは炭素含有非
焼成酸化鉄ペレット、成形炭の原料として再利用される
。

（発明の効果） 本発明は上述のように構成作用することより以下のよう
な効果ををする。

■　成形コークス乾留シャフト炉と予熱シャフト炉に同
時に十分な量の高温ガスが供給されるので、外部から熱
を供給しないで低コストで良質な成形コークスが得られ
、同時に炭素含有非焼成酸化鉄ペレットを予熱し、予備
還元するので、燃料使用量を低減で合る。

■　中間羽口１５からも９００〜１０００℃の高温ガス
が添加されるので５αＯ℃付近までの昇温速度を早くす
ることが出来るから、クラスターを発生させず円滑に成
形コークスを製造できる。

■　発生ガスに空気或いは酸素を添加するので高温燃焼
し発生ガスは容品に昇温できる為、低シャフト炉の発生
ガスの温度変動があっても安定した高品位の成形コーク
スが得られる。

■　鉄鉱石、石灰石等の鉱石原料を一部、成形炭と共に
乾留シャフト炉に装入すると、溶融軟化する４００℃前
後の状態で互いに粘着しようとする成形炭の間に鉱石原
料が介在して、クラスターの発生を防止出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す概略説明図である。 １はミキサー、２はペレタイザー、３はオートクレーブ
、４は予熱シャフト炉、５は切出装置、６は底部羽口、
１１はミキサー、１２は成形機、１３は上段乾留シャフ
ト炉、１４は中間羽口、１５は中間羽口、１６は切出装
置、１７は下部羽口、２０は低シャフト炉、２１は羽口
、２２は出銑口、２３はバーナー、３１は鉄鉱石、３２
は石炭チ中−１３３はＣａｂ、３４は水、３５は蒸気、
３６は石炭、３７はタール、３８は鉄鉱石、３９は加熱
空気、４０は微粉炭、４１は加熱空気。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気或いは、酸素富化した空気を吹き込み、炭素
   含有非焼成酸化鉄ペレットとコークスを装入する低シャ
   フト炉方式の溶銑製造に於いて、低シャフト炉の発生ガ
   スの一部を成形炭の乾留シャフト炉に吹き込むことで、
   成形炭を乾留しそれを低シャフト炉に装入することを特
   徴とする溶銑製造装置。
2. （２）低シャフト炉の発生ガスで炭素含有非焼成酸化鉄
   を予熱還元することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の溶銑製造装置。
3. （３）成形炭の乾留シャフト炉を上下２段としその中間
   と下段の底部にそれぞれ設けている羽口に、該シャフト
   炉の発生ガスを吹き込むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項、第２項記載の溶銑製造装置。
4. （４）成形炭の乾留シャフト炉に吹き込む低シャフト炉
   の発生ガスに空気或いは酸素で部分燃焼させ、さらに高
   温として、乾留シャフト炉に吹き込むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項記載の溶銑製造
   装置。
5. （５）乾留シャフト炉に成形炭と同時に鉄鉱石、石灰石
   等の鉱石原料を混合装入することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項、第４項記載の溶銑製造
   装置。