JPS63223112A - 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 この発明は転炉等の精錬炉で鉄鉱石を溶融還元する方法
に係り、より詳しくはスラグ組成を制御することによっ
て低燐溶銑を製造する方法に関する。

従来の技術 鉄鉱石の溶融還元精錬は大半が高炉で行なわれている。

高炉は周知のごとく縦型の連続炉であるため、熱効率、
ガスの利用効率共に非常に高く、完成度の高いプロセス
として定着している。しかし、高炉法においてはコーク
ス製造のため高価な強粘結炭を必須とするため、コスト
低減、将来の強粘結炭の資源枯渇に対処する目的で高炉
法に替わる新製説法も開発されており、転炉型反応容器
による溶融還元もその一つである。

転炉型反応容器による溶融還元法としては、クロム鉱石
の溶融還元法が知られている。フェロクロムの製造分野
では従来、電気炉を用いた溶融還元が一般的であったが
、電力コストが非常に高くつくことから、すでに上下吹
転炉等を用いて電力を使用せずにクロム鉱石を溶融還元
する方法が試みられている。この方法の開発により、転
炉が本来の機能である脱炭、脱燐等の酸化精錬のみでな
く、還元精錬にも適用可能であることが再認識され、最
近では転炉型反応容器を用いた鉄鉱石の溶Ｒ還元法の開
発もすすめられている（特開昭６１−２［）７５２等）
。

発明が解決しようとする問題点 高炉法は前記した通り、コークス比が高くつき製銑コス
トが高価につく等の問題があるが、これらの外に原料（
主にコークス）中の燐の大半（一般的には９０％以上）
が溶銑中に移行するという欠点がある。このため、下工
程で脱燐処理が必要であり、コスト高の原因の一つとな
っている。

また、転炉型反応容器を用いた鉄鉱石の溶融還元法にお
いても、石炭、コークス等の炭素質物質中の燐の溶銑中
への移行の問題がある。このような問題に対して、前記
特開昭６１−２６７５２号公報には、活性ガス等を底吹
きすることにより得られる強撹拌力を利用し、精錬途中
でスラグの一部を除去して説炭する工程とスラグの全量
を除去して脱燐する工程からなる低燐鉄合金を製造する
溶融還元方法が開示されているが、この方法はスラグ除
去工程を必須とするため作業性に難点がある。

問題点を解決するための手段 この発明は転炉型反応容器を用いて鉄鉱石を溶融還元す
る方法における原料中の燐の溶銑中への移行の問題を解
決する手段として、溶融還元処理中のスラグ成分をコン
トロールすることにより、スラグ層から溶銑への燐の移
行を抑制し、燐含有率の低い溶銑を安価に製造し得る方
法を提案したものであり、その要旨は、生成スラグの組
成を塩基度１．０〜２，０１スラグ中（％Ａρ２０３　
）１０．０〜１８．０．スラグ中（訂、　Ｆａ）２．０
〜７．０に制御することを特徴とするものである。

鉄鉱石の溶融還元処理により生成するスラグは一般的に
塩基度が低く、（／Ｖ２ｎ３）は高いため、通常の転炉
スラグに比較して著しく脱燐能が劣っている。しかし反
面、溶融還元におけるスラグ量は転炉スラグ量に比較し
て著しく多いため、溶融還元スラグの成分組成を適正な
範囲、すなわち前記範囲にコントロールすれば、従来不
可能であった溶融還元処理中の脱燐反応も可能となるこ
とを見出した。　　　　” ここで、溶融還元スラグの組成を塩基度１．０〜２．０
１スラグ中（％Ｍ２Ｏ３）１０．０〜１８．０、スラグ
中（％Ｔ、　Ｆ＠）　　２．０〜７．０に限定したのは
、以下に示す理由による。

すなわち、塩基度は１．０未満でおると脱燐能が不十分
となり、他方２．０を超えると脱燐能は良好となるがス
ラグの流動性が悪化し、還元不良となるため１．０〜２
．０とした。

また、スラグ中（％／Ｖ２Ｏ３）を１０．０〜１８．０
に限定したのは、ｉｏ、ｏ未満では必要フラックス量が
多くなりコスト高となり、他方１８．０を超えるとスラ
グの脱燐能が低下し溶銑中の燐が上昇するためである。

また、スラグ中（％Ｔ、Ｆｅ）を２．０〜７．０に限定
したのは、２．０未満ではその他のスラグ組成が適正で
市ってもスラグの脱燐能が低下し、溶銑中の燐が上昇し
、他方７．０を超えるとスラグの脱燐能が飽和値に近く
なるとともに、鉄分回収率が低下し、本来の溶銑還元の
目的が達せられないためである。

上記スラグ塩基度とスラグ中（％ＡｈＯ３）は原料配合
により容易に制御できる。また、スラグ中（％Ｔ、Ｆｅ
）は例えば次の方法で制御できる。鉄鉱石投入時のスラ
グ中（％Ｔ、Ｆ＠）は処理中の温度が一定とすれば鉄鉱
石投入速度に比例し、鉄鉱石投入完了時から溶融還元終
了時までの（％Ｔ、Ｆｅ）はその期間の処理時間に比例
して直線的に減少するとすれば、次式により（％Ｔ、Ｆ
ｅ）を制御できる。

（％Ｔ、Ｆｓ）’＝ａ　ｘ　（鉄鉱石投入速度）−ｂ×
（鉄鉱石投入完了後処理時間） ａ、ｂ：比例定数 作　　　用 第１図はこの発明方法を実施するための好適な上下吹き
転炉型溶融還元炉を示す概略図でおり、炉体（１）の底
部には複数個のノズル（２）が配置されており、このノ
ズルよりＮ２等の不活性ガスが吹込まれるようになって
いる。（３）は上吹きランス、（５）はスラグである。

原料としては鉄鉱石、焼結鉱をそれぞれ単独または混合
して用いる。また、固体炭素質物質として石炭、コーク
スを使用し、スラグ生成用フラックスとして生石灰、珪
石等を適正粒度に粉砕して用いる。

すなわち、上下吹ぎ転炉型溶融還元炉において、鉄鉱石
の溶融還元を行なう場合は、炉内に脱燐溶銑（４）を貯
え、炉上部より鉄鉱石、焼結鉱、コークスおよびフラッ
クスを炉内に投入しつつ、上吹きランス（３）より０２
を吹込むとともに、底吹きノズル（２）よりＮ２等の不
活性ガスを吹込む。フラックスはスラグ塩基度がｉ、ｏ
〜２．０、スラグ中（％Ｉ’Ｖ２Ｏ３）が１０，０〜１
８゜Ｏとなるように適当量分投し、スラグ中（％丁、Ｆ
θ）が２．０〜７．０となるように鉄鉱石投入速度およ
び処理時間を決定する。

前記溶融還元炉内の溶湯温度は１６００°Ｃを超えない
よう上吹きランスの高さおよびｏ２吹込み量を調節する
。

実施　例１ １０トン上下吹き転炉を用い、第１表に示す成分、温度
の脱燐溶銑を貯え、第２表に示す組成の鉄鉱石とコーク
スをそれぞれ７トン、５トン分投しつつ、上吹きランス
より０２を１７００８ｍ’／ｈ、底吹きノズルよりＮ２
を２５ＯＮｍ’／８＋吹込んで溶融還元処理を行なった
。　その際、フラックスとして、生石灰（ＣａＯ９２％
）、珪石（ＳＬ０２９７％）を所定のスラグ成分となる
よう適当量分投した。。

本実施例におけるスラグ塩基度と溶銑［％Ｐ］の関係を
第２図に示す。　第２図より、塩基度が１．０〜２．０
の範囲において溶銑［％Ｐ］が低下していることがわか
る。

上記と同様の操業条件おいて塩基度を固定し、（％／Ｖ
２Ｏ３）を変化させた場合の溶銑［％Ｐ］の変化を第３
図に示す。第３図より、（％ｕ２ｏ３）１８以下におい
て溶銑［％Ｐ］が低下していることがわかる。

第　　２　　表 実　施　例２ 実施例１と同様の上下吹き転炉を用い、第３表に示す成
分の脱燐溶銑を貯え、第２表に示す組成の鉄鉱石とコー
クスをそれぞれ６．５トン、４．５トンと、生石灰を０
．６５　トン、珪石を０．１７　トン分段しつつ、上吹
きランスより０２を１６００８　ｍ３／ｈ、底吹きノズ
ルよりＮ２を２０ＯＮｍ’吹込んで溶融還元処理を行な
った。その際、塩基度を１．３６〜１．４２、（％＃２
０３）を１２．２〜１２．９の範囲に制御した。

本実施例におけるスラグ中（％Ｔ、Ｆａ）の変化と、そ
れに伴う溶銑［％Ｐ］の変化を第４図に示す。

第４図より、（％Ｔ、Ｆｅ）　＜　２％の領域で急激に
溶銑［％Ｐ］が上昇していることが明らかである。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明方法によれば、溶融還元処
理中のスラグ成分をコントロールすることにより、スラ
グ層から溶銑への燐の移行を抑制できるので、転炉型反
応炉で燐含有率の低い溶銑を効率よくしかも安価に得る
ことができ、低燐溶銑の製造コストの低減、品質向上に
大なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実施するための好適な上下吹き
転炉型溶融還元炉を示す概略図、第２図はこの発明の実
施例におけるスラグＦｉＡ基度と溶銑［％Ｐ］の関係を
示す図、第３図は同上実施例におけるスラグ中（％Ａｊ
２０３）と溶銑［％Ｐ］の関係を示す図、第４図は同上
実施例におけるスラグ中（％Ｔ、Ｆｅ）および溶銑［％
Ｐ］の推移を示す図である。 １・・・炉体、　　　　　　２・・・底吹きノズル、３
・・・上吹きランス、　　４・・・脱燐溶銑。 溶　銑〔％Ｐ〕 溶　銑〔％Ｐ〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄鉱石を転炉等の精錬炉に装入し、炉内で鉄鉱石を溶融
   還元する方法において、スラグ組成を塩基度１．０〜２
   ．０、スラグ中（％Ａｌ＿２Ｏ＿３）１０．０〜１８．
   ０、スラグ中（％Ｔ、Ｆｅ）２．０〜７．０の範囲に制
   御することにより低燐溶銑を得ることを特徴とする鉄鉱
   石の溶融還元方法。