JPS6335714A - 操業方法及び溶融還元炉 - 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、酸化物産ｔ４を溶鉄等の溶融金属に溶融還元
する際に、メタル浴に浮遊するスラグの量を適量に維持
しながら製錬を継続する操業方法及びそのための溶融還
元炉に関する。

〔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、及び製錬
反応の際に生じる熱を有効に回収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、第３図に示したよ
うな固定式の炉床をもつものが、特開昭５３−７１６１
３号公報等で提案されている。

この炉は、炉体１に垂直上方からのランス２及び斜め上
方又は横方向からのランス３が挿入されるようになって
いる。これらランス２，３から、酸素ガス等のガス及び
／又は鉱石３石炭等の粉体が炉内に吹き込まれる。更に
、炉体ｌの上部に塊状物投入装置４を設け、該塊状物投
入装置４から鉱石又はその成形物、塊状炭材等の塊状物
を投入する。

製錬の初期に、予め所要ｌのメタル浴５を形成しておく
、該メタル浴５は、その上部にあるスラグ層６に懸濁す
る鉱石の炭材による還元反応の結果、製錬の経過に伴ワ
て増量する。そして・製錬終了時に、炉体ｌの下部に設
けた出湯ロアからこのメタル浴５を取り出す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この１容還元元においては、製錬の推移にしたがい、ス
ラグ層６が厚くなってくる。また、使用する酸化物系原
料にはシリカが通常含まれているため、ごのスラグ層６
はフォーミングし易い状態にある。ごのスラグ層６が過
度に厚くなったり、著しくフォーミングをするときには
、操業が困難な状態に至る。また、スラグが過剰にある
と、添加された鉱石、炭材等の歩留りが悪（なり、溶融
金属の生産能率が低下する。

そこで、本発明は、製錬時においてこのスラグ層の厚み
を適度に維持し、またフォーミングした場合にあっても
その影響を小さくすることができる操業方法及びそれに
使用する溶融還元炉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〕

本発明の溶融還元炉の操業方法は、その目的を達成する
ため、種湯を炉内に装入し、金属酸化物原料をメタル浴
に含有される炭素で溶融還元するごとにより、メタル浴
のレベルが操業の推移につれ−ＵＪ：昇する溶融還元法
において、製錬工程の途中からメタル浴が上昇した分だ
け該メタル浴の上に浮遊するスラグをｉＪＦ出し、製錬
終了時には全量のスラグを排出することを特徴とする。

また、該操業方法に使用する溶融還元炉は、平常の製錬
時にはスラグ層に接する炉壁側面にスラグ排出口を設け
、且つ該スラグ排出口の設置個所を、製錬が終了したと
きにメタル浴の最高レベルが前記スラグ排出口の下端に
接する個所とし、前記スラグ排出口に出滓樋を連接した
ことを特徴とする。

〔作用〕

これにより、金属酸化物原料の還元に伴い増量したスラ
グが溶融還元炉から連続的に排出され、炉内には適量の
スラグが確保される。このため、フォーミングした場合
にあっても、スラグの絶対量が少ないので、フォーミン
グが操業困難の原因となることもない、そして、スラグ
の量が適正に維持されるので、投入された原料の利用効
率も改善される。更に、スラグ単独の連続的な排出が行
われることから、比較的簡単な１５作で溶融金属をスラ
グから分離することができ、以降の操作も簡単なものと
なる。

〔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。

第１図ｆａｔ〜（ｄｉは、本発明の操業方法をその製錬
経過を追って示すものである。なお、これらの図におい
て、第３図で示した部材等に相当するものは、同一の符
番で指示し、その説明を省略した。

＋８融還元を開始するに当たり、第１図１ａ）に示すよ
うに、炉内に適量の種湯をメタル浴５として装入する。

この時点では、炉内にスラグ層は形成されていない。

そして、このメタル浴５に向けて塊状物投入装置４から
鉱石又はその成形物及び炭材等の原料を投入し、鉱石中
の金属酸化物をメタル浴５に含有されている炭素により
還元する。この還元によって、メタル浴５のレベルは、
第１図ｔｂｌに示すように、徐々に上昇する。また、還
元反応により副生ずるスラグも増量し、スラグＮ６の厚
みが大きくなる。なおこのとき、このメタル浴５及びス
ラグＭ６の上昇に伴い、ランス２，３も上昇さセること
が好ましい。この上昇により、ランス２，３とスラグＮ
６上面との間の距離を一定に保たれ、安定した１桑業が
行われる。

このスラグ層６のレベルが所定値を越えると、その越え
た分のスラグが排出されるように、炉体ｌの側壁にスラ
グ排出口８が設けられ、このスラグ排出口８に出滓す９
が連接されている。第１図（Ｃ１は、これらスラグ排出
口８及び出滓樋９を介してスラグ１０が連続的に排出さ
れている状態を示している。

造滓反応及びフォーミングが最も活発な製錬工程で第１
図（ｂｌから同図［Ｃ）に至る状態が維持されるように
、スラグ排出口８の高さを定めている。したがって、こ
の製錬工程におけるスラグの絶対量が過度に大きくなら
ないように抑えられていることから、従来の溶融還元法
においてみられたようなスラグのフォーミングにより操
業が困難となるような事態を避けることができる。また
、スラグの量を低く抑えているので、塊状物投入装置４
から投入された金属酸化物が還元されてできた溶融金属
は、優れた効率でメタル浴５に移行する。

このスラグ排出口８の設置個所は、炉の形状。

断面積等に応じて変わるが、たとえばｌＯＯトンの種湯
を用いて１００〜２００トンの銑鉄を製造するような溶
融還元炉の場合、炉底から約２〜３ｍの位置にある側壁
にスラグ排出口８を設けると良い。

次いで、第１図（ｄｌに示すように、メタル浴５のレベ
ルがスラグ排出口８の近傍に達したときに、原料の投入
及びランス２．３からの吹酸を停止する。これにより、
炉内が鎮静し、スラグ１５６に浮遊している溶融金属が
メタル浴５に移行する。この移行により、メタル浴５の
レベルが上昇し、その上に残存しているスラグをスラグ
排出口８から排出する。そして、出湯ロアを開いて、種
湯相当ｌの溶融金属を除くメタル浴５を排出する。

このようにして、第１図ｆａｌ〜＋ｄ＋の操作を繰り返
すことにより、溶融還元を継続する。

第２図は、このようにして溶融還元を行った場合のスラ
グ層６の厚み変化を示したものである。

この図から明らかなように、造滓反応及びフォーミング
が最も活発な製錬期にスラグＮ６の緩慢な減少が行われ
るので、安定した操業が行われる。

なお、第２図中、ｔａ＋　〜ｆｄｌは第１図の（ａｌ　
〜ｆｄｌに対応するときの状態を示す。

なお、スラグ層６中の酸化鉄（Ｆｅｄ）含を盪が畜いと
、排出されるスラグ１０中に多層の未還元酸化鉄が残留
することになるため、原料鉄の歩留りが低下する。この
ような場合には、底吹きにより酸化鉄原料を装入するこ
とが好ましい。すなわち、この底吹きによるとき、装入
された粉鉱石の大部分がメタル浴５により還元され、ス
ラグ層６に溶解される計は少ない。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、造滓反応が
最も活発な製ｉ！Ｉ！ＵＩに、スラグを自ｖＪ的に排出
しているので、過剰量のスラグが存在することに起因し
た生産性の低下を防ぐことができる。

また、その時期におけるスラグの絶対量が少ないため、
たとえフォーミングが活発に行われた場合にあっても、
操業を停止しなければならないような状態に至ることが
ない。このように、本発明は、安定した条件の下で溶融
還元を行うことを可能にするものである。

また、排出によるスラグのＭｌに応じて原料の装入が連
続的に行えるので、特に原ｔ４をメタル浴内部に吹き込
む場合等にあっては、吹込み羽口における吹込み条件を
一定に維持することが可能となり、羽目寿命が長くなる
。そして、このように操業条件を一定化することにより
、溶融還元炉から発生する排ガスも量的に安定化する。

したがっζ、その排ガスを利用する予備還元工程等の後
工程に送るとき、バッファータンク等の付加設備を必要
とすることなく、連続的なガス送給が可能になる。また
、この排ガスを冷却する必要がある場合にあっては、冷
却により副生ずる水蒸気の発生量が一定となるので、こ
の水蒸気を発電用等の価値の高い目的に使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における操業を工程順に示し、第
２図は製錬工程に対応するスラグ層の厚みの変化を示す
、また、第３図は従来の溶融還元炉を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、種湯を炉内に装入し、金属酸化物原料をメタル浴に
   含有される炭素で溶融還元することにより、メタル浴の
   レベルが操業の推移につれて上昇する溶融還元法におい
   て、製錬工程の途中からメタル浴が上昇した分だけ該メ
   タル浴の上に浮遊するスラグを排出し、製錬終了時には
   全量のスラグを排出することを特徴とする操業方法。 ２、平常の製錬時にはスラグ層に接する炉壁側面にスラ
   グ排出口を設け、且つ該スラグ排出口の設置個所を、製
   錬が終了したときにメタル浴の最高レベルが前記スラグ
   排出口の下端に接する個所とし、前記スラグ排出口に出
   滓樋を連接したことを特徴とする溶融還元炉。