JPS6335723A - 溶融還元製錬におけるフオ−ミング抑制方法 - Google Patents
溶融還元製錬におけるフオ−ミング抑制方法Info
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- JPS6335723A JPS6335723A JP18136386A JP18136386A JPS6335723A JP S6335723 A JPS6335723 A JP S6335723A JP 18136386 A JP18136386 A JP 18136386A JP 18136386 A JP18136386 A JP 18136386A JP S6335723 A JPS6335723 A JP S6335723A
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Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
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。
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、鉄鉱石等の酸化物系原料を溶融還元して鉄系
合金溶湯を製造する際、メタル浴上に生成するスラグの
フォーミングを抑制する方法に関する。
合金溶湯を製造する際、メタル浴上に生成するスラグの
フォーミングを抑制する方法に関する。
最近、高炉・転炉法に代わる製鋼技術として溶融還元製
錬決が注目を浴びている。この方決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を口約とし
て11n発されたものである。
錬決が注目を浴びている。この方決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を口約とし
て11n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、本発明者等は先に
第4図に示す形式の炉を提案したく特願昭61−228
95号)、この炉は、固定式の縦型炉部1と該縦型炉部
1に対して着脱可能に設けられた容器部2を備えている
。容器部2は、台車3に載置されており、別の容器部2
と容易に交換することを可能にしている。
第4図に示す形式の炉を提案したく特願昭61−228
95号)、この炉は、固定式の縦型炉部1と該縦型炉部
1に対して着脱可能に設けられた容器部2を備えている
。容器部2は、台車3に載置されており、別の容器部2
と容易に交換することを可能にしている。
容器部2は、主としてメタル浴8等からなる溶融物を収
容するものであり、酸素ガス及びプロパン、微粉炭等の
燃料を溶融物に吹き込む底吹き羽口11が底壁に設けら
れている。底吹き羽口11を介し゛ζ容器部2内に吹き
込まれたガスは、メタル浴B中を気泡10となって上昇
し、投入原料に対する還元反応を進める。
容するものであり、酸素ガス及びプロパン、微粉炭等の
燃料を溶融物に吹き込む底吹き羽口11が底壁に設けら
れている。底吹き羽口11を介し゛ζ容器部2内に吹き
込まれたガスは、メタル浴B中を気泡10となって上昇
し、投入原料に対する還元反応を進める。
また、容器部2の下部にはタップホール12!132い
はスライディングゲートが設けられており、ごのタップ
ホール12或いはスライディングゲートを介して任意の
時間にン容融金属、スラグ等の溶融物が炉外に排出され
る。
はスライディングゲートが設けられており、ごのタップ
ホール12或いはスライディングゲートを介して任意の
時間にン容融金属、スラグ等の溶融物が炉外に排出され
る。
他方、縦型炉部lは、垂直円筒状或いは部分的に径大化
した円筒状の形状をもつ。該縦型炉部1の下部は容器部
2に密着・離脱自在にされており、その上部は排ガス1
3を排ガス利用系に送るためのダクトにつながっている
。該縦型炉部1の下部は、フォーミングしたスラグ層9
の一部に?l ?IJされている。
した円筒状の形状をもつ。該縦型炉部1の下部は容器部
2に密着・離脱自在にされており、その上部は排ガス1
3を排ガス利用系に送るためのダクトにつながっている
。該縦型炉部1の下部は、フォーミングしたスラグ層9
の一部に?l ?IJされている。
この縦型炉部1には、垂直上方からランス4及び斜め上
方又は横方向から複数のランス5が挿入されるようにな
っている。これらランス4.5から、酸素ガス等のガス
及び/又は鉱石1石炭等の粉体が炉内に吹き込まれる。
方又は横方向から複数のランス5が挿入されるようにな
っている。これらランス4.5から、酸素ガス等のガス
及び/又は鉱石1石炭等の粉体が炉内に吹き込まれる。
更に、この縦型炉部lには、鉱石又はその成形物、塊状
炭材等の塊状物を投入するための塊状物投入装置11f
6が設けられている。
炭材等の塊状物を投入するための塊状物投入装置11f
6が設けられている。
この溶融還元炉においては、炭材が懸濁しているスラグ
層9とメタル浴8との接触を充分に行うことにより、そ
の界面における製錬反応を促進させる。また、スラグ層
9中でもC+ Fe0−Fe + Coの反応を行って
いる。更に、このスラグ層9には、ダストを落とすフィ
ルターとしての機能も果ださ一部ている。このようなこ
とから、スラグN9の厚みをある程度大きくする必要が
ある。逆に、スラグ層9があまりフォーミングし過ぎる
と、掻業性が悪くなる。したがって、スラグ層9の盪を
常に最適値に維持することが必要となる。
層9とメタル浴8との接触を充分に行うことにより、そ
の界面における製錬反応を促進させる。また、スラグ層
9中でもC+ Fe0−Fe + Coの反応を行って
いる。更に、このスラグ層9には、ダストを落とすフィ
ルターとしての機能も果ださ一部ている。このようなこ
とから、スラグN9の厚みをある程度大きくする必要が
ある。逆に、スラグ層9があまりフォーミングし過ぎる
と、掻業性が悪くなる。したがって、スラグ層9の盪を
常に最適値に維持することが必要となる。
ところが、このような溶融還元法においてスラグを適正
な看に維持するための有効な手段は、これまで提案され
ていなかった。
な看に維持するための有効な手段は、これまで提案され
ていなかった。
たとえば、転炉操業においてスラグがフォーミングして
くると、粉コークスを吹き付けてフォーミングを抑制す
る方法が知られている。しかし、溶融還元法は、二次燃
焼率(Cot+11□0) / (Co□+CO+II
!O+Hヨ)を高くして大きな熱発生量を得ることを一
つの目的としている。そのため、炭材の添加によりフォ
ーミングの抑制は図られるものの、二次燃焼率の低下が
生じ、熱発生層が大きくならない。
くると、粉コークスを吹き付けてフォーミングを抑制す
る方法が知られている。しかし、溶融還元法は、二次燃
焼率(Cot+11□0) / (Co□+CO+II
!O+Hヨ)を高くして大きな熱発生量を得ることを一
つの目的としている。そのため、炭材の添加によりフォ
ーミングの抑制は図られるものの、二次燃焼率の低下が
生じ、熱発生層が大きくならない。
このような問題は、第4図に示した上下分離型の溶融還
元炉に限ったものではなく、その他の種々の形式の溶融
還元炉においても生じる共通した問題である。
元炉に限ったものではなく、その他の種々の形式の溶融
還元炉においても生じる共通した問題である。
そこで、本発明は、粉コークスの添加によらずフォーミ
ングを適正量に維持し、熱発生量が大きく生産性に優れ
たン容還元元法を実現することを目的とする。
ングを適正量に維持し、熱発生量が大きく生産性に優れ
たン容還元元法を実現することを目的とする。
本発明のフォーミング抑制方法は、その目的を達成する
ため、操業時において溶融還元炉内のメタル浴表面に浮
遊するスラグのフォーミングが著しくなったとき、アル
ミナ及びマグネシアの添加により前記スラグに含まれて
いるシリカ1を35%以下とし、且つ前記スラグの塩基
度(Cab/5in2)を0.5〜2.0の範囲に維持
することを特徴とする。
ため、操業時において溶融還元炉内のメタル浴表面に浮
遊するスラグのフォーミングが著しくなったとき、アル
ミナ及びマグネシアの添加により前記スラグに含まれて
いるシリカ1を35%以下とし、且つ前記スラグの塩基
度(Cab/5in2)を0.5〜2.0の範囲に維持
することを特徴とする。
フォーミングは、スラグの表面張力が低下し、気泡が生
じ易くなるときに顕著になる。この表面張力を低下させ
る要因としては、SiO□及び塩基度(CaO/SiO
2)がある。すなわち、Sin、含有量が35%を越え
るときに、表面張力の低下に起因したフォーミングが盛
んになる。そこで、本発明においては、このSiO□含
有量の調整をアルミナ及びマグネシアの添加により行っ
ている。
じ易くなるときに顕著になる。この表面張力を低下させ
る要因としては、SiO□及び塩基度(CaO/SiO
2)がある。すなわち、Sin、含有量が35%を越え
るときに、表面張力の低下に起因したフォーミングが盛
んになる。そこで、本発明においては、このSiO□含
有量の調整をアルミナ及びマグネシアの添加により行っ
ている。
使用されるアルミナ源としては、ボーキサイト。
赤泥等がある。これら資源のうち、Sing含有盪が5
%未満であり、At x Os含有量が50〜60%の
ものは豊富に産出され、しかも安価に入手することがで
きる。更に、FeJlを25%程度含有しているアルミ
ナ源もある。この高Feg03含有量のものは、鉄源と
しても利用されるので、アルミナ添加による生産コスト
の上昇は、それほどでもない。
%未満であり、At x Os含有量が50〜60%の
ものは豊富に産出され、しかも安価に入手することがで
きる。更に、FeJlを25%程度含有しているアルミ
ナ源もある。この高Feg03含有量のものは、鉄源と
しても利用されるので、アルミナ添加による生産コスト
の上昇は、それほどでもない。
また、マグネシア源としては、ドロマイト等がある。こ
のマグネシー?は、フォーミング抑制作用の外に、溶融
還元炉の炉体を構成する耐火物を保護する面からも有効
な材料である。
のマグネシー?は、フォーミング抑制作用の外に、溶融
還元炉の炉体を構成する耐火物を保護する面からも有効
な材料である。
第1図は、これらアルミナ及びマグネシア添加がフォー
ミングの抑制に与える効果を示すグラフである。
ミングの抑制に与える効果を示すグラフである。
この図の○印で示されているように、コークス/スラグ
比を大きくすると、フォーミング比は低下し、安定操業
が可能な領域になる。しかし、ここでいう安定操業は、
二次燃焼率に対する検討を除いてフォーミングの抑制を
主眼においたものである。そし′ζ、コークス/スラグ
比を大きくすることは、前述したように二次燃焼率の低
下を招くので好ましくない。
比を大きくすると、フォーミング比は低下し、安定操業
が可能な領域になる。しかし、ここでいう安定操業は、
二次燃焼率に対する検討を除いてフォーミングの抑制を
主眼においたものである。そし′ζ、コークス/スラグ
比を大きくすることは、前述したように二次燃焼率の低
下を招くので好ましくない。
そこで、本発明においては、スラグ組成を検討し、低い
コークス/スラグ比でもフォーミング比が小さく、安定
した丘業が行えるようにしたものである。すなわち、第
1図の・印で示されるよう番こ、アルミナ及びマグネシ
アをそれぞれ20%近くまで増量させ、その分だけシリ
カ含有量を低下させるとき、コークス/スラグ比とフォ
ーミング比との関係を表す曲線が伏せた状態になる。こ
のことは、コークス/スラグ比が低いにも拘らず、スラ
グのフォーミングが抑;IIIIされていることを示す
ものである。そして、コークス/スラグ比をこのように
低くするとき、添加されたコークスの酸化反応が充分に
行われ、高い二次燃焼率が得られることになる。このよ
うに、フォーミングを抑制するに存効なスラグ中におけ
るアルミナ及びマグネシアの4度は、それぞれ15〜3
0%及び15〜30%である。また、第2図は、アルミ
ナ及びマグネシアの添加により低下したシリカ含有量と
フォーミング比との関係を示すグラフである。
コークス/スラグ比でもフォーミング比が小さく、安定
した丘業が行えるようにしたものである。すなわち、第
1図の・印で示されるよう番こ、アルミナ及びマグネシ
アをそれぞれ20%近くまで増量させ、その分だけシリ
カ含有量を低下させるとき、コークス/スラグ比とフォ
ーミング比との関係を表す曲線が伏せた状態になる。こ
のことは、コークス/スラグ比が低いにも拘らず、スラ
グのフォーミングが抑;IIIIされていることを示す
ものである。そして、コークス/スラグ比をこのように
低くするとき、添加されたコークスの酸化反応が充分に
行われ、高い二次燃焼率が得られることになる。このよ
うに、フォーミングを抑制するに存効なスラグ中におけ
るアルミナ及びマグネシアの4度は、それぞれ15〜3
0%及び15〜30%である。また、第2図は、アルミ
ナ及びマグネシアの添加により低下したシリカ含有量と
フォーミング比との関係を示すグラフである。
なお、第1図に示したフォーミング比は、静止スラグ高
さに対する操業時のスラグ高さを指数として表したもの
である。すなわち、静止スラグに比較して、操業時にス
ラグが何倍に膨張しているかを示す指標である。
さに対する操業時のスラグ高さを指数として表したもの
である。すなわち、静止スラグに比較して、操業時にス
ラグが何倍に膨張しているかを示す指標である。
また、塩基度(CaO/5iOz)が低いと、S i
Oz fH度が高くなり、表面張力が小さく、フォーミ
ングし易くなる。逆に、塩基度(CaO/SiO□)が
高すぎるときには、スラグの融点が上がり、CaOが完
全に溶解上ず、未溶解CaOがガス発生サイトとなって
、フォーミングを引き起こす。このため、塩基度(Ca
0/S10□)を0.5〜2.0の範囲に維持すること
が必要である。
Oz fH度が高くなり、表面張力が小さく、フォーミ
ングし易くなる。逆に、塩基度(CaO/SiO□)が
高すぎるときには、スラグの融点が上がり、CaOが完
全に溶解上ず、未溶解CaOがガス発生サイトとなって
、フォーミングを引き起こす。このため、塩基度(Ca
0/S10□)を0.5〜2.0の範囲に維持すること
が必要である。
なお、アルミナ及びマグネシア4度が高くなるに従って
スラグの融点が上昇する。そこで、この融点上昇を防止
するため、塩基度(CaO/5iOz)を上記の範囲内
の低めに維持することが好ましい。たとえば、アルミナ
及びマグネシアの合計濃度が40%近くになるとき、ス
ラグの融点を1500℃に維持するため、塩基度(Ca
O/5iOz)を1.5以下に抑えることがII奨され
る。
スラグの融点が上昇する。そこで、この融点上昇を防止
するため、塩基度(CaO/5iOz)を上記の範囲内
の低めに維持することが好ましい。たとえば、アルミナ
及びマグネシアの合計濃度が40%近くになるとき、ス
ラグの融点を1500℃に維持するため、塩基度(Ca
O/5iOz)を1.5以下に抑えることがII奨され
る。
第3図は、この塩基度(Ca0/S10□)がフォーミ
ングに与える影響を示したグラフである。この図から明
らかなように、塩基度(CaO/SiO□)が0.5以
下のときには、フォーミングが著しくなる。また、2.
2近傍のときにも、同様にフォーミングが盛んになる。
ングに与える影響を示したグラフである。この図から明
らかなように、塩基度(CaO/SiO□)が0.5以
下のときには、フォーミングが著しくなる。また、2.
2近傍のときにも、同様にフォーミングが盛んになる。
これに対して、塩基度(CaO/SiO□)が1.2及
び1,8の例では、スラグは安定した性状になっている
。なお、第3図では、高U、O,,高MgO組成のスラ
グを併せ示している。この高Alz(h、高MgO徂成
のスラグは、)A・−ミング比が小さいものの前述した
ように融点が高くなる欠点がある。
び1,8の例では、スラグは安定した性状になっている
。なお、第3図では、高U、O,,高MgO組成のスラ
グを併せ示している。この高Alz(h、高MgO徂成
のスラグは、)A・−ミング比が小さいものの前述した
ように融点が高くなる欠点がある。
このように、炭材の添加によることなく、スラグのフォ
ーミングを抑;l+lすることができるので、高い熱発
生壇でしかも操業性に優れた溶融還元が可能となる。
ーミングを抑;l+lすることができるので、高い熱発
生壇でしかも操業性に優れた溶融還元が可能となる。
以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。
容11トンの上吹き転炉型の溶融還元炉を使用して、操
業温度1500℃で溶融還元を行った。このとき、溶融
還元炉の炉底には二重管(lζ造の底吹き羽目を取り付
けていた。該底吹き羽目の内管は、径41であり純酸素
を流した。他方、外管には、冷却用にアルゴンガスを流
した。また、上吹きランスとしては、中心にある1個の
孔の周りに6個の孔が配置されている7孔弐のものを使
用した。
業温度1500℃で溶融還元を行った。このとき、溶融
還元炉の炉底には二重管(lζ造の底吹き羽目を取り付
けていた。該底吹き羽目の内管は、径41であり純酸素
を流した。他方、外管には、冷却用にアルゴンガスを流
した。また、上吹きランスとしては、中心にある1個の
孔の周りに6個の孔が配置されている7孔弐のものを使
用した。
この溶融1元炉に炭素含0遣が飽和状態にある冷銑60
0kgを装入して、上下方向から吹酸しながら、所定■
成のスラグが得られるように配合したCaO−5iO□
−AlzCh−’AP、Oの4元系フラックスをlq入
して造滓を行った。この造滓時の吹酸速度は、上吹きが
130ON 6 /分で底吹きが20ONl/分とした
。
0kgを装入して、上下方向から吹酸しながら、所定■
成のスラグが得られるように配合したCaO−5iO□
−AlzCh−’AP、Oの4元系フラックスをlq入
して造滓を行った。この造滓時の吹酸速度は、上吹きが
130ON 6 /分で底吹きが20ONl/分とした
。
また、スラグlは、150〜200kgとした。
コークスの添加は、造滓時に70kgを添加した以外に
は、行わなかった。したがって、この添加されたコーク
スは、製錬時間の経過に従い燃焼及び鉱石の還元に消費
され、スラグに懸濁する量は徐々に減少する。このとき
のコークス/スラグ比とフォーミング比との関係をグラ
フ化したものが第1図である。
は、行わなかった。したがって、この添加されたコーク
スは、製錬時間の経過に従い燃焼及び鉱石の還元に消費
され、スラグに懸濁する量は徐々に減少する。このとき
のコークス/スラグ比とフォーミング比との関係をグラ
フ化したものが第1図である。
また、第3図は、この製錬過程におけるスラグの塩基度
(CaO/SiO□)がフォーミングに与えた影響を示
したものである。
(CaO/SiO□)がフォーミングに与えた影響を示
したものである。
これらの図から明らかなように、炭材の添加を必要とす
ることなく、スラグ組成の調整によりフォーミングを抑
制することができた。
ることなく、スラグ組成の調整によりフォーミングを抑
制することができた。
なお、溶融還元炉内のスラグのフォーミングを判定する
には、溶融還元炉内のスラグレベルを音波、光等により
検出する手段を設けることが好ましい。そして、その検
出値に応じて前記したスラグの調整を行うようにすると
、フォーミングを所定の範囲に治めることが自動的に行
われる。
には、溶融還元炉内のスラグレベルを音波、光等により
検出する手段を設けることが好ましい。そして、その検
出値に応じて前記したスラグの調整を行うようにすると
、フォーミングを所定の範囲に治めることが自動的に行
われる。
以上に説明したように、本発明においては、スラグのシ
リカ含有量及び塩基度(CaO/SiO*)を調整する
ことにより、フォーミングの抑制を行っている。また、
このようなスラグの調整を行うとき、低いコークス/ス
ラグ比にあっても、スラグのフォーミングを効果的に抑
制することができる。このため、スラグに添加された炭
材を裔率で二次燃焼させることができ、熱発生遣の大き
く、操業性に優れた溶融還元法が実現される。
リカ含有量及び塩基度(CaO/SiO*)を調整する
ことにより、フォーミングの抑制を行っている。また、
このようなスラグの調整を行うとき、低いコークス/ス
ラグ比にあっても、スラグのフォーミングを効果的に抑
制することができる。このため、スラグに添加された炭
材を裔率で二次燃焼させることができ、熱発生遣の大き
く、操業性に優れた溶融還元法が実現される。
第1図はコークス/スラグ比、アルミナ、マグネシア及
びフォーミング比の関係を示したグラフであり、第2図
はシリカ含有量とフォーミング比との関係を示したグラ
フであり、第3図は塩基度(Cab/5ift)とフォ
ーミング比との関係を示したグラフである。また、第4
図は、本発明者等が先に開発した上下分離型の溶融還元
炉を示す。 第4図 13−排ガス
びフォーミング比の関係を示したグラフであり、第2図
はシリカ含有量とフォーミング比との関係を示したグラ
フであり、第3図は塩基度(Cab/5ift)とフォ
ーミング比との関係を示したグラフである。また、第4
図は、本発明者等が先に開発した上下分離型の溶融還元
炉を示す。 第4図 13−排ガス
Claims (1)
- 1、操業時において溶融還元炉内のメタル浴表面に浮遊
するスラグのフォーミングが著しくなったとき、アルミ
ナ及びマグネシアの添加により前記スラグに含まれてい
るシリカ量を35%以下とし、且つ前記スラグの塩基度
(CaO/SiO_2)を0.5〜2.0の範囲に維持
することを特徴とする溶融還元製錬におけるフォーミン
グ抑制方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18136386A JPS6335723A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 溶融還元製錬におけるフオ−ミング抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18136386A JPS6335723A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 溶融還元製錬におけるフオ−ミング抑制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6335723A true JPS6335723A (ja) | 1988-02-16 |
Family
ID=16099413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18136386A Pending JPS6335723A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 溶融還元製錬におけるフオ−ミング抑制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6335723A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01252712A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Nippon Steel Corp | 浴融還元炉の操業方法 |
JP2009041043A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Kobe Steel Ltd | 連続溶解炉のスラグフォーミング抑制方法 |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP18136386A patent/JPS6335723A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01252712A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Nippon Steel Corp | 浴融還元炉の操業方法 |
JP2009041043A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Kobe Steel Ltd | 連続溶解炉のスラグフォーミング抑制方法 |
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