JPS6335724A

JPS6335724A - 溶融還元炉

Info

Publication number: JPS6335724A
Application number: JP18136586A
Authority: JP
Inventors: Masataka Yano; 矢野　正孝; Hideki Ishikawa; 英毅石川; Hiroyuki Katayama; 裕之片山; Mitsutaka Matsuo; 充高松尾; Hiroshi Hirata; 浩平田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1988-02-16

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、特に加圧条件下で酸化物系鉱石を溶融還元す
るに際して、接続部からスラグ等が泪出することがない
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
錬法が旺１１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、本発明者等は先に
第２図に示す形式の炉を提案した（特願昭６１−２２８
９５号）。この炉は、固定式の縦型炉部ｌ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に載ヱされており、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、微わ）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を介して容器部２内に吹き
込まれたガスは、メタル浴８中を気泡１０となって上昇
し、装入原料に対する還元反応を進める。

また、容器部２の下部には出湯口１２が設けられており
、この出湯口１２を介して任意の時間に溶融金属、スラ
グ等のｌ容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備えている。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１３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の一部に浸漬されている。

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９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６が設
けられており、この塊状物投入装置６はスクリューフィ
ーダー６ａを備えている。

この？８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＋　ＦｅＯ→Ｆｅ＋ＣＯの反応を行ってい
る。そこで、このようなスラグ層９に対する鉱石原料の
装入を工夫することが重要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような上下分離型の溶融還元炉を使用して／８融還
元を継続すると、時間の経過と共にメタル浴８及びスラ
グ層９が増量し、その分だけスラグ層９のレベルが高（
なる。また、溶融還元におけるスラグ層はフォーミング
し易いものであることも原因となって、スラグ層９の表
面が縦型炉部ｌと容器部２との接合部より高くなること
がある。

そこで、この接合部のシールを完全に行っていないと、
接合部からスラグ層や溶融金属が流出する危険が生じる
。

ところが、第２図に示したような溶融還元炉においては
、縦型炉部ｌと容器部２とを分離することを前提にして
設計されたものであるため、完全なシールを可能とする
接合部では、縦型炉部ｌと容器部２との接続・分離作業
が複雑となり、操業性の低下を来す。

そこで、本発明は、この接続部を従来の溶融還元炉にお
ける接続部より高くし、しかも間車な接続手段により容
器部の気密性を保つことにより、安定した条件下で溶融
還元を行うことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の溶融還元炉は、その目的を達成するため、溶融
金属及びスラグを収容する容器部内に耐火物製の円筒を
挿入するように、容器部及び／又は円筒を相対的に上下
動自在に配置し、スラグ層の最高到達位置より上方で、
前記容器部に対して前記円筒をその外側部で着脱自在に
且つ気密性を保って接続したことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例により、本発明の特徴を具体
的に説明する。

第１図は、本実施例における溶融還元炉の内部構造を示
すものである。なお、同図において、第２図で示した部
材等に対応するものについては同一の符番で指示した。

本例の溶融還元炉においては、昇降可能な耐火物製の円
筒部１４と溶融金属、スラグ等の溶融物を収容する容器
部２からなる基本構造をもつ。この容器部２の底壁には
、第２図の例と同様にメタル浴８にガスを吹き込む底吹
き羽口１１が設けられている。この底吹き羽口１１を介
して、粉鉱石、粉炭等の原料をメタル浴Ｂ内に吹き込ん
でも良い。或いは、これら原料を吹き込むために、容器
部２の側壁に羽口１５を別途設けることもできる。なお
、この羽口１５からガスのみを吹き込むことも可能であ
る。

他方、円筒部１４のメタル浴８に浸漬される部分は、耐
火物１６で作っている。この部分の耐火物１６には、そ
の形状を保持させるために内部に鉄心１７を埋め込んで
いる。また、メタル浴８やスラグ層９に浸漬されない円
筒部１４の上部は、鉄皮１８の内側が耐火物１６でコー
ティングされた状態になっている。

この円筒部１４の上部は、排ガスダクｌ−１９に接続さ
れている。また、その上部の一部には、鉱石。

鉱石成形物、炭材等の塊状物を投入するため、第２図の
例と同様に、塊状物投入ｇＷ６が設けられている。そし
て、円筒部１４の垂直上方及び／又は斜め上方から、１
本又は２本以上のランスが炉内に挿入できるようになっ
ている。なお、第１図には、垂直上方から挿入されたラ
ンス４のみを示している。

また、円筒部１４に連なる排ガスダクト１９には、炉内
圧力制御弁２０が設けられている。この炉内圧力制御弁
２０の開度を調整することにより、排ガスダク１−１９
を流れる排ガス１３の流量が変わり、炉内の圧力を制御
することができる。

このような円筒部１４を備えた溶融還元炉において、円
筒部１４の下端と容器部２の上部とを、メタル浴８やス
ラグＷ４９が接しない円筒部１４の外側で接続する。第
１図に示した例では、円筒部１４の下端にフランジ２１
を形成し、該フランジ２１を容器部２の土壁に対して取
外し自在に接続している。し。

かじ、接続手段は、このフランジ接合に拘束されるもの
ではなく、たとえば円筒部１４の下端及び／又は容器部
２の上面にベローズを取り付け、このベローズにより容
器部２と円筒部１４との接合を行うこともできる。

このようにして、円筒部Ｉ４の外側で、容器部２と円筒
部１４との接続を行うものであり、しがもその接続個所
はスラグ層９の最高到達位置より高くしているので、接
合部からのスラグＭ９．メタル浴８等の漏出を防ぐこと
ができる。このため、炉内を加圧条件下に維持した操業
が可能となる。また、万一スラグＮ９が接合部に到達し
たときにスラグが接合部から漏出することをより完全に
防止するために、パツキン等を介して容器部２と円筒部
１４とを接合することが好ましい。このように、接合部
を気密、ａ密なものとするとき、炉内のガスが漏洩する
ことも防止される。

また、接続部をスラグ層９の最高到達距離より高い位置
に設けているので、その接続部にスプラッシュがかかる
ことがない、そのため、接続部を水冷構造にすることも
できる。また、炉内の熱がこの接続部に直接かかること
がないので、接続部の耐久性は優れたものである。しか
も、この接続部における円筒部１４及び容器部２の双方
には鉄皮が設けられているので、パツキン等を介在させ
ることが容易であり、シール特性に優れた接続部を節単
に得ることができる。そして、容器部２内のスラグ層９
は円筒部１４の下方部分にのみ存在するので、スラグに
より接続部の劣化が生じることもない。

この炉を使用して製錬を継続させた後で、生成した溶融
金属やスラグ等が一定量を越えたときには、その接合部
を取り外し、円筒部１４を上部に持ち上げ、及び／又は
容器部２を降下させることによって、内筒部１４を容器
部２から切り離す。次いで、容器部２のみを回動させる
ことにより、容器部２内の溶融金属やスラグ等を排出す
る。

次いで、操業データを具体的に示す。

内径１０（ｂｍ、高さ１０００龍でクロマグれんがを内
張すした容器部２の底壁に、内径４■−の内管及び内径
６■■の外管からなる二重構造の底吹き羽口１２を１個
設置した。この内管からは酸素ガスを、外管からはアル
ゴンガスをメタル浴８中に吹き込んだ。また、容器部２
の側壁に取り付ける羽口１５は内径７龍の単管構造であ
り、アルゴンガスをキャリアとして粒径１龍以下の粉鉱
石を羽口１５がらメタル浴８に吹き込んだ。

他方、円筒部１４は、内径５００龍、高さ１５００鶴。

下端から接合部までの高さ７００■自、下端から塊状物
投入装置６までの高さ１２００ｍ−の大きさのものを用
いた、この円筒部１４の側壁を貫通して角度６０度で斜め下方
に指向するランス（図示せず）を、円筒部１４の周囲に
関して９０度間隔で４本挿入した。このランスとしては
、３■１径のノズル孔を３個もつものを使用した。また
、円筒部１４の垂直上方がら１本のランス４を挿入した
。このランス４としては、口径７　ｕ＋の中心ノズルの
周りに口径２ｎのノズルヲ６孔配置した７礼式のものを
使用した。そして、中心ノズルからはアルゴンガスをキ
ャリアとして粒径２龍以下の石炭粉を吹込み、周辺のノ
ズルからは酸素ガスを吹き込んだ。

他方、塊状物投入装置６からは、粒径２鴎−以上の石炭
１粒径２龍以上の鉱石及び粒径５１−以上の石灰石をス
クリューフィーダ方式で投入した。また、排ガスダクト
１９に設けた炉内圧力制御弁２０により炉内圧力を変化
させて、溶融還元を加圧条件下で実施した。

このような装置において、上吹き吹酸ｆｔ１５０ＯＮ１
／分、斜め横吹き吹酸ｆｆ１１００ＯＮ　１　／分、底
吹き吹酸１５０ＯＮｆｆ／分の合計吹酸ｆｉ３００ＯＮ
β／分で酸素ガスを吹き込み、鉄鉱石（Ｔ、Ｆｅ　６８
．１％）１石炭（０分７３％）を用いて溶融還元を行っ
たところ、Ｃ４，２％、　Ｓｉ　０．１％、　　Ｐ　Ｏ
，０８％、　　Ｓ　Ｏ，０２５％の組成をもつ温度１５
００℃の溶銑が得られた。また、副生したスラグは、Ｃ
ａ０４５％、　５ｉｆｔ　３５％、　Ａ！、０゜１２％
、　Ｍｇ０３％、　Ｔ、Ｐｅ　２％の組成をもち、排ガ
スは、００３２％、ＣＯ□３８％、８２０１７％＋Ｈ２
ｌＯ％の組成をもっていた。この溶融還元継続中に炉内
圧力制御弁２０の調整により炉内圧力を３気圧まで上昇
させたが、容器部２と円筒部１４との接合部からスラグ
層９やメタル浴８等が漏れることはなかった。

また・溶融金属、スラグ等の溶融物の排出は、容器部２
の下部から７００鰭の高さにメタル浴８の表面が達した
ときに、容器部２を円筒部１４から切り離し下降させて
、容器部２を傾動させることにより行った。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の溶融還元炉においては
、容器部と円筒部との接続部をスラグ層やメタル浴が到
、達することがない高所で、しかも円筒部の外側に設け
ている。このため、接続部の構造が簡単なもので良く、
しかも接続部からスラグや溶融金属が漏出することがな
いので、安定した条件下で溶融還元を行うことができる
。また、接続部が円筒部の外側に設けられているので、
保守５点検が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における？８融還元炉の要部を
示し、第２図は本発明者等が先に開発した溶融還元炉を
示す。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１、溶融金属及びスラグを収容する容器部内に耐火物製
の円筒を挿入するように、容器部及び／又は円筒を相対
的に上下動自在に配置し、スラグ層の最高到達位置より
上方で、前記容器部に対して前記円筒をその外側部で着
脱自在に且つ気密性を保って接続したことを特徴とする
溶融還元炉。