JPS6335727A - Method for charging powder ore to smelting and reducing furnace - Google Patents
Method for charging powder ore to smelting and reducing furnaceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、酸化物系鉱石を溶融還元するに際して、高い
還元効率が得られるように粉鉱石を装入する方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method of charging fine ore so as to obtain high reduction efficiency when melting and reducing oxide ore.
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）容融遷
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。Recently, the smelting reduction smelting method has been attracting attention as a steelmaking technology to replace the blast furnace/converter method. The melting transition furnace (used in this method) was developed for the purpose of producing molten iron-based alloys using smaller-scale equipment without being restricted by the raw materials used.
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５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。As one of such melting reduction furnaces, the present inventors previously proposed a furnace of the type shown in Fig. 5 (Japanese Patent Application No. 61-228).
No. 95), this furnace is equipped with a fixed vertical furnace section 1 and a container section 2 that is detachably attached to the vertical furnace section 1. The container part 2 is placed on a trolley 3, and another container part 2
This allows for easy exchange.
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を介して容器部２内に吹き込
まれたガスは、メタル浴日中を気泡１０となって上昇し
、装入原料に対する還元反応を進める。The container section 2 mainly contains a molten material such as a metal bath 8, and has a bottom blowing tuyere 11 provided on the bottom wall for blowing oxygen gas and fuel such as propane, pulverized coal, etc. into the molten material. The gas blown into the container part 2 through the bottom blowing tuyere 11 rises as bubbles 10 during the metal bathing period, and proceeds with the reduction reaction to the charged raw material.
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熔融金属、スラ
グ等の溶融物が炉外に排出される。Further, a tap hole 12 is provided at the lower part of the container portion 2, and molten metal, slag, and other molten materials are discharged out of the furnace through the tap hole 12 at any given time.
他方、縦型炉部１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。該樅型炉部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。On the other hand, the vertical furnace section 1 has a vertical cylindrical shape or a cylindrical shape with a partially enlarged diameter. The lower part of the fir-shaped furnace part 1 is attached to and detachable from the container part 2, and the upper part is connected to a duct for sending exhaust gas 13 to an exhaust gas utilization system. The lower part of the vertical furnace section 1 is immersed in a part of the formed slag layer 9.
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。A lance 4 and a plurality of lances 5 are inserted into the vertical furnace section 1 from vertically above and from diagonally above or laterally. Gas such as oxygen gas and/or powder such as ore 1 coal is blown into the furnace from these lances 4.5.
更に、この縦型炉部１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。Further, this vertical furnace section 1 is provided with a lump charging device 6 for charging lumps such as ore or its molded material, lump carbonaceous materials, etc., and this lump charging device 6 is connected to a screw feeder 6a. It is equipped with
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１〒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。In this smelting reduction furnace, the slag layer 9 in which carbonaceous materials are suspended is brought into sufficient contact with the metal bath 8, so that
It promotes the smelting reaction at the interface. Also, in the slag layer 9, a reaction of C + FeO→Fe + Co is performed. Therefore, it is important to devise ways to charge the ore raw material into the slag layer 9.
溶融還元性以外の製錬法において使用されている鉱石原
料は、その形態は専ら装入の容易性を主眼において考え
られていた。ところが、前述したように溶融還元法にお
いては、今までの製錬反応とは異なり、溶融金属とスラ
グとの界面における反応を主体とするものであり、且つ
その反応には所定の熱を必要とする。The form of ore raw materials used in smelting methods other than smelting-reduction methods has been considered primarily with ease of charging in mind. However, as mentioned above, unlike conventional smelting reactions, the smelting reduction method mainly involves the reaction at the interface between the molten metal and slag, and the reaction requires a certain amount of heat. do.
ところが、粉鉱石を浴面上方から投入するときには、落
下の過程で消費される割合が大きく、その粉鉱石が溶融
金属とスラグとの界面に達する確率は低い、たとえば、
炉内を上昇する排ガスに随伴され、反応域に効率良（添
加することができない。また、底吹き羽口を介して炉底
から粉鉱石を吹き込む場合には、装入された粉鉱石がガ
スと一緒に吹き抜けることがあり、充分な滞留時間が得
られない。そのため、この底吹きによっても添加効率を
高くすることには限度がある。更に、底吹き羽目を介し
た吹込みによる場合、メンテナンスが困難なものとなる
。However, when fine ore is introduced from above the bath surface, a large proportion of the fine ore is consumed in the falling process, and the probability that the fine ore reaches the interface between the molten metal and slag is low.For example,
It cannot be efficiently added to the reaction zone because it is accompanied by the exhaust gas rising inside the furnace.Also, when fine ore is blown from the bottom of the furnace through the bottom blowing tuyere, the charged ore is It may blow through with the bottom blower, making it impossible to obtain sufficient residence time.Therefore, there is a limit to increasing the addition efficiency even with this bottom blowing.Furthermore, when blowing through the bottom blower, maintenance becomes difficult.
この粉鉱石の添加に関する問題は、何も第５図に示した
ような上下分離型の溶融還元炉に限ったものではなく、
たとえば転炉型等の他の種々の形式の溶融還元炉に共通
するものである。This problem regarding the addition of fine ore is not limited to the upper and lower separated type smelting reduction furnace as shown in Figure 5.
For example, this is common to various other types of melting reduction furnaces such as the converter type.
そこで、本発明は、粉鉱石の装入形態に改良を加えるこ
とにより、粉鉱石を高い添加効率で装入し、しかも高い
還元速度かえられる溶融還元法を提供することを目的と
する。Therefore, an object of the present invention is to provide a smelting reduction method in which fine ore can be charged with high addition efficiency and a high reduction rate can be achieved by improving the charging form of fine ore.
本発明の粉鉱石装入方法は、その目的を達成するため、
溶融金属とスラグとの界面反応を主として酸化物系鉱石
を溶融還元する際に、粉状の鉱石を炉体側壁のメタル浴
表面より下の位置から、水平面に対して一３０〜＋３０
度の角度をもってメタル浴に直接吹き込むことを特徴と
する。In order to achieve the purpose of the fine ore charging method of the present invention,
When melting and reducing oxide ores mainly through the interfacial reaction between molten metal and slag, the powdered ore is heated from a position below the metal bath surface on the side wall of the furnace body at a temperature of -30 to +30 with respect to the horizontal plane.
It is characterized by blowing directly into the metal bath at a certain angle.
なお、ここでいう粉鉱石とは、予備還元されたものを含
む意味で使用している。It should be noted that the term "fine ore" as used herein is used to include those that have been pre-reduced.
粉状の鉱石は、その比表面積が大きいことがらスラグに
対する反応性が大きい。また、この粉状の鉱石として予
備還元されたものを使用するとき、僅かの期間に還元さ
れて溶融金属浴に移行する。Powdered ore has a large specific surface area and therefore is highly reactive to slag. Furthermore, when the pre-reduced powdered ore is used, it is reduced in a short period of time and transferred to the molten metal bath.
しかし、通常の添加方法では、前述したように高い添加
効率が得られない。However, with the usual addition method, high addition efficiency cannot be obtained as described above.
そこで、本発明においては、この粉鉱石を炉体側壁から
一３０〜＋３０度の角度をもってメタル浴に直接吹き込
んでいる。第１図は、このような吹込みの一例を示すも
のである。Therefore, in the present invention, this fine ore is directly blown into the metal bath from the side wall of the furnace body at an angle of 130 to +30 degrees. FIG. 1 shows an example of such blowing.
粉鉱石吹込み用の羽口１４を、メタル浴８の表面より下
方にある容器部２の側壁に設けている。この羽口１４が
水平面と作る角度、すなわち羽口１４の傾斜角度αは、
−３０〜＋３０度の範囲に保たれている。なお、第１図
の例では、図面を簡単にするため１個の羽口１４が示さ
れているが、実際には容器部２の周囲に複数の羽口１４
を設置することが炉内に均等な反応域を形成する上から
好ましい。A tuyere 14 for blowing fine ore is provided on the side wall of the container section 2 below the surface of the metal bath 8. The angle that this tuyere 14 makes with the horizontal plane, that is, the inclination angle α of the tuyere 14 is:
It is maintained within the range of -30 to +30 degrees. In the example of FIG. 1, one tuyere 14 is shown to simplify the drawing, but in reality, a plurality of tuyeres 14 are shown around the container portion 2.
It is preferable to install a reactor in order to form an even reaction zone in the furnace.
この羽口１４を介して粉鉱石は、メタル浴８に横向きに
吹き込まれる。したがって、従来の底吹き羽口にみられ
たような吹上げは生じない。また、炉内に生じている垂
直方向の循環流に対して、その流れ方向に直交する状態
で粉鉱石が吹き込まれるので、メタル浴８と粉鉱石との
接触が充分に行われ、メタル浴８内に滞留する粉鉱石の
滞留時間も長くなる。The fine ore is blown sideways into the metal bath 8 through the tuyere 14 . Therefore, the blow-up that occurs in conventional bottom-blown tuyeres does not occur. Further, since the fine ore is blown in perpendicularly to the vertical circulation flow occurring in the furnace, sufficient contact between the metal bath 8 and the fine ore is achieved, and the metal bath 8 The residence time of the fine ore that remains in the tank also increases.
このとき、羽口１４の傾斜角度αを一３０〜＋３０度と
していることから、交叉する状態で粉鉱石がメタル浴８
に吹き込まれることが確実となる。At this time, since the inclination angle α of the tuyere 14 is set to -30 to +30 degrees, the fine ore crosses over the metal bath 8.
It is certain that it will be blown into the
傾斜角度αが一３０度より大きいとき、すなわち羽目１
４が過度に下向きに傾斜している場合には、吹き込まれ
た粉鉱石が炉壁に沿って下降し、側壁近傍で反応が行わ
れることになるので、炉壁内面の損傷が激しくなる。或
いは、吹き込まれた粉鉱石が炉底を舐めるようになり、
これも炉壁内面が損傷する原因となる。When the inclination angle α is greater than 130 degrees, that is, the slant 1
If 4 is excessively inclined downward, the injected fine ore will descend along the furnace wall and a reaction will occur near the side wall, resulting in severe damage to the inner surface of the furnace wall. Or, the blown ore powder starts to lick the bottom of the furnace,
This also causes damage to the inner surface of the furnace wall.
他方、傾斜角度αが＋３０度を越えるとき、すなわち羽
口１４が過度に上向きに傾斜している場合には、従来の
底吹きにみられたような吹き抜けが生じる。また、傾斜
角度αが一３０〜＋３０度の範囲を外れるとき、吹き込
まれた粉鉱石が到達する距離が小さくなるので、反応に
寄与する粉鉱石の割合が低下する、
このようなことから、傾斜角度αを一３０〜＋３０度の
範囲に維持する。On the other hand, when the inclination angle α exceeds +30 degrees, that is, when the tuyere 14 is excessively inclined upward, blow-through occurs as seen in conventional bottom blowing. In addition, when the inclination angle α is outside the range of -30 to +30 degrees, the distance that the injected fine ore reaches becomes smaller, so the proportion of the fine ore that contributes to the reaction decreases. Maintain the angle α in the range -30 to +30 degrees.
また、炉内の反応効率が最も良い個所は、羽口１４から
吹き込まれた粉体が到達する炉体内部において、メタル
浴８の表面から３００＋ｎ以上の深さにある。この粉体
が到達する距離は、通常の吹込み条件において羽口１４
内径をｄとするとき２５〜７０×ｄＸｃｏｓαである。Further, the location in the furnace where the reaction efficiency is highest is at a depth of 300+n or more from the surface of the metal bath 8 inside the furnace body, where the powder blown in from the tuyere 14 reaches. The distance that this powder reaches is the tuyere 14 under normal blowing conditions.
When the inner diameter is d, it is 25 to 70×dXcosα.
そこで、第２図に示すように、粉体が到達する距離にあ
る点Ｐからメタル浴８表面までの距離りを、３００鰭以
上となるように、羽口１４の傾斜角度αを定めることが
好適である。このことから、実際の溶融還元炉のサイズ
を勘案して、１頃斜角度αのより好ましい範囲は−２０
〜−１０度である。Therefore, as shown in FIG. 2, the inclination angle α of the tuyere 14 can be determined so that the distance from the point P, which is within the distance that the powder can reach, to the surface of the metal bath 8 is 300 fins or more. suitable. From this, taking into account the size of the actual melting reduction furnace, the more preferable range of the oblique angle α is -20
~-10 degrees.
なお、羽口１４の設置個所は、炉内にあるメタル浴８の
表面より１００〜５００ｍｍ下方にある容器部２の側壁
とすることが望ましい。すなわち、このような位置に羽
口１４を設置するとき、粉鉱石の吹込みに必要とされる
圧力は、メタル浴８のヘッドがそれほど加わらないので
、小さな値とすることが可能である。したがって、固気
比を大きくとることができ、キャリアガスの消費量が少
なくなる。更には、羽口１４自体のメンテナンスも容易
になる。Note that it is desirable that the tuyere 14 be installed on the side wall of the container portion 2 located 100 to 500 mm below the surface of the metal bath 8 in the furnace. That is, when the tuyere 14 is installed in such a position, the pressure required for blowing the fine ore can be set to a small value because the head of the metal bath 8 does not apply much pressure. Therefore, the solid-gas ratio can be increased, and the amount of carrier gas consumed can be reduced. Furthermore, maintenance of the tuyere 14 itself becomes easier.
第３図は、傾斜角度α＝０度の羽口１４から粉鉱石を吹
き込んだ場合の歩留りを、上部からの吹付は及び底吹き
羽目からの吹込みによる場合と比較したものである。こ
の図から明らかなように、本発明による横吹きの場合、
最も歩留りが高い。FIG. 3 compares the yield when fine ore is injected from the tuyere 14 with an inclination angle α=0 degrees, with the case of blowing from the top and the case of blowing from the bottom tuyere. As is clear from this figure, in the case of side blowing according to the present invention,
Highest yield.
また、第４図は、実施例で示した実験において吹込み深
さが反応速度に与える影響を示す、この図から明らかな
ように、吹込み深さが３００ｆｉまでは、反応速度が急
激に向上する。しかし、その値を越えると、顕著な向上
はみられない。なお、同図における底吹きの場合、横軸
に浴の深さをとっている。In addition, Figure 4 shows the influence of blowing depth on reaction speed in the experiment shown in the example.As is clear from this figure, the reaction speed increases rapidly when the blowing depth reaches 300fi. do. However, beyond that value, no significant improvement is seen. In the case of bottom blowing in the figure, the horizontal axis represents the depth of the bath.
すなわち、メタル浴８の表面から所定の深さの位置にあ
る羽口１４から粉鉱石を吹き込むとき、滞留時間が長く
とれ、底吹き羽口からの粉鉱石より優れた反応速度が得
られる。すなわち、本発明によるとき、メンテナンスが
困難な底吹き羽目を使用せずとも、底吹きを凌駕する反
応速度が得られる。That is, when fine ore is blown into the metal bath 8 through the tuyeres 14 located at a predetermined depth from the surface of the metal bath 8, the residence time can be long, and a reaction rate superior to that of fine ore from the bottom blown tuyere can be obtained. That is, according to the present invention, a reaction rate superior to bottom blowing can be obtained without using bottom blowing, which is difficult to maintain.
以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。 Hereinafter, the features of the present invention will be specifically explained with reference to Examples.
なお、本実施例において使用した溶融還元炉は、概略第
５図と同様な構造をもっているので、第５図に準拠して
説明する。The melting reduction furnace used in this example has a structure roughly similar to that shown in FIG. 5, and therefore will be described based on FIG. 5.
内容積３０トンの炉に、溶銑２０）ン、フラックスとし
てＣａＯ２，７トン及び５ｉｆｔ １．８ トン並びに
コークス１．２トンを投入し、上吹き酸素３００ＯＮ
ｍ ７時及び底吹き酸素４０ＯＮｒｒｒ／時で炉内に酸
素ガスを吹き込んだ。また、メタル浴８表面下３００ｍ
５の容器部２側壁に傾斜角度α＝０で設けた８個の羽口
１４のそれぞれから、粒径１１１以下の粉鉱石を１５ｋ
ｇＺ分の割合で装入した。このときに使用したキャリア
ガスは、窒素ガスであり、これをｍ准２００ Ｎ１７分
で送給した。また、炭材としてコークスを４０ｋｇ／分
の割合で投入した。Into a furnace with an internal volume of 30 tons, 20) tons of hot metal, 2.7 tons of CaO and 1.8 tons of 5ft as flux, and 1.2 tons of coke were charged, and 300 tons of top-blown oxygen was charged.
Oxygen gas was blown into the furnace at 7 o'clock m and 40 ONrrr/hour of bottom-blown oxygen. In addition, 300m below the surface of metal bath 8
From each of the eight tuyeres 14 provided at the inclination angle α=0 on the side wall of the container portion 2 of No. 5, 15 kg of fine ore with a grain size of 111 or less is
It was charged at a ratio of gZ. The carrier gas used at this time was nitrogen gas, which was supplied at a rate of 200 N for 17 minutes. Further, coke was added as a carbon material at a rate of 40 kg/min.
製錬を１時間継続したところ、４．５トンの溶銑が得ら
れた。このときの鉱石歩留りは９８％であった。また、
反応速度は、８０に＋ｒ−Ｆｅ／分（χＴ、Ｆｅ）であ
った。When smelting continued for one hour, 4.5 tons of hot metal was obtained. The ore yield at this time was 98%. Also,
The reaction rate was 80+r-Fe/min (χT, Fe).
以上に説明したように、本発明においては、粉鉱石を吹
き込む羽目を炉体の側壁に設け、メタル浴に横方向から
粉鉱石を吹き込むことにより、歩留り良くしかも優れた
反応効率で粉鉱石を装入することが可能になった。した
がって、本発明によるとき、溶融還元を高い生産性で実
施することができる。As explained above, in the present invention, the ore powder is loaded with a high yield and excellent reaction efficiency by providing a lining on the side wall of the furnace body and blowing the ore powder into the metal bath from the side. It became possible to enter. Therefore, according to the present invention, melt reduction can be carried out with high productivity.
第１図は本発明の実施例における粉鉱石の吹込み羽口を
備えた溶融還元炉の要部を示し、第２図はその吹込み羽
口の傾斜状態を説明するものであり、第３図は粉鉱石の
装入形態の相違に対応した歩留りを示し、第４図は吹込
み深さと反応速度との関係を示すグラフである。また、
第５図は、本発明者等が先に開発した溶融還元炉を示す
。FIG. 1 shows the main part of a smelting reduction furnace equipped with a fine ore injection tuyere in an embodiment of the present invention, FIG. 2 explains the inclined state of the injection tuyere, and FIG. The figure shows the yield corresponding to the difference in the charging form of fine ore, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the blowing depth and the reaction rate. Also,
FIG. 5 shows a melting reduction furnace previously developed by the present inventors.
Claims (1)
鉱石を溶融還元する際に、粉状の鉱石を炉体側壁のメタ
ル浴表面より下の位置から、水平面に対して−３０〜＋
３０度の角度をもってメタル浴に直接吹き込むことを特
徴とする溶融還元炉への粉鉱石装入方法。1. When melting and reducing oxide ores mainly through the interfacial reaction between molten metal and slag, powdered ore is heated from a position below the metal bath surface on the side wall of the furnace body to -30 to + + with respect to the horizontal plane.
A method for charging fine ore into a smelting reduction furnace, which is characterized by directly blowing ore into a metal bath at an angle of 30 degrees.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18136886A JPS6335727A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Method for charging powder ore to smelting and reducing furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18136886A JPS6335727A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Method for charging powder ore to smelting and reducing furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6335727A true JPS6335727A (en) | 1988-02-16 |
Family
ID=16099502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18136886A Pending JPS6335727A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Method for charging powder ore to smelting and reducing furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6335727A (en) |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP18136886A patent/JPS6335727A/en active Pending
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