JPS645081B2 - - Google Patents

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JPS645081B2
JPS645081B2 JP2699085A JP2699085A JPS645081B2 JP S645081 B2 JPS645081 B2 JP S645081B2 JP 2699085 A JP2699085 A JP 2699085A JP 2699085 A JP2699085 A JP 2699085A JP S645081 B2 JPS645081 B2 JP S645081B2
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JP
Japan
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furnace
hot metal
gas
lance
slag
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Expired
Application number
JP2699085A
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English (en)
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JPS61186412A (ja
Inventor
Takashi Fujii
Masahiro Abe
Hideo Nakamura
Yoshihiko Kawai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON TETSUKO RENMEI
Original Assignee
NIPPON TETSUKO RENMEI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NIPPON TETSUKO RENMEI filed Critical NIPPON TETSUKO RENMEI
Priority to JP2699085A priority Critical patent/JPS61186412A/ja
Publication of JPS61186412A publication Critical patent/JPS61186412A/ja
Publication of JPS645081B2 publication Critical patent/JPS645081B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C21B13/143Injection of partially reduced ore into a molten bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] この発明は、予備還元された鉄鉱石を石炭及び
石灰とともに精錬炉内の溶銑中に吹き込み、上部
のランス及び底部羽口から酸素ガスを吹き込んで
溶銑を得る溶融還元製鉄法に関する。 [従来の技術] 溶融還元製鉄法は、高炉製銑法に代るものであ
り、高炉製銑法においては高炉の建設費が高く、
広大な敷地が必要であるという高炉製銑法の欠点
を解消すべく、近年に至り開発されたものであ
る。この溶融還元製鉄法においては、精錬炉内の
溶銑中に、炉底に設けた羽口から予備還元した鉱
石並びに粉末上の石炭及び石灰を吹き込み、更に
別の羽口から酸素ガスを溶銑中に吹き込むと共
に、炉頭部から炉内に挿入されたランスを介して
溶銑に酸素ガスを吹き込ける。そうすると、石炭
が溶銑中に溶解するとともに、石炭の炭素が酸素
ガスによつて酸化される。そして、この酸化熱に
よつて鉱石が溶融するとともに、鉱石が石炭中の
炭素によつて還元される。溶銑から発生するCO
ガスはランスから吹き付けられる酸素ガスにより
2次燃焼されてCO2ガスになる。このCO2ガスの
顕熱は、溶銑上を覆つているフオーミング状のス
ラグに伝達され、次いで、溶銑に戻される。 [この発明が解決しようとする問題点] しかし、この従来の溶融還元製鉄法において
は、2次燃焼により生成し大きな顕熱を有する
CO2ガスがスラグとの間で熱交換をせずに、吹き
抜けてしまうというスロツピング現象が起きやす
い。このスロツピングが生じると、CO2の顕熱が
溶銑に十分に伝達されず、炉内における鉄鉱石の
還元反応が十分に進行しないとともに、高温の排
ガスが炉外に排出され、炉口部のライニング耐火
物の消耗が激しいという問題点がある。還元反応
を促進させるためには、羽口及びランスからの酸
素ガス量を増加させる必要があり、このため、耐
火物の損耗を助長し、更には、エネルギの損失が
極めて大きくなる。 [問題点を解決するための手段] この発明は、炉内で発生するCOガスの2次燃
焼効率が高く、スロツピングが生じない均一なフ
オーミングスラグが形成される溶融還元製鉄法を
提供することを目的とする。 この発明に係る溶融還元製鉄法は、精錬炉内の
溶銑中にその炉下部に設けた羽口から鉱石、石炭
及び石灰を吹き込み、羽口及び炉内に設置したラ
ンスから酸素ガスを溶銑に向けて吹き込んで精錬
する溶融還元製鉄法において、酸素ガスを吐出し
ているランスを炉内で旋回させ溶銑上のスラグを
撹拌することを特徴とする。 [実施例] 以下、添附の図面に基いて、この発明の実施例
について説明する。第1図は、この発明の実施例
に使用される精錬炉1が示されている。この精錬
炉1は、上吹転炉とほぼ同様の構造を有している
が、炉底に羽口3,4が設けられていて炉底から
鉄鉱石及びガスなどを炉内に吹き込むことができ
る点が上吹転炉と異なる。 この精錬炉1の炉体2は、その炉頂が開口して
おり、炉底には、多数の羽口3,4が設置されて
いる。羽口3,4は、炉底の中心を中心とする4
個の同心円上に夫々複数個配設されている。羽口
3からは、粉末状の鉄鉱石、石炭及び石灰が、プ
ロセスガスをキヤリアガスとして炉内に供給され
る。この鉄鉱石は、還元炉において、予備還元さ
れている。また、プロセスガスは、工場内にて生
成するガスであるが、精錬炉1にて排出されるガ
ス及び還元炉における排ガスなどを使用すること
ができる。一方、羽口4からは、酸素ガスが炉内
に供給される。炉体2の上部には、操業終了時に
炉内の溶湯を排出するための出湯口5が設けられ
ており、下部には溶銑を出湯するための出銑口6
が設けられている。出銑口6からは、バルブ7を
開にすることにより、溶銑が出湯され、出湯口5
からは、炉体2を傾動することにより、溶湯が排
出される。 炉内の溶銑10上には、フオーミング状のスラ
グ11が存在し、このスラグ11における溶銑1
0の近傍の領域には2次燃焼帯12が形成され
る。 炉体2の内径は、例えば、7mであり、炉内に
は、約500トンの溶銑が挿入され、溶銑1トン当
り250Kgのスラグが形成される。炉内には、周囲
を耐火物で被覆したランス8がその下部をスラグ
11内に浸漬させて挿入されている。このランス
8には、酸素ガスが供給され、その下端の吐出口
から酸素ガスが溶銑10に向けて吐出される。こ
のランス8は、約5゜傾斜しており、その下端の吐
出口は炉半径の約半分の位置にて溶銑10から適
長離隔する位置に位置している。そして、このラ
ンスは吐出口が炉中心を中心とする円周上を移動
するように、旋回可能に支持されており、適宜の
駆動源により旋回駆動される。このランスの旋回
速度は、ランス旋回によるスラグ撹拌効率及び装
置上の限界を考慮すると、約5乃至20回/分にす
るのが好ましい。 このように構成される装置を使用して、鉱石を
溶融還元する場合は、先ず、種湯として、溶銑を
約300トン精錬炉1内に挿入する。次いで、羽口
4を介して酸素ガスを60000乃至70000Nm3/時の
流量で炉内に供給し、溶銑10内に酸素ガスを吹
き込む。そして、還元炉にて予備還元され、粒径
が0.5mm以下になるように破砕された鉄鉱石を、
288トン/時の速度で、プロセスガスをキヤリア
ガスとして羽口3を介して溶銑10内に吹き込
む。この粉状の鉄鉱石の供給と同時に、粉状の生
石灰及び石炭を夫々1時間当り23.4トン及び165
トンの速度で、プロセスガスをキヤリアガスとし
て羽口3を介して溶銑10に吹き込む。一方、ラ
ンス8を介して酸素ガスを約48000Nm3/時の速
度で溶銑に向けて噴出させるとともに、このラン
ス8を5乃至20回/分の速度、通常5回/分の速
度で旋回させる。 そうすると、石炭は溶銑10内に溶解し、酸素
ガスによつて酸化され、COガスが発生する。鉄
鉱石は溶解した炭素によつて還元され、溶銑10
の量がしだいに増大するとともにCOガスが発生
する。このようにして発生したCOガスはランス
8から吹き込まれている酸素ガスによつて2次燃
焼され、CO2ガスが発生する。このCO2ガスは極
めて大きな顕熱を有しており、このCO2ガスが溶
銑上のフオーミング状スラグを通過して上昇する
間に、その顕熱が鉄粒及びスラグ粒に伝達され
る。このような鉄粒及びスラグ粒は対流していて
これらが溶銑10に戻ることにより、CO2ガスの
顕熱が溶銑10に返還される。 ランス8は酸素ガスを吐出している間、所定の
速度で旋回している。このランス旋回によりスラ
グ11が撹拌され、そのよどみが解消される。こ
れにより、CO2ガスの吹き抜け現象の発生が阻止
され、スロツピングが防止される。一方、ランス
8を旋回することにより、溶銑10の湯面から発
生するCOガスを高効率で2次燃焼させることが
できる。従つて、精錬炉1から排出されるCOガ
スが減少し、2次燃焼により発生する大きな熱エ
ネルギが炉内にCO2ガスの顕熱として滞留する。
この顕熱は、前述の如く、CO2ガスがスラグ撹拌
により吹き抜けを起こすことなくスラグ11内を
均一に分布して上昇する。これにより、CO2ガス
の大熱エネルギがスラグ11に高効率で伝達され
る。従つて、炉内の還元反応が十分に進行すると
ともに、高温のまま炉外に排出されるガスが減少
し、炉頂部のライニング耐火物の損耗が減少す
る。 このようにして、鉄鉱石を精錬することによ
り、精錬炉1内の溶銑10は1時間で約500トン
に増加する。そうすると、酸素ガス及び鉄鉱石等
の吹き込みを停止し、バルブ7を開にして、出銑
口6から溶銑を約200トン出銑する。この出銑が
終了した後、酸素ガス及び鉄鉱石の吹き込みを再
開し、精錬を再度開始する。このような操作を繰
返し、例えば、200時間に亘り鉄鉱石を連続精錬
する。精錬終了後、炉体2を傾動させて、出湯口
5から残存している溶銑10を排出する。なお、
鉄鉱石及び石炭は、炉底の羽口から添加する場合
に限らず、その一部を炉上部から添加してもよ
い。 次に、この発明方法により、1時間当り200ト
ンの溶銑を生産した結果について、従来方法との
比較において説明する。第1表は、この発明方法
(ランスを旋回させた場合)及び従来方法(ラン
スを停止させた場合)における操業条件を示す。
【表】
【表】 酸素ガス量及び排ガス量の単位はNm3、石炭、
石灰及びペレツト量の単位はKgであつて、いずれ
も溶銑1トン当りの量である。このような操業に
より、溶銑を1時間当り200トン生産した。溶銑
温度は1500℃であり、排ガス温度は1800℃であ
る。また、使用した鉄鉱石の予備還元率は下記第
2表に示すとおりであり、各操業における2次燃
焼率及び着熱効率は第2表に示すとおりである。
【表】 但し、予備還元率は、予備還元炉において予め
鉱石を還元した割合い(%)であり、2次燃焼率
は、精錬炉内でCOガスが燃焼した割合い(%)
である。この2次燃焼率(%)は、100・(CO2
H2O)/(CO+CO2+H2+H2O)にて現わされ
る。着熱効率(%)は、ガスの顕熱が溶銑に伝達
される割合いである。 この第2表において、鉱石の予備還元率が同一
の操業−同士を比較すると、この発明方法に
おいては、従来方法に比して、必要な全酸素量、
石炭量及び石灰量が減少しており、更に排ガス量
も減少している。これは、この発明により、2次
燃焼率が従来の15%から22%に上昇し、更に着熱
効率が10%向上したことにより、鉄鉱石の還元反
応が促進された結果によるものである。予備還元
率を72%に低下させた操業においても、予備還
元率90%の場合と同様の結果が得られている。ま
た、この発明方法の操業及び従来方法の操業
を比較すると、必要な酸素量、石炭量及び石灰量
並びに排ガス量はほぼ同じであるが、この発明方
法においては、予備還元率は、90%から72%に低
下し、2次燃焼率及び着熱効率は、夫々22%及び
15%に上昇している。このように、この発明によ
れば、他の操業条件が同一の場合は、予備還元率
を低下させることができる。従つて、溶融還元製
鉄に必要な予備還元炉の基数を減少することがで
き、設備を小型化することができる。 [発明の効果] この発明によれば、ランスを旋回させてスラグ
を撹拌するから、2次燃焼率を向上させて大きな
熱エネルギを有するCO2ガスを多量に発生させる
ことができるとともに、ガスの吹き抜けを防止し
てCO2ガスの顕熱をスラグに高効率で伝達し、更
に溶銑に戻すことができ、着熱効率が高い。従つ
て、溶融還元における必要な熱エネルギを低下さ
せることができるとともに、予備還元率を低下さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施に使用する装置の断面
図である。 1;精錬炉、2;炉体、3,4;羽口、6;出
銑口、8;ランス、10;溶銑、11;スラグ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 精錬炉内の溶銑中にその炉下部に設けた羽口
    から鉱石、石炭及び石灰を吹き込み、羽口及び炉
    内に設置したランスから酸素ガスを溶銑に向けて
    吹き込んで精錬する溶融還元製鉄法において、酸
    素ガスを吐出しているランスを炉内で旋回させて
    溶銑上のスラグを撹拌することを特徴とする溶融
    還元製鉄法。
JP2699085A 1985-02-14 1985-02-14 溶融還元製鉄法 Granted JPS61186412A (ja)

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JP2699085A JPS61186412A (ja) 1985-02-14 1985-02-14 溶融還元製鉄法

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JPS61186412A JPS61186412A (ja) 1986-08-20
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WO1990002032A1 (en) * 1988-08-31 1990-03-08 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Injection press composite molding machine

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JPS61186412A (ja) 1986-08-20

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