JP2596003B2 - 溶融還元法 - Google Patents
溶融還元法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は炭材を燃料および還元剤として用い、鉄鉱
石を転炉型製錬炉内において溶融状態で還元する溶融還
元法に関する。
石を転炉型製錬炉内において溶融状態で還元する溶融還
元法に関する。
［従来の技術］ 溶融還元法は、高炉製銑法に変わるものであり、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。
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。
この還元法においては、製錬炉内の溶銑中に原料とな
る予備還元鉱石又は生鉱石が装入され、また還元材また
は燃料となる炭材及び石炭その他の造滓剤が装入された
製錬炉内に酸素が吹き込まれる。そうすると炭材が溶銑
中に溶解するとともに、炭材のＣが酸素ガスによって酸
化される。このときの酸化熱によって鉱石が溶融される
とともに、鉱石が炭材中のＣによって還元される。溶銑
から発生するCOガスは過剰に吹き込まれる酸素ガスによ
り２次燃焼されてCO2ガスになる。このCO2ガスの顕熱
は、溶銑上を覆っているスラグに伝達され、次いで溶銑
に伝達される。こうして鉄鉱石の還元反応に必要な熱が
鉄鉱石に伝えられ溶銑が効率良く製造される。
る予備還元鉱石又は生鉱石が装入され、また還元材また
は燃料となる炭材及び石炭その他の造滓剤が装入された
製錬炉内に酸素が吹き込まれる。そうすると炭材が溶銑
中に溶解するとともに、炭材のＣが酸素ガスによって酸
化される。このときの酸化熱によって鉱石が溶融される
とともに、鉱石が炭材中のＣによって還元される。溶銑
から発生するCOガスは過剰に吹き込まれる酸素ガスによ
り２次燃焼されてCO2ガスになる。このCO2ガスの顕熱
は、溶銑上を覆っているスラグに伝達され、次いで溶銑
に伝達される。こうして鉄鉱石の還元反応に必要な熱が
鉄鉱石に伝えられ溶銑が効率良く製造される。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記鉄鉱石の還元工程においてスラグ
の塩基度が高いと滓化不良となって前記還元反応が阻害
され、またスラグ中の鉄の含有量即ち（Ｔ・Fe）が高く
なり鉄の歩留りが低下する。逆に前記塩基度が低い場合
にはスラグフォーミングが大きくなって操業が安定せ
ず、また塩基性耐火物である製錬炉のワーク煉瓦の溶損
が激しくなる。
の塩基度が高いと滓化不良となって前記還元反応が阻害
され、またスラグ中の鉄の含有量即ち（Ｔ・Fe）が高く
なり鉄の歩留りが低下する。逆に前記塩基度が低い場合
にはスラグフォーミングが大きくなって操業が安定せ
ず、また塩基性耐火物である製錬炉のワーク煉瓦の溶損
が激しくなる。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
ものであって、炉壁または炉低の羽口の溶損もしくは損
耗を軽減し、鉄鉱石の還元速度の促進を図った溶融還元
法を提供しようとするものである。
ものであって、炉壁または炉低の羽口の溶損もしくは損
耗を軽減し、鉄鉱石の還元速度の促進を図った溶融還元
法を提供しようとするものである。
［問題点を解決するための手段及び作用］ この発明による溶融還元法は、製錬炉の発生ガスを還
元用ガスとして導入する予熱予備還元炉にて予熱予備還
元された鉄鉱石を予熱予備還元炉から製錬炉に直接装入
するとともに、石炭等の炭材と造滓剤とを製錬炉に装入
し、脱炭用及び２次燃焼用ノズルを有する上吹き酸素ラ
ンスから酸素を製錬炉に吹き込み、同時に、製錬炉の側
壁及び炉底に設けられた羽口から撹拌用ガスを吹き込ん
で鉄鉱石を溶融還元する方法であって、溶融還元製錬中
に造滓剤及び石炭の装入量を制御してスラグの塩基度を
1.2乃至1.8とすることを特徴とする。
元用ガスとして導入する予熱予備還元炉にて予熱予備還
元された鉄鉱石を予熱予備還元炉から製錬炉に直接装入
するとともに、石炭等の炭材と造滓剤とを製錬炉に装入
し、脱炭用及び２次燃焼用ノズルを有する上吹き酸素ラ
ンスから酸素を製錬炉に吹き込み、同時に、製錬炉の側
壁及び炉底に設けられた羽口から撹拌用ガスを吹き込ん
で鉄鉱石を溶融還元する方法であって、溶融還元製錬中
に造滓剤及び石炭の装入量を制御してスラグの塩基度を
1.2乃至1.8とすることを特徴とする。
スラグの塩基度を1.2以上とするのでスラグフォーミ
ングは大き過ぎることはなく、ワークレンガの溶損は軽
減され、また前記塩基度は1.8未満であるので滓化性は
良好で、前記（Ｔ・Fe）増大による鉄の歩留りの低下は
避けられる。
ングは大き過ぎることはなく、ワークレンガの溶損は軽
減され、また前記塩基度は1.8未満であるので滓化性は
良好で、前記（Ｔ・Fe）増大による鉄の歩留りの低下は
避けられる。
［実施例］ 本発明の実施例を添付の図面を参照しながら説明す
る。第１図は本発明の溶融還元法に用いられるプロセス
の説明図である。製錬炉10内には鉄浴11及びスラグ層12
が形成され、副原料である石炭及び造滓剤が装入される
第１のシュート13が前記製錬炉の上部に設けられてお
り、また酸素を吹き込む酸素ランス21が炉内に鉛直に挿
入されている。前記ランスには脱炭用酸素及び２次燃焼
用酸素を噴出するノズル22、23が夫々設けられ、更にラ
ンス先端の中心には主に炭材または石炭等の副原料を吹
き込むノズル24が設けられている。第１図で酸素ランス
21の先端に示した矢印28、29は夫々脱炭用、２次燃焼用
の酸素の吹きだし方向を示す。前記炉の上方には流動層
型の反応装置である予熱予備還元炉30が設けられ、これ
に第２のシュート31から鉄鉱石が供給され、ここで予
熱、予備還元された鉄鉱石は第３のシュート32から前記
製錬炉10に装入される。予熱予備還元炉30に製錬炉10の
発生ガスを供給する導管33が設けられている。
る。第１図は本発明の溶融還元法に用いられるプロセス
の説明図である。製錬炉10内には鉄浴11及びスラグ層12
が形成され、副原料である石炭及び造滓剤が装入される
第１のシュート13が前記製錬炉の上部に設けられてお
り、また酸素を吹き込む酸素ランス21が炉内に鉛直に挿
入されている。前記ランスには脱炭用酸素及び２次燃焼
用酸素を噴出するノズル22、23が夫々設けられ、更にラ
ンス先端の中心には主に炭材または石炭等の副原料を吹
き込むノズル24が設けられている。第１図で酸素ランス
21の先端に示した矢印28、29は夫々脱炭用、２次燃焼用
の酸素の吹きだし方向を示す。前記炉の上方には流動層
型の反応装置である予熱予備還元炉30が設けられ、これ
に第２のシュート31から鉄鉱石が供給され、ここで予
熱、予備還元された鉄鉱石は第３のシュート32から前記
製錬炉10に装入される。予熱予備還元炉30に製錬炉10の
発生ガスを供給する導管33が設けられている。
また、予熱予備還元炉30の排ガスからダストを除去す
るホットサイクロン34、予熱予備還元炉30の排出ガスの
顕熱を利用して蒸気を得る熱交換器35が設けられてい
る。さらに、前記製錬炉10の側壁及び炉底には撹拌用の
ガスを吹き込む羽口25、26が夫々設けられている。
るホットサイクロン34、予熱予備還元炉30の排出ガスの
顕熱を利用して蒸気を得る熱交換器35が設けられてい
る。さらに、前記製錬炉10の側壁及び炉底には撹拌用の
ガスを吹き込む羽口25、26が夫々設けられている。
なお、原料事情、設備費用、操業の容易性等を考慮し
て予熱予備還元炉として、熱効率の良いシャフト炉型も
しくは設備費用が低減され、また操業が容易であるロー
タリキルン型のものを設けることは本発明の実施にあた
って全く支障はない。
て予熱予備還元炉として、熱効率の良いシャフト炉型も
しくは設備費用が低減され、また操業が容易であるロー
タリキルン型のものを設けることは本発明の実施にあた
って全く支障はない。
以上のように構成された本発明の方法に用いる溶融還
元装置の作用について説明する。原料である鉄鉱石は第
２のシュート31から予熱予備還元炉30に装入されここで
製錬炉10から導管33を通して発生ガスの供給を受けて予
熱および還元された後、製錬炉10に第３のシュート32を
通して装入される。副原料である石炭、造滓剤は装入装
置が簡便である通常のホッパー（図示せず）から第１の
シュートを通して製錬炉10内に装入される外、必要に応
じて上記酸素ランスに設けたノズル24から粉状として装
入することも可能である。
元装置の作用について説明する。原料である鉄鉱石は第
２のシュート31から予熱予備還元炉30に装入されここで
製錬炉10から導管33を通して発生ガスの供給を受けて予
熱および還元された後、製錬炉10に第３のシュート32を
通して装入される。副原料である石炭、造滓剤は装入装
置が簡便である通常のホッパー（図示せず）から第１の
シュートを通して製錬炉10内に装入される外、必要に応
じて上記酸素ランスに設けたノズル24から粉状として装
入することも可能である。
上記のように製錬炉に装入された原料及び副原料は製
錬炉の側壁及び炉底に設けられた羽口25、26から吹き込
まれる攪拌用ガスによって、既に炉内に形成されている
鉄浴およびスラグ層とともに十分撹拌される。この攪拌
用ガスはAr、N2等の不活性ガス及び前記予熱予備還元炉
からの排ガスが用いられる。一方前記酸素ランス21の脱
炭用及び２次燃焼用ノズル22、23から供給される酸素は
前記炭材を酸化させて原料である鉄鉱石を還元するのに
十分な熱源を供給する。また、予熱予備還元炉30からの
排ガスはホットサイクロン34でダストが除去された後、
蒸気発生器35で熱交換されて系外に排出されるが、必要
に応じて切り換え弁36により製錬炉10の撹拌用ガスとし
て利用される。なお、前記蒸気発生器35に代えて鉄鉱石
予熱装置を設け、予熱予備還元炉30の排ガスの顕熱を利
用することも可能である。以上の通り製錬炉内のガスは
２次燃焼用酸素によって酸化度は高められ２次燃焼効率
は向上される。
錬炉の側壁及び炉底に設けられた羽口25、26から吹き込
まれる攪拌用ガスによって、既に炉内に形成されている
鉄浴およびスラグ層とともに十分撹拌される。この攪拌
用ガスはAr、N2等の不活性ガス及び前記予熱予備還元炉
からの排ガスが用いられる。一方前記酸素ランス21の脱
炭用及び２次燃焼用ノズル22、23から供給される酸素は
前記炭材を酸化させて原料である鉄鉱石を還元するのに
十分な熱源を供給する。また、予熱予備還元炉30からの
排ガスはホットサイクロン34でダストが除去された後、
蒸気発生器35で熱交換されて系外に排出されるが、必要
に応じて切り換え弁36により製錬炉10の撹拌用ガスとし
て利用される。なお、前記蒸気発生器35に代えて鉄鉱石
予熱装置を設け、予熱予備還元炉30の排ガスの顕熱を利
用することも可能である。以上の通り製錬炉内のガスは
２次燃焼用酸素によって酸化度は高められ２次燃焼効率
は向上される。
次に塩基度の調整について説明する。第２図は、溶融
還元時のスラグ塩基度とスラグ厚さの関係で、図中LSは
スラグ厚さ、LMはスラグ厚さ、LMはメタル深さである。
主として鉄鉱石の溶融還元時、装入される石炭に含まれ
るSiO2がスラグに溶解されてスラグの塩基度を低下させ
る。第２図に示す通り前記塩基度が1.2未満に低下する
とスラグフォーミングを増大させ、スロッピング発生の
原因となる。このスラグフォーミングまたはスロッピン
グは何れも製錬炉の操業に重大な支障をきたす。これを
防ぐたためCaOの多く含まれている造滓剤である石灰、
軽焼ドロマイトまたは風滓スラグを前記製錬炉内のスラ
グに添加して前記塩基度を増加させる。逆に塩基度が高
くなって1.8を超えるとスラグ中の（Ｔ・Fe）の増加に
よる歩留りの低下が問題となる。塩基度を下げるSiO2は
上記のように石炭により供給されるが、速く塩基度を下
げたい場合は粉状の石炭は酸素ランスのノズル24または
精錬炉10の炉壁に設けた羽口25、26から吹き込まれる。
塩基度を高くする造滓剤の添加についても同様であっ
て、通常は第１のシュートから投入されるが、塩基度の
調整を速く行う場合は粉状のものを酸素ランスのノズル
24または製錬炉の炉壁に設けた羽口25、26から吹き込む
ことが有効である。
還元時のスラグ塩基度とスラグ厚さの関係で、図中LSは
スラグ厚さ、LMはスラグ厚さ、LMはメタル深さである。
主として鉄鉱石の溶融還元時、装入される石炭に含まれ
るSiO2がスラグに溶解されてスラグの塩基度を低下させ
る。第２図に示す通り前記塩基度が1.2未満に低下する
とスラグフォーミングを増大させ、スロッピング発生の
原因となる。このスラグフォーミングまたはスロッピン
グは何れも製錬炉の操業に重大な支障をきたす。これを
防ぐたためCaOの多く含まれている造滓剤である石灰、
軽焼ドロマイトまたは風滓スラグを前記製錬炉内のスラ
グに添加して前記塩基度を増加させる。逆に塩基度が高
くなって1.8を超えるとスラグ中の（Ｔ・Fe）の増加に
よる歩留りの低下が問題となる。塩基度を下げるSiO2は
上記のように石炭により供給されるが、速く塩基度を下
げたい場合は粉状の石炭は酸素ランスのノズル24または
精錬炉10の炉壁に設けた羽口25、26から吹き込まれる。
塩基度を高くする造滓剤の添加についても同様であっ
て、通常は第１のシュートから投入されるが、塩基度の
調整を速く行う場合は粉状のものを酸素ランスのノズル
24または製錬炉の炉壁に設けた羽口25、26から吹き込む
ことが有効である。
［発明の効果］ 本発明の溶融還元法によれば、造滓剤及び石炭の炉内
への装入量を制御して前記塩基度を1.2乃至1.8とするの
で、スラグフォーミングまたはスロッピングの発生を防
ぎ溶融還元の操業が安定するとともに（Ｔ・Fe）の増加
による歩留りの低下を防ぐことが出来る。
への装入量を制御して前記塩基度を1.2乃至1.8とするの
で、スラグフォーミングまたはスロッピングの発生を防
ぎ溶融還元の操業が安定するとともに（Ｔ・Fe）の増加
による歩留りの低下を防ぐことが出来る。
第１図は、この発明の溶融還元法に用いられるプロセス
の説明図、第２図は、溶融還元時のスラグ塩基度（CaO/
SiO2）とスラグ厚さの関係図である。 10……製錬炉、11……鉄浴、12……スラグ層、13……第
１のシュート、21……酸素ランス、22、23、24……ノズ
ル、25、26……羽口、30……予熱予備還元炉。
の説明図、第２図は、溶融還元時のスラグ塩基度（CaO/
SiO2）とスラグ厚さの関係図である。 10……製錬炉、11……鉄浴、12……スラグ層、13……第
１のシュート、21……酸素ランス、22、23、24……ノズ
ル、25、26……羽口、30……予熱予備還元炉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 正弘 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 山田 健三 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 審査官 津野 孝 (56)参考文献 特開 昭61−64807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−185812（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】製錬炉の発生ガスを還元用ガスとして導入
する予熱予備還元炉にて予熱予備還元された鉄鉱石を予
熱予備還元炉から製錬炉に直接装入するとともに、石炭
等の炭材と造滓剤とを製錬炉に装入し、脱炭用及び２次
燃焼用ノズルを有する上吹き酸素ランスから酸素を製錬
炉に吹き込み、同時に、製錬炉の側壁及び炉底に設けら
れた羽口から撹拌用ガスを吹き込んで鉄鉱石を溶融還元
する方法であって、溶融還元製錬中に造滓剤及び石炭の
装入量を制御してスラグの塩基度を1.2乃至1.8とするこ
とを特徴とする溶融還元法。 - 【請求項２】造滓剤は石炭、軽焼ドロマイト及び風砕ス
ラグであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の溶融還元法。 - 【請求項３】造滓剤及び石炭は上吹き酸素ランスに設け
たノズルまたは製錬炉の炉壁に設けた羽口からキャリア
ガスと共に吹き込んでスラグに添加することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の溶融還元
法。 - 【請求項４】前記撹拌用のガスはAr、N2等の不活性ガス
またはプロセスガスであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の溶融還元
法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260606A JP2596003B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 溶融還元法 |
| US07/246,456 US4936908A (en) | 1987-09-25 | 1988-09-19 | Method for smelting and reducing iron ores |
| AU22448/88A AU607807C (en) | 1987-09-25 | 1988-09-20 | Method for smelting and reducing iron ores and apparatus therefor |
| DE88115580T DE3880245T2 (de) | 1987-09-25 | 1988-09-22 | Verfahren und Vorrichtung zum Einschmelzen und Reduzieren von Eisenerzen. |
| AT88115580T ATE88218T1 (de) | 1987-09-25 | 1988-09-22 | Verfahren und vorrichtung zum einschmelzen und reduzieren von eisenerzen. |
| EP88115580A EP0308925B1 (en) | 1987-09-25 | 1988-09-22 | Method and apparatus for smelting and reducing iron ores |
| CA000578419A CA1336542C (en) | 1987-09-25 | 1988-09-23 | Method for smelting and reducing iron ores and apparatus therefor |
| KR1019880012423A KR910006005B1 (ko) | 1987-09-25 | 1988-09-24 | 철광석의 용융 환원방법 및 그 장치 |
| CN88106882A CN1014721B (zh) | 1987-09-25 | 1988-09-24 | 还原铁矿石生产生铁水的方法和设备 |
| US07/503,805 US4988079A (en) | 1987-09-25 | 1990-04-03 | Apparatus for smelting and reducing iron ores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260606A JP2596003B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 溶融還元法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104709A JPH01104709A (ja) | 1989-04-21 |
| JP2596003B2 true JP2596003B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=17350269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62260606A Expired - Fee Related JP2596003B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-10-15 | 溶融還元法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596003B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103468848A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高温铁浴处理高铁赤泥的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114107588B (zh) * | 2021-11-03 | 2022-10-11 | 临沂市钢铁产业协同创新中心 | 一种高纯铁水的制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6164807A (ja) * | 1984-09-03 | 1986-04-03 | Nippon Steel Corp | 鉄鉱石の溶融還元方法 |
| JPS62185812A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-14 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶融還元製鉄法 |
| JPS62228410A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Kawasaki Steel Corp | 溶融還元による粉粒状鉱石からの金属の回収方法 |
| JPS63223112A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄鉱石の溶融還元方法 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62260606A patent/JP2596003B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103468848A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高温铁浴处理高铁赤泥的方法 |
| CN103468848B (zh) * | 2013-09-06 | 2015-05-06 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高温铁浴处理高铁赤泥的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01104709A (ja) | 1989-04-21 |
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