JPH0715129B2 - 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 - Google Patents
粉状鉱石からの溶融金属製造方法Info
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- JPH0715129B2 JPH0715129B2 JP61070458A JP7045886A JPH0715129B2 JP H0715129 B2 JPH0715129 B2 JP H0715129B2 JP 61070458 A JP61070458 A JP 61070458A JP 7045886 A JP7045886 A JP 7045886A JP H0715129 B2 JPH0715129 B2 JP H0715129B2
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- Japan
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- based solid
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
- C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金
属製造方法に関し、さらに詳しくは、上段に流動層を形
成し、下段に炭素系固体還元剤の充填層を形成した竪型
溶融還元炉の充填層に吹込む気体がつくるレースウエイ
空間の深さ（ジェット深さと呼ぶ）の制御による操業方
法に関する。
属製造方法に関し、さらに詳しくは、上段に流動層を形
成し、下段に炭素系固体還元剤の充填層を形成した竪型
溶融還元炉の充填層に吹込む気体がつくるレースウエイ
空間の深さ（ジェット深さと呼ぶ）の制御による操業方
法に関する。
鉄鋼石その他の金属鉱石資源は粉鉱石が多くなり、今後
益々粉鉱石の割合が増加する傾向にある。特に、低品位
粉鉱石の品位を向上させるために浮選、磁選などの選鉱
が行われ、粉鉱の比率が増加することが予想される。粉
鉱石を塊成化した後、これを還元して溶融金属を得る方
法は塊成化のためのコストが必要であるため、塊成化を
省略し粉状鉱石をそのまま流動層を用いて溶融還元する
方法および装置が開発されている。
益々粉鉱石の割合が増加する傾向にある。特に、低品位
粉鉱石の品位を向上させるために浮選、磁選などの選鉱
が行われ、粉鉱の比率が増加することが予想される。粉
鉱石を塊成化した後、これを還元して溶融金属を得る方
法は塊成化のためのコストが必要であるため、塊成化を
省略し粉状鉱石をそのまま流動層を用いて溶融還元する
方法および装置が開発されている。
特公昭60-45682には流動層を用いて粉状鉱石を溶融還元
する技術が開示され、10〜30mmの粒度を有するコークス
粒子によって実質的に形成される第２流動床域および吹
込みノズルの取付位置、角度などの記述はあるが、吹き
込まれた気体のジェット深さについては説明されていな
い。
する技術が開示され、10〜30mmの粒度を有するコークス
粒子によって実質的に形成される第２流動床域および吹
込みノズルの取付位置、角度などの記述はあるが、吹き
込まれた気体のジェット深さについては説明されていな
い。
このような竪型還元炉内に炭素系固体還元剤の充填層と
その上方に流動層とを炉上部より炭素系固体還元剤を装
入するとともに、粉状鉱石を酸素とともに炭素系固体還
元剤の流動層に装入し、炉下部の充填層形成部に隣接す
る炉壁に設けられた羽口から酸素を含む気体を炭素系固
体還元剤の充填層に吹き込んで粉状鉱石を溶融還元する
溶融金属製造方法の場合、炭素系固体還元剤の充填層の
上方に流動層を維持するため、炉内上昇ガス流速の分布
はより重要になり、羽口から吹き込まれた気体の炉内分
散（分配）が不適当な場合、部分的に流動化状態が悪化
し、炉の操業が不安定になることが明らかとなった。流
動層が不安定になると流動層内の温度変動が大となり温
度の不均一性が生ずるため、溶融金属やスラグの部分的
な固化を生じ操業不能となったり、ガス流が変動し、生
産の低下、歩留低下、還元率低下などをもたらす。
その上方に流動層とを炉上部より炭素系固体還元剤を装
入するとともに、粉状鉱石を酸素とともに炭素系固体還
元剤の流動層に装入し、炉下部の充填層形成部に隣接す
る炉壁に設けられた羽口から酸素を含む気体を炭素系固
体還元剤の充填層に吹き込んで粉状鉱石を溶融還元する
溶融金属製造方法の場合、炭素系固体還元剤の充填層の
上方に流動層を維持するため、炉内上昇ガス流速の分布
はより重要になり、羽口から吹き込まれた気体の炉内分
散（分配）が不適当な場合、部分的に流動化状態が悪化
し、炉の操業が不安定になることが明らかとなった。流
動層が不安定になると流動層内の温度変動が大となり温
度の不均一性が生ずるため、溶融金属やスラグの部分的
な固化を生じ操業不能となったり、ガス流が変動し、生
産の低下、歩留低下、還元率低下などをもたらす。
通常の気固系流動層の場合には、流動層の底面に分散板
を設置し、流動層への上昇ガスの分散を平均化している
が、上記溶融金属製造方法の場合、炭材充填層は高温で
あり、溶融金属やスラグが降下するので、このような分
散板を設けることが不可能である。
を設置し、流動層への上昇ガスの分散を平均化している
が、上記溶融金属製造方法の場合、炭材充填層は高温で
あり、溶融金属やスラグが降下するので、このような分
散板を設けることが不可能である。
このような溶融還元炉では流動層を形成するための分散
板の役割りをするのは炭材充填層であり、羽口から炭材
充填層内に吹く込まれた気体によって形成されるジェッ
ト深さによって、ガス分散状態が大きく左右され、この
ジェット深さが流動層溶融還元炉の操業の安定にとって
極めて重要である。
板の役割りをするのは炭材充填層であり、羽口から炭材
充填層内に吹く込まれた気体によって形成されるジェッ
ト深さによって、ガス分散状態が大きく左右され、この
ジェット深さが流動層溶融還元炉の操業の安定にとって
極めて重要である。
本発明はこのジェット深さを適切に規制することによ
り、安定した均一な流動層を形成し、粉状鉱石を効率的
に溶融還元する方法を提供する。
り、安定した均一な流動層を形成し、粉状鉱石を効率的
に溶融還元する方法を提供する。
本発明は、竪型還元炉内に炭素系固体還元剤の充填層と
流動層とを上下に維持し、炉上部より炭素系固体還元剤
を装入するとともに、粉状鉱石を酸素とともに炭素系固
体還元剤の流動層に吹込み、炉下部の充填層形成部に隣
接する炉壁に設けられた羽口から酸素を含む気体を炭素
系固体還元剤の充填層に吹き込んで粉状鉱石を溶融還元
する溶融金属製造方法において、炭素系固体還元剤の充
填層に吹き込まれた気体のジェット深さを下記の式によ
り制御することを特徴とする粉状鉱石からの溶融金属製
造方法である。
流動層とを上下に維持し、炉上部より炭素系固体還元剤
を装入するとともに、粉状鉱石を酸素とともに炭素系固
体還元剤の流動層に吹込み、炉下部の充填層形成部に隣
接する炉壁に設けられた羽口から酸素を含む気体を炭素
系固体還元剤の充填層に吹き込んで粉状鉱石を溶融還元
する溶融金属製造方法において、炭素系固体還元剤の充
填層に吹き込まれた気体のジェット深さを下記の式によ
り制御することを特徴とする粉状鉱石からの溶融金属製
造方法である。
0.1＜J/D＜0.3 但し、 J:炭素系固体還元剤の充填層に羽口から吹き込まれた気
体のジェット深さ（ｍ） D:羽口取付部の炉内径（ｍ） 〔作用〕 本発明者らは、内径1.2mで炉壁に耐火物を施した装置を
用いて炭素系固体還元剤の充填層に羽口から吹き込んだ
気体が形成するジェット深さがその上方に形成される流
動層に与える影響を検討した。
体のジェット深さ（ｍ） D:羽口取付部の炉内径（ｍ） 〔作用〕 本発明者らは、内径1.2mで炉壁に耐火物を施した装置を
用いて炭素系固体還元剤の充填層に羽口から吹き込んだ
気体が形成するジェット深さがその上方に形成される流
動層に与える影響を検討した。
第１図は竪型溶融還元炉１本体の要部を示す模式的縦断
面図である。
面図である。
還元炉１は上方から炭素系固体還元剤が供給され、炉下
部に充填層２、炉上部に流動層３を形成し、流動層には
粉状鉱石４が酸素含有気体と共に供給され、充填層２に
隣接する炉壁に開口した羽口５から酸素含有気体６が吹
き込まれる。この羽口から吹込みジェットは充填層内２
にジェット深さＪのレースウエイを形成し、この酸素含
有気体は充填層の固体還元剤を燃焼し、その高温還元ガ
スは充填層２を通って上昇しながら分散されて流動層の
流動化ガスとなる。このガスにより粉状鉱石は還元され
溶融されて充填層を滴下して溶鉄10、溶融スラグ９とし
て炉底に溜まる。
部に充填層２、炉上部に流動層３を形成し、流動層には
粉状鉱石４が酸素含有気体と共に供給され、充填層２に
隣接する炉壁に開口した羽口５から酸素含有気体６が吹
き込まれる。この羽口から吹込みジェットは充填層内２
にジェット深さＪのレースウエイを形成し、この酸素含
有気体は充填層の固体還元剤を燃焼し、その高温還元ガ
スは充填層２を通って上昇しながら分散されて流動層の
流動化ガスとなる。このガスにより粉状鉱石は還元され
溶融されて充填層を滴下して溶鉄10、溶融スラグ９とし
て炉底に溜まる。
出銑口11は溶融金属を排出する開口である。なお、図中
Ｄは羽口５の取付部の炉内部を示すものである。
Ｄは羽口５の取付部の炉内部を示すものである。
適当なジェット深さＪは、その時の羽口取付部の炉内径
Ｄに最も関連が深い。従って、実験室での結果とパイロ
ットプラントでの結果とを統一的に解析すれば、例えば
工業的規模の竪型還元炉のように炉内径が3m以上の場合
にも設計と操業に有効である。
Ｄに最も関連が深い。従って、実験室での結果とパイロ
ットプラントでの結果とを統一的に解析すれば、例えば
工業的規模の竪型還元炉のように炉内径が3m以上の場合
にも設計と操業に有効である。
ただ、この場合に注意が必要なのは、本発明の溶融金属
製造方法の場合、炉上部の炭素系固体還元剤の流動層中
へ粉状鉱石を酸素含有気体とともに吹き込むため、粉状
鉱石は流動層中で溶融し流動する炭素系固体還元剤の粒
子表面に溶着するため、粒子の１個当りの重量が重くな
り、また粒子同士の貼着性も増すので、通常の気固系流
動層の場合よりも、流動化ガスに対する条件が厳しくな
ることである。
製造方法の場合、炉上部の炭素系固体還元剤の流動層中
へ粉状鉱石を酸素含有気体とともに吹き込むため、粉状
鉱石は流動層中で溶融し流動する炭素系固体還元剤の粒
子表面に溶着するため、粒子の１個当りの重量が重くな
り、また粒子同士の貼着性も増すので、通常の気固系流
動層の場合よりも、流動化ガスに対する条件が厳しくな
ることである。
実験に用いた粉状鉄鉱石の銘柄はMBR-PB（ペレットフィ
ードのMBR〔銘柄名〕鉱石；通常粒度は44μｍ以下が60
〜70％の微粉末）でこれを580kg/Hで炭素固体還元剤を
装入した流動層に装入した。
ードのMBR〔銘柄名〕鉱石；通常粒度は44μｍ以下が60
〜70％の微粉末）でこれを580kg/Hで炭素固体還元剤を
装入した流動層に装入した。
炭素系固体還元剤としてコークスとチャーの混合物を用
い、その粒径分布は0.5〜20mmで、コークスは比較的粗
粒であり、チャーは比較的細粒であった。羽口からの吹
込み酸素流量は650〜850Nm3/minで、これを４本の羽口
から均等に吹き込んだ。
い、その粒径分布は0.5〜20mmで、コークスは比較的粗
粒であり、チャーは比較的細粒であった。羽口からの吹
込み酸素流量は650〜850Nm3/minで、これを４本の羽口
から均等に吹き込んだ。
ジェットの深さは羽口の内径を25〜45mmに変化させるこ
とによって調節した。同一羽口系で酸素流量を変更する
と炉内熱レベルが変わるので、装入粉状鉱石、コーク
ス、チャー及び酸素の予熱温度などを調整して熱レベル
の変化をなるべく少なくした。
とによって調節した。同一羽口系で酸素流量を変更する
と炉内熱レベルが変わるので、装入粉状鉱石、コーク
ス、チャー及び酸素の予熱温度などを調整して熱レベル
の変化をなるべく少なくした。
第２図に結果を示した。第２図は横軸に送風量をとり、
縦軸にジェット深さと炉内径との比J/Dをとって羽口径2
5、30、45mmφの場合についてそれぞれ示した。ここに
Ｊは観察により測定したジェット深さ（ｍ）、Ｄは炉内
径（ｍ）である。ジェット深さは、同一条件の試験操業
が終了した後に、羽口後方よりレースウエイ内に金棒を
装入し、羽口先端から充填層までの距離として測定し
た。炉頂の覗き窓から見た炉内観察から図中に流動状況
が良好な区間として記入したJ/Dの範囲0.1〜0.3が流動
状況が良好であった。
縦軸にジェット深さと炉内径との比J/Dをとって羽口径2
5、30、45mmφの場合についてそれぞれ示した。ここに
Ｊは観察により測定したジェット深さ（ｍ）、Ｄは炉内
径（ｍ）である。ジェット深さは、同一条件の試験操業
が終了した後に、羽口後方よりレースウエイ内に金棒を
装入し、羽口先端から充填層までの距離として測定し
た。炉頂の覗き窓から見た炉内観察から図中に流動状況
が良好な区間として記入したJ/Dの範囲0.1〜0.3が流動
状況が良好であった。
J/Dが0.3以上では流動層の中心流が強すぎて、流動層の
中央部に吹き抜けを生じ、流動層が不安定となり、J/D
が0.1以下では中心部の流動化状態が悪く、どちらも操
業が不安定となる。J/Dを0.1超乃至0.3未満に制御する
と安定な均一な流動層を得ることができ、さらに最も好
ましい状態はJ/D＝0.2〜0.25であった。
中央部に吹き抜けを生じ、流動層が不安定となり、J/D
が0.1以下では中心部の流動化状態が悪く、どちらも操
業が不安定となる。J/Dを0.1超乃至0.3未満に制御する
と安定な均一な流動層を得ることができ、さらに最も好
ましい状態はJ/D＝0.2〜0.25であった。
炭素系固体還元剤の充填層とその上部に流動層を形成
し、上記のように粉状鉱石から溶融金属を製造する方法
において、吹込ガスのジェット深さを制御することによ
って流動層の安定性が得られ操業を長期間安定して行う
ことができる。
し、上記のように粉状鉱石から溶融金属を製造する方法
において、吹込ガスのジェット深さを制御することによ
って流動層の安定性が得られ操業を長期間安定して行う
ことができる。
第１図は本発明の適用される竪型還元炉の模式断面図、
第２図は実験結果を示すグラフである。 １……竪型還元炉、２……炭素系固体還元剤の充填層、
３……炭素系固体還元剤の流動層、４……粉状鉱石、５
……羽口、６……酸素を含む気体、９……溶融スラブ、
10……溶融銑鉄、11……出銑口、Ｊ……ジェット深さ、
Ｄ……羽口取付部の炉内径
第２図は実験結果を示すグラフである。 １……竪型還元炉、２……炭素系固体還元剤の充填層、
３……炭素系固体還元剤の流動層、４……粉状鉱石、５
……羽口、６……酸素を含む気体、９……溶融スラブ、
10……溶融銑鉄、11……出銑口、Ｊ……ジェット深さ、
Ｄ……羽口取付部の炉内径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井川 勝利 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 竹内 忍 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 佐藤 和彦 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 牛島 崇 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭59−133307（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】竪型還元炉内に炭素系固体還元剤の充填層
とその上方に流動層とを維持し、炉上部より炭素系固体
還元剤を装入するとともに、粉状鉱石を酸素とともに炭
素系固体還元剤の流動層に装入し、炉下部の充填層形成
部に隣接する炉壁に設けられた羽口から酸素を含む気体
を炭素系固体還元剤の充填層に吹き込んで粉状鉱石を溶
融還元する溶融金属製方法において、炭素系固体還元剤
の充填層に吹き込まれた気体のジェット深さを下記の式
の範囲内に制御することを特徴とする粉状鉱石からの溶
融金属製造方法。 0.1＜J/D＜0.3 但し、 J:炭素系固体還元剤の充填層に羽口から吹き込まれた気
体のジェット深さ（ｍ） D:羽口取付部の炉内径（ｍ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61070458A JPH0715129B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61070458A JPH0715129B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62227017A JPS62227017A (ja) | 1987-10-06 |
| JPH0715129B2 true JPH0715129B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=13432091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61070458A Expired - Fee Related JPH0715129B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 粉状鉱石からの溶融金属製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715129B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2777311B2 (ja) * | 1992-08-25 | 1998-07-16 | 川崎製鉄株式会社 | ２段羽口式溶融還元炉の操業方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT378970B (de) * | 1982-12-21 | 1985-10-25 | Voest Alpine Ag | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von flùssigem roheisen oder stahlvorprodukten |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP61070458A patent/JPH0715129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62227017A (ja) | 1987-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| S533 | Written request for registration of change of name |
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