JPH08311516A - Production of molten iron - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To provide a producing method of molten iron using a cylindrical furnace. CONSTITUTION: In the producing method of the molten iron using the cylindrical furnace provided withan optical fiber 5 for observing the inside of the furnace at the level just above secondary tuyere 4, core layer 7-1 from the furnace bottom to a level containing primary tuyeres 3 is formed and on this coke layer, scrap and ore packing layers 8 and coke packing layers 7 are alternately formed in plural layers. While blowing combustion assist gas and fuel gas from the primary tuyeres 3, whether the layer at the front of the secondary tuyeres 4 is the scrap and ore or reduced iron packing layer or the coke packing layer, is detected with the fiber 5. when the former layer exists, only the combustion assist gas is blown from the secondary tuyeres 4, and when the latter layer exists, only noncombustible gas is blown from the secondary tuyeres 4 to produce the molten iron. By this method, low fuel ratio, low oxygen ratio and the reduction in producing cost can be achieved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スクラップおよび鉄鉱
石を鉄源とし、筒型炉を用いて溶銑を製造する方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing hot metal by using a scrap furnace and iron ore as an iron source and using a tubular furnace.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在、銑鉄の大部分は高炉によって製造
されており、高炉製銑法は銑鉄の大量生産技術としては
極めて優れたものとなっている。しかし、高炉製銑法は
鉄源として焼結鉱、燃料として高品質のコークスを使用
するものであり、使用できる原燃料の制約がある。近年
の高炉は巨大化し、停止・起動が簡単にはできないため
鋼材需要の変動に応じる操業の柔軟性に乏しい。一方、
現在、スクラップ溶解は大部分が電気炉で行われてお
り、生産コストは相当高くなってしまう。2. Description of the Related Art At present, most of pig iron is manufactured by a blast furnace, and the blast furnace pig-making method is extremely excellent as a technique for mass-producing pig iron. However, the blast furnace pig iron method uses sinter ore as an iron source and high-quality coke as a fuel, and there are restrictions on the raw fuel that can be used. Recent blast furnaces have become huge and cannot be stopped and started easily, so there is little flexibility in operation in response to changes in steel demand. on the other hand,
At present, most of the scrap melting is performed in an electric furnace, and the production cost is considerably high.

【０００３】上記のような問題点を解決するため、本発
明者らおよび本出願人らは製鋼用転炉に類似する筒型炉
を使用し、鉱石とスクラップとを鉄源とする溶銑の新し
い製造方法を提案した（特開平１−２９０７１１号公
報、特開平３−１５０３０９号公報参照）。この方法で
は図２に模式的に示すような転炉型式の筒型炉１を用い
る。この筒型炉１は図示のように、炉上部に炉内ガス排
出と原料装入用の開口部（炉口）２、炉壁下部に支燃性
ガスと必要に応じて燃料を吹き込む一次羽口３、炉壁上
部に支燃性ガスを吹き込む二次羽口４、炉底に出銑滓口
６を備えている。In order to solve the above problems, the present inventors and the present applicants have used a tubular furnace similar to a steelmaking converter, and have developed a new hot metal using iron ore and scrap as an iron source. A manufacturing method has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-290711 and 3-150309). In this method, a cylindrical furnace 1 of a converter type as schematically shown in FIG. 2 is used. As shown in the figure, this cylindrical furnace 1 has an opening (furnace opening) 2 for discharging the gas inside the furnace and charging raw materials in the upper part of the furnace, and a primary blade for injecting a combustion-supporting gas and fuel as necessary into the lower part of the furnace wall. A mouth 3, a secondary tuyere 4 for injecting a combustion-supporting gas into the upper portion of the furnace wall, and a taphole 6 at the bottom of the furnace are provided.

【０００４】上記筒型炉１を用いて溶銑を製造するに
は、まず炉内下部にコークス充填層７、その上にスクラ
ップおよび鉱石の充填層８を形成させる。そして下部の
コークス充填層７に一次羽口３から示燃性ガス（酸素ま
たは酸素含有ガス）を吹き込んで下記（１）式の反応を
生じさせ、その反応熱によってコークス充填層７を高温
に保つ。In order to produce hot metal using the above-mentioned tubular furnace 1, first, a coke packed layer 7 is formed in the lower part of the furnace, and a scrap and ore packed layer 8 is formed thereon. Then, an inflammable gas (oxygen or oxygen-containing gas) is blown into the lower coke packed layer 7 from the primary tuyere 3 to cause a reaction of the following formula (1), and the reaction heat keeps the coke packed layer 7 at a high temperature. .

【０００５】 Ｃ＋１／２・Ｏ₂ →ＣＯ＋29400 kcal／kmol・Ｃ ・・・・・（１） （１）式で発生したＣＯガスは、スクラップおよび鉱石
の充填層８で二次羽口４から吹き込まれる支燃性ガスと
下記（２）式の反応（二次燃焼）をおこす。その反応熱
はスクラップおよび鉱石の加熱ならびに溶融に利用され
る。C + 1/2 · O ₂ → CO + 29400 kcal / kmol · C (1) The CO gas generated by the equation (1) is blown from the secondary tuyere 4 in the scrap and ore packed layer 8 It causes the reaction (secondary combustion) of the following combustion-supporting gas and the following equation (2). The heat of reaction is used to heat and melt scrap and ore.

【０００６】 ＣＯ＋１／２・Ｏ₂ →ＣＯ₂ ＋67590 kcal／kmol・ＣＯ ・・・（２） この反応で溶融した鉄鉱石（溶融酸化鉄）は、下部のコ
ークス充填層７に滴下して高温のコークスと下記（３）
式のように反応して還元される。CO + 1/2 · O ₂ → CO ₂ +67590 kcal / kmol · CO (2) The iron ore (molten iron oxide) melted by this reaction is dropped into the coke filling layer 7 at the bottom and is heated to a high temperature. Coke and the following (3)
It reacts and is reduced like the formula.

【０００７】 Fe₂O₃ ＋３Ｃ→２Fe＋３ＣＯ− 108090 kcal／kmol・Fe₂O₃ ・・（３） 上記の（１）式および（３）式で発生したＣＯガスは、
スクラップおよび鉱石の充填層８内で二次燃焼するため
に、それらの加熱および溶融に有効に利用されて高い熱
効率が達成される。Fe ₂ O ₃ + 3C → 2Fe + 3CO− 1080 90 kcal / kmol · Fe ₂ O ₃ ··· (3) The CO gas generated by the above equations (1) and (3) is
Because of the secondary combustion in the packed bed 8 of scrap and ore, it is effectively used for heating and melting them, and high thermal efficiency is achieved.

【０００８】以上のように上記溶銑の製造方法によれ
ば、転炉形式の筒型炉でスクラップと鉱石とから熱効率
よく溶銑を製造することができる。しかし、実際の操業
では各充填層７、８を繰り返し形成させて連続的に溶銑
製造を行うため、この操業形態を採ると２回目以降にス
クラップおよび鉱石の充填層上に形成させたコークス充
填層が必ず二次羽口４のレベルを降下することになる。
二次羽口４の前にコークス充填層が存在している場合
は、二次羽口４から吹き込む支燃性ガスによりコークス
が燃焼してしまうため、二次燃焼率低下や燃料比悪化を
招く。As described above, according to the above-described method for producing hot metal, hot metal can be produced from scrap and ore in a tubular furnace of the converter type with good thermal efficiency. However, in the actual operation, since the packed layers 7 and 8 are repeatedly formed to continuously produce the hot metal, when this operation mode is adopted, the coke packed layer formed on the scrap and ore packed layers after the second time is adopted. Will definitely drop the level of the secondary tuyere 4.
When the coke packed layer is present in front of the secondary tuyere 4, the coke is burned by the combustion-supporting gas blown from the secondary tuyere 4, resulting in a decrease in the secondary combustion rate and a deterioration in the fuel ratio. .

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、筒型
炉を使用して溶銑を製造する際に、スクラップおよび鉱
石の充填層とコークス充填層とを複数層で交互にそれぞ
れ形成させ、炉内監視用ファイバにより二次羽口前の炉
内充填物を判別し、二次羽口前にコークス充填層が存在
する場合には、このコークスの燃焼による消失を最小限
に押さえるために二次羽口送風条件を変化させることに
より、コークスの燃焼を低減させ、燃料比の悪化を抑制
することができる方法を提供することにある。An object of the present invention is to form a packed layer of scrap and ore and a coke packed layer alternately in a plurality of layers when producing hot metal using a tubular furnace. In-furnace monitoring fiber is used to identify the in-furnace packing in front of the secondary tuyere, and if there is a coke packed bed in front of the secondary tuyere, it is necessary to minimize the loss of coke due to combustion. It is an object of the present invention to provide a method capable of reducing coke combustion and suppressing deterioration of the fuel ratio by changing the next tuyere blowing condition.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の要盲は下記の溶
銑の製造方法にある。The blindness of the present invention lies in the following method for producing hot metal.

【００１１】炉上部にガス排出と原料装入用の開口部
を、炉壁下部および／または炉底に一次羽口を、炉壁上
部に単段または複数段の二次羽口を、二次羽口直上レベ
ルに炉内監視用ファイバを、炉底に出銑口、炉壁下部に
排滓口または炉底に出銑排滓口をそれぞれ備えた筒型炉
を用い、スクラップ、鉄鉱石およびコークスを主原料と
する溶銑の製造方法であって、炉底から一次羽口を含む
レベルまでコークス充填層を、その上にスクラップおよ
び鉱石の充填層とコークス充填層とを複数層で交互にそ
れぞれ形成させ、一次羽口から支燃性ガスおよび燃料を
吹き込みながら、前記ファイバにより二次羽口前に存在
する層がスクラップと鉱石または還元鉄との充填層であ
るか、もしくはコークス充填層であるかを検知し、スク
ラップと鉱石または還元鉄との充填層が存在する場合に
は二次羽口から支燃性ガスのみを、コークス充填層が存
在する場合には二次羽口から不燃性ガスのみをそれぞれ
吹き込むことを特徴とする溶銑の製造方法。The upper part of the furnace has an opening for discharging gas and the charging of raw materials, the lower part of the furnace wall and / or the bottom of the furnace has a primary tuyere, and the upper part of the furnace wall has a single-stage or multiple-stage secondary tuyere. Using a tubular furnace equipped with a fiber for in-furnace monitoring at the level immediately above the tuyere, a tap hole at the bottom of the furnace, a slag outlet at the bottom of the furnace wall, or a tap discharge port at the bottom of the furnace, scrap, iron ore and A method for producing hot metal using coke as a main raw material, wherein a coke packed layer is provided from the furnace bottom to a level including the primary tuyere, and a scrap and ore packed layer and a coke packed layer are alternately arranged in a plurality of layers. The layer existing in front of the secondary tuyere by the fiber is a packed layer of scrap and ore or reduced iron, or is a coke packed layer while injecting combustion-supporting gas and fuel from the primary tuyere. To detect scrap and ore or It is characterized in that only the combustion-supporting gas is blown from the secondary tuyere when the packed bed with the original iron is present, and only the non-combustible gas is blown from the secondary tuyere when the coke packed bed is present. Method of manufacturing hot metal.

【００１２】本発明者らは、筒型炉内にコークス充填層
およびスクラップと鉄鉱石との充填層をそれぞれ交互に
複数層形成し、二次羽口からの支燃性ガス量を一定にし
た操業を行った結果、炉内容積と装入物の嵩比重から推
定される装入物分布から二次羽口前にコークス充填層が
あると考えられる場合には、二次燃焼率が急激に低下す
る事実を知見した。また、炉内から発生する排ガスの分
析値から、二次羽口前でのコークス消費量が増加してい
ると推定された。The present inventors formed a plurality of coke packed layers and scrap and iron ore packed layers alternately in the cylindrical furnace to make the amount of combustion-supporting gas from the secondary tuyere constant. As a result of the operation, when it is considered that there is a coke packed bed in front of the secondary tuyere from the distribution of the charge estimated from the volume inside the furnace and the bulk specific gravity of the charge, the secondary combustion rate suddenly increases. We have found the fact of a decline. Moreover, it was estimated from the analysis value of the exhaust gas generated in the furnace that the coke consumption in front of the secondary tuyere increased.

【００１３】二次羽口直上レベルに炉内監視用ファイバ
を設置し炉内状況を監視することにより、二次羽口前に
スクラップと鉱石または還元鉄との充填層が存在する場
合には二次羽口から支燃性ガスのみを吹き込んで二次燃
焼率を増加させ、高熱効率溶解を行い、同じくコークス
充填層が存在する場合には二次羽口から不燃性ガスのみ
を吹き込んで、二次羽口前のコークス燃焼を最小限に抑
えることにより、燃料比が低下し溶銑製造コストの低減
を図ることができることがわかった。By installing an in-furnace monitoring fiber just above the secondary tuyere and monitoring the in-furnace condition, it is possible to detect the presence of a packed bed of scrap and ore or reduced iron before the secondary tuyere. Only the combustion-supporting gas is blown from the next tuyere to increase the secondary combustion rate to achieve high thermal efficiency melting, and when a coke packed bed is also present, only the non-combustible gas is blown from the secondary tuyere to It was found that by minimizing the coke combustion in front of the next tuyere, the fuel ratio is lowered and the hot metal production cost can be reduced.

【００１４】[0014]

【作用】図１および図２に基づいて本発明方法を説明す
る。The method of the present invention will be described with reference to FIGS.

【００１５】図１は本発明方法で用いる原料装入状態の
例を示す縦断面図である。図１に示す例では、筒型炉１
は、上部にガス排出ならびにスクラップ、鉱石（鉄鉱
石、鉄マンガン鉱石、マンガン鉱石など) およびコーク
スの装入のための開口部（炉口）２を有し、炉壁下部に
一次羽口３、その上部に二次羽口４、二次羽口直上レベ
ルに炉内監視用ファイバ５、炉底部に出銑排滓口６およ
びこれと連結されたスキンマー10を備えている。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of a raw material charging state used in the method of the present invention. In the example shown in FIG. 1, the tubular furnace 1
Has an opening (furnace mouth) 2 for gas discharge and scrap, ore (iron ore, manganese ore, manganese ore, etc.) and coke charging in the upper part, and a primary tuyere 3, in the lower part of the furnace wall, A secondary tuyere 4 is provided on the upper portion thereof, an in-reactor monitoring fiber 5 is provided immediately above the secondary tuyere, a taphole discharge port 6 is provided at the bottom of the furnace, and a skinmer 10 connected thereto.

【００１６】図２は炉内監視用ファイバ５の構成とコン
ピュータ画像処理による検出方法との例を説明する図で
ある。炉内監視用ファイバ５の炉内側は水冷構造の保護
管12とその内部に吹き込まれるＮ₂ ガスで保護される。
このファイバ５は画像処理および判定出力を行うコンピ
ュータ11に接続され、コンピュータ11の判定出力により
二次羽口の吹き込みガス種の切替えコントロールを行
う。判定出力では画像処理により充填層物質の平均粒径
を推算し、この値が80mm以下の場合にはコークス充填層
が存在すると判断して二次羽口からは不燃性ガスのみを
吹き込み、一方80mmを超える場合にはスクラップと鉱石
または還元鉄との充填層が存在すると判断して二次羽口
からは支燃性ガスのみを吹き込むように、それぞれ切替
えコントロール指令を出力する。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the structure of the in-furnace monitoring fiber 5 and the detection method by computer image processing. The inside of the furnace for the fiber 5 for monitoring the inside of the furnace is protected by a protective tube 12 having a water cooling structure and N ₂ gas blown into the protective tube 12.
This fiber 5 is connected to a computer 11 which performs image processing and judgment output, and the judgment output of the computer 11 controls the switching of the gas type blown into the secondary tuyere. In the judgment output, the average particle size of the packed bed material is estimated by image processing.If this value is 80 mm or less, it is judged that there is a coke packed bed, and only non-combustible gas is blown from the secondary tuyere, while 80 mm When it exceeds the above, it is determined that a packed layer of scrap and ore or reduced iron exists, and a switching control command is output so that only the combustion-supporting gas is blown from the secondary tuyere.

【００１７】図１に示すようにコークス充填層が３層、
スクラップおよび鉱石の充填層が２層である場合の装入
充填と溶解操作は、下記a.〜d.の工程で行う。As shown in FIG. 1, there are three coke filling layers,
When the scrap and the ore are packed in two layers, the charging and filling operation and the melting operation are performed in the following steps a. To d.

【００１８】a.開口部２から、まずコークスおよび所要
の副原料を装入して、炉底から一次羽口３を含むレベル
までコークス充填層７−１を形成させ、その上にスクラ
ップおよび鉄鉱石の充填層８−１、次いで順次コークス
充填層７−２、スクラップおよび鉱石の充填層８−２、
コークス充填層７−３を形成させる第１回目の装入工
程。From the opening 2, first, the coke and necessary auxiliary materials are charged to form a coke packed layer 7-1 from the furnace bottom to a level including the primary tuyere 3, and scrap and iron ore are formed on the coke packed layer 7-1. Stone bed 8-1, then sequentially coke bed 7-2, scrap and ore bed 8-2,
The first charging step for forming the coke filling layer 7-3.

【００１９】b.一次羽口３から支燃性ガスと必要に応じ
て燃料を吹き込み、二次羽口４から支燃性ガスを吹き込
んで鉱石を還元しながら還元鉄を生成させ、この還元鉄
とスクラップとを溶融して溶銑９Ａを製造する還元溶融
工程。B. A combustion supporting gas and fuel as necessary are blown from the primary tuyere 3 and a combustion supporting gas is blown from the secondary tuyere 4 to reduce ore to produce reduced iron. A reduction melting process for melting hot metal and scrap to produce hot metal 9A.

【００２０】c.二次羽口４の直上レベルにある炉内監視
用ファイバ５の画像をコンピュータ11で画像処理して、
その物質の粒径から二次羽口前にある装入物を判別し、
二次羽口前にコークス充填層がある場合には支燃性ガス
は吹き込まず、不燃性ガスのみとし、スクラップと還元
鉄との充填層がある場合には支燃性ガスのみを吹き込む
吹き分け工程。C. The image of the in-reactor monitoring fiber 5 located immediately above the secondary tuyere 4 is image-processed by the computer 11,
From the particle size of the substance, determine the charge in front of the secondary tuyere,
If there is a coke filling layer in front of the secondary tuyere, the combustion-supporting gas is not blown into it, and only non-combustible gas is used. Process.

【００２１】d.生成した溶銑９Ａおよびスラグ９Ｂを出
銑排滓口６からスキンマー10を経て排出する出銑工程。
生成した溶銑９Ａとスラグ９Ｂは炉外に排出され、炉外
に設けたスキンマー10により分離される。D. A tapping step of discharging the produced hot metal 9A and slag 9B from the tapping waste slag port 6 through the skinmer 10.
The generated hot metal 9A and slag 9B are discharged to the outside of the furnace and separated by a skinmer 10 provided outside the furnace.

【００２２】連続操業の場合には、前記b.〜d.工程を継
続しながら還元操作および溶解操作において消費したス
クラップおよび鉱石を投入し、前記a.工程で形成したコ
ークス充填層７−３の上にスクラップおよび鉱石の充填
層を形成させる。続いて同様にコークス充填層を形成さ
せてゆく。In the case of continuous operation, the scrap and ore consumed in the reducing operation and the smelting operation are added while continuing the steps b. To d., And the coke packed bed 7-3 formed in the step a. Form a packed bed of scrap and ore on top. Then, a coke filling layer is similarly formed.

【００２３】上記a.およびb.の操作を行う目的は第１
に、最下部のコークス充填層７−１内において一次羽口
３から吹き込む支燃性ガスで前記（１）式によりコーク
スを部分酸化燃焼させ、ＣＯを主成分とするガスを発生
させてコークス充填層７−１を高温に保持し、上部に形
成されたスクラップおよび鉱石の充填層８−１内の主に
鉄鉱石を次の（４）式などにより還元させ、還元鉄を生
成させることにある。The purpose of performing the operations a. And b. Is first.
In the lowermost coke filling layer 7-1, the coke is partially oxidatively burned by the formula (1) with the combustion-supporting gas blown from the primary tuyere 3 to generate a gas containing CO as a main component to fill the coke. The layer 7-1 is kept at a high temperature and mainly iron ore in the scrap and ore packed layer 8-1 formed on the upper part is reduced by the following formula (4) or the like to generate reduced iron. .

【００２４】 Fe₂O₃ ＋３ＣＯ＝２Fe＋３ＣＯ₂ ＋6480kcal／kmol・ＣＯ ・・（４） そして第２に、生成した還元鉄およびスクラップの充填
層内で二次羽口から吹き込む支燃性ガスにより、下部で
発生するＣＯを主成分とするガスを前記（２）式により
二次燃焼させ、この二次燃焼の発熱により還元鉄および
スクラップを加熱溶融し、溶銑を生成させることにあ
る。Fe ₂ O ₃ + 3CO = 2Fe + 3CO ₂ +6480 kcal / kmol CO (4) And secondly, due to the combustion supporting gas blown from the secondary tuyere in the packed bed of the reduced iron and scrap produced, The gas containing CO as a main component generated in 2) is secondarily combusted by the equation (2), and the reduced iron and the scrap are heated and melted by the heat generation of the 2nd combustion to generate the hot metal.

【００２５】上記c.の操作を行う目的は、二次羽口前に
コークス充填層が存在している場合に支燃性ガスを吹き
込むと、コークスが部分酸化燃焼し余分にコークスが消
費され燃料比が悪化してしまうのを回避することにあ
る。逆に還元鉄およびスクラップの充填層が存在してい
る場合には、支燃性ガスのみを吹き込むことにより二次
燃焼反応が生じ、その熱により溶融を行うことにある。
このように、二次羽口前の装入物に応じて吹き分けを行
うことで効率的に熱が利用でき、燃料比を低減させるこ
とができる。The purpose of performing the operation of the above c. Is to blow a combustion-supporting gas in the presence of a coke-packed layer in front of the secondary tuyere, and the coke is partially oxidized and burned to consume extra coke. It is to prevent the ratio from getting worse. On the contrary, when the packed bed of reduced iron and scrap is present, the secondary combustion reaction occurs by blowing only the combustion-supporting gas, and the heat is used for melting.
As described above, by performing the blowing separately according to the charge in front of the secondary tuyere, heat can be efficiently used and the fuel ratio can be reduced.

【００２６】第１回目の充填装入の際の望ましい各充填
層の層数とその厚さは炉の形状と容積によって変わる
が、最下部のコークス充填層７−１で１層、厚さ1200〜
1300mm程度、中間のコークス充填層７−２で１層、厚さ
350〜450 mm程度、最上部のコークス充填層７−３で１
層、厚さ 350〜450 mm程度、スクラップおよび鉱石の充
填層８で１層、厚さ 400〜500 mm程度である。The desired number and thickness of each packed bed at the time of the first charging is dependent on the shape and volume of the furnace, but one layer is the lowest coke packed layer 7-1 and the thickness is 1200. ~
About 1300mm, 1 layer with middle coke filling layer 7-2, thickness
350-450 mm, 1 at the top coke packing layer 7-3
The layer is about 350 to 450 mm thick, and the scrap and ore packing layer 8 is one layer, and the thickness is about 400 to 500 mm.

【００２７】連続操業の場合に順次投入してゆく鉱石お
よびスクラップの量は、溶解操作で加熱溶融すべき量、
コークスの量は、還元操作および溶解操作において消費
される量とする。In the case of continuous operation, the amounts of ore and scrap that are sequentially added are the amounts to be heated and melted in the melting operation,
The amount of coke is the amount consumed in the reduction operation and the dissolution operation.

【００２８】本発明方法の実施に際しては、一次羽口を
炉底または／および炉壁側に設置し、二次羽口をその上
方に一段ないしは複数段配置するのがよい。さらに、一
次羽口の水平方向での配置数は４〜６本の複数本、羽口
と羽口との間の配置角度の範囲は60〜90°とするのが望
ましい。二次羽口の水平方向での配置数は６〜８本の複
数本、羽口と羽口との間の配置角度の範囲は45〜60°と
するのが望ましい。二次羽口は還元操作が完了した時点
で還元鉄およびスクラップの充填層の下端に位置させる
のが、二次燃焼発熱を還元鉄とスクラップとの加熱溶融
に活用する上において望ましいからである。In carrying out the method of the present invention, it is preferable that the primary tuyere is installed on the furnace bottom and / or the furnace wall side, and the secondary tuyere is arranged above it in one or more stages. Further, it is desirable that the number of primary tuyere arranged in the horizontal direction is a plurality of 4 to 6 and the range of the arrangement angle between the tuyere is 60 to 90 °. It is desirable that the number of secondary tuyere arrangements in the horizontal direction is a plurality of 6 to 8, and the range of the arrangement angle between the tuyere is 45 to 60 °. It is desirable that the secondary tuyere is located at the lower end of the packed bed of reduced iron and scrap when the reduction operation is completed, in order to utilize the secondary combustion heat generation for heating and melting the reduced iron and scrap.

【００２９】炉内監視用ファイバの設置位置は二次羽口
直上レベルとするが、水平方向ではその熱からの保護の
ために二次羽口の中間に設けるのが望ましい。The installation position of the fiber for monitoring inside the furnace is at a level directly above the secondary tuyere, but it is desirable to provide it in the middle of the secondary tuyere in the horizontal direction in order to protect it from the heat.

【００３０】一次羽口および二次羽口から吹き込む支燃
性ガスは、Ｏ₂ またはＯ₂ を含有するガスである。二次
羽口から吹き込む不燃性ガスはＮ₂ などのガスである。The combustion-supporting gas blown from the primary tuyere and the secondary tuyere is O ₂ or a gas containing O ₂ . The non-combustible gas blown from the secondary tuyere is a gas such as N ₂ .

【００３１】さらに、一次羽口からは上記の支燃性ガス
とともに燃料（微粉炭、重油、天然ガスなどの気体また
は液体の燃料）を吹き込むことが望ましい。その理由
は、鉱石の使用比率が増加するとコークス比の増加を余
儀なくされ、この場合、コークスの占有空間が増加する
からである。従って、小型の筒型炉の場合、スクラップ
と鉱石とを装入する空間の余裕がとれなくなる事態が発
生する。しかし、燃料を使用してコークスの使用量をを
節減することにより、スクラップと鉱石との装入空間を
確保することができる。Further, it is desirable to blow a fuel (gas or liquid fuel such as pulverized coal, heavy oil, natural gas) together with the above-mentioned combustion-supporting gas from the primary tuyere. The reason is that the coke ratio is inevitably increased as the ore use ratio increases, and in this case, the space occupied by the coke increases. Therefore, in the case of a small-sized tubular furnace, there arises a situation in which the space for charging the scrap and the ore cannot be provided. However, by using fuel to reduce the amount of coke used, it is possible to secure a charging space for scrap and ore.

【００３２】上記の方法により、二次羽口前の装入物が
何であるかを把握して吹き込みガス種を吹き分けること
で、コークス充填層７−１の直上に位置する還元鉄およ
びスクラップが二次燃焼熱により加熱溶融され、生成し
た溶鉄が直ちにコークスと接触して浸炭されやすくな
り、より効率的に加熱溶融することができる。つまり、
上部から投入したコークスは一次羽口前で酸素により燃
焼させ、その熱で溶銑を製造するのが本来の役割であ
り、できるだけ二次羽口前で消費されるのを抑制するの
が理想である。By the above method, by grasping what is the charge in front of the secondary tuyere and blowing out the gas species to be blown, the reduced iron and scrap located directly above the coke packed bed 7-1 are removed. The molten iron is heated and melted by the heat of secondary combustion, and the generated molten iron immediately comes into contact with coke and is easily carburized, so that the molten iron can be more efficiently heated and melted. That is,
The original role of the coke thrown in from the top is to burn the hot metal with oxygen in front of the primary tuyere, and to produce hot metal with that heat, and it is ideal to suppress consumption in front of the secondary tuyere as much as possible. .

【００３３】[0033]

【実施例】【Example】

（本発明例）図１に示す装置構成の筒型炉（直径1.7m、
炉底から炉口までの高さ3.7m、内容積7.6m³ の転炉型
炉）を用い、表１、表２および下記に示す条件で溶銑の
製造試験を行った。表１に鉄源として使用した鉄鉱石の
組成、表２に燃料として使用したコークスと微粉炭の組
成を示す。(Example of the present invention) A cylindrical furnace (diameter: 1.7 m;
Using a converter furnace having a height of 3.7 m from the bottom to the mouth and an inner volume of 7.6 m ³ , a hot metal production test was conducted under the conditions shown in Tables 1 and 2 and the following. Table 1 shows the composition of iron ore used as an iron source, and Table 2 shows the composition of coke and pulverized coal used as fuel.

【００３４】[0034]

【表１】 [Table 1]

【００３５】[0035]

【表２】 [Table 2]

【００３６】製造目標溶銑量：18トン 鉄源：表１に示す鉄鉱石・・・鉄分換算値で25Wt％ スクラップ（最大寸法0.5m、嵩密度3500kg/m³ 、純鉄度
99％）・・鉄分換算75Wt％ 合計15トンの鉄源を図１のように２回に分けて充填 一次羽口：炉底から1.1mの炉側壁に90°間隔で４本設置 二次羽口：炉底から2.0mの炉側壁に60°間隔で６本設置 出銑排滓口：炉底中心に設置 操業の基本条件としては、一次羽口から吹き込む支燃性
ガスとして酸素を使用し、送酸量は1000Nm³/h とした。
同時に微粉炭を640kg/h で吹き込んだ。二次羽口から吹
き込む支燃性ガスとして酸素を使用し、流量は０〜800N
m³/h、同じく不燃性ガスとしてＮ₂ を使用し、流量は０
〜500 Nm³/hとし、前述の工程操作に従って溶銑を製造
した。Production target Hot metal amount: 18 tons Iron source: Iron ore shown in Table 1 ... 25 Wt% in terms of iron content scrap (maximum size 0.5 m, bulk density 3500 kg / m ³ , pure iron content)
99%) ・ ・ 75Wt% iron equivalent, total 15 tons of iron source is filled in two times as shown in Fig. 1. Primary tuyere: 4 irons are installed at 90 ° intervals on the side wall 1.1m from the bottom of the furnace Secondary blade Mouth: 6 pieces are installed on the side wall of the furnace 2.0m from the bottom of the furnace at intervals of 60 °. Pig iron discharge slag: Installed in the center of the bottom of the furnace. As a basic condition of operation, oxygen is used as a combustion supporting gas blown from the primary tuyere. The amount of acid fed was 1000 Nm ³ / h.
At the same time, pulverized coal was blown at 640 kg / h. Oxygen is used as a combustion-supporting gas blown from the secondary tuyere, and the flow rate is 0 to 800N.
m ³ / h, also using N ₂ as a non-combustible gas, the flow rate is 0
The hot metal was manufactured according to the above-mentioned process operation, with the amount of .about.500 Nm ³ / h.

【００３７】（比較例）二次羽口前における充填層の差
に応じて、二次羽口から吹き込むガス種を変化させず、
支燃性ガスとして流量 800 Nm³/hの酸素を常に使用し、
これ以外は前記の本発明例と同じ条件で製造した。(Comparative Example) The type of gas blown from the secondary tuyere was not changed according to the difference in the packing layer in front of the secondary tuyere,
Always use oxygen with a flow rate of 800 Nm ³ / h as a combustion-supporting gas,
Except for this, it was manufactured under the same conditions as in the above-mentioned example of the present invention.

【００３８】表３に上記操業結果を対比して示す。Table 3 shows the above operation results in comparison.

【００３９】[0039]

【表３】 [Table 3]

【００４０】表３から明らかなように、本発明例では二
次羽口前に存在する充填層の差にしたがって効率よくガ
ス種を吹き分けることによりコークスの消費量が減少し
た。As is clear from Table 3, in the examples of the present invention, the coke consumption was reduced by efficiently blowing the gas species according to the difference in the packed bed existing in front of the secondary tuyere.

【００４１】それに伴い酸素使用量も減少し、平均の二
次燃焼率も向上した。即ち、本発明方法により従来並み
の溶銑を低燃料消費量および低酸素消費量で製造するこ
とができた。Along with this, the amount of oxygen used also decreased, and the average secondary combustion rate also improved. That is, by the method of the present invention, it was possible to produce the same level of hot metal as the conventional one with low fuel consumption and low oxygen consumption.

【００４２】比較例では、二次羽口前にコークス層があ
る場合でも酸素を吹き込むため余分なコークスが消費さ
れるばかりでなく、その間に酸素を消費するため酸素使
用量が増加してしまう。このように、できるだけ二次羽
口前でコークスが消費されることを抑制しないと、上部
から投入したコークスが担うべき本来の役割（一次羽口
前で酸素により燃焼させ、その熱で溶銑を製造する）が
果たせなくなるのである。In the comparative example, even if there is a coke layer in front of the secondary tuyere, oxygen is blown in, so that not only extra coke is consumed, but also oxygen is consumed during that time, so the amount of oxygen used increases. In this way, if the coke consumption in the front of the secondary tuyere is not suppressed as much as possible, the original role that the coke injected from the top should play (combustion with oxygen in front of the primary tuyere, and the heat to produce hot metal) Will not be fulfilled.

【００４３】表３に示すように本発明例では、二次羽口
前におけるコークス消費量がかなり低減できるため、本
来の目的である一次羽口レベルでのコークス燃焼が可能
となり、低燃料比で溶銑を製造することができる。As shown in Table 3, in the example of the present invention, the coke consumption in front of the secondary tuyere can be considerably reduced, so that the original purpose, that is, the coke combustion at the primary tuyere level, becomes possible, and the low fuel ratio is achieved. Hot metal can be manufactured.

【００４４】[0044]

【発明の効果】本発明方法によれば、高炉に比較しては
るかに小型で簡便な筒型炉を使用し、柔軟性に富んだ製
銑を行うことができる。しかも二次羽口前の充填物の差
に応じて二次羽口から吹き込むガス種を変えることで、
従来と同等の溶銑を製造する際に、低燃料比、低酸素比
および製造コスト低減を達成することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method of the present invention, a highly flexible pig iron can be produced by using a cylindrical furnace which is much smaller and simpler than a blast furnace. Moreover, by changing the type of gas blown from the secondary tuyere according to the difference in the filling material in front of the secondary tuyere,
It is possible to achieve a low fuel ratio, a low oxygen ratio, and a reduction in manufacturing cost when manufacturing hot metal equivalent to the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明方法で用いる原料装入状態の例を示す縦
断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of a raw material charging state used in a method of the present invention.

【図２】炉内監視用ファイバの構成とコンピュータ画像
処理による検出方法との例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a fiber for monitoring inside a furnace and a detection method by computer image processing.

【図３】従来方法の原料装入状態を示す縦断面図であ
る。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a raw material charging state of a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：筒型炉、 ２：開口部、 ３：一次羽口、
４：二次羽口、５：炉内監視用ファイバ、 ６：
出銑排滓口 、７：コークス充填層、８：スクラップ及
び鉱石の充填層、9A：溶銑、 9B：スラグ、10：
スキンマー、 11：コンピュータ、12：
水冷保護管1: Cylindrical furnace, 2: Opening part, 3: Primary tuyere,
4: Secondary tuyeres, 5: Fiber for monitoring inside the furnace, 6:
Pig iron discharge port, 7: Coke packed bed, 8: Scrap and ore packed bed, 9A: Hot metal, 9B: Slag, 10:
Skinmer, 11: Computer, 12:
Water cooling protection tube

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】炉上部にガス排出と原料装入用の開口部
を、炉壁下部および／または炉底に一次羽口を、炉壁上
部に単段または複数段の二次羽口を、二次羽口直上レベ
ルに炉内監視用ファイバを、炉底に出銑口、炉壁下部に
排滓口または炉底に出銑排滓口をそれぞれ備えた筒型炉
を用い、スクラップ、鉄鉱石およびコークスを主原料と
する溶銑の製造方法であって、炉底から一次羽口を含む
レベルまでコークス充填層を、その上にスクラップおよ
び鉱石の充填層とコークス充填層とを複数層で交互にそ
れぞれ形成させ、一次羽口から支燃性ガスおよび燃料を
吹き込みながら、前記ファイバにより二次羽口前に存在
する層がスクラップと鉱石または還元鉄との充填層であ
るか、もしくはコークス充填層であるかを検知し、スク
ラップと鉱石または還元鉄との充填層が存在する場合に
は二次羽口から支燃性ガスのみを、コークス充填層が存
在する場合には二次羽口から不燃性ガスのみをそれぞれ
吹き込むことを特徴とする溶銑の製造方法。1. An opening for gas discharge and raw material charging in the upper part of the furnace, a primary tuyere in the lower part of the furnace wall and / or the furnace bottom, and a single-stage or multiple-stage secondary tuyere in the upper part of the furnace wall, Using a tubular furnace equipped with a fiber for in-furnace monitoring directly above the secondary tuyere, a tap hole at the bottom of the furnace, a slag outlet at the bottom of the furnace wall, or a tap discharge port at the bottom of the furnace, scrap, iron ore A method for producing hot metal using stone and coke as main raw materials, wherein a coke packed layer is provided from the furnace bottom to a level including the primary tuyere, and a scrap and ore packed layer and a coke packed layer are alternately arranged in multiple layers. And a layer existing in front of the secondary tuyere by the fiber is a packed layer of scrap and ore or reduced iron, or a coke packed layer while blowing a combustion-supporting gas and fuel from the primary tuyere. For scrap and ore or It is characterized in that only the combustion-supporting gas is blown from the secondary tuyere when the packed bed with the original iron is present, and only the non-combustible gas is blown from the secondary tuyere when the coke packed bed is present. Method of manufacturing hot metal.