JPH1129809A - Production of molten iron - Google Patents
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- JPH1129809A JPH1129809A JP18472097A JP18472097A JPH1129809A JP H1129809 A JPH1129809 A JP H1129809A JP 18472097 A JP18472097 A JP 18472097A JP 18472097 A JP18472097 A JP 18472097A JP H1129809 A JPH1129809 A JP H1129809A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化鉄を主成分と
して含む粉状の原料、すなわち、粉状の鉄鉱石や製鉄所
で発生する鉄分を含んだダスト、スラッジ、スケール等
（以下、これらを総称して「粉状鉄原料」と記す）と、
石炭、木炭、コークス（石油コークスを含む）等の、主
に炭素を含む固体物質の粉末（以下、これらを総称して
「粉状固体還元剤」と記す）を混合せず、交互に層状に
重ねて加熱された炉に装入し、高温還元して還元鉄を製
造し、この還元鉄を高温状態で製錬炉（竪型炉）へ装入
して溶銑を製造する方法に関する。The present invention relates to a powdery raw material containing iron oxide as a main component, that is, dust, sludge, scale, etc. (hereinafter referred to as powdery iron ore or iron-containing dust generated in steel works). Are collectively referred to as "powder iron raw material").
Powders of mainly carbon-containing solid substances such as coal, charcoal, and coke (including petroleum coke) (hereinafter collectively referred to as "powder solid reducing agent") are mixed alternately in layers. The present invention relates to a method for producing hot metal by charging a stack of heated irons, reducing it at a high temperature to produce reduced iron, and loading the reduced iron into a smelting furnace (vertical furnace) at a high temperature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、溶銑は主に高炉法により製造され
てきた。高炉法は、塊状の鉄原料と塊状のコークスを炉
上部から装入し、炉下部に設置された羽口から熱風を吹
き込んでコークスを燃焼させて高温の還元ガスを生成
し、鉄原料の主成分である酸化鉄を還元し、溶解するプ
ロセスである。2. Description of the Related Art Conventionally, hot metal has been produced mainly by the blast furnace method. In the blast furnace method, a massive iron raw material and massive coke are charged from the upper part of the furnace, and hot air is blown from tuyeres installed at the lower part of the furnace to burn the coke and generate high-temperature reducing gas. This is the process of reducing and dissolving the iron oxide component.
【０００３】最近においては、シャフト還元炉で塊状の
鉄原料を還元して還元鉄を製造し、この還元鉄を高温状
態で炉上部から炭材流動層型溶解炉へ装入して還元と溶
解を行い、溶銑を製造する方法が開発され、すでに実用
化されている。Recently, reduced iron is produced by reducing massive iron raw materials in a shaft reduction furnace, and the reduced iron is charged into the fluidized bed type carbonizing furnace from the upper part of the furnace at a high temperature and reduced and melted. And a method for producing hot metal has been developed and is already in practical use.
【０００４】また、粉鉄鉱石から直接溶銑を製造する方
法としても、種々の方法が開発されている。例えば、特
公平３−６０８８３号公報には、微粉鉄鉱石と微粉炭素
質材とを団塊化し、この団塊化物を回転炉床炉で予備還
元し、１０００℃以上の温度で排出させ、炉内に溶融金
属浴を有する製錬炉内の浴の表面下に前記微粉炭素質材
を導入するとともにこの製錬炉内で前記予備還元した団
塊化物を還元する方法が開示されている。なお、このと
き製錬炉から排出される排ガスは、回収され、予備還元
用燃料として回転炉床炉へ導入される。[0004] Various methods have also been developed for producing hot metal directly from iron ore fines. For example, Japanese Patent Publication No. 3-60883 discloses that fine iron ore and fine carbonaceous material are agglomerated, and the agglomerate is preliminarily reduced in a rotary hearth furnace, discharged at a temperature of 1000 ° C. or more, and discharged into the furnace. A method is disclosed in which the fine carbonaceous material is introduced below the surface of a bath in a smelting furnace having a molten metal bath, and the pre-reduced agglomerates are reduced in the smelting furnace. At this time, the exhaust gas discharged from the smelting furnace is collected and introduced into a rotary hearth furnace as a fuel for preliminary reduction.
【０００５】しかしながら、これらの従来技術には次の
ような欠点がある。However, these conventional techniques have the following disadvantages.
【０００６】まず、高炉法においては、塊状の鉄原料お
よびコークスを必要とするという欠点がある。高炉法で
は、石炭をコークス炉で乾留してコークス化し、篩い分
けした後の塊状のコークスが使用されるが、この高炉法
においては、コークス用強粘結炭は資源的にみて遍在し
ていることに加え、コークス炉リプレース時の巨額な投
資負担およびコークス炉が原因となって発生する公害の
防止が大きな課題となっている。一方、鉄原料について
も、塊鉱石を使用する場合を除いて、粉鉱石を塊状化
し、ペレットあるいは焼結鉱にして使用せざるを得な
い。しかし、塊鉱石の供給が非常にタイトであること、
ペレット価格が高価であることから、我が国においては
焼結鉱の使用が主流となっており、焼結鉱製造時におけ
る公害防止対策が大きな課題である。[0006] First, the blast furnace method has a disadvantage that a massive iron raw material and coke are required. In the blast furnace method, lump coke is used after coal is carbonized in a coke oven to form coke and sieved. In addition, coping with the huge investment burden when replacing the coke oven and preventing pollution caused by the coke oven have become major issues. On the other hand, as for iron raw materials, except for the case where lump ore is used, fine ore must be agglomerated and used as pellets or sintered ore. However, the supply of lump ore is very tight,
Due to the high price of pellets, the use of sinter is the mainstream in Japan, and measures to prevent pollution during sinter production are a major issue.
【０００７】シャフト還元炉により溶銑を製造する方法
においては、コークスを必要としないが、鉄原料として
高炉法の場合と同様に塊状のものを必要とするという問
題がある。[0007] In the method of producing hot metal with a shaft reduction furnace, coke is not required, but there is a problem that a massive iron material is required as in the blast furnace method.
【０００８】一方、特公平３−６０８８３号公報に記載
される方法は優れた方法であるが、粉状の酸化鉄と粉状
の固体還元剤を混合した後、還元炉へ装入する前に団塊
化する必要があるという短所を有している。On the other hand, the method described in Japanese Patent Publication No. 3-60883 is an excellent method, but after mixing powdery iron oxide and a powdery solid reducing agent, before mixing the powder into a reduction furnace. It has the disadvantage of needing to be agglomerated.
【０００９】団塊化にあたっては、所定のサイズ以外の
粒子の生成が避けられず、アンダーサイズの粒子はその
まま混合工程へ、オーバーサイズの粒子は粉砕してから
混合工程へ戻す必要があり、効率が悪い。また、団塊化
したままでは強度が弱く、ハンドリングに耐えないた
め、還元炉内へ装入する前に団塊化物を乾燥する必要が
あり、そのため、団塊化設備に加えて乾燥用設備を要
し、かつその運転および保守費用も必要で、還元鉄の製
造コストが上昇する。しかも、還元時間に比較すると団
塊化およびその乾燥に要する時間は相対的に長く、プラ
ント全体の効率が阻害される。In the case of agglomeration, generation of particles having a size other than a predetermined size is inevitable. Undersized particles must be returned to the mixing step as they are, and oversized particles must be pulverized and returned to the mixing step. bad. In addition, because the strength is weak when the agglomerate remains and does not withstand handling, it is necessary to dry the agglomerate before loading into the reduction furnace, and therefore, in addition to the agglomeration equipment, drying equipment is required, In addition, the operation and maintenance costs are required, and the cost of producing reduced iron increases. In addition, compared to the reduction time, the time required for agglomeration and drying thereof is relatively long, which hinders the efficiency of the entire plant.
【００１０】また、製鉄所で発生するダスト、スラッ
ジ、スケール等の酸化物を単独であるいは鉄鉱石と混合
して使用する場合、これら酸化物の回収形態が“粉状物
質が結合して固まった塊状”あるいはミルスケールのよ
うに“ペレット化するには大きすぎる形状”をなしてい
ることが多いことから、あらかじめ所定の粒度に微粉砕
して置く必要がある。そのため、微粉砕設備が欠かせな
いという問題もある。Further, when oxides such as dust, sludge, scale and the like generated in an ironworks are used alone or in combination with iron ore, the recovery form of these oxides is "powder-based material is bound and solidified. Since they often have a "bulk shape" or "a shape too large to be pelletized" such as a mill scale, it is necessary to pulverize them in advance to a predetermined particle size. For this reason, there is also a problem that fine grinding equipment is indispensable.
【００１１】さらに、高温還元時に団塊化物の表面が再
酸化される場合があり、製品（還元鉄）の金属化率の向
上を阻害する原因となっていた。Furthermore, the surface of the agglomerate may be re-oxidized during high-temperature reduction, which has been a cause of hindering the improvement of the metallization rate of the product (reduced iron).
【００１２】上記のように、従来の予備還元工程で団塊
化物を使用する方法には多くの問題点がある。As described above, there are many problems in the method of using agglomerates in the conventional pre-reduction step.
【００１３】他方、団塊化を行わずに、粉状鉄原料と粉
状固体還元剤（以下、これらを総称して「粉状原料」ま
たは単に「原料」という）をそれぞれ単味で使用して還
元鉄を製造する技術が“Steel Times ” November,199
6, p.399 に紹介されている。この方法（同文献の記述
にならって「ＣＯＭＥＴ法」と記す）は、粉状原料を混
合することなく、単味で交互に複数の層状に重ねて高温
還元するという方法であり、次のような利点がある。On the other hand, the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent (hereinafter, these are collectively referred to as “powdered raw material” or simply “raw material”) are used alone without agglomeration. "Steel Times" November, 199
6, p.399. This method (hereinafter referred to as "COMET method" following the description of the same document) is a method in which powdered raw materials are mixed and alternately stacked in a plurality of layers in a simple manner and reduced at a high temperature. There are significant advantages.
【００１４】１）粉状原料の混合と塊成化の設備が不要
になるので生産設備が簡略化でき、操業コストが下が
る。1) Since the equipment for mixing and agglomerating the powdery raw materials becomes unnecessary, the production equipment can be simplified, and the operating cost can be reduced.
【００１５】２）粉状原料を混合することなく、互層状
態で還元するため、製品排出時に焼結して一体となった
還元鉄部分と、主として固体還元剤の灰分からなる部分
（還元鉄中に含まれる脈石“ｇａｎｇｕｅ”となる部
分）とを容易に分離できる結果、還元鉄中に含まれる脈
石の量を低減できる。2) Since the powdery raw materials are reduced in an alternate layer state without mixing, the reduced iron portion sintered and integrated at the time of product discharge and the portion mainly composed of the ash of the solid reducing agent (reduced iron As a result, the amount of gangue contained in the reduced iron can be reduced.
【００１６】３）固体還元剤の中に脱硫剤を添加するこ
とにより還元鉄中の硫黄含有量を低下させることができ
る。3) By adding a desulfurizing agent to the solid reducing agent, the sulfur content in the reduced iron can be reduced.
【００１７】図５は、上記“Steel Times ”に掲載され
ている処理時間と金属化率（還元率）との関係を示す図
である。この図は、炉床１ｍ2 当たりの載置量を鉄換算
で１０ｋｇとし、この条件で２層、３層および４層で還
元した場合の試験結果を示すものである。同図に□印で
示される試験例（即ち、粉状原料を４層にした場合）で
は、およそ２０分で９０％を超える金属化率が得られて
いる。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the processing time and the metallization ratio (reduction ratio) described in the above “Steel Times”. This figure, the置量mounting per hearth 1 m 2 and 10kg iron terms, two layers in this condition shows the test results when reduced with three layers and four layers. In the test example indicated by a square in the same figure (that is, when the powdery raw material is made into four layers), a metallization ratio of more than 90% is obtained in about 20 minutes.
【００１８】しかしながら、上記の「炉床１ｍ2 当たり
の載置量を鉄換算で１０ｋｇ」という場合の層厚は、後
述する図３の（ａ）に示すように、固体還元剤を含めた
厚さで約１０ｍｍ程度であり、これを４層で構成する
と、１層の厚みが平均２．５ｍｍとなる。このような各
層の薄さを維持しながら多層を形成するのは、工業規模
では非常に困難である。また、各層の厚さを薄くする
と、還元終了後の還元鉄と脈石との分離も困難になっ
て、前記２）の利点が失われてしまう。However, the layer thickness in the case of “the loading amount per 1 m 2 of the hearth is 10 kg in terms of iron” is a thickness including the solid reducing agent as shown in FIG. The thickness is about 10 mm, and when this is composed of four layers, the thickness of one layer is 2.5 mm on average. It is very difficult on an industrial scale to form a multilayer while maintaining such a thickness of each layer. Further, when the thickness of each layer is reduced, it becomes difficult to separate reduced iron and gangue after reduction is completed, and the advantage of the above 2) is lost.
【００１９】上記の問題を回避するために、１層当たり
の厚みを増加させ、例えば、２層にすると、図５に○印
で示されるように、約９０％の金属化率を得るのに４０
分程度の長時間を要することになる。即ち、ＣＯＭＥＴ
法は、塊成化を不要とする基本的に優れた技術ではある
が、実操業上の技術的な困難を避けるために１層当たり
の原料厚さを増加すると還元に長時間を要し、生産性を
上げることが難しいという問題点がある。In order to avoid the above-mentioned problem, the thickness per layer is increased. For example, when two layers are used, as shown by a circle in FIG. 5, a metallization ratio of about 90% is obtained. 40
It takes a long time of about a minute. That is, COMET
The method is basically an excellent technique that does not require agglomeration, but if the thickness of raw material per layer is increased in order to avoid technical difficulties in actual operation, reduction takes a long time, There is a problem that it is difficult to increase productivity.
【００２０】[0020]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の溶銑
を製造する方法における上記の問題を解決することを課
題としてなされたもので、具体的な目的は、粉状鉄原料
を効率よく、かつ、簡便な手段で処理して、有用な鉄資
源として活用する方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional method for producing hot metal, and a specific object of the present invention is to efficiently produce powdered iron raw material. It is another object of the present invention to provide a method of processing by a simple means and utilizing it as a useful iron resource.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明は、下記（１）か
ら（５）までの工程を特徴とする粉状鉄原料からの溶銑
製造法を要旨とする。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is a method for producing hot metal from powdered iron raw material, characterized by the following steps (1) to (5).
【００２２】（１）予備還元炉で下記からまでの一
連の工程を少なくとも１回実施して還元鉄を得る予備還
元工程と、 粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを、混合することな
く単味で交互に予備還元炉内に装入して、その炉床上に
ベッドを形成する工程、 予備還元炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込み、そ
の吹き込んだ燃料、粉状固体還元剤から発生する可燃性
揮発成分および粉状鉄原料が還元されて発生するＣＯガ
スを、炉内へ吹き込んだ酸素含有ガスにより燃焼させ、
炉内温度を１１００℃以上に昇温する工程、 上記の工程で前記層状の粉状鉄原料を還元した
後、生成した還元鉄のベッド上に粉状固体還元剤と粉状
鉄原料とを、混合することなく単味で交互に装入して、
還元鉄のベッド上に層状のベッドを形成する工程、 前記と同じ操作を行う工程、（２）上記（１）の
工程で得られた還元鉄を予備還元炉から排出する排出工
程と、（３）竪型炉で下記およびの工程で溶銑と溶
滓を得る還元・溶解工程と、 上記（２）の工程で排出した高温状態の還元鉄と、
塊粒状の炭材とフラックスを、炉内に炭材の充填層を有
し、炉下部に設置された羽口から酸素含有ガスを吹き込
み羽口前の炭材を燃焼させて高温の還元ガスを発生させ
る竪型炉へその炉上部から装入する工程、 竪型炉の羽口から酸素含有ガスを吹き込み、発生す
る前記高温の還元ガスで還元鉄およびフラックスを溶解
し、還元鉄中に含まれる未還元の酸化鉄を還元するとと
もに浸炭する工程、（４）上記（３）の工程で得られた
溶銑と溶滓を竪型炉の炉下部出銑口から抽出する抽出工
程と、（５）竪型炉の生成ガスを回収するガス回収工
程、とを備えることを特徴とする粉状鉄原料からの溶銑
製造方法。(1) A pre-reduction step in which a series of steps described below are performed at least once in a pre-reduction furnace to obtain reduced iron; and a powdery solid reducing agent and a powdery iron raw material are mixed without mixing. A process of forming a bed on the hearth by charging alternately into the pre-reduction furnace and blowing fuel and oxygen-containing gas into the pre-reduction furnace, generating from the injected fuel and powdered solid reducing agent Combustible volatile components and CO gas generated by reduction of the powdered iron raw material are burned by the oxygen-containing gas blown into the furnace,
Raising the temperature in the furnace to 1100 ° C. or higher; reducing the layered powdered iron raw material in the above-described step, and then adding a powdered solid reducing agent and a powdered iron raw material on a bed of the generated reduced iron, Put them in alternately without mixing,
Forming a layered bed on the reduced iron bed, performing the same operation as described above, (2) discharging the reduced iron obtained in the above step (1) from the preliminary reduction furnace, and (3) ) A reduction and melting step of obtaining hot metal and slag in the following steps in a vertical furnace, and reduced iron in a high temperature state discharged in the step of (2);
Lumpy carbonaceous material and flux have a packed bed of carbonaceous material in the furnace, and oxygen-containing gas is blown from the tuyere installed at the bottom of the furnace to burn the carbonaceous material in front of the tuyere and produce high-temperature reducing gas. A step of charging the vertical furnace to be generated from the upper part of the furnace, blowing an oxygen-containing gas from the tuyere of the vertical furnace, dissolving the reduced iron and the flux with the generated high-temperature reducing gas, and being contained in the reduced iron. A step of reducing and reducing the unreduced iron oxide and carburizing; (4) an extracting step of extracting the hot metal and the slag obtained in the step (3) from a taphole at the bottom of the furnace of the vertical furnace; (5) A method for collecting hot gas from a powdered iron raw material, comprising: a gas recovery step of recovering product gas from a vertical furnace.
【００２３】上記本発明方法の望ましい実施態様とし
て、下記の方法を単独で、または幾つかを組み合わせて
採用することができる。As preferred embodiments of the method of the present invention, the following methods can be employed alone or in combination.
【００２４】〔望ましい態様１〕粉状固体還元剤の中
に、脱硫剤を添加する。[Preferred Embodiment 1] A desulfurizing agent is added to a powdery solid reducing agent.
【００２５】〔望ましい態様２〕粉状鉄原料と粉状固体
還元剤のいずれか一方、または両方に水もしくはバイン
ダーまたはその両者を添加する。[Preferred Embodiment 2] Water or a binder or both are added to one or both of the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent.
【００２６】〔望ましい態様３〕粉状固体還元剤と粉状
鉄原料とを交互に予備還元炉内へ装入して、その炉床上
にベッドを形成させる際に、最下層と最上層を粉状固体
還元剤の層とする。[Preferred Embodiment 3] When a powdery solid reducing agent and a powdery iron raw material are alternately charged into a preliminary reduction furnace and a bed is formed on the hearth, the lowermost layer and the uppermost layer are powdered. Layer of the solid reductant.
【００２７】〔望ましい態様４〕予備還元炉の炉床上に
形成されたベッド状の粉状鉄原料の高温還元に先だち、
そのベッドを押圧して見掛け密度を上昇させる。[Preferred Embodiment 4] Prior to the high-temperature reduction of the bed-like powdered iron raw material formed on the hearth of the preliminary reduction furnace,
The bed is pressed to increase the apparent density.
【００２８】〔望ましい態様５〕粉状固体還元剤と粉状
鉄原料の少なくとも一方を板状に成形した後、予備還元
炉の炉床上に載置する。[Preferred Embodiment 5] After at least one of the powdery solid reducing agent and the powdered iron raw material is formed into a plate, it is placed on the hearth of a preliminary reduction furnace.
【００２９】〔望ましい態様６〕予備還元炉の炉床上に
形成されたベッド状の粉状鉄原料の高温還元に当たり、
固体還元剤からの可燃性揮発成分の発生中に上記ベッド
の表面に酸素含有ガスを供給し、前記可燃性揮発成分を
ベッド表面で燃焼させてベッドの昇温を促進する。[Preferred Embodiment 6] In the high-temperature reduction of the bed-like powdered iron raw material formed on the hearth of the preliminary reduction furnace,
An oxygen-containing gas is supplied to the surface of the bed during the generation of the combustible volatile component from the solid reducing agent, and the combustible volatile component is burned on the bed surface to promote the temperature rise of the bed.
【００３０】〔望ましい態様７〕回収される竪型炉の生
成ガスの一部を予備還元用燃料として予備還元炉へ導入
する。[Preferred Mode 7] A part of the product gas of the vertical furnace to be recovered is introduced into the preliminary reduction furnace as a preliminary reduction fuel.
【００３１】〔望ましい態様８〕予備還元工程で排出さ
れる還元鉄を、同時に排出される固体還元剤中に含まれ
る灰分、または固体還元剤の中に脱硫剤を添加した場合
は前記灰分と脱硫生成物および未反応の脱硫剤を除去し
た後、竪型炉へ装入する。[Desirable mode 8] The reduced iron discharged in the preliminary reduction step is replaced with the ash contained in the solid reducing agent discharged simultaneously, or when the desulfurizing agent is added to the solid reducing agent, the ash and desulfurization are added. After removing the product and the unreacted desulfurizing agent, the mixture is charged into a vertical furnace.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】本発明方法の第一の特徴は、予備
還元工程において粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを、従
来のように塊成化物（ペレット）とせず、それぞれ単味
で使用することにある。これら単味の原料は、交互に層
状に予備還元炉の炉床に載置されて高温還元工程に付さ
れるのであるが、その際に、一旦還元が終了した層（ベ
ッド）の上に、再度、粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを
交互に層状に載置して、高温還元を行うことに第二の特
徴がある。そして、このようにして得られた高温状態の
還元鉄を竪型炉へ装入して溶銑とするのである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The first feature of the method of the present invention is that the powdery solid reducing agent and the powdery iron raw material are not formed into agglomerates (pellets) as in the prior art in the pre-reduction step, but each is made simple. To be used in These simple raw materials are alternately placed in layers on the hearth of the pre-reduction furnace and subjected to the high-temperature reduction step. At this time, on the layer (bed) once reduced, The second feature is that the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are again placed alternately in layers to perform high-temperature reduction. Then, the reduced iron in a high temperature state thus obtained is charged into a vertical furnace to form hot metal.
【００３３】以下、本発明方法を、工程順に詳しく説明
する。Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail in the order of steps.
【００３４】〔予備還元工程〕 １．（１）の工程：これは、粉状固体還元剤と粉状鉄
原料とを、混合することなく、単味で交互に予備還元炉
内へ装入して、その炉床上に層状のベッドを形成させる
工程、である。[Preliminary reduction step] Step (1): In this method, a powdered solid reducing agent and a powdered iron raw material are alternately charged into a preliminary reducing furnace without mixing, and a layered bed is placed on the hearth. Forming.
【００３５】ここで、「粉状鉄原料」とは、「酸化鉄が
主成分の粉状の鉄原料」であり、具体的には、前述した
粉状の鉄鉱石や製鉄所で発生する鉄分を含んだダスト、
スラッジ、スケール等（製鉄所排出酸化物）をいう。本
発明においては、これらを単独で、または２種以上の混
合物状態で使用することができる。この粉状鉄原料の適
正粒度は、２００メッシュ（７４μｍ）以下が約８０％
程度、望ましくは３２５メッシュ（４４μｍ）以下が約
８０％程度、である。なお、前記の製鉄所排出酸化物
は、粗粉砕するだけでそのまま使用できる。Here, the "powder iron raw material" is a "powder iron raw material containing iron oxide as a main component". Specifically, the above-mentioned powdery iron ore or iron component generated in an ironworks is used. Containing dust,
It refers to sludge, scale, etc. (oxides from steelworks). In the present invention, these can be used alone or in a mixture of two or more. The appropriate particle size of the powdered iron raw material is about 80% when the mesh size is 200 mesh (74 μm) or less.
About 80% for 325 mesh (44 μm) or less. The oxides discharged from the steelworks can be used as they are, only by coarse pulverization.
【００３６】また、「粉状固体還元剤」とは、前述した
石炭、木炭、コークス（石油コークスを含む）等の、主
に炭素を含む固体物質の粉末である。これらも、単独
で、または２種以上組み合わせて使用することができ
る。０．５ｍｍ以下の粒度のものが約８０％程度である
粉末が望ましい。The "powder solid reducing agent" is a powder of a solid substance mainly containing carbon such as coal, charcoal, and coke (including petroleum coke) described above. These can also be used alone or in combination of two or more. A powder having a particle size of 0.5 mm or less having a particle size of about 80% is desirable.
【００３７】本発明方法の実施に使用する予備還元炉の
形式に特に制約はない。ただし、作業性の面からすれば
回転炉床形式の炉が推奨される。There is no particular limitation on the type of the pre-reduction furnace used for carrying out the method of the present invention. However, from the viewpoint of workability, a rotary hearth type furnace is recommended.
【００３８】予備還元炉の炉床上に形成させる複数層か
らなるベッドは、ベッド中の粉状鉄原料の還元を均等に
進行させるために均一な厚さとする必要があるが、ここ
で言う「均一な厚さ」とは必ずしも厳密な意味での均一
厚さ指すものではなく、実際上の不都合を来さない程度
に還元が均等に進行する程度の、極端なレベルの違いが
ない厚さ（ほぼ均一な厚さ）を意味する。The bed composed of a plurality of layers formed on the hearth of the pre-reduction furnace must have a uniform thickness in order to promote the reduction of the powdered iron raw material in the bed uniformly. “Thickness” does not necessarily refer to a uniform thickness in a strict sense, but a thickness that does not have an extreme level of difference (approximately (Uniform thickness).
【００３９】上記ベッドを構成する層の厚さは、後述す
る図３の（ｂ）に示す粉状固体還元剤層の厚さ（ｔ1 ）
を５〜１０ｍｍ程度、粉状鉄原料層の厚さ（ｔ2 ）を５
〜１０ｍｍ程度、合計の厚さ（ｔ）を１０〜２０ｍｍ程
度とするのがよい。この程度の厚さであれば、実生産ラ
インでも均一な厚さに層を形成させることができ、ま
た、炉から排出した還元鉄と脈石との分離も容易であ
る。なお、一回の原料装入で形成するベッドの層は、２
層に限られないが、各層の最小厚さは、実操業ラインで
実質的に均一な厚さを実現するために、５ｍｍ以上とす
るのが好ましい。The thickness of the layer constituting the bed is determined by the thickness (t 1 ) of the powdery solid reducing agent layer shown in FIG.
About 5 to 10 mm, and the thickness (t 2 ) of the powdery iron raw material layer is 5
It is preferable that the total thickness (t) is about 10 to 20 mm. With such a thickness, a layer can be formed to a uniform thickness even on an actual production line, and the separated iron and gangue discharged from the furnace can be easily separated. In addition, the bed layer formed by one charge of the raw material has 2 layers.
Although not limited to the layers, the minimum thickness of each layer is preferably 5 mm or more in order to achieve a substantially uniform thickness in an actual operation line.
【００４０】一回の原料装入で形成される粉状固体還元
剤と粉状鉄原料を合わせた層厚を増すと、層内の伝熱が
遅れて、還元所要時間が長くなることが懸念される。し
かし、本発明方法では、初期に装入された原料の在炉時
間は、一回の還元工程終了ごとに排出する従来の方法に
較べて長くなるので、十分に高い還元率が得られる。If the total thickness of the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material formed in one charge of the raw material is increased, there is a concern that the heat transfer in the layer is delayed and the time required for the reduction becomes longer. Is done. However, in the method of the present invention, a sufficiently high reduction rate can be obtained because the furnace time of the initially charged raw material is longer than that of the conventional method in which the raw material is discharged each time one reduction step is completed.
【００４１】２回目以降の原料装入では、既に還元反応
がほぼ終わった高温のベッドの上に新たなベッドを形成
するので、その昇温は速やかである。従って、原料各層
を厚くしても、還元反応の著しい遅延は生じない。ま
た、前述の「望ましい態様」の４、５および６の一つ以
上を併用して、還元反応を促進することもできる。ただ
し、最後に装入される原料は、炉内に滞留する時間が短
くなるので、還元率の低下を避けるためにはその層を薄
くするのが望ましい。In the second and subsequent charging of the raw materials, a new bed is formed on the high-temperature bed on which the reduction reaction has been almost completed, so that the temperature rise is prompt. Therefore, even if the thickness of each layer of the raw material is increased, no significant delay of the reduction reaction occurs. In addition, the reduction reaction can be promoted by using one or more of 4, 5 and 6 of the above-mentioned “desired embodiments” in combination. However, since the last raw material to be charged stays in the furnace for a short time, it is desirable to make the layer thin in order to avoid a reduction in the reduction rate.
【００４２】２．（１）の工程：これは、前の工程で
炉床上に原料のベッドを構成した予備還元炉内を昇温し
て、高温還元を行う工程である。即ち、炉内に燃料と酸
素含有ガスを吹き込み、その吹き込んだ燃料、ベッドか
ら発生する可燃性ガス（即ち、固体還元剤から発生する
可燃性揮発成分および酸化鉄が還元されて発生するＣＯ
ガス）を炉内へ吹き込んだ酸素含有ガスにより燃焼さ
せ、炉内温度を１１００℃以上に昇温する。2. Step (1): This is a step of performing high-temperature reduction by raising the temperature in a preliminary reduction furnace that has a bed of raw materials on the hearth in the previous step. That is, a fuel and an oxygen-containing gas are blown into the furnace, and the blown fuel, a combustible gas generated from the bed (ie, a combustible volatile component generated from the solid reducing agent and CO generated by reducing iron oxide).
Gas) is burned by the oxygen-containing gas blown into the furnace, and the furnace temperature is raised to 1100 ° C. or higher.
【００４３】炉内へ吹き込む「酸素含有ガス」として
は、空気または酸素濃度が空気と同等あるいは空気組成
よりも若干富に調整されたガスを使用するのがよい。As the "oxygen-containing gas" to be blown into the furnace, it is preferable to use air or a gas having an oxygen concentration equal to or slightly richer than the air composition.
【００４４】高温還元を行うための炉内温度は、１１０
０℃以上とする。１１００℃を下回る温度域でも還元は
進行するが、このような温度域では還元速度が遅くて工
業生産には好ましくない。酸化鉄の還元中は吸熱反応に
よって装入物ベッドの温度が炉内の温度よりも低くなる
から、十分に速い還元速度を得るためには炉内温度を１
２００〜１４００℃程度に維持することが望ましい。The furnace temperature for performing high-temperature reduction is 110
0 ° C or higher. The reduction proceeds even in a temperature range lower than 1100 ° C., but in such a temperature range, the reduction rate is slow, which is not preferable for industrial production. During the reduction of the iron oxide, the temperature of the charged bed becomes lower than the temperature in the furnace due to the endothermic reaction.
It is desirable to maintain the temperature at about 200 to 1400 ° C.
【００４５】ただ、この炉内温度は還元の進行状況ある
いは使用する粉状の鉄原料や固体還元剤の性状、装入し
た原料の層厚などにより変化させるべき性質のものであ
る。即ち、原料の炉内装入後間もない期間では、装入物
の温度が低いので炉内温度を高めに保持して装入物の急
速な昇温を図るようにする方が還元の促進には有利であ
る。However, the furnace temperature is a property to be changed depending on the progress of the reduction, the properties of the powdery iron raw material or solid reducing agent used, the thickness of the charged raw material, and the like. That is, in the period immediately after the raw materials are charged into the furnace, the temperature of the charged material is low. Therefore, it is better to maintain the furnace temperature at a high temperature and raise the temperature of the charged material rapidly to promote reduction. Is advantageous.
【００４６】また、原料である鉱石中の脈石や石炭中の
灰分の組成によってそれらの融点が変化するので、それ
に応じて炉内温度を制御し、還元進行中に溶解して流れ
出さないように留意すべきである。ただし、装入物内に
おける適度な量の融液の生成は、伝熱、反応促進の両面
で良好な結果をもたらすので、融液の生成を完全に抑え
る必要はない。従来のペレット法では、融液が生成する
とペレット強度が低下して大きな塑性変形を示すととも
に、ペレット粒子同士が融着してハンドリングしづらく
なるが、本発明方法にはその懸念はない。Further, since the melting points of the gangues in the ore and the ash in the coal are varied depending on the composition of the raw materials, the temperature in the furnace is controlled in accordance with the melting point so as not to dissolve and flow during the reduction. It should be noted that However, it is not necessary to completely suppress the formation of the melt, since the formation of an appropriate amount of the melt in the charge gives good results in both heat transfer and reaction promotion. In the conventional pellet method, when a melt is generated, the pellet strength is reduced to cause large plastic deformation, and the pellet particles are fused to each other to make it difficult to handle. However, there is no concern in the method of the present invention.
【００４７】還元に必要な加熱保持時間（還元所要時
間）は、鉄原料の種類、装入した原料ベッドの層厚、加
熱温度、等の様々な要因に支配される。本発明は、この
還元所要時間の短縮、言い換えれば、還元炉の炉床単位
面積あたり、単位時間あたりの還元鉄の生産量を増すこ
とを目的の一つとしている。The heating holding time (reduction required time) required for the reduction is governed by various factors such as the type of the iron raw material, the thickness of the charged raw material bed, the heating temperature, and the like. An object of the present invention is to reduce the time required for the reduction, in other words, to increase the production of reduced iron per unit time per unit area of the hearth of the reduction furnace.
【００４８】例えば、粉状鉄原料と粉状固体還元剤の層
厚をそれぞれ１０ｍｍ（図３の（ｂ）参照）とし、その
装入を５回（ただし、最後の５回目は原料装入量を半分
にした）繰り返した場合、約９２％の還元率を達成する
所要時間は１５分強である。For example, the thicknesses of the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent are each set to 10 mm (see FIG. 3 (b)), and charging is performed five times (however, the final fifth time is the raw material charging amount). (Reduction in half), it takes just over 15 minutes to achieve a reduction rate of about 92%.
【００４９】３．（１）およびの工程：上記（１）
の工程で粉状鉄原料を還元した後、生成した還元鉄を
排出することなく、その上に更に粉状固体還元剤と粉状
鉄原料とを層状に載置し、新たな原料のベッドを形成す
る。この新たな原料のベッドに対して前記（１）の工
程を実施して粉状鉄原料を還元するのである。3. (1) and step: (1) above
After reducing the powdered iron raw material in the step of, without discharging the generated reduced iron, the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are further placed thereon in layers to form a bed of a new raw material. Form. The step (1) is performed on the bed of the new raw material to reduce the powdered iron raw material.
【００５０】この工程では、新たな原料層は、既にほぼ
還元された高温の鉄のベッド上に形成されるので、上部
からの加熱によるだけでなく下部からも加熱され、その
昇温速度は大きくなる。従って、この第２回目の還元所
要時間は、第１回目のそれより短くてよい。In this step, since a new raw material layer is formed on a high-temperature iron bed that has already been substantially reduced, it is heated not only by heating from the upper part but also from the lower part. Become. Therefore, the time required for the second return may be shorter than that required for the first return.
【００５１】また、第１回目に装入された粉状鉄原料
は、２回目の原料装入以降も炉内にあって高温に保持さ
れるので、その還元反応は最終的に炉から排出されるま
で進行し、高い還元率が得られる。Since the powdered iron raw material charged in the first time is kept in the furnace at a high temperature even after the second raw material charging, the reduction reaction is finally discharged from the furnace. And a high reduction rate is obtained.
【００５２】上記のように、原料装入と還元操作とを反
復して酸化鉄の還元を進行させるのであるが、この反復
の回数は、炉の能力、各原料層の厚さ等によって変える
ことができるので一律に決定することはできない。しか
し、１回に装入する原料層の厚さ（図３（ｂ）に示す
ｔ）を２０ｍｍ程度とすれば、反復回数は５回程度が望
ましい。これは、いたずらに反復数を増やしても下層部
の温度は低下する一方なので昇温効果が減少すること、
およびバーナーとベッド間の距離が変化して温度管理が
難しくなること等による。また、最後に装入された原料
は炉内滞留時間が短くなり、還元率の低下が懸念される
が、最後に装入する原料の厚みを薄くすれば、原料の昇
温速度が大きくなり還元速度も大きくなるので問題はな
い。As described above, the reduction of the iron oxide is advanced by repeating the charging of the raw material and the reducing operation. The number of repetitions depends on the capacity of the furnace, the thickness of each raw material layer, and the like. Can not be determined uniformly. However, if the thickness of the raw material layer charged at one time (t shown in FIG. 3B) is about 20 mm, the number of repetitions is preferably about 5 times. This is because even if the number of repetitions is increased unnecessarily, the temperature of the lower part is still decreasing, so the effect of increasing the temperature is reduced,
In addition, the distance between the burner and the bed changes, making it difficult to control the temperature. In addition, the residence time of the last charged raw material in the furnace is shortened, and there is a concern that the reduction rate may decrease.However, if the thickness of the last charged raw material is reduced, the rate of temperature rise of the raw material increases, and the reduction rate decreases. There is no problem because the speed increases.
【００５３】〔排出工程〕上記（１）の工程で原料装入
と還元操作を所定の回数だけ反復して実施した後、生成
した主として還元鉄からなる炉内容物をまとめて炉外へ
排出する。[Discharge Step] After the raw material charging and the reducing operation are repeated a predetermined number of times in the step (1), the generated contents of the furnace mainly composed of reduced iron are discharged together outside the furnace. .
【００５４】排出時の温度については、５００℃以上と
するのが望ましい。この温度以上であれば、還元鉄が有
する熱を溶解に利用できることから竪型炉での還元鉄の
溶解速度を向上させることができ、設備のコンパクト化
を図れるとともに、プロセス全体としてのエネルギー効
率を向上させ得るからである。しかし、排出時における
ベッドの内部温度が１１７０℃以上であるとベッド内に
融液が存在する可能性があり、排出作業に支障を来す恐
れがあるので、炉外へ排出する前にベッドの内部温度が
１１７０℃を下回るように加熱を停止しておくことが望
ましい。なお、短時間でベッド内の温度を１１７０℃よ
り低くする方法としては、常温の還元ガスや窒素などの
不活性ガスをベッド表面に吹き付ける方法、水冷板をベ
ッド表面に接触させる方法等、さまざまな方法が採用で
きる。The temperature at the time of discharge is desirably 500 ° C. or higher. Above this temperature, the heat of the reduced iron can be used for melting, so that the melting speed of the reduced iron in the vertical furnace can be improved, the equipment can be made compact, and the energy efficiency of the entire process can be improved. This is because it can be improved. However, if the internal temperature of the bed at the time of discharge is 1170 ° C. or higher, there is a possibility that the melt may be present in the bed, which may hinder the discharge operation. It is desirable to stop heating so that the internal temperature falls below 1170 ° C. In addition, as a method of lowering the temperature in the bed below 1170 ° C. in a short time, there are various methods such as a method of blowing an inert gas such as a normal temperature reducing gas or nitrogen onto the bed surface and a method of bringing a water cooling plate into contact with the bed surface. The method can be adopted.
【００５５】排出時には、生成した還元鉄と還元剤（粉
炭等）の残留灰分とが同時に排出される。しかし、還元
鉄と残留灰分とが層を成していること、および高温で還
元されるので還元鉄部分は焼結して板状になっているこ
とにより、その分離は篩分けや磁選等によって容易に行
うことができる。従って、後の〔望ましい態様８〕で説
明するように、還元鉄と残留灰分とを分離することが望
ましく、これによって、最終的に得られる還元鉄中への
脈石の混入率は、粉状の鉄原料と粉状の固体還元剤を含
むペレットを高温に加熱して金属化するペレット法に較
べて著しく低くなる。At the time of discharge, the generated reduced iron and the residual ash of the reducing agent (such as pulverized coal) are simultaneously discharged. However, since the reduced iron and the residual ash form a layer and are reduced at a high temperature, the reduced iron portion is sintered into a plate shape, and the separation is performed by sieving or magnetic separation. It can be done easily. Therefore, it is desirable to separate the reduced iron from the residual ash, as described later in [desired embodiment 8], whereby the mixing ratio of the gangue in the finally obtained reduced iron is reduced to a powdery state. This is significantly lower than the pellet method in which the pellet containing the iron raw material and the powdery solid reducing agent is heated to a high temperature to be metallized.
【００５６】本発明方法では、原料装入と還元工程の複
数回の繰り返しの後、生成した還元鉄の排出を行う。従
って、排出時の冷却は１回でよい。堆積した還元鉄の下
層部は、その上に装入される新たな原料で冷却されてい
るので、排出時の冷却は短時間でよい。また、１回の還
元工程の終了ごとに生成した還元鉄を冷却して排出する
方法に較べれば、排出時の冷却で失われていた熱が装入
された原料の昇温に有効利用されるので、その分、エネ
ルギー効率が高まる。In the method of the present invention, the generated reduced iron is discharged after a plurality of repetitions of the raw material charging and the reducing step. Therefore, cooling at the time of discharge may be performed only once. The lower part of the deposited reduced iron is cooled by a new raw material charged thereon, so that the cooling at the time of discharge is short. Further, compared with the method of cooling and discharging the reduced iron generated at the end of one reduction step, the heat lost by cooling at the time of discharging is effectively used for raising the temperature of the charged raw material. Therefore, energy efficiency is increased accordingly.
【００５７】上記のように、予備還元炉でほぼ１１００
℃以上の温度で還元して得られた還元鉄は、高温状態で
排出され、還元・溶融工程へ送られる。As described above, approximately 1100
Reduced iron obtained by reduction at a temperature of not less than ℃ is discharged in a high temperature state and sent to a reduction / melting step.
【００５８】図１は本発明方法の工程の概略と、使用す
る設備の一例を示す図であるが、この図に示すように、
還元鉄は高温状態で回転炉床炉２０に設けられた排出口
２１から連続的に排出され、次の竪型炉６０による還元
・溶解工程へ送られる。FIG. 1 is a diagram showing an outline of the steps of the method of the present invention and an example of equipment to be used. As shown in FIG.
The reduced iron is continuously discharged at a high temperature from a discharge port 21 provided in the rotary hearth furnace 20 and sent to the next reduction / melting step by the vertical furnace 60.
【００５９】竪型炉６０までの距離が遠い場合には、窒
素等の不活性ガスが封入された密閉式の容器（図示せ
ず）に容れて搬送されるが、通常は、竪型炉６０は予備
還元炉である回転炉床炉２０に隣接して設置されるの
で、外気から遮断され、窒素などの不活性ガスあるいは
竪型炉の排ガス等の還元ガスが満たされた搬路内をバケ
ットコンベア等によって竪型炉に装入される。なお、還
元鉄は、予備還元が終了した時点でベッド状のまま焼結
され板状となっているので、軽く粗粉砕してから竪型炉
に装入すればよい。When the distance to the vertical furnace 60 is long, it is conveyed in a sealed container (not shown) filled with an inert gas such as nitrogen. Is installed adjacent to the rotary hearth furnace 20 which is a preliminary reduction furnace, so that it is cut off from the outside air and buckets are transported in the carrier path filled with an inert gas such as nitrogen or a reducing gas such as exhaust gas of a vertical furnace. It is charged into a vertical furnace by a conveyor or the like. Since the reduced iron is sintered in the form of a bed and formed into a plate shape at the time of completion of the preliminary reduction, it may be lightly coarsely pulverized and then charged into a vertical furnace.
【００６０】〔還元・溶解工程および抽出工程〕上記
（２）の排出工程で排出された高温の還元鉄を（３）の
工程により竪型炉へ装入して還元と溶解を行い、得られ
た溶銑と溶滓を（４）の工程により炉下部の出銑口から
抽出する。[Reduction / Dissolution Step and Extraction Step] The high-temperature reduced iron discharged in the discharge step (2) is charged into the vertical furnace in the step (3) to perform reduction and dissolution. The molten hot metal and slag are extracted from the taphole at the bottom of the furnace by the process (4).
【００６１】図１に示したように、還元鉄の溶解に使用
する製錬炉として、炉内に炭材の充填層（図示せず）を
有し、炉上部から塊粒状の炭材（コークス６２、石炭
等）およびスラグ塩基度調整用のフラックス６４を装入
して、炉下部に設置された羽口６６から酸素含有ガスを
吹き込み羽口前の炭材を燃焼させて高温の還元ガスを発
生させる竪型炉６０を使用し、炉上部から前述の還元鉄
を高温状態で装入して溶銑を製造するのである。As shown in FIG. 1, a smelting furnace used for dissolving reduced iron has a packed bed (not shown) of carbonaceous material in the furnace, and a granular carbonaceous material (coke 62, coal, etc.) and a flux 64 for adjusting the basicity of slag, and an oxygen-containing gas is blown from a tuyere 66 provided at the lower part of the furnace to burn a carbon material in front of the tuyere to produce a high-temperature reducing gas. Using the vertical furnace 60 to generate the molten iron, the above-mentioned reduced iron is charged at a high temperature from the upper part of the furnace to produce hot metal.
【００６２】このように、本発明方法において使用され
る製錬炉は、炉内に炭材の充填層を有する竪型炉であ
り、高炉と同様に羽口前の燃焼帯の周囲は炭材で囲まれ
ているため、耐火物が高温ガスに直接さらされて溶損す
るのを防止できる。さらに、前記の特公平３−６０８８
３号公報に記載の方法で採用する鉄浴式の製錬炉では湯
溜まりを撹拌しているのに対し、この竪型炉では湯溜ま
りの撹拌がないことから、耐火物の寿命延長に極めて効
果的である。As described above, the smelting furnace used in the method of the present invention is a vertical furnace having a packed bed of carbonaceous material in the furnace. , It is possible to prevent the refractory from being directly exposed to the high-temperature gas and melted. In addition, the aforementioned Japanese Patent Publication No. 3-6088
In the iron-bath smelting furnace employed in the method described in Japanese Patent Publication No. 3 (A), the pool is agitated, whereas in the vertical furnace, there is no agitation of the pool, which greatly extends the life of the refractory. It is effective.
【００６３】また、炭材充填層が形成されているため還
元雰囲気が高炉と同程度に強く、溶銑中の硫黄を低く抑
えることができ、良質な溶銑を製造できるとともに、ス
ラグ中のＦｅＯ濃度を高炉並に低く維持できるため耐火
物の損耗抑制に極めて有効である。Further, since the carbonaceous material packed layer is formed, the reducing atmosphere is as strong as that of the blast furnace, the sulfur in the hot metal can be suppressed to a low level, and high quality hot metal can be produced, and the FeO concentration in the slag can be reduced. Since it can be maintained as low as a blast furnace, it is extremely effective in suppressing wear of refractories.
【００６４】熱効率の点においても、炉上部から炭材と
還元鉄を装入するので、高炉と同様にガスと固体（装入
物）との間では向流式熱交換が行われ、高い熱効率が確
保される。さらに、炭材としてコークスを使用する場
合、羽口から炭素含有物質を吹き込むこと、および、羽
口上方の炉側壁部から酸素含有ガスを吹き込み、炉内の
ＣＯ、Ｈ2 ガスを燃焼させてその燃焼熱を還元鉄の溶解
に利用することにより、コークス使用量を低減すること
ができる。In terms of thermal efficiency, since carbon material and reduced iron are charged from the upper part of the furnace, countercurrent heat exchange is performed between the gas and the solid (charged) as in the blast furnace, resulting in high thermal efficiency. Is secured. Furthermore, when using coke as carbonaceous material, blowing a carbon-containing material from the tuyere, and blowing an oxygen-containing gas from the tuyere above the furnace side wall, by burning CO, H 2 gas in the furnace that By using the combustion heat for dissolving the reduced iron, the amount of coke used can be reduced.
【００６５】竪型炉から発生する排ダスト等について
は、これを系内で使用してもよい。図１に示した例で
は、排ダスト等を竪型炉６０の羽口６６から吹き込むと
ともに回転炉床炉２０の原料の一部として使用してい
る。これにより、原燃料の使用効率が向上するととも
に、ダスト等の系外への排出がなくなり、廃棄が不要に
なるので、コストおよび環境保全の面で有利である。The dust and the like generated from the vertical furnace may be used in the system. In the example shown in FIG. 1, exhaust dust and the like are blown from the tuyere 66 of the vertical furnace 60 and used as a part of the raw material of the rotary hearth furnace 20. As a result, the use efficiency of the raw fuel is improved, and dust and the like are not discharged to the outside of the system, thereby eliminating the need for disposal. This is advantageous in terms of cost and environmental conservation.
【００６６】〔ガス回収工程〕竪型炉から発生する生成
ガス（排ガス６８）をサイクロン等の除塵機でダスト等
を除去した後、回収する。なお、回収したガスは、その
まま下工程へ送ったり、あるいは別途発電用に用いる。[Gas Recovery Step] The generated gas (exhaust gas 68) generated from the vertical furnace is recovered after dust and the like are removed by a dust remover such as a cyclone. The recovered gas is sent to a lower process as it is or used separately for power generation.
【００６７】このように、本発明方法によれば、予備還
元炉内で粉状の鉄原料の還元を速やかに進行させて還元
鉄を製造できるとともに、その還元鉄を高温状態で竪型
炉に装入して高熱効率で溶解し、良質の溶銑を製造する
ことができる。As described above, according to the method of the present invention, the reduction of the powdered iron raw material can be promptly progressed in the preliminary reduction furnace to produce reduced iron, and the reduced iron can be transferred to the vertical furnace at a high temperature. It can be charged and melted with high thermal efficiency to produce high quality hot metal.
【００６８】次に、本発明方法の望ましい実施態様につ
いて説明する。Next, a preferred embodiment of the method of the present invention will be described.
【００６９】〔望ましい態様１〕前記の固体還元剤中に
は硫黄が含まれていることが多く、また、鉄原料、特
に、鉄鉱石にもわずかながら硫黄が含まれている。この
硫黄が製品の還元鉄中に高濃度で残留すると、製品の品
位を低下させる。これを防止するために、本発明方法に
おいては、固体還元剤の中に石灰石、生石灰、消石灰、
ドロマイト、軽焼ドロマイト等の脱硫剤を添加すること
が推奨される。これらの脱硫剤は、固体還元剤および鉄
鉱石中の硫黄と結合するので、この硫黄化合物（脱硫生
成物）および未反応の脱硫剤を、前述したように排出時
に還元剤の残留灰分とともに分離、除去すれば、脈石の
みならず硫黄の含有量も著しく低い還元鉄を得ることが
できる。Desirable Embodiment 1 The above-mentioned solid reducing agent often contains sulfur, and iron raw materials, particularly iron ore, contain a small amount of sulfur. If this sulfur remains in a high concentration in the reduced iron of the product, it lowers the quality of the product. In order to prevent this, in the method of the present invention, limestone, quick lime, slaked lime,
It is recommended to add a desulfurizing agent such as dolomite and lightly burnt dolomite. Since these desulfurizing agents combine with the solid reducing agent and sulfur in iron ore, the sulfur compound (desulfurization product) and the unreacted desulfurizing agent are separated together with the residual ash of the reducing agent at the time of discharge as described above. If removed, reduced iron having not only gangue but also a remarkably low sulfur content can be obtained.
【００７０】なお、上記の脱硫剤の添加には予備還元炉
の排ガス中の硫黄濃度を下げる効果もあり、環境対策の
面でも有利となる。脱硫剤は、粉状固体還元剤とほぼ同
じ粒度にして、固体還元剤の１〜３重量％程度を添加す
ればよいが、厳密な添加量は、脱硫剤の種類、固体還元
剤および鉄鉱石の硫黄含有量等に応じて決定することに
なる。The addition of the above desulfurizing agent also has the effect of lowering the sulfur concentration in the exhaust gas from the pre-reduction furnace, which is advantageous in terms of environmental measures. The desulfurizing agent may be approximately the same particle size as the powdery solid reducing agent, and about 1 to 3% by weight of the solid reducing agent may be added. The exact amount of addition depends on the type of the desulfurizing agent, the solid reducing agent, and the iron ore. Will be determined according to the sulfur content of the steel.
【００７１】〔望ましい態様２〕本発明方法を実施する
際、用いる粉状鉄原料や固体還元剤に元々含まれている
水分等の条件によっては、予備還元炉の炉床上に均一
厚さのベッドを形成しにくい、予備還元炉の炉床上に
形成したベッドの表面から微粉が飛散しやすい、等の問
題が生じることがある。[Preferred Embodiment 2] When the method of the present invention is carried out, a bed of uniform thickness may be placed on the hearth of the pre-reduction furnace, depending on the conditions such as the powdery iron raw material used and the moisture originally contained in the solid reducing agent. Is difficult to form, and fine powder is easily scattered from the surface of the bed formed on the hearth of the preliminary reduction furnace.
【００７２】この問題を解決するために、粉状鉄原料と
粉状固体還元剤のいずれか一方あるいは両方へ、水また
は／およびバインダーを添加することができる。バイン
ダーとしては、ベントナイト、石灰等の無機系のものお
よびタール等の有機系のものの何れをも使用することが
できる。In order to solve this problem, water and / or a binder can be added to one or both of the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent. As the binder, any of inorganic binders such as bentonite and lime and organic binders such as tar can be used.
【００７３】〔望ましい態様３〕予備還元炉の炉床上に
原料を装入するに際しては、必ずしも下層を粉状固体還
元剤とする必要はない。下層を粉状鉄原料、上層を粉状
固体還元剤としてもよい。しかし、図３の（ｂ）に示す
ように、下層を粉状固体還元剤とすれば、粉状鉄原料層
の下にある固体還元剤の層から発生する揮発成分中に含
まれる還元ガスにより酸化鉄の還元が促進される。さら
に、還元鉄の炉床耐火物への固着を防止する効果も得ら
れる。即ち、炉床に直接、粉状鉄原料や還元鉄が接触す
ると、これらが炉床耐火物に固着して排出作業に支障を
来たし、また、炉床耐火物を損傷することがあるが、炉
床と鉄原料層との間に粉状の固体還元剤があれば、この
固着を効果的に防止できる。[Preferred Embodiment 3] When the raw materials are charged onto the hearth of the preliminary reduction furnace, the lower layer does not necessarily have to be a powdery solid reducing agent. The lower layer may be a powdered iron raw material and the upper layer may be a powdered solid reducing agent. However, as shown in FIG. 3B, if the lower layer is a powdery solid reducing agent, the reducing gas contained in the volatile component generated from the solid reducing agent layer below the powdery iron raw material layer causes The reduction of iron oxide is promoted. Further, the effect of preventing the reduced iron from sticking to the hearth refractory can be obtained. That is, if the powdered iron raw material or reduced iron comes into direct contact with the hearth, they adhere to the hearth refractory, hindering the discharge operation, and may damage the hearth refractory. If there is a powdery solid reducing agent between the floor and the iron raw material layer, this fixation can be effectively prevented.
【００７４】さらに、図３の（ｃ）に示すように、最下
層と最上層を粉状固体還元剤の層とするのが望ましい。
即ち、予備還元炉の炉床上に形成したベッド状の原料の
高温還元時には、炉内へ酸素含有ガスが吹き込まれ続け
ているので、一旦還元された鉄の表面が再酸化され、得
られる製品の金属化率が十分に向上しないことがある。
この還元鉄表面の再酸化を防止するのに、粉状鉄原料の
層表面を粉状固体還元剤の層で覆っておくのが有効であ
る。この方法によれば、鉄原料層の表面は常に粉状の固
体還元剤で被覆されるので、再酸化を防止できるだけで
なく、鉄原料層の上表面側も強還元性になるので還元反
応を促進することができる。Further, as shown in FIG. 3C, it is desirable that the lowermost layer and the uppermost layer are layers of a powdery solid reducing agent.
That is, during the high-temperature reduction of the bed-shaped raw material formed on the hearth of the preliminary reduction furnace, the oxygen-containing gas continues to be blown into the furnace, so that the once reduced iron surface is re-oxidized and the resulting product The metallization ratio may not be sufficiently improved.
In order to prevent the reoxidation of the reduced iron surface, it is effective to cover the layer surface of the powdered iron raw material with a layer of the powdered solid reducing agent. According to this method, since the surface of the iron raw material layer is always coated with the powdery solid reducing agent, not only reoxidation can be prevented, but also the upper surface side of the iron raw material layer becomes strongly reducing, so that a reduction reaction is performed. Can be promoted.
【００７５】つまり、この方法では、粉状鉄原料を固体
還元剤の層で挟むことになるので、粉状鉄原料の上下に
有る固体還元剤の層から発生する揮発成分中に含まれる
還元ガスにより酸化鉄の還元が促進されるとともに、前
記の還元鉄の炉床耐火物への固着を防止する効果も得ら
れる。That is, in this method, the powdered iron raw material is sandwiched between the layers of the solid reducing agent, so that the reducing gas contained in the volatile component generated from the solid reducing agent layer above and below the powdered iron raw material is used. This promotes the reduction of iron oxide, and also has the effect of preventing the reduced iron from sticking to the hearth refractory.
【００７６】〔望ましい態様４〕本発明方法によって還
元鉄を製造する際に、予備還元炉の炉床上に形成したベ
ッドをロール等を使用して押圧し、ベッドの見掛け密度
を上昇させる方法（以下、「押圧法」と記す）は、ベッ
ド内の伝熱と還元を促進する上で極めて有効である。ま
た、燃焼ガスによるベッド上の原料の飛散を防止する効
果もある。[Preferred Embodiment 4] When producing reduced iron by the method of the present invention, a method is used in which the bed formed on the hearth of the pre-reduction furnace is pressed using a roll or the like to increase the apparent density of the bed (hereinafter referred to as the “reduced iron”). , "Pressing method") is extremely effective in promoting heat transfer and reduction in the bed. Also, there is an effect of preventing the raw material on the bed from being scattered by the combustion gas.
【００７７】予備還元炉の炉床上に原料のベッドを形成
させるだけでは、ベッド内に空隙が多く残って炉内高温
雰囲気からの受熱面であるベッド表面からベッドの深部
（底部）への伝熱が遅れ、その結果、ベッドの深部にお
ける還元が遅れがちである。また、燃焼ガスによりベッ
ド表面の微粉が飛散し、燃焼排ガスと共に炉外へ持ち出
される。これらの好ましくない現象が、上記の押圧法に
よって効果的に防止できる。By simply forming a bed of the raw material on the hearth of the preliminary reduction furnace, many voids remain in the bed, and heat transfer from the bed surface, which is the heat receiving surface from the high temperature atmosphere in the furnace, to the deep part (bottom part) of the bed. And as a result, the return in the deep part of the bed tends to be delayed. Further, the fine powder on the bed surface is scattered by the combustion gas, and is taken out of the furnace together with the combustion exhaust gas. These undesirable phenomena can be effectively prevented by the above-described pressing method.
【００７８】図３の（ｄ）がこの方法の概要を示す図で
ある。炉内に設置した押圧ロールＲで、原料層を押圧
し、その見掛け密度を大きくする。それによってベッド
内の空隙が減少して粒子同士がより緊密に密着するの
で、ベッドからの微粒子の飛散が防止されると共にベッ
ド内の伝熱が促進され、還元の速度が大きくなるのであ
る。更に、鉄原料と還元剤との接触が良好になることも
還元促進に寄与する。FIG. 3D shows an outline of this method. The raw material layer is pressed by the pressing roll R installed in the furnace to increase the apparent density. As a result, voids in the bed are reduced, and the particles are more closely adhered to each other, so that scattering of the fine particles from the bed is prevented, heat transfer in the bed is promoted, and the speed of reduction is increased. Further, good contact between the iron raw material and the reducing agent also contributes to the reduction promotion.
【００７９】〔望ましい態様５〕前記の押圧法を発展さ
せた方法として、原料の炉内への装入に先立って、粉状
固体還元剤と粉状鉄原料の少なくとも一方を板状に成形
する方法（以下、これを「予備成形法」と記す）があ
る。通常は、粉状固体還元剤と粉状鉄原料の積層物を板
状に成形する。[Preferred Embodiment 5] As a method developed from the above-mentioned pressing method, at least one of the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material is formed into a plate before charging the raw material into the furnace. There is a method (hereinafter, referred to as a “pre-forming method”). Usually, a laminate of the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material is formed into a plate shape.
【００８０】図３の（ｅ）に示すように、例えば、予備
還元炉の装入口の前に設置した成形装置（ロールＲ1 と
Ｒ2 を備える成形機）で、積層物を予め板状に成形し、
これを連続的に炉内に装入して炉床上に載置する。この
予備成形法の利点は、基本的には前記の押圧法と同じで
あるが、成形装置を炉外に置くのでその運転や保守が容
易であること、成形層厚の調整が正確にできること、炉
床の耐火物が老朽化して表面の凹凸が激しくなった時で
もその凹部に原料が食い込まないので、還元鉄の排出が
容易であること等の利点がある。As shown in FIG. 3 (e), for example, a laminate is formed into a plate shape in advance by a forming apparatus (a forming machine having rolls R 1 and R 2 ) installed in front of a charging port of a preliminary reduction furnace. Molded,
This is continuously charged into the furnace and placed on the hearth. The advantages of this preforming method are basically the same as the pressing method described above, but since the forming apparatus is placed outside the furnace, its operation and maintenance are easy, the thickness of the forming layer can be accurately adjusted, Even when the refractory of the hearth is deteriorated and the surface irregularities become severe, the raw material does not penetrate into the recesses, so that there is an advantage that the discharge of reduced iron is easy.
【００８１】〔望ましい態様６〕炉床上に形成されたベ
ッド中の粉状鉄原料（酸化鉄）の還元時間を短縮するに
は、ベッドの内部温度を還元適正温度まで速やかに昇温
することが望ましい。そのためには、ベッドの加熱に当
たって、ベッドの固体還元剤から発生する可燃性揮発成
分をベッドの表面で燃焼させ、その燃焼熱をも利用して
加熱するのが有利である。即ち、石炭等の固体還元剤か
らは加熱により可燃性揮発成分がガス状態で発生する
が、これを、炉内の空間に拡散してから燃焼させるより
も、受熱面であるベッド表面で燃焼させる方がベッドの
加熱には有利である。このベッド表面での燃焼は、ベッ
ド形成後に空気等の酸素含有ガスをベッドの表面に吹き
付けることによって実現できる。[Preferred Embodiment 6] In order to shorten the reduction time of the powdered iron raw material (iron oxide) in the bed formed on the hearth, it is necessary to raise the internal temperature of the bed quickly to the appropriate reduction temperature. desirable. To this end, when heating the bed, it is advantageous to burn the combustible volatile components generated from the solid reducing agent of the bed on the surface of the bed, and to heat using the combustion heat. That is, flammable volatile components are generated in a gaseous state by heating from a solid reducing agent such as coal, but this is burned on the bed surface, which is the heat receiving surface, rather than being diffused into the space inside the furnace and burned. This is more advantageous for heating the bed. This combustion on the bed surface can be realized by blowing an oxygen-containing gas such as air onto the bed surface after the bed is formed.
【００８２】なお、酸素含有ガスをベッド表面に吹き付
けると、還元された酸化鉄の再酸化が懸念されるが、こ
れを防止するためには、固体還元剤からの可燃性揮発成
分の発生期間に限って酸素含有ガスをベッド表面に吹き
付けるのが有効である。この期間は、ベッド表面が比較
的多量の可燃性揮発成分で覆われているので、吹き付け
た酸素含有ガス中の酸素は優先的に可燃性揮発成分の燃
焼に消費され、その結果として再酸化を防止できるので
ある。When the oxygen-containing gas is blown onto the bed surface, reoxidation of the reduced iron oxide may be a concern. To prevent this, it is necessary to reduce the period during which flammable volatile components are generated from the solid reducing agent. It is only effective to blow the oxygen-containing gas onto the bed surface. During this period, the bed surface is covered with a relatively large amount of flammable volatile components, so that oxygen in the sprayed oxygen-containing gas is preferentially consumed for combustion of the flammable volatile components, resulting in reoxidation. It can be prevented.
【００８３】この方法と前述した「ベッドの最上層に粉
状固体還元剤の層を形成する方法」を併用することは再
酸化防止に一層有効である。The combined use of this method and the above-mentioned "method of forming a layer of the powdery solid reducing agent on the uppermost layer of the bed" is more effective in preventing reoxidation.
【００８４】上述したベッド表面へ直接的に供給する酸
素含有ガスも、先に述べたような「空気または酸素濃度
が空気と同等あるいは空気組成よりも若干富に調整され
たガス」でよい。なお、ベッドの昇温速度を向上させる
ため、可燃性揮発成分の燃焼に必要な酸素量を確保した
上で酸素含有ガスと燃料を同時に使用しても差し支えは
ない。The oxygen-containing gas directly supplied to the bed surface described above may also be the aforementioned “air or gas whose oxygen concentration is adjusted to be equal to or slightly richer than air composition” as described above. In order to increase the heating rate of the bed, it is possible to use the oxygen-containing gas and the fuel at the same time after securing the amount of oxygen necessary for burning the combustible volatile components.
【００８５】固体還元剤からの揮発成分の発生が終了し
た後は、炉外から吹き込む燃料の燃焼によって、炉内温
度が１１００℃以上になるように、望ましくは１２００
〜１４００℃以上になるように加熱すればよい。これに
より炉内で酸化鉄の還元が速やかに進行し、還元鉄が製
造される。After the generation of volatile components from the solid reducing agent is completed, the temperature inside the furnace becomes 1100 ° C. or higher, preferably 1200 hours, by the combustion of fuel blown from outside the furnace.
What is necessary is just to heat up to 1400 degreeC or more. Thereby, the reduction of the iron oxide proceeds promptly in the furnace, and the reduced iron is produced.
【００８６】〔望ましい態様７〕回収された竪型炉の生
成ガス（排ガス６８）は、そのまま下工程へ送ったり、
あるいは別途発電用に用いるが、図１に示したように、
その少なくとも一部を回転炉床炉２０の燃料として用い
てもよい。これによって、系内の熱の利用率を一層高め
ることができる。即ち、系外からの燃料使用量を削減で
きると共に、回収された生成ガスを高温のままで使用で
きるのでガスが有する顕熱をも有効に利用することがで
き、エネルギー効率が高まり、経済的にも有利である。[Preferred Embodiment 7] The recovered product gas (exhaust gas 68) of the vertical furnace is directly sent to the lower process,
Alternatively, it is used separately for power generation, but as shown in FIG.
At least a part thereof may be used as fuel for the rotary hearth furnace 20. Thereby, the utilization rate of heat in the system can be further increased. In other words, the amount of fuel used from outside the system can be reduced, and the recovered product gas can be used at a high temperature, so that the sensible heat of the gas can be effectively used, and the energy efficiency can be increased and economical Is also advantageous.
【００８７】〔望ましい態様８〕従来の粉状鉄原料と粉
状固体還元剤を混合して、団塊化してから還元する方法
では、固体還元剤に含まれる灰分や、固体還元剤に脱硫
剤を添加した場合はさらに脱硫生成物および未反応の脱
硫剤などが還元鉄中に残留する。そのため、このまま溶
解するとスラグ量が多くなり、その結果、フラックスが
スラグ量に見合った分必要になり、さらにスラグのもつ
顕熱分に相当する燃料が必要になるなどの欠点がある。[Preferred Aspect 8] In the conventional method of mixing a powdered iron raw material and a powdered solid reducing agent to form an agglomerate and then reducing, the ash contained in the solid reducing agent or a desulfurizing agent is added to the solid reducing agent. When added, desulfurized products and unreacted desulfurizing agents remain in the reduced iron. Therefore, if it is melted as it is, the amount of slag increases, and as a result, there is a drawback that the flux is required in proportion to the amount of slag, and furthermore, the fuel corresponding to the sensible heat of the slag is required.
【００８８】この場合、予備還元工程で排出される還元
鉄を、同時に排出される前記の灰分や脱硫生成物および
未反応の脱硫剤を分離、除去した後、竪型炉へ装入すれ
ば、余分なスラグ成分が竪型炉へ装入されることがない
ので、フラックス使用量および燃料消費量を低減するこ
とができ、経済的である。なお、還元鉄と灰分や脱硫生
成物および未反応の脱硫剤の分離は、前述したように、
それらが層をなしていること、および高温で還元される
ので還元鉄部分は焼結して板状になっていることによ
り、篩分けや磁選等によって容易に行うことができる。In this case, if the reduced iron discharged in the preliminary reduction step is separated and removed from the ash, desulfurization product and unreacted desulfurizing agent discharged simultaneously, and then charged into a vertical furnace, Since an extra slag component is not charged into the vertical furnace, the amount of flux used and the amount of fuel consumed can be reduced, which is economical. In addition, separation of reduced iron and ash, desulfurization products, and unreacted desulfurizing agent, as described above,
Since they form a layer and are reduced at a high temperature, the reduced iron portion is sintered into a plate shape, so that it can be easily performed by sieving or magnetic separation.
【００８９】上述したように、本発明方法においては、
従来の還元鉄を製造する方法で採用している団塊化工程
を省略して、粉状の混合物を団塊化することなく使用す
るので、従来必要とされていた団塊化設備と団塊化物の
乾燥設備が不要になるとともに、予備還元炉内に生成し
た還元鉄のベッドを利用し、その上にさらに原料のベッ
ドを置いて還元を繰り返す方式を採るので還元鉄の生産
性を高めることができ、還元鉄製造コストを大幅に低減
させることができる。そして、得られた還元鉄を高温状
態で竪型炉に装入して高い熱効率で溶解し、良質の溶銑
を製造することができる。As described above, in the method of the present invention,
Since the agglomeration process used in the conventional method for producing reduced iron is omitted and the powdery mixture is used without agglomeration, the conventionally required agglomeration equipment and equipment for drying the agglomerate are required. Is not necessary, and the method uses a bed of reduced iron generated in the preliminary reduction furnace and places a bed of raw material on it again to repeat the reduction, thereby increasing the productivity of reduced iron. Iron production costs can be significantly reduced. Then, the obtained reduced iron is charged into a vertical furnace at a high temperature and melted with high thermal efficiency, so that good quality hot metal can be produced.
【００９０】[0090]
【実施例】以下、実施例によって本発明の効果を具体的
に説明する。EXAMPLES The effects of the present invention will be specifically described below with reference to examples.
【００９１】１．使用原料 表１に示す組成の粉状鉄原料（鉄鉱石）および表２に示
す粉状固体還元剤（石炭、コークス）を準備した。表３
にこれらの粒度構成を示す。これらの粉状鉄鉱石と粉状
石炭を表４に示す配合率で使用した。1. Raw Materials Used A powdered iron raw material (iron ore) having a composition shown in Table 1 and a powdered solid reducing agent (coal and coke) shown in Table 2 were prepared. Table 3
Shows the particle size configuration of these. These powdered iron ores and powdered coal were used at the compounding ratios shown in Table 4.
【００９２】表記の比率（重量％）であれば、鉄原料と
還元剤の密度の相違から、体積比率はほぼ１：１にな
る。従って、炉床上に形成するベッドの各層の厚さは、
ほぼ同じ厚さにすればよい。In the case of the above ratio (% by weight), the volume ratio becomes approximately 1: 1 due to the difference in density between the iron raw material and the reducing agent. Therefore, the thickness of each layer of the bed formed on the hearth,
The thickness may be approximately the same.
【００９３】[0093]
【表１】 [Table 1]
【００９４】[0094]
【表２】 [Table 2]
【００９５】[0095]
【表３】 [Table 3]
【００９６】[0096]
【表４】 [Table 4]
【００９７】２．試験装置 予備還元炉として、図２に概略を示す回転炉床式の炉３
を使用した。同図（ａ）は炉の中心部の断面図、（ｂ）
は（ａ）図のＡ−Ａ矢視断面図である。この炉は、バー
ナー４、および酸素含有ガス噴射装置５を備え、炉床６
は、駆動装置７によって矢印方向に回転する。原料は、
装入装置８によって炉床上に載置されて層状堆積層１１
となり、炉床の回転により炉内を移動しつつ還元され、
排出装置９によって炉外に排出される。以下の試験で
は、炉内温度を約１３００℃に保つように操業した。符
号１０は排出前に還元鉄を冷却するための冷却装置であ
る。2. Test apparatus As a preliminary reduction furnace, a rotary hearth furnace 3 schematically shown in FIG.
It was used. FIG. 3A is a cross-sectional view of the central part of the furnace, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. The furnace includes a burner 4 and an oxygen-containing gas injection device 5, and includes a hearth 6.
Is rotated in the direction of the arrow by the driving device 7. Raw materials are
It is placed on the hearth by the charging device 8 and
It is reduced while moving inside the furnace by the rotation of the hearth,
It is discharged out of the furnace by the discharge device 9. In the following tests, operation was performed so as to maintain the furnace temperature at about 1300 ° C. Reference numeral 10 denotes a cooling device for cooling the reduced iron before discharging.
【００９８】３．還元鉄の製造 図４に示す要領で実施した。すなわち、第１回目の原料
装入を行い、炉床が１回転（この例では、所要時間１８
分）してから還元鉄の排出をせず、その上に第２回目の
原料装入を行った。同じように第３回目、第４回目およ
び第５回目の原料装入を行い、第５回目の装入の後は、
炉床を２回転させ、最後に生成した還元鉄をまとめて排
出した。3. Production of reduced iron This was carried out as shown in FIG. That is, the first raw material charging is performed, and the hearth rotates once (in this example, the required time is 18 hours).
After that, the reduced iron was not discharged, and the second raw material charging was performed thereon. Similarly, the third, fourth, and fifth charging operations are performed, and after the fifth charging operation,
The hearth was rotated twice, and the reduced iron finally produced was discharged together.
【００９９】原料装入は、図３の（ｂ）の形態で行っ
た。その場合、第１〜４回目装入の原料層厚は、ｔ1 、
ｔ2 ともに７．５ｍｍとし、第５回目装入の原料層厚
は、ｔ1、ｔ2 ともに５．０ｍｍとした。炉床面積１ｍ2
あたりの鉄（Ｆｅ）換算装入量は、第１〜４回目装入
においては１５ｋｇとなり、第５回目装入においては１
０ｋｇとなる。The raw materials were charged in the form shown in FIG. In that case, the raw material layer thickness of the first to fourth charging is t 1 ,
Both t 2 were 7.5 mm, and the thickness of the raw material layer in the fifth charging was 5.0 mm for both t 1 and t 2 . Furnace floor area 1m 2
The iron (Fe) conversion charge per unit is 15 kg in the first to fourth charging, and 1 kg in the fifth charging.
It becomes 0 kg.
【０１００】上記のようにして得られた還元鉄を、約１
１５０℃で排出し、軽く粗粉砕した後、竪型炉へ炉上部
から装入した。竪型炉の炉上部からはコークスを石灰石
とともに装入した。なお、石灰石はスラグの塩基度が
１．２５になる量とした。The reduced iron obtained as described above was treated with about 1
The mixture was discharged at 150 ° C., lightly coarsely pulverized, and then charged into a vertical furnace from the upper part of the furnace. Coke was charged together with limestone from the upper part of the vertical furnace. In addition, limestone was used in such an amount that the basicity of slag became 1.25.
【０１０１】溶銑は炉下部に設けられた出銑口から溶滓
（スラグ）とともに排出した。The hot metal was discharged together with slag (slag) from a taphole provided at the lower part of the furnace.
【０１０２】竪型炉の排ガスの一部は予備還元炉で用い
る燃料として使用し、残りは他の設備の燃料用として回
収した。A part of the exhaust gas from the vertical furnace was used as fuel for use in the preliminary reduction furnace, and the rest was recovered as fuel for other equipment.
【０１０３】竪型炉での試験は、以下の３ケースについ
て実施した。The tests in the vertical furnace were carried out for the following three cases.
【０１０４】ケース１では、竪型炉の送風条件として、
常温の空気を使用し、羽口からの微粉炭吹き込みを行わ
ない条件で、羽口前理論燃焼温度が２５００℃となるよ
うに酸素富化を実施して操業した。In case 1, the blowing conditions of the vertical furnace were as follows:
The operation was carried out using oxygen at normal temperature and oxygen enrichment under conditions where pulverized coal was not blown from the tuyere so that the theoretical combustion temperature before tuyere was 2500 ° C.
【０１０５】ケース２では、羽口前理論燃焼温度が２５
００℃の一定条件下で、羽口からの微粉炭吹き込みを行
い、その影響を調査した。In case 2, the theoretical combustion temperature before tuyere is 25
Under a constant condition of 00 ° C., pulverized coal was blown from the tuyere, and the effect was investigated.
【０１０６】また、ケース３では、羽口からの微粉炭吹
き込みを実施しながら、予備還元炉から排出された還元
生成物を軽く粗粉砕した後、篩いにかけて、還元鉄と脈
石成分とを分離し、還元鉄部分のみを竪型炉へ装入し
た。In case 3, while the pulverized coal was injected from the tuyere, the reduction product discharged from the preliminary reduction furnace was lightly coarsely pulverized and then sieved to separate reduced iron and gangue components. Then, only the reduced iron portion was charged into the vertical furnace.
【０１０７】結果を表５にまとめて示す。この表におい
て、予備還元炉内還元時間とは、図４の（注）に示した
ように、炉床面積１ｍ2 あたり１０ｋｇの鉄原料を還元
するのに要した時間である。また、還元鉄金属化率と
は、同じく図４の（注）に示したように、５回にわたっ
て装入された炉床面積１ｍ2 あたりの鉄原料の荷重平均
還元率である。The results are summarized in Table 5. In this table, the reduction time in the pre-reduction furnace is the time required to reduce 10 kg of the iron raw material per 1 m 2 of the hearth area, as shown in (Note) in FIG. The reduced iron metallization rate is a load average reduction rate of the iron raw material per 1 m 2 of the hearth area charged five times as shown in FIG. 4 (note).
【０１０８】この結果から明らかなように、ケース１で
は、約６５０℃の還元鉄を竪型炉へ装入して、炭素４．
７重量％、硫黄０．０２重量％を含む良質な溶銑を製造
することができた。As is apparent from the results, in Case 1, reduced iron at about 650 ° C. was charged into a vertical furnace, and carbon 4 was added.
High quality hot metal containing 7% by weight and 0.02% by weight of sulfur could be produced.
【０１０９】一方、ケース２では、燃料比は若干上昇し
たものの、コークス比を１４８ｋｇ／ｐｔと、ケース１
に比較して１８３ｋｇ／ｐｔ低下させることができた。On the other hand, in case 2, although the fuel ratio slightly increased, the coke ratio was 148 kg / pt, and the case 1
Was able to be reduced by 183 kg / pt.
【０１１０】さらに、ケース３では、還元生成物中の脈
石成分が減少した結果、ケース２と比較して、竪型炉へ
装入する塩基度調整用の石灰石の量が５９ｋｇ／ｐｔ減
少するとともに、燃料比も５９ｋｇ／ｐｔ減少し、本発
明の効果を確認できた。Further, in case 3, as a result of the reduction of the gangue component in the reduction product, the amount of limestone for adjusting the basicity to be charged into the vertical furnace is reduced by 59 kg / pt compared to case 2. At the same time, the fuel ratio also decreased by 59 kg / pt, confirming the effect of the present invention.
【０１１１】[0111]
【表５】 [Table 5]
【０１１２】[0112]
【発明の効果】本発明方法によれば、粉状酸化鉄の還元
を速やかに進行させて還元鉄とし、その還元鉄を高温状
態で竪型炉に装入して高い熱効率で溶解し、良質の溶銑
を製造することができる。According to the method of the present invention, the reduction of powdered iron oxide is rapidly progressed to reduce iron, and the reduced iron is charged into a vertical furnace at a high temperature and melted with high thermal efficiency to obtain high quality. Hot metal can be manufactured.
【０１１３】本発明方法では、還元鉄製造の際、粉状の
原料混合物をそのまま、または簡単な成形を施して使用
するので、従来必要とされていた団塊化設備と団塊化物
の乾燥設備が不要になるとともに、生成した還元鉄のベ
ッドの上にさらに原料のベッドを置いて還元を繰り返す
方式を採るので還元鉄の生産性を高めることができ、還
元鉄製造コストを大幅に低減させることができる。In the method of the present invention, the powdered raw material mixture is used as it is or after being subjected to simple molding in the production of reduced iron. Therefore, the conventionally required agglomeration equipment and equipment for drying the agglomerate are unnecessary. In addition, the method of repeating the reduction by placing a bed of the raw material further on the bed of the generated reduced iron can increase the productivity of the reduced iron, thereby greatly reducing the cost of reducing iron production. .
【図１】本発明方法の工程の概略と、使用する設備の一
例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of the steps of the method of the present invention and an example of equipment used.
【図２】実施例で用いた回転炉床炉の構成を示す図で、
（ａ）は炉の中心部の断面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−
Ａ矢視断面図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a rotary hearth furnace used in the embodiment.
(A) is a cross-sectional view of the central part of the furnace, (b) is A-
It is arrow A sectional drawing.
【図３】原料を予備還元炉に装入する形態を説明する図
である。FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment in which raw materials are charged into a preliminary reduction furnace.
【図４】本発明方法の実施例における原料装入と還元操
作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a raw material charging and reducing operation in an embodiment of the method of the present invention.
【図５】刊行物（Steel Times ）に開示されている「非
塊成化法」の試験結果を転記した図である。FIG. 5 is a transcript of the test results of the “non-agglomeration method” disclosed in the publication (Steel Times).
１：粉状鉄原料の層 ２：粉状固体還元剤の層 ３：回転炉床式還元炉 ４：バーナー ５：酸素含有ガス噴射装置 ６：回転炉床 ７：駆動装置 ８：原料装入装置 ９：排出装置 １０：冷却装置 １１：層状堆積層 ２０：回転炉床炉 ２１：排出口 ２２：バーナー ６０：竪型炉 ６２：コークス ６４：フラックス ６６：羽口 ６８：排ガス 1: Layer of powdered iron raw material 2: Layer of powdered solid reducing agent 3: Rotary hearth type reduction furnace 4: Burner 5: Oxygen-containing gas injection device 6: Rotary hearth 7: Drive device 8: Raw material charging device 9: Discharge device 10: Cooling device 11: Layered deposition layer 20: Rotating hearth furnace 21: Discharge port 22: Burner 60: Vertical furnace 62: Coke 64: Flux 66: Tuyere 68: Exhaust gas
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大根 公一 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Daine 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Claims (9)
連の工程を少なくとも１回実施して還元鉄を得る予備還
元工程と、 粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを、混合することな
く単味で交互に予備還元炉内に装入して、その炉床上に
ベッドを形成する工程、 予備還元炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込み、そ
の吹き込んだ燃料、粉状固体還元剤から発生する可燃性
揮発成分および粉状鉄原料が還元されて発生するＣＯガ
スを、炉内へ吹き込んだ酸素含有ガスにより燃焼させ、
炉内温度を１１００℃以上に昇温する工程、 上記の工程で前記層状の粉状鉄原料を還元した
後、生成した還元鉄のベッド上に粉状固体還元剤と粉状
鉄原料とを、混合することなく単味で交互に装入して、
還元鉄のベッド上に層状のベッドを形成する工程、 前記と同じ操作を行う工程、（２）上記（１）の
工程で得られた還元鉄を予備還元炉から排出する排出工
程と、（３）竪型炉で下記およびの工程で溶銑と溶
滓を得る還元・溶解工程と、 上記（２）の工程で排出した高温状態の還元鉄と、
塊粒状の炭材とフラックスを、炉内に炭材の充填層を有
し、炉下部に設置された羽口から酸素含有ガスを吹き込
み羽口前の炭材を燃焼させて高温の還元ガスを発生させ
る竪型炉へその炉上部から装入する工程、 竪型炉の羽口から酸素含有ガスを吹き込み、発生す
る前記高温の還元ガスで還元鉄およびフラックスを溶解
し、還元鉄中に含まれる未還元の酸化鉄を還元するとと
もに浸炭する工程、（４）上記（３）の工程で得られた
溶銑と溶滓を竪型炉の炉下部出銑口から抽出する抽出工
程と、（５）竪型炉の生成ガスを回収するガス回収工
程、とを備えることを特徴とする粉状鉄原料からの溶銑
製造方法。1. A pre-reduction step in which a series of steps described below are performed at least once in a pre-reduction furnace to obtain reduced iron, and a powdered solid reducing agent and a powdered iron raw material are mixed. A process of forming a bed on the hearth by alternately charging the pre-reduction furnace without altering the fuel, blowing fuel and oxygen-containing gas into the pre-reduction furnace, and then blowing the fuel and powdered solid reducing agent Combustible volatile components generated from and the CO gas generated by reduction of the powdered iron raw material are burned by the oxygen-containing gas blown into the furnace,
Raising the temperature in the furnace to 1100 ° C. or higher; reducing the layered powdered iron raw material in the above-described step, and then adding a powdered solid reducing agent and a powdered iron raw material on a bed of the generated reduced iron, Put them in alternately without mixing,
Forming a layered bed on the reduced iron bed, performing the same operation as described above, (2) discharging the reduced iron obtained in the step (1) from the preliminary reduction furnace, and (3) ) A reduction and melting step of obtaining hot metal and slag in the following steps in a vertical furnace;
Lumpy carbonaceous material and flux have a packed bed of carbonaceous material in the furnace, and oxygen-containing gas is blown from the tuyere installed at the bottom of the furnace to burn the carbonaceous material in front of the tuyere and produce high-temperature reducing gas. A step of charging the vertical furnace to be generated from the upper part of the furnace, blowing an oxygen-containing gas from the tuyere of the vertical furnace, dissolving the reduced iron and the flux with the generated high-temperature reducing gas, and being contained in the reduced iron. A step of reducing and reducing the unreduced iron oxide and carburizing; (4) an extracting step of extracting the hot metal and the slag obtained in the step (3) from a taphole at the bottom of the furnace of the vertical furnace; (5) A method for collecting hot gas from a powdered iron raw material, comprising: a gas recovery step of recovering product gas from a vertical furnace.
ことを特徴とする請求項１に記載の溶銑製造方法。2. The method for producing hot metal according to claim 1, wherein a desulfurizing agent is added to the powdery solid reducing agent.
方、または両方に水もしくはバインダーまたはその両者
を添加することを特徴とする請求項１または２に記載の
溶銑製造方法。3. The method according to claim 1, wherein water or a binder or both are added to one or both of the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent.
て、粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを交互に予備還元炉
内へ装入して、その炉床上にベッドを形成する際に、最
下層と最上層を粉状固体還元剤の層とすることを特徴と
する請求項１から３までのいずれかに記載の溶銑製造方
法。4. The step (1) according to claim 1, wherein the powdery solid reducing agent and the powdery iron raw material are alternately charged into a preliminary reduction furnace, and a bed is formed on the hearth. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the lowermost layer and the uppermost layer are layers of a powdery solid reducing agent.
の粉状鉄原料の高温還元に先だち、そのベッドを押圧し
て見掛け密度を上昇させることを特徴とする請求項１か
ら４までのいずれかに記載の溶銑製造方法。5. The method according to claim 1, wherein prior to the high-temperature reduction of the bed-like powdered iron raw material formed on the hearth of the preliminary reduction furnace, the bed is pressed to increase the apparent density. The method for producing hot metal according to any one of the above.
一方を板状に成形した後、予備還元炉の炉床上に載置す
ることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記
載の溶銑製造方法。6. The method according to claim 1, wherein at least one of the powdery solid reducing agent and the powdery iron raw material is formed into a plate shape and then placed on a hearth of a preliminary reduction furnace. The method for producing hot metal according to item 1.
の粉状鉄原料の高温還元に当たり、固体還元剤からの可
燃性揮発成分の発生中に上記ベッドの表面に酸素含有ガ
スを供給し、前記可燃性揮発成分をベッド表面で燃焼さ
せてベッドの昇温を促進することを特徴とする請求項１
から６までのいずれかに記載の溶銑製造方法。7. An oxygen-containing gas is supplied to the surface of the bed during the generation of combustible volatile components from the solid reducing agent in the high-temperature reduction of the bed-like powdered iron raw material formed on the hearth of the preliminary reduction furnace. The method according to claim 1, wherein the combustible volatile component is burned on the surface of the bed to accelerate the temperature rise of the bed.
7. The method for producing hot metal according to any one of items 1 to 6.
る竪型炉の生成ガスの一部を予備還元用燃料として予備
還元炉へ導入することを特徴とする請求項１から７まで
のいずれかに記載の溶銑製造法。8. The method according to claim 1, wherein a part of the gas generated in the vertical furnace recovered in the step (5) according to claim 1 is introduced into the preliminary reduction furnace as a fuel for preliminary reduction. 7. The method for producing hot metal according to any one of 7 to 7.
に排出される固体還元剤中に含まれる灰分、または固体
還元剤の中に脱硫剤を添加した場合は前記灰分と脱硫生
成物および未反応の脱硫剤を除去した後、竪型炉へ装入
することを特徴とする請求項１から８までのいずれかに
記載の溶銑製造法。9. The reduced iron discharged in the pre-reduction step is replaced with ash contained in a solid reducing agent discharged simultaneously, or when a desulfurizing agent is added to the solid reducing agent, said ash and desulfurized product and The method for producing hot metal according to any one of claims 1 to 8, wherein the unreacted desulfurizing agent is removed and then charged into a vertical furnace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18472097A JPH1129809A (en) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Production of molten iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18472097A JPH1129809A (en) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Production of molten iron |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1129809A true JPH1129809A (en) | 1999-02-02 |
Family
ID=16158193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18472097A Pending JPH1129809A (en) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Production of molten iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1129809A (en) |
-
1997
- 1997-07-10 JP JP18472097A patent/JPH1129809A/en active Pending
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