JPS59110712A - 粉粒状鉱石の還元方法 - Google Patents

粉粒状鉱石の還元方法

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JPS59110712A
JPS59110712A JP21916282A JP21916282A JPS59110712A JP S59110712 A JPS59110712 A JP S59110712A JP 21916282 A JP21916282 A JP 21916282A JP 21916282 A JP21916282 A JP 21916282A JP S59110712 A JPS59110712 A JP S59110712A
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JP
Japan
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reduction
gas
ore
furnace
cyclone
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Pending
Application number
JP21916282A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Inatani
稲谷 稔宏
Hisao Hamada
浜田 尚夫
Mitsuo Kadoto
角戸 三男
Nobuo Tsuchitani
槌谷 暢男
Shiko Takada
高田 至康
Eiji Katayama
英司 片山
Tsutomu Fujita
勉 藤田
Shunji Hamada
浜田 俊二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP21916282A priority Critical patent/JPS59110712A/ja
Publication of JPS59110712A publication Critical patent/JPS59110712A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉粒状鉱石の還元方法に関するものであり、
とくに直列多段に設置したサイクロンよすするサスペン
ションプリヒータ方式の予備還元と炭材充填層を使うた
て型溶融還元との組合わせにかかる方法により還元生成
物ケ得る技術に関するものである。
近年、鉄鉱石をはじめ各種の金属酸化物よシ主としてな
る原料鉱石は、塊状鉱石よりはむしろ、粉、粒状鉱石の
方が多くな少つつあり、今後もますますその比率は増加
傾向にあるとみられる。粉、粒状鉱石による製錬方法と
しては、流動層を用いて粉、粒状鉱石を予備還元しこの
予備還元鉱を電炉、転炉、その他の溶解炉で溶融還元す
る方式が一般的である。
この場合予備還元鉱はバインダーの添加で塊成化をし、
その塊成物を溶解炉で溶融還元する方式が多い。しかし
、このような方式によれは塊成化のための資材、処理費
、処理エネルギーなどを必要とするばかりでなく、塊成
化をしたのち焼成を必要とする場合にはその際に焼成炉
から排出されルカス中のNOx% SOxおよびダスト
などを処理するための費用が多大に上ぼるところにも難
点を伴う0 また上記方式の他に、アーク炉やプラズマまたは純酸素
を利用する炉を用いて、予備還元鉱を塊成ないしは焼成
を行わずに溶融還元する方式も企てられてはいるが、ア
ーク炉を用いる方式によれば電力消費が莫大であるばか
ルでなく、立地条件にも制約があり、またプラズマを利
用する炉を用いる方式も電力消費が甚しく現在のところ
工業的規模での適用が困難であシ、さらに純酸素を利用
する炉を用いる方式によれば高温雰囲気を得ることは容
易であっても還元雰囲気の維持が難しくまた散票使用量
が嵩むなど、何れも技術的に解決を要する問題をはらん
でいる。
そこで最近は、電力によらない粉、粒状鉱石のの還元技
術として、予備還元−溶融還元による方法が注目される
に至っている0例えば、流動層予備還元炉とたて型溶融
還元炉との結合にかかる設備を用い、粉粒状鉱石から直
接フェロアロイ等を製造する方法がそれである。この既
知の方法は、金属酸化物含有鉱石の予備還元に必要な還
元剤及び熱の供給源として、溶融還元炉の高温排ガスを
利用し、て流動層形式によシ予備還元する方法であ勺、
粉粒状鉱石を塊成化することなく直接使用できる点で前
述の方法に比べると低コストで溶融金属の製造が可能で
ある。
上記した既知方法における予備還元炉としての流動層に
必要な主な条件としては、 +11  必要な還元速度が得られる反応温間維持のた
めの熱供給が容易なこと、 (81局部過熱や高温域での予備還元鉱石の粘着によっ
て焼結が起り流動化が阻害されるようなことがないこと
、 (8)  均一かつ安定な流動化現象が得られること、
(4)短い滞留時間でも必要な還元率が得られること(
流動層を多段化する)、 (5)粒子の流動層からの飛び出しによるダスト発生が
少ないこと、 などがある0 ゛ところが、こうした各種の条件というのは、一般的に
言って予備還元に必要な流動層の温度が高いほど、その
維持が難しく、シかも溶融還元炉かC8) ら発生する流動化遺児ガス中に多量のダストが含まれる
と、その操業法はさらに、難しさを増大させる。例えば
、散気装置としての分散仮にダストや凝縮物の析出が生
じそ目詰りを起す欠点があり、このことのために、各種
の新しい方法や装置の開発が必要となる。
本発明は、上述した従来技術の欠点の克服を目的として
、たて型炉による溶融還元技術の特性を有利に利用する
一方で、流動層予備還元炉に代え上述した欠点のないサ
スペンクヨン方式の予備還元を行う還元方法の実施によ
り、安定した操業と、高いガス利用率と、還元率の向上
を達成するのに好都合な還元方法について提案する。
第1図にこの発明の実施に適合する予備還元段階と溶融
還元段階からなる還元系統の模式図を示。
す0図中1は、粉粒状鉱石原料ホッパー、2t−Jサス
ペンション方式の予備還元装置、8けたて型溶#l!l
I還元炉である。
上記予備還元装置2は、複数個のサイクロン21.22
.28を移送管を介して直列に接続しく 4  ) て構成“してあり、還元ガスと粉粒状鉱石とは互いに逆
方向に移動するなかで接触反応し順次還元率が向上する
ようになっている0すなわち、粉、粒状鉱石を、サイク
ロン2′1内に還元ガスに帯同させて一緒に流入させる
と、その流入気流は円筒内壁面に沿って旋回するが、そ
の際遠心力の影響を受けながら鉱石の方は下降し、一方
還元ガスの方は上昇する。そして、そうした接触、分離
の過程の中で、しかも各サイクロッ21〜28間?移動
していく経過の中で、必要な還元率の予備還元生成物が
得られる。
上記溶融還元炉8は、本発明者らが先に提案した特願昭
56−68294号の発明を発展させたものであって、
たて如炉内に炭素質固体還元剤の充填層全形成する一方
、電炉の下部胴壁に上下複数段にわたり配設したそれぞ
れ複数の羽目群全通して、電炉から排出される還元性の
排ガスを用いて粉、粒状鉱石を予備還元した部分還元鉱
を必要により加えたフラックスとともに、800〜18
00℃程度の高温の空気または酸素富化空気をもってす
る気流搬送下にだて型炉内に吹込んで、上記予備還元鉱
全溶融還元する炉である。
かかるたて型の溶融還元炉8の胴壁下部には、たとえば
上下2段にわたシそれぞれ複数づつ羽目4、Φ′が配設
してあや、この羽目群4,4′を通してたとえば空気を
加熱下に吹込むことにより、炉内の上記充填層を着火し
、かくして炉内で発生する還元性の排ガスを排気口5よ
シ発生させ、これを前記予備還元装置に導入して利用す
る。
こうして炉内に形成された充填層が羽口先端近傍で高炉
の羽口先におけると同様なレースウェイを生成して高温
領域が形成され、この領域内に予熱空気と共に吹込まれ
る粉、粒状鉱石は直ちに加熱され、容易に溶融し、炉の
下部に向は滴下する間に還元されて溶融金属と溶融スラ
グが生成して製錬が行われる。炉床部に蓄溜した溶融金
属全出湯ロアによシ適時炉外に取出す。溶融スラグにつ
いても同様にする。
なお充てん層の高温領域を形成するレースウェイ部周辺
は塊状の炭素系還元剤の燃焼雰囲気下に散票含有量が低
く、すなわち酸素分圧が低くなっているので、炉内のレ
ースウェイ部で溶融される粉、粒状鉱石の還元は極めて
好適に行われる。
次に、本発明の好適実施態様について説明する。
粉状もしくけ粒状の鉱石分、原料ホッパー1より予備還
元装置2の最上流サイクロン23内に供給する。このと
き搬送するガスはその下流側に位置しているサイクロン
22がら発生した還元性ガスを使う。これに対し、最下
流側に位置するサイクロン21には、前記溶融還元炉3
発生の高温還元性ガスを利用し、その還元性ガスはJl
i次上流上流側置するサイクロン22.28に移っテ、
ツレぞれ未還元鉱石粉全帯同しながら内部に流入加熱、
還元−分離を繰返して、所望の還元率に達した予備還元
生成物を生成し、これは排出管6′fr通じて、溶融還
元炉3羽口部に輸送される。
従って、粉粒状鉱石の流れは、最上流サイクロン28よ
り次第に下流側に移っていくのに対し、還元ガスの方は
逆に−H最下流サイクロン21に流入したのち、次第に
上流111!lへ向けて移っていく向流移動の形式をと
っており、その全移送の間で予備還元が進行する。そし
て、予備還元段階を終えると、溶融還元炉8内へ加熱空
気を反応性搬送ガスとして吹込み装入し仕上げ溶融還元
を行い、出湯ロアより溶融金属ならびにスラグ會排出す
る。
なお本記載のサイクロンは8段に限定されるものではな
く鉱石条件などに応じて配設することが可能である。
なお、予備還元装置2内に供給する溶融還元炉発生排ガ
スには、たとえば難還元性の鉱石(クロム鉱石他)を予
備還元するようなときに、メタン等炭化水素を富化した
ものを用いるとよい。
また、溶融還元炉8内に粉、粒状鉱石を加熱空気によっ
て吹込み装入を行うのに、上段の羽目群4を用い※そ匂
溺淘還元曳錬を夷■に材句鷺晦へ〜〜示tへ殉刈メ鴬%
※悪禽へへ9鴫〜吻へ前炉(丙に吹込み供給するので、
高炉におけるように強度の大きい固体還元剤は全く必要
なく、シ九がって、充填層に入れる炭素質固体還元剤は
、高価な強粘結炭でなくとも弱粘結炭や、非粘結炭でも
充分利用でき経済的にも有利である。
この発明において羽口群4,4゛をたとえば上下2段に
配設したのはこれらの羽口群または羽口4のみを経て予
熱空気と共に炉内に吹込まれる鉱石が羽口先端近傍で溶
融還元されるために必要な熱量がもしも不足すると、た
とえ羽口先端近傍で溶融したとしても、炉底部に向う途
中で熱の補給が不充分になって還元が阻害されるような
炉床の冷え込みにより円滑に操業できなくなるおそれを
なくするためで、この意味で粉、粒状鉱石を主として上
段の羽目群4より供給し、下段の羽口群4′によって炉
床部を高温に加熱してこ\に滴下する溶融物の還元に必
要な熱量を確保することがのぞましいわけである。
次に、本発明法につき、フェロクロムの製造を試験炉を
使って実施したので、その結果を報告する。
(1)予備還元装置 サイクロン ・・・ 8基 原料の銘柄 ・・・フイリツピン産クロム鉱石原料の粒
径 :  0.4m学以下 原料供給量 二850陽/hr 予備還元率 :80憾 (8)溶融還元炉 炭素系固体還元剤; コークス 粒    径: 20〜49mm 供給量=550梅/hr 送風量: 1B70 Nm/hr 送風温度:945℃ 送風羽口:上下各4本計8本 (上段4本に予備還元生成物を供給) (8)7エロクロム生産散: 195に9/屓組   
成: 0r54.5%、  06.1%、 Si5.8
%スラグ排出量: 295kf/hr 以上説明し友ぶりにこの発明によれば、(1)  溶融
還元炉発生排ガスを有効に利用するので、顕熱回収率が
高くなる。
(IA)予備還元装置の多段化を容易に達成することが
でき、しかも鉱石−ガスを向流に移動させるので、還元
の進行とともにより高い還元能力のガスと接触すること
になりガス利用効嘉が向上する上、安定した高い予備還
元生成物を得ることができる。
(8)流動層を用いるのと違い、ガス分散板が不要であ
るから、目詰りや焼結などのトラブルがなくなり、円滑
な操業が可能である。
等積々の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1(2)は、本発明の系統方式を示す模式図である。 l・・・原料ホッパー   2・・・予備還元装置8・
・・溶融還元炉。 (11) 第1図 (12) 0発 明 者 藤田勉 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 0発 明 者 浜田俊二 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直列多段に設置した複数個のサイクロンの間を鉱石
    と還元ガスとを自流に移動接触させながら予熱、還元を
    行わせる予備還元段階と、たて型炉内に上部よ)炭素系
    固体還元剤を充填する一方、その炉壁下部に上下複数段
    にわたって設けた羽口からは、炉内に酸化性ガスととも
    に上記予備還元生成物の粉、粒状鉱石を一緒に吹込んで
    還元、溶融の反応を導く溶融還元段階とからな9、 そして、上記溶融還元用のたて型炉発生ガスを、上記予
    備還元段階における還元ガスとして環流させ還元を行う
    ことを特徴とする粉粒状鉱石の還元方法。
JP21916282A 1982-12-16 1982-12-16 粉粒状鉱石の還元方法 Pending JPS59110712A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0790319A3 (de) * 1993-03-10 1997-09-03 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Verfahren zur Direktreduktion von eisenoxidhaltigen Materialien mit festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57198205A (en) * 1981-04-28 1982-12-04 Kawasaki Steel Corp Production of molten metal from powder and granular ore

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