JPH01205014A - 溶融還元法及び装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は炭材を燃料および還元材として用、鉄鉱石を
転炉型製錬炉内において溶融状態で還元する溶融還元法
及びその装置に関する。

［従来の技術］ 溶融還元法は、高炉製銑法に代わるものであり、高炉製
銑法においては高炉の建設費が高く、広大な敷地が必要
であるという欠点を解消すべく、近年に至り開発された
ものである。

この還元法においては、鉄鉱石は製錬からの排ガスで予
備還元され、炭材、造滓材とともに製錬炉内に装入され
、また酸素ガスまたは攪拌用ガスが前記製錬炉内に吹き
込まれる。こうして炭材が、予め装入されである溶銑に
溶解されるとともに、炭材のＣが酸素ガスによって酸化
される。このときの酸化熱によって鉱石が溶融されると
ともに、鉱石が炭材中のＣによって還元される。溶銑か
ら発生するＣｏガスは過剰に吹き込まれる酸素ガスによ
り２次燃焼されてＣＯ２ガスになる。このＣＯ２ガスの
ｍ熱は、溶銑上を覆っているスラグまたはフォーミング
状の粒鉄に伝達され、次いで溶銑に伝達される。こうし
て、鉄鉱石が還元されて溶銑が製造されるが、製錬炉に
おける還元工程を軽減するため、製錬炉に装入される前
の鉄鉱石の予備還元率を６０％乃至７５％ととし、従っ
て製錬炉の排出ガスは還元性の高い低酸化度のガスを多
量に使用している。（例えば特公昭６１−４３４０６　
）［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、製錬炉における還元工程を軽減するため
、製錬炉に装入される前の鉄鉱石の予備還元率を３０％
超にする場合には、製錬炉の排出ガスの酸化度　［（Ｈ
ｚＯ＋Ｃ０２）／（Ｉｈ＋Ｈ２０＋ＣＯ＋Ｃ０２）］以
下、これを単にＯＤと略記するコを下げる必要がある。

こうすると前記排ガス量は必然的に増加することになり
（例えば特公昭６ｌ−４３４０６）　、前記製錬炉の発
生エネルギーはＩ　Ｇｃａｌ／Ｔ　（溶銑）を大きく超
えることになり、製造所内のエネルギーバランス上発生
エネルギーが過剰になる。このことは当然製造コス小の
増大につながる。

また、高い予備還元率を得るためには上記の通りＯＤの
低い排出ガスを必要とし、かつ鉄鉱石の予（ＡＨＵ元炉
内の滞留時間を長くすることになって、予備還元された
鉄鉱石の製錬炉内への装入と製造される溶銑の出湯サイ
クルとのバランスをとることが難しい。このことは必然
的に製錬炉の自由度を大きく制限する。

また、鉄鉱石のスラグ中での溶解速度を上げ鉄鉱石の還
元処理速度を向上させるため、炉内のＣｏガスを２次燃
焼させ、その熱を利用するという方法が考えられ、従来
でも炉上部壁から２次燃焼用０２ガスを吹き込む方法が
とられている。しかし従来では２次燃焼比をあげると排
ガス温度は上昇するものの、排ガス顕熱を溶湯へ伝達す
る技術がなく、この結果、着熱効率が低下し、高温排ガ
スを排出せざるをえない、そしてこのような高温排ガス
は炉内壁耐火物を激しく損耗させるという大きな問題が
あり、このため２次燃焼比はあまりあげられないという
のが一般的な考え方であった。

さらに、精錬炉から排出される高温のガスまたは鉄鉱石
の利用は、溶融還元法において、エネルギーの低減また
は鉄鉱石の歩留まりの向上に関して、重要な問題となっ
ている。　この発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであって、溶銑またはスラグへの着熱効率を
高めて前記製錬炉からの発生エネルギーを抑え、製鉄所
全体のエネルギー効率を向上させる、掻業性の良好な溶
融還元法を提供しようするものである。

［課趙を解決するための手段及び作用コ以上のような問
題点について、本発明者等は溶融還元のメカニズム及び
これに対応した具体的な手段について検討を重ねたもの
でありこの結果、次のような事実を見出した。

■上述したように、従来では着熱効率向上に対る技術的
限界や耐火物の損耗の面で２次燃焼比を大きく上げられ
ないというのが基本的な考え方であるが、２次燃焼を主
としてスラグ中で生じさせるよう０２を吹き込み、かつ
スラグを強攪拌することにより、高２次燃焼を確保しつ
つ着熱効率を効果的に窩めることが出来る。このような
高２次燃焼、高着熱効率により、スラグ及びスラグ中の
鉄鉱石の温度が高くなり、 Ｆｅ２０３　＋３Ｃ−＋２Ｆｅ＋３ＣＯで表される９−
（溶湯中のＣ）による鉄鉱石の還元速度を効果的に高め
ることが出来る。

■従来法では、還元処理の一時期または全期間、酸素の
底吹きを行っている例があるが、このような酸素の底吹
きは２次燃焼に有害である。即ち、酸素を底吹きすると
溶湯中で大量のＣＯガスを生じさせて溶湯を強攪拌し、
この結果、溶湯スプラッシュが２次燃焼域に達し、溶湯
中Ｃが酸素と反応することにより２次燃焼が阻害される
。したがって還元期間の一部または全部を問わず、酸素
を底吹きすることは避ける必要がある。

本発明は、このような知見にもとすき、次のような条件
を規定し、これにより高い処理速度での還元処理を可能
ならしめたものである。

（イ）攪拌ガスの底吹きと横吹きの組み合わせにより、
溶湯をスラグ中の鉄鉱石の存在する領域に積極的に拡散
させ、溶湯中のＣによる鉄鉱石の還元作用を促進させる
。

（ロ）所定レベル以上の２次燃焼比が得られるよう、脱
炭用酸素とは別に２次燃焼用酸素の吹き込みを行う。そ
して、この２次燃焼用酸素を上吹きランスからスラグ中
に吹き込んで２次燃焼頒域をスラグ中に形成させ、且つ
横吹きガスによりスラグを強攪拌し、２次燃焼により生
じた熱を鉄鉱石に着熱させる。

（ハ）溶湯中Ｃによる還元作用及び上吹き酸素による２
次燃焼が阻害されないようにするため、横吹きガス及び
底吹きガスはＣＯまたは不活性ガスとし、酸素は使わな
い。

これに加えて本発明によ溶融還元法は製錬炉に装入され
る鉄鉱石は予熱予備還元炉により予熱、予ｆｄｔｌｆｆ
１元され、さらに、前記予熱予備還元炉からキャリオー
バーされた鉄鉱石を回収することにより、熱効率または
生産効率を高めることが出来る。

すなわち、この発明による溶融還元法は、鉄鉱石を流動
層型の予熱予備還元炉で予熱、予備還元し、炭材、造滓
剤とともに精練炉に装入し、先端がスラグ層の上面乃至
下面付近のレベルにある上吹き酸素ランスより脱炭用酸
素および二次燃焼用酸素を吹き込むとともに、底吹き羽
口から不活性ガス、ＣＯｌまたはプロセスガス（この発
明を実施する溶融還元装置により発生するガスをいう、
以下同じ）を吹き込み、かつ前記底吹き羽口から吹きこ
まれたガスにより盛りあがった溶湯に向けて、横吹き羽
口から不活性ガス、ＣＯｌまたはプロセスガスを吹き込
む溶融還元方法であって、（１）前記予熱予備還元炉に
導入される前記製錬炉の排ガス温度を３００℃乃至１３
００℃、（２）前記製錬炉で発生するガスの酸化度［（
Ｈ２０＋Ｃ０ｚ）／（＋ｈ＋ＩｈＯ＋ＣＯ＋Ｃ０ｚ）コ
を０．５乃至１．０（３）予熱予備還元炉における予備
還元率を３０％以下、とし、前記予熱予備還元炉からキ
ャリオーバーされた鉱石を排ガスと分離して、前記予熱
予備還元炉または前記製錬炉に装入することを特徴とす
る。

かくして前記製錬炉からの発生エネルギーは製造される
溶鉄トン当たり１Ｇｃａｌ程度に抑えられ、製鉄所のプ
ロセス全体のエネルギー効率が向上する。

この発明による溶融還元装置は鉱石を流動層型の予熱予
備還元炉で予熱、予備還元し、炭材、造滓剤とともに、
製錬炉に装入し、上吹き酸素ランスより脱炭用酸素およ
び二次燃焼用酸素を吹き込む溶融還元装置であって、前
記製錬炉の炉底または側壁に設けられ、不活性ガス、ｃ
ｏ、またはプロセスガスを吹き込む羽口と、前記製錬炉
の排ガスから粉体を分離する第１の分離装置と、前記予
熱予備還元炉の排ガスから粉体を分離する第２の分離装
置と、前記第２の分離装置の排ガスにより原料供給装置
から導入される鉱石を予熱する予熱装置と、前記予熱装
置の排ガスから微粉の鉱石を分離する第３の分離装置と
、を具備することを特徴とする。

［実施例］ 本発明の実施例を添付の図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の溶融還元法に用いられるプロセスの説
明図である。製錬炉１０内には鉄浴１１及びスラグ層１
２が形成され、副原料である炭材及び造滓剤が装入され
る第１のシュート１４が前記製錬炉の上部に設けられて
おり、上吹き酸素ランス２１が炉内に鉛直に挿入される
。前記ランスには脱炭用酸素（ＰＣＯ２）、２次燃焼用
（ＤＣＯ２）の酸素をそれぞれ噴出するノズル２２．２
３が設けられ、さらにランス先端の中心部には主に炭材
または石灰等の副原料を吹き込むノズル２４が設けられ
ている。また、製錬炉１０の側壁と炉底にはそれぞれ攪
拌用ガスを吹き込む横吹き羽口２５、底吹き羽口２６が
設けられ、これらの羽口からキャリアーガスとともに粉
状の鉄鉱石または炭材を吹きこむための混合、圧送手段
として加圧装置２７．２８が設けられている。

製錬炉１０の上方には原料である鉄鉱石、副原料である
炭材及び造滓剤等がよく知られた通常の原料供給装置（
簡明のため特に図示せず）もしくは後に説明する予熱予
備還元炉３０から自然落下により製錬炉に装入される原
料用シュート１４及び製錬炉からの排ガスが排出される
排ガス用導管１５が設けられている。前記導管１５から
排出された排ガス中に含まれるダストを除去する第１の
分離装置１６と、前記排ガス及び鉱石が導入されてこれ
を予熱、予備還元する流動層型の予熱予備還元炉３０と
、前記予熱予備還元炉３０からの排ガスを受けてこれに
含まれる鉄鉱石の微粒を除去する第２の分離装置３５と
、前記第２の分離装置３５からの排ガスと前記原料供給
装置から鉄鉱石が導入されて前記鉄鉱石を予熱する予熱
装置４０と、前記予熱装置４０からの排ガスから鉄鉱石
の細粒を除去する第３の分離装置４５と、が設けられて
いる。前記第２、第３の分離装置から分離された鉄鉱石
の細粒または粉体はＡｒ、Ｎ２等のキャリアーガスとと
もに混合、かつ加圧され、製錬炉の側壁及び炉底にそれ
ぞれ設けられた横吹き羽口２５または底吹き羽口２６の
いずれか一方または双方に圧送される。この場合、混合
、加圧の手段として加圧装置２７．２８が設けられてい
る。

以上のように構成された溶融還元装置を用いる溶融還元
法について説明する。原料である鉄鉱石は上記供給装置
から予熱装置４０に入り、ここで予熱された後、予熱予
備還元炉の装入口３４から予熱予備還元炉に装入され、
ここで予熱、予備還元された鉄鉱石は予熱予備還元炉の
出口３１から原料用シュート１４を経て重力落下により
製錬炉１０に装入される。

炉内への装入物と吹き込みガスとの反応は後に詳述する
が、炉内では溶湯による鉄浴１１とスラグ層１２が形成
される。製錬炉１０で発生し排ガスは排ガス用導管１５
を通って第１の分離装置１６でダストが除去された後、
流動層型の予熱予備還元炉３０に導入されて流動ガスと
して働き、前述の通り予熱予備還元炉３０に装入された
鉄鉱石が予熱、予＠還元される。予熱予備還元炉からの
排ガスは第２の分離装置３５に入りここで細粒もしくは
粉状の鉱石が分離された後、通常の排ガス処理装置を経
て排出されるか、もしくは羽口２５．２６の粉体吹き込
みのキャリアーガスとして用いられる。さらにこの排ガ
スはガス導管１５に導入されて製錬炉からの排ガスに混
合され、予熱予備還元炉に導入されるガスの温度調節に
使用することも可能である。前記ガスの温度は３００℃
未満では予熱、予備還元の効果が期待出来ず、１３００
℃超では設備の耐熱性または鉄鉱石のスティッキングに
問題が出てくる。

前記第２の分離装置で分離された細粒もしくは粉状の粉
の鉄鉱石は一部は予熱予備還元炉に戻されその残余は単
味もしくは粉炭材と混合されて加圧装置２７．２８に送
られ、ここでキャリアガスと混合された後、加圧されて
羽口２５．２６または上吹き酸素ランス２１の専用ノズ
ル２４に送られ、ここから製錬炉に吹き込まれる。また
、前記第３の分離装置４５で分離された細粒もしくは粉
状の鉄鉱石は大部分、予熱予備還元炉を経ていないので
すべて予熱予備還元炉に戻される。

上記原料供給装置から供給される塊状もしくは粗粒の副
原料である炭材または造滓剤は原料用シュート１４から
自然落下により製錬炉１０に装入されるが、粉状のもの
については、種々テストを重ねた結果まとめて一度に投
入することにより飛散せず、炉内に装入されることを知
、見し、さらに塊状のものと一緒に投入するとさらに効
果的であることを見出した。そこで、第２または第３の
分離装置から分離された高温の粗粒及び粉状の鉄鉱石を
混合し、または塊状及び粉状の炭材を混合して、原料用
シュート１４から重力追上により装入して好成績を収め
ている。また、前記高温の粉状の鉄鉱石を予熱予備還元
炉へ戻すかまたは同じく粉状の炭材と混合して、羽口２
５、羽口２６またはノズル２４から炉内にキャリアーガ
スとともに吹き込むことも、歩留まりを向上させる上で
好ましいことである。

次いで、製錬炉内べのガス吹き込みと炉内反応との関係
について、第２図乃至第７図を参照しながら詳しく説明
する。第２図は第１図における吹き込みガスの挙動を模
式的に示したものである。

還元処理中は、その初期から終期に至るまで上吹きラン
ス２１、横吹き羽口２５及び横吹き羽口２６からガスの
吹き込みが行われる６羽口２５．２６からのガス吹き込
みは、両者の協働作用により溶湯をスラグ中に拡散させ
、還元速度を飛躍的に高める効果をもたらす。

前述したように、本発明者等はスラグ層１２の鉄鉱石は
、大部分溶湯中のＣを還元物質として進行するという事
実を解明し、これに基づき溶湯を強攪拌してスラグ層（
鉄鉱石が浮遊する領域）中に積極的に拡散させて還元速
度を高めようというものである。このため本発明は、底
吹き羽口２６から攪拌ガスを供給して溶湯面に隆起部（
Ａ）を形成し、同時に、横吹き羽口２５がらガス流の少
なくとも一部が上記溶湯隆起部（Ａ）に当たるようにし
て攪拌ガスを供給するものであり、この横吹きガスによ
り溶湯隆起部（Ａ）の溶湯がスラグ中に飛散することに
なる。スラグの見掛は比重は通常０．１〜０．５で、一
方鉄鉱石の嵩比重は１〜３であり、従ってスラグ中の鉄
鉱石は、スラグ下部領域に集中して浮遊している。

上記のように溶湯隆起部を横吹きガスで飛散させると、
この飛散溶湯は、鉄鉱石が存在するスラグ層１２の下部
領域に拡散し、この拡散溶湯中のＣが鉄鉱石を還元し、
高い還元速度が得られる。

このような効果を得るためには横吹きガスが製錬炉の上
下方向及び水平方向において成るべく正確に上記溶湯隆
起部（Ａ）に当たるようにすることが好ましく、水平方
向においては第３図（ａ）。

及び（ｂ）に示すような位置関係で羽口２５．２６を設
けることが好ましい、また、底吹き及び横吹きとも比較
的多量のガスを吹き込み、強攪拌を行う必要があること
は言うまでもないが、その吹き込みガス量は溶湯量、溶
湯深さ等に応じて決定される。横吹きガスは、上述した
ような溶湯の拡散作用に加え、２次燃焼領域が形成され
るスラグの攪拌をも行うものであり、これについては後
述する。

本発明で使用される横吹きガス及び底吹きガスは、不活
性ガス（Ｎ２．Ａｒ等）、ｃｏまたはプロセスガスに限
定され、０２は使用されない、これは次のような理由に
よる。

先ず、横吹きガスに０２を用いると、鉄鉱石還元のため
に飛散させた溶湯中のＣによる還元作用を阻害してしま
うという基本的な問題がある。加えて酸素を使用した場
合、耐火物の温度が上昇し、耐火物の損耗という問題を
生じる。また、底吹きガスに酸素を用いると、上述した
ように溶湯中で大量のＣｏガスを生じさせて溶湯を強攪
拌し過ぎ、この結果、溶湯のスプラッシュが２次燃焼領
域（第２図参照）に達し、溶湯中Ｃが後述する２次燃焼
用酸素と反応して２次燃焼が阻害されてしまう、加えて
、酸素を使用すると底吹き羽口なと耐火物の温度が上が
り過ぎるため冷却ガス（Ｃ３Ｈ８）を添加する必要があ
り、これも底吹きガス量を増大させ、強攪拌→溶湯スプ
ラッシュの発生を過大に助長することになる。第４図は
、Ｎ２底吹きを行う本発明と、Ｎ２に代え０２吹き込み
を行った比較例について、設定したＯ　Ｄ　［Ｐ　ＣＯ
２／　（Ｄ　ＣＯＺ＋鉱石中ｏ２＋炭材中０２＋原料付
着水十 炭材中水案分（１／２）　）コに対す る実際のＯＤ（実測）を調べた結果を示すもので、０２
底吹きにより２次燃焼が阻害されていることが示されて
いる。

なお、攪拌ガスである不活性ガス（Ｎ２　、　Ａｒ等）
、ＣＯまたはプロセスガスは、単独または混合して使用
することが出来る。

本発明では、２次燃焼領域を主としてスラグ内に形成さ
せつつ高２次燃焼を実現させるものであり、このように
２次燃焼領域をスラグ内に形成しかつ横吹きガスによっ
てスラグを強攪拌することにより、高２次燃焼を確保し
つつ高い着熱効率を得ることが出来る。したがって、上
記２次燃焼用酸素は、主としてスラグ内に形成されるよ
うスラグ中に吹き込まれることが必要である。

具体的には上吹きランスの高さがスラグや溶湯レベルに
対し適度なレベルに設定されることが必要である。すな
わち、上吹きランス２１はそのノズル孔高さをスラグ面
上方あるいはスラグ面下とすることができるが、その高
さが高過ぎると２次燃焼領域がスラグ内に形成されなく
なって、着熱効率が低下するという問題があり、またラ
ンス高さが低過ぎると２次燃焼領域が適正に形成されな
い虞がある他、ランス２１への地金付着、ランス損傷に
よる水漏れの虞がある。上記ランス高さの適度なレベル
設定には、前記スラグが５０〜５００ｋｇ／　を程度、
スラグレベルで１ｍ以上必要である。スラグが少ない場
合に低すぎるスラグレベルに合わせてランスを下げた場
合、ランスからの酸素ジェットが鉄浴面に衝突して、飛
散された粒鉄中のＣの影響で炉内ガスのＯＤが低下する
ので問題がある。

第５図はランス先端のスラグ面（フォーミングレベル）
からの高さと着熱効率との関係を示すもので、ランス高
さがスラグ面にたいして高過ぎると良好な熱効率が得ら
れなくなることが示されている。また、第６図は横吹き
ガス量と着熱効率との関係との関係を示すもので、横吹
きガスを大量に吹き込み、スラグ層を強攪拌することに
より良好な着熱効率が得られることが解る。

本発明では高着熱効率が得られるため、ＯＤを上記のよ
うに高くすることにより高い還元速度が得られるが、こ
れに加え、ＯＤを上げることにより炭材〈主としてコー
クス）の添加量を低く抑えることか出来、この結果、炭
材の原単位を低減を図る゛ことができるとともに、溶湯
中のＰ成分の殆どが炭材により持ち込まれることから、
溶湯中のＰの低減を図ることができる。また、ＯＤが高
くなると、気化脱硫現象が活発になり、溶湯中のＳも低
下する。このような観点からも本発明ではＯＤは０．５
以上とする。ＯＤの上限は１．０であるが、ＯＤは大き
い程望ましい。

第７図は第１表に示す炭材Ａを用いた場合の酸化度○Ｄ
と第１図の溶融還元装置から発生する余剰エネルギーと
の関係を示なグラフ図である。図中斜線で示した範囲が
製鉄所全体のエネルギーバランスを考えたときの適正な
余剰エネルギーの範囲である。この図は前記溶融還元装
置について検討した結果えられたもので、これによれば
、ＯＤが０．５より小さい場合は余剰エネルギーは多過
ぎて無駄なエネルギーが発生することになる。このこと
は第２図に示されているように予熱予備選率を３０％以
下にしたときに達成されるのであって、３０％より多く
することは前述の通り鉄鉱石の予熱予備還元炉の滞留時
間が長くなり、溶融還元装置の操業の自由度が大きく制
限されることになる。

第８図は第１表に示す炭材Ｂを用いた場合の、第７図と
同様の酸化度ＯＤと余剰エネルギーとの関係を示すグラ
フ図である。炭材Ｂは炭材Ａよりも発熱量が大きいため
、ＯＤが小さい値でも上記エネルギーバランスに見合う
適正な余剰エネルギーとなっている０本発明の溶融還元
法では反応の性質上、炭材の粘結性、固定炭素等の物性
は問わない６したがって、炭材の選択範囲が広いことか
ら考えて、ＯＤの最適範囲は０．５乃至１．０である。

第　　１　　表 上記に加えて本発明の特徴は予熱予備還元炉３０または
予熱装置４０の排ガスから細粒もしくは粉状の鉄鉱石を
分離して回収し、これを製錬炉に戻して鉄鉱石の歩留ま
りを向上させる。これによる効果を第９図及び第１０図
により説明する。

第９図は炭材原単位及び発生ガス量のＯＤによる変化を
示したグラフ図である。図中、点線、実線はそれぞれ鉄
鉱石の分離回収の前、後のグラフで、これに付した数字
は予備還元率である。これにより本発明による細粒もし
くは粉状の鉄鉱石を分離回収する効果は従来例と比較し
てＯＤが０．５の場合、炭材原単位及び発生ガス量はそ
れぞれ溶銑トン当たり１０ｋｇ、　１ＯＮｍ’の低下と
なって示されている。第１０図（ａ）、（ｂ）は縦軸は
何れも発生頻度指数、横軸はそれぞれ製錬炉１ｏの熱効
率、粗大粒鉄鉱石の混入による操業トラブルの頻度をと
って示したグラフ図である。これにより、上記分離回収
の効果は熱効率で１０％向上し、粗粒の混入によるノズ
ル２４または　羽口２５．２６の閉塞等による操業トラ
ブルは殆ど皆無となった。

次に本実施例に基づく具体的数値を挙げる。炭材として
石炭を１０７４ｋｇ／ＴＨＭ　（製造される溶銑トン当
たり、以下同じ）、酸素を７９８／ＴＨＭを使用してＯ
Ｄが０．５１着熱効率は７０％であった。

［発明の効果］ 本発明によれば、上吹き酸素ランスの脱炭用、２次燃焼
用の酸素ノズルから、直接、スラグ層に酸素を吹きこみ
、また、製錬炉の炉壁及び炉底に設けた羽口からガス吹
き込みを行って強攪拌し、製錬炉の発生ガスの酸化度を
０．５乃至１．０に調整して前記ガスの温度を３００℃
とすることが出来るので、製錬炉の熱効率を向上させ同
時に溶融還元装置の余剰エネルギーバランスに見合った
適正なものとすることができる。また、予熱予備還元炉
の排ガスから細粒もしくは粉状の鉄鉱石を分離して前記
鉱石をキャリアーガスとともに前記羽口もしくは酸素ラ
ンスの専用ノズルから吹き込むので熱効率が向上し、粗
大粒混入による操業トラブルを解消することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶融還元法に用いられる溶融還元装置
のプロセスの説明図、第２図は第１図における製錬炉内
のガス流れを示す模式図、第３図は横吹き羽口と底吹き
羽口との位置関係を示す説明図、第４図は設定ＯＤに対
する実測ＯＤを示すグラフ図、第５図はランス高さと着
熱効率の関係を示すグラフ図、第６図は横吹きガス量と
着熱効率との関係を示すグラフ図、第７図及び第８図は
は第１図の溶融還元装置から発生する余剰エエルギーと
ＯＤとの関係を示すグラフ図、第９図は炭材原単位及び
発生ガス量についてそれぞれＯＤとの関係を示すグラフ
図、第１０図は粉状の鉄鉱石を分離回収した場合の熱効
率の向上及び操業トラブルの減少を示すグラフ図である
。 １０・・・製錬炉、１１・・・鉄浴、１２・・・スラグ
層、１４・・・原料用シュート、１５・・・ガス導管、
１６・・・第１の分離装置、２１・・・酸素ランス、２
２．２３．２４ノズル、２５．２６・・・羽口、２７．
２８・・・加圧装置、３０・・・予熱予備還元炉、３５
・・・第２の分離装置、４０・・・予熱装置、４１・・
・切り替え弁、４２・・・閉止弁、４５・・・第３の分
離装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鉱石を流動層型の予熱予備還元炉で予熱、予備還元
   し、炭材、造滓剤とともに、製錬炉に装入し、先端がス
   ラグ層の上面乃至下面のレベルにある上吹き酸素ランス
   より脱炭用酸素および二次燃焼用酸素を吹き込むととも
   に、底吹き羽口及び横吹き羽口から不活性ガス、ＣＯ、
   またはプロセスガスを吹き込む溶融還元方法であって、 （１）前記横吹き羽口からのガス流の少なくとも一部が
   前記底吹き羽口から吹きこまれたガスにより盛りあがっ
   た溶湯部分に当たるようにして、（２）前記予熱予備還
   元炉に導入される前記製錬炉の排ガス温度を３００℃乃
   至１３００℃、（３）前記製錬炉で発生するガスの酸化
   度 ［（Ｈ＿２Ｏ＋ＣＯ＿２）／（Ｈ＿２＋Ｈ＿２Ｏ＋ＣＯ
   ＋ＣＯ＿２）］を０．５乃至１．０（４）予熱予備還元
   炉における予備還元率を３０％以下、とし、前記予熱予
   備還元炉からキャリオーバーされた鉱石を排ガスと分離
   して、前記予熱予備還元炉または前記製錬炉に装入する
   ことを特徴とする溶融還元法。 ２）前記排ガスと分離された鉱石は高温のまま、単味ま
   たは粉状の炭材と混合して前記羽口または前記上吹き酸
   素ランスから製錬炉に吹き込むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の溶融還元法。 ３）予熱予備還元された鉄鉱石を、粗粒単味または粗粒
   と微粒と混合して高温のまま、前記製錬炉にその炉口か
   ら重力落下により装入することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の溶融還元法。 ４）塊状または粗粒の炭材を単味または粉状の炭材と混
   合して、前記製錬炉にその炉口から重力落下により装入
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれか一に記載の溶融還元法。 ５）鉱石を流動層型の予熱予備還元炉で予熱、予備還元
   して、炭材、造滓剤とともに、製錬炉に装入し、上吹き
   酸素ランスから酸素を吹き込む溶融還元装置であつて、
   前記上吹き酸素ランスは脱炭用酸素ノズル、２次燃焼用
   酸素ノズルまたは粉体吹き込み用ノズルを有し、前記製
   錬炉の炉底または側壁に設けられ、不活性ガス、ＣＯ、
   またはプロセスガスを吹き込む羽口と、前記製錬炉の排
   ガスから粉体を分離する第１の分離装置と、前記予熱予
   備還元炉の排ガスから粉体を分離する第２の分離装置と
   、前記第２の分離装置の排ガスにより原料供給装置から
   導入される鉱石を予熱する予熱装置と、前記予熱装置の
   排ガスから微粉の鉱石を分離する第３の分離装置と、を
   具備することを特徴とする溶融還元装置。