JPH02228411A - 製鉄法 - Google Patents

製鉄法

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JPH02228411A
JPH02228411A JP1033912A JP3391289A JPH02228411A JP H02228411 A JPH02228411 A JP H02228411A JP 1033912 A JP1033912 A JP 1033912A JP 3391289 A JP3391289 A JP 3391289A JP H02228411 A JPH02228411 A JP H02228411A
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デンタロ　カネコ
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    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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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 本発明は、製鉄法に関し、特に微粉または精鉱の形の酸
化鉄を固体炭素質還元体と共に団塊にし。
該団塊を回転炉床炉内で加熱および還元し、還元された
団塊を製錬することによって酸化鉄から鉄を製造する方
法に関する。
さらに詳しくは１本発明は、微粉鉄鉱石を団塊化するこ
とによシ成形体を成形し、得られた成形体を回転炉床炉
で予備還元し、予備還元した成形体を少なくとも１００
０℃の温度で排出させ、予備還元した成形体を製錬炉（
又は製錬用還元容器）内で製錬し、さらに還元して、溶
融鉄製品を生成する工程からなる微粉鉄鉱石からの製鉄
法に関す机 従来の技術 最近の工業的な直接還元法は高炉（立て型炉）。
流動床炉またはロータリーキルンを使用している。
高炉およびロータリーキルンは共に供給材料として固め
た団塊または塊鉱を必要とする。高炉および流動床は共
に固着またはクラスタリングの問題を有する傾向にあり
、ロータリーキルンはリンギング（ｒｉｎｇｉｎｇ）の
問題を有して、芸人材料がキルンの側部に付着する傾向
にある。これらの固着の問題は還元温度が高くなる程増
す。しかしながら、還元反応速度を増すためには高温が
望ましい。
発明が解決しようとする問題点 特に、炉床上の材料層が１〜２粒子の深さのときには回
転炉床上の材料層は十分に接触していないから、直接還
元または予備還元に回転炉床炉を利用すると、高い操作
工程温度が可能（粒子が相互に付着する温度以上の温度
）であることを我々は見出した。粒の上層は、上層の粒
子が下層の粒子に付着する程十分に重くない。
回転炉床炉の操業は高比率の還元体（ＯＯ＋Ｈ，）を含
むガスを必要とする。かかるガスは、一般に高品質ガス
と呼ばれる。「品質」とはガス中の還元体（ＣＯ＋Ｊ　
）／酸化体（ｃｏ、　＋Ｈ，Ｏ）の比として定義される
。回転炉床炉の操業には一般に高品質ガスを要する。し
かしながら１本発明においてはかかる高品質ガスは１回
転炉床炉で還元される団塊に還元体である固体炭素質材
料が含まれているので、必要ない。回転炉床炉における
被還元鉄の酸化を防ぐためには約乙ヰのガス品質で十分
である。なぜならばかかるガスは１２００℃において鉄
と平衡状態にあるからである。回転炉床における酸化鉄
の還元は、極めて高温であシ、かつ炉床上の団塊化供給
材料中の固体還元体と酸化鉄との接触が十分であるため
かなり速い。団塊化粒子の単層以上が回転炉床炉で還元
されるときは、眉間でかなり異なった還元度となる。最
上層は最初に還元温度に達し、従って短時間で高金属化
が得られる。直接の熱放射から遮蔽される下層は処理温
度に達するのに長時間かか石、従って所望の金属化を得
るには長時間かかる。最上層が所望の金属化をした後で
、下層が金属化を増している期間が、鉄に対して炉ガス
が酸化性である場合に最上層にとって臨界時間である。
これは最上層の金属化の損失をもたらし、一方下層は還
元中である。
最上層におけるこの金属化の損失を防ぐために。
回転炉床炉は羽口でもって金属鉄と平衡状態にあるガス
を生成するリッチな操作用に調節することができる。か
かるガスを生成することは、バーナにおいて石炭で達成
することは非常に困難である。
しかしながら、との雰囲気はガス状または液体燃料およ
び予熱ガスで容易に生成することができる。
我々は１回転炉床炉に製錬炉からの排出ガスを利用する
ことによって前記の間ａｔ−解消できると共に、余分な
ガス状または液体燃料を必要とすることなく、排出ガス
１００％で回転炉床炉の操業を可能にできることを見出
した。
問題点を解決するための手段 本発明の主目的は微粉鉄鉱石から溶融鉄を製造する方法
を提供することである。
また本発明の目的は、酸化鉄の還元用炭素が団塊中に存
在しているところの団塊化酸化鉄微粉からの製鉄法を提
供することである。
また本発明の目的は、製錬炉における最終還元に必要な
炭素の実質的な部分が製錬炉に供給される還元鉄中に提
供されるところの製鉄法全提供することである。
本発明のもう１つの目的は１回転炉床炉および製錬炉に
おける燃料として石炭を利用する製錬炉において石炭以
外の外部燃料を必要とすることのない団塊からの製鉄法
を提供することである。
さらに本発明の目的は、回転炉床炉が石炭、ガス状燃料
または液体燃料を燃焼させることなく予備還元装置とし
て作用するところの製鉄法を提供することである。
これらおよび他の目的は、微粉酸化鉄および微粉炭素置
材料が十分に混合され、次にアグロメレートされるとこ
ろの本発明によって容易に達成される。それらの団塊は
高温で回転炉床炉に供給され、そこで酸化鉄は高金、稿
化製品に還元され、炭素質材料は実質的な部分を反応さ
せながら液化される。得られた若干の炭素を含有する高
温、高還元鉄は下吹きの製錬および還元炉のような製錬
炉用供給材料であって、該炉内で最終の溶解および精錬
が行われる。
実施例 図示のように、容器１０からの鉄鉱石、容器１２からの
微粉炭、および容器ｉｌｌからの結合剤はコンベヤ１６
によってミキサー１７へ供給され１次にポーリング・ド
ラムまたはペレタイザーグ・ディスクのようなアグロメ
レータまたはペレタイザー１８へ送られる。団塊化した
ペレットはコンベヤ２２によって回転炉床炉２０へ導入
され、標準の広げ手段によって可動炉床２１１上に広げ
られる。
予め還元されたペレットは回転炉床炉２０からチャージ
・シュート３２または他の適当なチャージング装置によ
って製錬用還元容器（製錬炉）３０へ送られる。予め還
元されたペレットは溶融金属浴３６中に落下する。製錬
用還元容器は、酸素および容器ｌｌＯからの微粉炭のよ
うな微粒炭素質燃料をボトム・ブローイング（底吹き）
するための複数の底部入口５８を有する。窒素または製
錬用還元容器から再循環される冷却排出ガスのようなキ
ャリヤー・ガスが、源１１２から微粉炭をガス管１１６
および羽口４８を介して浴３０中へ移動させる。源５０
およびバイブ５２からの酸素も１通常別セットの羽口全
通して浴に吹き込まれる。製錬用還元容器５０は、必要
に応じて高温出銑口（又は湯出し口）５１４とスラップ
・ノツチ５６を備える。
酸素が浴の下側に導入される場合、酸素ボート６０は、
浴中の炭素と完全反応するのに必要な残りの酸素を提供
するために製錬用還元容器の上部に設けるべきである。
ボート６０は浴へ衝突させ。
浴の循環を促進させ、かつ酸素と浴中に含まれる炭素と
接触させて、炭素の完全反応を保証するために下向きに
なっている。浴の表面下に導入される酸素１００部に対
して、後燃焼のために１５〜５０部をボート６０′ｔ−
通して噴射すべきである。
ま九、炭素との反応用酸素を提供するために予熱空気を
利用することができる。空気はポー）６０を介して浴の
上だけに提供される。この場合には。
いずれの形態の酸素も浴表面下に導入する必要はな０゜ ガス排出口６４は容器５０の頂部を囲み１回転炉床炉の
ガス・ボート６６に通じて、回転炉床炉２０内の燃焼ガ
スを提供する。
必要ならば、乾燥団塊、すなわち普通よりも低い水分含
量を有する゛ペレツ）ｆ提供するために、ペレタイザー
と回転炉床炉の間にドライヤ（乾燥機）全挿入すること
ができる。
回転炉床炉からの排出ガスは、第１図に示すように源７
１１から回転炉床炉への燃焼空気を予熱するために熱交
換器７２を通過、または源７ｇから製錬用還元容器への
燃焼中ｉｔ予熱するために熱交換器７６を通過、或いは
両方を通ることができる。
回転炉床炉からの排出ガス８０および／または製錬用還
元容器そして管路８２かもの排出ガスは乾燥機７０のよ
うな特定の場所金さらに加熱するために使用することが
できる。
操作において、微粉または精鉱の形の酸化鉄または鉄鉱
石は、容器１２からの微粉砕固体還元体と共に容器１０
からミキサー１７に供給されて混合体となる。固体還元
体は石炭、コークス・プリーズ、微粉木炭または他の炭
素質材料にすることができる。容器１４からの脱硫剤や
結合剤のような添加物は、必要ならば必要な水分添加と
共に混合体に添加する。かかる添加物は石灰およびベン
トナイトまたは適当な結合剤金倉む。石灰は製錬炉にお
いて脱硫剤として作用する。ベントナイトは結合剤とし
て作用する。十分な石灰をミキサー１７に添加して塩基
回度比を少なくともＬ５に維持すべきである。混合体は
次にミキサー１７からペレタイザー１８のようなアグロ
メレーション装置に供給される。ペレタイザー１８で製
造された生または湿性ペレットはドライヤ７０で乾燥さ
れるか。
或いはドライヤ７０ｔｌ−迂回して、直接コンベヤ２２
によって回転炉床炉２０に供給される。
団塊を生成するために高比率のスライムを含有する材料
が使用される場合に法微粉を製錬容器内のスラッゾ層に
浸透させることが困難であるから。
壊変を防ぐために団塊は回転炉床炉へ供給する前に乾燥
しなければならない。ドライヤ７０は全く任意の装置で
ある。乾燥した団塊を単層で回転炉床炉２０へ供給する
と、還元ゾーンの温度が１２６０℃〜１３７１’ｃのと
き石炭の液化および酸化鉄の還元による９０％以上の金
属化が約８〜１５分で生じることがわかった。製錬容器
（ＳＲＶ）の排出ガスは回転炉床炉における顕熱および
燃焼用化学熱の両方を提供する。還元体はペレットまた
は団塊に微粒炭素として既に存在しているから、高炉や
流動床炉において行う必要があるように、排出ガスの品
質を高める必要はない。
回転炉床炉はしばしばその内部に２，３の異なる操作ゾ
ーンを有することを特徴としている。第３図に示すよう
に、矢印Ｔは炉床２４の移動方向を示す。第１のゾーン
Ａは一般に乾燥／液化ゾーン、ゾーンＢは加熱ゾーン−
そしてゾーンＣは還元ゾーンとして特徴づけられる。カ
ーテン壁８６はゾーンＡとｃ’６分けてガスがこれらの
ゾーン間で混合するのを防止する。団塊はコンベヤ２２
から炉床２ヰ上のゾーンＡに置かれる。製錬用還元容器
そして管路６４からの排出ガスはムロボート６６全通し
て約１２５０〜１４００℃の温度で回転炉床炉２０に入
る。そして炉床回転の逆方向に炉内を移動する。顕熱は
最初団塊に与えられてそれらの温度を上昇させる。源７
１ｉからの予熱空気はポート９０全通して導入されて炉
内のガスを燃焼させる。炉の全てのゾーンを通って、少
なくとも５０％予熱された後、団塊はスクリューコンベ
ヤのような排出装置９２によって排出される。回転炉床
炉からの排出ガス８０はポート９ヰから除去される。化
ペレットが最初に乾燥されることなく回転炉床へ供給さ
れる場合には、ゾーンＡは液化および乾燥ゾーンを構成
する。その場合、回転炉床炉内の還元時間は。少なくと
も９０％の金属を達成するた１めに１２６０℃〜１５７
１℃の温度において２０〜２５％増すことになる。
約１０９３℃の温度で９０％以上金属化された高温、予
備還元ペレットは製錬用還元炉う０に供給され、そこで
団塊は溶解してスラッゾ層の下に溶融金属５６の浴を生
成する。溶融金属は出銑口５ヰから出湯される。そして
スラツジはスラップ・ノツチ５６から除去される。団塊
は製錬炉内での最終還元に利用される若干の残留炭素を
含む。それは高温で均一に分散しているので迅速な反応
を促進する。団塊は炭素金倉みかつそのような高温で製
錬炉に導入されるから、生成される高温金属のトン当り
に必要なエネルギーは既知の製鉄法よりも少ない。
アグロメレーションに利用される石炭は粉砕する必要が
ある。ペレタイジングによるアグロメレーション用の粉
炭は全て１００ミクロン以下にすべきである。ブリケツ
テイングによるアグロメレーション用の粉炭は全てＩＷ
以下にすべきである。
羽口全通して製錬用還元容器に導入される石炭は粉砕す
る必要があり、全て１■以下のサイズにすることが望ま
しい。
最も広い範囲の形における本発明の方法は微粒酸化鉄と
固体炭素質還元体と全混合して混合体全生成し、その混
合体をアグロメレーテイングし。
その団塊を回転炉床炉へ供給して、１〜５またはそれ以
上の深さの層である浅い団塊床を形成し。
その団塊床１１１００℃〜１５７０℃の温度で約５〜４
５分間（望ましくは約１０−５０分）加熱して乾燥し、
加熱そして少なくとも５０％の予備還元をし１回転炉床
炉から高温の被還元団塊全敗り出しそれら全製錬炉に供
給し、それらを製錬および還元して溶融鉄を生成し１次
にそれを製錬炉から回収し、粉炭および酸素を反応物と
して製錬炉内の溶融金属浴の表面下に供給し、製錬炉か
らの排出ガスを引き出し、それを回転炉床炉における燃
料として燃焼させることからなる。
本発明法の別の実施態様においては、予熱した空気を製
錬用還元容器の浴上にボート６０を通して噴射させ、そ
の空気を浴の表面上へ衝突させるように向ける。この実
施例においては１表面下に噴入される唯一のガスは粉炭
を運搬するキャリヤー・ガスである。
次の表は［６の条件下における本性の典型的な作動パラ
メーターを示す。
場　　合　　　　　　　　　ｌ ５ＲＶへの酸化体　　　　　　空気 空気　０！０゜ 酸化体の温度（℃）　　　　　　１２００ＲＨＦにおけ
る金属化％　　　　７０ ８ＲＶ−ＲＨＦへのガス流（Ｎｓ’／１）１２９１＋Ｓ
Ｒｖへの酸素流（Ｎｎｌ／ｌ　）　　　　　０８Ｒｖへ
の石炭（Ｇ−Ｃａｎ／ｌ）　　　２．６７８Ｒｖへの石
炭（Ｇ−Ｃａ　ｌ／ｌ　）　　　２１、８石炭の合計（
Ｇ−Ｃａ　ｌ／ｌ　）　　　　　４Ｊ５ＲＨＦへの８Ｒ
Ｖガス１１Ｉ００℃ ＳＢｖへのＤ　Ｉ’ｌ　Ｉ　　　　　　　１１００℃Ｒ
ＨＦへの燃焼空気　　　　　６５０℃車　５ＲＶ−製錬
用還元容器 木＊　ＲＨＦ−回転炉床炉 ０Ｌ１ ２．６７ ２．３１ ４．９ｇ 〃 〃 〃 発明の効果 以上の記載から１本発明による製鉄法は、現在の方法よ
りも少ないエネルギーで高温金属を製造できると共に、
一定時間内に処理される所定の面料の量に対して現在使
用されているものよりも小型の製錬炉にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法の７０−シート略図であって、必
要な装置およびその一般的配置を示す。 第２図は装置の各主部の縦断面図であって装置の望まし
い配置を示す。 第３図は本発明に従って作動される製錬炉２共に回転炉
床炉の詳細を示す略図である。 １１チ３

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）微粉鉄鉱石と微粒炭素質材料とを団塊にして
    成形体を成形し、 （ｂ）前記成形体を回転炉床炉で予備還元し、（ｃ）前
    記予備還元した成形体を前記回転炉床炉から少なくとも
    １０００℃の温度で排出させ、 （ｄ）製錬用還元容器内に溶融金属浴を生成させ、 （ｅ）前記製錬用還元容器内の浴の表面下に微粉炭素質
    材料を導入し、 （ｆ）前記製錬用還元容器内で前記予備還元した成形体
    を製錬および還元し、かつオフ・ガスを生成し、そして （ｇ）前記オフ・ガスを前記成形体の予備還元用燃料と
    して前記回転炉床炉へ導入する工程からなることを特徴
    とする微粉鉄鉱石からの製鉄法。 ２、前記団塊化工程がブリケツテイングであるところの
    特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記団塊化工程がペレタイジングであるところの特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、前記ペレタイジングがポーリング・ドラムでのポー
    リングによつて行われるところの特許請求の範囲第３項
    に記載の方法。 ５、前記ペレタイジングがペレタイジング・ディスクで
    行われるところの特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ６、さらに、前記団塊化の前に前記微粉鉄鉱石および微
    粒炭素質材料を結合剤と混合する工程を含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７、前記結合剤は石灰またはペントナイトから選ぶとこ
    ろの特許請求の範囲第６項に記載の方法。 ８、少なくとも１．５の塩基性度比を維持するのに十分
    な石灰を添加するところの特許請求の範囲第６項に記載
    の方法。 ９、前記微粒炭素質材料は石灰、コークス・プリーズ、
    および微粉木炭からなる群から選ぶところの特許請求の
    範囲第１項に記載の方法。 １０、さらに、酸素を前記製錬用還元容器（製錬炉）内
    の浴表面下に導入する工程からなることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。 １１、さらに、より多くの酸素を前記製錬炉内の浴表面
    上に導入して燃焼を促進させる工程からなることを特徴
    とする特許請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２、前記より多くの酸素が浴表面に衝突して浴の乱流
    をもたらすところの特許請求の範囲第１１項に記載の方
    法。 １３、前記浴の表面下に導入する酸素１００部当り１５
    〜３０部の酸素が浴上に導入されるところの特許請求の
    範囲第１１項に記載の方法。 １４、さらに、前記製錬炉の浴の表面上に空気を導入し
    、内部に含まれた酸素と炭素との反応を促進させて、一
    酸化炭素と二酸化炭素を生成する工程からなることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １５、さらに、前記燃焼空気を予熱する工程からなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 １６、さらに、回転炉床炉に空気を導入して内部の燃焼
    を促進させる工程からなることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の方法。 １７、さらに、前記燃焼空気を予熱する工程からなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８、さらに、予備還元工程の前に前記成形体を乾燥す
    る工程からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の方法。 １９、前記ペレットの直径が約１０〜２５ｍｍであると
    ころの特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ２０、前記ブリケツトの厚さが約１５ｍｍ以下であると
    ころの特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ２１、前記石炭が微粉であるところの特許請求の範囲第
    １項に記載の方法。 ２２、前記石炭の粒径が約１０ミクロンから約１ｍｍで
    あるところの特許請求の範囲第２１項に記載の方法。 ２３、酸化鉄または鉄鉱石の微粉を微粉炭および結合剤
    と混合して混合物を生成し、 該混合物をペレタイジングし、 得られたペレットを回転炉床炉へ導入して ペレット中の鉄を予備還元し、 該予備環元したペレットを製錬炉に装入し、製錬炉の底
    部を介して該製錬炉に微粒炭素 質燃料を導入して、炉内の融成物と反応させ、鉄を元素
    鉄に還元し、ＣＯおよびＨ＿２を含むオフ・ガスを生成
    し、該オフ・ガスを回転炉床炉へ工程ガスとして導入し
    て該回転炉床炉内のペレット化材料を予備還元し、そし
    て 製錬炉から高温金属をくみ出す工程からな ることを特徴とする微粉鉄鉱石から鉄を製造する方法。 ２４、さらに、酸素含有ガスを前記製錬炉へ酸素源とし
    て導入して、浴内の炭素と反応させる工程からなること
    を特徴とする特許請求の範囲第２３項に記載の方法。 ２５、（ａ）微粉鉄鉱石と微粒炭素質材料を団塊にして
    成形体を成形する手段、 （ｂ）前記成形体を予備還元する回転炉床炉、（ｃ）前
    記成形体を前記回転炉床炉へ導入する手段、 （ｄ）前記回転炉床炉内の成形体を加熱および予備還元
    する手段、 （ｅ）前記予備還元した成形体を前記回転炉床炉から製
    錬炉に少なくとも１０００℃の温度で導入する手段、 （ｆ）製錬炉、 （ｇ）微粉炭素質材料を前記製錬炉内の浴の表面下に導
    入する手段、 （ｈ）前記製錬炉からオフ・ガスを除去する手段、およ
    び （ｉ）前記オフ・ガスを前記回転炉床炉へ前記成形体を
    予備還元する工程ガスとして導入する手段からなること
    を特徴とする微粉鉄鉱石から鉄を製造する装置。
JP1033912A 1986-04-30 1989-02-15 製鉄法 Granted JPH02228411A (ja)

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JP (1) JPH02228411A (ja)
AT (1) AT402300B (ja)
DE (1) DE3714573A1 (ja)
GB (1) GB2189814A (ja)
SU (1) SU1674694A3 (ja)

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