JPH0313291B2 - - Google Patents
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- JPH0313291B2 JPH0313291B2 JP57078120A JP7812082A JPH0313291B2 JP H0313291 B2 JPH0313291 B2 JP H0313291B2 JP 57078120 A JP57078120 A JP 57078120A JP 7812082 A JP7812082 A JP 7812082A JP H0313291 B2 JPH0313291 B2 JP H0313291B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
- C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
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- C21B2100/66—Heat exchange
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
本発明は金属酸化物の溶融還元法に関するもの
である。 近年金属酸化物を含有する鉱石資源は塊状のも
のが減少し、粉粒状のものが増加する傾向にあ
る。ここような粉粒状鉱石は多くの場合塊成化さ
れてから、通常の塊状鉱石と同様に溶解炉で製練
されている。これら溶解炉として電気炉、転炉あ
るいはその他の溶解炉が使用されている。さらに
また前記塊成化された鉱石を予備還元した後に上
記各種の溶解炉で溶融還元して、電力消費ならび
にエネルギーコストの低減が計られる場合もあ
る。しかしながら電気炉以外の転炉・その他の溶
融炉を用いて難溶性、難還元性の鉱石、例えばク
ロム鉱の予備還元鉱を溶融還元することは操業が
非常に困難であるという欠点があり、一方塊成化
鉱を予備還元した後電気炉で溶融還元する方法は
製造方法としては最も安定した操業方法であり、
従来例えばクロム粉状鉱をペレツトとなし、ロー
タリーキルン中で予備還元した予備還元ペレツト
をサブマージアーク式電気炉中で溶融還元してフ
エロクロムの生産が行なわれている。 しかしながら、粉粒状鉱石を塊成化処理するに
はその処理コストが多大であり、また塊成化鉱を
予備還元したとしても電気炉中において溶融還元
するための電力エネルギーはなお多大であり、塊
成化処理コストならびに電力消費コスト上から経
済性が圧迫されるという欠点があつた。 本発明者らは、製造コストの抵減、なかでも電
力エネルギー使用を脱却することを目的として、
粉粒状鉱石を直接使用して各種溶融金属を製造す
る方法として予備還元炉と炭素系固体還元剤充填
層が形成された溶融還元炉とを使用する溶融還元
方法を発明し、特願昭56−63294号により先に特
許出願した。前記方法は予備還元炉と溶融還元炉
を用いて、前記溶融還元炉からの排ガスを前記予
備還元炉に吹込んで粉粒状鉱を予備還元した後、
予備還元鉱を溶融還元炉の下部に上下２段にそれ
ぞれ設けられた複数の羽口のうち少なくとも上段
の羽口から供給して、溶融還元炉に形成された充
填層の固体還元剤と羽口から吹込まれる熱風およ
びまたは酸素富化空気によつて溶融還元して炉床
に蓄溜された溶融金属をスラグと共に適時排出す
るという方法である。 ところで、前記方法を実施する試験炉での実験
によれば、上段羽口から予備還元鉱石とフラツク
スを吹込んだ場合予備還元鉱石はフラツクスと共
に羽口の先端近傍に形成される高温域において溶
融し、固体還元剤によつて形成されている充填層
を滴下する際に溶融還元が促進され、金属とスラ
グの分離が進行しながら溶融した金属とスラグが
炉床に蓄溜される。この際例えばクロム鉱を製錬
する場合には溶融金属の成分組成中Siは４〜９
％、Ｓは0.1〜0.5％、Ｐは0.1〜0.4％、Ｃは３〜
７％、残部は実質的に主成分たる金属元素Cr、
Feであり、溶融金属中のSiもしくはその他の元
素の含有量を所定量に調整するためには、溶融還
元炉から排出した後、別の炉で再精錬する必要が
ある。さらにまた種々の要因により操業が不安定
となつて熱供給不足あるいは炉床に至るまでの間
の製錬反応が不十分な条件の下では、排出溶融ス
ラグ中に、例えばクロム鉱を製錬する場合には、
Cr、Feが未還元酸化物状態で増加し、また溶融
金属、溶融スラグの流動性が低下して、これら溶
融物を排出させることが困難となることがある。
このように一旦製錬不足あるいは熱不足の状態で
溶融物が炉床に至つた場合には、例えば送風温度
を上昇させるなど採り得る対策には限界があり、
十分な効果を得ることはできなかつた。 本発明は、本発明者らが先に出願した前記発明
の有する欠点を除去、改良することのできる金属
酸化物の溶融還元法を提供することを目的とする
ものであり、特許請求の範囲記載の方法を提供す
ることによつて前記目的を達成することができ
る。すなわち本発明は炭素系固体還元剤により形
成される充填層を有する竪型溶融還元炉より排出
される高温排ガスを予備還元炉に導入し、一方粉
粒状鉱石を前記予備還元炉に装入して流動予備還
元して得られる予備還元鉱石を前記溶融還元炉の
羽口から吹込むことによる粉粒状金属酸化鉱石の
溶融還元方法において、複数の吹込み装置が炉床
部に設けられた溶融還元炉の炉床湯溜部に蓄溜さ
れている溶融金属浴または溶融スラグ浴の何れか
少なくとも１つの浴中に前記吹込み装置を経て固
体、気体、液体の何れか少なくとも１つの状態の
各種精錬剤あるいは昇温剤を直接吹込んで炉床に
おいて各種精錬反応およびまたは昇温反応を促進
させながら溶融金属ならびに溶融スラグの成分組
成の調整と温度制御を行なつた後に溶融還元炉か
らの排出させることを特徴とする金属酸化鉱石の
溶融還元方法に関するものである。 次に本発明を１つの実施態様例について図面を
参照して説明する。 溶融還元炉１は竪型の炉であつて、炉内には炭
素系固体還元剤からなる充填層が形成されてお
り、前記還元剤は通常炉頂に設けられた還元剤供
給口２より炉内に供給される。溶融還元炉１内で
発生する高温の還元性排ガスは排出口３より予備
還元炉４の下部に設けられた供給口５を経て予備
還元炉４内に供給され、同炉４内において粉粒状
鉱石を流動還元によつて予備還元する機能を果
す。なおこの際必要によりフラツクスも同炉４内
に供給される。予備還元炉４に設けられた予備還
元排出口６から排出される予備還元鉱とフラツク
スは輸送されて溶融還元炉１に上下２段にそれぞ
れ設けられた複数の羽口７から同炉１内に高温空
気およびまたは酸素富化空気と共に吹込まれる。
このように羽口７から吹込まれた鉱石とフラツク
スは炉内の羽口先端近傍の高温部で溶融し、さら
に滴下しながら溶融還元されて炉床に蓄溜する際
に溶融スラグと溶融金属の２相に分離する。羽口
レベルより下方の炉床には炉床に蓄溜される溶融
物にその先端が浸漬するよう複数本の炉床吹込み
管８が炉殻を斜目に貫通して設けられており、前
記吹込み管８を経て固体、気体、液体のうちから
選ばれる何れか少なくとも１つの状態の各種精錬
剤、昇温剤が溶融した金属浴９およびまたはスラ
グ浴１０中に吹込まれる。その際吹込み管先端の
位置を適宜移動させることができる。このように
して成分調整された溶融金属およびスラグはタツ
プホール１１から注出される。 次に気体、固体精錬剤による精錬反応の数例に
ついて、反応式(1)〜(4)を示す。 〔Si〕＋O2＝SiO2 ……(1) 〔Ｓ〕＋CaC2＝（CaS）＋2C ……(2) （Cr2O3）＋3C＝２〔Cr〕＋3CO ……(3) （FeO）＋Ｃ＝〔Fe〕＋CO ……(4) ところで、液体精錬剤としては種々の金属元素
の合金系の溶融金属があり、これら液体を前記炉
床吹込み管８を経て注入することによつても炉床
に蓄溜されている溶融金属の成分を調整すること
ができる。なお昇温剤としてはアルミニウム系な
どのテルミツト剤を用いることができる。上記
種々の精錬剤、昇温剤を単独でもしくは組合せて
使用した実験結果によれば、炉床における精錬反
応および昇温反応により、溶融した金属およびま
たはスラグの成分組成ならびに流動性を容易に制
御することができることが判つた。 次に本発明を、試験炉を用いて行つた実施例に
ついて説明する。 実施例 (1) 原料：予備還元クロム鉱石、供給量 360
Kg／ｈ 予備還元率 35％ 粒度分布 50〜100mesh（80％） (2) フラツクス：供給量 180Kg／ｈ けい石、石灰 (3) 炭素系固体還元剤の種類：コークス、供給量
600Kg／ｈ 粒度分布 15〜30mm (4) 竪型炉への送風量：1250Nm3／ｈ 送風温度 800〜900℃ 送風羽口 上下各４本 計８本 （上段４本に予備還元クロム鉱石とフラツク
スを供給） (5) 溶融金属生産量：245Kg／ｈ (6) 溶融スラグ排出量：340Kg／ｈ (7) 実験結果
である。 近年金属酸化物を含有する鉱石資源は塊状のも
のが減少し、粉粒状のものが増加する傾向にあ
る。ここような粉粒状鉱石は多くの場合塊成化さ
れてから、通常の塊状鉱石と同様に溶解炉で製練
されている。これら溶解炉として電気炉、転炉あ
るいはその他の溶解炉が使用されている。さらに
また前記塊成化された鉱石を予備還元した後に上
記各種の溶解炉で溶融還元して、電力消費ならび
にエネルギーコストの低減が計られる場合もあ
る。しかしながら電気炉以外の転炉・その他の溶
融炉を用いて難溶性、難還元性の鉱石、例えばク
ロム鉱の予備還元鉱を溶融還元することは操業が
非常に困難であるという欠点があり、一方塊成化
鉱を予備還元した後電気炉で溶融還元する方法は
製造方法としては最も安定した操業方法であり、
従来例えばクロム粉状鉱をペレツトとなし、ロー
タリーキルン中で予備還元した予備還元ペレツト
をサブマージアーク式電気炉中で溶融還元してフ
エロクロムの生産が行なわれている。 しかしながら、粉粒状鉱石を塊成化処理するに
はその処理コストが多大であり、また塊成化鉱を
予備還元したとしても電気炉中において溶融還元
するための電力エネルギーはなお多大であり、塊
成化処理コストならびに電力消費コスト上から経
済性が圧迫されるという欠点があつた。 本発明者らは、製造コストの抵減、なかでも電
力エネルギー使用を脱却することを目的として、
粉粒状鉱石を直接使用して各種溶融金属を製造す
る方法として予備還元炉と炭素系固体還元剤充填
層が形成された溶融還元炉とを使用する溶融還元
方法を発明し、特願昭56−63294号により先に特
許出願した。前記方法は予備還元炉と溶融還元炉
を用いて、前記溶融還元炉からの排ガスを前記予
備還元炉に吹込んで粉粒状鉱を予備還元した後、
予備還元鉱を溶融還元炉の下部に上下２段にそれ
ぞれ設けられた複数の羽口のうち少なくとも上段
の羽口から供給して、溶融還元炉に形成された充
填層の固体還元剤と羽口から吹込まれる熱風およ
びまたは酸素富化空気によつて溶融還元して炉床
に蓄溜された溶融金属をスラグと共に適時排出す
るという方法である。 ところで、前記方法を実施する試験炉での実験
によれば、上段羽口から予備還元鉱石とフラツク
スを吹込んだ場合予備還元鉱石はフラツクスと共
に羽口の先端近傍に形成される高温域において溶
融し、固体還元剤によつて形成されている充填層
を滴下する際に溶融還元が促進され、金属とスラ
グの分離が進行しながら溶融した金属とスラグが
炉床に蓄溜される。この際例えばクロム鉱を製錬
する場合には溶融金属の成分組成中Siは４〜９
％、Ｓは0.1〜0.5％、Ｐは0.1〜0.4％、Ｃは３〜
７％、残部は実質的に主成分たる金属元素Cr、
Feであり、溶融金属中のSiもしくはその他の元
素の含有量を所定量に調整するためには、溶融還
元炉から排出した後、別の炉で再精錬する必要が
ある。さらにまた種々の要因により操業が不安定
となつて熱供給不足あるいは炉床に至るまでの間
の製錬反応が不十分な条件の下では、排出溶融ス
ラグ中に、例えばクロム鉱を製錬する場合には、
Cr、Feが未還元酸化物状態で増加し、また溶融
金属、溶融スラグの流動性が低下して、これら溶
融物を排出させることが困難となることがある。
このように一旦製錬不足あるいは熱不足の状態で
溶融物が炉床に至つた場合には、例えば送風温度
を上昇させるなど採り得る対策には限界があり、
十分な効果を得ることはできなかつた。 本発明は、本発明者らが先に出願した前記発明
の有する欠点を除去、改良することのできる金属
酸化物の溶融還元法を提供することを目的とする
ものであり、特許請求の範囲記載の方法を提供す
ることによつて前記目的を達成することができ
る。すなわち本発明は炭素系固体還元剤により形
成される充填層を有する竪型溶融還元炉より排出
される高温排ガスを予備還元炉に導入し、一方粉
粒状鉱石を前記予備還元炉に装入して流動予備還
元して得られる予備還元鉱石を前記溶融還元炉の
羽口から吹込むことによる粉粒状金属酸化鉱石の
溶融還元方法において、複数の吹込み装置が炉床
部に設けられた溶融還元炉の炉床湯溜部に蓄溜さ
れている溶融金属浴または溶融スラグ浴の何れか
少なくとも１つの浴中に前記吹込み装置を経て固
体、気体、液体の何れか少なくとも１つの状態の
各種精錬剤あるいは昇温剤を直接吹込んで炉床に
おいて各種精錬反応およびまたは昇温反応を促進
させながら溶融金属ならびに溶融スラグの成分組
成の調整と温度制御を行なつた後に溶融還元炉か
らの排出させることを特徴とする金属酸化鉱石の
溶融還元方法に関するものである。 次に本発明を１つの実施態様例について図面を
参照して説明する。 溶融還元炉１は竪型の炉であつて、炉内には炭
素系固体還元剤からなる充填層が形成されてお
り、前記還元剤は通常炉頂に設けられた還元剤供
給口２より炉内に供給される。溶融還元炉１内で
発生する高温の還元性排ガスは排出口３より予備
還元炉４の下部に設けられた供給口５を経て予備
還元炉４内に供給され、同炉４内において粉粒状
鉱石を流動還元によつて予備還元する機能を果
す。なおこの際必要によりフラツクスも同炉４内
に供給される。予備還元炉４に設けられた予備還
元排出口６から排出される予備還元鉱とフラツク
スは輸送されて溶融還元炉１に上下２段にそれぞ
れ設けられた複数の羽口７から同炉１内に高温空
気およびまたは酸素富化空気と共に吹込まれる。
このように羽口７から吹込まれた鉱石とフラツク
スは炉内の羽口先端近傍の高温部で溶融し、さら
に滴下しながら溶融還元されて炉床に蓄溜する際
に溶融スラグと溶融金属の２相に分離する。羽口
レベルより下方の炉床には炉床に蓄溜される溶融
物にその先端が浸漬するよう複数本の炉床吹込み
管８が炉殻を斜目に貫通して設けられており、前
記吹込み管８を経て固体、気体、液体のうちから
選ばれる何れか少なくとも１つの状態の各種精錬
剤、昇温剤が溶融した金属浴９およびまたはスラ
グ浴１０中に吹込まれる。その際吹込み管先端の
位置を適宜移動させることができる。このように
して成分調整された溶融金属およびスラグはタツ
プホール１１から注出される。 次に気体、固体精錬剤による精錬反応の数例に
ついて、反応式(1)〜(4)を示す。 〔Si〕＋O2＝SiO2 ……(1) 〔Ｓ〕＋CaC2＝（CaS）＋2C ……(2) （Cr2O3）＋3C＝２〔Cr〕＋3CO ……(3) （FeO）＋Ｃ＝〔Fe〕＋CO ……(4) ところで、液体精錬剤としては種々の金属元素
の合金系の溶融金属があり、これら液体を前記炉
床吹込み管８を経て注入することによつても炉床
に蓄溜されている溶融金属の成分を調整すること
ができる。なお昇温剤としてはアルミニウム系な
どのテルミツト剤を用いることができる。上記
種々の精錬剤、昇温剤を単独でもしくは組合せて
使用した実験結果によれば、炉床における精錬反
応および昇温反応により、溶融した金属およびま
たはスラグの成分組成ならびに流動性を容易に制
御することができることが判つた。 次に本発明を、試験炉を用いて行つた実施例に
ついて説明する。 実施例 (1) 原料：予備還元クロム鉱石、供給量 360
Kg／ｈ 予備還元率 35％ 粒度分布 50〜100mesh（80％） (2) フラツクス：供給量 180Kg／ｈ けい石、石灰 (3) 炭素系固体還元剤の種類：コークス、供給量
600Kg／ｈ 粒度分布 15〜30mm (4) 竪型炉への送風量：1250Nm3／ｈ 送風温度 800〜900℃ 送風羽口 上下各４本 計８本 （上段４本に予備還元クロム鉱石とフラツク
スを供給） (5) 溶融金属生産量：245Kg／ｈ (6) 溶融スラグ排出量：340Kg／ｈ (7) 実験結果
【表】
以上実施例より判るように、本発明によれば、
精錬剤あるいは昇温剤を炉床内に蓄溜された溶融
物中に吹込むことにより、炉床部において溶融金
属および溶融スラグの成分調整を行むうことがで
き、かつ溶融物を流動性も制御することができる
ので、溶融物の排出作業のトラブルが解消した。 本発明の効果をまとめると次のようになる。 炉床部に溜つている溶融金属あるいは溶融スラ
グ浴中へ直接精錬剤、昇温剤を吹込むことによつ
て、炉床で精錬反応、昇温反応を促進させること
ができるので、次の利点がある。 (1) 炉外での溶融金属の精錬時間が大幅に短縮さ
れる。 (2) スラグ中金属酸化物の還元率の向上によつて
生産率が増加する。 (3) 溶融物の流動性不良による出銑、出滓のトラ
ブルが解消できる。
精錬剤あるいは昇温剤を炉床内に蓄溜された溶融
物中に吹込むことにより、炉床部において溶融金
属および溶融スラグの成分調整を行むうことがで
き、かつ溶融物を流動性も制御することができる
ので、溶融物の排出作業のトラブルが解消した。 本発明の効果をまとめると次のようになる。 炉床部に溜つている溶融金属あるいは溶融スラ
グ浴中へ直接精錬剤、昇温剤を吹込むことによつ
て、炉床で精錬反応、昇温反応を促進させること
ができるので、次の利点がある。 (1) 炉外での溶融金属の精錬時間が大幅に短縮さ
れる。 (2) スラグ中金属酸化物の還元率の向上によつて
生産率が増加する。 (3) 溶融物の流動性不良による出銑、出滓のトラ
ブルが解消できる。
図は本発明の実施態様の１例の系統図である。
１……溶融還元炉、２……還元剤供給口、３…
…排ガス排出口、４……予備還元炉、５……ガス
供給口、６……予備還元鉱排出口、７……羽口、
８……炉床吹込み管、９……溶融金属浴、１０…
…溶融スラグ浴、１１……タツプホール。
…排ガス排出口、４……予備還元炉、５……ガス
供給口、６……予備還元鉱排出口、７……羽口、
８……炉床吹込み管、９……溶融金属浴、１０…
…溶融スラグ浴、１１……タツプホール。
Claims (1)
- １ 炭素系固体還元剤により形成される充填層を
有する竪型溶融還元炉より排出される高温排ガス
を予備還元炉に導入し、一方粉粒状鉱石を前記予
備還元炉に装入して流動予備還元して得られる予
備還元鉱石を前記溶融還元炉の羽口から吹込むこ
とによる粉粒状金属酸化鉱石の溶融還元方法にお
いて、複数の吹込み装置が炉床部に設けられた溶
融還元炉の炉床湯溜部に蒸溜されている溶融金属
浴または溶融スラグ浴の何れか少なくとも１つの
浴中に前記吹込み装置を経て固体、気体、液体の
何れか少なくとも１つの状態の各種精錬剤あるい
は昇温剤を直接吹込んで炉床において各種精錬反
応およびまたは昇温反応を促進させながら溶融金
属ならびに溶融スラグの成分組成の調整と温度制
御を行なつた後に溶融還元炉から排出させること
を特徴とする金属酸化鉱石の溶融還元方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078120A JPS58197208A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 金属酸化鉱石の溶融還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078120A JPS58197208A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 金属酸化鉱石の溶融還元方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197208A JPS58197208A (ja) | 1983-11-16 |
| JPH0313291B2 true JPH0313291B2 (ja) | 1991-02-22 |
Family
ID=13653020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57078120A Granted JPS58197208A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 金属酸化鉱石の溶融還元方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197208A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60218407A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Nippon Tekko Renmei | 溶融還元システムの操業方法 |
| DE3540037A1 (de) * | 1984-07-10 | 1987-01-08 | Kuettner Gmbh & Co Kg Dr | Verfahren und einrichtung fuer die zugabe von kalk in den schachtofen |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP57078120A patent/JPS58197208A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58197208A (ja) | 1983-11-16 |
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