JPH03183714A - 治金炉における耐火物損耗抑制方法 - 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） 本発明は、酸素を多量に用い、その発熱作用を利用して
溶解、還元などの冶金操作、例えば鉄鉱石の溶融還元な
どを行う炉において、特に問題になる溶融物面より上部
の耐火物損耗を抑制するための方法に関する。

（従来の技術） 通常の酸素を用いる製鋼法、例えば転炉法においては、
スラグの成分調整のために生石灰や焼成ドロマイトなど
の７ラツクスが使用される。この場合には、吸収熱量が
大きくならないように、また、スラグ化が迅速に進むよ
うに、フラックスは、原石である炭酸塩を炉外で焼成し
て熱分解した生石灰、焼成ドロマイトとして添加され、
また、極力速く溶融スラグとの反応が進むように溶融ス
ラグじ向けて、例えば酸素吹き付は点に、添加されるの
が通例である。

一方、製鋼技術、特にガスの上底吹き技術を応用して、
溶融還元のように、多量の酸素を吹き込んで、例えば炭
材を燃焼・発熱させ、鉱石などの溶解と還元を行わせる
方法が最近注目されており、既に種々の研究が行われて
いる。

該溶融還元法において、底吹きガスは溶融物を適正状態
で攪拌し、反応速度や熱伝達を最適社する上で重要な要
素である。ただし、酸素は多量に必要とされることから
、その全量を底から吹き込むと攪拌が強くなり過ぎるた
め、主として上から吹き付けられる。

このような溶融還元法にあっては、特に炭材単位量当た
りの発熱量を大きくするため、雰囲気の２次燃焼率を高
めることが望ましい。しかし、酸素を主として上から吹
き付ける末法では、結果として雰囲気の温度が上がり、
耐火物にとっては過酷な条件となる。

（発明が解決しようとする課Ｈ） 酸素を上吹きする冶金炉において、酸素を多量に用い、
その酸化反応による発熱を利用する溶融、還元等の冶金
操作を行う場合に、現在、耐火物の損耗を抑制するため
の満足できる方策がない状態にある。本発明は、特に溶
融物の面よりも上に位置する耐火物の損耗抑制方法を提
供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の課題を有利に解決したものであり、その
要旨は、ガスを上底吹きできる冶金炉において、耐火物
の損耗抑制のために、酸素ガスを上吹きするに際し、石
灰石、生石灰、消石灰、生ドロマイト、焼成ドロマイト
等のフラックス、０８０分を１５％以上含むダストのう
ちの１種あるいは２ｆｉ以上を、従来のように溶融スラ
グ面の方に向けてではなく、溶融物面により上部の耐火
物面に向けて吹き付けることを特徴とする冶金炉におけ
る耐火物損耗抑制方法である。

（作　　　用） 耐火物の損耗は、温度並びにスラグ成分との反応の程度
によって支配される。底吹きガスによって溶融物層が攪
拌されており、かつ多量の酸素が上吹きされている条件
においては、スラグは上部空間に飛散し、溶融物面より
上部の耐火物にスラグが降りかかっている状態にある。

この際、高温の雰囲気によって耐火物の表面温度が高く
なっていると、耐火物とスラグ成分との反応により耐火
物の損耗が起こることが問題である。

本発明の方法である石灰石、生石灰、消石灰、生ドロマ
イト、焼成ドロマイトなどのフラックスを溶融スラグ面
の方に向けてではなく、溶融物面より上部の耐火物面に
向けて吹き付けることはより、次の機構に基づく耐火物
の損耗抑制効果が得られる。

即ち、 ■　耐火物面に降りかかる溶融スラグに、ＣａＯあるい
はＭｇＯ等の成分を添加することによって、融点を上昇
させる。

これによって、スラグ本体は効率的に製錬反応を行うの
に必要な溶融状態に保たれ、かつ、その温度は溶融物の
冶金操作に必要な極力低い温度に保たれた状態となる。

一方、飛散スラグは、スラグ本体よりも温度の高い空間
を通過し、その温度もスラグ本体より高いが、融点の上
昇によってその温度差が小さくなり、粘度は上昇し、一
部は固化が開始する結果、耐火物と接触してもそれと反
応しにくい状態となる。従って、スラグ成分が同一であ
れば不可能な過程を、逆に可能とすることができる。

■　フラックスの吹き込みに用いる窒素等のキャリアガ
スによる耐火物壁面の冷却効果、並びに、炭酸塩や、付
着水、水酸化物などの熱分解による吸収熱によって耐火
物面近傍の温度を低下する。

■　耐火物面近傍を、吹き込まれた粉で覆うことによっ
て炉内の高温雰囲気からの輻射熱を遮断し、耐火物表面
の温度上昇を抑制する。

■　本発明の効果をさらに高める実施形態の１つとして
、粉石炭をあわせて耐火物面にふきつける方法があるが
、その場合に本発明の石灰石、生石灰、消石灰、生ドロ
マイト、焼成ドロマイトなどのフラックスの吹き付けを
併用すると、石炭の灰分に含まれる５１０２などの酸性
成分が耐火物損耗に及ぼす悪影響を中和によって抑制で
きる。

これらの方法によって、吹き込まれたフラックス分の大
半は炉内に残り、最終的にはスラグ本体の成分調整に関
与するが、一部は耐火物表面に付着したまま被覆材とし
て残り、残りの大部分はダストとして飛散する。ダスト
は、このフラックス起因のもののほかに鉱石、炭材なと
の飛散物、メタル起因の主として金属酸化鉄からなるも
のなどによって構成されるが、排ガス処理によって回収
されたダストは疑似粒子として、再び冶金炉の耐火物壁
面に向けて吹き付けられることにより、上に述べたのと
同様の効果をもたらす。

この際、ダスト中に存在する該フラックス起因のものに
より疑似粒子が生成しやすくなり、その結果ダストのハ
ンドリングが楽になるという効果もある。この効果が得
られるために必要なダスト中のＣａＯ濃度条件は第２図
より１５％以上である。ここで、第２図縦軸のトラブル
発生頻度指数は、ＣａＯを含まない場合の発生頻度を１
．０と定義し、それに対する比率で表わした。

（実　施　例） 第１図は本発明を実施するための冶金炉の一例を示す。

図中１は、メタル浴２に窒素を攪拌用（１００ＯＮｍ３
／ｈ　）ガスとして吹き込むための底吹き羽口である。

酸素ガス（２０００ＯＮ園３／ｈ）は上吹きランス３を
とおして、スラグ４に吹き付けた。フラックス及び／又
はダストの吹き付けにはキャリアガスとして窒素ガスを
使用し、固気比は１７とした。

内張り耐火物５はマグカーボンレンガである。図中６は
耐火物面に各種粉体を吹き付けるための吹き込み口で、
粉体吹き込み管７は先端が７字型になっている。炉には
３本の吹き込み口が取り付けられている。

操業方法は溶銑（Ｃ；４．６％、Ｓｌ　、　０．０１％
）とスラグ（Ｃａ０３９％、　５１０２３４％、　Ｍｇ
Ｏ。

６％、　八〇２’ｓ：　１４％）に酸素を吹き付けなが
ら、石炭（固定炭素分６３％、灰分１３％、揮発分２５
％）、鉄鉱石（Ｔ、Ｆｅ　６８．７％、脈石分５．８％
）、鉄スクラツプ（チョッパー屑、ｃ：０．２％）を連
続的に投入し、メタルの温度を１４５０℃±３０℃とな
るように投入量を調整する。なお、鉄源の投入割合は鉄
として鉱石／スクラップ−０，９である。

以上を共通条件として、粉体吹込口６より第１表に示す
ような各種条件で粉（成分を第２表に示す）の吹き込み
をおこなった。そして耐火物損耗量指数（耐火物溶損量
を吹酸量で割り、従来法を１となるように規準化したも
の）を求めた。

これらの結果を粉体吹き込みを行わない従来法と比較す
ると、耐火物損耗指数は約月に低下しており、耐火物損
耗抑制効果が顕著である。

第 表 第 ２ 表 使用原料の分析結果 （発明の効果） 本発明は、ガスを上底吹きし、特に酸素を多量に上吹き
して、それによる発熱効果を冶金操作に利用する炉にお
いて、該冶金操作に必要なＣａＯを含んだフラックス、
ダストを、従来のように早期のスラグ化、飛散抑制を目
的として溶融スラグ面の方に向けて添加するのではなく
、粉粒状のものを耐火物壁面に向けて吹き付けることに
より、種々の作用の複合効果として、現在最大の問題と
なっている溶融物面より上部の耐火物損耗抑制を効率的
に行うことを可能にした点に特徴がある。耐火物費用を
低減し、安価なフラックス源の利用を可能にして、さら
に、発生ダストのハンドリングを容易にしたこと等、工
業的、経済的効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

′ｓ１図は本発明を実施するために用いる冶金炉の一例
を示す図、第２図はダスト中のＣａＯ濃度が、ダストを
炉内に吹幹込む操作における配管詰まりなどのハンドリ
ングトラブル発生頻度に及ぼす影響を示す図である。 １：底吹き羽口　　　２：メタル浴 ３：上吹きランス　　４ニスラグ ５：内張り耐火物　　６：粉体吹き込みロア：粉体吹き
込み管 他４名 第 図 ：粉体吹き込み官

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ガスを上底吹きできる冶金炉において、酸素ガスを
   上吹きするに際し、フラックスとして用いる石灰石、生
   石灰、消石灰、生ドロマイト、焼成ドロマイト、ＣａＯ
   分を１５％以上含むダストのうちの１種あるいは２種以
   上を溶融物面より上部の耐火物面に向けて吹き付けるこ
   とを特徴とする冶金炉における耐火物損耗抑制方法。