JPH03247713A - 鉄鉱石の溶融還元法 - Google Patents
鉄鉱石の溶融還元法Info
- Publication number
- JPH03247713A JPH03247713A JP4112790A JP4112790A JPH03247713A JP H03247713 A JPH03247713 A JP H03247713A JP 4112790 A JP4112790 A JP 4112790A JP 4112790 A JP4112790 A JP 4112790A JP H03247713 A JPH03247713 A JP H03247713A
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- JP
- Japan
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- coal
- furnace
- iron ore
- gas
- iron
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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。
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１石炭を用いた鉄鉱石の溶融還元法の改善に関
する。
する。
溶鉄および溶融スラグを収容した製錬炉に、炉上部の開
口部から鉄鉱石と石炭、場合によってはさらに造滓材を
投入し、投入した石炭を燃焼させるに十分な酸化性ガス
を炉内に供給することによって石炭を燃焼させ、その燃
焼熱によって鉄鉱石や造滓材等の固体原料物質を溶解す
ると同時に石炭中のカーボンを酸化鉄の還元剤に利用す
る鉄鉱石の溶融還元法は、エネルギー源としてコークス
および電力に依存しないで溶融鉄を製造する方法として
、最近注目されている。
口部から鉄鉱石と石炭、場合によってはさらに造滓材を
投入し、投入した石炭を燃焼させるに十分な酸化性ガス
を炉内に供給することによって石炭を燃焼させ、その燃
焼熱によって鉄鉱石や造滓材等の固体原料物質を溶解す
ると同時に石炭中のカーボンを酸化鉄の還元剤に利用す
る鉄鉱石の溶融還元法は、エネルギー源としてコークス
および電力に依存しないで溶融鉄を製造する方法として
、最近注目されている。
この溶融還元法の生産性は、鉄鉱石および必要に応して
添加される造滓剤からなる固体原料物質全体の昇温・溶
解速度と、鉄鉱石の昇温・溶解還元速度によって内定さ
れる。したがって、第一には、炉内に投入した石炭を効
率よく燃焼させること、第二にこの燃焼熱を固体原料物
質の溶解・昇温に効率よく利用できるようにすることが
肝要となる。
添加される造滓剤からなる固体原料物質全体の昇温・溶
解速度と、鉄鉱石の昇温・溶解還元速度によって内定さ
れる。したがって、第一には、炉内に投入した石炭を効
率よく燃焼させること、第二にこの燃焼熱を固体原料物
質の溶解・昇温に効率よく利用できるようにすることが
肝要となる。
一般に石炭は揮発性成分を含むから高温に曝されるとこ
れが揮発し、主として炭化水素系のガスを発生させる。
れが揮発し、主として炭化水素系のガスを発生させる。
したがって、高温の炉内に石炭を投入すると、溶融スラ
グ上に到達する以前に（更にはスラグ上に到達した直後
に）雰囲気の高温ガスにより揮発分が揮発し、この揮発
したガス成分はＣＯやＨ２に変性する。このため２溶融
還元炉の廃ガスのガス酸化度（ＣＯ□＋１１□ｏ） ／
（ｃｏ ＋ Ｃｏ□＋Ｈ２＋Ｈ２０）がコークスの場
合よりも低くならざるを得ないという問題がある。この
ため廃ガス中に多く含まれるＣＯやＨ２などの還元性ガ
スの有効利用を図るべく、この還元性ガスを用いて投入
する前の鉄鉱石の予備還元を行なう方法が多く提案され
ている。しかしながら、鉱石の予備還元率が高くなると
予備還元時に鉱石同士の焼結が起こるなど操業上の問題
が生じる。したがって、予備還元率をあまり高くできな
いことから、ＣＯや■（２などの還元性ガスが未利用の
まま系外に排出されることにもなり、廃ガスの有効利用
率が制限されるという問題がある。
グ上に到達する以前に（更にはスラグ上に到達した直後
に）雰囲気の高温ガスにより揮発分が揮発し、この揮発
したガス成分はＣＯやＨ２に変性する。このため２溶融
還元炉の廃ガスのガス酸化度（ＣＯ□＋１１□ｏ） ／
（ｃｏ ＋ Ｃｏ□＋Ｈ２＋Ｈ２０）がコークスの場
合よりも低くならざるを得ないという問題がある。この
ため廃ガス中に多く含まれるＣＯやＨ２などの還元性ガ
スの有効利用を図るべく、この還元性ガスを用いて投入
する前の鉄鉱石の予備還元を行なう方法が多く提案され
ている。しかしながら、鉱石の予備還元率が高くなると
予備還元時に鉱石同士の焼結が起こるなど操業上の問題
が生じる。したがって、予備還元率をあまり高くできな
いことから、ＣＯや■（２などの還元性ガスが未利用の
まま系外に排出されることにもなり、廃ガスの有効利用
率が制限されるという問題がある。
さらに、かような溶融還元法では溶鉱炉法と比較して雰
囲気が酸化性となるので溶銑中の硫黄濃度が高くなるこ
とが懸念されている。
囲気が酸化性となるので溶銑中の硫黄濃度が高くなるこ
とが懸念されている。
本発明は１石炭を用いる鉄鉱石の溶融還元法の前記のよ
うな問題を解決すること、とくに溶融還元炉内でのガス
酸化度を高め且つ溶銑中の硫黄分を低減することを目的
としたものである。
うな問題を解決すること、とくに溶融還元炉内でのガス
酸化度を高め且つ溶銑中の硫黄分を低減することを目的
としたものである。
前記の目的を達成せんとする本発明の要旨とするところ
は、溶鉄および溶融スラグを収容した製錬炉内に炉」−
開口部より鉄鉱石と石炭を投入し。
は、溶鉄および溶融スラグを収容した製錬炉内に炉」−
開口部より鉄鉱石と石炭を投入し。
この投入された石炭を燃焼させるに十分な酸化性ガスを
炉内に供給して該石炭を炉内で燃焼させ。
炉内に供給して該石炭を炉内で燃焼させ。
この燃焼熱によって鉄鉱石を含む固体原料物質を溶解さ
せると共に石炭中のカーボンを酸化鉄の還元剤として利
用する鉄鉱石の溶融還元法においてこの溶融還元処理中
に発生ずる炉扉ガスの少なくとも一部を高温を維持した
まま炉に投入する前の石炭と炉外で接触させ、この接触
後のガスを炉内の溶鉄中に吹き込むことを特徴とする。
せると共に石炭中のカーボンを酸化鉄の還元剤として利
用する鉄鉱石の溶融還元法においてこの溶融還元処理中
に発生ずる炉扉ガスの少なくとも一部を高温を維持した
まま炉に投入する前の石炭と炉外で接触させ、この接触
後のガスを炉内の溶鉄中に吹き込むことを特徴とする。
そのさい製錬炉外での炉扉ガスと石炭との接触は石炭予
熱炉内で行い１石炭の予熱が十分ではない場合には石炭
予熱炉内の石炭の一部を系外から供給する空気で燃焼さ
せて熱補償を行う。
熱炉内で行い１石炭の予熱が十分ではない場合には石炭
予熱炉内の石炭の一部を系外から供給する空気で燃焼さ
せて熱補償を行う。
本発明によれば、製錬炉外において高温の製錬炉扉ガス
を炉内投入前の石炭と接触させるので。
を炉内投入前の石炭と接触させるので。
この接触によって石炭から揮発分が揮発する。したがっ
て、炉内に投入される石炭には揮発分が少なくなる。こ
の結果１石炭の燃焼効率が高まる。
て、炉内に投入される石炭には揮発分が少なくなる。こ
の結果１石炭の燃焼効率が高まる。
他方２石炭と接触してその揮発分を含有したガスは、製
錬炉の溶鉄中心こ吹き込まれるので、ガス中の炭化水素
類、Ｃｏ、Ｈ２等が酸化鉄の還元に寄与する。そして、
この炭化水素類を含有するガスを溶鉄中に吹き込むこと
によって、溶鉄中の硫黄と反応して硫化水素ガスを生成
し、この硫化水素ガスは系内のガスと共に炉外に排出さ
れるので脱硫が達成され、製品溶鉄中の硫黄分の低減が
可能となる。
錬炉の溶鉄中心こ吹き込まれるので、ガス中の炭化水素
類、Ｃｏ、Ｈ２等が酸化鉄の還元に寄与する。そして、
この炭化水素類を含有するガスを溶鉄中に吹き込むこと
によって、溶鉄中の硫黄と反応して硫化水素ガスを生成
し、この硫化水素ガスは系内のガスと共に炉外に排出さ
れるので脱硫が達成され、製品溶鉄中の硫黄分の低減が
可能となる。
すなわち１本発明によれば、投入する石炭の燃焼効率の
向」二９９石炭揮発成分の炉内での発生防止、並びに石
炭の揮発成分の脱硫への利用が図れるので９石炭による
溶融還元法の既述の問題が解決されると同時に１石炭エ
ネルギーの有効利用と揮発成分の有効利用がなされ得る
。
向」二９９石炭揮発成分の炉内での発生防止、並びに石
炭の揮発成分の脱硫への利用が図れるので９石炭による
溶融還元法の既述の問題が解決されると同時に１石炭エ
ネルギーの有効利用と揮発成分の有効利用がなされ得る
。
第１図に本発明法を実施する設備の概略を示した。１は
溶融還元炉であり、その中に溶鉄２および溶融スラグ３
が収容される。この炉内の溶融物の場面−Ｆに、炉上部
の開口４から鉄鉱石と造滓材が固体状態のまま投入され
、炉上部の開口５から石炭が投入される。６は炉内に酸
化性ガス（酸素ガス）を供給するランスである。炉内で
発生ずる廃ガスは排気風道７を経て系外に排出される。
溶融還元炉であり、その中に溶鉄２および溶融スラグ３
が収容される。この炉内の溶融物の場面−Ｆに、炉上部
の開口４から鉄鉱石と造滓材が固体状態のまま投入され
、炉上部の開口５から石炭が投入される。６は炉内に酸
化性ガス（酸素ガス）を供給するランスである。炉内で
発生ずる廃ガスは排気風道７を経て系外に排出される。
溶融物の湯面上に投入された固体状原料は、投入された
石炭が酸素ガスで燃焼するごとによって溶解し、また鉱
石中の酸化鉄は石炭の主成分である赤熱状のカーボンと
接触して直接還元される。また一部はＣＯガス等による
ガス還元も起こる。
石炭が酸素ガスで燃焼するごとによって溶解し、また鉱
石中の酸化鉄は石炭の主成分である赤熱状のカーボンと
接触して直接還元される。また一部はＣＯガス等による
ガス還元も起こる。
かような熔融還元炉設備において３本発明は排気風道７
から炉外に排出される廃ガスの一部と投入前の石炭とを
接触させるのであるが、このために石炭予熱炉８を設け
る。図示の例ではこの石炭予熱炉８は流動層式加熱炉を
使用しており２石炭予熱炉８へのガス導入口９に溶融還
元が１の高温を保持した廃ガスの一部を供給すると共に
、この石炭予熱炉８で発生ずるガスを、排ガス径路ＩＯ
を経て溶融還元炉」の羽口１１から溶鉄２内に吹き込む
。なお、１２はホンｌ−サイクロンを示しており溶融還
元炉１から排出する廃ガスはその全量が先ずこのホット
勺イクロン１２で集塵されるが、このホットサイクロン
１２を出たガスが主排ガス径路１３と分岐径路１４に分
流され、この分岐径路１４が石炭予熱炉８のガス導入口
９に接続されている。このガス導入口９に導入される廃
ガスは石炭を加熱する十分な高温を有しているが、空気
導入口１５から必要に応じて空気を石炭予熱炉８内に導
入することによって、炉内の石炭の一部を着火させ、そ
の燃焼熱を炉内石炭の加熱熱源として利用できるように
しである。ごのようにして予備処理された石炭は石炭供
給量調整フィーダー１６を介して溶融還元炉１の開口５
から投入される。また溶融還元炉１の羽口１１には石炭
予熱炉８の発生ガスのばか必要に応じて空気や酸素、更
には不活性ガス等が吹き込まれる。
から炉外に排出される廃ガスの一部と投入前の石炭とを
接触させるのであるが、このために石炭予熱炉８を設け
る。図示の例ではこの石炭予熱炉８は流動層式加熱炉を
使用しており２石炭予熱炉８へのガス導入口９に溶融還
元が１の高温を保持した廃ガスの一部を供給すると共に
、この石炭予熱炉８で発生ずるガスを、排ガス径路ＩＯ
を経て溶融還元炉」の羽口１１から溶鉄２内に吹き込む
。なお、１２はホンｌ−サイクロンを示しており溶融還
元炉１から排出する廃ガスはその全量が先ずこのホット
勺イクロン１２で集塵されるが、このホットサイクロン
１２を出たガスが主排ガス径路１３と分岐径路１４に分
流され、この分岐径路１４が石炭予熱炉８のガス導入口
９に接続されている。このガス導入口９に導入される廃
ガスは石炭を加熱する十分な高温を有しているが、空気
導入口１５から必要に応じて空気を石炭予熱炉８内に導
入することによって、炉内の石炭の一部を着火させ、そ
の燃焼熱を炉内石炭の加熱熱源として利用できるように
しである。ごのようにして予備処理された石炭は石炭供
給量調整フィーダー１６を介して溶融還元炉１の開口５
から投入される。また溶融還元炉１の羽口１１には石炭
予熱炉８の発生ガスのばか必要に応じて空気や酸素、更
には不活性ガス等が吹き込まれる。
以」二の構成になる設備において、炉容１０ｔｏｎ／ｃ
ｈの溶融還元炉１内に溶鉄と溶融スラグを収容したうえ
、炉上部の開口４から鉄鉱石を５１ｋｇ／ｍｉｎ、 予
備加熱炉８で予備加熱された石炭を開口５から２８ｋｇ
／ｍｉｎ、 ランス６から酸素を３１Ｎｍ３／ｍｉｎ
とする条件で本発明法を実施した。そのさい７石炭予熱
炉８への石炭の投入量は４８ｋｇ／ｍｉｎとし、溶融還
元炉■の全廃ガス量９１ Ｎ ｍ ” ／ ｍ ｉ ｎ
のうちの１８Ｎｍ’／ｍｉｎを石炭予熱炉８に導入した
。そして２石炭予熱炉８の発生ガス２５Ｎｍ″／ｍｉｎ
を羽口１１から炉内の溶鉄中に吹き込んだ。その結果、
溶融還元炉１の廃ガス酸化度は約８２％であった。この
操業条件で６５分間安定して連続運転を行ない。硫黄濃
度０．００５ｗｔ、χの溶鉄２． ｌ ｔｏｎを得るこ
とができた。
ｈの溶融還元炉１内に溶鉄と溶融スラグを収容したうえ
、炉上部の開口４から鉄鉱石を５１ｋｇ／ｍｉｎ、 予
備加熱炉８で予備加熱された石炭を開口５から２８ｋｇ
／ｍｉｎ、 ランス６から酸素を３１Ｎｍ３／ｍｉｎ
とする条件で本発明法を実施した。そのさい７石炭予熱
炉８への石炭の投入量は４８ｋｇ／ｍｉｎとし、溶融還
元炉■の全廃ガス量９１ Ｎ ｍ ” ／ ｍ ｉ ｎ
のうちの１８Ｎｍ’／ｍｉｎを石炭予熱炉８に導入した
。そして２石炭予熱炉８の発生ガス２５Ｎｍ″／ｍｉｎ
を羽口１１から炉内の溶鉄中に吹き込んだ。その結果、
溶融還元炉１の廃ガス酸化度は約８２％であった。この
操業条件で６５分間安定して連続運転を行ない。硫黄濃
度０．００５ｗｔ、χの溶鉄２． ｌ ｔｏｎを得るこ
とができた。
比較のために、予備加熱炉８での石炭の予熱を行わず、
従って予備加熱炉８の発生ガスを羽口１１から溶鉄に供
給しなかった。そのさい２鉱石の供給速度は前記の実施
と同一とし、酸素３５Ｎｍ３／ｍｉｎ石炭４８ｋｇ／ｍ
ｉｎを供給したが、炉内温度が低下したため酸素４５Ｎ
ｍ”／ｍｉｎ、 石炭５８に／ｍｉｎに増量した。
従って予備加熱炉８の発生ガスを羽口１１から溶鉄に供
給しなかった。そのさい２鉱石の供給速度は前記の実施
と同一とし、酸素３５Ｎｍ３／ｍｉｎ石炭４８ｋｇ／ｍ
ｉｎを供給したが、炉内温度が低下したため酸素４５Ｎ
ｍ”／ｍｉｎ、 石炭５８に／ｍｉｎに増量した。
この比較例においては溶融還元炉扉ガスの酸化度は平均
５５％であり、６０分の操業により２．０ｔｏｎの溶銑
が得られたが、溶銑中の硫黄濃度は０．０６％であった
。
５５％であり、６０分の操業により２．０ｔｏｎの溶銑
が得られたが、溶銑中の硫黄濃度は０．０６％であった
。
このように２本発明法によると廃ガスの酸化度を高める
ことができるので石炭原単位が低減しまた溶銑中の硫黄
濃度が低下するため次工程での脱硫負荷が低減できるこ
とが確認された。
ことができるので石炭原単位が低減しまた溶銑中の硫黄
濃度が低下するため次工程での脱硫負荷が低減できるこ
とが確認された。
第１図は２本発明法を実施する設備の例を示した略断面
系統図である。 １・・溶融還元炉 ２・・溶鉄 ３・・溶融スラグ ４・・炉上部の鉱石投入用開口 ５・・炉上部の石炭投入用開口 ６・・酸素供給用ランス ７・・廃ガスの排気風道 ８・・石炭予熱炉 １０ ・石炭予熱炉の発生ガス径路 １１・ 羽口 １２・・ホットサイクロン
系統図である。 １・・溶融還元炉 ２・・溶鉄 ３・・溶融スラグ ４・・炉上部の鉱石投入用開口 ５・・炉上部の石炭投入用開口 ６・・酸素供給用ランス ７・・廃ガスの排気風道 ８・・石炭予熱炉 １０ ・石炭予熱炉の発生ガス径路 １１・ 羽口 １２・・ホットサイクロン
Claims (4)
- （１）溶鉄および溶融スラグを収容した製錬炉内に炉上
開口部より鉄鉱石と石炭を投入し、この投入された石炭
を燃焼させるに十分な酸化性ガスを炉内に供給して該石
炭を炉内で燃焼させ、この燃焼熱によって鉄鉱石を含む
固体原料物質を溶解させると共に石炭中のカーボンを酸
化鉄の還元剤として利用する鉄鉱石の溶融還元法におい
て、この溶融還元処理中に発生する炉廃ガスの少なくと
も一部を高温を維持したまま炉に投入する前の石炭と炉
外で接触させ、この接触後のガスを炉内の溶鉄中に吹き
込むことを特徴とする鉄鉱石の溶融還元法。 - （２）該炉廃ガスと石炭との接触は、石炭予熱炉内で実
施する請求項１に記載の鉄鉱石の溶融還元法。 - （３）石炭と接触後のガスは、石炭中に存在した揮発成
分を含有している請求項１または２に記載の鉄鉱石の溶
融還元法。 - （４）石炭予熱炉内の石炭は、その一部が系外から供給
される空気によって燃焼させられる請求項２または３に
記載の鉄鉱石の溶融還元法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4112790A JPH03247713A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 鉄鉱石の溶融還元法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4112790A JPH03247713A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 鉄鉱石の溶融還元法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03247713A true JPH03247713A (ja) | 1991-11-05 |
Family
ID=12599782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4112790A Pending JPH03247713A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 鉄鉱石の溶融還元法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03247713A (ja) |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP4112790A patent/JPH03247713A/ja active Pending
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