JPH0433841B2 - - Google Patents

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JPH0433841B2
JPH0433841B2 JP59098914A JP9891484A JPH0433841B2 JP H0433841 B2 JPH0433841 B2 JP H0433841B2 JP 59098914 A JP59098914 A JP 59098914A JP 9891484 A JP9891484 A JP 9891484A JP H0433841 B2 JPH0433841 B2 JP H0433841B2
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gas
ore
melting vessel
reduction
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Fuon Bookudandei Ruutoihi
Burotsutsuman Kaaru
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KURETSUKUNERU TSUEE ERU AA TEHINOROGII GmbH
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KURETSUKUNERU TSUEE ERU AA TEHINOROGII GmbH
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    • 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
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    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • 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
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄鉱石を鉱石還元容器中で溶融容器か
らの反応ガスによつて予備還元し、次にこの溶融
容器に供給し、かつ炭素含有燃料及び酸素含有ガ
ス、例えば酸素又は空気を添加しながら溶融する
ことにより鉄鉱石から鋼（素鋼又は鋼）を製造す
る方法に関する。
〔従来の技術〕
溶融銑鉄を鉱石から直接製造する方法は、既に
公知技術に属する。西ドイツ国特許公開公報第
3034539号には、溶融銑鉄を塊状鉄鉱石から直接
に製造する方法が記載されており、この場合に
は、この塊状鉄鉱石を直接還元シヤフト炉中でル
ーズな堆積物の形で還元ガスを用いて海綿鉄に還
元し、次に排出装置を介して熱い状態で溶融気化
器に供給する。海綿鉄の溶融に必要とされる熱
は、石炭及び酸素含有ガスによつて該容器中に導
入され、還元ガスを発生させる。
同様の原理によれば、本質的に装置の特徴が互
いに異なる他の最近公知になつた方法、例えば
COIN法、KR法及び川崎製鉄（Kawasaki
Steel）法により作業される。これらの方法の経
済的な欠点は、主に還元法で製造した海綿鉄を溶
融する目的で溶融容器に十分なエネルギーを供給
するために、例えば灰分貧有の無煙炭又は特殊な
褐炭コークスのような高価な燃料を使用しなけれ
ばならないことにある。しかし、この前提条件下
であつても高い石炭装入量が必要であり、この場
合に発生する反応ガスは鉱石還元法に対して必要
とされるガス量をかなり越える。従つて、前記方
法を経済的に使用するためには、ガス過剰量を有
効に利用することができることが重要であるが、
この条件は充足できないことの方が多い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の課題は、エネルギーの乏しい石炭又は
揮発性成分の高い割合を有する石炭を使用するこ
とができ、かつそれから発生する反応ガス量を、
ほぼそれがプロセス全体の範囲内で鉱石還元に対
して必要とされるような程度の量に維持すること
ができる方法を得ることである。
〔問題点を解決するための手段〕
この課題は、本発明による方法により、溶銑
（溶融素鋼及び溶鋼の場合も含む）から発生する
反応ガスを溶融容器中で部分的に燃焼（以下後燃
焼と称す）させ、その際この場合に生じる熱をほ
ぼ完全に溶銑に伝達し、この反応ガスを鉱石還元
容器への途中で還元剤で冷却しかつ還元すること
によつて解決される。
本発明によれば、例えば西ドイツ国特許広告公
報第2755165号に記載されているように公私方法
で廃ガスの後燃焼により得られる付加的なエネル
ギーは溶融容器中で鉄浴に伝達され、更に、反応
ガスを鉱石還元容器中に導入する前に反応ガスに
還元剤を添加することによつて反応ガスは冷却さ
れる。この場合反応ガスは同時に還元されるの
で、反応ガスは還元プロセスに対して有利な組成
を有することになる。例えば、本発明方法によれ
ば、C73.1％、H24％、O211.1％、N21.5％、灰分
8.5％、揮発性成分27％、水分1.5％及び発熱量
Hu6700Kcalの組成を有し、安価な長炎石炭であ
つて、その反応ガスを後燃焼させないと実際にガ
ス化の際に溶銑に対して全くエネルギーを放出し
ないであろう石炭を溶融容器中で使用することが
できるようになる。
本発明によれば、酸素又は予熱した空気が溶融
容器のガス空間中に吹込まれる。この場合、溶銑
上に吹込まれる酸素量は、所望の後燃焼度に応じ
て約10％〜90％の間を任意に変動することができ
る。こうして、本発明による実施例の場合、酸素
30％を吹込むことによつて15％の割合のCOを後
燃焼されることができる。この反応ガスの組成
は、 (a) 後燃焼なしでCO68％、H227％、N25％であ
り、 (b) 後燃焼によりCO57％、CO210％、H216％、
H2O12％、N25％である。
後燃焼から付加的に得られるエネルギーはほと
んど完全に溶銑に伝達される。
ガス温度は、天然ガス８容量％を反応ガス量に
対して添加することによつて1575℃から900℃に
低下し、同時に酸化度は、23％から12％に減少す
る。更に、この還元ガス供給後のガス組成は、
CO54％、CO26％、H230％、H2O5％、N24％で
ある。
反応ガスの還元は、粉炭を吹込むことによつて
行なうこともできる。実施例によれば、還元ガス
1000m3当り石炭74Kgが吹込まれる。この場合、再
びガス温度は、1575℃から900℃に低下する。ガ
スの酸化度は同時に15％減少し、CO66％、CO25
％、H222％、H2O2％、N25％からなるガスが得
られる。このガス組成は還元容器中での鉱石の還
元に対して最も好適である。
酸素の代りに、予熱した空気を場合によつては
その酸素含量を増大させて溶融容器中に吹込むこ
ともできる。該容器に吹込まれる熱風温度が約
1200℃の場合には、溶融容器中で純粋な酸素を使
用した場合と同じ熱効率が得られる。低い熱風温
度で作業しなければならない場合には、空気を酸
素によつてある程度富化させるのが好ましい。
この方法の１つの利点は、熱量が廃ガス中で酸
素を使用する場合に比して大きいために天然ガス
又は石炭の多量添加を可能にし、それによつて廃
ガス中に残留するCO2含量及びH2O含量は更に減
少される。引続く鉱石還元過程に対する組成に対
してもこの方法はより有利である。
この方法の１つの特に経済的な利点は、溶融容
器中でのエネルギー収支を平衡にする程度の金属
化率を鉱石還元の際に達成するように溶融容器中
での石炭装入量及び後燃焼を、最適化することに
ある。例えば、溶融容器に対するホツトチヤージ
の際に、還元率が75％の海綿鉄を溶融のために必
要な素鋼４トン当りの上記組成の石炭量は530Kg
である。
溶融容器中での後燃焼は、1200℃の温度を有す
る熱風を吹込むことにより行なわれる。この場合
には、溶融容器中でCO含量及びH2含量に対して
23％の酸化度を有する反応ガスが生じる。ガスの
酸化度は還元剤として微粉炭120Kgを反応ガスに
添加することによつて約２％に減少され、このガ
スは実施例中で吹込媒体としての酸素を用いて既
に記載したように900℃に冷却される。このガス
の量はシヤフト炉などの還元容器中で鉱石を75％
金属化させるのに十分である。
本発明の前記方法の経済的利点は、溶融容器中
で高いエネルギー量を伝達し、ガスを還元剤の供
給によつて鉱石の還元に対して最適な組成にもた
らし、かつ還元容器中での還元法により鉱石を還
元するためにCO2をガスから除去してそしてガス
を再加熱するために、コストがかさむガス返送の
必要がないことにある。
本発明によれば、還元剤の添加とともに行なう
反応ガスの冷却は特別の容器中で実施することが
できる。溶融容器と鉱石還元容器との間のガスの
流れの中に調質容器を配置して反応ガスと還元剤
ができるだけ緊密に混合させるようにするのが好
ましい。調質容器は、好ましくはできるだけ大き
い例えば熱風炉と同様の熱容量とすると、十分に
一定の温度のガスが還元過程に対して与えられ
る。
本発明のもう１つの特徴により、反応ガス還元
を行なつた後、例えば約900℃の温度を有する加
熱サイクロン中で粗大な粒子を反応ガスから排除
した後にガスを直接、鉱石還元容器中に導入する
ことが好ましい。例えば、シヤフト炉法、粉鉱の
ガス還元法、循環渦動層法（circulating
fluidized layer）又は流動床法のような公知の還
元法を使用することができる。本発明の範囲内で
鉱石還元容器からの廃ガスを公知方法で後処理
し、かつ還元過程に改めて供給することも設けら
れている。
更に、本発明は、公知技術に属する方法の１つ
の特別な欠点、すなわち銑鉄中の高い硫黄含量を
回避する冶金法の使用を可能にする。これまでの
方法の場合、殆んど全硫黄は、銑鉄中に戻る。こ
の場合、硫黄含量は、約0.5〜１％であるので高
価な脱硫方法が必要とされる。殊に溶融容器中で
反応ガスを後燃焼させることにより得られるエネ
ルギーを導入することによる可変かつ高度のエネ
ルギー導入法によれば、本発明方法の場合にスラ
グ塩基度を約２に調節するために大量の石灰をス
ラグ形成剤として添加することを可能ならしめる
約1500℃の浴温度が得られる。石灰の添加量が石
炭１トン当り約80Kgである通常の条件とは相違し
て、石灰の装入量は約200Kgに増大させなければ
ならない。更に、意外なことに、本発明による冶
金法により約100のスラグと浴との間の硫黄分配
係数が達成され、さらに銑鉄中の硫黄含量は、約
0.015％である。
更に、前記スラグはなお顕著な脱燐を導くの
で、本発明方法によればほぼ鋼の組成を有する銑
鉄を製造することができる。更に、この出発溶銑
は、現在公知の二次冶金方法により所望の鋼分析
のために取り鍋中で後処理することができる。
例えば流動床法の場合のように粉鉱を使用する
鉱石還元法と本発明方法との結び付きは経済的に
特に重要である。但しこの鉱石還元法では経験に
よればガス還元による高い金属化率は全く達成す
ることができない。一般に、この方法は、せいぜ
い70％〜80％の還元した鉱石の金属化率により実
施することができるにすぎない。更に、この部分
的還元した材料は、溶融の際に残りの還元作業の
ために多大な付加的なエネルギー、すなわち純粋
な鉄の溶融に比してほぼ２倍の熱量を必要とす
る。好ましくは本発明方法により、この高いエネ
ルギー需要には、例えば15％〜20％のCO2の上限
にまで溶融容器中での反応ガスの後燃焼度を増大
させることによつて対応する。
本発明方法の１つの特別な利点は、溶融容器と
鉱石還元容器、例えばシヤフト炉との結合にあ
る。この場合、溶融容器からの反応ガス量は、鉱
石還元容器中での還元ガス需要に対して定められ
ている。例えば天然ガス又は微粉炭などの還元剤
を本発明により溶融容器からの反応ガスへ供給す
ることによつて、顕熱を化学的熱に意図的に変換
することができ、反応ガスの還元ポテンシヤルを
増大させ、同時に温度を鉱石還元過程に対して最
適な値に減少させることができる。
溶融容器と鉱石還元容器との直接的接続、場合
によつては調質容器及び加熱サイクロン脱塵器を
中間接続した結合系において、溶融容器を約1.5
〜５バールの範囲内の過圧で操作することが特に
好ましい。この範囲に調節された過圧は、それが
反応ガスの全圧力損失を越えて溶融容器から中間
接続した装置を経て鉱石還元容器のガス出口まで
の途中で存在するように定めるのが好ましい。こ
の方法の場合、鉱石還元プロセスに対してガスを
調質するための比較的に費用のかかる装置は不必
要である。
更に、ガスの流れによつて連行される金属粒子
及びスラグ粒子をその固相線点以下で冷却しかつ
反応ガス管中で付着を導かないようにするために
溶融容器からの反応ガスに直接天然ガス又は微粉
炭などの還元剤を添加することによつて還元しか
つ冷却することも本発明の範囲内にある。これに
対して、この種の噴出物及び粗大粒子が凝集して
ない状態で反応ガス管の壁体に跳ね掛かるならば
これらは壁体に付着して妨げとなり、さらに再び
不所望のガス管横断面の狭隘化を招くことに伴な
つて広範囲の修理作業及び清浄化作業を必要とす
ることがある。
〔実施例〕
ところで、本発明を図面につき限定されない実
施例によつて詳説する。
図面は、一例として溶融容器ならびにガスの流
れ方向にその後の調質容器、加熱サイクロン及び
鉱石還元容器からなる結合系の略図を示す。
耐火性壁体２を有する溶融容器１は、新しくラ
イニングした後に150m3の内部容積を有する。こ
の容器の底部４中のノズル３は、２つの同心的管
からなり、この場合内部管５の内径は、24mmであ
り、２つの管の間の環状間〓幅は、１mmである。
底面ノズル３の中心管５を介して酸素又は粉砕し
た石炭は、キヤリヤガスにより溶銑中に流れる。
酸素から炭素キヤリヤガス懸濁液への切り換え
は、西ドイツ国特許出願第P2949801号の記載に
よる弁で行なうことができる。ノズル３を保護す
るためには、環状間〓６を介してガス状炭化水素
及び／又は液状炭化水素、この場合プロパンを、
酸素に対して約2.5容量％の量で導く。
溶融容器１の上部のガス空間中には、酸素が捕
集管８を介して供給される２つの酸素吹込ノズル
７が耐火性壁体２を貫流して配置されている。40
mmの内径を有するノズル７の出口開口は、静止せ
る浴表面の上約3.5ｍに存在する。
溶融容器１の中には、120tの重量及び1500℃〜
1600℃の温度を有する溶銑９が存在する。この溶
融容器中で、次にプロセス結合系について記載さ
れているように、供給される使用物質から素鋼毎
時約70tが製造される。
操業の間、６つの底面ノズルを介してC73％、
H24％、O211％、N21.5％、灰分8.5％、揮発性成
分27％、水分1.5％、発熱量Hu6700Kcal／Kgの組
成を有する石炭40t／ｈに８つの他の底面ノズル
を介して酸素約12000Nm3／ｈが浴に供給される。
スラグ形成のためには、酸素に石灰ダスト
（CaO）を約12t／ｈの量で負荷する。負荷は、連
続的に行なうか又はときどき行なうことができ、
後者の場合には勿論相当する高い負荷速度で行な
うことができる。
吹込方向がほぼ浴の中心の方向に向いている吹
込ノズル７は、約15000Nm3／ｈの酸素吹込速度
で操作される。溶融容器のガス空間中で十分に長
い案内区間にわたつて自由噴流として作用するガ
ス噴流は、導入される酸素容量の数倍の反応ガス
をガス空間中で吸収するので、約15％COがCO2
への後燃焼されるか又はH2からH2Oへの割合を
含める全後燃焼が23％の割合で達成される。この
特別な吹込技術により発生する熱は、全酸素含量
のうち底面ノズルを介して導入される分の酸素に
よる激しい浴運動と組合されて十分に溶銑に伝達
される。
この溶融容器から、耐火性被覆１１を有するガ
ス管１０を介してCO57％、CO210％、H216％、
H2O12％、N25％、発熱量Hu約1860Kcal／Ｎm3
の組成を有する反応ガス約80000Nm3／ｈは逃出
する。煉瓦積格子を介して高い熱容量を規定する
熱風炉に似た調質容器１２中で、反応ガスに微粉
炭約5000Kg／ｈを混入する。主流の流れ方向に対
して横の付加的なガス案内部材を有する特殊なチ
エツカーは、反応ダストと微粉炭との強力な混合
を導くために、反応ガスは還元され同時に冷却さ
れる。ほぼCO55％、CO26％、H231％、H2O5
％、N24％の組成を有するガスは、調質容器１２
をガス管１３を介して鉱石還元に対して最適の約
900℃の温度で去る。
還元された反応ガスは、加熱サイクロン１４を
貫流し、この加熱サイクロン中で連行したダスト
粒子は分離される。次に、この反応ガスは、高炉
の場合と同様に環状管１５及び吹込ノズルを介し
て鉱石還元容器、シヤフト炉１６中に入る。鉱石
還元容器１６中で、約64％のFe含量を有する鉄
鉱石は毎時約110tで還元される。還元作業を行な
つた後、ほぼCO41％、CO230％、H223％、
H2O1％、N24％の組成を有するガスはシヤフト
炉１６を去り、かつ捕集管１７を介して導出され
る。鉱石還元容器１６から排出装置１８及び落下
管１９を介して、75％の金属化率及び約800℃の
温度を有する予備還元された鉱石は、直接溶融容
器中に導入される。
シヤフト炉１６上のガスの約90000Nm3／ｈの
量は例えば加熱などの任意の目的に供給すること
ができる。しかし、ガスをCO2−洗浄液を介して
後処理し、次いで還元ガスとして鉱石還元容器に
再び供給することも本発明の範囲内にある。
反応ガスの部分的後燃焼、それに引続く還元及
びそれと同時の冷却ならびに鉄鉱石の予備還元を
有する溶融容器の記載した結合系の場合には、製
造される素鋼（炭素約２〜３％ならびに僅少含量
の燐及び硫黄を有する銑鉄）トン当り前記組成の
石炭約650Kg、酸素380Nm3及びCaO165Kgが使用
される。
素鋼は、ほぼ１時間ごとにバツチ法で溶融容器
から取出すことができるか又は相当する出鋼口を
介して連続的に溶融容器から取出すことができ
る。
本発明方法を前記実施例により実施する場合、
溶融容器１中で２バールの圧力が支配する。この
圧力は、全系中で流れ抵抗を克服するためには十
分であり、還元ガスを圧縮する装置は不必要であ
る。
本発明方法のもう１つの実施例として、溶融容
器中で酸素の代りに熱風、すなわち約1200℃に予
熱した空気が容器上部中のノズル７を介して浴表
面上に吹込まれる。この場合、この方法は図示し
た装置中で同様に実施される。溶融容器１中の底
面ノズル３を介して、石炭及び酸素は、少なくと
も部分的に石灰負荷を伴なつて溶銑中に流れ込
む。スラグ形成のためのCaO−量は、石灰及び石
灰灰分のSiO2−含量ならびに鉱石の脈石から作
られるスラグの塩基度（CaO／SiO2）がほぼ２
に調節されるように定められている。このスラグ
塩基度は、溶銑が1550℃の温度である場合にスラ
グと浴との間の硫黄分配係数を約100、すなわち
溶銑中の硫黄含量は約0.015％であり、スラグ中
の硫黄濃度は約1.5％となる。
容器上部中の側面にて静止せる浴表面の上方約
３〜４ｍに配置されているノズル７を介して専ら
熱風が溶銑上に吸込まれる。それにより、全部で
23.4％の後燃焼率（CO15％からCO2へ、残りH2
からH2Oへ）が達成される。
第１の実施例の場合と同様に重要な実施例とし
て、素鋼1tを製造するために使用物質及びガス組
成の次の値が得られる： 前記組成の石炭640Kg（ガス還元のためのもの
を含めて）、酸素130Nm3、予熱温度1200℃を有す
る熱風1250Nm3、スラグ形成のための石灰155Kg、
75％の金属化率で部分的還元を行なつた後に直接
に鉱石還元容器から約800℃の温度で溶融容器に
供給される鉱石1560Kg。
約1575℃の温度を有する反応ガス約1750Nm3
が、溶融容器中でCO36％、CO26％、H210％、
H2O7.3％、N241％、の組成で生じる。微粉炭
110Kgを混入した後、900℃の温度及びCO38％、
CO22％、H225％、H2O2％、N233％の組成を有
する還元された反応ガス約2000Nm3が得られる。
この還元ガスは、鉱石還元容器中で所望の鉱石還
元のために使用され、かつCO28％、CO216％、
H218％、H2O2％、N236％の組成でシヤフト炉
から離れる。廃ガス量は、約1875Nm3であり、か
つ約1300Kcal／m3の発熱量Huを有する。1200℃
の予熱温度を有する熱風を専ら使用して本発明方
法を実施する場合には、素鋼トン当り約2000N
m3／ｔの熱風が必要である。この場合、石炭使用
量比は変わらない。
本発明によれば、装入物質、還元剤及び後燃焼
度ならびに鉱石還元容器中での鉱石還元法も、補
償されるエネルギー収支を調節しながら変化させ
ることができる。溶融容器中での反応ガスの部分
的後燃焼ならびに反応ガスの還元及びそれと同時
の冷却を使用する限り、上記した鉱石還元容器中
での部分的な鉱石還元と引続く溶融容器中での溶
融との結合系を変えても本発明方法の範囲内にあ
る。
本発明方法において、金属化率30％〜70％、特
に約50％に予備還元された鉱石を鉱石還元容器か
ら溶融容器中に装入し、同時に溶融容器中での後
燃焼の反応ガスを30％〜40％増大させることが、
経済性に関して特別に好ましい。
この本発明の別法に従えば、予備還元された鉱
石の金属化を、既に低いものと見なされている約
75％の既知の金属化率以下に減少させたとして
も、鉱石間還元器中でのガス利用率を50％の大き
さの程度にまで増大させることができるとの意外
な結果が実技にて見出された。例えば、本発明に
よれば53％の金属化率で45％のシヤフト炉中での
ガス利用を達成することができる。
本発明方法によれば、予備還元された材料、例
えば金属化率30％〜70％、特に約50％を有する予
備還元された金属分が高い鉱石を使用して、溶融
容器中で発生した反応ガスを30％〜40％の高い率
で後燃焼させると溶融容器中で問題なしに溶融を
実現することができる。本発明によれば、そのた
めに酸素上吹込率は著しく高められ、最大で100
％とすることができる。この場合、酸素含有上吹
ガスは、溶融容器の上部範囲内の耐火性材料中に
設置されているランス及び／又はノズルから、ガ
ス噴流が溶融容器のガス空間中で十分に長い案内
区間にわたつて自由噴流として形成される程度に
浴上に吹込むことができる。この場合、自由噴流
は吹込まれるガス容量の数倍を吸収する。使用し
た酸素含有ガスは、例えば純粋な酸素、空気又は
空気と酸素の任意の混合物であることができる。
意外なことに、本発明方法を30％〜40％の高い
後燃焼率で実施する場合には、酸化ガスの上吹込
率を上昇させ、比較的に高い後燃焼率を操業を保
証しながら調節するのに好都合な予熱空気による
完全上吹も可能になつた。恐らく、この驚異的な
作用は、浴運動の減少に原因を帰することができ
る。例えば石灰などの別の反応成分を部分的に溶
銑への吹込みによつて供給することも本発明の範
囲内にある。
本発明の１つの本質的な特徴は、予熱空気を酸
化剤として使用することにある。バラストガスと
しての窒素の比較的大きい容量によつて生じた高
い物理的熱量が溶融容器からの反応ガスに添加す
る還元剤の量を増大せしめ、これと同時に鉱石還
元に有利な800〜1000℃の温度が維持させられる。
かくして、本発明方法によれば、一面で溶融容器
中での高められた後燃焼率を生ぜしめ、他面で鉱
石還元容器に対して最適の還元ガスを使用するこ
とができるようになる。
本発明方法は、全プロセスをほぼ完全に自熱的
に構成させることができ、すなわちエネルギー過
剰を極く僅かにすることができる。鉱石還元容器
からの廃ガスの残留発熱量は600〜1000Kcal／Ｎ
m3だけであつて、例えば、鉱石還元容器からの廃
ガス量は、約750Kcal／Ｎm3の残留発熱量を有す
る約1900Nm3に減少させることができた。
素鋼1tを鉱石から製造するためには、揮発性成
分の含量が高い安価な石灰500〜600Kgが必要とさ
れるだけである。このような石灰約350Kgを溶融
容器中に吹込む場合、高い率で溶融容器内で後燃
焼され容器から逃出する反応ガスを還元するため
に約150Kgの残りの石灰量を、微粉状で鉱石還元
容器への途中で添加して反応ガスを還元する。ガ
ス還元のためこの石灰の割合は、天然ガスなどの
別の還元剤によつて代替することができる。
本発明によれば、反応ガスは還元プロセスに際
し溶融容器からの退去の際の約1600℃から鉱石還
元容器中での還元に対して最適な800℃〜1000℃
の温度に冷却される。
例えば転炉に似た溶融容器中に存在する溶銑に
は浴表面よりも低く配置されたノズルを介して
C66％、H27％、O214％、N21.5％、揮発性成分
34％、灰分７％、水分1.5％及び発熱量
Hu6800Kcal／Kgを有する石炭360Kgが素鋼1t製
造するために吹込まれる。同時に1200℃の予熱温
度を有する空気1270Nm3が溶銑の浴表面上に吹込
まれる。更に、溶融容器中には、800℃の温度及
び59％の金属化率を有する予備還元された64％鉄
分を有する鉄鉱石1200Kgが導入される。量の記載
は、この場合及び他のそれぞれの場合に素鋼1tの
製造に対するものである。溶融容器から取出され
る素鋼の一例はC3.0％、Mn0.5％、Si0.7％、
P0.05％、S0.5％及び残部Feである。
溶融容器から、1575℃の温度及びCO19％、
CO28％、H25％、H2O8.5％、N259.5％の組成を
有するガス1710Nm3が逃出する。このガスは、鉱
石還元容器例えばシヤフト炉への途中で石炭146
Kgによつて還元され、次にCO31％、CO21.6％、
H214％、H2O1.7％、N249.6％の組成及び約1000
℃の温度を有する。ガス容量は還元石炭添加によ
つて約2060Nm3に増大した。
溶融容器から来る反応ガスを還元するために、
石炭146Kgの代りに天然ガス120Nm3をガス還元に
使用することができる。
シヤフト炉を去る廃ガスは湿式法で清浄化され
た後にCO約18％、CO217％、H210％、H2O2％、
N253％の組成となる。その発熱量は約790Kcal／
Ｎm3である。このガスの約750Nm3は空気予熱に
使用される。
全ガス過剰量はほぼ0.9Gcalに相当する約
1100Nm3だけである。
この発明による別法は、それによれば公知の方
法に比して著しく経済的な利点を有する。前記し
た系の例えば鉱石還元容器は、流動床法、循環渦
動層法のような別の公知の還元法によつて代替す
ることができる。溶融容器から生じた反応ガスへ
の還元剤の供給も、例えば管路中へ直接還元剤を
供給する代りに例えば改善された混合装置を有す
る特殊な貫流容器を使用するなどにより変更する
こともできる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明による方法の１実施例を示す略
図である。 １……溶融容器、２……耐火性壁体、３……ノ
ズル、４……底部、５……中心管、６……環状間
〓、７……酸素吹込ノズル、８，１７……補集
管、９……溶銑、１０，１３……ガス管、１１…
…耐火性被覆、１２……調質装置、１４……加熱
サイクロン、１５……環状管、１６……鉱石還元
容器、１８……排出装置、１９……落下管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄鉱石を、鉱石還元容器中において溶融容器
    からの反応ガスで還元し、次にこの溶融容器に供
    給し、かつ炭素含有燃料及び酸素含有ガスを添加
    しながら溶融することにより鉄鉱石から鋼を製造
    する方法において、前記鉱石還元容器中で予備還
    元を行い、かつ前記溶融容器内において、溶銑か
    ら発生する反応ガス中に酸素含有ガスを吹込んで
    該反応ガスを部分的に燃焼し、しかしてその際に
    生じる、熱の大部分を前記溶銑に伝達し、しかる
    後この部分的に燃焼した反応ガスを鉱石還元容器
    へ送る途中で該反応ガス中に還元剤を添加するこ
    とによつて該反応ガスを冷却しかつ還元すること
    を特徴とする鉄鉱石から鋼を製造する方法。 ２ 溶銑に供給される全酸素量の約10％〜90％を
    浴上に吹込む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 部分的に燃焼した反応ガスをガス状還元剤、
    液状還元剤及び／又は固体還元剤、例えば油、天
    然ガス、微粉炭によつて鉱石還元のための温度に
    鉱石還元容器中で冷却し、同時に還元する特許請
    求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４ 溶融容器と鉱石還元容器との間に配置された
    調質容器中で反応ガスと還元剤、例えば天然ガ
    ス、とを緊密に混合することにより反応ガスへ還
    元剤を添加する特許請求の範囲第１項、第２項又
    は第３項に記載の方法。 ５ 調質容器が高い熱容量を有する特許請求の範
    囲第４項記載の方法。 ６ 鉱石還元に対して公知の方法、例えばシヤフ
    ト炉法、循環渦動層法又は流動床法を使用する特
    許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１
    項に記載の方法。 ７ 溶融容器中にスラグ形成剤、特に石灰
    （CaO）を導入する特許請求の範囲第１項から第
    ６項までのいずれか１項に記載の方法。 ８ 最適な脱硫を達成するために溶融容器中でス
    ラグの塩基度を約２に調節する特許請求の範囲第
    １項から第７項までのいずれか１項に記載の方
    法。 ９ 溶融容器から少量ずつ又は連続的に殊に低い
    硫黄含量及び燐含量を有する鋼を排出する特許請
    求の範囲第１項から第８項までのいずれか１項に
    記載の方法。 １０ 溶融容器の操業を1.5〜５バールの過圧で
    実施する特許請求の範囲第１項から第９項までの
    いずれか１項に記載の方法。 １１ 溶融容器中で溶銑を直接鋼に精錬し、次い
    で出鋼する特許請求の範囲第１項から第１０項ま
    でのいずれか１項に記載の方法。 １２ 約60〜80％の少ない金属化率を有する還元
    した鉱石を溶融容器中に装入する特許請求の範囲
    第１項から第１１項までのいずれか１項に記載の
    方法。 １３ 30％〜70％、特に約50％の金属化率を有す
    る予備還元した鉱石を鉱石還元容器から溶融容器
    中に装入し、同時に一部燃焼ずみ反応ガスを溶融
    容器中で30％〜40％増大させる特許請求の範囲第
    １項から第１２項までのいずれか１項に記載の方
    法。 １４ 予熱した空気を酸化剤として溶銑上に吹込
    む特許請求の範囲第１項から第１３項までのいず
    れか１項に記載の方法。 １５ 溶融容器内において、酸素を浴表面上に吹
    込む特許請求の範囲第１項から第１４項までのい
    ずれか１項に記載の方法。 １６ 溶融容器内において、石炭の一部を上方か
    ら溶銑へ供給する特許請求の範囲第１項から第１
    ５項までのいずれか１項に記載の方法。
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