JPH0447004B2

JPH0447004B2 -

Info

Publication number: JPH0447004B2
Application number: JP59184056A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Nakamura; Naoki Tokumitsu; Yoichi Hayashi; Tsutomu Katayama; Hideki Ishikawa; Hiroyuki Katayama
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-09-03
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1992-07-31
Also published as: JPS6164807A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、高炉プロセスによらない鉄鉱石の
溶融還元方法に関する。

（従来の技術）鉄鉱石を還元して溶鉄を得るプロセスとして、
最も普遍的に現用されているプロセスは、高炉に
よる方法である。

この高炉による鉄鉱石の還元プロセスにおいて
は、多量のコークスを熱源および還元剤として使
用する。高炉に供給するコークスは、数十米に達
する高さの炉内装入物の荷重によつて破壊されな
いだけの物理的強度が必要であるところから、強
粘結炭を乾留して製造される。ところが、強粘結
炭は、世界的に賦存量が少ない上に地域的に偏つ
た賦存状況となつているため、供給が不安定とな
り易い問題がある。また、石炭を乾留するための
巨大な設備（コークス炉団）や多大の労力を必要
とする。

また、高炉に供給される鉄鉱石は、通常焼結さ
れて、焼結鉱として高炉に装入される。ところ
が、鉄鉱石の焼結プロセスは、多大のエネルギー
を必要とするとともに、焼結鉱を得る過程で多量
の硫黄酸化物、窒素酸化物を発生し、これを処理
するために高いコストを必要としている。

そこで高炉によらない、簡潔な鉄鉱石の還元プ
ロセスが強く望まれている。

この要請に応える研究が種々進められている。
たとえば、シヤフト炉、またはータリキルンによ
つて鉄鉱石を金属鉄まで還元した後、この金属鉄
を電気炉で溶解する方法があるけれども、金属鉄
の溶解のための熱源に多量の電力を用いるところ
からコスト面で難点がある。我国においては、電
力は最も高価なエネルギーであり、電力を主熱源
とするプロセスは極めて不利である。

従つて、石炭、コークスといつた安価な一次エ
ネルギーを熱源とするプロセスを構築することが
要である。

一方、鉄鉱石を、加熱、溶解しながら還元する
溶融還元プロセスも研究さされてきた。溶融、還
元プロセスにあつては、侵蝕性の強い溶融酸化鉄
から如何にして炉内耐火材を保護するか、また、
還元と溶解に必要な多量のエネルギーを如何にし
て供給するかが、プロセスを成立させ得るか否か
の鍵となる。

溶融還元プロセスのうちの一つに、たとえば特
公昭40−13043号に開示されている回転炉方式が
ある。回転炉方式は、熱効率を高くするという観
点から提案されたものであるけれども、高温の反
応容器を回転るという機械的制約から大型化に難
点がある。

また、金属酸化物の溶融還元プロセスの１つと
して、加熱源に電力を用いるものがある。たとえ
ば、アーク炉やプラズマを用いるプロセスであ
る。これらの、熱源に電力を用いるプロセスは、
還元性雰囲気下で加熱が可能であるという利点は
あるものの、電力を熱源としていることからコス
ト面で難点がある。

一方、石炭等炭材の燃焼熱を直接的に利用する
溶融還元プロセスにおいては、炭材の燃焼という
酸化反応と、金属酸化物、たとえば鉄鉱石を還元
する還元反応とを両立させることが困難であり、
従来、成功例がない。

近年、底吹転炉技術の進展に伴い、たとえが特
公昭56−8085号公報に開示されているように、燃
焼における火点を溶融鉄浴中に置くことにより、
伝熱効率の向上、耐火物の溶損軽減といつた点か
ら、スクラツプの溶解など、還元を必要としない
処理の場合には実現の可能性が生じてきた。

しかしながら、この転炉技術を以つてしても、
金属酸化物、たとえば鉄鉱石を反応容器に装入し
て溶融還元を行うには到つていない。

石炭等炭材の燃焼熱を直接的に利する鉄鉱石等
金属酸化物の溶融還元プロセスにおける技術的課
題は、第一に、溶融還元炉に装入する鉄鉱石等金属酸
化物の酸化度を如何にして低下せておくか、第二に、溶融還元炉における還元剤をどのよう
に装入するか、第３に、溶融還元炉への熱の入力方法を如何に
するかである。

米国特許第3985544号公報には、流動層におい
て、炭材を酸素との部分燃焼反応によりガス化
し、またチヤー化するとともに、この反応で発生
したガスによつて、炭材とともに、装入される鉄
鉱石を還元するプロセスが開示されている。この
米国特許第3985544号公報に開示されているプロ
セスにあつては、流動層における反応によつて予
備還元された鉱石、および炭材の部分燃焼によつ
て得られたチヤーを、粉状で中空アーク電極を通
して電気炉へ装入し、予備還元鉱石を溶解すると
ともにチヤーを還元剤として還元反応を進行させ
る。

この先行技術は、鉄鉱石等金属酸化物の予備還
元と、溶融還元に必要なチヤーを得ることを同時
に行い得るという点ですぐれている。

けれども、溶融還元における熱源に電力を必要
とし、電力を用いるプロセスの域を脱却していな
い。

（発明が解決しようとする問題点）この発明は、鉄鉱石から溶鉄を得るに際し、高
炉プロセスにおける如き、石炭を乾留する過程
（コークス製造プロセス）および鉄鉱石を燃結鉱
とする過程を必要とせず、かつ熱源に電力を用い
ることのないプロセスを得ることを技術的課題と
している。

（問題点を解決するための手段）この発明の要旨とする処は流動層反応炉内に鉄
鉱石、石炭、酸素含有ガスを装入して反応を進行
せしめて鉱石の予備還元物およびチヤーを得、こ
の予備還元鉱石およびチヤーならびに別の系から
供給される石炭とを混合、塊成化して得られるブ
リケツトを上底吹転炉型反応容器に装入し、前記
予備還元鉱石を溶融還元することを特徴とする鉄
鉱石の溶融還元方法にある。

以下に、この発明を詳細に説明する。

この発明になるプロセスにあつては、流動層反
応炉で生成する予備還元鉱石が、溶融還元炉（上
底吹転炉型反応容器）内における含炭素溶鉄とス
ラグの界面に到達した後に溶解・反応することが
要である。

従つて、この発明おいては、流動層反応炉で生
成する予備還元鉱石をチヤーおよび他の炭材とと
もに塊成化する過程が必須となる。

即ち、流動層反応炉で予備還元した粒粉状の半
還元鉱石を如何にして鉄浴中の炭素との反応サイ
ドに到らしめるかが重要なポイントである。粒粉
状の半還元鉱石を反応サイドに到らしめるべく、
底吹羽口から鉄浴中に吹込もうとすると、生産物
である溶鉄１トン当り、約1.2〜1.3トンの半還元
鉱石を底吹羽口を経て装入しなければならず装入
装置が複雑になる。従つて、半還元鉱石を溶融還
元炉におけるスラグ層で溶融してしまうことな
く、鉄浴とスラグの界面に到つて鉄浴中の炭素と
反応して還元が進行するようなサイズの塊にする
必要がある。

本発明者等は、流動層反応炉からの半還元鉱石
を塊成化するに際して、流動層反応炉で鉄鉱石の
予備還元に供した石炭のチヤー化したものを混入
するとともに、溶融還元炉に装入すべき石炭の一
部をブリケツトに内装せしめると同時に、その石
炭自体を半還元鉱石の塊成化のための粘結剤とし
て機能せしめることに着眼した。

また、溶融還元炉においては、スラグ中に炭材
を懸濁せ、以つて還元反応を促進させ、耐火物の
損傷を軽減せしめる。

電気炉による従来技術とは異なり本発明の如く
溶融還元炉への熱源を、炭材および炉内で発生し
たガスの燃焼によると、鉄浴上のスラグは酸化性
の雰囲気に曝されることとなりスラグ中のFeO濃
度が上昇し、延いては、耐火物の侵蝕に結びつく
が、本発明においては、スラグ中に炭材を懸濁さ
せることによつて、この問題を解決している。

本発明では、流動層反応炉で予備還元された鉄
鉱石を、同時に得れるチヤーおよび、別の系から
供給される炭材とともに塊成化して溶融還元炉に
装入する。この塊成化物は、炉内に装入された
後、直ぐには溶解せず、スラグ層中を通過し、溶
鉄とスラグの界面に到達したところで溶解し、こ
こで溶鉄中の炭素により、鉄鉱石の予備還元物が
還元される。従つて、予備還元鉱石（酸化鉄）の
供給速度が大きい場合でも、スラグ中のFeOの濃
度を低く抑えることができ、溶融還元炉の耐火物
の損傷を低い水準に維持しながら、高い生産性下
での溶融還元が可能となつた。

以下に、この発明を実施さするときの装置を示
す図面を参照しながら、さらに詳細に説明する。

第１図において、１は、鉱石予熱炉、２は流動
層反応炉であつて、粒粉状の鉄鉱石を予備還元す
るとともに、併せて装入される粒粉状の石炭の揮
発分を分離しチヤー化すべく機能する。

３は塊成化装置であつて、たとえばブリケツト
マシンが適用され、流動層反応炉からの予備還元
鉱石、チヤーおよび他の系から供給される炭材と
を混練し塊成化する。

４は、溶融還元炉であり、この発明にあつては
上底吹転炉型反応容器が適用される。溶融還元炉
４は、酸素上吹き用ランス５ならびに酸素および
必要に応じて粉粒状炭材、或は鉄浴、スラグの撹
拌用のガスを底吹きするための羽口６ならびに塊
成化物（ブリケツト１７）等固体装入物を溶融還
元炉内へ装入するための装入装置７を備えてい
る。

（作用）次に、第１図に示す装置を用いて、鉄鉱石の溶
融還元を行うときの作用を説明する。

鉄鉱石１１および石灰石１２は、鉱石予熱炉１
において、石炭１３と空気２１との燃焼反応熱に
よつて加熱され、石灰石（CaCO₃）は、生石灰
（CaO）となつて流動層反応炉１に供給される。
なお、石灰石の代りにドロマイトなど石灰含有鉱
物を用いることもできる。特に後述する溶融還元
炉において、マグネシア系の炉材を利用する場合
には、ドロマイト等マグネシア含有鉱物は有理で
ある。

流動層反応炉２において、流動状態の予備鉱石
および生石灰に、石炭１３および酸素或は酸素含
有ガス２２が吹込まれる。

そうすると、吹込まれた石炭１３は、予熱鉱石
との熱交換、および酸素との反応による部分燃焼
により熱分解し、還元性のガスを発生するととも
に、チヤー１５となる。

チヤー生成量は、流動層反応炉（予備還元炉）
における焼結トラブル防止という観点からは、５
〜10％が適当であるけれども、溶融還元炉の熱源
をチヤーとするときには、60％程度まで増加させ
ることもできる。60％を超えるチヤーの生成量
は、流動層反応炉における熱負荷増となり好まし
くない。

一方、流動層反応炉２には、溶融還元炉４で発
生したガス或はこのガスを脱炭酸ガス処理して得
られる還元ガス２３が、流動層反応炉２からの燃
料ガス２４との熱交換によつて700〜900℃に昇温
せしめられた後吹込まれる。

流動層反応炉２に吹込まれた還元ガス２３は、
石炭１３の熱分解により生成した還元性ガスと混
合され、流動状態にある高温の粒粉状鉄鉱石を還
元し、予備還元鉱石（半還元鉱石）１４を生成す
る。

鉄鉱石の予備還元率は、流動層反応炉（予備還
元炉）における反応効率および、本発明の溶融還
元システム全体の燃料利用率の有利な0.5〜0.8の
範囲が選択される。好ましくは、0.6〜0.7の範囲
である。

また、鉱石予熱炉１において生成した生石灰１
６は、予熱鉱石とともに流動層反応炉２に装入さ
れ、流動層反応２内のガスの脱硫を行つた後、半
還元鉱石１４およびチヤー１５とともに流動層還
元炉２から排出される。

生石灰量は、溶融還元炉排出スラグの流動性お
よび脱硫機能の点から、スラグ塩基度（CaO／
SiO₂）が1.1〜1.7となるように、鉄鉱石および炭
材中の脈石成分および量を考慮して決定する。

このようにして得られた、半還元鉱石１４、チ
ヤー１５および生石灰１６は、溶融還元炉４にお
ける熱精算上必要な石炭やコークスといつた系外
からの炭材が加えられ、混練後塊成化装置３、た
とえばブリケツトマシンによつて成型され、ブリ
ケツト１７にされた後、装入装置７によつて溶融
還元炉４に装入される。

溶融還元炉４では、上吹きランス５から酸素２
２が浴に向つて吹きつけられるとともに、底吹羽
口６から浴中に酸素および石炭等の炭材が吹込ま
れる。そして、供給されるブリケツト１７に含ま
れる炭材、底吹羽口６からの酸素とともに吹込ま
れる炭材、或は装入装置７から供給されるコーク
ス１８などの炭材と、上吹きランス５から供給さ
れる酸素との反応によつて多量の熱を発生する。
この多量の熱によつてブリケツト１７中の半還元
鉱石１４は溶解し、還元が進行し溶鉄１９とな
る。

一方、半還元鉱石１４中の脈石と炭材および生
石灰１６とが反応してスラグ２０が生成し、溶融
還元炉４内に貯留する。そしてスラグ２０は、か
くして溶融還元炉４内で時間の経過とともに増加
して行くから間欠的に或は連続的に炉外へ排出す
る。

この発明は、流動層反応炉２における予備還元
工程生成物を塊成化し、これを溶融還元炉４にお
ける溶鉄１９とスラグ２０界面或はその近傍で優
先的に溶解・反応させることによつて、従来にな
い高い生産速度を得るとともに、炭材の酸化反応
と、半還元鉱石１４の還元反応を併せ進行せしめ
ることによつて特徴づけられるが、この点をさら
に説明する。

本発明者等は、本発明の実施例の項で後述する
ように、炭素を含んだ溶鉄と、その上部に、コー
クスを懸濁させたスラグを収納した溶解炉におい
て、鉄酸化物を溶融還元するに際しては、溶融還
元炉への酸化鉄の供給形態として、酸化鉄を粒粉
状で供給するよりも塊成化した状態で供給した方
が還元速度が高いことを見出した。

実験を伴う研究の結果、溶融還元炉内のスラグ
上部から供給された塊状の酸化鉄がスラグに溶解
することなく、スラグと溶鉄の界面に到達してい
ることが判つた。

溶融酸化鉄の炭素による還元反応は、通常、２
通りの場合が考えられる。

FeOx＋XCsolid＝Fe＋XCO ……(1) FeOx＋XCiron＝Fe＋XCO ……(2) (1)式は、酸化鉄（FeOx）の固体炭素による還元
を示し、(2)式は、酸化鉄（FeOx）の溶鉄中に含
有される炭素による還元を示している。

第２図に、溶融酸化鉄の固体炭素および溶鉄中
炭素による還元の進行状況を示す。

第２図において、曲線Ａは、坩堝を構成してい
るグラフアイト、つまり固体炭素による酸化鉄の
還元の進行状態を示しており、曲線Ｂは、炭素飽
和溶鉄による酸化鉄の還元の進行状態を示してい
る。

第２図から、固体炭素による酸化鉄の還元反応
（曲線Ａ）にあつては、初期還元速度が、炭素飽
和溶鉄による酸化鉄の還元反応（曲線Ｂ）の場合
に比し非常に遅く、或る程度の時間経過後、酸化
鉄が還元されて溶鉄が生成し、炭素飽和溶鉄によ
る還元が進行する曲線Ｂの状態に近づくにつれて
還元速度が速くなることが判る。

このように、酸化鉄の溶融還元速度は、溶鉄中
の炭素による場合が高いから、反応器としての生
産性を向上させるには、酸化鉄と炭素を含んだ溶
鉄とを直接接触させるプロセスが有利であること
が明らかである。

他方、還元鉄ペレツトを溶融スラグ中に供給し
て溶解する場合、投入されたペレツトは温度が低
いため、一旦表面にスラグの凝固皮膜を形成し、
ある程度の時間が経過して、スラグの凝固皮膜が
再溶解した後にペレツト自体の溶解が始まる。

第３図に、1400℃の溶融スラグに直径約20mmの
還元ペレツトを浸漬したときの、スラグの凝固膜
の厚さの経時変化を示す。

第３図の場合、ペレツト表面のスラグの凝固皮
膜が消失し、ペレツトの溶解が始まるまでに約３
分間を要することが判る。

この発明になる鉄鉱石の溶融還元プロセスにお
いては、溶鉄生産量１トン当り200〜300Kgのスラ
グが生成し、このスラグは主としてSiO₂−Al₂O₃
−CaOからなつている。

一般に、スラグ成分の反応速度は、反応に関係
する成分の濃度に比例する。

溶融還元炉に供給された鉄鉱石がスラグに溶解
すると鉄分がスラグに希釈される形となり反応速
度的に不利である。

本発明においては、チヤー等とともに塊成化さ
れた鉄鉱石が比表面積が小さいほどスラグに溶解
する際に時間遅れを示すことを利用するもので、
溶融還元炉に供給された鉄鉱石が、スラグに溶解
することなく、スラグ溶鉄の界面に到達し、ここ
で鉄浴に触れて溶解・反応することになり、第２
図に示す高い反応速度が実現する。

このような状態を作るためには、塊成化した装
入物の、溶融還元炉内スラグ中における沈降性お
よびスラグへの溶解開始時間を制御する必要があ
る。従つて、半還元鉱石１４、チヤー１５，石炭
１３の塊成化に際しては、次のような点に留意し
て条件を決めねばならない。

底吹羽口６からのガス吹込みにより撹拌されて
いるスラグ中に投入された塊成化物（簡単のため
ブリケツトと称する）が、スラグ中に浮遊するこ
となく沈降するためには、ある程度以上の比重を
もたなければならない。ブリケツト１７の比表面
積を小さくすること、および溶融スラグとの温度
差により凝固スラグ皮膜を形成したブリケツトが
スラグ２０への溶解速度を制御するといつた観点
からブリケツト１７ののサイズの下限を規制す
る。

さらに、酸化鉄の還元速度は、溶融状態におけ
る方が有利であるから、ブリケツトサイズをあま
り大きくすることは、溶融時間を長くすることに
なり不利である。従つてこの面から上限が規定さ
れる。

これら、ブリケツトサイズにおける条件は、熱
容量、熱伝導度など加熱特性にも関係するから、
ブリケツトの成分、充填密度にも左右される。

一方、溶融還元炉内におけるスラグ側の条件と
しては、第一に、温度があり、その他スラグの融
点、熱容量など伝熱特性に関係する物性、さらに
重要な因子としてスラグ層の厚さ、反応過程で発
生する気泡のために低下する見掛密度および撹拌
の強さなど、ブリケツトの沈降性に関係する因子
がある。

以上のようであるから、溶融還元炉内におい
て、ブリケツトを溶解させずにスラグ・メタル界
面に到達させるための条件を一般化して示すのは
困難である。ブリケツトサイズは、溶鉄の生産速
度や、溶融還元炉から生成せしめるべきガスの所
要量、また、流動層反応炉における熱収支などか
ら決定される鉄鉱石の予備還元率、所要炭材量か
らブリケツトの組成（鉄鉱石量、炭材量、生石灰
量）を決定し、さらに底吹き酸素量、撹拌用ガス
量で決まる撹拌強さ、およびスラグ層の厚さを考
慮して決定する。

ブリケツトサイズの目安としては、ストークス
による流体中粒子の終端速度式ここで〓ｓ：スラグの粘性〔Kg／ｍ・sec〕 u_n：撹拌されているスラグの速度〔ｍ／sec〕〓ｇ：ブリケツトの密度〔Kg／m³〕〓ｓ：フオーミング中のスラグの見掛密度
〔Kg／m³〕 Dp：スラグと等しく流動するブリケツトの限
界サイズ〔ｍ〕によつてスラグと等しく流動するブリケツトサイ
ズが決定されるから、これ以上の粒子径を選択す
ればよい。

本発明者等の経験によれば、ブリケツトサイズ
は、直径10〜50mmのものが良好な結果をもたらし
た。

実操業においては、鉄鉱石の一部は、スラグに
溶解し、わけてもブリケツトの溶融還元炉への装
入速度が早い場合には、スラグ中のFeO濃度が高
くなる。このような場合には、コークス或は流動
層反応炉で生成したチヤーをスラグ中に懸濁させ
て、固体炭素による還元を並行して進行させるこ
とによりFeO濃度を降下させる。

一方、鉄浴への炭素の補給は、上部からの炭材
の装入によつてもよいけれども、底吹羽口から酸
素とともに鉄浴中へ吹き込むことが有効な方法で
ある。

第４図に、底吹羽口から、鉄浴中にコークスを
吹込んだときの、炭素溶解速度をコークス吹込み
速度に対して示す。この図から明らかな如く、底
吹羽口からのコークス吹込みにより十分炭素供給
が可能である。

（実施例）定格溶融金属量が100Kgの高周波溶解炉を用い、
酸化鉄粉、酸化鉄ペレツトおよび第１図に示す流
動層反応炉から得られる半還元鉱石、チヤー、生
石灰を塊生化して得られるブリケツトの３種類の
原料をそれぞれ溶融還元した。

酸化鉄粉（鉄鉱石粉）を原料とする溶融還元に
あつては、前述の高周波溶解炉で炭素飽和鉄60Kg
を溶解し、炉底羽口から鉄浴中に酸素を吹込みな
がら、CaO：45％，SiO₂：35％，Al₂O₃：10％，
MgO：10％からなるスラグの存在の下に溶融還
元を進めた。静置時のスラグ層の厚さは40mmであ
つた。スララグ中にコークス粒（粒径約10mm）を
投入し、1500℃に達した時点で鉄鉱石（粒径：
0.075〜２mm）を投入して、スラグ中の鉄濃度が
10％となるようにした。

一定温度を保持しながら所定時間毎にスラグを
サンプリングし、鉄を分析して還元の進行に伴う
スラグ中鉄濃度の低下状況を調査し、以つて反応
速度を求めた。

第５図に、反応速度定数を、スラグ中に存在す
るコークス量の変化に対して示す。

５図から、コークス量の増加により還元速度が
大きくなること、またコークス量が零の場合でも
かなりの速度で反応が進行しており、鉄浴中の炭
素によつて還元反応が行われていることが判る。

酸化鉄（鉄鉱石粉）ペレツトを溶融還元におけ
る原料としたときの反応速度を第５図に破線で併
せ示す。

第５図から明らかな如く、酸化鉄ペレツトを溶
融還元の原料とするときは、酸化鉄粉を原料とす
るときに比較し、反応速度が段違いに高い。

これは、既に述べたように、酸化鉄ペレツトを
原料とするときは、スラグに対する沈降性および
溶解速度の差から、鉄浴とスラグ界面付近でペレ
ツトが溶解し、この部分が局部的に酸化鉄濃度の
高い部分となり、還元反応にとつて有利となつた
ためである。しかも、前述の酸化鉄濃度の高い部
分は局在しているから、炉壁耐火材に対し悪影響
を及ぼすこともなかつた。

次に、第１図に示す流動層反応炉から得られる
半還元鉱石、チヤー（混合比10重量％）、生石灰、
石炭を混練して高温状態で塊成化したものを、溶
融還元における原料としたときの反応速度定数
と、スラグ中コークス量との関係を、第５図中
に、Ａ点として併せ示す。

炭材を、原料ブリケツト中に内装することによ
る反応促進効果によつてさらに還元性が向上して
いることが判る。

本発明になるプロセスにおいては、流動層反応
炉から得られる半還元鉱石およびチヤーは、700
〜800℃の高温であるから、石炭など高温で流動
性を示す物質をバインダーとして混合し、熱間で
塊成化することが可能であり、この場合、バイン
ダーを別途加える必要がなく、コスト的に有利で
あるのみならず、半還元鉱石の顕熱利用の観点か
らエネルギー利用効率の点でもすぐれている。

この実施例においては、原料の塊成化に際し
て、チヤーの混合比率10重量％としたけれども、
溶融還元炉で、反応および溶解を確保するために
は、たとえば30％程度の揮発成分を有する炭種で
は、さらに500Kg程度り石炭が還元剤および熱源
として必要である。

溶融還元炉においては、粉状の石炭を上部から
供給すると、炉で発生しているガスのために飛散
し、炉内への装入が、極めて困難であるけれど
も、流動層反応炉から得られる半還元鉱石やチヤ
ーとともに塊成化し、ブリケツトとして装入する
ようにすれば、装入が極めて容易となる。

溶融還元炉への装入原料の塊成化に際しては、
流動層反応炉における焼結防止その他の観点か
ら、チヤーの量を10重量％としたけれども、溶融
還元炉における熱精算の点からは、チヤーの量の
増加は、石炭所要量の低下につながり、反応的に
はチヤーが有利であるから、ブリケツトの成型性
やチヤー化のためのコストの許す範囲内でチヤー
の量は多い方がよい。

（発明の効果）本発明は、以上述べたように構成しかつ作用せ
しめるようにしたから、コークス製造のための石
炭の乾留プロセス、鉄鉱石を焼結するプロセス、
さらには、加熱用電力を必要とすることなく、鉄
鉱石、石炭から、溶鉄を極めてコンパクトな設備
で高い設備生産性、労働生産性下で生産すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶融還元方法の全体像を示す
概念図、第２図は固体炭素および溶鉄中の炭素に
よる酸化鉄の溶融還元の推移を示す図、第３図は
溶融スラグ中に浸漬したペレツト表面に凝固付着
したスラグ厚みの経時変化を示す図、第４図はコ
ークスを底吹した場合の溶鉄に対する炭素の溶解
速度とコークス吹込速度の関係図、第５図は溶融
還元炉に対する鉄鉱石の供給形態を粉状、ペレツ
ト状、および炭材とのブリケツトと変えた場合の
還元速度の変化を示す図である。１……鉱石予熱炉、２……流動層反応炉、３…
…塊成化装置、４……溶融還元炉（上底吹転炉型
反応容器）、５……上吹きランス、６……底吹羽
口、７……装入装置、１１……鉄鉱石、１２……
石灰石、１３……石炭、１４……予備還元鉱石
（半還元鉱石）、１５……チヤー、１６……生石
灰、１７……塊成化物（ブリケツト）、１８……
コークス、１９……溶鉄、２０……スラグ、２１
……空気、２……酸素含有ガス、２３……還元ガ
ス、２４……燃料ガス。

Claims

【特許請求の範囲】

１流動層反応炉内に鉄鉱石、石炭、酸素含有ガ
スを装入して反応を進行せしめて鉄鉱石の予備還
元物およびチヤーを得、この予備還元鉱石および
チヤーならびに別の系から供給される石炭とを混
合、塊成化して得られるブリケツトを上底吹転炉
型反応容器に装入し、前記予備還元鉱石を溶融還
元することを特徴とする鉄鉱石の溶融還元方法。