JPH0469204B2 - - Google Patents
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- JPH0469204B2 JPH0469204B2 JP29183387A JP29183387A JPH0469204B2 JP H0469204 B2 JPH0469204 B2 JP H0469204B2 JP 29183387 A JP29183387 A JP 29183387A JP 29183387 A JP29183387 A JP 29183387A JP H0469204 B2 JPH0469204 B2 JP H0469204B2
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- Japan
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- secondary combustion
- oxygen
- nozzle
- iron
- iron bath
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、鉄の溶融還元方法に係り、詳しく
は、精錬炉の鉄浴中での脱炭反応により生成した
一酸化炭素のスラグ層中での二次燃焼およびその
二次燃焼で発生した熱の鉄浴への着熱を高効率で
行なわせながら、鉄浴中で鉄原料を溶融還元する
方法に関するものである。
は、精錬炉の鉄浴中での脱炭反応により生成した
一酸化炭素のスラグ層中での二次燃焼およびその
二次燃焼で発生した熱の鉄浴への着熱を高効率で
行なわせながら、鉄浴中で鉄原料を溶融還元する
方法に関するものである。
精錬炉の上部から精錬炉内の鉄浴上のスラグ層
の下部に挿入したランスの下端から、鉄浴中に撹
拌用ガスによる撹拌下に脱炭用酸素を吹き込み、
ランスの下部側壁の複数本の吹込みノズルからス
ラグ層中に二次燃焼用酸素を吹き込みながら、鉄
浴中で鉄原料を溶融還元する、鉄の溶融還元方法
が知られている。
の下部に挿入したランスの下端から、鉄浴中に撹
拌用ガスによる撹拌下に脱炭用酸素を吹き込み、
ランスの下部側壁の複数本の吹込みノズルからス
ラグ層中に二次燃焼用酸素を吹き込みながら、鉄
浴中で鉄原料を溶融還元する、鉄の溶融還元方法
が知られている。
この溶融還元方法では、撹拌中での脱炭反応に
より生成した一酸化炭素を、鉄浴上のスラグ層中
で二次燃焼させて大量の熱を発生させ、その熱を
スラグ層を介して鉄浴中に着熱させて、鉄浴中で
の鉄原料の溶融および還元反応のための熱に供し
ている。
より生成した一酸化炭素を、鉄浴上のスラグ層中
で二次燃焼させて大量の熱を発生させ、その熱を
スラグ層を介して鉄浴中に着熱させて、鉄浴中で
の鉄原料の溶融および還元反応のための熱に供し
ている。
ところで、従来の方法では次のような問題点が
あつた。
あつた。
即ち、スラグ層中での一酸化炭素の二次燃焼率
を高めるために、二次燃焼用酸素の吹込み量を増
加して行くと、第４図に示すように、二次燃焼率
は吹込み量がある量までは高くなるが、吹込み量
がそれ以上になると逆に下る。これは、二次燃焼
用酸素の吹込み量が多くなると、これが鉄浴から
スプラツシユした粒鉄が鉄浴の湯面に接触して、
これらの炭素を脱炭する量が多くなる結果、一酸
化炭素の発生量が増加するためであると考えられ
る。いずれにせよ、二次燃焼率は高々50％程度で
ある。
を高めるために、二次燃焼用酸素の吹込み量を増
加して行くと、第４図に示すように、二次燃焼率
は吹込み量がある量までは高くなるが、吹込み量
がそれ以上になると逆に下る。これは、二次燃焼
用酸素の吹込み量が多くなると、これが鉄浴から
スプラツシユした粒鉄が鉄浴の湯面に接触して、
これらの炭素を脱炭する量が多くなる結果、一酸
化炭素の発生量が増加するためであると考えられ
る。いずれにせよ、二次燃焼率は高々50％程度で
ある。
また、着熱効率は二次燃焼率を高くしていくと
低下するが、それでも小型精錬炉を用いた実験室
規模の溶融還元では、二次燃焼率30％位までは着
熱効率90％位を得られる条件がある。しかしなが
ら、転炉相当の大型精錬炉を用いた実規模の溶融
還元では、二次燃焼率30％で着脱効率70％位しか
得られていない。
低下するが、それでも小型精錬炉を用いた実験室
規模の溶融還元では、二次燃焼率30％位までは着
熱効率90％位を得られる条件がある。しかしなが
ら、転炉相当の大型精錬炉を用いた実規模の溶融
還元では、二次燃焼率30％で着脱効率70％位しか
得られていない。
以上のようなことから、一酸化炭素のスラグ層
中での二次燃焼およびその二次燃焼で発生した熱
の鉄浴への着熱を、それぞれ例えば50％より大お
よび90％より大の高効率で行なわせながら、鉄浴
中で鉄原料を溶融還元することがで累る、鉄の溶
融還元方法が望まれている。従つて、この発明
は、このような鉄の溶融還元方法を提供すること
を目的とする。
中での二次燃焼およびその二次燃焼で発生した熱
の鉄浴への着熱を、それぞれ例えば50％より大お
よび90％より大の高効率で行なわせながら、鉄浴
中で鉄原料を溶融還元することがで累る、鉄の溶
融還元方法が望まれている。従つて、この発明
は、このような鉄の溶融還元方法を提供すること
を目的とする。
この発明は、鉄の溶融還元方法において、ラン
スの下部側壁に設けられた複数本の吹込みノズル
から精錬炉内のスラグ層中に二次燃焼用酸素を吹
き込むことに関し、下記の(1)式、(2)式および(3)式
を満足するように操業することに特徴を有するも
のである。
スの下部側壁に設けられた複数本の吹込みノズル
から精錬炉内のスラグ層中に二次燃焼用酸素を吹
き込むことに関し、下記の(1)式、(2)式および(3)式
を満足するように操業することに特徴を有するも
のである。
Ｐ＞1.9Kg／cm2abs ……(1)
Ｌ＞0.0037vg -0.028θ1.7（ｄ√２）0.6ρs -0.46…
…(2) Ｄ＞30.16vg -0.012θ-0.16（ｄ√２）0.52ρs -0.47
……(3) 但し、吹込みノズルでの二次燃焼用酸素のノズ
ル圧力をＰ〔Kg／cm2abs〕、吹込みノズルからの二
次燃焼用酸素の水平線から下方へ計つた噴射角度
をθ〔度〕、吹込みノズルのノズル径をｄ〔mm〕、ス
ラグ層の嵩密度をρs〔Kg／m3〕、精錬炉内発生ガス
の空塔速度をvg〔Ｎｍ／Ｓ〕、吹込みノズルと鉄浴
の湯面との間の鉛直方向の距離をＬ〔ｍ〕、精錬炉
の内径をＤ〔ｍ〕とする。
…(2) Ｄ＞30.16vg -0.012θ-0.16（ｄ√２）0.52ρs -0.47
……(3) 但し、吹込みノズルでの二次燃焼用酸素のノズ
ル圧力をＰ〔Kg／cm2abs〕、吹込みノズルからの二
次燃焼用酸素の水平線から下方へ計つた噴射角度
をθ〔度〕、吹込みノズルのノズル径をｄ〔mm〕、ス
ラグ層の嵩密度をρs〔Kg／m3〕、精錬炉内発生ガス
の空塔速度をvg〔Ｎｍ／Ｓ〕、吹込みノズルと鉄浴
の湯面との間の鉛直方向の距離をＬ〔ｍ〕、精錬炉
の内径をＤ〔ｍ〕とする。
以下、この発明の方法について詳述する。
本発明者等は、鉄の溶融還元方法において、精
錬炉内のスラグ層中での一酸化炭素の二次燃焼お
よびその二次燃焼で発生した熱の鉄浴への着熱
を、それぞれ例えば50％より大および90％より大
の高効率で行なわせることを可能とすべく、ラン
スの下部側壁に設けられた複数本の吹込みノズル
からスラグ層中に二次燃焼用酸素を吹込むことに
関し、鋭意研究を重ねた。その結果、以下のよう
にすればよいことが判つた。
錬炉内のスラグ層中での一酸化炭素の二次燃焼お
よびその二次燃焼で発生した熱の鉄浴への着熱
を、それぞれ例えば50％より大および90％より大
の高効率で行なわせることを可能とすべく、ラン
スの下部側壁に設けられた複数本の吹込みノズル
からスラグ層中に二次燃焼用酸素を吹込むことに
関し、鋭意研究を重ねた。その結果、以下のよう
にすればよいことが判つた。
第１図は、この発明の方法の説明図である。第
１図において、１は精錬炉、２は精錬炉１内の鉄
浴３上のスラグ層４の下部に挿入されたランス、
５は精錬炉１の底壁に設けられた底吹きノズルで
ある。底吹きノズル５からの撹拌用ガスによる撹
拌下に鉄浴３中に、ランス２の下端から脱炭用酸
素が吹き込まれ、スラグ層４中にランス２の下部
側壁の複数本の吹込みノズルから二次燃焼用酸素
が吹き込まれる。
１図において、１は精錬炉、２は精錬炉１内の鉄
浴３上のスラグ層４の下部に挿入されたランス、
５は精錬炉１の底壁に設けられた底吹きノズルで
ある。底吹きノズル５からの撹拌用ガスによる撹
拌下に鉄浴３中に、ランス２の下端から脱炭用酸
素が吹き込まれ、スラグ層４中にランス２の下部
側壁の複数本の吹込みノズルから二次燃焼用酸素
が吹き込まれる。
先ず、ランス２の下部側壁の吹込みノズル１本
当りの二次燃焼用酸素の吹込み量とスラグ層４中
での一酸化炭素の二次燃焼によつて発生した熱の
鉄浴３への着熱効率との間の関係を調べた。その
結果を第２図に示す。
当りの二次燃焼用酸素の吹込み量とスラグ層４中
での一酸化炭素の二次燃焼によつて発生した熱の
鉄浴３への着熱効率との間の関係を調べた。その
結果を第２図に示す。
第２図から明らかなように、ノズル径３mmφ、
６mmφ、10mmφの共に、吹込みノズルの二次燃焼
用酸素の吹込み量が、吹込みノズルからの二次燃
焼用酸素の噴射ジエツトに音速を得られる吹込み
量（図中▽印で示す）以下になると、着熱効率は
ほぼその最大値から急激に減少する。従つて、各
ノズル径共に吹込み量の観点から着熱効率を高い
値にするためには、音速を得られる吹込み量以上
の吹込み量、即ち音速以上の噴射速度を確保すれ
ばよい。噴射速度に音速以上を得るにはノズル圧
力が1.893Kg／cm2abs以上、余裕をみて1.9Kg／cm2
absより大にすればよい。
６mmφ、10mmφの共に、吹込みノズルの二次燃焼
用酸素の吹込み量が、吹込みノズルからの二次燃
焼用酸素の噴射ジエツトに音速を得られる吹込み
量（図中▽印で示す）以下になると、着熱効率は
ほぼその最大値から急激に減少する。従つて、各
ノズル径共に吹込み量の観点から着熱効率を高い
値にするためには、音速を得られる吹込み量以上
の吹込み量、即ち音速以上の噴射速度を確保すれ
ばよい。噴射速度に音速以上を得るにはノズル圧
力が1.893Kg／cm2abs以上、余裕をみて1.9Kg／cm2
absより大にすればよい。
そこで、この発明では、先ず、吹込みノズルで
の二次燃焼用酸素のノズル圧力Ｐを、1.9Kg／cm2
absより大となる。即ち、下記(1)式の通りであ
る。
の二次燃焼用酸素のノズル圧力Ｐを、1.9Kg／cm2
absより大となる。即ち、下記(1)式の通りであ
る。
Ｐ＞1.9Kg／cm2abs ……(1)
次に、二次燃焼用酸素の送酸条件を種々変更し
て、二次燃焼用酸素の吹込み量と二次燃焼率との
関係を実験的に求めた。その結果、吹き込んだ二
次燃焼用酸素がほぼ100％、一酸化炭素の二次燃
焼に使われる条件は、下記の(2)式で表わすことが
できることが判つた。
て、二次燃焼用酸素の吹込み量と二次燃焼率との
関係を実験的に求めた。その結果、吹き込んだ二
次燃焼用酸素がほぼ100％、一酸化炭素の二次燃
焼に使われる条件は、下記の(2)式で表わすことが
できることが判つた。
Ｌ＞0.0037vg -0.028θ1.7（ｄ√２）0.6ρs -0.46…
…(2) ここで、Ｌは吹込みノズルと鉄浴３の湯面（静
止時の湯面である）との間の鉛直方向の距離
〔ｍ〕、vgは精錬炉１内発生ガスの空塔速度〔Ｎ
ｍ／Ｓ〕、θは吹込みノズルからの二次燃焼用酸
素の水平線から下方向へ計つた噴射角度〔度〕、
ｄは吹込みノズルのノズル径〔mm〕、ρsはスラグ
層４の嵩密度〔Kg／m3〕である。
…(2) ここで、Ｌは吹込みノズルと鉄浴３の湯面（静
止時の湯面である）との間の鉛直方向の距離
〔ｍ〕、vgは精錬炉１内発生ガスの空塔速度〔Ｎ
ｍ／Ｓ〕、θは吹込みノズルからの二次燃焼用酸
素の水平線から下方向へ計つた噴射角度〔度〕、
ｄは吹込みノズルのノズル径〔mm〕、ρsはスラグ
層４の嵩密度〔Kg／m3〕である。
上記(2)式で表わされる条件を満足すると、吹き
込んだ二次燃焼用酸素がほぼ100％、一酸化炭素
の二次燃焼に使われるから、その吹込み量に応じ
た二次燃焼率が得られる。従つて、吹込み量を設
定することにより50％を超える高い二次燃焼率を
得ることが可能となる。
込んだ二次燃焼用酸素がほぼ100％、一酸化炭素
の二次燃焼に使われるから、その吹込み量に応じ
た二次燃焼率が得られる。従つて、吹込み量を設
定することにより50％を超える高い二次燃焼率を
得ることが可能となる。
そこで、この発明では、(1)式と共に(2)式をも満
足するようにする。
足するようにする。
次に、二次燃焼によつて発生した熱の鉄浴３へ
の着熱効率と、吹込みノズル−炉壁間距離との間
の関係を調べた。その結果を、第３図に示す。第
３図から明らかなように、吹込みノズル−炉壁間
距離が凡そ1.1ｍ以上では、着熱効率が90％を上
廻るほぼ一定の高い値を示しているが、1.1ｍよ
り短かくなると着熱効率は急激に低下する。
の着熱効率と、吹込みノズル−炉壁間距離との間
の関係を調べた。その結果を、第３図に示す。第
３図から明らかなように、吹込みノズル−炉壁間
距離が凡そ1.1ｍ以上では、着熱効率が90％を上
廻るほぼ一定の高い値を示しているが、1.1ｍよ
り短かくなると着熱効率は急激に低下する。
そこで、その理由を更に調べたところ、吹込み
ノズルからの二次燃焼用酸素の噴射ジエツトが炉
壁に衝突する条件では、着熱効率が低下すること
が判つた。このことから、着熱効率を例えば90％
より高い値にするためには、二次燃焼用酸素の噴
射ジエツトが炉壁に衝突しなければよく、衝突し
ないための条件を実験的に調べたところ、下記の
(3)式を満せばよいことが判つた。
ノズルからの二次燃焼用酸素の噴射ジエツトが炉
壁に衝突する条件では、着熱効率が低下すること
が判つた。このことから、着熱効率を例えば90％
より高い値にするためには、二次燃焼用酸素の噴
射ジエツトが炉壁に衝突しなければよく、衝突し
ないための条件を実験的に調べたところ、下記の
(3)式を満せばよいことが判つた。
Ｄ＞30.16vg -0.012θ-0.16（ｄ√２）0.52ρs -0.47
……(3) ここで、Ｄは精錬炉１の内径〔ｍ〕である。
……(3) ここで、Ｄは精錬炉１の内径〔ｍ〕である。
そこで、この発明では、(1)式、(2)式と共に(3)式
をも満すようにする。
をも満すようにする。
従つて、この発明では、ランス２の下部側壁に
設けられた複数本の吹込みノズルからスラグ層４
中に二次燃焼用酸素を吹込むことに関し、上記の
(1)式、(2)式および(3)式を満足するように操業する
ものである。これによれば、精錬炉内のスラグ層
４中での一酸化炭素の二次燃焼およびその二次燃
焼によつて発生した熱の鉄浴３への着熱を、それ
ぞれ例えば50％より大および90％より大の高効率
で行なわせながら、鉄浴３中で鉄原料を溶融還元
することができる。
設けられた複数本の吹込みノズルからスラグ層４
中に二次燃焼用酸素を吹込むことに関し、上記の
(1)式、(2)式および(3)式を満足するように操業する
ものである。これによれば、精錬炉内のスラグ層
４中での一酸化炭素の二次燃焼およびその二次燃
焼によつて発生した熱の鉄浴３への着熱を、それ
ぞれ例えば50％より大および90％より大の高効率
で行なわせながら、鉄浴３中で鉄原料を溶融還元
することができる。
以上説明したように、この発明の溶融還元方法
によれば、精錬炉内のスラグ層中での一酸化炭素
の二次燃焼およびその二次燃焼で発生した熱の鉄
浴への着熱を、それぞれ例えば50％より大および
90％より大の高効率で行なわせながら、鉄浴中で
鉄原料を溶融還元することができる。
によれば、精錬炉内のスラグ層中での一酸化炭素
の二次燃焼およびその二次燃焼で発生した熱の鉄
浴への着熱を、それぞれ例えば50％より大および
90％より大の高効率で行なわせながら、鉄浴中で
鉄原料を溶融還元することができる。
第１図は、この発明の鉄の溶融還元方法を示す
説明図、第２図は、吹込みノズル１本当りの二次
燃焼用酸素の吹込み量と二次燃焼で発生した熱の
鉄浴への着熱効率との間の関係を示すグラフ、第
３図は、着熱効率と吹込みノズル−炉壁間距離と
の間の関係を示すグラフ、第４図は、従来の鉄の
溶融還元方法における二次燃焼用酸素の吹込み量
と二次燃焼率との間の関係を示すグラフである。 図面において、１……精錬炉、２……ランス、
３……鉄浴、４……スラグ層、５……底吹きノズ
ル。
説明図、第２図は、吹込みノズル１本当りの二次
燃焼用酸素の吹込み量と二次燃焼で発生した熱の
鉄浴への着熱効率との間の関係を示すグラフ、第
３図は、着熱効率と吹込みノズル−炉壁間距離と
の間の関係を示すグラフ、第４図は、従来の鉄の
溶融還元方法における二次燃焼用酸素の吹込み量
と二次燃焼率との間の関係を示すグラフである。 図面において、１……精錬炉、２……ランス、
３……鉄浴、４……スラグ層、５……底吹きノズ
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 精錬炉の底壁に設けられた底吹きノズルから
前記精錬炉内の鉄浴中に撹拌用ガスを吹き込ん
で、前記鉄浴を撹拌しつつ、 前記精錬炉の上部から前記鉄浴上のスラグ層の
下部に挿入したランスの下端から、前記鉄浴中に
脱炭用酸素を吹き込み、そして、 前記ランスの下部側壁に設けられた複数本の吹
込みノズルから、前記スラグ層中に二次燃焼用酸
素を吹き込むことからなる、鉄の溶融還元方法に
おいて、 前記吹込みノズルでの前記二次燃焼用酸素のノ
ズル圧力をＰ〔Kg／cm2abs〕、前記吹込みノズルか
らの前記二次燃焼用酸素の水平線から下方へ計つ
た噴射角度をθ〔度〕、前記吹込みノズルのノズル
径をｄ〔mm〕、前記スラグ層の嵩密度をρs〔Kg／
m3〕、前記精錬炉内発生ガスの空塔速度をvg〔Ｎ
ｍ／Ｓ〕、前記吹込みノズルと前記鉄浴の湯面と
の間の鉛直方向の距離をＬ〔ｍ〕および前記精錬
炉の内径をＤ〔ｍ〕としたときに、下記の(1)式、
(2)式および(3)式を満足するように操業することを
特徴とする、鉄の溶融還元方法。 Ｐ＞1.9Kg／cm2abs ……(1) Ｌ＞0.0037vg -0.028θ1.7（ｄ√２）0.6ρs -0.46…
…(2) Ｄ＞30.16vg -0.012θ-0.16（ｄ√２）0.52ρs -0.47
……(3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29183387A JPH01136913A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 鉄の溶融還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29183387A JPH01136913A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 鉄の溶融還元方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01136913A JPH01136913A (ja) | 1989-05-30 |
| JPH0469204B2 true JPH0469204B2 (ja) | 1992-11-05 |
Family
ID=17774008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29183387A Granted JPH01136913A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 鉄の溶融還元方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01136913A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPR023100A0 (en) * | 2000-09-19 | 2000-10-12 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process and apparatus |
| JP2008096295A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Mitsutoyo Corp | 三次元センサおよび接触プローブ |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29183387A patent/JPH01136913A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01136913A (ja) | 1989-05-30 |
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