JPH0635610B2 - 銑鉄の製造方法 - Google Patents
銑鉄の製造方法Info
- Publication number
- JPH0635610B2 JPH0635610B2 JP61071182A JP7118286A JPH0635610B2 JP H0635610 B2 JPH0635610 B2 JP H0635610B2 JP 61071182 A JP61071182 A JP 61071182A JP 7118286 A JP7118286 A JP 7118286A JP H0635610 B2 JPH0635610 B2 JP H0635610B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coal
- tower
- gas
- ore
- reduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、予備還元工程を改良した銑鉄の製造方法に関
する。
する。
（従来技術） 銑鉄製造方法として、変成した還元ガスを用いたガス還
元工程がすでに工業化されている。他方資源的に豊かな
一般炭を還元剤として使用する方法としてロータリーキ
ルンによる方法が主流を占めている。しかしこの方法
は、設備費、熱効率、還元率等の点で検討の余地を残し
ている。また多段の流動層を形成して還元効率を高める
ことも考えられているが、鉱石粒子を下段に移動させる
機構にトラブルが多く発生し操作が困難であり、しかも
構造が複雑となる。
元工程がすでに工業化されている。他方資源的に豊かな
一般炭を還元剤として使用する方法としてロータリーキ
ルンによる方法が主流を占めている。しかしこの方法
は、設備費、熱効率、還元率等の点で検討の余地を残し
ている。また多段の流動層を形成して還元効率を高める
ことも考えられているが、鉱石粒子を下段に移動させる
機構にトラブルが多く発生し操作が困難であり、しかも
構造が複雑となる。
（発明が解決する技術的課題） この発明は、熱効率、還元率が高く、溶解炉の負荷を軽
減できるとともに、安定した操業を行なえる予備還元炉
を備えた銑鉄の製造方法を提供することを目的とする。
減できるとともに、安定した操業を行なえる予備還元炉
を備えた銑鉄の製造方法を提供することを目的とする。
（技術的課題を解決する手段） まず本発明は、次のような知見に着目してなされたもの
である。ガス流速を増加させていった場合、その流動化
状態の変化を模式的に第１図に示す。流動化開始流速Ｕ
mfをわずかに越えた流速では流動層は、均一に流動化し
ている（第１図（ａ））。ガス流速が増大すると余剰の
ガスが層内を気泡として通過するようになる（第１図
（ｂ））。なおも流速を大きくすると第１図（ｃ）、
（ｄ）に示すようなスラッギング状態に移行する。この
場合層高が管径に比べ小さいと、スラッギング状態は発
生しない。
である。ガス流速を増加させていった場合、その流動化
状態の変化を模式的に第１図に示す。流動化開始流速Ｕ
mfをわずかに越えた流速では流動層は、均一に流動化し
ている（第１図（ａ））。ガス流速が増大すると余剰の
ガスが層内を気泡として通過するようになる（第１図
（ｂ））。なおも流速を大きくすると第１図（ｃ）、
（ｄ）に示すようなスラッギング状態に移行する。この
場合層高が管径に比べ小さいと、スラッギング状態は発
生しない。
これに対して管径に比べ層高の大きな流動層の場合、層
底の分散板付近で発生した気泡が上昇するにつれて合一
し、管径いっぱいに広がり、粒子層と空隙が交互に存在
するような状態となる。このような状態の流動層をスラ
ッギング流動層という。空隙をスラッグ、空隙間の粒子
層の厚みをスラッグスペースといっている。各スラッグ
間の粒子層はピストン流で動き、粒子層内での粒子の混
合も少ないので、全体としての粒子の滞留時間は、流動
層に近くなり、単一の流動層でありながら、多段流動層
のような特性を持つ。その結果粒子の反応率、伝熱効率
が高くなることが期待される。
底の分散板付近で発生した気泡が上昇するにつれて合一
し、管径いっぱいに広がり、粒子層と空隙が交互に存在
するような状態となる。このような状態の流動層をスラ
ッギング流動層という。空隙をスラッグ、空隙間の粒子
層の厚みをスラッグスペースといっている。各スラッグ
間の粒子層はピストン流で動き、粒子層内での粒子の混
合も少ないので、全体としての粒子の滞留時間は、流動
層に近くなり、単一の流動層でありながら、多段流動層
のような特性を持つ。その結果粒子の反応率、伝熱効率
が高くなることが期待される。
本発明は、この知見に着目してなされたもので、塔高／
塔径が５以上の細長い予備還元塔の下部から石炭を挿入
するとともに石炭燃焼ガスを吹込んで石炭を流動化燃焼
して乾留状態のチャーとし、これらガス及びチャーを上
方へ移動せしめ、かつ上部から鉱石粒子を挿入し上記ガ
スによりスラッギング状態の流動層を形成して鉱石粒子
を順次下段に移動させていき、この状態で鉱石粒子を順
次予熱し、予備還元していく工程と、予備還元した鉱石
粒子を取出して溶解炉にいれ、これを還元溶解する工程
とを具備した銑鉄の製造方法である。
塔径が５以上の細長い予備還元塔の下部から石炭を挿入
するとともに石炭燃焼ガスを吹込んで石炭を流動化燃焼
して乾留状態のチャーとし、これらガス及びチャーを上
方へ移動せしめ、かつ上部から鉱石粒子を挿入し上記ガ
スによりスラッギング状態の流動層を形成して鉱石粒子
を順次下段に移動させていき、この状態で鉱石粒子を順
次予熱し、予備還元していく工程と、予備還元した鉱石
粒子を取出して溶解炉にいれ、これを還元溶解する工程
とを具備した銑鉄の製造方法である。
（実施例） 第２図は、銑鉄の製造装置を示す。この装置は、予備還
元塔１１に溶解炉１２を組合わせて構成されている。予
備還元塔１１は、塔高／塔径を５以上、好ましくは５〜
２０とする。予備還元塔１１の下部には、石炭装入管１
３、炉頂ガス吹込管１４、加熱空気吹込管１５が取付け
られている。石炭装入管１３には、インジェクショフィ
ーダー１７を介して、炉頂ガス吹込管１６が装着され、
このフィーダーの上部に石炭供給ホッパー１８が装備さ
れている。また予備還元塔１１の上部には、粉鉱石装入
管１９が取付けられ、この装入管１９に粉鉱石供給ホッ
パー２０が装着されている。更に予備還元塔１１の頂部
には炉頂ガス排気管２１が取付けられている。ここに
は、ホットサイクロン２２，２３及び熱交換器２４が装
着されている。ホットサイクロン２２で集められた粉鉱
石は還元塔上部に戻される。熱交換器２４では空気を加
熱しており、ここで加熱された空気が加熱空気吹込管１
５から還元塔内に供給される。熱交換器通過後の排ガス
の一部は昇圧機２５によりインジェクション用としてイ
ンジェクションフィーダー１７に供給される。還元塔１
１の下側部には、粉鉱石取出管２６が取付けられ、予備
還元された粉鉱石を上記溶解炉１２に供給するようにな
っている。溶解炉１２では、供給された粉鉱石に酸素噴
出管２７から酸素を吹き込んで鉱石粒子を溶解還元し
て、溶鉄とスラグを得る。溶解炉１２で発生したＣＯ等
のガスは還元塔頂部からの排ガスとともにインジェクタ
ー２８から予備還元塔内に入る。
元塔１１に溶解炉１２を組合わせて構成されている。予
備還元塔１１は、塔高／塔径を５以上、好ましくは５〜
２０とする。予備還元塔１１の下部には、石炭装入管１
３、炉頂ガス吹込管１４、加熱空気吹込管１５が取付け
られている。石炭装入管１３には、インジェクショフィ
ーダー１７を介して、炉頂ガス吹込管１６が装着され、
このフィーダーの上部に石炭供給ホッパー１８が装備さ
れている。また予備還元塔１１の上部には、粉鉱石装入
管１９が取付けられ、この装入管１９に粉鉱石供給ホッ
パー２０が装着されている。更に予備還元塔１１の頂部
には炉頂ガス排気管２１が取付けられている。ここに
は、ホットサイクロン２２，２３及び熱交換器２４が装
着されている。ホットサイクロン２２で集められた粉鉱
石は還元塔上部に戻される。熱交換器２４では空気を加
熱しており、ここで加熱された空気が加熱空気吹込管１
５から還元塔内に供給される。熱交換器通過後の排ガス
の一部は昇圧機２５によりインジェクション用としてイ
ンジェクションフィーダー１７に供給される。還元塔１
１の下側部には、粉鉱石取出管２６が取付けられ、予備
還元された粉鉱石を上記溶解炉１２に供給するようにな
っている。溶解炉１２では、供給された粉鉱石に酸素噴
出管２７から酸素を吹き込んで鉱石粒子を溶解還元し
て、溶鉄とスラグを得る。溶解炉１２で発生したＣＯ等
のガスは還元塔頂部からの排ガスとともにインジェクタ
ー２８から予備還元塔内に入る。
しかして予備還元塔では、下部から挿入された石炭が下
部からの空気により流動化燃焼され、乾燥状態のチャー
はガスとともに上方へ移動する。一方上部から挿入され
た鉱石粒子は、下部からのガスにより還元塔内で流動層
を形成する。この場合、予備還元塔が先に述べた様な細
長い形状のためガス層３１を介して複数段の粒子層３２
が形成される。本発明で塔高／塔径の比を５以上と限定
した理由は、この比未満では、複数段の粒子層３２を形
成することができないためである。粒子層３２を構成す
る固体粒子は、下部からのガスにより加熱、還元されな
がら順次下法に移動していく。そして粉鉱石取出管２６
から溶解炉１２に投入される。この予備還元塔１１によ
れば、粒子の滞留時間が移動層に近くなっているので、
還元塔下部からのガスとの熱交換を順次行ない、その効
率がよい。また石炭の流動化燃焼により発生する熱の多
くは還元塔上部の還元帯に与えられ、かつ還元帯の排ガ
スの一部が途中に吹き込まれ残存するチャーにより還元
ガス中のＣＯとＨ２の割合を増加させて還元力が再生さ
れ、これが鉱石の還元に利用される。なお実施例のよう
に、熱量補償のために酸素富化、予熱空気の吹込みを行
なうのが好ましい。
部からの空気により流動化燃焼され、乾燥状態のチャー
はガスとともに上方へ移動する。一方上部から挿入され
た鉱石粒子は、下部からのガスにより還元塔内で流動層
を形成する。この場合、予備還元塔が先に述べた様な細
長い形状のためガス層３１を介して複数段の粒子層３２
が形成される。本発明で塔高／塔径の比を５以上と限定
した理由は、この比未満では、複数段の粒子層３２を形
成することができないためである。粒子層３２を構成す
る固体粒子は、下部からのガスにより加熱、還元されな
がら順次下法に移動していく。そして粉鉱石取出管２６
から溶解炉１２に投入される。この予備還元塔１１によ
れば、粒子の滞留時間が移動層に近くなっているので、
還元塔下部からのガスとの熱交換を順次行ない、その効
率がよい。また石炭の流動化燃焼により発生する熱の多
くは還元塔上部の還元帯に与えられ、かつ還元帯の排ガ
スの一部が途中に吹き込まれ残存するチャーにより還元
ガス中のＣＯとＨ２の割合を増加させて還元力が再生さ
れ、これが鉱石の還元に利用される。なお実施例のよう
に、熱量補償のために酸素富化、予熱空気の吹込みを行
なうのが好ましい。
下部の還元ガス発生帯と上部の還元帯との境界領域で
は、還元された鉱石粒子と下部から上昇してきたチャー
とが混合しており、このチャーにより鉱石粒子の付着を
防止することができる。この結果鉱石粒子の温度をかな
り上げることができる。例えば通常流動層による還元で
は粒子の場合７００〜８００℃程度、ペレットの場合１
０００℃程度が上限であり、シャフト炉の場合は、９０
０℃程度であるが、この方法では、チャーの混在により
上限温度を１００〜２００℃程度上昇することが可能で
ある。
は、還元された鉱石粒子と下部から上昇してきたチャー
とが混合しており、このチャーにより鉱石粒子の付着を
防止することができる。この結果鉱石粒子の温度をかな
り上げることができる。例えば通常流動層による還元で
は粒子の場合７００〜８００℃程度、ペレットの場合１
０００℃程度が上限であり、シャフト炉の場合は、９０
０℃程度であるが、この方法では、チャーの混在により
上限温度を１００〜２００℃程度上昇することが可能で
ある。
またシャフト炉の場合は、粒子を切出す操作を機械的に
おこなわなければならず、ある程度冷却が必要となる
が、本発明方法では還元された粒子は、還元塔内で流動
化しているので高温のまま定期的に排出できる。従って
本発明方法では溶解炉に高温のまま鉱石粒子を供給でき
る利点がある。またこの発明では鉱石粒子の滞留時間を
一定に保つことができるので、安定した反応率を得るこ
とができる。溶解炉に鉱石粒子とともに挿入されるチャ
ーは、溶解炉における燃料となり有効に利用される。
おこなわなければならず、ある程度冷却が必要となる
が、本発明方法では還元された粒子は、還元塔内で流動
化しているので高温のまま定期的に排出できる。従って
本発明方法では溶解炉に高温のまま鉱石粒子を供給でき
る利点がある。またこの発明では鉱石粒子の滞留時間を
一定に保つことができるので、安定した反応率を得るこ
とができる。溶解炉に鉱石粒子とともに挿入されるチャ
ーは、溶解炉における燃料となり有効に利用される。
次に本発明方法の物質及び熱収支の計算例を第１図に併
記する。
記する。
鉱石は、酸化度１．５、脈石分２００Kgである。
石炭の工業分析結果は、固体酸素４０％、揮発分５０
％、灰分５％、水分５％であり、その元素分析結果
（ｄ．ａ．ｆ）は、Ｃ７８％、Ｈ６％、Ｏ１６％であ
る。
％、灰分５％、水分５％であり、その元素分析結果
（ｄ．ａ．ｆ）は、Ｃ７８％、Ｈ６％、Ｏ１６％であ
る。
原単位は、空気１１３０Ｎｍ３、酸素５２Ｎｍ３、石炭
５８０Kgである。
５８０Kgである。
炉頂ガスの組成は、Ｎ２４３．８％、ＣＯ１８．６％、
ＣＯ２１８．６％、Ｈ２９．５％、Ｈ２Ｏ９．５％であ
る。その熱量（燃焼熱）は、８００Ｋｃａｌ／Ｎｍ３で
ある。
ＣＯ２１８．６％、Ｈ２９．５％、Ｈ２Ｏ９．５％であ
る。その熱量（燃焼熱）は、８００Ｋｃａｌ／Ｎｍ３で
ある。
取出管２６には、９５％還元された銑鉄１０２１Kg、ス
ラグ２２２Kg、チャー７０Kgが取出され、溶解炉に供給
される。溶解炉では、１０００Kgの溶鉄が得られる。
ラグ２２２Kg、チャー７０Kgが取出され、溶解炉に供給
される。溶解炉では、１０００Kgの溶鉄が得られる。
（発明の効果） この発明によれば、予備還元塔内の鉱石を高還元率でホ
ットチャージすることができるので溶解炉の負荷を軽減
することができる。石炭を直接溶解炉にいれると、燃焼
が急激に起り、操業が不安定となるが、この発明ではチ
ャーとして入ってくるので、操業が安定する。
ットチャージすることができるので溶解炉の負荷を軽減
することができる。石炭を直接溶解炉にいれると、燃焼
が急激に起り、操業が不安定となるが、この発明ではチ
ャーとして入ってくるので、操業が安定する。
第１図（ａ）ないし同図（ｄ）は流動化状態を分類して
示す説明図、第２図は本発明の銑鉄の製造方法の一例を
示す説明図である。 １１……予備還元塔、１２……溶解炉、１３……石炭装
入管、１４……炉頂ガス吹込管、１５……加熱空気吹込
管、１６……炉頂ガス吹込管、１７……インジェクショ
ンフィダー、１８……石炭供給ホッパー、１９……粉鉱
石装入管、２０……鉱石供給ホッパー、２１……炉頂ガ
ス排気管、２２，２３……ホットサイクロン、２４……
熱交換器、２５……昇圧機、２６……粉鉱石取出管、２
７……酸素噴出管、２８……インジェクター
示す説明図、第２図は本発明の銑鉄の製造方法の一例を
示す説明図である。 １１……予備還元塔、１２……溶解炉、１３……石炭装
入管、１４……炉頂ガス吹込管、１５……加熱空気吹込
管、１６……炉頂ガス吹込管、１７……インジェクショ
ンフィダー、１８……石炭供給ホッパー、１９……粉鉱
石装入管、２０……鉱石供給ホッパー、２１……炉頂ガ
ス排気管、２２，２３……ホットサイクロン、２４……
熱交換器、２５……昇圧機、２６……粉鉱石取出管、２
７……酸素噴出管、２８……インジェクター
Claims (1)
- 【請求項１】塔高／塔径が５以上の細長い予備還元塔の
下部から石炭を挿入するとともに石炭燃焼ガスを吹込ん
で石炭を流動化燃焼して乾留状態のチャーとし、これら
ガス及びチャーを上方へ移動せしめ、かつ上部から鉱石
粒子を挿入し上記ガスによりスラッギング状態の流動層
を形成して鉱石粒子を順次下段に移動させていき、この
状態で鉱石粒子を順次予熱し、予備還元していく工程
と、予備還元した鉱石粒子を取出して溶解炉に入れ、こ
れを還元溶解する工程とを具備した銑鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071182A JPH0635610B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 銑鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071182A JPH0635610B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 銑鉄の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62228415A JPS62228415A (ja) | 1987-10-07 |
| JPH0635610B2 true JPH0635610B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=13453256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61071182A Expired - Lifetime JPH0635610B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 銑鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635610B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5938815A (en) * | 1997-03-13 | 1999-08-17 | The Boc Company, Inc. | Iron ore refining method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59129707A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-26 | Kawasaki Steel Corp | 金属酸化物の直接精錬法およびその装置 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61071182A patent/JPH0635610B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62228415A (ja) | 1987-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU612028B2 (en) | Method and apparatus for reduction of material containing metal oxide | |
| JPS5913644B2 (ja) | 発熱工程の実施方法 | |
| CN1078499A (zh) | 高产率熔融还原法 | |
| US5613997A (en) | Metallurgical process | |
| US4530101A (en) | Electric arc fired cupola for remelting of metal chips | |
| CN1754003B (zh) | 用于改善流化床型还原设备操作的制造铁水的设备及其使用方法 | |
| US3928021A (en) | Process of reducing iron ores | |
| CN1227371C (zh) | 含氧化物矿砂的气体还原方法及设备 | |
| JP2732522B2 (ja) | 自溶性又は非自溶性で、自己還元性の鉱塊又は鉱石から鉄又は非鉄金属を製造する装置 | |
| AU679662B2 (en) | Reduction of iron oxide-containing materials with solid carbonaceous reducing agents | |
| JP3057576B2 (ja) | 粒子状材料の加熱処理方法及びその装置 | |
| CN101445850A (zh) | 一种含铁物料悬浮二级快速还原工艺方法及其装置 | |
| JPH04505945A (ja) | 金属酸化物の予備加熱及び予備還元 | |
| CN101445851A (zh) | 一种含铁物料悬浮还原工艺方法及其装置 | |
| US3585023A (en) | Method and apparatus for reduction of iron ore | |
| JPH0635610B2 (ja) | 銑鉄の製造方法 | |
| JPH10506682A (ja) | 液体銑鉄もしくは液体前製品及び海綿の製造方法及びこの方法を実行するためのプラント | |
| CN102002546A (zh) | 一种含铁物料悬浮还原装置及工艺 | |
| EP0618302A1 (en) | Metallurgical processes and appartus | |
| JPS58174512A (ja) | 溶融鉄の製造方法及び装置 | |
| US1841602A (en) | Treatment of iron ores and the like | |
| CN1035136A (zh) | 铁矿石熔融还原的方法及设备 | |
| WO2025155189A1 (en) | A method for producing iron fuel from metal oxide containing charge materials via reducing the metal oxide containing charge materials | |
| JPS6311609A (ja) | 鉄鉱石の予備還元装置 | |
| JPH0130888B2 (ja) |