JPH0680167B2 - スポンジ鉄からの炭素含有溶融鉄の製造方法 - Google Patents
スポンジ鉄からの炭素含有溶融鉄の製造方法Info
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- JPH0680167B2 JPH0680167B2 JP59176504A JP17650484A JPH0680167B2 JP H0680167 B2 JPH0680167 B2 JP H0680167B2 JP 59176504 A JP59176504 A JP 59176504A JP 17650484 A JP17650484 A JP 17650484A JP H0680167 B2 JPH0680167 B2 JP H0680167B2
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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- F27D17/10—Arrangements for using waste heat
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体の炭素含有還元剤を用いて酸化鉄含有物
質を直接還元してスポンジ鉄を生成させることおよび上
記スポンジ鉄をサブマージドアーク炉で溶融させること
による約1.8〜2.5％の炭素含有溶融鉄の製造方法に関す
る。
質を直接還元してスポンジ鉄を生成させることおよび上
記スポンジ鉄をサブマージドアーク炉で溶融させること
による約1.8〜2.5％の炭素含有溶融鉄の製造方法に関す
る。
従来の技術及びその問題点 アーク炉でスポンジ鉄を溶融させる場合、とりわけスポ
ンジ鉄のみをアーク炉に装入する場合には、種々の問題
点がある。本発明において「アーク炉」という語は、電
極と金属装入物または鋼浴との間で放射するアークによ
って加熱される方式の直接加熱式アーク炉（ダイレクト
・アーク炉）という意味に用いる。このような観点から
すると、電気炉でスポンジ鉄を溶融する方法はこれまで
にも提供されているといえる。
ンジ鉄のみをアーク炉に装入する場合には、種々の問題
点がある。本発明において「アーク炉」という語は、電
極と金属装入物または鋼浴との間で放射するアークによ
って加熱される方式の直接加熱式アーク炉（ダイレクト
・アーク炉）という意味に用いる。このような観点から
すると、電気炉でスポンジ鉄を溶融する方法はこれまで
にも提供されているといえる。
サブマージドアーク炉におけるスポンジ鉄の溶融操作
は、例えば、“Stahl und Eisen"97巻、1977年発行、７
頁〜17頁に記載されている。このような従来の方法は主
としてアーク炉に代わるものを目的とし、即ち、炭素含
量が約１％以下の鋼の製造を目的としたものである。ま
た、使用するスポンジ鉄は炭素含量が１％以上であり、
即ち、気体のCO含有還元剤を用いて直接還元することに
よって得られるスポンジ鉄である。この場合使用するス
ポンジ鉄の粒径下限値は6mmとされており、金属化率は
約90％とされている。従って、炭素含量が高く、しかも
冶金学的性質の優れたスポンジ鉄が装入物として用いら
れねばならず、電気エネルギーは、電源から調達され
る。
は、例えば、“Stahl und Eisen"97巻、1977年発行、７
頁〜17頁に記載されている。このような従来の方法は主
としてアーク炉に代わるものを目的とし、即ち、炭素含
量が約１％以下の鋼の製造を目的としたものである。ま
た、使用するスポンジ鉄は炭素含量が１％以上であり、
即ち、気体のCO含有還元剤を用いて直接還元することに
よって得られるスポンジ鉄である。この場合使用するス
ポンジ鉄の粒径下限値は6mmとされており、金属化率は
約90％とされている。従って、炭素含量が高く、しかも
冶金学的性質の優れたスポンジ鉄が装入物として用いら
れねばならず、電気エネルギーは、電源から調達され
る。
固体の炭素含有還元剤を用いた直接還元においては、炭
素含量が著しく少ないスポンジ鉄が生成する。この場合
炭素含量は一般に0.5以下である。その他に冶金学的性
質の劣った、即ち、金属化率が低いそして／または粒径
の小さいスポンジ鉄が部分的に生ずる。特に冶金学的性
質の劣ったスポンジ鉄を溶融させることは難しく、余分
な経費を必要とする。
素含量が著しく少ないスポンジ鉄が生成する。この場合
炭素含量は一般に0.5以下である。その他に冶金学的性
質の劣った、即ち、金属化率が低いそして／または粒径
の小さいスポンジ鉄が部分的に生ずる。特に冶金学的性
質の劣ったスポンジ鉄を溶融させることは難しく、余分
な経費を必要とする。
本発明は上記問題点に鑑みてなされ、固体の炭素含有還
元剤を用いた直接還元によってスポンジ鉄を製造し、と
りわけ上記スポンジ鉄製造の際に冶金学的性質の劣った
部分を可能な限り簡単に且つ経済的な方法で溶融させる
ことを目的とする。
元剤を用いた直接還元によってスポンジ鉄を製造し、と
りわけ上記スポンジ鉄製造の際に冶金学的性質の劣った
部分を可能な限り簡単に且つ経済的な方法で溶融させる
ことを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記目的は、固体の炭素含有還元剤を用いて酸化鉄含有
物質を直接還元してスポンジ鉄を生成させることおよび
上記スポンジ鉄をサブマージドアーク炉で熔融させるこ
とによる約1.8〜2.5％の炭素含有熔融鉄の製造方法にお
いて、 ａ）直接還元による生成物をスポンジ鉄と過剰の炭素を
含む非磁性物質とに磁気分離により分離する工程； ｂ）直接還元による排ガスを燃焼して電気エネルギーを
発生させる工程； ｃ）高温燃焼ガスを燃焼装置で発生させ、これを利用し
て付加的電気エネルギーを発生させる工程； ｄ）前記ａ）工程の炭素含有非金属物質の少なくとも一
部を前記ｃ）工程の燃焼装置に装入する工程； ｅ）前記ａ）工程のスポンジ鉄をサブマージドアーク炉
で完全に熔融する工程； ｆ）前記ｂ）工程及びｃ）工程で発生した全電気エネル
ギーが前記ｅ）工程でスポンジ鉄を炭素含有熔融鉄に熔
融するに必要な電気エネルギー量に少なくとも相当し、
この必要量の電気エネルギーをサブマージドアーク炉に
供給する工程； の各工程を具備することによって、達成される。
物質を直接還元してスポンジ鉄を生成させることおよび
上記スポンジ鉄をサブマージドアーク炉で熔融させるこ
とによる約1.8〜2.5％の炭素含有熔融鉄の製造方法にお
いて、 ａ）直接還元による生成物をスポンジ鉄と過剰の炭素を
含む非磁性物質とに磁気分離により分離する工程； ｂ）直接還元による排ガスを燃焼して電気エネルギーを
発生させる工程； ｃ）高温燃焼ガスを燃焼装置で発生させ、これを利用し
て付加的電気エネルギーを発生させる工程； ｄ）前記ａ）工程の炭素含有非金属物質の少なくとも一
部を前記ｃ）工程の燃焼装置に装入する工程； ｅ）前記ａ）工程のスポンジ鉄をサブマージドアーク炉
で完全に熔融する工程； ｆ）前記ｂ）工程及びｃ）工程で発生した全電気エネル
ギーが前記ｅ）工程でスポンジ鉄を炭素含有熔融鉄に熔
融するに必要な電気エネルギー量に少なくとも相当し、
この必要量の電気エネルギーをサブマージドアーク炉に
供給する工程； の各工程を具備することによって、達成される。
直接還元による排ガスの顕熱や後燃えによって放出され
る潜熱を利用して蒸気を発生させ、この蒸気によって、
サブマージドアーク炉に供給する電気エネルギーを発生
させる。スポンジ鉄の装入量は、発生した電気エネルギ
ーが所望の炭素含有熔融鉄の製造に十分となるように調
整される。反応動力学上、炭素含有熔融鉄は、炭素で飽
和させることができない。上記炭素含量を付与するため
に、相応する量の炭素が炉に添加される。発生した電気
エネルギーの短時間の変動は、考慮しなくともよい。何
故ならば、サブマージドアーク炉は、入力が変化しても
運転できるからである。電気エネルギーが長時間に亘っ
て変動する場合には、調整は装入されるスポンジ鉄の量
によって行うことができる。直接還元時に生ずるスポン
ジ鉄の選鉱を行わない場合には、冶金学的性質の劣った
スポンジ鉄と冶金学的性質の優れたスポンジ鉄との混合
物がサブマージドアーク炉に装入される。選鉱を行う場
合には、常にまず冶金学的性質の劣ったスポンジ鉄のみ
が装入される。冶金学的性質の劣ったスポンジ鉄の量が
不足してくると、冶金学的性質の優れたスポンジ鉄も装
入される。サブマージドアーク炉に装入されなかった上
記冶金学的に優れたスポンジ鉄は、市販するか、その他
の目的に使用すればよい。電気還元炉への装入は、高温
状態で行うこともできる。生成した炭素含有熔融鉄は、
鋳造されたり、粒状化されたりまたは、溶融状態で更に
処理することが可能である。直接還元は、特にロータリ
ーキルンで行われるが、それ以外にも、例えば、微粒状
鉱石を使用して循環式流動床で行うこともできる。
る潜熱を利用して蒸気を発生させ、この蒸気によって、
サブマージドアーク炉に供給する電気エネルギーを発生
させる。スポンジ鉄の装入量は、発生した電気エネルギ
ーが所望の炭素含有熔融鉄の製造に十分となるように調
整される。反応動力学上、炭素含有熔融鉄は、炭素で飽
和させることができない。上記炭素含量を付与するため
に、相応する量の炭素が炉に添加される。発生した電気
エネルギーの短時間の変動は、考慮しなくともよい。何
故ならば、サブマージドアーク炉は、入力が変化しても
運転できるからである。電気エネルギーが長時間に亘っ
て変動する場合には、調整は装入されるスポンジ鉄の量
によって行うことができる。直接還元時に生ずるスポン
ジ鉄の選鉱を行わない場合には、冶金学的性質の劣った
スポンジ鉄と冶金学的性質の優れたスポンジ鉄との混合
物がサブマージドアーク炉に装入される。選鉱を行う場
合には、常にまず冶金学的性質の劣ったスポンジ鉄のみ
が装入される。冶金学的性質の劣ったスポンジ鉄の量が
不足してくると、冶金学的性質の優れたスポンジ鉄も装
入される。サブマージドアーク炉に装入されなかった上
記冶金学的に優れたスポンジ鉄は、市販するか、その他
の目的に使用すればよい。電気還元炉への装入は、高温
状態で行うこともできる。生成した炭素含有熔融鉄は、
鋳造されたり、粒状化されたりまたは、溶融状態で更に
処理することが可能である。直接還元は、特にロータリ
ーキルンで行われるが、それ以外にも、例えば、微粒状
鉱石を使用して循環式流動床で行うこともできる。
本発明の構成においては、サブマージドアーク炉に装入
する前にスポンジ鉄が選鉱され、選鉱時に得られた冶金
学的性質の劣ったスポンジ鉄画分が、サブマージドアー
ク炉に装入される。選鉱は、磁気分離によって行われ
る。この選鉱は、高温または低温においても行うことが
できる。選鉱により、以下の各画分が生ずる。即ち粗粒
状のスポンジ鉄、微粒状のスポンジ鉄、過剰の炭素、灰
および脱硫剤。従って、冶金学的性質の劣ったスポンジ
鉄の全量をサブマージドアーク炉に装入でき、冶金学的
性質の優れたスポンジ鉄を市販したり、更に処理したり
することができる。市販または以後の処理のために、冶
金学的性質の最も優れた部分が得られるように、選鉱を
行うことができる。更に、サブマージドアーク炉に必要
な炭素が所望量正確に供給できる。それと同時に、分離
した過剰炭素、特に、品質の良い、即ち、灰含有および
硫黄含有の比較的少ない過剰炭素が使用できる。過剰炭
素は、直接還元工程にもどすか、その他の目的に使用す
ることもできる。
する前にスポンジ鉄が選鉱され、選鉱時に得られた冶金
学的性質の劣ったスポンジ鉄画分が、サブマージドアー
ク炉に装入される。選鉱は、磁気分離によって行われ
る。この選鉱は、高温または低温においても行うことが
できる。選鉱により、以下の各画分が生ずる。即ち粗粒
状のスポンジ鉄、微粒状のスポンジ鉄、過剰の炭素、灰
および脱硫剤。従って、冶金学的性質の劣ったスポンジ
鉄の全量をサブマージドアーク炉に装入でき、冶金学的
性質の優れたスポンジ鉄を市販したり、更に処理したり
することができる。市販または以後の処理のために、冶
金学的性質の最も優れた部分が得られるように、選鉱を
行うことができる。更に、サブマージドアーク炉に必要
な炭素が所望量正確に供給できる。それと同時に、分離
した過剰炭素、特に、品質の良い、即ち、灰含有および
硫黄含有の比較的少ない過剰炭素が使用できる。過剰炭
素は、直接還元工程にもどすか、その他の目的に使用す
ることもできる。
本発明の好ましい構成においては、サブマージドアーク
炉内で生成した炭素含有熔融鉄が加炭処理される。加炭
処理は、取鍋中で炭素を添加して行うのが良い。従っ
て、炭素含有熔融鉄は、加炭工程において液相線よりも
約150℃高い温度になるようにサブマージドアーク炉内
で加熱される。炭素としては、直接還元において分離さ
れた過剰炭素が使用できる。加炭処理は、炭素含量が約
４％になるまで行ううことができる。
炉内で生成した炭素含有熔融鉄が加炭処理される。加炭
処理は、取鍋中で炭素を添加して行うのが良い。従っ
て、炭素含有熔融鉄は、加炭工程において液相線よりも
約150℃高い温度になるようにサブマージドアーク炉内
で加熱される。炭素としては、直接還元において分離さ
れた過剰炭素が使用できる。加炭処理は、炭素含量が約
４％になるまで行ううことができる。
本発明のもう一つの構成においては、冷媒としてスポン
ジ鉄を添加しながら炭素含有鉄が鋼に吹精される。上記
鋼への吹精は、転炉において酸素含有ガス好ましくは、
工業的に純粋な酸素で行うのがよい。選鉱により得られ
る冶金学的性質の優れたスポンジ鉄が冷媒として装入す
るのが好ましい。このようにして、直接還元による排ガ
スの熱含量が最大限に利用され、冶金学的性質の劣った
スポンジ鉄が溶融され、冶金学的性質の優れたスポンジ
鉄が製鋼に利用可能となる。本発明の系は、極めて柔軟
性を有する。更に、冶金学的性質の優れたスポンジ鉄の
過剰分は、その他の目的に使用できる。発生した電気エ
ネルギーの一部は、酸素の発生に利用できる。
ジ鉄を添加しながら炭素含有鉄が鋼に吹精される。上記
鋼への吹精は、転炉において酸素含有ガス好ましくは、
工業的に純粋な酸素で行うのがよい。選鉱により得られ
る冶金学的性質の優れたスポンジ鉄が冷媒として装入す
るのが好ましい。このようにして、直接還元による排ガ
スの熱含量が最大限に利用され、冶金学的性質の劣った
スポンジ鉄が溶融され、冶金学的性質の優れたスポンジ
鉄が製鋼に利用可能となる。本発明の系は、極めて柔軟
性を有する。更に、冶金学的性質の優れたスポンジ鉄の
過剰分は、その他の目的に使用できる。発生した電気エ
ネルギーの一部は、酸素の発生に利用できる。
本発明の好ましい構成においては、直接還元による排ガ
スの温度上昇及び／又は可燃性成分の含量増加により、
電気エネルギーの発生量が増大される。昇温およびまた
は可燃成分含量の増加は、直接還元に必要な数値を上回
る。この操作は、直接還元には用いられない揮発成分含
量の高い石炭を装入するか、または更に多量の石炭を装
入するかして行うことができる。このようにして、大部
分のスポンジ鉄が溶融される。
スの温度上昇及び／又は可燃性成分の含量増加により、
電気エネルギーの発生量が増大される。昇温およびまた
は可燃成分含量の増加は、直接還元に必要な数値を上回
る。この操作は、直接還元には用いられない揮発成分含
量の高い石炭を装入するか、または更に多量の石炭を装
入するかして行うことができる。このようにして、大部
分のスポンジ鉄が溶融される。
本発明の好ましい構成においては、直接還元炉の排ガス
が電気エネルギーの発生に利用される。このようにし
て、大部分のスポンジ鉄が溶融される。
が電気エネルギーの発生に利用される。このようにし
て、大部分のスポンジ鉄が溶融される。
本発明の好ましい構成においては、転炉の排ガスが電気
エネルギーの発生に利用される。このようにして、大部
分のスポンジ鉄が溶融される。
エネルギーの発生に利用される。このようにして、大部
分のスポンジ鉄が溶融される。
本発明の構成においては、炭素の燃焼によっては、付加
的電気エネルギーを発生させる。炭素としては、直接還
元で分離された余剰の炭素が使用される。このようにし
て、冶金学的性質の劣った（例えば、灰含量や硫黄含量
の高い）炭素が使用できる。更に、廉価な石炭、ガスま
たはオイルを使用することもできる。燃焼は、循環式流
動床において行うのが好ましい。このような方法は、西
独特許出願公告第2,539,546号、米国特許明細書第4,16
5,717号、西独特許出願公開第2,624,302号、米国特許明
細書第4,111,158号に記載されている。高温の燃焼ガス
からの電気エネルギーの発生は、直接還元による排ガス
からのエネルギー発生と同時に行うこともでき、またこ
のエネルギー発生とは別個に行うこともできる。
的電気エネルギーを発生させる。炭素としては、直接還
元で分離された余剰の炭素が使用される。このようにし
て、冶金学的性質の劣った（例えば、灰含量や硫黄含量
の高い）炭素が使用できる。更に、廉価な石炭、ガスま
たはオイルを使用することもできる。燃焼は、循環式流
動床において行うのが好ましい。このような方法は、西
独特許出願公告第2,539,546号、米国特許明細書第4,16
5,717号、西独特許出願公開第2,624,302号、米国特許明
細書第4,111,158号に記載されている。高温の燃焼ガス
からの電気エネルギーの発生は、直接還元による排ガス
からのエネルギー発生と同時に行うこともでき、またこ
のエネルギー発生とは別個に行うこともできる。
本発明の更に好ましい構成においては、スポンジ鉄の全
量が電気還元炉内で溶融されて炭素含有熔融鉄を生成す
るように、付加的電気エネルギーの発生量が調節され
る。このようにして、容積が本質的に小さく、運搬や貯
蔵上便利な性質を有する高付加価値の前駆材料にスポン
ジ鉄の全量を加工することができる。
量が電気還元炉内で溶融されて炭素含有熔融鉄を生成す
るように、付加的電気エネルギーの発生量が調節され
る。このようにして、容積が本質的に小さく、運搬や貯
蔵上便利な性質を有する高付加価値の前駆材料にスポン
ジ鉄の全量を加工することができる。
本発明の更に好ましい構成においては、スポンジ鉄の全
量が鋼に加工されるように付加的電気エネルギーの発生
量が調節される。例えば、排ガスにより発生した電気エ
ネルギーによって、スポンジ鉄の50％が溶融されて炭素
含有熔融鉄を生成し、この炭素含有熔融鉄を吹精して鋼
とするのに、スポンジ鉄の20％が必要とされると、スポ
ンジ鉄の30％が残渣として残る。更にこの30％のスポン
ジ鉄を吹精して鋼とする際に冷媒として必要とされる量
を除いたスポンジ鉄が溶融されて炭素含有熔融鉄とな
り、付加的電気エネルギーを発生させることとなる。従
って、スポンジ鉄の全量が溶融、加工されて高付加価値
の最終生成物となる。
量が鋼に加工されるように付加的電気エネルギーの発生
量が調節される。例えば、排ガスにより発生した電気エ
ネルギーによって、スポンジ鉄の50％が溶融されて炭素
含有熔融鉄を生成し、この炭素含有熔融鉄を吹精して鋼
とするのに、スポンジ鉄の20％が必要とされると、スポ
ンジ鉄の30％が残渣として残る。更にこの30％のスポン
ジ鉄を吹精して鋼とする際に冷媒として必要とされる量
を除いたスポンジ鉄が溶融されて炭素含有熔融鉄とな
り、付加的電気エネルギーを発生させることとなる。従
って、スポンジ鉄の全量が溶融、加工されて高付加価値
の最終生成物となる。
本発明の構成においては、電気エネルギーの不足量が電
源から調達される。炭素含有熔融鉄の生成は広範囲に制
御が可能なため、電気エネルギーの不足量は本質的に一
定量電源から調達することができ、従って、短時間のう
ちに大きな電力ピーク値を供給することが可能な、電気
容量の大きい電源を用いる必要がない。
源から調達される。炭素含有熔融鉄の生成は広範囲に制
御が可能なため、電気エネルギーの不足量は本質的に一
定量電源から調達することができ、従って、短時間のう
ちに大きな電力ピーク値を供給することが可能な、電気
容量の大きい電源を用いる必要がない。
本発明の好ましい構成においては、鋼への吹精が燃料の
添加の下に行われる。燃料は、固体、気体または液体状
態で吹精装置に搬入することができ、例えば、微粒子状
の石炭の形で浴中に吹込むことができる。吹精時には、
必要とされる熱量は、主として、浴中の炭素の燃焼によ
って賄われる。装入物質とともに搬入された炭素が、必
要な熱量を賄うのに十分でない場合には、このように直
接一次エネルギーを供給して不足の熱量を賄うのが経済
的である。燃料を添加することによって本系は極めて柔
軟性を帯びる。例えば、排ガスによって生じた酸素量
が、所望量の鋼を製造するのに十分であるが、排ガスに
よって発生される電気エネルギー量が、上記製鋼に必要
な量の炭素含有熔融鉄または銑鉄を製造するのに十分で
ない場合には、吹精装置に燃料を添加することによっ
て、対応するスポンジ鉄およびまたはスクラップの装入
量をより多くすることができる。同様にして、発生させ
た電気エネルギー量の変動のバランスをとることができ
る。この調節操作は、スポンジ鉄の一部を製鋼する場合
にもその全量を製鋼する場合にも実施可能である。
添加の下に行われる。燃料は、固体、気体または液体状
態で吹精装置に搬入することができ、例えば、微粒子状
の石炭の形で浴中に吹込むことができる。吹精時には、
必要とされる熱量は、主として、浴中の炭素の燃焼によ
って賄われる。装入物質とともに搬入された炭素が、必
要な熱量を賄うのに十分でない場合には、このように直
接一次エネルギーを供給して不足の熱量を賄うのが経済
的である。燃料を添加することによって本系は極めて柔
軟性を帯びる。例えば、排ガスによって生じた酸素量
が、所望量の鋼を製造するのに十分であるが、排ガスに
よって発生される電気エネルギー量が、上記製鋼に必要
な量の炭素含有熔融鉄または銑鉄を製造するのに十分で
ない場合には、吹精装置に燃料を添加することによっ
て、対応するスポンジ鉄およびまたはスクラップの装入
量をより多くすることができる。同様にして、発生させ
た電気エネルギー量の変動のバランスをとることができ
る。この調節操作は、スポンジ鉄の一部を製鋼する場合
にもその全量を製鋼する場合にも実施可能である。
酵素は、コンプレッサに直接接続した蒸気タービンによ
っても発生させることができる。発生させた酸素は、貯
蔵することができ、運転状態変動時のバッファーとして
利用することもできる。電気エネルギーの発生にはガス
タービンを使用することもできる。
っても発生させることができる。発生させた酸素は、貯
蔵することができ、運転状態変動時のバッファーとして
利用することもできる。電気エネルギーの発生にはガス
タービンを使用することもできる。
実施例 以下、図面を参照しながら、本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
鉄鉱石と石炭とフラックスとから成る装入物２をロータ
リーキルン１に装入する。還元された物質３は、篩と磁
気分離器とから成る選鉱工程４に送られる。簡略化のた
め、各生成物について夫々１つの出口のみを示した。冶
金学的性質の劣ったスポンジ鉄は、サブマージドアーク
炉６に装入される。ロータリーキルン１の排ガス７は、
アフターバーナーと蒸気発生器と発電機とから成る電気
エネルギー発生装置８に供給される。電気エネルギー９
は、サブマージドアーク炉６に供給される。生成した炭
素含有熔融鉄10は、取鍋から成る加炭装置11において加
炭される。加炭された鉄12は、転炉13に装入され、冶金
学的性質の優れたスポンジ鉄14を冷媒として添加しなが
ら吹精により鋼15とされる。サブマージドアーク炉６の
排ガス16および転炉13の排ガス17も、電気エネルギー発
生装置８に供給される。
リーキルン１に装入する。還元された物質３は、篩と磁
気分離器とから成る選鉱工程４に送られる。簡略化のた
め、各生成物について夫々１つの出口のみを示した。冶
金学的性質の劣ったスポンジ鉄は、サブマージドアーク
炉６に装入される。ロータリーキルン１の排ガス７は、
アフターバーナーと蒸気発生器と発電機とから成る電気
エネルギー発生装置８に供給される。電気エネルギー９
は、サブマージドアーク炉６に供給される。生成した炭
素含有熔融鉄10は、取鍋から成る加炭装置11において加
炭される。加炭された鉄12は、転炉13に装入され、冶金
学的性質の優れたスポンジ鉄14を冷媒として添加しなが
ら吹精により鋼15とされる。サブマージドアーク炉６の
排ガス16および転炉13の排ガス17も、電気エネルギー発
生装置８に供給される。
選鉱工程４において分離され、且つ冶金学的性質の優れ
た、余剰の炭素含有物質18a,18b,18cは、夫々電気還元
装置６、加炭装置11およびロータリーキルン１に供給さ
れる。灰および脱硫剤は、尾鉱19として選鉱工程４から
排出される。冶金学的性質の劣った余剰の炭素含有物質
20は、循環式流動床から成り且つ他の炭素含有物質22も
供給される燃焼炉21に供給される。高温の燃焼ガス23
は、電気エネルギー発生装置８に供給される。電気エネ
ルギー24は、酸素発生装置25に供給される。酸素26は、
転炉13に供給される。不足の電気エネルギーは、電源27
から調達することができる。冶金学的性質の優れたスポ
ンジ鉄14aの一部は、他の目的に利用できる。過剰の炭
素含有物質18a,18b,18cにかえて、その他の炭素源も装
入することができる。鋼に吹精されない場合、炭素含有
熔融鉄10または加炭された鉄12を鋳造されるかあるいは
粒状化される。燃料は導管28を通して転炉13に供給する
ことができ、例えば微粒子状の石炭を転炉13に吹込むこ
とができる。
た、余剰の炭素含有物質18a,18b,18cは、夫々電気還元
装置６、加炭装置11およびロータリーキルン１に供給さ
れる。灰および脱硫剤は、尾鉱19として選鉱工程４から
排出される。冶金学的性質の劣った余剰の炭素含有物質
20は、循環式流動床から成り且つ他の炭素含有物質22も
供給される燃焼炉21に供給される。高温の燃焼ガス23
は、電気エネルギー発生装置８に供給される。電気エネ
ルギー24は、酸素発生装置25に供給される。酸素26は、
転炉13に供給される。不足の電気エネルギーは、電源27
から調達することができる。冶金学的性質の優れたスポ
ンジ鉄14aの一部は、他の目的に利用できる。過剰の炭
素含有物質18a,18b,18cにかえて、その他の炭素源も装
入することができる。鋼に吹精されない場合、炭素含有
熔融鉄10または加炭された鉄12を鋳造されるかあるいは
粒状化される。燃料は導管28を通して転炉13に供給する
ことができ、例えば微粒子状の石炭を転炉13に吹込むこ
とができる。
以下、本発明を要約的に説明すると、固体の炭素含有還
元剤を用いて直接還元を行い、スポンジ鉄を製造し、続
いてこのスポンジ鉄のうち特に、冶金学的性質の劣った
スポンジ鉄をできる限り簡単且つ経済的方法で溶融する
ため、直接還元による排ガスを利用して電気エネルギー
を発生させ、この電気エネルギーをサブマージドアーク
炉に供給し、電気エネルギーの発生量に相応する量の、
少なくとも一部が冶金学的性質の劣ったスポンジ鉄から
成るスポンジ鉄をサブマージドアーク炉に装入する。
元剤を用いて直接還元を行い、スポンジ鉄を製造し、続
いてこのスポンジ鉄のうち特に、冶金学的性質の劣った
スポンジ鉄をできる限り簡単且つ経済的方法で溶融する
ため、直接還元による排ガスを利用して電気エネルギー
を発生させ、この電気エネルギーをサブマージドアーク
炉に供給し、電気エネルギーの発生量に相応する量の、
少なくとも一部が冶金学的性質の劣ったスポンジ鉄から
成るスポンジ鉄をサブマージドアーク炉に装入する。
発明の効果 従って本発明の優れた点は、固体の炭素含有還元剤で直
接還元する際に生ずる炭素含量の比較的少ないスポンジ
鉄を、排ガスの熱含量を最も効率よく利用しながら、溶
融し得ることである。とりわけ本発明に基づき、冶金学
的性質の劣ったスポンジ鉄を種々利用可能な前駆材料に
加工することが可能となる。外部エネルギーを使用せず
とも本発明の方法は実施でき、また外部エネルギーを使
用するにしても廉価な外部エネルギーによって本発明の
方法は実施可能である。このように本発明は極めて多様
に変形させて実施することができる。
接還元する際に生ずる炭素含量の比較的少ないスポンジ
鉄を、排ガスの熱含量を最も効率よく利用しながら、溶
融し得ることである。とりわけ本発明に基づき、冶金学
的性質の劣ったスポンジ鉄を種々利用可能な前駆材料に
加工することが可能となる。外部エネルギーを使用せず
とも本発明の方法は実施でき、また外部エネルギーを使
用するにしても廉価な外部エネルギーによって本発明の
方法は実施可能である。このように本発明は極めて多様
に変形させて実施することができる。
添付した図面は、本発明に係る方法の概略工程図であ
る。 なお図面に用いられた符号において、 １……ロータリーキルン ２……装入物質 ４……選鉱工程 ６……サブマージドアーク炉 ８……電気エネルギー発生装置 10……炭素含有熔融鉄 11……加炭装置 12……加炭された鉄 13……転炉 14……スポンジ鉄 15……鋼 である。
る。 なお図面に用いられた符号において、 １……ロータリーキルン ２……装入物質 ４……選鉱工程 ６……サブマージドアーク炉 ８……電気エネルギー発生装置 10……炭素含有熔融鉄 11……加炭装置 12……加炭された鉄 13……転炉 14……スポンジ鉄 15……鋼 である。
フロントページの続き (72)発明者 マルチン・ヒルシユ ドイツ連邦共和国6382フリードリツヒスド ルフ４・レーマーシユトラーセ７ (72)発明者 ボルフラム・シユナーベル ドイツ連邦共和国6270イードシユタイン・ トーマスマン―シユトラーセ７ (72)発明者 ハリー・ゼルベント ドイツ連邦共和国6450ハナウ・アム・マイ ン・グスタフ―ホツヒ―シユトラーセ５デ ー (72)発明者 クラウス―デイートリツヒ・フリツシエ ドイツ連邦共和国4200オーバーハウゼン １・ブリユツクトールシユトラーセ49 (72)発明者 ヘリベルト・ケーニツヒ ドイツ連邦共和国4100デユイスブルク・カ ルデイナールーガーレン―シユトラーセ93 (72)発明者 ゲロ・ラス ドイツ連邦共和国4330ミユールハイム・ビ ルヘルム―デルンハウス―シユトラーセ16 (56)参考文献 特開 昭58−185703（ＪＰ，Ａ)
Claims (12)
- 【請求項１】固体の炭素含有還元剤を用いて酸化鉄含有
物質を直接還元してスポンジ鉄を生成させることおよび
上記スポンジ鉄をサブマージドアーク炉で熔融させるこ
とによる約1.8〜2.5％の炭素含有熔融鉄の製造方法にお
いて、 ａ）直接還元による生成物をスポンジ鉄と過剰の炭素を
含む非磁性物質とに磁気分離により分離する工程； ｂ）直接還元による排ガスを燃焼して電気エネルギーを
発生させる工程； ｃ）高温燃焼ガスを燃焼装置で発生させ、これを利用し
て付加的電気エネルギーを発生させる工程； ｄ）前記ａ）工程の炭素含有非金属物質の少なくとも一
部を前記ｃ）工程の燃焼装置に装入する工程； ｅ）前記ａ）工程のスポンジ鉄をサブマージドアーク炉
で完全に熔融する工程； ｆ）前記ｂ）工程及びｃ）工程で発生した全電気エネル
ギーが前記ｅ）工程でスポンジ鉄を炭素含有熔融鉄に熔
融するに必要な電気エネルギー量に少なくとも相当し、
この必要量の電気エネルギーをサブマージドアーク炉に
供給する工程； の各工程を具備することを特徴とする方法。 - 【請求項２】サブマージドアーク炉内で生成した炭素含
有鉄が加炭処理されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の方法。 - 【請求項３】直接還元による排ガスの温度上昇及び／又
は可燃性成分の含量増加により、電気エネルギーの発生
量を増大させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の方法。 - 【請求項４】サブマージドアーク炉の排ガスが電気エネ
ルギーの発生に利用されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】転炉の排ガスが電気エネルギーの発生に利
用されることを特徴とする特許請求の範囲第２項〜第４
項のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】スポンジ鉄の全量が鋼に加工されるよう付
加的電気エネルギーの発生量が調節されることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の方法。 - 【請求項７】固体の炭素含有還元剤を用いて酸化鉄含有
物質を直接還元してスポンジ鉄を生成させることおよび
上記スポンジ鉄をサブマージドアーク炉で熔融させるこ
とによる熔融鋼の製造方法において、 ａ）直接還元による生成物を、金属化率が高く及び／又
は粒径の大きいスポンジ鉄と金属化率が低く及び／又は
粒径の小さいスポンジ鉄と過剰の炭素を含む非磁性物質
とに磁気分離により分離する工程； ｂ）直接還元による排ガスを燃焼して電気エネルギーを
発生させる工程； ｃ）高温燃焼ガスを燃焼装置で発生させ、これを利用し
て付加的電気エネルギーを発生させる工程； ｄ）前記ａ）工程の炭素含有非金属物質の少なくとも一
部を前記ｃ）工程の燃焼装置に装入する工程； ｅ）前記ａ）工程のスポンジ鉄の一部をサブマージドア
ーク炉で熔融して約1.8〜2.5％の炭素含有鉄とし、かつ
約1.8〜2.5％の炭素含有鉄を吹精して鋼にする際に金属
化率が高く及び／又は粒径の大きいスポンジ鉄の残り部
分を冷媒として添加する工程； ｆ）前記ｂ）工程及びｃ）工程で発生した全電気エネル
ギーが前記ｅ）工程でスポンジ鉄を炭素含有熔融鉄に熔
融するに必要な電気エネルギー量に少なくとも相当し、
この必要量の電気エネルギーをサブマージドアーク炉に
供給する工程； の各工程を具備することを特徴とする方法。 - 【請求項８】サブマージドアーク炉内で生成した炭素含
有鉄が加炭処理されることを特徴とする特許請求の範囲
第７項記載の方法。 - 【請求項９】直接還元による排ガスの温度上昇及び／又
は可燃性成分の含量増加により、電気エネルギーの発生
量を増大させることを特徴とする特許請求の範囲第７項
又は第８項記載の方法。 - 【請求項１０】サブマージドアーク炉の排ガスが電気エ
ネルギーの発生を利用されることを特徴とする特許請求
の範囲第７項〜第９項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１１】転炉の排ガスが電気エネルギーの発生に
利用されことを特徴とする特許請求の範囲第７項〜第10
項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１２】スポンジ鉄の全量が鋼に加工されるよう
に付加的電気エネルギーの発生量が調節されることを特
徴とする特許請求の範囲第８項に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3330625 | 1983-08-25 | ||
| DE3334221.0 | 1983-09-22 | ||
| DE3330625.7 | 1983-09-22 | ||
| DE19833334221 DE3334221A1 (de) | 1983-08-25 | 1983-09-22 | Verfahren zur erzeugung von fluessigem, kohlenstoffhaltigem eisen aus eisenschwamm |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60116706A JPS60116706A (ja) | 1985-06-24 |
| JPH0680167B2 true JPH0680167B2 (ja) | 1994-10-12 |
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ID=25813456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59176504A Expired - Lifetime JPH0680167B2 (ja) | 1983-08-25 | 1984-08-24 | スポンジ鉄からの炭素含有溶融鉄の製造方法 |
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| JP (1) | JPH0680167B2 (ja) |
| AU (1) | AU564718B2 (ja) |
| BR (1) | BR8404219A (ja) |
| CA (1) | CA1224336A (ja) |
| DE (2) | DE3334221A1 (ja) |
| ES (1) | ES8504943A1 (ja) |
| GR (1) | GR80186B (ja) |
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| PH (1) | PH21947A (ja) |
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| AT387038B (de) * | 1986-11-25 | 1988-11-25 | Voest Alpine Ag | Verfahren und anlage zur gewinnung von elektrischer energie neben der herstellung von fluessigem roheisen |
| GB8706077D0 (en) * | 1987-03-13 | 1987-04-15 | Boc Group Plc | Power generation |
| US5066325A (en) * | 1987-08-31 | 1991-11-19 | Northern States Power Company | Cogeneration process for production of energy and iron materials, including steel |
| US5045112A (en) * | 1988-02-08 | 1991-09-03 | Northern States Power Company | Cogeneration process for production of energy and iron materials, including steel |
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| AU2383788A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-31 | Northern States Power Company | Cogeneration process for production of energy and iron materials, including steel |
| US5055131A (en) * | 1987-08-31 | 1991-10-08 | Northern States Power Company | Cogeneration process for production of energy and iron materials |
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| US5810905A (en) * | 1996-10-07 | 1998-09-22 | Cleveland Cliffs Iron Company | Process for making pig iron |
| JPH10195513A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-28 | Kobe Steel Ltd | 金属鉄の製法 |
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| DE102009001646B3 (de) * | 2009-03-18 | 2010-07-22 | Daou, Rafic Boulos, Bdadoun | Stahlerzeugungseinrichtung |
| DE102009053920A1 (de) | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Sms Siemag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung des metallurgischen Energiebedarfs von geschlossenen elektrischen Schmelz- und/oder Reduktionsöfen |
| DE102020116425A1 (de) | 2020-06-22 | 2021-12-23 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Rohstahl mit niedrigem N-Gehalt |
| CN115652012B (zh) * | 2022-09-08 | 2024-05-07 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种氢基竖炉产海绵铁的渗碳冷却与煤气利用方法、系统及其应用 |
| EP4417713A1 (en) | 2023-02-14 | 2024-08-21 | Oterdoom, Harmen | The novel two-step (semi-)continuous process for clean slag and steel or hot metal |
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|---|---|---|---|---|
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| AT303780B (de) * | 1968-06-24 | 1972-12-11 | Guenter Heitmann Dipl Ing | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Eisenschwamm aus oxydischen Eisenerzen |
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-
1984
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