JPH075957B2 - 直接還元鉄の溶解方法 - Google Patents
直接還元鉄の溶解方法Info
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- Manufacture Of Iron (AREA)
- 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］ この発明は、各種品位の直接還元鉄ペレットを精錬炉に
て溶解するための直接還元鉄の溶解方法に関する。
て溶解するための直接還元鉄の溶解方法に関する。
［従来の技術］ 製鉄所では、高炉によることなく、鉄鉱石を直接還元し
て還元鉄（Direct Reduced Iron）を得る方法がある。
この直接還元法においては、粉化した鉄鉱石をペレット
状に焼結し、焼結ペレットをシャフト炉内にて所定のガ
ス雰囲気下で還元する。このようにして得られた直接還
元鉄ペレットを精錬炉に投入し、アーク加熱等によりス
クラップ等と共に溶解して、溶鋼を得る。
て還元鉄（Direct Reduced Iron）を得る方法がある。
この直接還元法においては、粉化した鉄鉱石をペレット
状に焼結し、焼結ペレットをシャフト炉内にて所定のガ
ス雰囲気下で還元する。このようにして得られた直接還
元鉄ペレットを精錬炉に投入し、アーク加熱等によりス
クラップ等と共に溶解して、溶鋼を得る。
直接還元鉄ペレットは、還元Fe及びFeOを主成分とし、
その他の成分としてSiO2,MgO,Al2O3等を含有している。
直接還元鉄ペレットは、原料として各種の鉄鉱石を用い
るので、通常、その品位に大きなばらつきが生じる。
その他の成分としてSiO2,MgO,Al2O3等を含有している。
直接還元鉄ペレットは、原料として各種の鉄鉱石を用い
るので、通常、その品位に大きなばらつきが生じる。
この場合に、直接還元鉄ペレットの品位は、総Fe量に対
する還元Fe量の百分率（これを金属化率という）で表わ
される。
する還元Fe量の百分率（これを金属化率という）で表わ
される。
従来の溶解方法は、精錬炉にスクラップ材を装入し、こ
れを炭素電極によりアーク加熱し、スクラップ材が溶解
した後に、直接還元鉄ペレットを精錬炉に連続的に投入
し、次々にこれを溶解する。
れを炭素電極によりアーク加熱し、スクラップ材が溶解
した後に、直接還元鉄ペレットを精錬炉に連続的に投入
し、次々にこれを溶解する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の溶解方法においては、金属化率の
低い直接還元鉄ペレットを溶解すると、ペレット中のFe
Oが分解して多量の［Ｏ］が遊離し、この［Ｏ］と溶湯
中［Ｃ］とが反応して多量のCOガスを生じ、溶解中に突
沸事故が発生して危険であった。
低い直接還元鉄ペレットを溶解すると、ペレット中のFe
Oが分解して多量の［Ｏ］が遊離し、この［Ｏ］と溶湯
中［Ｃ］とが反応して多量のCOガスを生じ、溶解中に突
沸事故が発生して危険であった。
また、金属化率の高いペレットでは、溶解後の脱炭に時
間がかかり過ぎ、生産性が極めて低い。
間がかかり過ぎ、生産性が極めて低い。
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、溶解中に突沸事故を生じないように、かつ、溶解後
の精錬に時間がかからないように、直接還元鉄ペレット
を溶解することができる直接還元鉄の溶解方法を提供す
ることを目的とする。
て、溶解中に突沸事故を生じないように、かつ、溶解後
の精錬に時間がかからないように、直接還元鉄ペレット
を溶解することができる直接還元鉄の溶解方法を提供す
ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る直接還元鉄の溶解方法は、還元鉄ペレッ
トを乾式の還元性雰囲気下で直接還元して直接還元鉄ペ
レットとし、この直接還元鉄ペレット中の炭素含有量、
鉄の総含有量、並びに全鉄分に対する純鉄分の比率（金
属化率）をそれぞれ分析測定し、これらの分析値から下
式で定義される直接還元鉄ペレットの過剰炭素量（EX
C）を求め、このEXCの値が0.3以下のときはコークス
を、EXCの値が0.7以上のときは酸化鉄ペレットを、それ
ぞれ直接還元鉄ペレットとともに溶解炉へ投入すること
を特徴とする直接還元鉄の溶解方法。
トを乾式の還元性雰囲気下で直接還元して直接還元鉄ペ
レットとし、この直接還元鉄ペレット中の炭素含有量、
鉄の総含有量、並びに全鉄分に対する純鉄分の比率（金
属化率）をそれぞれ分析測定し、これらの分析値から下
式で定義される直接還元鉄ペレットの過剰炭素量（EX
C）を求め、このEXCの値が0.3以下のときはコークス
を、EXCの値が0.7以上のときは酸化鉄ペレットを、それ
ぞれ直接還元鉄ペレットとともに溶解炉へ投入すること
を特徴とする直接還元鉄の溶解方法。
過剰炭素量（EXC）＝炭素含有量（％） −（炭素原子量／酸素原子量） ×（酸素原子量／鉄原子量） ×（鉄の総含有量（％）−純鉄分含有量（％）） ［作用］ 発明者等は、直接還元鉄ペレットの溶解工程において、
炉に投入される直接還元鉄ペレットの品位が、熱バラン
ス、炭素電極の溶け落ち、並びに溶銑の歩留り等に大き
な影響を及ぼすという知見を、多くの実操業を通じて経
験的に得ている。例えば、直接還元鉄ペレットの金属化
率が85〜97％の範囲内にある場合には、突沸を生じるこ
となくペレットを溶解することができるが、ペレットの
金属化率が85％を下回る場合には、一般に突沸事故の発
生率が高まることが知られている。このような知見に基
づいて発明者等は、直接還元鉄ペレット中の炭素含有量
に着目し、炭素含有量を考慮したペレット品位の表示方
法を考案した。この品位表示方法は下記（１）式のよう
に表示される。（１）式の左辺の記号EXCは、過剰炭素
量（excess Carbon）に相当し、直接還元鉄の化学量論
的酸素バランスを表現するものである。
炉に投入される直接還元鉄ペレットの品位が、熱バラン
ス、炭素電極の溶け落ち、並びに溶銑の歩留り等に大き
な影響を及ぼすという知見を、多くの実操業を通じて経
験的に得ている。例えば、直接還元鉄ペレットの金属化
率が85〜97％の範囲内にある場合には、突沸を生じるこ
となくペレットを溶解することができるが、ペレットの
金属化率が85％を下回る場合には、一般に突沸事故の発
生率が高まることが知られている。このような知見に基
づいて発明者等は、直接還元鉄ペレット中の炭素含有量
に着目し、炭素含有量を考慮したペレット品位の表示方
法を考案した。この品位表示方法は下記（１）式のよう
に表示される。（１）式の左辺の記号EXCは、過剰炭素
量（excess Carbon）に相当し、直接還元鉄の化学量論
的酸素バランスを表現するものである。
EXC＝Ｃ−（炭素原子量／酸素原子量） ×（酸素原子量／鉄原子量） ×Ｔ・Fe−PureFe） …（１） 但し、それぞれ記号Ｃは直接還元鉄ペレットの炭素含有
量、記号Ｔ・Feは直接還元鉄ペレットの鉄の総含有量、
記号PureFeは直接還元鉄ペレットのうち金属に還元され
た還元鉄含有量を示す。
量、記号Ｔ・Feは直接還元鉄ペレットの鉄の総含有量、
記号PureFeは直接還元鉄ペレットのうち金属に還元され
た還元鉄含有量を示す。
溶解されるべき直接還元鉄ペレットを成分分析し、分析
結果及び上記（１）式に基づきEXC値を求める。求めたE
XC値が不足しており、直接還元鉄ペレットのみを溶解す
ると突沸を生じるような危険値を下回る場合は、EXC値
を上げるために必要なコークスの量を求め、直接還元鉄
ペレットと共にコークスを所定の割合いで炉内に投入す
る。コークスを配合投入することにより溶湯のEXC値が
上昇して、溶湯中の溶存酸素量と溶存炭素量とがバラン
スするので、COガスの発生による突沸が抑制される。
結果及び上記（１）式に基づきEXC値を求める。求めたE
XC値が不足しており、直接還元鉄ペレットのみを溶解す
ると突沸を生じるような危険値を下回る場合は、EXC値
を上げるために必要なコークスの量を求め、直接還元鉄
ペレットと共にコークスを所定の割合いで炉内に投入す
る。コークスを配合投入することにより溶湯のEXC値が
上昇して、溶湯中の溶存酸素量と溶存炭素量とがバラン
スするので、COガスの発生による突沸が抑制される。
なお、EXC値が高くなりすぎる場合は、溶解及び精錬に
長時間を要するので、直接還元鉄ペレットに酸化鉄ペレ
ットを配合してEXC値を調整し、生産能率を確保する。
長時間を要するので、直接還元鉄ペレットに酸化鉄ペレ
ットを配合してEXC値を調整し、生産能率を確保する。
［実施例］ 以下、この発明の実施例について説明する。
原料として粒経10mm程度の酸化鉄ペレットを使用する。
酸化鉄ペレットは、粉化した鉄鉱石を所定温度で焼結し
てつくられ、その主成分はFe2O3である。シャフト炉に
酸化鉄ペレットを装入し、水素ガス及びCOガスの混合ガ
ス雰囲気下で酸化鉄ペレットを乾式還元する。こうして
得られた直接還元鉄の成分一例を第１表に示す（この場
合に、金属化率は94％である）。
酸化鉄ペレットは、粉化した鉄鉱石を所定温度で焼結し
てつくられ、その主成分はFe2O3である。シャフト炉に
酸化鉄ペレットを装入し、水素ガス及びCOガスの混合ガ
ス雰囲気下で酸化鉄ペレットを乾式還元する。こうして
得られた直接還元鉄の成分一例を第１表に示す（この場
合に、金属化率は94％である）。
上記（１）式を用いてEXC値を求めると、この直接還元
鉄のEXC値は約0.3になる。因みに、発明者等は、EXC値
が負の値になると突沸事故が多発することを経験的に把
握している。
鉄のEXC値は約0.3になる。因みに、発明者等は、EXC値
が負の値になると突沸事故が多発することを経験的に把
握している。
第１図は、横軸にEXC値をとり、縦軸に製鋼時間をとっ
て、両者の関係からEXC値の最適範囲について調査した
グラフ図である。図から明らかなように、EXC値が高く
なると、製鋼時間が急激に増大する。一方、EXC値が低
すぎると、突沸の危険性が増大するので、結局、EXC値
は0.3〜0.7の範囲にあることが好ましい。
て、両者の関係からEXC値の最適範囲について調査した
グラフ図である。図から明らかなように、EXC値が高く
なると、製鋼時間が急激に増大する。一方、EXC値が低
すぎると、突沸の危険性が増大するので、結局、EXC値
は0.3〜0.7の範囲にあることが好ましい。
第２図は、横軸に金属化率をとり、縦軸に炭素含有量を
とって、EXC値と突沸発生頻度との相互関係について調
査したグラフ図である。図から明らかなように、EXC値
が正の領域では実質的に突沸は発生せず安定している
が、EXC値が負の領域では突沸発生の危険性が増大す
る。特に、EXC値がマイナス１以下となる領域では、突
沸発生の危険性が極めて高くなる。
とって、EXC値と突沸発生頻度との相互関係について調
査したグラフ図である。図から明らかなように、EXC値
が正の領域では実質的に突沸は発生せず安定している
が、EXC値が負の領域では突沸発生の危険性が増大す
る。特に、EXC値がマイナス１以下となる領域では、突
沸発生の危険性が極めて高くなる。
従って、EXC値が最適範囲より高い場合は酸化鉄ペレッ
トを、EXC値が最適範囲より低い場合はコークスを、そ
れぞれ直接還元鉄とともに炉内に連続投入する。このよ
うにして、見掛けのEXC値が最適領域に入るように適宜
コントロールする。
トを、EXC値が最適範囲より低い場合はコークスを、そ
れぞれ直接還元鉄とともに炉内に連続投入する。このよ
うにして、見掛けのEXC値が最適領域に入るように適宜
コントロールする。
所定値のスクラップ材を精錬炉内に装入し、アルゴンガ
ス雰囲気下でスクラップ材と炭素電極との間にアークを
発生させて、スクラップ材をアーク加熱により溶解す
る。スクラップ材の大部分がほぼ溶解した後に、直接還
元鉄ペレット及び酸化鉄ペレットあるいはコークスを炉
内に連続投入する。配合ペレットの、直接還元鉄ペレッ
トと共に酸化鉄ペレットを所定の割合いで炉内に連続投
入し、EXC値を0.3〜0.7の範囲内に入れる。炉内の溶湯
が約70トンに到達すると、溶解処理を終了する。
ス雰囲気下でスクラップ材と炭素電極との間にアークを
発生させて、スクラップ材をアーク加熱により溶解す
る。スクラップ材の大部分がほぼ溶解した後に、直接還
元鉄ペレット及び酸化鉄ペレットあるいはコークスを炉
内に連続投入する。配合ペレットの、直接還元鉄ペレッ
トと共に酸化鉄ペレットを所定の割合いで炉内に連続投
入し、EXC値を0.3〜0.7の範囲内に入れる。炉内の溶湯
が約70トンに到達すると、溶解処理を終了する。
上記実施例によれば、突沸を生じることなく、短時間で
高速で直接還元鉄を溶解することができる。
高速で直接還元鉄を溶解することができる。
［発明の効果］ この発明によれば、溶解中に突沸事故を生じることな
く、各種品位の直接還元鉄ペレットを安全かつ高能率で
溶解精錬することができる。
く、各種品位の直接還元鉄ペレットを安全かつ高能率で
溶解精錬することができる。
また、直接還元鉄ペレットを炭素含有量が高い場合は、
酸化鉄ペレットを直接還元鉄に所定の割合いで配合・投
入し、両者を同時に溶解するので、脱炭を促進させるこ
とができる。
酸化鉄ペレットを直接還元鉄に所定の割合いで配合・投
入し、両者を同時に溶解するので、脱炭を促進させるこ
とができる。
更に、酸化鉄ペレットの配合によりスラグの粘性が低く
なるので、スラグがフォーミング化しても、これを溶解
炉内から容易に除去することができる。
なるので、スラグがフォーミング化しても、これを溶解
炉内から容易に除去することができる。
第１図および第２図は、それぞれこの発明の実施例に係
る直接還元鉄の溶解方法の効果を示すグラフ図である。
る直接還元鉄の溶解方法の効果を示すグラフ図である。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化鉄ペレットを乾式の還元性雰囲気下で
直接還元して直接還元鉄ペレットとし、この直接還元鉄
ペレット中の炭素含有量、鉄の総含有量、並びに全鉄分
に対する純鉄分の比率（金属化率）をそれぞれ分析測定
し、これらの分析値から下式で定義される直接還元鉄ペ
レットの過剰炭素量（EXC）を求め、このEXCの値が0.3
以下のときはコークスを、EXCの値が0.7以上のときは酸
化鉄ペレットを、それぞれ直接還元鉄ペレットとともに
溶解炉へ投入することを特徴とする直接還元鉄の溶解方
法。 過剰炭素量（EXC）＝炭素含有量（％） −（炭素原子量／酸素原子量） ×（酸素原子量／鉄原子量） ×（鉄の総含有量（％）−純鉄分含有量（％））
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002913A JPH075957B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 直接還元鉄の溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002913A JPH075957B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 直接還元鉄の溶解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02185913A JPH02185913A (ja) | 1990-07-20 |
| JPH075957B2 true JPH075957B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=11542591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002913A Expired - Fee Related JPH075957B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 直接還元鉄の溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075957B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114525378B (zh) * | 2022-01-27 | 2022-11-04 | 北京科技大学 | 一种基于Consteel电弧炉确定混合废钢平均碳含量的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE452990B (sv) * | 1985-06-28 | 1988-01-04 | Asea Ab | Sett for framstellning av stal i en ljusbagsugn forsedd med elektrod med genomgaende kanal |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP1002913A patent/JPH075957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02185913A (ja) | 1990-07-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |