JPS6053085B2 - 還元鉄を原料とする鋳鉄の製造方法 - Google Patents
還元鉄を原料とする鋳鉄の製造方法Info
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- JPS6053085B2 JPS6053085B2 JP55038737A JP3873780A JPS6053085B2 JP S6053085 B2 JPS6053085 B2 JP S6053085B2 JP 55038737 A JP55038737 A JP 55038737A JP 3873780 A JP3873780 A JP 3873780A JP S6053085 B2 JPS6053085 B2 JP S6053085B2
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- iron
- reduced iron
- exhaust gas
- raw material
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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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】
この発明は還元鉄を原料として省エネルギー、省資源の
鋳鉄の製造法に関するものである。
鋳鉄の製造法に関するものである。
還元鉄を用いて鋼や鋳物を作ることは高炉で鉄鉱石を還
元・溶融して作つた銑鉄を作る方法と比較すれば、はる
かに省エネルギー、省資源的である。このため製鋼原料
としては勿論、鋳物原料としてもこの還元鉄を利用しよ
うとする研究は各所で行なわれている。しかし、従来の
鋳鉄の溶融炉として広く用いられている誘導電気炉を使
用すると、還元鉄に含まれている未還元の酸化物その他
がスラグとして多量に発生し、これが炉壁を損傷し、又
溶湯中へ合金、元素或は加炭剤を添加するに際してもこ
れが邪魔になる等多くの欠点が指摘されている。
元・溶融して作つた銑鉄を作る方法と比較すれば、はる
かに省エネルギー、省資源的である。このため製鋼原料
としては勿論、鋳物原料としてもこの還元鉄を利用しよ
うとする研究は各所で行なわれている。しかし、従来の
鋳鉄の溶融炉として広く用いられている誘導電気炉を使
用すると、還元鉄に含まれている未還元の酸化物その他
がスラグとして多量に発生し、これが炉壁を損傷し、又
溶湯中へ合金、元素或は加炭剤を添加するに際してもこ
れが邪魔になる等多くの欠点が指摘されている。
又キユポラ内に於いて、還元鉄は一般に塊が小さく直径
１０〜２０ｗＬであり、流動層法で作られたブリケツト
でも５０×７０×１０Ｔｍ位の枕型をなし、多量に装入
すると小粒のため炉内抵抗が増し、作業が困難となる。
そのためこの性質に向いた熔解炉と操業法を必要とする
ものである。発明者等の行なつた基礎研究に於いては、
ａ 還元鉄を各種雰囲気及び固体炭素物質と接触させて
、高温に保持した場合、及び熔解した場合の還元鉄の挙
動の解明を行なつた結果、即ちＣｏ）空気、ＣＯ。
１０〜２０ｗＬであり、流動層法で作られたブリケツト
でも５０×７０×１０Ｔｍ位の枕型をなし、多量に装入
すると小粒のため炉内抵抗が増し、作業が困難となる。
そのためこの性質に向いた熔解炉と操業法を必要とする
ものである。発明者等の行なつた基礎研究に於いては、
ａ 還元鉄を各種雰囲気及び固体炭素物質と接触させて
、高温に保持した場合、及び熔解した場合の還元鉄の挙
動の解明を行なつた結果、即ちＣｏ）空気、ＣＯ。
等の各種雰囲気及びコークス、黒鉛塊等の固体炭素物質
と接触させ、１０００℃に於ける固体状態ての保持及び
熔解実験の結果、次の様な知見が得られた。（１）Ｃｏ
ガスのような還元性ガス雰囲気では１０００℃に於ける
固体状態の保持に於いても、表面から容易に滲炭が進行
し含有炭素量が増加する。
と接触させ、１０００℃に於ける固体状態ての保持及び
熔解実験の結果、次の様な知見が得られた。（１）Ｃｏ
ガスのような還元性ガス雰囲気では１０００℃に於ける
固体状態の保持に於いても、表面から容易に滲炭が進行
し含有炭素量が増加する。
（２）空気、ＣＯ。
ガスなどを主とする酸化雰囲気では表面からの酸化が進
行して、断面を見ると外周に厚い酸化層が見られた。（
３） 固体炭素物質と接触させた場合、接触時間の短か
い時や固体炭素物質の粒径の大きい場合には、還元鉄の
表面に酸化皮膜を生じた。
行して、断面を見ると外周に厚い酸化層が見られた。（
３） 固体炭素物質と接触させた場合、接触時間の短か
い時や固体炭素物質の粒径の大きい場合には、還元鉄の
表面に酸化皮膜を生じた。
（４）固体炭素物質と充分接触して熔解すれは１４００
℃程度の加熱で熔解は完了した。これは１０００℃以上
の高温では固体状態でもきわめて容易に固体炭素物質か
らの滲炭が行われたことを意味して居り、また還元鉄に
含まれて居る未還元の酸化物も還元されることも明らか
になつた。ｂ還元鉄を銑鉄や鋳鉄屑に配合した場合の配
合量を２０，４０，６０％と変化させ、誘導電気炉で熔
解し得られた鋳鉄物の性質を検討した結果は、（１）含
有成分中、燐と硫黄、特に硫黄は還元鉄を添加すると共
に急速に含有量が低下し、容易に低硫黄鋳鉄が得られる
ことが明らかになつた。
℃程度の加熱で熔解は完了した。これは１０００℃以上
の高温では固体状態でもきわめて容易に固体炭素物質か
らの滲炭が行われたことを意味して居り、また還元鉄に
含まれて居る未還元の酸化物も還元されることも明らか
になつた。ｂ還元鉄を銑鉄や鋳鉄屑に配合した場合の配
合量を２０，４０，６０％と変化させ、誘導電気炉で熔
解し得られた鋳鉄物の性質を検討した結果は、（１）含
有成分中、燐と硫黄、特に硫黄は還元鉄を添加すると共
に急速に含有量が低下し、容易に低硫黄鋳鉄が得られる
ことが明らかになつた。
（２）機械的性質に最も影響する炭素、硅素、マンガン
の量を調整し、最終成分を同一量にして比較した結果、
還元鉄配合量を増せば引張強さは向上することがわかつ
た。
の量を調整し、最終成分を同一量にして比較した結果、
還元鉄配合量を増せば引張強さは向上することがわかつ
た。
以上の基礎研究の結果、本願発明の方法を用いた還元鉄
を原料とする鋳鉄の良好な製造法の研究を完成したもの
である。
を原料とする鋳鉄の良好な製造法の研究を完成したもの
である。
即ち以上の基礎研究の結果を十分参酌して１還元鉄熔解
炉としては縦型のシャフト炉構造が後述する理由から適
当であること。
炉としては縦型のシャフト炉構造が後述する理由から適
当であること。
２炉内をかなり還元性の雰囲気に保つ必要があるため、
固体炭素物質を炉床に充填し、しかもこの固体炭素物質
は低硫黄コークス、要すれば黒鉛塊を用い、炉底附近よ
り送風しの２反応を炉内で行りＩｊｉ〒に必要な加熱と
還．元鉄の還元を計る。
固体炭素物質を炉床に充填し、しかもこの固体炭素物質
は低硫黄コークス、要すれば黒鉛塊を用い、炉底附近よ
り送風しの２反応を炉内で行りＩｊｉ〒に必要な加熱と
還．元鉄の還元を計る。
３還元鉄の熔解を容易にするには固体状態でも滲炭を進
行させ熔融点を下げる必要がある、このため固体炭素物
質と還元鉄は、固体状態のま）でも充分接触して居るこ
とが必要不可欠である。
行させ熔融点を下げる必要がある、このため固体炭素物
質と還元鉄は、固体状態のま）でも充分接触して居るこ
とが必要不可欠である。
この目的を達成するため、前記の．如く炉床に炭素物質
を充填し、且つ熔解炉に原料を装入する場合にも還元鉄
と炭素物質を予め充分混合して装入する。４原料の還元
鉄は一般に前述の如くその粒度が小さく、従来の熔解炉
では風圧が異常に上昇するため、炉内抵抗を小さくする
ベーく排ガスの取出し口をシャフト炉構造の炉として比
較的低い位置に設定すること。
を充填し、且つ熔解炉に原料を装入する場合にも還元鉄
と炭素物質を予め充分混合して装入する。４原料の還元
鉄は一般に前述の如くその粒度が小さく、従来の熔解炉
では風圧が異常に上昇するため、炉内抵抗を小さくする
ベーく排ガスの取出し口をシャフト炉構造の炉として比
較的低い位置に設定すること。
５炉から取出した排ガスには多量のＣＯガスを含み、且
つ高温であるため、熱交換器を通じ、且つこの熱交換器
で熱交換を行う前の段階で熱交換器の底部に二次空気を
送入してこのＣＯガスを二次燃焼させる燃焼室を設け、
この排ガスの余納及燃焼熱を以つて送入空気を予熱する
こと。
つ高温であるため、熱交換器を通じ、且つこの熱交換器
で熱交換を行う前の段階で熱交換器の底部に二次空気を
送入してこのＣＯガスを二次燃焼させる燃焼室を設け、
この排ガスの余納及燃焼熱を以つて送入空気を予熱する
こと。
６硅素、マンガンは銑鉄と比較して少ないのでこれを補
給するため金属硅素末、金属マンガン末を炉内に吹込む
装置を附加するを可とすること。
給するため金属硅素末、金属マンガン末を炉内に吹込む
装置を附加するを可とすること。
７原料は前述の如く小粒であるため連続装入可能の装置
を取付け間歇装入による炉内抵抗の一時的な増加を来た
さないようにＢするを可とすること。
を取付け間歇装入による炉内抵抗の一時的な増加を来た
さないようにＢするを可とすること。
以上の結論から得た改良装置に於いてその操作法につい
ては次の事項に配慮を要する。
ては次の事項に配慮を要する。
即ち１炉底に充填した固体炭素物質及原料還元鉄と混合
装入した固体炭素物質からの硫黄分の浸入をさけるため
、之等固体炭素物質の内少くとも１１潰は電極黒鉛を使
用する。
装入した固体炭素物質からの硫黄分の浸入をさけるため
、之等固体炭素物質の内少くとも１１潰は電極黒鉛を使
用する。
２原料還元鉄に固体での吸炭を充分行わせると、熔解温
が低下して比較的低温で熔解して炉の操業が容易になる
ので、装入固体炭素物質の粒度を小さくし還元鉄とよく
混合した上で装入する。
が低下して比較的低温で熔解して炉の操業が容易になる
ので、装入固体炭素物質の粒度を小さくし還元鉄とよく
混合した上で装入する。
之等の操業と前記配慮された装置によつてなされる還元
鉄を原料とする鋳鉄の製造法は、原料的に見て取扱上困
難な形状、即ち高炉銑と比較して腰の弱い還元鉄の欠点
をカバーしつ）その表面積の多いと云う特徴を生かし固
相に於ける吸炭の容易さにより、熔解温を下げ炉の操作
を容易にすること及び小粒であるためこの効果を助長す
る半面炉内の通気抵抗をさけるため比較的炉内の低い部
分から排ガスを取出し、ＣＯガス量の多いことを利用し
て二次燃焼を加えて送入空気を加熱して熱効率の上昇を
計るばかりでなく、原料還元鉄に混合する固体炭素物質
として商品価値の小さい細粒コークスや、電極黒鉛屑を
有利に使用し得、その上湯の品位調整が容易てある等の
多大の特徴を有する、鋳物の製造法である。次に本願発
明の方法に使用する炉の実施例を図示すれば、１は方法
に使用される縦型のシャフト炉構造の熔解炉で装入口２
から装入された原料は炉１内を下降しつ）排ガス取出口
６から下では赤熱熔解して出湯口３から湯として取出さ
れる。
鉄を原料とする鋳鉄の製造法は、原料的に見て取扱上困
難な形状、即ち高炉銑と比較して腰の弱い還元鉄の欠点
をカバーしつ）その表面積の多いと云う特徴を生かし固
相に於ける吸炭の容易さにより、熔解温を下げ炉の操作
を容易にすること及び小粒であるためこの効果を助長す
る半面炉内の通気抵抗をさけるため比較的炉内の低い部
分から排ガスを取出し、ＣＯガス量の多いことを利用し
て二次燃焼を加えて送入空気を加熱して熱効率の上昇を
計るばかりでなく、原料還元鉄に混合する固体炭素物質
として商品価値の小さい細粒コークスや、電極黒鉛屑を
有利に使用し得、その上湯の品位調整が容易てある等の
多大の特徴を有する、鋳物の製造法である。次に本願発
明の方法に使用する炉の実施例を図示すれば、１は方法
に使用される縦型のシャフト炉構造の熔解炉で装入口２
から装入された原料は炉１内を下降しつ）排ガス取出口
６から下では赤熱熔解して出湯口３から湯として取出さ
れる。
而して比較的熔解炉の低い位置にある排ガス取出口６か
ら取出されたＣＯガスを多量に含んだ高温の排ガスは二
次燃焼空気孔１１から送入された空気により点火バーナ
１０で点火され、二次燃焼してさらに温度を上げ、輻射
型熱交換器７で冷風入口９より送入され下降し来たつた
空気を加熱し熱風となつた前記空気は熱風出口８から送
風管５を経て、羽口４から炉に送入される。一方熱交換
を終つて冷却された排ガスは排ガス出口１２から炉内の
原料槽内を加熱上昇して来た一部の排ガス中に送入され
て上部煙突に導かれるものである。尚１３はグランドラ
インを示し、１４は二階床面を示す。図に示したシャフ
ト炉を用い、炉床（羽口面より炉内径の２倍の高さまで
の部分）に０．０５％以下の低硫黄含有量の固体炭素物
質として電極黒鉛（低硫黄コークスても可）を充填した
上、還元鉄と低硫黄固体炭素物質とを混合した原料（低
硫黄固体炭素物質としては、硫黄含有量が０．０５％以
下の電極黒鉛或いは低硫黄コークスを用い、還元鉄重量
に対して５〜２０％程度配合したもの）をシャフト炉の
装入口２から装入して操業を開始した。上記炉床に充填
した低硫黄含有量の固体炭素物質と原料中に配合した低
硫黄含有量の電極黒鉛とが炉底に近い部分から送入され
た熱風中の酸素と次のような反応を生じ炉内が還元性雰
囲気となり、１０００℃付近で固体状態の還元鉄に浸炭
が開始され、熔解点が低下し、１４００゜Ｃで完全に熔
解した。
ら取出されたＣＯガスを多量に含んだ高温の排ガスは二
次燃焼空気孔１１から送入された空気により点火バーナ
１０で点火され、二次燃焼してさらに温度を上げ、輻射
型熱交換器７で冷風入口９より送入され下降し来たつた
空気を加熱し熱風となつた前記空気は熱風出口８から送
風管５を経て、羽口４から炉に送入される。一方熱交換
を終つて冷却された排ガスは排ガス出口１２から炉内の
原料槽内を加熱上昇して来た一部の排ガス中に送入され
て上部煙突に導かれるものである。尚１３はグランドラ
インを示し、１４は二階床面を示す。図に示したシャフ
ト炉を用い、炉床（羽口面より炉内径の２倍の高さまで
の部分）に０．０５％以下の低硫黄含有量の固体炭素物
質として電極黒鉛（低硫黄コークスても可）を充填した
上、還元鉄と低硫黄固体炭素物質とを混合した原料（低
硫黄固体炭素物質としては、硫黄含有量が０．０５％以
下の電極黒鉛或いは低硫黄コークスを用い、還元鉄重量
に対して５〜２０％程度配合したもの）をシャフト炉の
装入口２から装入して操業を開始した。上記炉床に充填
した低硫黄含有量の固体炭素物質と原料中に配合した低
硫黄含有量の電極黒鉛とが炉底に近い部分から送入され
た熱風中の酸素と次のような反応を生じ炉内が還元性雰
囲気となり、１０００℃付近で固体状態の還元鉄に浸炭
が開始され、熔解点が低下し、１４００゜Ｃで完全に熔
解した。
従来法によれば、銑鉄の完全熔解に少くとも１６００℃
以上を要した。
以上を要した。
また、排ガス取出口を低くしたことにより、炉内の送風
抵抗が低くなり、十分操業が可能であつた。
抵抗が低くなり、十分操業が可能であつた。
しかも、排ガス取出口から得られる排ガス中のＣＯガス
量が増加して熱交換器部での送風空気の予熱温度を５０
０℃まで高め得た。以上説明した様にこの発明は、縦型
のシャフト炉を用い、炉内に近い部分に、該シャフト炉
の排ガスを以つて熱交換加熱した送風の送入口を設け、
該排ガスを炉の比較的低い部分より取り出すようになし
、かつ、原料を予め混合し還元鉄と配合炭素物質とが充
分接触した状態を保つて装入するようにすると共に、炉
床に０．０５％以下の低硫黄含有量の固体炭素物質を充
填して低硫黄鋳鉄を得るようになしたから、従来法に比
べ、低硫黄鋳鉄を省エネルギー、省資源的に得ることが
できる利点がある。
量が増加して熱交換器部での送風空気の予熱温度を５０
０℃まで高め得た。以上説明した様にこの発明は、縦型
のシャフト炉を用い、炉内に近い部分に、該シャフト炉
の排ガスを以つて熱交換加熱した送風の送入口を設け、
該排ガスを炉の比較的低い部分より取り出すようになし
、かつ、原料を予め混合し還元鉄と配合炭素物質とが充
分接触した状態を保つて装入するようにすると共に、炉
床に０．０５％以下の低硫黄含有量の固体炭素物質を充
填して低硫黄鋳鉄を得るようになしたから、従来法に比
べ、低硫黄鋳鉄を省エネルギー、省資源的に得ることが
できる利点がある。
即ち、炉床に充填した固体炭素物質によつて、炉内を高
い還元性雰囲気に保たせることができ、かつ、還元鉄に
固体炭素物質を混合して炉内に装入することにより、上
記炉内の還元性雰囲気と相俟つて、固体状態の還元鉄へ
の滲炭を促進して熔解点を下げ熔解を早めることができ
、しかも、排ガスの取り出し口をシャフト炉の比較的低
い位置から取り出しているため、炉内の送風抵抗を低く
でき、この排ガス中には多量のＣＯガスが含まれている
ため、この排ガスを利用して送入空気を熱交換して予熱
することにより、送入空気温度を高温に予熱させること
ができ、しかも、固体炭素物質として低硫黄含有量の電
極黒鉛や低硫黄コークス等を利用することにより、低硫
黄の良質の鋳鉄を省エネルギー、省資源的に安価に得る
ことができるものである。
い還元性雰囲気に保たせることができ、かつ、還元鉄に
固体炭素物質を混合して炉内に装入することにより、上
記炉内の還元性雰囲気と相俟つて、固体状態の還元鉄へ
の滲炭を促進して熔解点を下げ熔解を早めることができ
、しかも、排ガスの取り出し口をシャフト炉の比較的低
い位置から取り出しているため、炉内の送風抵抗を低く
でき、この排ガス中には多量のＣＯガスが含まれている
ため、この排ガスを利用して送入空気を熱交換して予熱
することにより、送入空気温度を高温に予熱させること
ができ、しかも、固体炭素物質として低硫黄含有量の電
極黒鉛や低硫黄コークス等を利用することにより、低硫
黄の良質の鋳鉄を省エネルギー、省資源的に安価に得る
ことができるものである。
図は本願方法に使用される熔解炉の一部縦断全体立面図
である。 １・・・・・・熔解炉、２・・・・・・装入口、３・・
・・・・出湯口、４・・・・・・羽口、５・・・・・・
送風管、６・・・・・・排ガス取出口、７・・・・・・
輻射型熱交換器、１０・・・・・点火バーナ、１１・・
・・・・二次燃焼空気孔。
である。 １・・・・・・熔解炉、２・・・・・・装入口、３・・
・・・・出湯口、４・・・・・・羽口、５・・・・・・
送風管、６・・・・・・排ガス取出口、７・・・・・・
輻射型熱交換器、１０・・・・・点火バーナ、１１・・
・・・・二次燃焼空気孔。
Claims (1)
- １ 縦型のシャフト炉を用い、炉底に近に部分に、該シ
ャフト炉の排ガスを以つて熱交換加熱した送風の送入口
を設け、該排ガスを炉の比較的低い部分より取り出すよ
うになし、かつ、原料を予め混合し還元鉄と配合炭素物
質とが充分接触した状態を保つて装入するようにすると
共に、炉床に０．０５％以下の低硫黄含有量の固体炭素
物質を充填して低硫黄鋳鉄を得ることを特徴とする還元
鉄を原料とする鋳鉄の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55038737A JPS6053085B2 (ja) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | 還元鉄を原料とする鋳鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55038737A JPS6053085B2 (ja) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | 還元鉄を原料とする鋳鉄の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56133412A JPS56133412A (en) | 1981-10-19 |
| JPS6053085B2 true JPS6053085B2 (ja) | 1985-11-22 |
Family
ID=12533629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55038737A Expired JPS6053085B2 (ja) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | 還元鉄を原料とする鋳鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053085B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0593570U (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-21 | 株式会社丸山製作所 | 液体散布車 |
| JP2009007618A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kurimoto Ltd | 溶銑の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5222722B2 (ja) * | 1973-05-16 | 1977-06-20 |
-
1980
- 1980-03-25 JP JP55038737A patent/JPS6053085B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56133412A (en) | 1981-10-19 |
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