JPS6136575B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6136575B2 JPS6136575B2 JP58053575A JP5357583A JPS6136575B2 JP S6136575 B2 JPS6136575 B2 JP S6136575B2 JP 58053575 A JP58053575 A JP 58053575A JP 5357583 A JP5357583 A JP 5357583A JP S6136575 B2 JPS6136575 B2 JP S6136575B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ore
- furnace
- reduction
- fluidized bed
- reducing
- Prior art date
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、難還元性鉱石の予備還元法に関
し、とくにたて型炉溶融還元法によつてクロム鉱
石粉などの難還元性鉱石粉を溶融還元する場合
に、該鉱石粉の円滑な予備還元を可能ならしめよ
うとするものである。
し、とくにたて型炉溶融還元法によつてクロム鉱
石粉などの難還元性鉱石粉を溶融還元する場合
に、該鉱石粉の円滑な予備還元を可能ならしめよ
うとするものである。
近年、鉄鉱石をはじめ主として各種の金属酸化
物よりなる原料鉱石は、塊状鉱石よりはむしろ、
粉粒状鉱石の方が多くなりつつあり、その比率は
今後もますます増加する傾向にあるとみられる。
物よりなる原料鉱石は、塊状鉱石よりはむしろ、
粉粒状鉱石の方が多くなりつつあり、その比率は
今後もますます増加する傾向にあるとみられる。
この傾向は、難還元性のクロム鉱石についても
同じであり、従来かような粉粒状のクロム鉱石か
らフエロクロムを製造する際、溶解炉としては、
主に電気炉が用いられてきた。しかし電気炉を用
いるフエロクロムの製造では、電力原単位は数千
KWH／ｔにも達し、きわめてコスト高となる不
利があつた。
同じであり、従来かような粉粒状のクロム鉱石か
らフエロクロムを製造する際、溶解炉としては、
主に電気炉が用いられてきた。しかし電気炉を用
いるフエロクロムの製造では、電力原単位は数千
KWH／ｔにも達し、きわめてコスト高となる不
利があつた。
ところで、最近は電力によらないフエロクロム
その他の合金鉄の製造技術として、原料鉱石粉か
ら直接溶融金属を得る溶融還元法が注目されてい
て、発明者らは先に、特開昭57−198205号公報に
おいて、炭素質固体還元剤の充てん層をたて型炉
内部で不断に形成する一方、このたて型炉の下部
胴壁に配設した羽口群を通して、該たて型炉から
排出される還元性の排ガスを用いて粉粒状鉱石を
部分還元した予備還元鉱石を、必要ならばさらに
フラツクスを加えて300〜1300℃の高温の空気ま
たは酸素富化空気をもつてする気流搬送下にたて
型炉内に吹込んで、上記予備還元鉱石を溶融還元
する粉粒状鉱石のたて型炉溶融還元法を提案し
た。
その他の合金鉄の製造技術として、原料鉱石粉か
ら直接溶融金属を得る溶融還元法が注目されてい
て、発明者らは先に、特開昭57−198205号公報に
おいて、炭素質固体還元剤の充てん層をたて型炉
内部で不断に形成する一方、このたて型炉の下部
胴壁に配設した羽口群を通して、該たて型炉から
排出される還元性の排ガスを用いて粉粒状鉱石を
部分還元した予備還元鉱石を、必要ならばさらに
フラツクスを加えて300〜1300℃の高温の空気ま
たは酸素富化空気をもつてする気流搬送下にたて
型炉内に吹込んで、上記予備還元鉱石を溶融還元
する粉粒状鉱石のたて型炉溶融還元法を提案し
た。
かようなたて型炉溶融還元法は、各種粉粒状鉱
石の製錬に適用可能なわけであるが、クロム鉱石
の如き難還元性鉱石からのフエロアロイの製造に
適用した場合には、次のような問題があつた。
石の製錬に適用可能なわけであるが、クロム鉱石
の如き難還元性鉱石からのフエロアロイの製造に
適用した場合には、次のような問題があつた。
すなわち、予備還元炉において、たて型炉から
の高温排ガスを還元ガスとして使用して、難還元
〓〓〓〓
性鉱石たとえばクロム鉱石を還元しようとして
も、酸化クロム（Cr2O3）は該鉱石中に含まれる
酸化鉄（FeO）に比べて還元されにくいため、ク
ロム鉱石全体としては所定の還元率まで予備還元
を行うことが難しいという点である。
の高温排ガスを還元ガスとして使用して、難還元
〓〓〓〓
性鉱石たとえばクロム鉱石を還元しようとして
も、酸化クロム（Cr2O3）は該鉱石中に含まれる
酸化鉄（FeO）に比べて還元されにくいため、ク
ロム鉱石全体としては所定の還元率まで予備還元
を行うことが難しいという点である。
また、クロム鉱石の予備還元法としては、重油
や石炭などを還元剤として使用する方法も提案さ
れているが、この場合は反応炉内温度を1100〜
1300℃の高温に保持する必要があるため、たて型
炉からの排ガス温度が低い場合には適さない。
や石炭などを還元剤として使用する方法も提案さ
れているが、この場合は反応炉内温度を1100〜
1300℃の高温に保持する必要があるため、たて型
炉からの排ガス温度が低い場合には適さない。
この点クロム鉱石をもつと低温で還元する還元
剤として炭化水素系ガスたとえばメタン（CH4）
が有効であることが知られているが、炭化水素系
ガスによるクロム鉱石の還元反応は大きな吸熱反
応であるため、たて型炉からの高温排ガスの顕熱
を利用したとしても、還元反応がスムーズに進行
する温度950〜1150℃を確保することは難しかつ
た。
剤として炭化水素系ガスたとえばメタン（CH4）
が有効であることが知られているが、炭化水素系
ガスによるクロム鉱石の還元反応は大きな吸熱反
応であるため、たて型炉からの高温排ガスの顕熱
を利用したとしても、還元反応がスムーズに進行
する温度950〜1150℃を確保することは難しかつ
た。
この発明は、上記の問題を有利に解決するもの
で、炭化水素系ガスを利用して低温で予備還元を
行う場合であつても、該炭化水素系ガスの吸熱反
応に基因した温度低下を効果的に回避して円滑な
予備還元を達成し得る、難還元性鉱石の予備還元
法を提案するものである。
で、炭化水素系ガスを利用して低温で予備還元を
行う場合であつても、該炭化水素系ガスの吸熱反
応に基因した温度低下を効果的に回避して円滑な
予備還元を達成し得る、難還元性鉱石の予備還元
法を提案するものである。
この発明は、炭化水素系ガスを使用して難還元
性の粉粒状鉱石を予備還元する場合に懸念された
吸熱反応に伴う炉内の温度低下が、該炉内に別途
に酸素含有ガスたとえば酸素ガスや空気を導入
し、炉内の炭材もしくは炉内発生ガス中の可燃成
分と部分燃焼発熱反応を生起させることによつて
有利に回避され、かくして炉内温度を適正反応温
度である950〜1150℃に維持できるとの新規知見
に立脚する。
性の粉粒状鉱石を予備還元する場合に懸念された
吸熱反応に伴う炉内の温度低下が、該炉内に別途
に酸素含有ガスたとえば酸素ガスや空気を導入
し、炉内の炭材もしくは炉内発生ガス中の可燃成
分と部分燃焼発熱反応を生起させることによつて
有利に回避され、かくして炉内温度を適正反応温
度である950〜1150℃に維持できるとの新規知見
に立脚する。
すなわちこの発明は、粉粒状鉱石の予備還元を
行う流動層予備還元炉と、この予備還元鉱石を溶
融還元するたて型炉とを用いるたて型炉溶融還元
法において、難還元性の粉粒状鉱石を予備還元す
るに当り、 該粉粒状鉱石の供給を受けた予備還元炉内に、
たて型炉排ガスに併せ炭化水素系ガスを炭材と共
に供給して流動層を形成させる一方、少くとも該
流動層上部の低還元域以上の領域において酸素含
有ガスを吹込むことを特徴とする難還元性鉱石の
予備還元法である。
行う流動層予備還元炉と、この予備還元鉱石を溶
融還元するたて型炉とを用いるたて型炉溶融還元
法において、難還元性の粉粒状鉱石を予備還元す
るに当り、 該粉粒状鉱石の供給を受けた予備還元炉内に、
たて型炉排ガスに併せ炭化水素系ガスを炭材と共
に供給して流動層を形成させる一方、少くとも該
流動層上部の低還元域以上の領域において酸素含
有ガスを吹込むことを特徴とする難還元性鉱石の
予備還元法である。
以下この発明を具体的に説明する。
第１図に、この発明の実施に用いて好適な予備
還元炉を模式で示し、図中番号１は流動層反応器
からなる予備還元炉であり、その形状は通常竪型
円筒形である。２は難還元性鉱石たとえば粉粒状
クロム鉱石の供給口、３はコークスや石炭などの
炭材さらにはフラツクスなどの供給口であるが、
これらの炭材やフラツクスはクロム鉱石と混合し
て供給口２から同時に供給することもできる。４
は流動層還元ガスであるたて型炉排ガスの導入
口、５は還元剤としての炭化水素系ガスの吹込み
口、６は予備還元された粉粒状予備還元鉱石の排
出口、そして７がこの例で予備還元炉１のフリー
ボード部に開口させた酸素含有ガスの吹込み口で
ある。なお８はガス分散板、９は燃焼ガスの排出
口である。
還元炉を模式で示し、図中番号１は流動層反応器
からなる予備還元炉であり、その形状は通常竪型
円筒形である。２は難還元性鉱石たとえば粉粒状
クロム鉱石の供給口、３はコークスや石炭などの
炭材さらにはフラツクスなどの供給口であるが、
これらの炭材やフラツクスはクロム鉱石と混合し
て供給口２から同時に供給することもできる。４
は流動層還元ガスであるたて型炉排ガスの導入
口、５は還元剤としての炭化水素系ガスの吹込み
口、６は予備還元された粉粒状予備還元鉱石の排
出口、そして７がこの例で予備還元炉１のフリー
ボード部に開口させた酸素含有ガスの吹込み口で
ある。なお８はガス分散板、９は燃焼ガスの排出
口である。
さて、粉粒状鉱石の供給口２から炉内に供給さ
れた粉粒状クロム鉱石は、たて型炉排ガスの導入
によつて流動層１０を形成すると共に吹込み口５
から供給される炭化水素系ガスによつて還元を受
ける。ところでこの炭化水素系ガスによるクロム
鉱石の還元反応は、前述した如く大きな吸熱反応
であるため、炉内の温度低下が著しくそのままで
は円滑な還元を遂行できない。
れた粉粒状クロム鉱石は、たて型炉排ガスの導入
によつて流動層１０を形成すると共に吹込み口５
から供給される炭化水素系ガスによつて還元を受
ける。ところでこの炭化水素系ガスによるクロム
鉱石の還元反応は、前述した如く大きな吸熱反応
であるため、炉内の温度低下が著しくそのままで
は円滑な還元を遂行できない。
そこでこの発明では、炉内に別途に酸素含有ガ
スたとえば酸素ガスもしくは空気などを吹込み、
該炉内の炭材ないしは炉内発生ガス中の可燃成分
と部分燃焼反応を生起させ、その燃焼熱を利用す
ることにより、所定の反応温度を確保するわけで
ある。
スたとえば酸素ガスもしくは空気などを吹込み、
該炉内の炭材ないしは炉内発生ガス中の可燃成分
と部分燃焼反応を生起させ、その燃焼熱を利用す
ることにより、所定の反応温度を確保するわけで
ある。
しかしながらこの酸素含有ガスの炉内導入につ
いては、該酸素含有ガスの吹込み口近傍での局部
的な過熱による予備還元クロム鉱石粒子の焼結や
操業上のトラブルさらには予備還元クロム鉱石粒
子の再酸化による還元率の低下など種々の問題を
内包していて、不用意に流動層中に酸素含有ガス
を導入することはできず、その導入位置が肝要で
ある。
いては、該酸素含有ガスの吹込み口近傍での局部
的な過熱による予備還元クロム鉱石粒子の焼結や
操業上のトラブルさらには予備還元クロム鉱石粒
子の再酸化による還元率の低下など種々の問題を
内包していて、不用意に流動層中に酸素含有ガス
を導入することはできず、その導入位置が肝要で
ある。
そこで発明者らはこの点につき、種々の検討を
重ねたところ、酸素含有ガスの吹込み領域を、流
動層上部の低還元域以上の領域すなわち流動層上
部のクロム鉱石の予備還元率が低い部分および／
またはフリーボード部とすることにより、上掲し
た諸問題を生じるおそれなしに適正な反応温度を
〓〓〓〓
確保して効果的な予備還元が達成され得ることを
突き止めたのである。
重ねたところ、酸素含有ガスの吹込み領域を、流
動層上部の低還元域以上の領域すなわち流動層上
部のクロム鉱石の予備還元率が低い部分および／
またはフリーボード部とすることにより、上掲し
た諸問題を生じるおそれなしに適正な反応温度を
〓〓〓〓
確保して効果的な予備還元が達成され得ることを
突き止めたのである。
すなわち第１図に示したように、流動層１０の
上方のフリーボード部１１に酸素含有ガスを導入
してフリーボード部１１内で流動層発生ガス中の
可燃成分と燃焼させることにより、生起した燃焼
熱で流動層１０を効果的に加熱することができる
のである。このとき図示したように粉粒状鉱石の
供給口２をフリーボード部１１の上部に設置すれ
ば、上記の効果に加えて、クロム鉱石それ自体も
加熱することができ、一層効果的である。
上方のフリーボード部１１に酸素含有ガスを導入
してフリーボード部１１内で流動層発生ガス中の
可燃成分と燃焼させることにより、生起した燃焼
熱で流動層１０を効果的に加熱することができる
のである。このとき図示したように粉粒状鉱石の
供給口２をフリーボード部１１の上部に設置すれ
ば、上記の効果に加えて、クロム鉱石それ自体も
加熱することができ、一層効果的である。
次に第２図に、酸素含有ガスの別の吹込み要領
を図解する。この例は、流動層１０内をたとえば
多段化装置１２によつて多段化して、該流動層１
０内において、クロム鉱石から予備還元クロム鉱
石に変化していく過程において、より上段部の還
元がまだ十分にには進行してなく大部分がクロム
鉱石のままである流動層上部に酸素含有ガスを吹
込む場合であり、かような吹込み要領によつても
前述したクロム鉱石粒子の焼結などの弊害なし
に、流動層内にまんべんなく熱の授受を行つて、
所定の温度を確保することができる。なおこの場
合は、酸素含有ガスを導入する個所における鉱石
の還元率が平均で10％以下であることが望まし
い。
を図解する。この例は、流動層１０内をたとえば
多段化装置１２によつて多段化して、該流動層１
０内において、クロム鉱石から予備還元クロム鉱
石に変化していく過程において、より上段部の還
元がまだ十分にには進行してなく大部分がクロム
鉱石のままである流動層上部に酸素含有ガスを吹
込む場合であり、かような吹込み要領によつても
前述したクロム鉱石粒子の焼結などの弊害なし
に、流動層内にまんべんなく熱の授受を行つて、
所定の温度を確保することができる。なおこの場
合は、酸素含有ガスを導入する個所における鉱石
の還元率が平均で10％以下であることが望まし
い。
さらに第１図、第２図においてはそれぞれ、酸
素含有ガスの炉内吹込みを、フリーボード部なら
びに流動層上部のみで行う場合についてしか示さ
なかつたが、両方同時に行うことができるのはい
うまでもない。また吹込み酸素量については、あ
まりに多量に吹込むことは堅固な焼結を生じるお
それが大きいので、たとえばクロム鉱石について
はトン当り300Nm3以下程度とすることが望まし
い。さらに酸素含有ガスの吹込みに当つては、必
要に応じ予熱しておくことが、所期した効果を得
る上で一層有利である。
素含有ガスの炉内吹込みを、フリーボード部なら
びに流動層上部のみで行う場合についてしか示さ
なかつたが、両方同時に行うことができるのはい
うまでもない。また吹込み酸素量については、あ
まりに多量に吹込むことは堅固な焼結を生じるお
それが大きいので、たとえばクロム鉱石について
はトン当り300Nm3以下程度とすることが望まし
い。さらに酸素含有ガスの吹込みに当つては、必
要に応じ予熱しておくことが、所期した効果を得
る上で一層有利である。
以下この発明の実施例について説明する。
前掲第２図に示した予備還元炉を用いて、下記
の操業条件下にクロム鉱石の予備還元を行つた。
の操業条件下にクロム鉱石の予備還元を行つた。
(1) クロム鉱石：フイリツピン産クロム鉱石
組 成：Cr2O3 49.2％
FeO 23.8％
粒 径：28〜48メツシユ 7.9％
48〜100メツシユ 86.7％
100メツシユ以下 5.4％
供給量：85Kg/h
(2) 炭 材：コークス｛CDQ（コーク・ドラ
イ・クエンチヤ）ダスト｝ 粒 径：48〜100メツシユ 供給量：38Kg/h (3) たて型炉排ガス供給量：890Nm3/h (4) 炭化水素系ガス：メタンガス 供給量：10Nm3/h (5) 供給酸素量：11Nm3/h (6) 目標予備還元率：35％ 上記の操業条件下にクロム鉱石の予備還元を行
つたところ、予備還元炉内温度は1030℃と炭化水
素系ガス使用における適正反応温度を維持でき、
また達成予備還元率は目標値35％を満足する結果
が得られた。
イ・クエンチヤ）ダスト｝ 粒 径：48〜100メツシユ 供給量：38Kg/h (3) たて型炉排ガス供給量：890Nm3/h (4) 炭化水素系ガス：メタンガス 供給量：10Nm3/h (5) 供給酸素量：11Nm3/h (6) 目標予備還元率：35％ 上記の操業条件下にクロム鉱石の予備還元を行
つたところ、予備還元炉内温度は1030℃と炭化水
素系ガス使用における適正反応温度を維持でき、
また達成予備還元率は目標値35％を満足する結果
が得られた。
以上実施例では、クロム鉱石の予備還元を行う
場合につき主に説明したが、その他マンガン鉱石
など他の難還元性鉱石の予備還元に適用できるの
はいうまでもない。
場合につき主に説明したが、その他マンガン鉱石
など他の難還元性鉱石の予備還元に適用できるの
はいうまでもない。
かくしてこの発明によれば、難還元性鉱石の予
備還元につき、還元剤として炭化水素系ガスを使
用する場合であつても、炉内の温度低下を招くこ
となしに円滑な予備還元を達成することができ、
有利である。
備還元につき、還元剤として炭化水素系ガスを使
用する場合であつても、炉内の温度低下を招くこ
となしに円滑な予備還元を達成することができ、
有利である。
第１図はこの発明の実施に使用して好適な予備
還元炉の模式図、第２図は他の好適予備還元炉の
模式図である。 〓〓〓〓
還元炉の模式図、第２図は他の好適予備還元炉の
模式図である。 〓〓〓〓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粉粒状鉱石の予備還元を行う流動層予備還元
炉と、この予備還元鉱石を溶融還元するたて型炉
とを用いるたて型炉溶融還元法において、難還元
性の粉粒状鉱石を予備還元するに当り、 該粉粒状鉱石の供給を受けた予備還元炉内に、
たて型炉排ガスに併せ炭化水素系ガスを炭材と共
に供給して流動層を形成させる一方、少くとも該
流動層上部の低還元域以上の領域において酸素含
有ガスを吹込むことを特徴とする難還元性鉱石の
予備還元法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5357583A JPS59179726A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 難還元性鉱石の予備還元法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5357583A JPS59179726A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 難還元性鉱石の予備還元法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179726A JPS59179726A (ja) | 1984-10-12 |
| JPS6136575B2 true JPS6136575B2 (ja) | 1986-08-19 |
Family
ID=12946625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5357583A Granted JPS59179726A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 難還元性鉱石の予備還元法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179726A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3948645A (en) * | 1973-04-30 | 1976-04-06 | Boliden Aktiebolag | Method of carrying out heat-requiring chemical and/or physical processes in a fluidized bed |
| JPS5918452B2 (ja) * | 1981-04-28 | 1984-04-27 | 川崎製鉄株式会社 | 粉粒状鉱石からの溶融金属製造方法 |
| JPS589809A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-20 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 水素化ケイ素の新しい製造方法 |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5357583A patent/JPS59179726A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59179726A (ja) | 1984-10-12 |
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