JPS6164807A - Melt reduction method of iron ore - Google Patents

Melt reduction method of iron ore

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JPS6164807A
JPS6164807A JP59184056A JP18405684A JPS6164807A JP S6164807 A JPS6164807 A JP S6164807A JP 59184056 A JP59184056 A JP 59184056A JP 18405684 A JP18405684 A JP 18405684A JP S6164807 A JPS6164807 A JP S6164807A
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furnace
coal
iron
slag
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正和 中村
Naoki Tokumitsu
徳光 直樹
Yoichi Hayashi
洋一 林
Tsutomu Katayama
片山 力
Hideki Ishikawa
英毅 石川
Hiroyuki Katayama
裕之 片山
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    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need for electric power for the heat source for melt reduction in a method for obtaining the preliminarily reduced matter of iron ore and char by bringing the iron ore, coal and O2-contg. gas into reaction in a fluidized bed by bringing the briquettes of such materials and coal into melt reduction reaction. CONSTITUTION:Iron ore 11 and limestone 12 are heated by the combustion heat of coal 13 and air 21 in an ore preheating furnace 1 and the limestone 12 is converted to quicklime 16 which is supplied to a fluidized bed reaction furnace 2. The coal 13 and O2-contg. gas 22 are blown thereto. The coal 13 is thermally decomposed to generate a reducing gas and is made to the char 15. On the other hand, the gas generated in a melt reduction furnace 4 or the reducing gas 33 obtd. by subjecting said gas to CO2 removal is heated and blown into the furnace 2 and is mixed with the formed reducing gas mentioned above to reduce the ore 11, thus forming the preliminarily reduced ore 14. The quicklime 16 desulfurizes the gas in the furnace 2 and is discharged together with the ore 14 and the char 15 from the furnace 2. A required quantity of the coal 13 is added thereto from the outside and is made into the brickettes 17 by mixing and lumping and thereafter the briquettes 17 are charged into the furnace 4. O2 22 is blown through a top blowing lance 5 and O2, coal, etc. are blown through bottom blowing tuyeres 6 by which the ore 14 is melt-reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、高炉プロセスによらない鉄鉱石の溶融還元
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for melting and reducing iron ore without using a blast furnace process.

(従来の技術) 鉄鉱石を還元して溶鉄を得るプロセスとして、最も普遍
的に現用されているプロセスは、高炉による方法である
(Prior Art) The most widely used process for obtaining molten iron by reducing iron ore is a method using a blast furnace.

この高炉による鉄鉱石の還元プロセスにおいては、多量
のコークスを熱源および還元剤として使用する。高炉に
供給するコークスは、数十米に達する高さの炉内装入物
の荷重によって破壊されないだけの物理的強度が必要で
あるところから、強粘結炭を乾留して製造される。とこ
ろが、強粘結炭は、世界的に賦存量が少ない上に地域的
に偏った賦存状況となっているため、供給が不安定とな
シ易い問題がある。また、石炭を乾留するための巨大な
設備(コークス炉団)や多大の労力を必要とする。
In this blast furnace iron ore reduction process, a large amount of coke is used as a heat source and reducing agent. The coke supplied to the blast furnace is manufactured by carbonizing highly coking coal, as it needs to have enough physical strength to not be destroyed by the load of the contents of the furnace, which can reach tens of meters in height. However, the availability of strong coking coal is small worldwide, and the availability is unevenly distributed in different regions, so there is a problem that the supply tends to be unstable. In addition, it requires huge equipment (coke oven) and a great deal of labor to carbonize the coal.

また、高炉に供給される鉄鉱石は、通常焼結されて、焼
結鉱として高炉に装入される。ところが、鉄鉱石の焼結
プロセスは、多大のエネルギーを必要とするとともに、
焼結鉱を得る過程で多量の硫黄酸化物、窒素酸化物を発
生し、これを処理するために高いコストを必要としてい
る。
Further, iron ore supplied to the blast furnace is usually sintered and charged into the blast furnace as sintered ore. However, the sintering process of iron ore requires a large amount of energy and
The process of obtaining sintered ore generates large amounts of sulfur oxides and nitrogen oxides, which require high costs to process.

そこで高炉によらない、簡潔な鉄鉱石の還元プロセスが
強く望まれている。
Therefore, a simple iron ore reduction process that does not involve a blast furnace is strongly desired.

この要請に応える研究が種々進められている。Various studies are underway to meet this demand.

たとえば、シャフト炉、またはロータリキルンによって
鉄鉱石を金属鉄まで還元した後、この金属鉄を電気炉で
溶解する方法があるけれども、金属鉄の溶解のだめの熱
源に多量の電・力を用いるところからコスト面で難点が
ある。我国においては、電力は最も高価なエネルギーで
あり、電力を主熱源とするプロセスは極めて不利である
For example, there is a method of reducing iron ore to metallic iron in a shaft furnace or rotary kiln and then melting this metallic iron in an electric furnace, but this method uses a large amount of electricity and power as a heat source for the melting pot of metallic iron. There is a drawback in terms of cost. In our country, electricity is the most expensive energy, and processes that use electricity as the main heat source are extremely disadvantageous.

従って、石炭、コークスといった安価な一次エネルギー
を熱源とするプロセスを構築することが重要である。
Therefore, it is important to construct a process that uses cheap primary energy such as coal or coke as a heat source.

一方、鉄鉱石を、加熱、溶解しながら還元する溶融還元
プロセスも研究されてきた。溶融、還元プロセスにあっ
ては、侵蝕性の強い溶融酸化鉄から如何にして炉内耐火
材を保護するか、また、還元と溶解に必要な多量のエネ
ルギーを如何にして供給するかが、プロセスを成立させ
得るか否かの鍵となる。
On the other hand, a smelting reduction process in which iron ore is reduced while being heated and melted has also been studied. In the melting and reduction process, the process depends on how to protect the refractory material in the furnace from the highly corrosive molten iron oxide, and how to supply the large amount of energy required for reduction and melting. This is the key to whether or not it can be realized.

溶融還元プロセスのうちの一つに、たとえば特公昭40
−13043号に開示されている回転炉方式がある。回
転炉方式は、熱効率を高くするという観点から提案され
たものであるけれども、高温の反応容器を回転させると
いう機械的制約から大型化に難点がある。
For example, in one of the melt reduction processes,
There is a rotary furnace system disclosed in No.-13043. Although the rotary furnace method was proposed from the viewpoint of increasing thermal efficiency, it is difficult to increase its size due to the mechanical constraints of rotating the high-temperature reaction vessel.

また、金属酸化物の溶融還元プロセスの1つとして、加
熱源に電力を用いるものがある。たとえば、アーク炉や
プラズマを用いるプロセスである。
Further, as one of the melting and reduction processes for metal oxides, there is a method that uses electric power as a heating source. For example, processes using arc furnaces or plasma.

これらの、熱源に電力を用いるプロセスは、還元性雰囲
気下で加熱が可能であるという利点はあ°るものの、電
力を熱源としていることからコスト、面で難点がある。
Although these processes that use electricity as a heat source have the advantage of being able to perform heating in a reducing atmosphere, they have drawbacks in terms of cost and cost because they use electricity as a heat source.

一方、石炭等炭材の燃焼熱を直接的に利用する溶融還元
プロセスにおいては、炭材の燃焼という酸化反応と、金
属酸化物、たとえば鉄鉱石を還元する還元反応とを両立
させることが困難であり、従来、成功例がなかった。
On the other hand, in the melt reduction process that directly utilizes the heat of combustion of carbonaceous materials such as coal, it is difficult to achieve both the oxidation reaction of burning the carbonaceous materials and the reduction reaction of reducing metal oxides, such as iron ore. Yes, there has been no success story so far.

近年、底吹転炉技術の進展に伴い、たとえが特公昭56
−8085号公報に開示されているように、燃焼におけ
る火点を溶融鉄浴中に置くことにより、伝熱効率の向上
、耐火物の溶損軽減といった点から、スクラップの溶解
など、還元を必要としない処理の場合には実現の可能性
が生じてきた。
In recent years, with the progress of bottom-blowing converter technology, the analogy is
As disclosed in Publication No. 8085, by placing the fire point during combustion in a molten iron bath, it is possible to improve heat transfer efficiency and reduce erosion of refractories, thereby reducing the need for reduction, such as melting scrap. The possibility of realization has arisen in cases where processing is not required.

しかしながら、この転炉技術を以ってしても、金属酸化
物、たとえば鉄鉱石を反応容器に装入して溶融還元を行
うには到っていない。
However, even with this converter technology, it has not yet been possible to charge metal oxides, such as iron ore, into a reaction vessel and perform melt reduction.

石炭等炭材の燃焼熱を直接的に利用する鉄鉱石等金属酸
化物の溶融還元プロセスにおける技術的課題は、 第一に、溶融還元炉に装入する鉄鉱石等金属酸化物の酸
化度を如何にして低下させておくか、第二に、溶融還元
炉における還元剤をどのように装入するか、 第3に、溶融還元炉への熱の入力方法を如何にするかで
ある。
The technical issues in the process of melting and reducing metal oxides such as iron ore, which directly utilizes the heat of combustion of coal and other carbonaceous materials, are as follows: Second, how to charge the reducing agent into the smelting reduction furnace. Third, how to input heat into the smelting reduction furnace.

米国特許第3985.544号公報には、流動層におい
て、炭材を酸素との部分燃焼反応によりガス化し、また
チャー化するとともに、この反応で発生したガスによっ
て、炭材とともに装入される鉄鉱石を還元するプロセス
が開示されている。この米国特許第3.985.544
号公報に開示されているプロセスにあっては、流動層に
おける反応によって予備還元された鉄鉱石、および炭材
の部分燃焼によって得られたチャーを、粉状で中窒アー
ク電極を通して電気炉へ装入し、予備還元鉱石を溶解す
るとともにチャーを還元剤として還元反応を進行させる
U.S. Patent No. 3985.544 discloses that in a fluidized bed, carbonaceous material is gasified through a partial combustion reaction with oxygen and turned into char, and iron ore is charged together with the carbonaceous material by the gas generated in this reaction. A process for reducing stones is disclosed. This U.S. Patent No. 3.985.544
In the process disclosed in the publication, iron ore pre-reduced by a reaction in a fluidized bed and char obtained by partial combustion of carbonaceous materials are loaded in powder form into an electric furnace through a nitrous arc electrode. The pre-reduced ore is dissolved and the reduction reaction proceeds using char as a reducing agent.

この先行技術は、鉄鉱石等金属酸化物の予備還元と、溶
融還元に必要なチャーを得ることを同時て行い得るとい
う点ですぐれている。
This prior art is excellent in that it can perform preliminary reduction of metal oxides such as iron ore and obtain the char necessary for melt reduction at the same time.

けれども、溶融還元における熱源に電力を必要とし、電
力を用いるプロセスの域を脱却していない。
However, melting and reduction requires electricity as a heat source, and the process has not moved beyond the realm of electricity-based processes.

(発明が解決しようとする問題点) この発明は、鉄鉱石から溶鉄を得るに際し、高炉プロセ
スにおける如き、石炭を乾留する過程(コークス製造プ
ロセス)および鉄鉱石を燃結鉱とする過程を必要とせず
、かつ熱源に電力を用いることのないプロセスを得るこ
−どを技術的課題としている。
(Problems to be Solved by the Invention) This invention solves the problem that, when obtaining molten iron from iron ore, a process of carbonizing coal (coke manufacturing process) and a process of converting iron ore into burnt ore, such as in a blast furnace process, are required. The technical challenge is to create a process that does not require electricity as a heat source.

(問題点を解決するだめの手段) この発明の要旨とする処は流動層反応炉内に鉄鉱石、石
炭、酸素含有ガスを装入して反応を進行せしめて鉄鉱石
の予備還元物およびチャーを得、この予備還元鉱石およ
びチャーならびに別の系から供給される石炭とを混合、
塊成化して得られるブリケットを上底吹転炉型反応容器
に装入し、前記予備還元鉱石を溶融還元することを特徴
とする鉄鉱石の溶融還元方法にある。
(Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to charge iron ore, coal, and oxygen-containing gas into a fluidized bed reactor and allow the reaction to proceed to produce a pre-reduced product of iron ore and char. and mix this pre-reduced ore with char and coal supplied from another system,
A method for melting and reducing iron ore, which comprises charging briquettes obtained by agglomeration into a top-bottom blowing converter type reaction vessel, and melting and reducing the pre-reduced ore.

以下に、この発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

この発明になるプロセスにあっては、流動層反応炉で生
成する予備還元鉱石が、溶融還元炉(上底吹転炉型反応
容器)内における含炭素溶鉄とスラグの界面に到達した
後に溶解・反応することが重要である。
In the process of this invention, pre-reduced ore produced in a fluidized bed reactor is melted and melted after reaching the interface between carbon-containing molten iron and slag in a smelting reduction furnace (top-bottom blown converter type reaction vessel). It is important to react.

従って、この発明においては、流動層反応炉で生成する
予備還元鉱石をチャーおよび他の炭材とともに塊成化す
る過程が必須となる。
Therefore, in this invention, a process of agglomerating the prereduced ore produced in the fluidized bed reactor together with char and other carbon materials is essential.

即ち、流動層反応炉で予備還元した粒粉状の半還元鉱石
を如何にして鉄浴中の炭素との反応サイドに到らしめる
かが重要なポイントである。粒粉状の半還元鉱石を反応
サイドに到らしめるべく、底吹羽口から鉄浴中に吹込も
うとすると、生産物である溶鉄1トン当り、約1.2〜
13ト/の半還元鉱石を底吹羽口を経て装入しなければ
ならず装入装置が複雑になる。従って、半還元鉱石を溶
融還元炉におけるスラグ層で溶融してしまうことなく、
鉄浴とスラグの界面に到って鉄浴中の炭素と反応して還
元が進行するようなサイズの塊にする必要がある。
That is, the important point is how to bring the granular semi-reduced ore pre-reduced in the fluidized bed reactor to the reaction side with carbon in the iron bath. When trying to blow granular semi-reduced ore into the iron bath from the bottom blowing tuyere in order to reach the reaction side, the amount of granular semi-reduced ore per ton of molten iron produced is approximately 1.2~
13 tons of semi-reduced ore must be charged through the bottom blowing tuyere, which complicates the charging equipment. Therefore, the semi-reduced ore is not melted in the slag layer in the smelting reduction furnace.
It is necessary to form lumps of such a size that they reach the interface between the iron bath and slag, react with carbon in the iron bath, and proceed with reduction.

本発明者等は、流動層反応炉からの半還元鉱石を塊成化
するに際して、流動層反応炉で鉄鉱石の予備還元に供し
た石炭のチャー化したものを混入するとともに、溶融還
元炉に装入すべき石炭の一部をブリケットに内装せしめ
ると同時に、その石炭自体を半還元鉱石の塊成化のため
の粘結剤として機能せしめることに着眼した。
When agglomerating semi-reduced ore from a fluidized bed reactor, the present inventors mixed in charred coal that had been used for preliminary reduction of iron ore in the fluidized bed reactor, and added it to the smelting reduction furnace. We focused on incorporating a portion of the coal to be charged into briquettes, and at the same time making the coal itself function as a binder for agglomerating semi-reduced ore.

また、溶融還元炉においては、スラグ中に炭材を懸濁さ
せ、以って還元反応を促進させ、耐火物の損傷を軽減せ
しめる。
Furthermore, in the melting reduction furnace, carbonaceous material is suspended in the slag to promote the reduction reaction and reduce damage to the refractories.

電気炉による従来技術とは異なり本発明の如く溶融還元
炉への熱源を、炭材および炉内で発生したガスの燃焼に
よると、鉄浴上のスラグは酸化性の雰囲気に曝されるこ
ととなシスラグ中のFeO濃度が上昇し、延いては、耐
火物の侵蝕に結びつくが、本発明においては、スラグ中
に炭材を懸濁させることによって、この問題を解決して
いる。
Unlike the conventional technology using an electric furnace, as in the present invention, the heat source for the smelting reduction furnace is the combustion of carbonaceous materials and gas generated in the furnace, so that the slag on the iron bath is not exposed to an oxidizing atmosphere. However, in the present invention, this problem is solved by suspending carbonaceous material in the slag.

本発明では、流動層反応炉で予備還元された鉄鉱石を、
同時に得られるチャーおよび、別の系から供給される炭
材とともに塊成化して溶融還元炉に装入する。この塊成
化物は、炉内に装入された後、直ぐには溶解せず、スラ
グ層中を通過し、溶鉄とスラグの界面に到達したところ
で溶解し、ここで溶鉄中の炭素により、鉄鉱石の予備還
元物が還元される。従って、予備還元鉱石(酸化鉄)の
供給速度が大きい場合でも、スラグ中のFeO濃度を低
く抑えることができ、溶融還元炉の耐火物の損傷を低い
水準に維持しながら、高い生産性下での溶融還元が可能
となった。
In the present invention, iron ore pre-reduced in a fluidized bed reactor is
The char obtained at the same time and the carbon material supplied from another system are agglomerated and charged into a smelting reduction furnace. After this agglomerate is charged into the furnace, it does not melt immediately, but passes through the slag layer and melts when it reaches the interface between the molten iron and slag, where the carbon in the molten iron converts it into iron ore. of the pre-reduced product is reduced. Therefore, even when the supply rate of pre-reduced ore (iron oxide) is high, the FeO concentration in the slag can be kept low, and damage to the refractories in the smelting reduction furnace can be maintained at a low level while maintaining high productivity. It became possible to melt and reduce the

以下に、この発明を実施するときの装置を示す図面を参
照しながら、さらに詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings showing an apparatus for carrying out the invention.

第1図において、1は、鉱石予熱炉、2は流動層反応炉
であって、粒粉状の鉄鉱石を予備還元するとともに、併
せて装入される粒粉状の石炭の揮発分を分離しチャー化
すべく機能する。
In Fig. 1, 1 is an ore preheating furnace, and 2 is a fluidized bed reactor, which pre-reduces granular iron ore and separates the volatile content of granular coal charged at the same time. It functions to make the world a better place.

3は、塊成化装置であって、たとえばブリケットマシン
が適用され、流動層反応炉からの予備還元鉱石、チャー
および他の系から供給される炭材とを混線し塊成化する
3 is an agglomeration device to which, for example, a briquette machine is applied, and mixes and agglomerates the pre-reduced ore from the fluidized bed reactor, char, and carbon material supplied from other systems.

4は、溶融還元炉であり、この発明にあっては上底吹転
炉型反応容器が適用される。溶融還元炉4は、酸素上吹
き用ランス5ならびに酸素および必要に応じて粉粒状炭
材、或は鉄浴、スラグの攪拌用のガスを底吹きするため
の羽口6ならびに塊成化物(ブリケット17)等固体装
入物を溶融還元炉内へ装入するための装入装置7を備え
ている。
4 is a melting reduction furnace, and in this invention, a top-bottom blown converter type reaction vessel is applied. The melting reduction furnace 4 includes a lance 5 for top-blowing oxygen, a tuyere 6 for bottom-blowing oxygen and, if necessary, a gas for stirring powdered carbonaceous material, an iron bath, and slag, and a lance 5 for blowing agglomerated materials (briquettes). 17) is provided with a charging device 7 for charging a solid charge such as 17) into the smelting reduction furnace.

(作用) 次に、第1図に示す装置を用いて、鉄鉱石の溶融還元を
行うときの作用を説明する。
(Operation) Next, the operation when melting and reducing iron ore using the apparatus shown in FIG. 1 will be explained.

鉄鉱石11および石灰石12は、鉱石予熱炉1において
、石炭13と空気21との燃焼反応熱によって加熱され
、石灰石(CaC03)は、生石灰(CaO)  とな
って流動層反応炉IK供給される。
Iron ore 11 and limestone 12 are heated in ore preheating furnace 1 by the heat of combustion reaction between coal 13 and air 21, and limestone (CaC03) is turned into quicklime (CaO) and supplied to fluidized bed reactor IK.

なお、石灰石の代りにドロマイトなど石灰含有鉱物を用
いることもできる。特に後述する溶融還元炉において、
マグネシア系の炉材を利用する場合には、ドロマイト等
マグネシア含有鉱物は有理である。
Note that lime-containing minerals such as dolomite can also be used instead of limestone. Especially in the melting reduction furnace described below,
When using a magnesia-based furnace material, magnesia-containing minerals such as dolomite are reasonable.

流動層反応炉2において、流動状態の予熱鉱石および生
石灰に、石L13および酸素或は酸素含有ガス22が吹
込まれる。
In the fluidized bed reactor 2, the stone L13 and oxygen or oxygen-containing gas 22 are blown into the preheated ore and quicklime in a fluidized state.

そうすると、吹込まれた石炭13は、予熱鉱石との熱交
換、および酸素との反応による部分燃焼によ)熱分解し
、還元性のガスを発生するとともに、チャー15 とな
る。
Then, the injected coal 13 is thermally decomposed (by heat exchange with the preheated ore and partial combustion due to reaction with oxygen), generates reducing gas, and becomes char 15.

チャー生成量は、流動層反応炉(予備還元炉〕における
焼結トラブル防止という観点からは、5〜10%が適当
であるけれども、溶融還元炉の熱源をチャーとするとき
には、 6096程度まで増加させることもできる。6
0%を超えるチャーの生成量は、流動層反応炉における
熱負荷増となシ好ましくない。
From the viewpoint of preventing sintering troubles in the fluidized bed reactor (pre-reduction furnace), the amount of char produced is appropriate at 5 to 10%, but when using char as the heat source of the smelting reduction furnace, it should be increased to about 6096. You can also do that.6
An amount of char produced in excess of 0% is undesirable because it increases the heat load in the fluidized bed reactor.

一方、流動層反応炉2には、溶融還元炉4で発生したガ
ス或はこのガスを脱炭酸ガス処理して得られる還元ガス
23が、流動層反応炉2がらの燃料ガス24との熱交換
によって700〜9001:に昇温せしめられた後吹込
まれる。
On the other hand, in the fluidized bed reactor 2, the gas generated in the smelting reduction furnace 4 or the reducing gas 23 obtained by decarbonating this gas is exchanged with the fuel gas 24 from the fluidized bed reactor 2. The temperature is raised to 700-9001: and then blown in.

流動層反応炉2に吹込まれた還元ガス23は、石炭13
の熱分解によシ生成した還元性ガスと混合され、流動状
態にある高温の粒粉状鉄鉱石を還元し、予備還元鉱石(
半還元鉱石)14を生成する。
The reducing gas 23 blown into the fluidized bed reactor 2 is the coal 13
The mixture is mixed with the reducing gas produced by the thermal decomposition of iron ore to reduce the high temperature granular iron ore in a fluidized state, producing pre-reduced ore (
Semi-reduced ore) 14 is produced.

鉄鉱石の予備還元率は、流動層反応炉(予備還元炉)に
おける反応効率および、本発明の溶融還元システム全体
の燃料利用率の有利な0.5〜0.8の範囲が選択され
る。好ましくは、0.6〜0.7の範囲である。
The preliminary reduction rate of iron ore is selected in the range of 0.5 to 0.8, which is advantageous for the reaction efficiency in the fluidized bed reactor (pre-reduction furnace) and the fuel utilization rate of the entire smelting reduction system of the present invention. Preferably, it is in the range of 0.6 to 0.7.

また、鉱石予熱炉1において生成した生石灰16は、予
熱鉱石ととも【流動層反応炉2に装入され、流動層反応
炉2内のガスの脱硫を行った後、半還元鉱石14および
チャー15とともに流動層還元炉2から排出される。
In addition, the quicklime 16 generated in the ore preheating furnace 1 is charged into the fluidized bed reactor 2 together with the preheated ore, and after desulfurizing the gas in the fluidized bed reactor 2, the semi-reduced ore 14 and char 15 It is also discharged from the fluidized bed reduction furnace 2.

生石灰量は、溶融還元炉排出スラグの流動性および脱硫
機能の点から、スラグ塩基度(Ca o/S i 02
 )が1.1〜1.7となるように、鉄鉱石および炭材
中の脈石成分および量を考慮して決定する。
The amount of quicklime is determined by the slag basicity (Ca o / Si 02
) is determined from 1.1 to 1.7 in consideration of the gangue components and amounts in the iron ore and carbonaceous material.

このようにして得られた、半還元鉱石14、チャー15
および生石灰16は、溶融還元炉4における熱精算上必
要な石炭やコークスといった系外からの炭材が加えられ
、混練後塊成化装置3、たとえばブリケットマシンによ
って成型され、ブリケット17にされた後、装入装置7
によって溶融還元炉4に装入される。
Thus obtained semi-reduced ore 14, char 15
The quicklime 16 is mixed with carbonaceous materials from outside the system such as coal and coke necessary for heat calculation in the smelting reduction furnace 4, and is kneaded and then molded by an agglomeration device 3, for example, a briquette machine, to form briquettes 17. , charging device 7
is charged into the melting reduction furnace 4.

溶融還元炉4では、上吹きランス5から酸素22が浴に
向って吹きつけられるとともに、底吹羽口6から浴中に
酸素および石炭等の炭材が吹込まれる。そして、供給さ
れるブリケット17に含まれる炭材、底吹羽口6かもの
酸素とともに吹込まれる炭材、或は装入装置7から供給
されるコークス18などの炭材と、上吹きランス5から
供給される酸素との反応によって多量の熱を発生する。
In the melting reduction furnace 4, oxygen 22 is blown toward the bath from the top blowing lance 5, and oxygen and carbonaceous material such as coal are blown into the bath from the bottom blowing tuyere 6. Then, the carbon material contained in the supplied briquettes 17, the carbon material blown in with oxygen from the bottom blowing tuyere 6, or the carbon material such as coke 18 supplied from the charging device 7, and the top blowing lance 5. A large amount of heat is generated by reaction with oxygen supplied from

この多量の熱によってブリケット17中の半還元鉱石1
4は溶解し、還元が進行し溶鉄19  、’−な不。
Due to this large amount of heat, the semi-reduced ore 1 in the briquette 17
4 melts, reduction progresses, and the molten iron 19 becomes '-'.

一方、半還元鉱石14中の脈石と炭材および生石灰16
とが反応してスラグ20が生成し、溶融還元炉4内に貯
留する。そしてスラグ20は、かくして溶融還元炉4内
で時間の経過とともに増加して行くから間欠的に或は連
続的に炉外へ排出する。
On the other hand, the gangue, carbonaceous material and quicklime 16 in the semi-reduced ore 14
The slag 20 is generated by the reaction, and is stored in the melting reduction furnace 4. Since the slag 20 thus increases in the melting reduction furnace 4 over time, it is discharged out of the furnace intermittently or continuously.

この発明は、流動層反応炉2における予備還元工程生成
物を塊成化し、これを溶融還元炉4における溶鉄19と
スラグ20界面或はその近傍で優先的に溶解・反応させ
ることによって、従来にない高い生産速度を得るととも
に、炭材の酸化反応と、半還元鉱石14の還元反応を併
せ進行せしめることによって特徴づけられるが、この点
をさらに説明する。
This invention agglomerates the pre-reduction process product in the fluidized bed reactor 2 and melts and reacts it preferentially at or near the interface between the molten iron 19 and the slag 20 in the smelting reduction furnace 4. This method is characterized by achieving a production rate as high as possible, and also by allowing both the oxidation reaction of the carbonaceous material and the reduction reaction of the semi-reduced ore 14 to proceed.This point will be further explained.

本発明者等は、本発明の実施例の項で後述するように、
炭素を含んだ溶鉄と、その上部に、コークスを懸濁させ
たスラグを収納した溶解炉において、鉄酸化物を溶融還
元するに際しては、溶融還元炉への酸化鉄の供給形態と
して、酸化鉄を粒粉状で供給するよシも塊成化した状態
で供給した方が還元速度が高いことを見出した〇 実験を伴う研究の結果、溶融還元炉内のスラグ上部から
供給された塊状の酸化鉄がスラグに溶解することなく、
スラグと溶鉄の界面に到達していることが判った。
The present inventors, as described below in the section of the embodiments of the present invention,
When melting and reducing iron oxide in a melting furnace containing molten iron containing carbon and slag with coke suspended above it, iron oxide is used as a form of supply of iron oxide to the melting reduction furnace. It was found that the reduction rate was higher when the iron oxide was supplied in an agglomerated state rather than in the form of a granular powder.As a result of research involving experiments, it was found that the iron oxide in the form of lumps supplied from the upper part of the slag in the smelting reduction furnace without dissolving into slag.
It was found that the slag and molten iron had reached the interface.

溶融酸化鉄の炭素による還元反応は、通常、2通りの場
合が考えられる。
There are usually two cases in which the reduction reaction of molten iron oxide with carbon occurs.

FeOx +XC5olid = Fe +xco−−
=・(1)FeOx +XC1ron  = Fe 十
xco  ++++・+・山++  (21(1)式は
、酸化鉄(FeOx)の固体炭素による還元を示し、(
2)式は、酸化鉄(FeOx)の溶鉄中に含有される炭
素による還元を示している。
FeOx +XC5olid = Fe +xco--
=・(1) FeOx +XC1ron = Fe +
Equation 2) shows the reduction of iron oxide (FeOx) by carbon contained in molten iron.

第2図に、溶融酸化鉄の固体炭素および溶鉄中炭素によ
る還元の進行状況を示す。
FIG. 2 shows the progress of reduction of molten iron oxide by solid carbon and carbon in molten iron.

第2図において、曲線Aは、坩堝を構成しているグラフ
ァイト、つまシ固体炭素による酸化鉄の還元の進行状態
を示しておシ、曲線Bは、炭素飽和溶鉄による酸化鉄の
還元の進行状態を示している0 第2図から、固体炭素による酸化鉄の還元反応(曲線A
)にあっては、初期還元速度が、炭素飽和溶鉄による酸
化鉄の還元反応(曲線B)の場合に比し非常に遅く、成
る程度の時間経過後、酸化鉄が還元されて溶鉄が生成し
、炭素飽和溶鉄による還元が進行する曲線Bの状態に近
づくにつれて還元速度が速くなることが判る。
In Figure 2, curve A shows the progress of reduction of iron oxide by graphite and solid carbon forming the crucible, and curve B shows the progress of reduction of iron oxide by carbon-saturated molten iron. From Figure 2, the reduction reaction of iron oxide with solid carbon (curve A
), the initial reduction rate is very slow compared to the reduction reaction of iron oxide by carbon-saturated molten iron (curve B), and after a certain amount of time, iron oxide is reduced to form molten iron. , it can be seen that the reduction rate becomes faster as it approaches the state of curve B where reduction by carbon-saturated molten iron progresses.

このように、酸化鉄の溶融還元速度は、溶鉄中の炭素に
よる場合が高いから、反応器としての生産性を向上させ
るには、酸化鉄と炭素を含んだ溶鉄とを直接接触させる
プロセスが有利であることが明らかである。
In this way, the melting reduction rate of iron oxide is often due to the carbon in the molten iron, so in order to improve the productivity of the reactor, it is advantageous to have a process in which iron oxide and molten iron containing carbon are brought into direct contact. It is clear that

、 他方、還元鉄ペレットを溶融スラグ中に供給して溶
解する場合、投入されたベレットは温度が低いため、一
旦表面にスラグの凝固皮膜を形成し、ある程度の時間が
経過して、スラグの凝固皮膜が再溶解した後にベレット
自体の溶解が始まる。
On the other hand, when reduced iron pellets are fed into molten slag and melted, since the temperature of the pellets is low, a solidified film of slag is formed on the surface, and after a certain amount of time, the slag solidifies. After the film has redissolved, the pellet itself begins to dissolve.

第3図に、1400℃の溶融スラグに直径約20間の還
元ベレットを浸漬したときの、スラグの凝固膜の厚さの
経時変化を示す0 第3図の場合、ペレット表面のスラグの凝固皮膜が消失
し、ベレットの溶解が始まるまでに約3分間を要するこ
とが判る。
Figure 3 shows the change over time in the thickness of the coagulated slag film when a reduced pellet with a diameter of approximately 20 mm is immersed in molten slag at 1400°C. In the case of Figure 3, the coagulated film of slag on the pellet surface It can be seen that it takes about 3 minutes for the pellet to disappear and for the pellet to start dissolving.

この発明になる鉄鉱石の溶融還元プロセスにおいては、
溶鉄生産量1トン当、9200〜800kgのスラグが
生成し、このスラグは主としてS i02−At203
− CaOからなっている。
In the iron ore melting reduction process of this invention,
9200 to 800 kg of slag is generated per ton of molten iron produced, and this slag is mainly Si02-At203.
- Consists of CaO.

一般に、スラグ成分の反応速度は、反応に関係する成分
の濃度に比例する。
Generally, the reaction rate of slag components is proportional to the concentration of the components involved in the reaction.

溶融還元炉に供給された鉄鉱石がスラグに溶解すると鉄
分がスラグに希釈される形となシ反応速度的に不利であ
る。
When the iron ore supplied to the smelting reduction furnace is dissolved into slag, the iron content is diluted into the slag, which is disadvantageous in terms of reaction rate.

本発明においては、チャー等とともに塊成化された鉄鉱
石が比表面積が小さいほどスラグに溶解する際に時間遅
れを示すことを利用するもので、溶融還元炉に供給され
た鉄鉱石が、スラグに溶解することなく、スラグ溶鉄の
界面に到達し、ここで鉄浴に触れて溶解・反応すること
になり、第2図に示す高い反応速度が実現する。
The present invention takes advantage of the fact that the smaller the specific surface area of iron ore agglomerated with char etc., the longer the time delay when it dissolves into slag. The slag reaches the interface of the molten iron without being dissolved in the iron bath, where it comes into contact with the iron bath and dissolves and reacts, achieving the high reaction rate shown in Figure 2.

このような状態を作るためには、塊成化した装入物の、
溶融還元炉内スラグ中における沈降性およびスラグへの
溶解開始時間を制御する必要がある。従って、半還元鉱
石14.チャー151石炭13の塊成化に際しては、次
のような点に留意して条件を決めねばならない。
To create this condition, the agglomerated charge must be
It is necessary to control the sedimentation property in the slag in the smelting reduction furnace and the start time of dissolution into the slag. Therefore, semi-reduced ore14. When agglomerating Char 151 Coal 13, conditions must be determined with the following points in mind.

底吹羽口6からのガス吹込みにより攪拌されているスラ
グ中に投入された塊成化物(簡単のためブリケットと称
する)が、スラグ中に浮遊することなく沈降するために
は、ある程度以上の比重をもたなければならない。ブリ
ケット17の比表面積を小さくすること、および溶融ス
ラグとの温度差により凝固スラグ皮膜を形成したプリ゛
ケノトがスラグ20への溶解速度を制御するといった観
点からブリケット17のサイズの下限を規制する。
In order for the agglomerated materials (referred to as briquettes for simplicity) thrown into the slag being stirred by gas blowing from the bottom blowing tuyere 6 to settle without floating in the slag, it is necessary to It must have specific gravity. The lower limit of the size of the briquettes 17 is regulated from the viewpoints of reducing the specific surface area of the briquettes 17 and controlling the rate of dissolution of the precipitate, which has formed a solidified slag film due to the temperature difference with the molten slag, into the slag 20.

さらに、酸化鉄の還元速度は、溶融状態における方が有
利であるから、ブリケットサイズをあまり大きくするこ
とは、溶融時間を長くすることになり不利である。従っ
てこの面から上限が規定される。
Furthermore, since the reduction rate of iron oxide is more advantageous in the molten state, increasing the briquette size too much is disadvantageous because it lengthens the melting time. Therefore, an upper limit is defined from this aspect.

これら、ブリケットサイズにおける条件は、熱容量、熱
伝導度など加熱特性にも関係するから、フIJケットの
成分、充填密度にも左右される。
These conditions regarding the briquette size are related to heating properties such as heat capacity and thermal conductivity, and are therefore also influenced by the ingredients and packing density of the briquette.

一方、溶融還元炉内におけるスラグ側の条件としては、
第一に、温度があシ、その他スラグの融点、熱容量など
伝熱特性に関係する物性、さらに重要な因子としてスラ
グ層の厚さ、反応過程で発生する気泡のために低下する
見掛密度および攪拌の強さなど、ブリケットの沈降性に
関係する因子がある。
On the other hand, the conditions on the slag side in the smelting reduction furnace are as follows:
First, there are the physical properties related to heat transfer properties such as temperature and other slag melting points and heat capacity, and more important factors include the thickness of the slag layer, the apparent density that decreases due to bubbles generated during the reaction process, and other important factors. There are factors related to the settling properties of briquettes, such as the strength of stirring.

以上のようであるから、溶融還元炉内において、ブリケ
ットを溶解させずにスラグ・メタル界面に到達させるた
めの条件を一般化して示すのは困難である。ブリケット
サイズは、溶鉄の生産速度や、溶融還元炉から生成せし
めるべきガスの所要量、また、流動層反応炉における熱
収支などから決定される鉄鉱石の予備還元率、所要炭材
量からブリケットの組成(鉄鉱石量、炭材量、生石灰量
〕を決定し、さらに底吹き酸素量、攪拌用ガス量で決ま
る攪拌強さ、およびスラグ層の厚さを考慮して決定する
As described above, it is difficult to generalize the conditions for allowing the briquettes to reach the slag-metal interface without melting in the smelting reduction furnace. The briquette size is determined based on the production rate of molten iron, the required amount of gas to be generated from the smelting reduction furnace, the preliminary reduction rate of iron ore determined from the heat balance in the fluidized bed reactor, and the required amount of carbon material. Determine the composition (amount of iron ore, amount of carbonaceous material, amount of quicklime), and further consider the amount of bottom-blown oxygen, the stirring intensity determined by the amount of stirring gas, and the thickness of the slag layer.

ブリケットサイズの目安としては、ストークスによる流
体中粒子の終端速度式 μ5ニスラグの粘性Ckf/m ” sec〕um:攪
拌されているスラグの速度Cm/sec)pg=ブリケ
ットの密度Cky/m 3)ρ3:フォーミング中のス
ラグの見掛密度〔kり7m3〕D、ニスラグと等しく流
動するブリケントの限界サイズ (m〕 によってスラグと等しく流動するブリケットサイズが決
定されるから、これ以上の粒子径を選択すればよい。
As a guideline for the briquette size, the terminal velocity equation of particles in a fluid by Stokes μ5 Viscosity of varnish slag Ckf/m ” sec] um: Speed of stirred slag Cm/sec) pg = Density of briquette Cky/m 3) ρ3 : The apparent density of the slag during forming [k = 7 m3]D, and the limit size of briquettes that flow equally with varnish slag (m) determine the size of briquettes that flow equally with slag, so a particle size larger than this is determined. Bye.

本発明者等の経験によれば、ブリケットサイズは、直径
10〜50tmnのものが良好な結果をもたらした。
According to the experience of the present inventors, a briquette size of 10 to 50 tmn in diameter gave good results.

実操業においては、鉄鉱石の一部は、スラグに溶解し、
わけてもブリケットの溶融還元炉への装入速度が早い場
合には、スラグ中のFeO濃度が高くなる。このような
場合には、コークス或は流動層反応炉で生成したチャー
をスラグ中に懸濁させて、固体炭素による還元を並行し
て進行させることによりFeO濃度を降下させる。
In actual operations, some of the iron ore is dissolved into slag,
In particular, when the charging speed of briquettes into the smelting reduction furnace is high, the FeO concentration in the slag becomes high. In such a case, coke or char produced in a fluidized bed reactor is suspended in slag, and reduction with solid carbon proceeds in parallel to lower the FeO concentration.

一方、鉄浴への炭素の補給は、上部からの炭材の装入に
よってもよいけれども、底吹羽口から酸素とともに鉄浴
中へ吹き込むことが有効な方法である。
On the other hand, carbon may be supplied to the iron bath by charging carbon material from the top, but an effective method is to blow it into the iron bath along with oxygen from the bottom blowing tuyere.

第4図に、底吹羽口から、鉄浴中にコークスを吹込んだ
ときの、炭素溶解速度をコークス吹込み速度に対して示
す。この図から明らかな如く、底吹羽口からのコークス
吹込みにより十分炭素供給が可能である。
FIG. 4 shows the carbon dissolution rate versus the coke injection rate when coke is blown into the iron bath from the bottom blowing tuyere. As is clear from this figure, sufficient carbon can be supplied by blowing coke from the bottom blowing tuyere.

(実施例) 定格溶融金属量が100 i<9の高周波溶解炉を用い
、酸化鉄粉、酸化鉄ペレットおよび第1図に示す流動層
反応炉から得られる半還元鉱石、チャー、生石灰を塊成
化して得られるブリケットの3種類の原料をそれぞれ溶
融還元した。
(Example) Iron oxide powder, iron oxide pellets, semi-reduced ore, char, and quicklime obtained from the fluidized bed reactor shown in Fig. 1 were agglomerated using a high frequency melting furnace with a rated amount of molten metal of 100 i < 9. The three types of raw materials for the briquettes obtained by this process were each melted and reduced.

酸化鉄粉(鉄鉱石粉)を原料とする溶融還元にあっては
、前述の高周波溶解炉で炭素飽和鉄60kfを溶解し、
炉底羽口から鉄浴中に酸素を吹込みながら、Cab: 
45 %、 5102m 85%、 klzo3: 1
0 ’76゜MgO:10%  からなるスラグの存在
の下に溶融還元を進めた。静置時のスラグ層の厚さは4
0rm+であった。スラグ中にコークス粒(粒径的10
 mm )を投入し、1500℃に達した時点で鉄鉱石
(粒径:0.075〜2 wR)  を投入して、スラ
グ中の鉄濃度が10係となるようにした。
In melt reduction using iron oxide powder (iron ore powder) as a raw material, 60 kf of carbon-saturated iron is melted in the aforementioned high-frequency melting furnace,
While blowing oxygen into the iron bath from the bottom tuyere, Cab:
45%, 5102m 85%, klzo3: 1
Melting reduction was carried out in the presence of a slag consisting of 0'76°MgO:10%. The thickness of the slag layer when standing still is 4
It was 0rm+. Coke grains (particle size: 10
mm), and when the temperature reached 1500°C, iron ore (particle size: 0.075 to 2 wR) was added so that the iron concentration in the slag was 10 parts.

一定温度を保時しながら所定時間毎にスラグをサンプリ
ングし、鉄を分析して還元の進行に伴うスラグ中鉄濃度
の低下状況を調査し、以って反応速度を求めた。
Slag was sampled at predetermined time intervals while maintaining a constant temperature, and iron was analyzed to investigate the decrease in iron concentration in the slag as reduction progressed, thereby determining the reaction rate.

第5図に、反応速度定数を、スラグ中に存在するコーク
ス量の変化に対して示す。
In FIG. 5, the reaction rate constants are shown as a function of the amount of coke present in the slag.

第5図から、コークス量の増加により還元速度が大きく
なること、またコークス量が零の場合でもかなりの速度
で反応が進行しておシ、鉄浴中の炭素によって還元反応
が行われていることが判る。
Figure 5 shows that the reduction rate increases as the amount of coke increases, and that the reaction proceeds at a considerable rate even when the amount of coke is zero, and that the reduction reaction is carried out by the carbon in the iron bath. I understand that.

酸化鉄(鉄鉱石粉)ペレットを溶融還元における原料と
したときの反応速度を第5図に破線で併せ示す。
The reaction rate when iron oxide (iron ore powder) pellets are used as a raw material in melt reduction is also shown in broken lines in FIG.

第5図から明らかな如く、酸化鉄ペレットを溶融還元の
原料とするときは、酸化鉄粉を原料とするときに比較し
、反応速度が段違いに高い。
As is clear from FIG. 5, when iron oxide pellets are used as the raw material for melt reduction, the reaction rate is much higher than when iron oxide powder is used as the raw material.

これは、既に述べたように、酸化鉄ペレットを原料とす
るときは、スラグに対する沈降性および溶解速度の差か
ら、鉄浴とスラグ界面付近でペレットが溶解し、この部
分が局部的に酸化鉄濃度の高い部分となυ、還元反応に
とって有利となったためである。しかも、前述の酸化鉄
濃度の高い部分は局在しているから、炉壁耐人材に対し
悪影響を及ぼすこともなかった。
As mentioned above, when iron oxide pellets are used as a raw material, the pellets dissolve near the interface between the iron bath and the slag due to the difference in sedimentation and dissolution rate with respect to slag, and this area locally contains iron oxide. This is because the part with high concentration υ is advantageous for the reduction reaction. Furthermore, since the above-mentioned areas with high iron oxide concentrations were localized, there was no adverse effect on the furnace wall strength.

次に、第1図に示す流動層反応炉から得られる半還元鉱
石、チャー(混合比10重量%)、生石灰、石炭を混練
して高温状態で塊成化したものを、溶融還元における原
料としたときの反応速度定数と、スラグ中コークス量と
の関係を、第5図中に、A点として併せ示す。
Next, semi-reduced ore, char (mixing ratio 10% by weight), quicklime, and coal obtained from the fluidized bed reactor shown in Figure 1 were kneaded and agglomerated at high temperature, and this was used as the raw material for smelting reduction. The relationship between the reaction rate constant and the amount of coke in the slag is also shown as point A in FIG.

炭材を、原料ブリケット中に内装することによる反応促
進効果によってさらに還元性が向上していることが判る
It can be seen that the reducing property is further improved due to the reaction accelerating effect of incorporating carbonaceous material into the raw material briquettes.

本発明になるプロセスにおいては、流動層反応炉から得
られる半還元鉱石およびチャーば、700〜800℃の
高温でちるから、石炭など高温で流動性を示す物質をバ
インダーとして混合し、熱間で塊成化することが可能で
あり、この場合、バインダーを別途加える必要がなく、
コスト的に有利であるのみならず、半還元鉱石の顕熱利
用の観点からエネルギー利用効率の点でもすぐれている
In the process of the present invention, semi-reduced ore and charcoal obtained from a fluidized bed reactor are mixed at a high temperature of 700 to 800°C, so a substance that exhibits fluidity at high temperatures, such as coal, is mixed as a binder and heated. It is possible to agglomerate, in which case there is no need to add a binder separately,
Not only is it advantageous in terms of cost, but it is also excellent in terms of energy use efficiency from the perspective of utilizing the sensible heat of semi-reduced ore.

この実施例においては、原料の塊成化に際して、チャー
の混合比率を10重量%としだけれども、溶融還元炉で
、反応および溶解を確保するためには、たとえば30チ
程度の揮発成分を有する炭種では、さらに500 kf
程度の石炭が還元剤および熱源として必要セある。
In this example, when agglomerating the raw materials, the mixing ratio of char is 10% by weight, but in order to ensure reaction and dissolution in the melting reduction furnace, for example, char having a volatile component of about 30% is required. In seeds, an additional 500 kf
Some coal is required as a reducing agent and heat source.

溶融還元炉においては、粉状の石炭を上部から供給する
と、炉で発生しているガスのために飛散し、炉内への装
入が、極めて困難であるけれども、流動層反応炉から得
られる半還元鉱石やチャーとともに塊成化し、ブリケッ
トとして装入するようにすれば、装入が極めて容易とな
る。
In a smelting reduction furnace, if powdered coal is fed from the top, it will scatter due to the gas generated in the furnace, making it extremely difficult to charge it into the furnace, but it can be obtained from a fluidized bed reactor. Charging becomes extremely easy if it is agglomerated together with semi-reduced ore and char and charged as briquettes.

溶融還元炉への装入原料の塊成化に際しては、流動層反
応炉における焼結防止その他の観点から、チャーの量を
10重量%としたけれども、溶融還元炉における熱精算
の点からは、チャーの量の増加は、石炭所要量の低下に
つながり、反応的にはチャーが有利であるから、ブリケ
ットの成型性やチャー化のだめのコストの許す範囲内で
チャーの量は多い方がよい。
When agglomerating the raw material charged to the smelting reduction furnace, the amount of char was set at 10% by weight from the viewpoint of preventing sintering in the fluidized bed reactor and other reasons, but from the point of view of heat balance in the smelting reduction furnace, An increase in the amount of char leads to a decrease in the amount of coal required, and since char is advantageous in terms of reaction, it is better to increase the amount of char within the range allowed by the moldability of briquettes and the cost of char-forming.

(発明の効果) 本発明は、以上述べたように構成しかつ作用せしめるよ
うにしたから、コークス製造のだめの石炭の乾留プロセ
ス、鉄鉱石を焼結するプロセス、さらには、加熱用電力
を必要とすることなく、鉄鉱石、石炭から、溶鉄を極め
てコンパクトな設備で高い設備生産性、労働生産性下で
生産することができる。
(Effects of the Invention) Since the present invention is constructed and operated as described above, the present invention can be used in the carbonization process of coal used in coke production, the process of sintering iron ore, and furthermore, does not require electric power for heating. It is possible to produce molten iron from iron ore and coal using extremely compact equipment with high equipment and labor productivity without having to do so.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の溶融還元方法の全体像を示す概念図、
第2図は固体炭素および溶鉄中の炭素による酸化鉄の溶
融還元の推移を示す図、第3図は溶融スラグ中に浸漬し
たペレット表面に凝固付着したスラグ厚みの経時変化を
示す図、第4図はコークスを底吹した場合の溶鉄に対す
る炭素の溶解速度とコークス吹込速度の関係図、第5図
は溶融還元炉に対する鉄鉱石の供給形態を粉状、ペレッ
ト状、および炭材とのブリケットと変えた場合の還元速
度の変化を示す図である。 1・・・鉱石予熱炉   2・・・流動層反応炉3・・
・塊成化装置 4・・・溶融還元炉(上底吹転炉型反応容器)5・・・
上吹きランス  6・・・底吹羽ロア・・・装入装置 
  11・・・鉄鉱石12・・・石灰石    13・
・・石炭14・・・予備還元鉱石(半還元鉱石)15・
・・チャー     16・・・生石灰17・・・塊成
化物(ブリケット) 18・・・コークス    19・・・溶鉄20・・・
スラグ    21・・・空気22・・・酸素含有ガス
  23・・・還元ガス24・・・燃料ガス −夾、グ、ノミ1/1づニー妥乏−(J、/e−”・・
−)尤4(すC峨杖邑1(2ト^)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall image of the melting reduction method of the present invention,
Figure 2 shows the transition of melting and reduction of iron oxide by solid carbon and carbon in molten iron, Figure 3 shows the change over time in the thickness of slag solidified and adhered to the surface of pellets immersed in molten slag, and Figure 4 The figure shows the relationship between the dissolution rate of carbon in molten iron and the coke injection rate when coke is bottom blown, and Figure 5 shows the form of iron ore supplied to the smelting reduction furnace in the form of powder, pellets, and briquettes with carbonaceous material. It is a figure which shows the change of the reduction rate when changing. 1... Ore preheating furnace 2... Fluidized bed reactor 3...
・Agglomeration device 4... Melting reduction furnace (top-bottom blowing converter type reaction vessel) 5...
Top blowing lance 6...Bottom blowing lower...Charging device
11... Iron ore 12... Limestone 13.
... Coal 14 ... Preliminary reduced ore (semi-reduced ore) 15.
... Char 16 ... Quicklime 17 ... Agglomerated material (briquettes) 18 ... Coke 19 ... Molten iron 20 ...
Slag 21...Air 22...Oxygen-containing gas 23...Reducing gas 24...Fuel gas - 1/1 inch (J, /e-"...
-)尤4(suC Ajo-eup 1(2to^)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 流動層反応炉内に鉄鉱石、石炭、酸素含有ガスを装入し
て反応を進行せしめて鉄鉱石の予備還元物およびチャー
を得、この予備還元鉱石およびチャーならびに別の系か
ら供給される石炭とを混合、塊成化して得られるブリケ
ットを上底吹転炉型反応容器に装入し、前記予備還元鉱
石を溶融還元することを特徴とする鉄鉱石の溶融還元方
法。
Iron ore, coal, and oxygen-containing gas are charged into a fluidized bed reactor and the reaction proceeds to obtain a pre-reduced product of iron ore and char, and this pre-reduced ore and char as well as coal supplied from another system. A method for melting and reducing iron ore, characterized in that briquettes obtained by mixing and agglomerating iron ore are charged into a top-bottom blowing converter type reaction vessel, and the pre-reduced ore is melted and reduced.
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