JPS6164807A - 鉄鉱石の溶融還元方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

（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
。

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。

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。

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。

この要請に応える研究が種々進められている。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

（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。

（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。

以下に、この発明の詳細な説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

、　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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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
。

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。

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。

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。

（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。

【図面の簡単な説明】

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＾）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。