JPS624810A

JPS624810A - 溶融還元製鉄用精錬炉

Info

Publication number: JPS624810A
Application number: JP14217585A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fujii; 隆藤井; Shunichi Sugiyama; 峻一杉山; Masahiro Abe; 阿部　正広; Hideo Nakamura; 英夫中村; Yoshihiko Kawai; 河井　良彦
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-10

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、予備還元された鉄鉱石を石炭及び石灰とと
もに精錬炉内の溶銑中に吹き込み、酸素ガスを吹き込ん
で炉内ガスを２次燃焼させることにより鉱石を還元精錬
する溶融還元製鉄用の精錬炉に関する。

〔従来の技術〕

溶融還元製鉄法は、高炉製銑法に代るものであシ、高炉
製銑法においては高炉の建設費が高く、広大な敷地が必
要であるという高炉製銑法の欠点を解消すべく、近年に
至シ開発されたものである。この溶融還元製鉄法におい
ては、精錬炉内の一溶銑中に、炉底に設けた羽口から鉱
石並びに粉末上の石炭及び石灰を吹き込むか、又は炉頂
からこれらを落下させ、更に炉底の羽口から酸素ガスを
溶銑中に吹き込むと共に、炉頭部から炉内に挿入された
ランスを介して溶銑に酸素ガスを吹き付ける。そうする
と、石炭が溶銑中に溶解するとともに、石炭の炭素が酸
素ガスによって酸化される。そして、この酸化熱によっ
て鉱石が溶融するとともに、鉱石が石炭中の炭素によっ
て還元される。溶銑から発生するＣＯガスはランスから
吹き付けられる酸素ガスにより２次燃焼されてＣＯ□ガ
スになる。この００□ガスの顕熱は、溶銑上を覆ってい
るフォーミング状のスラグに伝達され、次いで、溶銑に
戻される。

〔この発明が解決しようとする問題点〕しかし、この従
来の溶融還元製鉄法においては、炉内ガスを２次燃焼さ
せる酸素ガスは中央ランスから炉内に吹き込まれている
ため、炉の周壁近傍のスラグはその位置に滞留しやすい
。

従って、炉周壁近傍のスラグ中を上昇してくるＣＯガス
は２次燃焼され難く、また、２次燃焼されてもこの大き
な顕熱を有するＣＯ□ガスがスラグとの間で熱交換せず
に吹き抜けてしまうというスロッピング現象が起きやす
い。このため、従来の溶融還元技術においては、２次燃
焼効率及び着熱効率が低い。

一方、ランスから炉周壁近傍に向けて酸素ガスを吹き付
けて炉周壁近傍の２次燃焼を促進させることも考えられ
るが、そうすると、高温の酸素ガスが炉壁に吹き付けら
れ、その部分の耐火物の損傷が著しくなり、現実的では
ない◇ランスを中央に設置したままで、酸素がス吐出量
又は吐出方向を調節してスラグを攪拌することも考えら
れるが、２次燃焼に必要な酸素量では実際上スラグの攪
拌効果は少ない。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、炉内で発生するＣＯガスの２次燃焼効率が
高く、スロッピングが生じない均一な７オーミングスラ
グが形成されて着熱効率が高い溶融還元製鉄用精錬炉を
提供することを目的とする。

この発明に係る溶融還元製鉄用精錬炉は、精錬炉内の溶
銑中にその炉下部に設けた羽口から鉱石、石炭及び石灰
を吹き込むか、又は炉頂より鉱石、石炭及び石灰を落下
させ、炉内で酸素ガスにより炉内ガスを２次燃焼させて
鉱石を還元精錬する溶融還元製鉄用精錬炉において、炉
側壁にガス吹き込み用のノズルを取り付け、このノズル
を介して溶銑上のスラグに酸素ガスを吹き込んでスラグ
を攪拌するとともに炉内ガスを２次燃焼させることｔ−
特徴とする。

〔実施例〕

以下、この発明について具体的に説明する。

第１図は、この発明の実施に使用される精錬炉１を示し
、第２図は第１図の■−■線による断面図を示す。この
精錬炉１は、上吹転炉とほぼ同様の構造を有しているが
、炉底に羽口３，４が設けられていて炉底から鉄鉱石及
びガスなどを炉内に吹き込むことができる点が上吹転炉
と異なる。

この精錬炉ｌの炉体２は、その炉頂が開口しておシ、炉
底には、多数の羽口３，４が設置されている。羽口３，
４は、炉底の中心を中心とする４個の同心円上に夫々複
数個配設されている。羽口３からは、粉末状の鉄鉱石、
石炭及び石灰が、プロセスガスをキャリアガスとして炉
内に供給される。この鉄鉱石は、還元炉において、予備
還元される場合もある。また、プロセスガスは、工場内
にて生成するガスであるが、精錬炉１にて排出されるガ
ス及び還元炉における排ガスなどを使用することができ
る。一方、羽口４からは、酸素ガスが炉内に供給される
。

炉体２の上部には、操業終了時に炉内の溶湯を排出する
ための出湯口５が設けられており、下部には溶銑を出湯
するための出銑口６が設けられている。出銑口６からは
、パルプ７を開にすることにより、溶銑が出湯され、出
湯口５からは、炉体２を傾動することにより、溶湯が排
出される。

炉内の溶銑ｌθ上には、７オーミング状のスラグ１１が
存在し、このスラグ１１における溶銑１０の近傍の領域
には２次燃焼帯１２が形成される。

炉体２の内径は、例えば、７ｍであり、炉内には、約５
００トンの溶銑が挿入され、溶銑１トン当、９２５０ｋ
ｌ？のスラグが形成される。炉体２の中央には、周囲を
耐火物で被覆したランス８がその長手方向を鉛直にしそ
の下部をスラグ１ノ内に浸漬させて挿入されている。こ
のランス′８には、酸素ガスが供給され、その下端の吐
出口から酸素ガスが溶銑１０に向けて吐出される。

一方、第２図に示すように、２次燃焼帯１２の近傍の炉
壁にガス吹き込み用のノズル２０が取り付けられており
、このノズル２０を介して酸素ガスが炉内に吹き込まれ
るようになっている。このノズル２０は出湯口５の下方
領域を外した位置に設けられており、図示例では２個で
あるが３個以上配設してもよいことは勿論である。

次に、このように構成される精錬炉の動作について説明
する。先ず、種湯として、溶銑を約３００トン精錬炉！
内に装入する。次いで、羽口４を介して酸素ガスを炉内
の溶銑１０に吹き込み、羽口３を介して粉状の生石灰及
び石炭を夫々１時間当り２３．４トン及び１６５トンの
速度で、プロセスがスをキャリアガスとして溶銑１０に
吹き込む・この粉状の生石灰及び石炭の供給と同時に、
還元炉にて予備還元され、粒径が０．５　ｒａｎ以下に
なるように破砕された鉄鉱石をｆロセスＩスをキャリア
ガスとして羽口３を介して溶銑１０内に吹き込む。また
、ランス８から酸素ガスを溶銑に向けて吹き込むととも
に、ノズル２０を介して、酸素がスを炉内に吹き込む。

そうすると、石炭は溶銑１０内に溶解し、酸素ガスによ
って酸化され、ＣＯガスが発生する。

鉄鉱石は溶解した炭素によって還元され、溶銑１０の量
がしだいに増大するとともにＣＯガスが発生する。この
ようにして発生したＣＯガスはランス８から吹き込まれ
ている酸素ガス及びノズル２θから吹き込まれている酸
素ガスによって２次燃焼され、Ｃ０２ｆスが発生する。

このＣＯ２ガスは極めて大きな顕熱を有しており、この
００□ガスが溶銑上のフォーミング状スラグを通過して
上昇する間に、その顕熱が鉄粒及びスラグ粒に伝達され
る。特に、ノズル２０から吹き込まれる酸素ガスにより
、精錬炉１の炉周壁近傍のＣＯガスに対する２次燃焼が
促進されるとともに、・　バッグの攪拌が促進される。

このような鉄粒及びスラグ粒は対流していてこれらが溶
銑１０に戻ることにより、ＣＯ２ガスの顕熱が溶銑１０
に返還される。

この場合に、ノズル２０から酸素がステ溶銑上の２次燃
焼帯１２に吹き込むから、炉周壁近傍のＣＯガスも十分
に２次燃焼され、また、スラグ１２が攪拌されて均一な
７オーミング状態が形成される。このため、第１表に示
すように、本発明においては、従来に比して、２次燃焼
効率（精錬炉内でＣＯガスが燃焼した割合い）及び着熱
効率（ガスの顕熱が溶銑に伝達される割合い）が高い。

第１表このようにして、鉄鉱石を精錬することにより、精錬炉
１内の溶銑１θけ１時間で約５００トンに増加する。そ
うすると、酸素ガス及び鉄鉱石等の吹き込みを停止し、
溶銑の鎮静化が終了した後、パルプ７を開にして、出銑
口６から溶銑を約２００トン出銑する。この出銑が終了
した後、酸素がス及び鉄鉱石の吹き込みを再開し、゛精
錬を再度開始する。このような操作を繰返し、例えば、
２００時間に亘り鉄鉱石を連続精錬する。精錬終了後、
炉体２を傾動させて、出湯口５から残存している溶銑１
０を排出する。

次に、この発明の第２の実施例について、第３図を参照
して説明する。この実施例は、ノズル２０の近傍の炉壁
を水冷構造の壁部材２１で構成した点が第２図の実施例
と異々る。この壁部材２０は金属製であり、内部に冷却
水通路が形成されている。ノズル２０から吹き込まれた
酸素ガスがＣＯガスを酸化する際に、ノズル２θのガス
出口近・）に高温の火炎が形成されるが、このように、
酸素ガス吹き込み用のノズル２゜を水冷壁部材２１に組
込むことにより、火炎により炉壁耐火物が損傷されるこ
とが抑制され、耐火物の寿命が延長される。壁部材２１
及びノズル２０は炉傾動時に溶銑と接触することが々い
位置に配設しであるので、炉傾動時にノズルが損傷する
ことはない。

次に、この発明の第３の実施例について、第４図を参照
して説明する。この実施例においては、炉体２２の横断
面が楕円形状をなしている。

そして、この炉体２２の楕円長軸に沿う炉壁が水冷構造
の壁部材２３で構成されており、この楕円長軸の雨漏の
炉壁に出銑口６及び出湯口５が配設されている。このよ
うに、炉体２２の横断面形状を楕円にすることにより、
炉傾動時に溶銑が接触する炉壁領域が出湯口５の近傍の
みとなシ、楕円長軸に沿う高範囲の炉壁部分を水冷壁部
材２３で構成して、この壁部材２３に多数のノズル２０
を組込むことができる。従って、ノズル２０を介して炉
内に吹き込まれる酸素ガスによる２次燃焼領域を一層拡
大することができる。

なお、この楕円形状の精錬炉において、ノズル２０を取
り付ける炉壁部分を水冷構造にする必要は必ずしもない
。また、円径又は楕円形状の精錬炉において、ノズル２
Ｑを二重管構造とし、内管から酸素ガスを炉内に吹き込
み、外管と内管との間隙から微粉炭を炉内に供給するこ
ととしてもよい。この微粉炭が冷却剤として作用するの
で、高温火炎による炉壁の損傷を一層軽減することがで
きる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、特に炉壁近傍の２次燃焼効率を上昇
させ、スラグを均一てフォーミングさせて、着熱効率を
高めることができる。これによυ、溶銑温度を上昇させ
ることも可能になり、炉内装入物のスクラップ比率を高
めること及びステンレス鋼を溶製することも可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す縦断面図、第２
図は第１図のｎ−Ｉ［線による断面図、第３図はこの発
明の第２の実施例を示す横断面図、第４図はこの発明の
第３の実施例を示す横断面図である。１・・・精錬炉、２，２２・・・炉体、３，４・・・羽
口、６…出銑口、８・・・ランス、１０・・・溶銑、１
１・・・スラグ、２０・・・ノズル、２１．２３・・・
壁部分。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

精錬炉内の溶銑中にその炉下部に設けた羽口から鉱石、
石炭及び石灰を吹き込むか、又は炉頂より鉱石、石炭及
び石灰を落下させ、炉内で酸素ガスにより炉内ガスを２
次燃焼させて鉱石を還元精錬する溶融還元製鉄用精錬炉
において、炉側壁にガス吹き込み用のノズルを取り付け
、このノズルを介して溶銑上のスラグに酸素ガスを吹き
込んでスラグを攪拌するとともに炉内ガスを２次燃焼さ
せることを特徴とする溶融還元製鉄用精錬炉。