JPS646242B2 - - Google Patents

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JPS646242B2
JPS646242B2 JP3931785A JP3931785A JPS646242B2 JP S646242 B2 JPS646242 B2 JP S646242B2 JP 3931785 A JP3931785 A JP 3931785A JP 3931785 A JP3931785 A JP 3931785A JP S646242 B2 JPS646242 B2 JP S646242B2
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JP
Japan
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hot metal
furnace
gas
desulfurization
tons
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Expired
Application number
JP3931785A
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JPS61199010A (ja
Inventor
Takashi Fujii
Hideo Nakamura
Yoshihiko Kawai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON TETSUKO RENMEI
Original Assignee
NIPPON TETSUKO RENMEI
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Application filed by NIPPON TETSUKO RENMEI filed Critical NIPPON TETSUKO RENMEI
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Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C21B13/143Injection of partially reduced ore into a molten bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明は、鉄鉱石、石炭、石灰及び酸素ガス
を炉底の羽口又は炉体上部から精錬炉内の溶銑中
に吹き込み又は添加して溶銑を得る溶融還元製鉄
法に関する。 〔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
り、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、近年に至り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
溶銑中に、炉底に設けた羽口から予備還元鉱石又
は生鉱石並びに粉末状の石炭及び石灰を吹き込む
か又は炉上部から添加し、更に別の羽口から酸素
ガスを溶銑中に吹き込むか又はそれと同時に炉頭
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
つて酸化される。そして、この酸化熱によつて鉱
石が溶融するとともに、鉱石が石炭中の炭素によ
つて還元される。溶銑から発生するCOガスは過
剰に吹込まれる酸素ガスにより2次燃焼されて
CO2ガスになる。このCO2ガスの顕熱は、溶銑上
を覆つているフオーミング状の鉄粒及びスラグに
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、高炉製銑法により製造された溶銑に比較し
て、溶銑内の硫黄(S)濃度が高いという欠点が
ある。例えば、高炉溶銑のS濃度が0.03%である
のに対し、溶融還元製鉄法により製造された溶銑
の組成は、下記第1表に示す如くである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、特別の脱硫ステーシヨンを設置す
る必要がなく、脱硫処理のための時間的ロスが生
じることなく、溶銑温度の低下が回避された溶融
還元製鉄法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法は、精錬炉内の
溶銑中にその炉下部に設けた羽口を介し又は炉上
部から鉱石、石炭、石灰及び酸素ガスを溶銑に向
けて添加し又は吹き込んで鉱石を還元精錬する溶
融還元製鉄法において、還元精錬が終了した後、
炉下部の羽口を介して、脱硫フラツクスをキヤリ
アガスにキヤリアさせて炉内の溶銑中に吹き込
み、溶銑を脱硫することを特徴とする。 溶融還元製鉄法においては、鉄鉱石等及び酸素
ガスの吹き込みによる還元精錬を約50分間継続し
た後、溶銑を鎮静化し、次いで出銑するため、約
10分間この原料装入を停止する。そして、羽口
3,4からは溶銑の浸入を防止する程度のガスを
流しておき、この鎮静化が終了した後、溶銑を出
銑する。この発明においては、溶銑鎮静化のため
の時間を利用し、炉下部の羽口を介して脱硫フラ
ツクスを溶銑内に吹き込み、溶銑を脱硫するもの
である。これにより、炉外での脱硫処理が不要に
なる。 〔実施例〕 以下、添附の図面に基いて、この発明の実施例
について説明する。第1図は、この発明の実施例
に係る方法の操業状態を示すグラフ図、第2図は
その方法に使用される精錬炉1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1の炉体2は、この炉頂が開口して
おり、炉底には、多数の羽口3,4が設置されて
いる。羽口3,4は、例えば、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、プロセスガスをキヤ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
還元されたもの又は生のままの鉱石である。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。羽
口3のうち、石炭及び石灰用の羽口は、窒素ガス
又はアルゴンガスなどのキヤリアガスの供給源に
も連結することが可能である。このガス供給源と
羽口3との間を連結するパイプ(図示せず)に
は、脱硫フラツクスを貯留したホツパ(図示せ
ず)が配設されている。これにより、この羽口3
を介して脱硫フラツクスをキヤリアガスにキヤリ
アさせて溶銑10内に吹き込むことができる。脱
硫フラツクスは、通常、脱硫処理に使用されてい
るフラツクス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、バルブ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10上には、フ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500トンの溶銑が挿入され、溶銑1トン当
り250Kgのスラグが形成される。炉内には、周囲
を耐火物で被覆したランス8がその下部をスラグ
11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。こ
のランス8は、炉の中心部にその長手方向を鉛直
にして設置される。 このように構成される装置を使用して、鉱石を
溶融還元する場合は、先ず、第1図に示すよう
に、種湯として、約300トンの溶銑の精錬炉1内
に挿入する。次いで、羽口4を介して酸素ガスを
60000乃至70000Nm3/時の流量で炉内に供給し、
溶銑10内に酸素ガスを吹き込む。そして、粒径
が0.5mm以下になるように破砕された鉄鉱石を、
288トン/時(4.8トン/分)の速度で、プロセス
ガスをキヤリアガスとして羽口3を介して溶銑1
0内に吹き込む。この粉状の鉄鉱石の供給と同時
に、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(夫々、毎分0.39トン及
び2.75トン)で、プロセスガスをキヤリアガスと
して羽口3を介して溶銑10に吹き込む。一方、
ランス8を介して酸素ガスを約48000Nm3/時の
速度で溶銑に向けて噴出させる。 そうすると、石炭は溶銑10内に溶解し、酸素
ガスによつて酸化され、COガスが発生する。鉄
鉱石は溶解した炭素によつて還元され、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によつて2次燃
焼され、CO2ガスが発生する。このCO2ガスは極
めて大きな顕熱を有しており、このCO2ガスが溶
銑上のフオ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。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10は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、石炭及び石灰用の羽口3を
介して、脱硫フラツクスを窒素ガス又はアルゴン
ガスにキヤリアさせて、溶銑10内に吹き込む。
この脱硫フラツクスの吹き込み及び溶銑の鎮静化
が終了した後、バルブ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、酸素ガ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10を排出する。 次に、この発明方法により、1時間当り200ト
ンの溶銑を生産した場合の実施例について説明す
る。先ず、新炉のスタート時の第1の実施例につ
いて説明する。 第2表は、溶銑脱硫処理前後の溶銑組成を示
し、第3表は同じくそのスラグ組成を示す。ま
た、第4表はCaO/SiO2比及び硫黄分配比を示
す。
【表】
【表】
【表】 但し、第2表及び第3表において、単位は重量
%であり、tr.は微量を意味する。脱硫処理前及
び処理後の溶銑温度は夫々1500℃及び1496℃であ
り、温度低下はほとんど起きていない。スラグ量
は、処理前が122.6トンであり、処理後130トンで
ある。 新炉のスタート時においては、種湯として、溶
銑を315トン炉内に装入し、鉄鉱石等及び酸素ガ
スを溶銑に吹き込んで還元精錬し、溶銑を515ト
ン溶製する。次いで、この溶銑に対し、粉状の脱
硫フラツクスをキヤリアガスにキヤリアさせて溶
銑に吹き込み、溶銑を脱硫する。脱硫フラツクス
はCaOを主体とする粉体である。7.3トンの脱硫
フラツクスを、石炭と生石灰の合計吹込み速度を
3.15トン/分にして、2.3分で吹込んだ。 この第1実施例においては、脱硫処理前の硫黄
濃度〔S〕Iが0.15%、脱硫処理後の硫黄濃度
〔S〕Fが0.02%であり、従つて、その脱硫効率は
約80%である。脱硫フラツクスを粉体インジエク
シヨン法により、溶銑に添加する場合は、脱硫フ
ラツクスと溶銑との混合撹拌が強いので、脱硫速
度はCaO中のSの拡散律速と考えられる。この場
合は、下記(1)式が成立する。 〔S〕I−〔S〕F=βM ……(1) 但し、βは定数で、脱硫フラツクスが生石灰で
あるときは、0.0217であり、Mはこの生石灰の添
加原単位(溶銑1トン当りの量〔Kg〕)である。
従つて、この式から、515トンの溶銑の硫黄濃度
を0.15%から0.02%に脱硫するのに必要な脱硫フ
ラツクスの量は、7.3トン(溶銑515トン)にな
り、この値は実操業における値とよく一致する。 この発明によれば、鎮静化のための時間の前半
の2.3分を使用して脱硫処理することができ、次
いで、残りの時間を使用して溶銑を更に鎮静化す
るとともに、約5分間で溶銑を出銑する。ちなみ
に、トーピードカーにて、溶銑に脱硫フラツクス
を吹き込む場合は、ランス1本当り、最大でも約
150Kg/分であるので、この発明における脱硫処
理においては、トーピード脱硫の約20倍の処理能
力を有していることになる。なお、石灰及び石炭
吹き込み用の羽口3の他に、鉄鉱石吹き込み用の
羽口3を使用して脱硫フラツクスを溶銑に添加し
てもよい。これにより、脱硫時間を一層短縮する
ことができる。 次に、この発明の第2の実施例について説明す
る。この第2の実施例は、定常操業の場合、つま
り200トンの出銑を繰り返している場合のもので
ある。第5表は、溶銑脱硫処理前後の溶銑組成を
示し、第6表は同じくそのスラグ組成を示す。ま
た、第7表はCaO/SiO2比及び硫黄分配比を示
す。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
この発明によれば、溶融還元炉内において、出
銑に先立つ溶銑鎮静化のための時間を利用して溶
銑を脱硫する。従つて、炉外での脱硫が不要であ
るので、高コストの脱硫ステーシヨンを建設する
必要がない他、時間的ロス及び溶銑の温度低下を
回避することができる。このため、製銑プロセス
及び製鋼プロセスの整合性を高めることが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例に係る方法の操業
状態を示すグラフ図、第2図はその実施に使用す
る装置の断面図である。 1;精錬炉、2;炉体、3,4;羽口、6;出
銑口、8;ランス、10;溶銑、11;スラグ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 精錬炉内の溶銑中にその炉下部に設けた羽口
    を介し又は炉上部から鉱石、石炭、石灰及び酸素
    ガスを溶銑に向けて添加し又は吹き込んで鉱石を
    還元精錬する溶融還元製鉄法において、還元精錬
    が終了した後、炉下部の羽口を介して、脱硫フラ
    ツクスをキヤリアガスにキヤリアさせて炉内の溶
    銑中に吹き込み、溶銑を脱硫することを特徴とす
    る溶融還元製鉄法。
JP3931785A 1985-02-28 1985-02-28 溶融還元製鉄法 Granted JPS61199010A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3931785A JPS61199010A (ja) 1985-02-28 1985-02-28 溶融還元製鉄法

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JP3931785A JPS61199010A (ja) 1985-02-28 1985-02-28 溶融還元製鉄法

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JPS61199010A JPS61199010A (ja) 1986-09-03
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JP3931785A Granted JPS61199010A (ja) 1985-02-28 1985-02-28 溶融還元製鉄法

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AT390804B (de) * 1988-09-27 1990-07-10 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum kontinuierlichen schmelzen von schrott und/oder roheisen sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
AUPQ308799A0 (en) * 1999-09-27 1999-10-21 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process

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