JPH02156009A - 微細鉱石からの鋼の製造方法 - 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】 本発明は、請求項１の前提部分に記載されたような、微
細なＷ、石から鋼を製造する方法に関する。

この種の製造方法は、西独出願公開（ＤＥ−Ｏ５）第２
１３２１５０号から公知である。この公知の鋼の直接製
造方法においては、連続的に配設されたサイクロン中で
微細鉱石を還元する。この際使用する還元用ガスは、溶
解精練装置からの廃ガスであり、−酸化炭素からなって
いる。還元工程と溶解工程に続いて、同じ容器中で精練
操作を行う。

エルレッド・プロセス（ＥＬＲＥＤ　ｐｒｏｃｅｓｓ）
においては、微細鉱石は、循環流動床中で石炭により７
０％金属化され、続いて中空電杯を有する直流還元炉へ
通され、処理されて前ＩＡ埋金金属ｐｒｅｌｉｍｉｎａ
ｒｙｍｅｔａｌ）の形態にされる。必要な電気溶解エネ
ルギーは、予備還元および溶解還元操作の廃ガスからつ
くり出される。本製造方法には、還元装置から炭素の排
出を制限することと、特に還元装置において高度の金属
化を達成しようとする時に困難点がある。　９００℃を
越える高い還元温度においては、鉄粒子が互いにくっつ
くのを防ぐために多量の微細石炭を還元装置に加える必
要がある。その結果、海綿鉄粒子と共に相当量の脱ガス
された石炭粒子が排出されることになる。石炭の大部分
は、アーク炉中に導入する前に排出物から除く必要があ
り、そのために冷却手段と金属粒子からの石炭粒子の分
葱を費用をかけて行う必要がある。

過去２０年の間に、スクラップ（鉄くず）からの鋼の生
産が急増した。その理由は、一つには出発原料が大量に
人手できたこと、他方では必要エネルギー量が比較的少
なくてすむことである。しかし、これと関連して高品位
の鋼の生産について生じた問題は、出発原料としての望
ましい品位のスクラップが人手できないことである。ス
クラップはしばしば合金成分により汚染されているとと
もに、機械工学産業において行われる塗装処理やその他
の処理のために汚染されている。

不純物を含むスクラップと共に、溶鉱炉からの粗鉄や銑
鉄等の原溶鉱炉金属または海綿鉄（直接還元された鉄鉱
石）を使用すれ５ば、鋼の品位を向上させることは可能
である。品位についての必要条件に依存するが、仕込混
合物中のスクラップと処女金属との関係は、広範な範囲
内で変わりつるものであるういわゆる小鋼鉄工場として
知られる所では、鉄鉱石からの海綿鉄が処女金属として
主に使用される。

本発明は、請求項１の前提部分に記載されている種類の
製造方法において、還元装置における金属化度を上昇さ
せることと、海綿鉄粒子溶解工程における熱効率の水準
を向上させることを目的とする。また本発明は、粗鉄や
銑鉄の製造の中間工程無しに海綿鉄から直接鋼を製造で
きる製造方法をも提供せんとするものである。さらに本
発明は、直接還元された微細鉱石、すなわち海綿鉄のみ
ならず、鉄スクラツプをも仕込材料として使用でき、製
造される鋼の品位についての必要条件に関して混合物中
の各成分比を広い範囲で変えつるような製造方法をも提
供せんとするものである。

本発明は、請求項１の特色により特徴づけられる。本発
明の有利な実施態様は、他の請求項に記載されている。

すなわち、微細鉱石の還元操作は、流動床、好ましくは
循環流動床中において石炭の存在下に行われ、ここで金
属化度を上げるために還元ガスを流動化ガスとして使用
する。この目的に好適な還元装置は、ルルギ社（Ｌｕｒ
ｇｉ　ＧｍｂＨ）により開発された循環流動床反応器で
ある。上述のエルレッド・プロセスと対照的に、この反
応器は流動化媒体として熱還元ガスを使用する仕上還元
装置として使用される。この方式の操作に伴うより大量
の石炭が排出されるという不利は、還元装置からの石炭
排出物をエネルギー源として利用することができる溶解
容器を使用することにより除かれる。この関連で特に好
適なのは、ＥＯＦ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｏｐｔｉｍｉｓｉｎ
ｇＦｕｒｎａｃｅ、エネルギー最大限利用炉）という名
称で知られる鋼生産炉であり、これは酸素反応器として
役人材料中の石炭を受は入れるだけでなく、プロセスの
熱源としてさらに石炭を必要とする。したがって、還元
装置から排出された脱ガス石炭粒子および海綿鉄粒子を
適当に溶解反応容器に供給することができ、還元装置か
ら排出後その混合物を熱圧粉しくｈｏｔ−ｃｏｍｐａｃ
ｔｅｄ）　、その後に溶解容器中に装入する。このよう
にして、これら２材料は、適切な物理的大きさと密度を
有する状態にされ、スラグ層を通過し浴内で溶解するこ
とができる。炭素が洛中で溶解され、洛中に注入される
酸素によって溶解材料中への熱供給を最適にすることが
できる。

炭素についての酸化反応によって生成する廃ガスは、器
内で後燃焼を受け、次の仕込材料として溶解反応装置に
供給することができるスクラップを予熱するのに使用さ
れる。

木刀式は、品位について最高の必要条件を満足する鋼製
造についてさえも、仕込原料の選択に関して高度の融通
性があること、原料に関してのコストが低水準であるこ
と、それに伴って鋼の製造コストも非常に低いことで特
徴づけられる。

微細鉱石から鋼を製造する本発明の製造方法の原理を示
す添付第１図を参照しながら、実施例によって本発明を
さらに詳しく説明する。

第１図に図解的に示される設備には、還元ガス発生器１
、還元装置２および溶解容器３が含まれている。還元ガ
ス発生器は、改質器としての形式をとり、還元装置から
の廃ガスを、約９００℃の温度で還元装置２の最終ステ
ージに供給される高品位還元ガスに改変するものである
。還元装置は循環流動床の原理に基き作動し、仕上還元
ステージ４および予備還元サイクロン５，６および７を
含む。微細鉱石は、供給口８を経由して予備還元サイク
ロン６に供給される。微細鉱石を、仕上還元サイクロン
４からの熱廃ガスで予熱・予備還元し、その後予備還元
サイクロン７を経由し、供給口９を通して仕上還元ステ
ージ４に供給する。約９００℃の熱還元ガスが流動化ガ
スとして供給口１０および１１を通して導入され、かつ
、微細石炭が供給口１２を介してさらに供給されている
仕上連光ステージ４において、微細鉱石粉末は極めて高
度の金か化度（〉９５％）に還元される。このようにし
て得られた海綿鉄粒は、脱ガスされた石炭粉末と共に約
８００℃の温度で排出口１３を通して仕上還元ステージ
から排出される。この時、石炭粉末の割合は約１０重量
％である。

還元装置からの廃ガスは、約４００℃の温度で予備還元
ステージ７から出てゆぎ、熱ガスフィルタを通過した後
、還元ガス発生器１である改質器へと送られる。

エム・ビー・エム−メタル・ブレティン・マンスリー（
ＭＢＭ−Ｍｅｔａｌ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　Ｍｏｎｔｈｌ
ｙ）という雑誌の１９８６年１０月号４７ないし５１頁
に記載されているイーオーエフ（ＥＯＦ、Ｅｎｅｒｇｙ
　Ｏｐｔｉｍｉｓｉｎｇ　Ｆｕｒｎａｃｅ）型の溶解容
器ないし溶解炉１４を使用し、海綿鉄粒を溶解する。溶
解容器１４の上方には、仕込材料予熱器１５が設けられ
ている。溶解容器１４は溶融鉄浴１６を収容している。

溶融鉄浴１６の表面下に、溶解容器１４中に開口した浴
下ノズル１７が設置されており、酸素の注入や、場合に
よっては粉末化された石炭や添加剤等の固体材料のキャ
リアガスによる注入を行う。浴表面上にさらにノズル１
８が設置され、溶解容器１４中に開口しており、リング
状導管を介して供給されつる酸素または予熱空気の注入
を行う。この酸素または予熱空気は、溶融浴から上昇し
てくるＣＯ含有廃ガスの後燃焼に使われる。

この設備は、オイル−酸素バーナー１９も有している。

仕込材料予熱器１５は、その頂部を水平可動カバー２０
で塞ぐことができる容器の形態をしている。この容器は
グリッド部分２１．２２および２３により、３つの重ね
た予熱器部分に細分されており、グリッド部分２１．２
２および２３は、容器内部に差し込まれた閉じた位置（
図示されている位置）と容器内部から取り出された開い
た位置との間を、作動手段により移動できるようになっ
ている。仕込材料は予熱器部分内に収容され、溶解容器
からの悲境ガスが、矢印で示されるように仕込材料を通
過して流れ、流れていく過程で仕込材料を加熱する。仕
込材料は、本質的に鋼スクラツプ等の固形鉄材料を含む
ものであり、後に溶解されるものである。

溶解容器１４には、還元装置２からの熱排出物を取り入
れる閉鎖可能の取入口２４も設けられている。しかし、
この熱排出物は、溶解容器１４へ直接供給されるのでは
なく、熱圧粉操作（ｈｏｔｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　ｏｐ
ｅｒａｔｉｏｎ）を経た後に初めて溶解容器１４に供給
されるのである。この目的のために、仕上還元ステージ
４の排出口１３と溶解容器１４の取入口２４との間に熱
圧粉ステージ２５が設けられている。この熱圧粉ステー
ジ２５の上流側に、海綿鉄粒と石炭の排出混合物用の貯
蔵手段２６が配置されている。別の導管２７を介して微
細石炭を熱圧粉ステージ２５に供給できるようにもなっ
ており、溶解容器へのエネルギー供給を増大させなけれ
ばならない場合に混合物中の石炭／海綿鉄比を上げるこ
とが可能となフている。

熱圧粉ステージ２５を出た海綿鉄−石炭塊は、溶解容器
に装入された時、溶融浴１６上のスラグ層を貫通し溶融
材料中に入り込むことができるような大きさと密度を有
するものである。溶融材料中の炭素含有量に依存するが
、石炭はすみやかに溶融材料中に溶解し、浴下ノズルを
通して注入された酸素の影響下に海綿鉄の溶解に必要な
溶解エネルギーを提供する。溶解容器には、海綿鉄−石
炭熱塊のみでなく、仕込材料予熱器１５で予熱されたス
クラップをも仕込むことが好ましい。この点に関し、出
発原料間の比、すなわち微細鉱石とスクラップの比は広
い範囲内で変えうる。大量のスクラップを使用する時必
要な追加のエネルギーは、一部はオイル−酸素バーナー
１９により供給され、一部は導管２７を介して熱圧粉ス
テージ２５への炭素供給により提供されるか、またはノ
ズル１７を介して直接供給される。

混成操作態様、すなわち溶解容器に海綿鉄−石炭塊とス
クラップを仕込む場合は、海綿鉄−石炭塊の一つ一つが
スクラップより前に導入すると、下向きの荷重として働
くスクラップにより各塊が下方に押し下げられることと
なり、海綿鉄−石炭塊に゛より導入される炭素の溶融材
料中での溶解条件を向上することとなるので有利である
。

溶融鋼材料の溶解精練後の出湯操作を行う際、残留物［
ｒｅｓｉｄｕｅ、たまり（ｓｕｍｐ）　］　は溶解容器
１１中に保持して次の溶解プロセスに使用するのが好ま
しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の原理を示す模式図である。 １・・・還元ガス発生器 ２・・・還元装置 ３、（１４）・・・溶解容器 ４・・・仕上還元ステージ ５．６．７・・・予備還元サイクロン １５・・・仕込材料加熱器 １６・・・溶解塔 １７・・・浴下ノズル ２５・・・熱圧粉ステージ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）還元装置の流動床において還元ガスと共に石炭の存
   在下に微細鉱石を還元して海綿鉄粒を形成し、前記海綿
   鉄粒を溶解容器に送り、そこで供給された石炭と酸素に
   より溶解精練して鋼を製造する微細鉱石からの鋼の製造
   方法において； 前記還元装置から排出される海綿鉄粒と微細石炭の混合
   物を、前記溶解精練容器に導入する前に熱圧粉操作に付
   すことを特徴とする鋼の製造方法。 ２）仕上還元ステージで約９００℃の温度で仕上還元操
   作に付す前に、前記微細鉱石を予備還元ステージで予備
   還元することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。 ３）熱圧粉操作前に、前記排出された海綿鉄粒と石炭の
   混合物に微細石炭を追加供給することを特徴とする請求
   項１または２に記載の製造方法。 ４）前記溶解精練容器にスクラップをも仕込むことを特
   徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の製造方法
   。 ５）前記溶解精練容器からの熱廃ガスによって前記スク
   ラップを予熱することを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれかに記載の製造方法。 ６）海綿鉄−石炭塊、または海綿鉄−石炭塊とスクラッ
   プの溶解を行う目的で、前記溶解精練容器中に存在し、
   かつ溶解されるべき材料を少なくとも部分的に覆ってい
   る溶融物中に浴下ノズルを介して酸素を注入することを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の製造方
   法。 ７）前記溶解精練容器中の溶解物中に酸素を注入した際
   に出てくるＣＯ含有ガスを、前記溶解精練容器中で後燃
   焼させ、前記溶解精練容器上に配設されるスクラップ予
   熱器を通過させることを特徴とする請求項１ないし６の
   いずれかに記載の製造方法。