JPH11106816A - 移動型炉床炉の操業方法 - Google Patents
移動型炉床炉の操業方法Info
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- JPH11106816A JPH11106816A JP26541197A JP26541197A JPH11106816A JP H11106816 A JPH11106816 A JP H11106816A JP 26541197 A JP26541197 A JP 26541197A JP 26541197 A JP26541197 A JP 26541197A JP H11106816 A JPH11106816 A JP H11106816A
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- furnace
- mixture
- iron ore
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Abstract
(57)【要約】
【課題】移動型炉床炉を用いた鉄鉱石の還元処理に際し
て還元生成物中に含まれる脈石、灰分等の低減を図る。 【解決手段】粉鉄鉱石と粉固体還元材からなる混合物の
層を水平に移動する移動型炉床に積み付け、該炉床の上
部からの輻射伝熱によって粉鉄鉱石の還元処理を行うに
当たり、混合物の層を炉床に積み付けるに先立ち、ま
ず、粉状石炭チャーを積み付け、混合物の還元処理にて
得られた生成物を炉床の上で少なくとも一度は溶融させ
るようにする。
て還元生成物中に含まれる脈石、灰分等の低減を図る。 【解決手段】粉鉄鉱石と粉固体還元材からなる混合物の
層を水平に移動する移動型炉床に積み付け、該炉床の上
部からの輻射伝熱によって粉鉄鉱石の還元処理を行うに
当たり、混合物の層を炉床に積み付けるに先立ち、ま
ず、粉状石炭チャーを積み付け、混合物の還元処理にて
得られた生成物を炉床の上で少なくとも一度は溶融させ
るようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄鉱石から還元鉄を
製造する技術に関し、とくに、還元鉄に含まれる脈石や
灰分の軽減を図り下工程で使用される電気炉での処理コ
ストの軽減を図るものである。
製造する技術に関し、とくに、還元鉄に含まれる脈石や
灰分の軽減を図り下工程で使用される電気炉での処理コ
ストの軽減を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】粗鋼の生産方式としては大別しては高炉
−転炉法、電気炉法に分けられる。このうち、電気炉法
はスクラップや還元鉄を鉄原料として、それらを電気エ
ネルギーで加熱、溶解させ、場合によっては精錬するこ
とによって鋼にしている。現状ではスクラップを主な原
料としているが、近年、スクラップの需給のひっ迫、電
気炉法での高級製品の製造の流れから還元鉄の使用が増
加しつつある。
−転炉法、電気炉法に分けられる。このうち、電気炉法
はスクラップや還元鉄を鉄原料として、それらを電気エ
ネルギーで加熱、溶解させ、場合によっては精錬するこ
とによって鋼にしている。現状ではスクラップを主な原
料としているが、近年、スクラップの需給のひっ迫、電
気炉法での高級製品の製造の流れから還元鉄の使用が増
加しつつある。
【０００３】還元鉄を製造するプロセスのひとつとし
て、例えば、特開昭６３−１０８１８８号公報には、水
平方向に回転する炉床に鉄鉱石と固体還元材からなる層
を積み付け、上部に配置したバーナーの輻射伝熱によっ
て加熱、還元して還元鉄を製造する方法が開示されてい
る。この方法は設備の建設費が比較的安価で、操業トラ
ブルが少なくてすむ等の優位な点がある。
て、例えば、特開昭６３−１０８１８８号公報には、水
平方向に回転する炉床に鉄鉱石と固体還元材からなる層
を積み付け、上部に配置したバーナーの輻射伝熱によっ
て加熱、還元して還元鉄を製造する方法が開示されてい
る。この方法は設備の建設費が比較的安価で、操業トラ
ブルが少なくてすむ等の優位な点がある。
【０００４】一方、原料として使用する鉄鉱石はその産
地によって差はあるものの何れにおいても脈石成分を含
んでいる。また、固体還元材の代表例である石炭、石炭
チャーには灰分が存在する。還元操作のみを基本的に行
う特開昭６３−１０８１８８号公報に開示されているよ
うな従来の技術を適用すると製品の還元鉄に脈石が混入
するのは避けられないし還元材に由来する灰分も製品に
付着、混入する。
地によって差はあるものの何れにおいても脈石成分を含
んでいる。また、固体還元材の代表例である石炭、石炭
チャーには灰分が存在する。還元操作のみを基本的に行
う特開昭６３−１０８１８８号公報に開示されているよ
うな従来の技術を適用すると製品の還元鉄に脈石が混入
するのは避けられないし還元材に由来する灰分も製品に
付着、混入する。
【０００５】電気炉では脱燐および脱硫を行うために石
灰を使用するが、脈石、灰分を含んだまま還元鉄を電気
炉に投入すると塩基度調整のための石灰使用量が多くな
り、石灰のコストとともに石灰投入による電力使用量の
増加を余儀なくされる。
灰を使用するが、脈石、灰分を含んだまま還元鉄を電気
炉に投入すると塩基度調整のための石灰使用量が多くな
り、石灰のコストとともに石灰投入による電力使用量の
増加を余儀なくされる。
【０００６】鉄鉱石と固体還元材からなる層を水平に移
動する炉床上で還元処理する場合、該層を順次に積み付
けて回転する炉床を備えた図１および図２（図１のＡ−
Ａ断面）に示すような回転炉床炉が適用されている。
動する炉床上で還元処理する場合、該層を順次に積み付
けて回転する炉床を備えた図１および図２（図１のＡ−
Ａ断面）に示すような回転炉床炉が適用されている。
【０００７】回転炉床（移動炉床）１の上には装入口ａ
を通して搬入された鉄鉱石と固体還元材からなる層ｔが
積み付けられるが、該炉床１は耐火物が張られた炉体２
によって覆われ、その内側の上部には熱源としてのバー
ナー３が設置されていて、回転炉床１の上で鉄鉱石を還
元するようになっている。炉内温度は１３００℃前後に
調整されているのが普通であり、還元処理の終了後は炉
外へ排出してからの酸化防止、ハンドリングの容易性を
固めるために移動炉床上で冷却器によって還元鉄を冷却
したのち、排出口ｂから排出、回収するようになってい
る。
を通して搬入された鉄鉱石と固体還元材からなる層ｔが
積み付けられるが、該炉床１は耐火物が張られた炉体２
によって覆われ、その内側の上部には熱源としてのバー
ナー３が設置されていて、回転炉床１の上で鉄鉱石を還
元するようになっている。炉内温度は１３００℃前後に
調整されているのが普通であり、還元処理の終了後は炉
外へ排出してからの酸化防止、ハンドリングの容易性を
固めるために移動炉床上で冷却器によって還元鉄を冷却
したのち、排出口ｂから排出、回収するようになってい
る。
【０００８】鉱石の還元処理においてはかなりの高温に
なることから、その高温に耐えるため移動炉床の上面は
耐火物が張られている。また、場合によっては特開昭６
３−１０８１８８号公報に開示されているような粒状耐
火材を適用することもある。当然ながら炉の安定操業を
確保し、製品の製造コストの上昇を抑えるためにもこの
耐火物は長期にわたって使用できるようにしなければな
らない。
なることから、その高温に耐えるため移動炉床の上面は
耐火物が張られている。また、場合によっては特開昭６
３−１０８１８８号公報に開示されているような粒状耐
火材を適用することもある。当然ながら炉の安定操業を
確保し、製品の製造コストの上昇を抑えるためにもこの
耐火物は長期にわたって使用できるようにしなければな
らない。
【０００９】脈石や灰分を含まない還元鉄を得る方法の
ひとつとしては、製品として回収する前に一たん還元鉄
を溶融させ脈石、灰分をスラグとして溶融鉄との比重差
によって分離することが考えられる。
ひとつとしては、製品として回収する前に一たん還元鉄
を溶融させ脈石、灰分をスラグとして溶融鉄との比重差
によって分離することが考えられる。
【００１０】ところで、鉄鉱石と固体還元材との混合粉
ｔを図３のように回転炉床１の上に直接積み付け、１２
００〜１３００℃で加熱すると、鉄鉱石は脈石を含んだ
還元鉄に、固体還元材は灰分が残るとともに鉄鉱石と固
体還元材の配合比によっては若干のカーボン分も残った
状態になる。
ｔを図３のように回転炉床１の上に直接積み付け、１２
００〜１３００℃で加熱すると、鉄鉱石は脈石を含んだ
還元鉄に、固体還元材は灰分が残るとともに鉄鉱石と固
体還元材の配合比によっては若干のカーボン分も残った
状態になる。
【００１１】ここで、さらに温度を上昇させて還元鉄を
溶融させると図４に示すように還元鉄は溶融鉄４に、脈
石、石灰はスラグ５になるが、溶融鉄４やスラグ５は直
接移動炉床１に接することになる。この際、溶融鉄、ス
ラグが移動炉床上で耐火物あるいは粒状耐火材に接触し
た場合にそれを浸食することになる。
溶融させると図４に示すように還元鉄は溶融鉄４に、脈
石、石灰はスラグ５になるが、溶融鉄４やスラグ５は直
接移動炉床１に接することになる。この際、溶融鉄、ス
ラグが移動炉床上で耐火物あるいは粒状耐火材に接触し
た場合にそれを浸食することになる。
【００１２】溶融スラグ中には未還元FeO が含まれてお
り、スラグ中のFeO による炉床耐火物の浸食が問題とな
る。原料の装入と製品の排出を連続的に行う形式の回転
炉床炉の場合は炉床からの製品の分離も問題になる。ま
た粒状耐火材で覆われている炉床においては場合は比重
の大きい溶融鉄が粒状耐火材の下に潜り込み移動炉床上
の耐火物を浸食する不利がある。なお、上記の溶融操作
を炉外で行うことも考えられるが、そのためには、新た
なキュポラのような設備を別途用意する必要があって得
策でない。
り、スラグ中のFeO による炉床耐火物の浸食が問題とな
る。原料の装入と製品の排出を連続的に行う形式の回転
炉床炉の場合は炉床からの製品の分離も問題になる。ま
た粒状耐火材で覆われている炉床においては場合は比重
の大きい溶融鉄が粒状耐火材の下に潜り込み移動炉床上
の耐火物を浸食する不利がある。なお、上記の溶融操作
を炉外で行うことも考えられるが、そのためには、新た
なキュポラのような設備を別途用意する必要があって得
策でない。
【００１３】また、固体還元材として石炭を用いると、
回転炉床炉内で鉄鉱石とともに加熱された際、石炭は還
元材としての反応のみでなく、石炭自身の分解反応を起
し、回転炉床炉内の熱を吸収しこのために回転炉床炉内
部の温度が低下する。鉄鉱石が還元されるためには高温
に一定時間以上保持されるようにするには、石炭の分解
熱で温度が下がらない場合に比較し、さらに炉床部分を
長くとる必要がある。つまり、回転炉床炉を大きな設備
とする必要がある。
回転炉床炉内で鉄鉱石とともに加熱された際、石炭は還
元材としての反応のみでなく、石炭自身の分解反応を起
し、回転炉床炉内の熱を吸収しこのために回転炉床炉内
部の温度が低下する。鉄鉱石が還元されるためには高温
に一定時間以上保持されるようにするには、石炭の分解
熱で温度が下がらない場合に比較し、さらに炉床部分を
長くとる必要がある。つまり、回転炉床炉を大きな設備
とする必要がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこれら
の問題点を解決するものであって、粉鉄鉱石と粉固体還
元材からなる層を水平に移動する炉床に積み付け、炉床
上部より輻射伝熱によって鉄鉱石の還元を行うに当たっ
て、脈石、石灰の混入がない還元鉄を得て電気炉での処
理コストを低減させることができ、これを達成する上で
水平に移動する炉床が損傷を回避し、移動炉床炉本体の
大型化を招くことなしに生産性の改善を図ることが可能
な新規な操業方法を提供するところにある。
の問題点を解決するものであって、粉鉄鉱石と粉固体還
元材からなる層を水平に移動する炉床に積み付け、炉床
上部より輻射伝熱によって鉄鉱石の還元を行うに当たっ
て、脈石、石灰の混入がない還元鉄を得て電気炉での処
理コストを低減させることができ、これを達成する上で
水平に移動する炉床が損傷を回避し、移動炉床炉本体の
大型化を招くことなしに生産性の改善を図ることが可能
な新規な操業方法を提供するところにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は次の方法によっ
て課題を解決するものである。すなわち、本発明は粉鉄
鉱石と粉固体還元材からなる混合物の層を水平に移動す
る移動型炉床に積み付け、該炉床の上部からの輻射伝熱
によって粉鉱石の還元処理を行うに当たり、混合物の層
を炉床に積み付けるに先立ち、まず、粉状石炭チャーを
積み付け、混合物の還元処理にて得られた生成物を炉床
の上で少なくとも一度は溶融させることを特徴とする移
動型炉床炉の操業方法である。また本発明は、石灰の予
備乾留により粉状石灰チャーを製造する際に発生する乾
留ガスを移動型炉床炉の加熱燃料として使用するもので
ある。
て課題を解決するものである。すなわち、本発明は粉鉄
鉱石と粉固体還元材からなる混合物の層を水平に移動す
る移動型炉床に積み付け、該炉床の上部からの輻射伝熱
によって粉鉱石の還元処理を行うに当たり、混合物の層
を炉床に積み付けるに先立ち、まず、粉状石炭チャーを
積み付け、混合物の還元処理にて得られた生成物を炉床
の上で少なくとも一度は溶融させることを特徴とする移
動型炉床炉の操業方法である。また本発明は、石灰の予
備乾留により粉状石灰チャーを製造する際に発生する乾
留ガスを移動型炉床炉の加熱燃料として使用するもので
ある。
【００１６】
【発明の実施の形態】図５は本発明を実施するのに用い
て好適な移動型炉床炉（炉の基本構造は図１に示したも
のと同じ）の要部の断面を示したものであって、図中６
は混合物ｔの層を載置する粉状石炭チャーの層、７は炉
体２に固定保持され還元された生成物を溶融する溶融ゾ
ーンを形成する隔壁、ｆは溶融ゾーンで溶融された溶融
物である。
て好適な移動型炉床炉（炉の基本構造は図１に示したも
のと同じ）の要部の断面を示したものであって、図中６
は混合物ｔの層を載置する粉状石炭チャーの層、７は炉
体２に固定保持され還元された生成物を溶融する溶融ゾ
ーンを形成する隔壁、ｆは溶融ゾーンで溶融された溶融
物である。
【００１７】回転炉床１の上に該粉状石炭チャー単体の
層６を積み付け、この層６の上に混合物の層ｔを積み付
けて還元処理を行うと、装入口ａから挿入された混合物
の層ｔは排出口ｂに至るまでの間に還元されるが、その
生成物（還元鉄）はその後、溶融ゾーンにて溶融され、
それに伴い該生成物に含まれる脈石や灰分はスラグとな
って分離することになる。
層６を積み付け、この層６の上に混合物の層ｔを積み付
けて還元処理を行うと、装入口ａから挿入された混合物
の層ｔは排出口ｂに至るまでの間に還元されるが、その
生成物（還元鉄）はその後、溶融ゾーンにて溶融され、
それに伴い該生成物に含まれる脈石や灰分はスラグとな
って分離することになる。
【００１８】粉固体還元材として用いる石炭を予備乾留
することにより、粉状石炭チャーを得ることができる
が、この石炭チャーは予備乾留されているため、昇温時
の分解反応がほとんど起らず、吸熱量が石炭を用いる場
合より少ない。このため、移動炉床炉は、比較的短い炉
床で鉄鉱石を還元できる温度を実現することが可能であ
り、かつ、同じ炉床面積の場合、生産性の向上を図るこ
とができる。
することにより、粉状石炭チャーを得ることができる
が、この石炭チャーは予備乾留されているため、昇温時
の分解反応がほとんど起らず、吸熱量が石炭を用いる場
合より少ない。このため、移動炉床炉は、比較的短い炉
床で鉄鉱石を還元できる温度を実現することが可能であ
り、かつ、同じ炉床面積の場合、生産性の向上を図るこ
とができる。
【００１９】図６は石炭チャーの層の代わりに、石炭の
ような揮発成分の多い粉固体還元材を用いた例を示す。
この場合温度の上昇による粉固体還元材からの揮発分の
発生に伴い粉固体還元材の溶融あるいは体積変化が生じ
るため、層６に亀裂が生じるので、還元鉄が溶融した際
に亀裂を通って溶融鉄４やスラグ５が回転炉床１上に流
れ込み、その表面を侵食するおそれがある。これに対し
て粉状石灰チャーで層６を形成した場合は、すでに乾留
され揮発分がなく、また含有する灰分も１０％程度であ
るため、マクロ的に見れば１０００℃以上の高温でも固
体状態を維持し溶融あるいは体積変化を起こすことがな
い。従って層６に亀裂等が生じないので、溶融鉄４やス
ラグ５が回転炉床１と接触して、侵食することはない。
ような揮発成分の多い粉固体還元材を用いた例を示す。
この場合温度の上昇による粉固体還元材からの揮発分の
発生に伴い粉固体還元材の溶融あるいは体積変化が生じ
るため、層６に亀裂が生じるので、還元鉄が溶融した際
に亀裂を通って溶融鉄４やスラグ５が回転炉床１上に流
れ込み、その表面を侵食するおそれがある。これに対し
て粉状石灰チャーで層６を形成した場合は、すでに乾留
され揮発分がなく、また含有する灰分も１０％程度であ
るため、マクロ的に見れば１０００℃以上の高温でも固
体状態を維持し溶融あるいは体積変化を起こすことがな
い。従って層６に亀裂等が生じないので、溶融鉄４やス
ラグ５が回転炉床１と接触して、侵食することはない。
【００２０】粉鉄鉱石と粉状石炭チャーとの混合物また
は粉鉄鉱石、粉状石炭チャー、副原料との混合物を該粉
状チャー単体の層の上に積み付けた例を図７に、その断
面を図８にそれぞれ示す。炉床上部より輻射伝熱によっ
て加熱されると粉鉄鉱石は還元され、脈石を含んだ還元
鉄になる。また、還元材として用いた粉状石炭チャーか
らは灰分が残る。
は粉鉄鉱石、粉状石炭チャー、副原料との混合物を該粉
状チャー単体の層の上に積み付けた例を図７に、その断
面を図８にそれぞれ示す。炉床上部より輻射伝熱によっ
て加熱されると粉鉄鉱石は還元され、脈石を含んだ還元
鉄になる。また、還元材として用いた粉状石炭チャーか
らは灰分が残る。
【００２１】副原料は還元鉄、灰部を溶融させる際に溶
融を容易ならしめるために加えられるものであって、石
灰石、螢石、蛇紋岩、ドロマイトなどを用いることがで
きる。これらは溶融する前までに結晶水の蒸発、一部は
分解反応（例えば石灰石の主成分であるCaCO3 はCaO に
熱分解されている) を起こしているものの固体を維持し
ている。さらに加熱するとこれらは粉鉄鉱石中の脈石や
石灰チャー中の灰分と共に溶融を開始し、溶融鉄、スラ
グに分離する。このとき、粉鉄鉱石と粉状石炭チャーの
と混合粉または粉鉄鉱石、粉状石炭チャー、副原料との
混合粉は粉状石炭チャー単体の層の上に存在するため、
溶融鉄４、スラグ５は図９に示すように粉状石炭チャー
単体の層６の上に形成されることになる。通常、溶融鉄
４、溶融スラグ５の比重は粉状石炭チャー単体の層６よ
り大きいが、粉状石炭チャー単体の層６は粉状石炭チャ
ーが緻密につまっているため、粉状石炭チャーの層の上
部に保持され、炉床耐火物を損傷するようなことはな
い。粉状石炭チャーの層を緻密にするためには、篩い目
で１０mm以下に調整すれば良い。より好ましくは、３mm
以下に調整することが望ましい。
融を容易ならしめるために加えられるものであって、石
灰石、螢石、蛇紋岩、ドロマイトなどを用いることがで
きる。これらは溶融する前までに結晶水の蒸発、一部は
分解反応（例えば石灰石の主成分であるCaCO3 はCaO に
熱分解されている) を起こしているものの固体を維持し
ている。さらに加熱するとこれらは粉鉄鉱石中の脈石や
石灰チャー中の灰分と共に溶融を開始し、溶融鉄、スラ
グに分離する。このとき、粉鉄鉱石と粉状石炭チャーの
と混合粉または粉鉄鉱石、粉状石炭チャー、副原料との
混合粉は粉状石炭チャー単体の層の上に存在するため、
溶融鉄４、スラグ５は図９に示すように粉状石炭チャー
単体の層６の上に形成されることになる。通常、溶融鉄
４、溶融スラグ５の比重は粉状石炭チャー単体の層６よ
り大きいが、粉状石炭チャー単体の層６は粉状石炭チャ
ーが緻密につまっているため、粉状石炭チャーの層の上
部に保持され、炉床耐火物を損傷するようなことはな
い。粉状石炭チャーの層を緻密にするためには、篩い目
で１０mm以下に調整すれば良い。より好ましくは、３mm
以下に調整することが望ましい。
【００２２】粉鉄鉱石と粉状石炭チャーとの混合物また
は粉鉄鉱石、粉状石炭チャー、副原料との混合物を加熱
することにより還元鉄を得る場合、鉄鉱石の還元は直接
還元反応によって起こるため、反応に必要な熱量を外部
から補う必要があるが、還元反応の初期では、還元反応
がさかんなため可燃性のCOガスが発生するので、このCO
ガスを燃焼させることで熱を供給することができる。
は粉鉄鉱石、粉状石炭チャー、副原料との混合物を加熱
することにより還元鉄を得る場合、鉄鉱石の還元は直接
還元反応によって起こるため、反応に必要な熱量を外部
から補う必要があるが、還元反応の初期では、還元反応
がさかんなため可燃性のCOガスが発生するので、このCO
ガスを燃焼させることで熱を供給することができる。
【００２３】ところで、還元反応が進行し、還元後期に
なると発生するCOガス量が減少するため、外部から燃焼
もしくは熱の供給が必要となる。また、還元後、還元鉄
を溶融させるた場合、すでに還元がほとんど終了してい
るためCOガスの発生量は少ない。さらに、還元鉄を溶融
させるためには還元の時の温度よりも高い温度が必要と
なるため、外部からの熱の供給が必要となる。予備乾留
の際に発生した可燃性ガスは発熱量が大きいので、本発
明においては移動型炉床炉の溶融ゾーンにおいてこの可
燃性ガスを用いることができる。この予備乾留の際に発
生した可燃性ガスを有効に利用することによってエネル
ギー原単位を下げることもできる。粉炭を予備乾留する
手段としては予備乾留装置を適用することができる。混
合物として使用する粉鉄鉱石と粉固体還元材は鉱石の被
還元性および還元材とCO2 との反応性の点から篩い目で
１０mm以下、好ましくは８mm以下、より好ましくは３mm
以下に調整するのがよい。
なると発生するCOガス量が減少するため、外部から燃焼
もしくは熱の供給が必要となる。また、還元後、還元鉄
を溶融させるた場合、すでに還元がほとんど終了してい
るためCOガスの発生量は少ない。さらに、還元鉄を溶融
させるためには還元の時の温度よりも高い温度が必要と
なるため、外部からの熱の供給が必要となる。予備乾留
の際に発生した可燃性ガスは発熱量が大きいので、本発
明においては移動型炉床炉の溶融ゾーンにおいてこの可
燃性ガスを用いることができる。この予備乾留の際に発
生した可燃性ガスを有効に利用することによってエネル
ギー原単位を下げることもできる。粉炭を予備乾留する
手段としては予備乾留装置を適用することができる。混
合物として使用する粉鉄鉱石と粉固体還元材は鉱石の被
還元性および還元材とCO2 との反応性の点から篩い目で
１０mm以下、好ましくは８mm以下、より好ましくは３mm
以下に調整するのがよい。
【００２４】
【実施例】アルミナ系の耐火物を張りその表面をさらに
粒状のアルミナ系耐火物で覆った直径が２．２ｍの移動
炉床を備えた図１０に示すような構成になる移動型炉床
炉を用いて以下の要領に従い混合物の還元処理を行い、
耐火物の損傷の有無、鉄回収率について調査した。
粒状のアルミナ系耐火物で覆った直径が２．２ｍの移動
炉床を備えた図１０に示すような構成になる移動型炉床
炉を用いて以下の要領に従い混合物の還元処理を行い、
耐火物の損傷の有無、鉄回収率について調査した。
【００２５】図１０に示した炉においては、加熱ゾーン
（図５参照）から排出口ｂに至るまでの間に冷却装置Ｒ
を配置して製品を冷却するようにし、その要部を図１１
に示すように、排出口ｂには上下動して還元鉄をスラグ
とともに粉砕するカッターｃと粉砕した還元鉄やスラグ
を外部へ引っ張り出すアームｃ1 からなる破砕装置８を
配置した。混合物の下に積み付ける石炭チャーは、原料
装入口９と排出口１０との間にスクリューフィーダ１１
を備えるとともにガス回収口１２を設けた図１２に示し
たようなスクリューフィーダー式の予備乾留炉を使用し
た。移動型炉床炉からの排ガスは通常1150℃程度の温度
であって、この実施例では移動型炉床炉からの排ガスを
用いて予備乾留炉の加熱を行った。
（図５参照）から排出口ｂに至るまでの間に冷却装置Ｒ
を配置して製品を冷却するようにし、その要部を図１１
に示すように、排出口ｂには上下動して還元鉄をスラグ
とともに粉砕するカッターｃと粉砕した還元鉄やスラグ
を外部へ引っ張り出すアームｃ1 からなる破砕装置８を
配置した。混合物の下に積み付ける石炭チャーは、原料
装入口９と排出口１０との間にスクリューフィーダ１１
を備えるとともにガス回収口１２を設けた図１２に示し
たようなスクリューフィーダー式の予備乾留炉を使用し
た。移動型炉床炉からの排ガスは通常1150℃程度の温度
であって、この実施例では移動型炉床炉からの排ガスを
用いて予備乾留炉の加熱を行った。
【００２６】還元処理を行う混合物および石炭チャーは
その断面、斜視図を図１３（ａ）（ｂ）に示すようにＬ
＝８００mm、Ｌ1 ＝２５mm、Ｌ2 ＝４０mmとして積み付
けた。混合物として使用した粉鉄鉱石と粉固体還元材は
篩い目３mm以下に調整した。また炉床に積みつける石炭
チャーも篩い目３mm以下に調整した。
その断面、斜視図を図１３（ａ）（ｂ）に示すようにＬ
＝８００mm、Ｌ1 ＝２５mm、Ｌ2 ＝４０mmとして積み付
けた。混合物として使用した粉鉄鉱石と粉固体還元材は
篩い目３mm以下に調整した。また炉床に積みつける石炭
チャーも篩い目３mm以下に調整した。
【００２７】還元帯での炉温はバーナーの燃焼制御で13
00℃に制御した。溶融ゾーンでの炉温はバーナーの燃焼
制御で1500℃に制御した。燃料は粉固体還元材から発生
するCOガスが主であるが補助燃料として天然ガス（空
気）を使用した。炉内での滞留時間は炉床での回転速度
によって、27mmを目標に制御した。
00℃に制御した。溶融ゾーンでの炉温はバーナーの燃焼
制御で1500℃に制御した。燃料は粉固体還元材から発生
するCOガスが主であるが補助燃料として天然ガス（空
気）を使用した。炉内での滞留時間は炉床での回転速度
によって、27mmを目標に制御した。
【００２８】実施例に使用した鉱石の成分（SiO2、 Al2
O3等の脈石分７％以上を含有）を表１に、また、粉固体
還元材の成分（灰分６〜１１％程度）を表２にそれぞれ
示す。副原料としてここでは石灰石を用いた。
O3等の脈石分７％以上を含有）を表１に、また、粉固体
還元材の成分（灰分６〜１１％程度）を表２にそれぞれ
示す。副原料としてここでは石灰石を用いた。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】実施条件を表３に、また、実施結果を表４
に示す。なお、表３中、混合粉の欄において、粉固体還
元材、鉱石、副原料の合計が100 ％になる。また、脈石
＋灰分とは混合粉に対する重量％であって、脈石＋灰分
の中には鉱石中の脈石、固体還元材の灰分の他に副原料
（石炭石）中のCaO 分も含んでいる。
に示す。なお、表３中、混合粉の欄において、粉固体還
元材、鉱石、副原料の合計が100 ％になる。また、脈石
＋灰分とは混合粉に対する重量％であって、脈石＋灰分
の中には鉱石中の脈石、固体還元材の灰分の他に副原料
（石炭石）中のCaO 分も含んでいる。
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】実施番号１〜３は粉固体還元材として粉石
炭を予備乾留した粉状石炭チャーを用いた本発明に従う
例である。実施番号１〜３においては何れも炉床の耐火
物の損傷もなく、還元鉄が脈石、灰分から除去された状
態で回収できた。
炭を予備乾留した粉状石炭チャーを用いた本発明に従う
例である。実施番号１〜３においては何れも炉床の耐火
物の損傷もなく、還元鉄が脈石、灰分から除去された状
態で回収できた。
【００３５】実施番号４、５は、さらに予備乾留炉にて
発生した可燃性ガスを回収し、回転炉床炉の高温部の加
熱に用いた本発明に従う例である。実施番号４、５共
に、炉床の耐火物の損傷がなく、還元鉄が脈石、灰分か
ら除去された状態で回収できた。また、この例では、回
転炉床炉の排ガスを、予備乾留炉での石炭加熱に用い、
予備乾留炉から発生する可燃性ガスは、回転炉床炉の高
温部の加熱に用いた。予備乾留炉から発生する可燃性の
ガスは発熱量が大きく回転炉床炉の高温部分の加熱に用
いることができた。とくに、実施番号４、５は実施番号
１〜３と比較し、補助燃料として用いていた天然ガス使
用量を削減することができ、還元鉄１ｔあたりの入熱量
をさらに削減することができることが確認できた。
発生した可燃性ガスを回収し、回転炉床炉の高温部の加
熱に用いた本発明に従う例である。実施番号４、５共
に、炉床の耐火物の損傷がなく、還元鉄が脈石、灰分か
ら除去された状態で回収できた。また、この例では、回
転炉床炉の排ガスを、予備乾留炉での石炭加熱に用い、
予備乾留炉から発生する可燃性ガスは、回転炉床炉の高
温部の加熱に用いた。予備乾留炉から発生する可燃性の
ガスは発熱量が大きく回転炉床炉の高温部分の加熱に用
いることができた。とくに、実施番号４、５は実施番号
１〜３と比較し、補助燃料として用いていた天然ガス使
用量を削減することができ、還元鉄１ｔあたりの入熱量
をさらに削減することができることが確認できた。
【００３６】実施番号６、７は、粉固体還元材として予
備乾留をしない粉石炭を用いた例である。この例におい
ては、脈石、灰分除去操作のため還元鉄、灰分を溶融さ
せたところ、一部の粉石炭が回転炉床上で乾留した際に
層に亀裂が生じたため、その部分から溶融したスラグ、
溶融鉄が直接炉床の粉状の耐火物と混合する部分もあっ
た。スラグ、還元鉄と混合した粒状耐火物を含めて炉外
へ取り出すことによってスラグ、還元鉄を回収すること
はできたものの、粒状耐火物とスラグ、還元鉄を分離す
るために炉外での作業が必要であった。
備乾留をしない粉石炭を用いた例である。この例におい
ては、脈石、灰分除去操作のため還元鉄、灰分を溶融さ
せたところ、一部の粉石炭が回転炉床上で乾留した際に
層に亀裂が生じたため、その部分から溶融したスラグ、
溶融鉄が直接炉床の粉状の耐火物と混合する部分もあっ
た。スラグ、還元鉄と混合した粒状耐火物を含めて炉外
へ取り出すことによってスラグ、還元鉄を回収すること
はできたものの、粒状耐火物とスラグ、還元鉄を分離す
るために炉外での作業が必要であった。
【００３７】表４において実験番号６，７には、石炭を
予備乾留したものを使用した場合に比べ、還元処理の
際、石炭の分解反応が起こるため炉内の温度を一定値に
保つための補助燃料の使用量が多く必要であった。粉石
炭を粉固体還元材単体の層として用いると、鉄鉱石が還
元される温度に達するまでの時間が石炭を予備乾留した
場合に比べ、長くかかり、石炭を予備乾留した場合と同
程度の鉄回収率を得るためには、鉄鉱石の炉内での滞留
時間を長くすることが必要があって、生産性の面でも不
利であることが確かめられた。
予備乾留したものを使用した場合に比べ、還元処理の
際、石炭の分解反応が起こるため炉内の温度を一定値に
保つための補助燃料の使用量が多く必要であった。粉石
炭を粉固体還元材単体の層として用いると、鉄鉱石が還
元される温度に達するまでの時間が石炭を予備乾留した
場合に比べ、長くかかり、石炭を予備乾留した場合と同
程度の鉄回収率を得るためには、鉄鉱石の炉内での滞留
時間を長くすることが必要があって、生産性の面でも不
利であることが確かめられた。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、脈石や石灰等の混入が
ない還元鉄を、生産性の低下を伴ったり炉床の損傷を招
くことなしに得ることが可能であり、とくに、電気炉に
おいてかかる還元鉄を適用することによって該電気炉で
の処理コストを軽減を図ることができる。
ない還元鉄を、生産性の低下を伴ったり炉床の損傷を招
くことなしに得ることが可能であり、とくに、電気炉に
おいてかかる還元鉄を適用することによって該電気炉で
の処理コストを軽減を図ることができる。
【図１】回転炉床炉の構成を示した図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示した図である。
【図３】移動炉床の上に鉄鉱石と固体還元材との混合粉
を直接積み付けた状態を示した図である。
を直接積み付けた状態を示した図である。
【図４】移動炉床の上で還元鉄を溶融させた状態を示し
た図である。
た図である。
【図５】本発明に従う操業要領の説明図である。
【図６】混合物の下に積み付けるものとして石炭チャー
以外のものを使用した場合の状況を示した図である。
以外のものを使用した場合の状況を示した図である。
【図７】本発明に従う方法に従い混合物と石炭チャーを
炉床上に積み付けた状態を示した図である。
炉床上に積み付けた状態を示した図である。
【図８】図７の断面を示した図である。
【図９】図８に示したものを溶融した場合の断面を示し
た図である。
た図である。
【図１０】実施例で使用した移動型炉床炉の構成を示し
た図である。
た図である。
【図１１】図１０の要部の構成説明図である。
【図１２】破砕装置の構成を示した図である。
【図１３】（ａ）は実施例で用いた混合層と石炭チャー
の層の断面を示した図であり、（ｂ）はその斜視図であ
る。
の層の断面を示した図であり、（ｂ）はその斜視図であ
る。
１ 回転炉床 ２ 炉体 ３ バーナー ４ 還元鉄 ５ スラグ ６ 石炭チャー ７ 隔壁 ８ 破砕装置 ９ 装入口 10 排出口 11 スクリューフィーダ 12 ガス回収口 ａ 装入口 ｂ 排出口 ｔ 混合層 ｆ 溶融層 Ｒ 冷却装置
Claims (2)
- 【請求項１】 粉鉄鉱石と粉固体還元材からなる混合物
の層を水平に移動する移動型炉床に積み付け、該炉床の
上部からの輻射伝熱によって粉鉄鉱石の還元処理を行う
に当たり、 混合物の層を炉床に積み付けるに先立ち、まず、粉状石
炭チャーを積み付け、混合物の還元処理にて得られた生
成物を炉床の上で少なくとも一度は溶融させることを特
徴とする移動型炉床炉の操業方法。 - 【請求項２】 石灰の予備乾留により粉状石灰チャーを
製造する際に発生する乾留ガスを移動型炉床炉の加熱燃
料として使用する、請求項１の移動型炉床炉の操業方
法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26541197A JP3451901B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 移動型炉床炉の操業方法 |
| US09/308,869 US6270552B1 (en) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Rotary hearth furnace for reducing oxides, and method of operating the furnace |
| PCT/JP1998/001399 WO1999016913A1 (en) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Rotary hearth furnace for reducing oxides, and method of operating the furnace |
| KR10-1999-7004742A KR100388329B1 (ko) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | 산화물의 환원용 이동형 노상로 및 그 조업방법 |
| IDW990477A ID22491A (id) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Tungku perapian putar untuk oksida peleburan dan metode pengoperasian daripadanya |
| EP98911061A EP0969105B1 (en) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Method of operating a movable hearth furnace for reducing oxides |
| EP06025985A EP1770175A1 (en) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Rotary hearth furnace for reducing oxides |
| BR9806224-7A BR9806224A (pt) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Forno de soleira rotativo para reduzir óxidos e seu método operacional. |
| DE69838246T DE69838246T2 (de) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Verfahren zur bedienung eines beweglichherdofens zum reduzieren von oxiden |
| MYPI98001419A MY118376A (en) | 1997-09-30 | 1998-03-31 | Rotary hearth furnace for reducing oxides and operating method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26541197A JP3451901B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 移動型炉床炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106816A true JPH11106816A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3451901B2 JP3451901B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=17416800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26541197A Expired - Fee Related JP3451901B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 移動型炉床炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451901B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091664A (ja) * | 2008-12-15 | 2009-04-30 | Kobe Steel Ltd | 粒状金属鉄の製法 |
| WO2009105320A3 (en) * | 2008-01-30 | 2009-10-22 | Nu-Iron Technology, Llc | Method and system for producing metallic iron nuggets |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26541197A patent/JP3451901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009105320A3 (en) * | 2008-01-30 | 2009-10-22 | Nu-Iron Technology, Llc | Method and system for producing metallic iron nuggets |
| US8333823B2 (en) | 2008-01-30 | 2012-12-18 | Nu-Iron Technology, Llc | Method and system for producing metallic iron nuggets |
| JP2009091664A (ja) * | 2008-12-15 | 2009-04-30 | Kobe Steel Ltd | 粒状金属鉄の製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3451901B2 (ja) | 2003-09-29 |
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