JPH0454722B2 - - Google Patents
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- JPH0454722B2 JPH0454722B2 JP61246680A JP24668086A JPH0454722B2 JP H0454722 B2 JPH0454722 B2 JP H0454722B2 JP 61246680 A JP61246680 A JP 61246680A JP 24668086 A JP24668086 A JP 24668086A JP H0454722 B2 JPH0454722 B2 JP H0454722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chromium
- furnace
- tuyere
- powdered
- hot metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0026—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide in the flame of a burner or a hot gas stream
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電力を製練用のエネルギーとして使
用することなく含クロム溶銑を製造する方法にお
いて、クロム源の一部としてクロム鉱石を使用し
このクロム鉱石の溶融還元も同時に行えるように
した熱経済的な含クロム溶銑の製造法に関する。 〔従来の技術〕 従来より、ステンレス鋼製造用の含クロム溶銑
の製造法としては、電気炉による方法が一つの技
術体系を形成している。この方法は、制鋼用アー
ム炉に、クロム源、コークス、フラツクおよび必
要に応じて副材料を装入して溶解し、含クロム溶
銑を得るものである。そのさいのクロム源として
は、高炭素フエロクロムが使用されるのが通常で
ある。この高炭素フエロクロムを製造するのにも
電気炉が使用され、この場合にはクロム鉱石の半
還元ペレツト等が使用されたり焼結鉱が使用され
たりする。この従来法によると電力消費量が非常
に大きいので、近年、クロム鉱石を炭材等の還元
材によつて直接的に溶融還元する方法の開発が推
進されている。その傾向としては、転炉によつて
クロム鉱石の溶融還元を行う方向に注力されてい
る。例えば、特開昭58−77548号公報、特開昭59
−145758号公報、特開昭59−150059号公報、特開
昭59−150060号公報、特開昭59−150061号公報、
特開昭59−150062号公報等は転炉によるクロム鉱
石の溶融還元を開示する。また特開昭50−116317
号公報は特殊な混合槽を使用してクロム鉱石の溶
融還元を行う方法を開示する。 一方、本願と同一出願人に係る特願昭59−
18219号（特開昭60−162718号公報）において、
特殊な堅型炉を使用し、この堅型炉の羽口にクロ
ム源の一部としての粉状のクロム鉱石を吹込むこ
とによつてその溶融還元を図る方法を提案した。
この出願人の提案に係る堅型炉による方法の骨子
は、炉の上部に原料装入口をそして炉の下部付近
に上下二段の羽口をもつ堅型炉を用いて含クロム
溶銑を製造するものであり、上部の原料装入口か
らクロム源、鉄源、炭材および造滓材を装入し、
該上下の羽口から熱風を吹込むと同時に、羽口か
ら粉状クロム鉱石および発熱材を炉内に供給する
ことにより、この粉状クロム鉱石を溶融還元しな
がら含クロム溶銑を得るものである。 また、この特開昭60−162718号公報に提案した
方法を部分的に改善した含クロム溶銑の製造法を
特願昭60−192751号、特願昭61−9585号および特
願昭61−9586号に提案した。 〔発明の目的〕 本発明の目的とするところは、前記の特願昭59
−18219号（特開昭60−162718号公報）に提案し
た堅型炉による含クロム溶銑製造法の一層の改善
にあり、より具体的には、上下段羽口から高温酸
素富化空気を供給しつつ上段羽口から粉状クロム
鉱石を炉内に吹き込むさいに、上下二段の羽口の
相対距離（垂直距離）の設定基準を明らかにする
ことによつて粉状クロム鉱石を高いクロム収率の
もとで溶融還元することにある。 〔発明の要旨〕 本発明は、炉の上部に原料装入口をそして炉の
下部付近に上下二段の羽口をもつ堅型炉を用いて
含クロム溶銑を製造するにさいし、該上部の原料
装入口からクロム源、鉄源、炭材および造滓材を
装入し、該上下の羽口から高温酸素富化空気を吹
込むと同時に上段羽口から粉状クロム鉱石および
粉状造滓材からなる粉状材料を炉内に供給するこ
とにより粉状クロム鉱石を溶融還元しながら含ク
ロム溶銑を製造する方法において、 上段羽口と下段羽口の間の垂直方向の間隔を下
式(1)で表される羽口限界間隔（L*）以下に設定
することを特徴とする。 ただし、VuおよびVLは上段羽口および下段羽
口から吹き込む羽口一本当りの高温酸素富化空気
の流量（m3／min）、DutおよびLtは上段羽口およ
び下段羽口の直径（ｍ）そしてDPCは原料装入口
から装入する炭材の平均粒子径（ｍ）である。 第１図に本発明法を実施する堅型炉の例を示し
た。図示のように、この堅型炉は全体としては縦
長のシヤフトからなり、この炉の上部には、原料
装入口１が、また下部には、上段羽口（複数個）
２と下段羽口（複数個）３とからなる二段羽口が
設けられている。４は熱風炉であり、この熱風炉
４で得られた熱風が各羽口２と３に供給される。
そのさい、酸素源５によつて熱風に酸素を富化す
ることができるようになつている。上段羽口２に
はこの高温酸素富化空気と共に容器６内の粉状ク
ロム鉱石１５と容器７内の造滓材１６キヤリヤガ
ス８によつて供給され、これが上段羽口２から炉
内に吹き込まれる。なお図において、１０〜１２
は、クロム源としての高炭素フエロクロム、鉄源
としての鋼屑、炭材としてのコークス、造滓材と
しての石炭石や螢石などを収容する容器群であ
り、これらの炉頂装入原料は計量器１３によつて
所定の量となるように計量されながら原料装入口
１から炉内に装入される。１７は出銑口、１８は
生成した炉内含クロム溶銑を示している。なお、
上段羽口および下段羽口をそれぞれ複数個設ける
場合には、複数の上段羽口は同じ高さレベルに、
また複数の下段羽口も同じ高さレベルに設置す
る。 本発明者らは、このような堅型炉によるクロム
鉱石の吹き込みにさいし、上段羽口から炉内に吹
込む粉状クロム鉱石を高い還元率のもとで溶融還
元せしめるには、上下段の羽口間隔（垂直距離）
をどのように設定すればよいかという点を重点項
目にして実験を重ねた。その結果、該目的を達成
するには、上下段羽口間隔には超えてはならない
上限が存在すること、そしてこの上限はVuおよ
びVL（上段羽口および下段羽口から吹き込む羽口
一本当りの高温酸素富化空気の流量（m3／
min））、DutおよびDLt（上段羽口および下段羽口
の直径（ｍ））そしてDpc（原料装入口から装入す
る炭材の平均粒子径（ｍ））によつて定まるもの
であることがわかつた。すなわち、第２図に実験
結果の一例を示すが、この第２図は、実験時に設
定した実際の上下段羽口間隔(L)と、下記の(2)式に
よつて算出した（L′）との比Ｌ／L′によつて、実
験ごとのクロム収率を整理して表したものであ
る。 L′＝（Vu／Dut＋VL／DLt）／√PC ……(2) ただし、Vu、VL、Dut、DLt、DPCは前述のとお
りのものである。 第２図の結果に見られるとおり、Ｌ／L′が2.1
×10-4を超えるとクロム収率が急激に悪化するこ
とがわかる。つまり、高いクロム収率を得るため
には(1)式で表される羽口限界間隔（L*）以下に
上下段羽口間隔を設定することが必要となる。 このように、上下段羽口間隔は、高温酸素富化
空気の流量、羽口径および炭材の平均粒径という
操業上の変動因子で定まる羽口限界間隔（L*）
以下に設定することが必要となることが明らかと
なつた。これは次のような理由に基づくものと考
えられる。 上段羽口から吹き込まれる粉状クロム鉱石と粉
状造滓材は、上段羽口前のコークス燃焼領域で溶
融し、その溶融物がコークス充填層を滴下する間
に還元されることになるが、この還元反応は吸熱
反応でありしかも高温ほど速やかに進行する。し
たがつて、クロム鉱石の溶融還元反応を効率よく
進行させようとすれば、その溶融物が滴下する領
域すなわち上下段羽口間の領域を高温状態に維持
することが必要となる。上下段羽口前には高温の
コークス燃焼領域が存在するが、この領域から遠
ざかるほど温度は低下し、しかもこの傾向はコー
クス燃焼領域が小さいほど顕著となる。高温酸素
富化空気の流量、羽口径および炭材の平均粒径に
よつて定まる前記(2)式のL′は、このコークスの燃
焼領域の大きさを決定する因子であると理解する
ことができ、このL′の値が大きくなるほど該燃焼
領域は拡大する。したがつて、コークスの燃焼領
域の大きさに対する上下段羽口間隔の比、つまり
Ｌ／L′が或る域値を超えて過大となれば、クロム
鉱石の溶融還元反応が速やかに進行しなくなる。
つまり、この場合には、比較的低い温度の領域が
上下段羽口間に形成されためにクロム鉱石の還元
率が低下してスラグ中での未還元クロムの量が多
くなるものと考えられる。 以下に実施例によりこれを実証する。 実施例 １ 第１図に示したような炉内径が0.6ｍの竪型炉
であつて上下段羽口間隔を0.4ｍとした竪型炉の
上部から、第１表に示すような量で鋼屑、高炭素
フエロクロムおよび平均粒径が0.015ｍの冶金用
コークスを装入し、内径がそれぞれ16mmの上段羽
口および下段羽口から各1.0Nm3／minの流量で、
温度が800℃、酸素濃度が28.5％の高温酸素富化
空気を炉内に吹き込み、且つ上段羽口からは、第
２表に示す粉末の混合物を吹き込んだ。この条件
では(1)式に従う羽口限界間隔（L*）は0.842ｍと
算出される。この結果、出滓口から取り出された
スラグ中の未還元クロム濃度は0.9％、またクロ
ムの収率は96.8％と良好にクロム鉱石の溶融還元
を行うことができ、第３表に示すような組成の含
クロム溶銑を得ることができた。
用することなく含クロム溶銑を製造する方法にお
いて、クロム源の一部としてクロム鉱石を使用し
このクロム鉱石の溶融還元も同時に行えるように
した熱経済的な含クロム溶銑の製造法に関する。 〔従来の技術〕 従来より、ステンレス鋼製造用の含クロム溶銑
の製造法としては、電気炉による方法が一つの技
術体系を形成している。この方法は、制鋼用アー
ム炉に、クロム源、コークス、フラツクおよび必
要に応じて副材料を装入して溶解し、含クロム溶
銑を得るものである。そのさいのクロム源として
は、高炭素フエロクロムが使用されるのが通常で
ある。この高炭素フエロクロムを製造するのにも
電気炉が使用され、この場合にはクロム鉱石の半
還元ペレツト等が使用されたり焼結鉱が使用され
たりする。この従来法によると電力消費量が非常
に大きいので、近年、クロム鉱石を炭材等の還元
材によつて直接的に溶融還元する方法の開発が推
進されている。その傾向としては、転炉によつて
クロム鉱石の溶融還元を行う方向に注力されてい
る。例えば、特開昭58−77548号公報、特開昭59
−145758号公報、特開昭59−150059号公報、特開
昭59−150060号公報、特開昭59−150061号公報、
特開昭59−150062号公報等は転炉によるクロム鉱
石の溶融還元を開示する。また特開昭50−116317
号公報は特殊な混合槽を使用してクロム鉱石の溶
融還元を行う方法を開示する。 一方、本願と同一出願人に係る特願昭59−
18219号（特開昭60−162718号公報）において、
特殊な堅型炉を使用し、この堅型炉の羽口にクロ
ム源の一部としての粉状のクロム鉱石を吹込むこ
とによつてその溶融還元を図る方法を提案した。
この出願人の提案に係る堅型炉による方法の骨子
は、炉の上部に原料装入口をそして炉の下部付近
に上下二段の羽口をもつ堅型炉を用いて含クロム
溶銑を製造するものであり、上部の原料装入口か
らクロム源、鉄源、炭材および造滓材を装入し、
該上下の羽口から熱風を吹込むと同時に、羽口か
ら粉状クロム鉱石および発熱材を炉内に供給する
ことにより、この粉状クロム鉱石を溶融還元しな
がら含クロム溶銑を得るものである。 また、この特開昭60−162718号公報に提案した
方法を部分的に改善した含クロム溶銑の製造法を
特願昭60−192751号、特願昭61−9585号および特
願昭61−9586号に提案した。 〔発明の目的〕 本発明の目的とするところは、前記の特願昭59
−18219号（特開昭60−162718号公報）に提案し
た堅型炉による含クロム溶銑製造法の一層の改善
にあり、より具体的には、上下段羽口から高温酸
素富化空気を供給しつつ上段羽口から粉状クロム
鉱石を炉内に吹き込むさいに、上下二段の羽口の
相対距離（垂直距離）の設定基準を明らかにする
ことによつて粉状クロム鉱石を高いクロム収率の
もとで溶融還元することにある。 〔発明の要旨〕 本発明は、炉の上部に原料装入口をそして炉の
下部付近に上下二段の羽口をもつ堅型炉を用いて
含クロム溶銑を製造するにさいし、該上部の原料
装入口からクロム源、鉄源、炭材および造滓材を
装入し、該上下の羽口から高温酸素富化空気を吹
込むと同時に上段羽口から粉状クロム鉱石および
粉状造滓材からなる粉状材料を炉内に供給するこ
とにより粉状クロム鉱石を溶融還元しながら含ク
ロム溶銑を製造する方法において、 上段羽口と下段羽口の間の垂直方向の間隔を下
式(1)で表される羽口限界間隔（L*）以下に設定
することを特徴とする。 ただし、VuおよびVLは上段羽口および下段羽
口から吹き込む羽口一本当りの高温酸素富化空気
の流量（m3／min）、DutおよびLtは上段羽口およ
び下段羽口の直径（ｍ）そしてDPCは原料装入口
から装入する炭材の平均粒子径（ｍ）である。 第１図に本発明法を実施する堅型炉の例を示し
た。図示のように、この堅型炉は全体としては縦
長のシヤフトからなり、この炉の上部には、原料
装入口１が、また下部には、上段羽口（複数個）
２と下段羽口（複数個）３とからなる二段羽口が
設けられている。４は熱風炉であり、この熱風炉
４で得られた熱風が各羽口２と３に供給される。
そのさい、酸素源５によつて熱風に酸素を富化す
ることができるようになつている。上段羽口２に
はこの高温酸素富化空気と共に容器６内の粉状ク
ロム鉱石１５と容器７内の造滓材１６キヤリヤガ
ス８によつて供給され、これが上段羽口２から炉
内に吹き込まれる。なお図において、１０〜１２
は、クロム源としての高炭素フエロクロム、鉄源
としての鋼屑、炭材としてのコークス、造滓材と
しての石炭石や螢石などを収容する容器群であ
り、これらの炉頂装入原料は計量器１３によつて
所定の量となるように計量されながら原料装入口
１から炉内に装入される。１７は出銑口、１８は
生成した炉内含クロム溶銑を示している。なお、
上段羽口および下段羽口をそれぞれ複数個設ける
場合には、複数の上段羽口は同じ高さレベルに、
また複数の下段羽口も同じ高さレベルに設置す
る。 本発明者らは、このような堅型炉によるクロム
鉱石の吹き込みにさいし、上段羽口から炉内に吹
込む粉状クロム鉱石を高い還元率のもとで溶融還
元せしめるには、上下段の羽口間隔（垂直距離）
をどのように設定すればよいかという点を重点項
目にして実験を重ねた。その結果、該目的を達成
するには、上下段羽口間隔には超えてはならない
上限が存在すること、そしてこの上限はVuおよ
びVL（上段羽口および下段羽口から吹き込む羽口
一本当りの高温酸素富化空気の流量（m3／
min））、DutおよびDLt（上段羽口および下段羽口
の直径（ｍ））そしてDpc（原料装入口から装入す
る炭材の平均粒子径（ｍ））によつて定まるもの
であることがわかつた。すなわち、第２図に実験
結果の一例を示すが、この第２図は、実験時に設
定した実際の上下段羽口間隔(L)と、下記の(2)式に
よつて算出した（L′）との比Ｌ／L′によつて、実
験ごとのクロム収率を整理して表したものであ
る。 L′＝（Vu／Dut＋VL／DLt）／√PC ……(2) ただし、Vu、VL、Dut、DLt、DPCは前述のとお
りのものである。 第２図の結果に見られるとおり、Ｌ／L′が2.1
×10-4を超えるとクロム収率が急激に悪化するこ
とがわかる。つまり、高いクロム収率を得るため
には(1)式で表される羽口限界間隔（L*）以下に
上下段羽口間隔を設定することが必要となる。 このように、上下段羽口間隔は、高温酸素富化
空気の流量、羽口径および炭材の平均粒径という
操業上の変動因子で定まる羽口限界間隔（L*）
以下に設定することが必要となることが明らかと
なつた。これは次のような理由に基づくものと考
えられる。 上段羽口から吹き込まれる粉状クロム鉱石と粉
状造滓材は、上段羽口前のコークス燃焼領域で溶
融し、その溶融物がコークス充填層を滴下する間
に還元されることになるが、この還元反応は吸熱
反応でありしかも高温ほど速やかに進行する。し
たがつて、クロム鉱石の溶融還元反応を効率よく
進行させようとすれば、その溶融物が滴下する領
域すなわち上下段羽口間の領域を高温状態に維持
することが必要となる。上下段羽口前には高温の
コークス燃焼領域が存在するが、この領域から遠
ざかるほど温度は低下し、しかもこの傾向はコー
クス燃焼領域が小さいほど顕著となる。高温酸素
富化空気の流量、羽口径および炭材の平均粒径に
よつて定まる前記(2)式のL′は、このコークスの燃
焼領域の大きさを決定する因子であると理解する
ことができ、このL′の値が大きくなるほど該燃焼
領域は拡大する。したがつて、コークスの燃焼領
域の大きさに対する上下段羽口間隔の比、つまり
Ｌ／L′が或る域値を超えて過大となれば、クロム
鉱石の溶融還元反応が速やかに進行しなくなる。
つまり、この場合には、比較的低い温度の領域が
上下段羽口間に形成されためにクロム鉱石の還元
率が低下してスラグ中での未還元クロムの量が多
くなるものと考えられる。 以下に実施例によりこれを実証する。 実施例 １ 第１図に示したような炉内径が0.6ｍの竪型炉
であつて上下段羽口間隔を0.4ｍとした竪型炉の
上部から、第１表に示すような量で鋼屑、高炭素
フエロクロムおよび平均粒径が0.015ｍの冶金用
コークスを装入し、内径がそれぞれ16mmの上段羽
口および下段羽口から各1.0Nm3／minの流量で、
温度が800℃、酸素濃度が28.5％の高温酸素富化
空気を炉内に吹き込み、且つ上段羽口からは、第
２表に示す粉末の混合物を吹き込んだ。この条件
では(1)式に従う羽口限界間隔（L*）は0.842ｍと
算出される。この結果、出滓口から取り出された
スラグ中の未還元クロム濃度は0.9％、またクロ
ムの収率は96.8％と良好にクロム鉱石の溶融還元
を行うことができ、第３表に示すような組成の含
クロム溶銑を得ることができた。
【表】
【表】
【表】
実施例 ２
上下段羽口間隔を0.75ｍとした以外は、実施例
１と同一の条件（L*＝0.842ｍ）で含クロム溶銑
の製造を行つた。この結果、スラグ中の未還元ク
ロム濃度は1.0％、また、クロム収率は96.5％と
なり、実施例１と同様に良好にクロム鉱石の溶融
還元を行うことができた。得られた含クロム溶銑
の組成を第４表に示した。
１と同一の条件（L*＝0.842ｍ）で含クロム溶銑
の製造を行つた。この結果、スラグ中の未還元ク
ロム濃度は1.0％、また、クロム収率は96.5％と
なり、実施例１と同様に良好にクロム鉱石の溶融
還元を行うことができた。得られた含クロム溶銑
の組成を第４表に示した。
【表】
実施例 ３
（比較例）
上下段羽口間隔を0.96ｍとした以外は、実施例
１と同一の条件（L*＝0.842ｍ）で含クロム溶銑
の製造を行つた。この結果、スラグ中の未還元ク
ロム濃度は3.4％と高い値を示し、クロム収率は
88.1％と低い値となつた。得られた含クロム溶銑
の組成を第５表に示した。
１と同一の条件（L*＝0.842ｍ）で含クロム溶銑
の製造を行つた。この結果、スラグ中の未還元ク
ロム濃度は3.4％と高い値を示し、クロム収率は
88.1％と低い値となつた。得られた含クロム溶銑
の組成を第５表に示した。
第１図は本発明法に実施するのに好適な竪型炉
の略断面図、第２図はクロム収率と本文で説明し
たＬ／L′との関係図である。 １……炉上部の原料装入口、２……上段羽口、
３……下段羽口、４……熱風炉、５……酸素源、
１５……粉状クロム鉱石、１６……粉状造滓材。
の略断面図、第２図はクロム収率と本文で説明し
たＬ／L′との関係図である。 １……炉上部の原料装入口、２……上段羽口、
３……下段羽口、４……熱風炉、５……酸素源、
１５……粉状クロム鉱石、１６……粉状造滓材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炉の上部に原料装入口をそして炉の下部付近
に上下二段の羽口をもつ緊型炉を用いて含クロム
溶銑を製造するにさいし、該上部の原料装入口か
らクロム源、鉄源、炭材および造滓材を装入し、
該上下の羽口から高温酸素富化空気を吹込むと同
時に上段羽口から粉状クロム鉱石および粉状造滓
材からなる粉状材料を炉内に供給することによ
り、該粉状クロム鉱石を溶融還元しながら含クロ
ム溶銑を製造する方法において、 上段羽口と下段羽口の間の垂直方向の間隔を下
式(1)で表される羽口限界間隔（L*以下に設定す
ることを特徴とする含クロム溶銑の製造方法、 ただし、VuおよびVLは上段羽口および下段羽
口から吹き込む羽口一本当りの高温酸素富化空気
の流量（m3／min）、DutおよびDLtは上段羽口お
よび下段羽口の直径（ｍ）そしてDpcは原料装入
口から装入する炭材の平均粒子径（ｍ）である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24668086A JPS63103013A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 含クロム溶銑の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24668086A JPS63103013A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 含クロム溶銑の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103013A JPS63103013A (ja) | 1988-05-07 |
| JPH0454722B2 true JPH0454722B2 (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=17152020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24668086A Granted JPS63103013A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 含クロム溶銑の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63103013A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5945725A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-14 | Victor Co Of Japan Ltd | パルス性雑音の低減装置 |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP24668086A patent/JPS63103013A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63103013A (ja) | 1988-05-07 |
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