JP2003119522A - Treated ore for blast furnace - Google Patents
Treated ore for blast furnaceInfo
- Publication number
- JP2003119522A JP2003119522A JP2001315164A JP2001315164A JP2003119522A JP 2003119522 A JP2003119522 A JP 2003119522A JP 2001315164 A JP2001315164 A JP 2001315164A JP 2001315164 A JP2001315164 A JP 2001315164A JP 2003119522 A JP2003119522 A JP 2003119522A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blast furnace
- ore
- iron oxide
- carbon
- outer shell
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高炉操業の大幅な改善、すなわち生産性の向
上並びに燃料比の低下に寄与する、高炉用処理鉱を提供
する。
【解決手段】 酸化鉄含有物質および炭素含有物質を含
む混合物からなる核を、酸化鉄含有物質を含む外殻にて
覆って形成する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a treated blast furnace ore that contributes to a significant improvement in blast furnace operation, that is, an improvement in productivity and a decrease in fuel ratio. SOLUTION: A core made of a mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbon-containing substance is formed by being covered with an outer shell containing the iron oxide-containing substance.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、高炉における燃
料比の低下並びに生産性の増大に寄与する、高炉装入原
料として供する高炉用処理鉱に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blast furnace treated ore used as a blast furnace charging raw material, which contributes to a reduction in fuel ratio and an increase in productivity in a blast furnace.
【0002】[0002]
【従来の技術】高炉では、内部に各種の原料を装入し
て、鉄鋼製品の素材となる銑鉄を生産している。この高
炉には、鉄源として塊状の鉄鉱石、焼結鉱およびペレッ
トが主に使用され、炉頂より高炉内に装入される。特殊
な場合は、還元鉄やスクラップが使用されることもあ
る。一方、還元材および燃料には、コークスが主に使用
され、これも炉頂より装入されている。さらに、還元材
および燃料の一部代替として、微粉炭、天然ガスおよび
タールなどを、高炉羽口より吹き込むことも一般的に行
われている。2. Description of the Related Art In a blast furnace, various raw materials are charged inside to produce pig iron which is a raw material for steel products. In this blast furnace, massive iron ore, sinter, and pellets are mainly used as an iron source, and they are charged into the blast furnace from the top of the furnace. In special cases, reduced iron or scrap may be used. On the other hand, coke is mainly used as the reducing agent and the fuel, which is also charged from the furnace top. Furthermore, it is also common to blow pulverized coal, natural gas, tar, etc. from the tuyere of the blast furnace as a partial substitute for the reducing material and the fuel.
【0003】かような高炉操業において、その生産性の
向上並びに使用燃料比の低減は、溶銑コストに占める設
備費の低減並びに操業費の低減に繋がる上、高炉の操業
範囲の拡大も図られることから、経済的に好ましい結果
をもたらすことになる。In such a blast furnace operation, improvement of productivity and reduction of fuel consumption ratio lead to reduction of facility cost and operating cost in the hot metal cost, and expansion of operating range of the blast furnace. This leads to economically favorable results.
【0004】これまで使用されている鉄の主原料であ
る、焼結鉱、ペレットまたは塊状の鉄鉱石は、高炉内に
おいて炉内ガスとの反応によって還元されるが、それら
原料各粒子の中心まで十分に還元を行うには、炉内ガス
との接触時間を長くする必要がある。生産性を所期し
て、この炉内ガスとの接触時間を短くすると、炉内ガス
の還元への利用効率が落ちるため、燃料比が増大する傾
向が現れる。Sintered ore, pellets or lumpy iron ore, which has been the main raw material of iron used up to now, is reduced by the reaction with the gas in the furnace in the blast furnace. In order to carry out sufficient reduction, it is necessary to lengthen the contact time with the gas in the furnace. If productivity is expected and the contact time with the in-furnace gas is shortened, the utilization efficiency of the in-furnace gas for reduction is reduced, and the fuel ratio tends to increase.
【0005】ここで、使用する鉄源のうち焼結鉱やペレ
ットなどは処理鉱と呼ばれ、これら処理鉱の製造技術を
工夫して処理鉱の被還元性を改善することによって、高
炉内での反応性を高め、生産性の向上、ひいては燃料比
の低減が図られてきた。Here, among the iron sources used, sinter ore and pellets are called treated ores, and by devising the manufacturing technology of these treated ores to improve the reducibility of the treated ores, they can be processed in the blast furnace. Has been attempted to improve the reactivity of the fuel, improve productivity, and reduce the fuel ratio.
【0006】例えば、ペレットの製造技術について、特
開平2−280522号公報には、ペレットを芯部と外
周部との2重構造にし、その芯部と外周部においてCaO
/SiO 2の値に意図的に差異をもたせ、還元停滞を回避す
る技術が公開されている。また、還元材や、燃料である
コークスに関しても、反応性を高めることで、高炉の生
産性を向上して、燃料比の低減を図っている。For example, regarding the manufacturing technology of pellets,
In Kaihei 2-280522, pellets are attached to the core and the outside.
It has a double structure with the peripheral part, and CaO is present in the core part and the outer peripheral part.
/ SiO 2Intentionally make the difference in the value of
Technology has been published. In addition, it is a reducing agent or fuel.
With regard to coke, the reactivity of blast furnace can be improved by increasing the reactivity.
It aims to improve productivity and reduce the fuel ratio.
【0007】しかしながら、上記の技術は反応性を高め
ることを主眼とし、鉱石の還元を炉内ガスとの反応によ
って行うメカニズム自体は従前のとおりであるから、現
状を大幅にこえる改善、すなわち大幅な生産性の向上、
そして燃料比の低下を臨むことは難しいものであった。[0007] However, the above-mentioned technique is focused on increasing the reactivity, and the mechanism itself for reducing ore by reaction with the gas in the furnace is the same as before. Improved productivity,
And it was difficult to face the decrease in fuel ratio.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
高炉操業の大幅な改善、すなわち生産性の向上並びに燃
料比の低下に寄与する、高炉用処理鉱を提供することを
目的とする。Therefore, the present invention is
It is an object of the present invention to provide a treated ore for blast furnace, which contributes to a great improvement in blast furnace operation, that is, an improvement in productivity and a reduction in fuel ratio.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
酸化鉄含有物質および炭素含有物質を含む混合物からな
る核を、酸化鉄含有物質を含む外殻にて覆って成る高炉
用処理鉱である。That is, the present invention is
It is a blast furnace treatment ore comprising a core made of a mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbon-containing substance covered with an outer shell containing the iron oxide-containing substance.
【0010】また、この発明の高炉用処理鉱は、核にお
ける酸化鉄含有物質中の酸化鉄結合酸素モル数(X)と、
核における炭素含有物質中の総炭素モル数(Y)と、外殻
における酸化鉄含有物質中の酸化鉄結合酸素モル数(Z)
とが、下記式(1)〜(3)を満足することが好ましい。
記
0.5≦Y/X≦1.2 ----(1)
Y/(X+Z)≧0.3 ----(2)
0.6≦Z/X ----(3)The blast furnace treated ore according to the present invention is characterized in that the iron oxide-bonded oxygen mole number (X) in the iron oxide-containing substance in the core is
The total number of moles of carbon in the carbon-containing substance in the nucleus (Y) and the number of moles of oxygen bound to iron oxide in the iron-oxide-containing substance in the outer shell (Z)
It is preferable that and satisfy the following formulas (1) to (3). Note 0.5 ≦ Y / X ≦ 1.2 ---- (1) Y / (X + Z) ≧ 0.3 ---- (2) 0.6 ≦ Z / X ---- (3)
【0011】さらに、核および外殻の少なくともいずれ
か一方は、CaO、 CaCO3、 Ca(OH)2、 MgO、 MgCO3およ
び Mg(OH)2から選ばれる一種以上を含むこと、そして
粉状金属鉄を含むこと、がそれぞれ有利である。なお、
この発明で核とは、高炉用処理鉱内部の炭素含有物質が
含まれている部分を言う。Further, at least one of the nucleus and the outer shell contains at least one selected from CaO, CaCO 3 , Ca (OH) 2 , MgO, MgCO 3 and Mg (OH) 2 , and a powder metal. Advantageously, each contains iron. In addition,
In the present invention, the nucleus means a portion containing a carbon-containing substance inside the blast furnace treated ore.
【0012】ここで、上記炭素含有物質とは、石炭およ
びコークス等の炭材や、各種有機物等の、所定温度で酸
化鉄含有物質中の酸化鉄を還元することのできる物質で
あり、炭酸塩等の還元反応に直接寄与しない炭素の形態
しか持たないものは除く。Here, the carbon-containing substance is a substance capable of reducing iron oxide contained in the iron oxide-containing substance at a predetermined temperature, such as carbonaceous materials such as coal and coke and various organic substances, and carbonates. And the like, which have only carbon forms that do not directly contribute to the reduction reaction.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、この発明の高炉用処理鉱
について、詳細に説明する。すなわち、この発明の高炉
用処理鉱は、図1に半裁面を示すように、酸化鉄含有物
質および炭素含有物質を含む混合物からなる核1と、こ
の核1を覆う、酸化鉄含有物質を含む外殻2とから成る
ことを特徴とする。以降、この発明に従う構造の処理鉱
を炭材内装2重鉱と示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The blast furnace ore of the present invention will be described in detail below. That is, the treated ore for blast furnace of the present invention includes a core 1 made of a mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbon-containing substance, and an iron oxide-containing substance covering the nucleus 1 as shown in a half cut surface in FIG. It is characterized by comprising an outer shell 2. Hereinafter, the treated ore having a structure according to the present invention will be referred to as a carbonaceous material-containing double ore.
【0014】この炭材内装2重鉱は、加熱された際、そ
の核1は酸化鉄含有物質と炭素含有物質とを含んでいる
ため、炭素含有物質と接触している酸化鉄は、
FeOx+xC=Fe+xCO ----(i)
の反応により還元され、COガスが発生する。このように
発生したCOガスは、やはり核1中の酸化鉄と、
FeOx+xCO=Fe+xCO2 ----(ii)
の反応によりCO2ガスとなる。このとき核1中には炭素
含有物質による炭素が含まれているため、
C+CO2=2CO ----(iii)
のCO2によるCのガス化反応が生じる。When the carbon-containing double ore is heated, its core 1 contains an iron oxide-containing substance and a carbon-containing substance, so that the iron oxide in contact with the carbon-containing substance is FeOx + xC = Fe + xCO ---- (i) is reduced and CO gas is generated. The CO gas thus generated becomes CO 2 gas by the reaction of iron oxide in the nucleus 1 with FeOx + xCO = Fe + xCO 2 ---- (ii). At this time, since carbon from the carbon-containing substance is contained in the nucleus 1, a gasification reaction of C by CO 2 of C + CO 2 = 2CO ---- (iii) occurs.
【0015】ここで、発生そして消費するCO、CO2ガス
は、核1の酸化鉄含有物質中の酸化鉄結合酸素と核1の
炭素含有物質中の炭素とから生成したものであり、炭材
内装2重鉱の外側のガス雰囲気に影響されない。これら
の式(i),(ii)および(iii)の反応を足しあわせると、
FeOx+xC=Fe+xCO ----(iv)
となり、実質的にCOガスの発生反応であることがわか
る。このCOガスは炭材内装2重鉱の外殻2を通って炭材
内装2重鉱の外にでる。この際、外殻2に酸化鉄含有物
質を含んでいるため、外殻2を通過するCOガスと外殻2
中の酸化鉄との間で反応がおこり、次式(v)に示すよう
に、外殻2の酸化鉄部分も還元される。
FeOx(外殻中酸化鉄) +xCO(外殻を通過するCOガス) = Fe +xCO2
----(v)Here, the CO and CO 2 gas generated and consumed are those produced from the iron oxide-bound oxygen in the iron oxide-containing substance of nucleus 1 and the carbon in the carbon-containing substance of nucleus 1, and carbonaceous material. Not affected by the gas atmosphere outside the interior double mine. When the reactions of these equations (i), (ii) and (iii) are added together, FeOx + xC = Fe + xCO ---- (iv), which is a CO gas generation reaction. This CO gas passes through the outer shell 2 of the carbon material-containing double ore and goes out of the carbon material-containing double ore. At this time, since the outer shell 2 contains the iron oxide-containing substance, the CO gas passing through the outer shell 2 and the outer shell 2
A reaction occurs with the iron oxide contained therein, and as shown in the following formula (v), the iron oxide portion of the outer shell 2 is also reduced. FeOx (iron oxide in the outer shell) + xCO (CO gas that passes through the outer shell) = Fe + xCO 2 ---- (v)
【0016】外殻における上記反応量は、温度条件(平
均温度、粒子内温度分布)、外殻層の厚み(酸化鉄の量)
、核の量あるいは核の酸化鉄と炭素含有物質中炭素と
の比などによって、変化するが、基本的には核で発生し
たCOを外殻で還元に利用できることに違いはない。The above reaction amount in the outer shell depends on temperature conditions (average temperature, particle temperature distribution), thickness of outer shell layer (amount of iron oxide).
The amount of nuclei or the ratio of iron oxide in the nuclei to carbon in the carbon-containing substance changes, but basically there is no difference that CO generated in the nuclei can be used for reduction in the outer shell.
【0017】ここで、上記の炭材内装2重鉱の特徴を、
通常の焼結鉱やペレットと比較する。さて、現状の高炉
での鉄源の主体である焼結鉱やペレットは、それ自体に
還元材となりうる炭材を実質的に含んでいないのが通例
である。これらの原料は、高炉内で還元され、最終的に
は溶け落ち、溶銑になる。還元は、高炉内のレースウェ
イにおいて、コークスや微粉炭などの燃焼で発生するCO
ガス(一部H2ガス)と接触することによって行われるが、
粒子内部まで還元するためにはCOガスが粒子内まで拡散
してくる必要があり、その拡散抵抗が反応を遅らせてい
る。Here, the characteristics of the above-mentioned double mine containing carbonaceous material are
Compare with normal sinter or pellets. By the way, it is customary that the sinter or pellets, which are the main source of iron in the current blast furnace, do not substantially contain carbonaceous materials which themselves can serve as reducing agents. These raw materials are reduced in the blast furnace and eventually melt down and become hot metal. Reduction is CO generated by combustion of coke, pulverized coal, etc. in the raceway in the blast furnace.
It is done by contact with gas (partly H 2 gas),
In order to reduce the inside of the particles, CO gas needs to diffuse into the particles, and the diffusion resistance delays the reaction.
【0018】これに対して、炭材内装2重鉱は、前述し
たように、炭素含有物質を核に含有していることから、
核内でCOガスが発生し、すぐさま近傍の酸化鉄の還元に
利用されるため、極めて速い反応が得られる。On the other hand, since the carbon material-containing double ore contains the carbon-containing substance in the core as described above,
CO gas is generated in the nucleus and is used for the reduction of iron oxide in the immediate vicinity, resulting in an extremely fast reaction.
【0019】一方、ペレットに炭材を混合したもの(ブ
リケット)も用いられることがあるが、この種の炭材入
りペレットは炭材を混合したものであるから、粒子内の
どこの部分においても実質的に、炭素含有物質と酸化鉄
との配合率が均一であり、従って、ペレットの表層部分
にも炭材が含まれている。そして、表層部に炭材がある
場合には、その炭材の部分でC+CO2=2COの反応が起こ
り、炭材内装ペレット粒子外にでるガスはCOが多いもの
になる。On the other hand, although pellets mixed with carbonaceous material (briquette) may be used, since this type of carbonaceous material-containing pellets is obtained by mixing carbonaceous material, it can be used anywhere in the particle. Substantially, the compounding ratio of the carbon-containing substance and iron oxide is uniform, and therefore the carbonaceous material is also contained in the surface layer portion of the pellet. When carbonaceous material is present in the surface layer, a reaction of C + CO 2 = 2CO occurs in the carbonaceous material portion, and the gas released outside the carbonaceous material-containing pellet particles contains a large amount of CO.
【0020】これに対して、炭材内装2重鉱は、前述の
ように外殻には炭材が含まれないため、外殻では核で発
生したCOガスを利用して酸化鉄の還元が行なわれる。そ
の結果、従来の炭材入りペレットに比べると、粒子外に
でるガスはCOが少ないものになる。これは、炭材内装2
重鉱の方が高炉でのガス利用率が高くなることを意味し
ている。On the other hand, in the carbonaceous material-containing double ore, since the outer shell contains no carbonaceous material as described above, the outer shell can reduce the iron oxide by using the CO gas generated in the nucleus. Done. As a result, compared to the conventional pellets containing carbonaceous material, the gas outside the particles has less CO. This is a carbon material interior 2
Heavy ore means higher gas utilization in the blast furnace.
【0021】以上のように、炭材内装2重鉱は、焼結鉱
やペレットに比べて還元反応速度が速くなり、かつ従来
の炭材入りペレットに比較して高炉で使用したときのガ
ス利用率を高めることができる。As described above, the carbonaceous material-containing double ore has a faster reduction reaction rate than the sintered ore and pellets, and uses gas when used in the blast furnace as compared with conventional pellets containing carbonaceous material. The rate can be increased.
【0022】さらに、炭材内装2重鉱において、核にあ
る酸化鉄含有物質中の酸化鉄結合酸素モル数(X)と、同
様に核にある炭素含有物質中の総炭素モル数(Y)と、外
殻にある酸化鉄含有物質中の酸化鉄結合酸素モル数(Z)
との間に、以下に示す式(1)〜(3)の関係を持たせること
によって、焼結鉱やペレットに比べて還元反応速度が速
い特性を維持しつつ、高炉で使用したときのガス利用率
をさらに改善することができる。
0.5≦Y/X≦1.2 ----(1)
Y/(X+Z)≧0.3 ----(2)
0.6≦Z/X ----(3)Furthermore, in the carbonaceous material-containing double ore, the number of moles of oxygen bound to iron oxide in the iron oxide-containing substance in the nucleus (X) and the total number of moles of carbon in the carbon-containing substance in the nucleus (Y) are the same. And the iron oxide-bonded oxygen mole number (Z) in the iron oxide-containing substance in the outer shell
By maintaining the relationship of the following equations (1) to (3), the gas when used in a blast furnace while maintaining the property that the reduction reaction rate is faster than that of sinter or pellets. The utilization rate can be further improved. 0.5 ≦ Y / X ≦ 1.2 ---- (1) Y / (X + Z) ≧ 0.3 ---- (2) 0.6 ≦ Z / X ---- (3)
【0023】さて、焼結鉱やペレットを使用した高炉操
業では、鉱石はレースウェイで発生した還元ガスで還元
されるために、高炉の炉頂から保存帯まで鉱石が降下す
る間は最高でもFeOまでの還元しかできず、従って金属
鉄はこの段階まででは生成しないことが理論的に知られ
ている。これは、焼結鉱やペレットの被還元性をいかに
改善してでもである。高炉の生産性を向上(炉内容積あ
たりの生産量の向上)するためには、この点を抜本的に
解決しなければならないところである。In a blast furnace operation using sinter or pellets, the ore is reduced by the reducing gas generated in the raceway, so at most FeO can be obtained while the ore descends from the top of the blast furnace to the preservation zone. It is theoretically known that it can only be reduced up to and therefore metallic iron is not formed up to this stage. This is how to improve the reducibility of sinter or pellets. In order to improve the productivity of the blast furnace (improve the production amount per unit volume of the furnace), this point must be fundamentally solved.
【0024】ここに、炭材内装2重鉱の場合、核に含ま
れる炭素含有物質中の炭素によって、核にある酸化鉄の
還元が行なわれるため、高炉の炉頂から保存帯までの段
階で金属鉄を生成させることが可能である。この核内で
の炭素と酸化鉄との関係は、上記したXおよびYについ
て、化学量論的な理論値としてY/X≧0.33で金属鉄が
生成することになるが、局所的には炭材が偏在している
ことから、理論値以下でも金属鉄が生成する。しかし効
果的な量の金属鉄を生成させるためには、後述する実験
によってY/X≧0.5であればよいことがわかった。In the case of carbon material-containing double ore, iron oxide in the core is reduced by the carbon in the carbon-containing substance contained in the core, so that the stage from the top of the blast furnace to the preservation zone is reduced. It is possible to produce metallic iron. Regarding the relationship between carbon and iron oxide in the nucleus, metallic iron is produced at the stoichiometric theoretical value of Y / X ≧ 0.33 with respect to the above X and Y. Since the materials are unevenly distributed, metallic iron is generated even below the theoretical value. However, in order to produce an effective amount of metallic iron, it was found by the experiments described later that Y / X ≧ 0.5.
【0025】同様に、FeOx+xC = Fe+xCOの還元形態で
あるときは、Y/X=1が化学量論的に酸化鉄の還元に必
要な条件である。ただし、最終的に溶融するときの浸炭
でC分が使用されること、高炉の操業条件によっては炉
内のCO2ガス、 H2Oガスの鉱石内への拡散によるCの消
費があることを考慮すると、Y/X= 1以上にCがあ
っても、還元、さらには浸炭に消費されるためCが残留
することはない。この値は、後述する実験で示すよう
に、Y/X≦1.2の範囲であれば炭材内装2重鉱に使用
したC分が炉内に残ることはなかった。ちなみに、炭材
内装2重鉱に使用した炭素含有物質が還元、浸炭で使用
されなかった場合は、高炉内に微粉を残すことになり、
通気の悪化や炉頂からのダスト発生量を増やすことにな
る。Similarly, when FeOx + xC = Fe + xCO is in the reduced form, Y / X = 1 is a stoichiometrically necessary condition for reduction of iron oxide. However, it should be noted that C content is used for carburizing when it finally melts, and depending on the operating conditions of the blast furnace, there is C consumption due to diffusion of CO 2 gas and H 2 O gas in the furnace into the ore. Considering this, even if C is present at Y / X = 1 or more, it does not remain because it is consumed for reduction and carburization. As shown in the experiment to be described later, if this value is within the range of Y / X ≦ 1.2, the C content used for the carbonaceous material-containing double ore did not remain in the furnace. By the way, if the carbon-containing material used in the carbon material-containing double ore is not used for reduction or carburization, fine powder will remain in the blast furnace,
This will deteriorate ventilation and increase the amount of dust generated from the furnace top.
【0026】次に、外殻では、核で発生したCOガスを効
率よく酸化鉄の還元に利用することが肝要である。そし
て、外殻の酸化鉄が核で発生したCOガスに対して多けれ
ば多いほどCOガスの利用効率が高くなる。上記したとお
り、Xは核にある酸化鉄含有物質中の酸化鉄結合酸素モ
ル数であるが、これは発生するCOガスのモル数でもあ
る。外殻の酸化鉄量Zが多いほど核で発生したCOガスの
利用効率が高くなる事を意味するが、一方で、あまりに
多すぎると炭材内装2重鉱1個当たりに生成する金属鉄
の量が相対的に減少し、金属鉄生成による高炉生産性の
向上効果が阻害される。この事態を回避するには、後述
するように、外殻の酸化鉄量Zに関して、Y/(X+Z)
≧0.3の範囲を満たすようにすれば、炭材内装2重鉱1
個当たりに生成する金属鉄の量を有意に確保でき、高炉
での生産性向上を実現できる。なお、外殻の酸化鉄量Z
が多すぎる場合に金属鉄が減少することを述べたが、金
属鉄がなくなることはない。なぜなら、核における金属
鉄の生成は0.5≦Y/X≦1.2の規制によって担保されて
いるからである。Next, in the outer shell, it is important to efficiently utilize the CO gas generated in the nucleus for the reduction of iron oxide. Then, the more iron oxide in the outer shell with respect to the CO gas generated in the nucleus, the higher the CO gas utilization efficiency. As described above, X is the number of moles of oxygen bound to iron oxide in the iron oxide-containing substance in the nucleus, which is also the number of moles of CO gas generated. The larger the amount of iron oxide Z in the outer shell, the higher the utilization efficiency of CO gas generated in the nucleus, but on the other hand, if it is too large, the amount of metallic iron produced per carbon material-containing double ore is increased. The amount is relatively decreased, and the effect of improving the productivity of the blast furnace due to the production of metallic iron is hindered. To avoid this situation, as described later, regarding the iron oxide amount Z of the outer shell, Y / (X + Z)
If the range of ≧ 0.3 is satisfied, double ore with carbon material 1
The amount of metallic iron produced per piece can be significantly secured, and productivity in the blast furnace can be improved. The amount of iron oxide in the outer shell Z
It was stated that metallic iron decreases when the amount is too large, but metallic iron does not disappear. This is because the generation of metallic iron in the nucleus is guaranteed by the regulation of 0.5 ≦ Y / X ≦ 1.2.
【0027】さらに、外殻の酸化鉄の量が少ないと、核
で発生したCOガスを効率よく利用できない。その場合
は、炭材内装2重鉱から還元能力のあるCOガスを粒子外
に放出してしまうため、高炉で使用したとき高炉での燃
料比(コークスや羽口吹き込みに使用される微粉炭、お
よび炭材内装2重鉱中の内装している炭素含有物質もこ
れに含まれる)が増加することになる。この事態を回避
するには、後述するように、0.6≦Z/Xとすることに
よって、高炉での燃料比増加の抑制が期待できる。Further, if the amount of iron oxide in the outer shell is small, the CO gas generated in the nucleus cannot be used efficiently. In that case, CO gas with reducing ability is released from the carbon material-containing double ore to the outside of the particles, so when used in a blast furnace, the fuel ratio in the blast furnace (pulverized coal used for coke and tuyere injection, And the carbon-containing substances contained in the double ore containing carbonaceous materials will also be included). In order to avoid this situation, it is expected that the fuel ratio increase in the blast furnace can be suppressed by setting 0.6 ≦ Z / X as described later.
【0028】ここで、図2に示す還元炉を用いて、各種
炭材内装2重鉱を用いた還元実験を行なった。すなわ
ち、300gの試料を、温度:950℃およびN2:100%の雰囲
気で2時間加熱した。この加熱条件の950℃は、高炉の
保存帯の代表温度であり、N2:100%の雰囲気は高炉の
条件とは違うが、炭材内装2重鉱の還元特性を知る上で
その外側の影響を排除する意味からN2:100%の雰囲気
で実験を行った。またこのことにより、実験の排ガス中
に現われるCO、CO2は内装した炭材中のC分の由来であ
るので、炭材内装2重鉱の還元形態が判別しやすい。実
験中排ガスの組成の分析、実験後の試料の分析を行なっ
た。Here, reduction experiments were carried out using various carbonaceous material-containing double ores using the reduction furnace shown in FIG. That is, a 300 g sample was heated for 2 hours in an atmosphere of temperature: 950 ° C. and N 2 : 100%. The heating condition of 950 ° C is the representative temperature of the preservation zone of the blast furnace, and the atmosphere of N 2 : 100% is different from the condition of the blast furnace. The experiment was conducted in an atmosphere of N 2 : 100% to eliminate the influence. Further, as a result, the CO and CO 2 appearing in the exhaust gas of the experiment are derived from the C content in the carbonaceous material inside, so it is easy to determine the reduction form of the carbonaceous material-containing double ore. During the experiment, the composition of the exhaust gas was analyzed and the sample after the experiment was analyzed.
【0029】また、炭材内装2重鉱は、表1に示す鉄鉱
石と表2に示す石炭とを用い、粒度はいずれも99mass%
が100μm以下の微粉であった。すなわち、核については
表1に示す鉄鉱石と表2に示す石炭とを種々の比率で混
合したものに少量の水とベントナイトを加えて成形し、
その外側の外殻は表1に示す石炭に少量の水とベントナ
イトを加えて成形し、直径15mmの粒状に仕上げた。さら
に、還元実験前には乾燥処理を施した。As the carbon material-containing double ore, the iron ore shown in Table 1 and the coal shown in Table 2 were used, and the particle size was 99 mass% in each case.
Was a fine powder of 100 μm or less. That is, for the core, a mixture of iron ore shown in Table 1 and coal shown in Table 2 at various ratios was added with a small amount of water and bentonite to be molded,
The outer shell was formed by adding a small amount of water and bentonite to the coal shown in Table 1 to form a granule with a diameter of 15 mm. Furthermore, a drying process was performed before the reduction experiment.
【0030】[0030]
【表1】 [Table 1]
【0031】[0031]
【表2】 [Table 2]
【0032】以上の実験の結果を、上記した式(1)〜(3)
について整理して、それぞれ図3〜4に示す。まず、図
3に示すように、0.5≦Y/Xの条件のものは、いずれ
も核の部分に金属鉄が観察された。焼結鉱やペレットを
用いた実際の高炉では炉頂から950℃程度の温度のとこ
ろまででは鉱石は金属鉄を生成できないことと比較する
と、この発明の炭材内装2重鉱による効果の大きいこと
がわかる。通常の高炉操業はレースウェイで発生したCO
ガスが炉上部に向かって上昇し、一方で鉱石は下降す
る。焼結鉱やペレットの場合、これらと炉内ガスとの間
での向流接触で還元が進行するが、この場合、理論的に
化学保存帯を形成、すなわちFeO+CO=Fe+CO2反応の平衡
状態を形成することによって、金属鉄は作られないこと
が証明されている。The results of the above experiment are shown in the above equations (1) to (3).
Are summarized and shown in FIGS. First, as shown in FIG. 3, under the condition of 0.5 ≦ Y / X, metallic iron was observed in the nucleus portion in all cases. In an actual blast furnace using sinter or pellets, the ore cannot produce metallic iron at a temperature of about 950 ° C from the furnace top, and the effect of the carbonaceous material-containing double ore of the present invention is large. I understand. Normal blast furnace operation is the CO generated on the raceway
The gas rises towards the top of the furnace, while the ore descends. In the case of sinter or pellets, reduction proceeds by countercurrent contact between these and the gas in the furnace, but in this case, theoretically a chemical conservation zone is formed, that is, FeO + CO = Fe + CO 2 reaction It has been proved that metallic iron is not made by forming the equilibrium state of.
【0033】次に、図4に示すように、 Y/(X+Z)
≧0.3の条件のものは核および外殻を含めた炭材内装2
重鉱中鉄分のうち金属鉄の割合が5%以上を確保できる
ため、金属鉄の生成による高炉の生産性向上を達成でき
ることがわかる。Next, as shown in FIG. 4, Y / (X + Z)
Under conditions of ≧ 0.3, carbon material interior including core and outer shell 2
Since it is possible to secure a ratio of metallic iron of 5% or more in the iron content in heavy ore, it can be seen that the productivity of the blast furnace can be improved by the production of metallic iron.
【0034】さらに、図5に示すように、0.6≦Z/X
の条件では、排ガスのCO2/(CO+CO2)の値(核で発生した
COガスの外殻での還元への利用率)がほぼ0.4〜0.6であ
り、通常操業での高炉の保存帯でのガス利用率0.3に比
べて高い値となっている。これは保存帯における間接還
元量が通常操業よりも増加していることを意味し、この
結果炉下部における直接還元量の低下が見込めることか
ら、高炉全体として燃料比増加を抑制する効果を期待で
きる。Further, as shown in FIG. 5, 0.6 ≦ Z / X
The value of CO 2 / (CO + CO 2 ) of the exhaust gas (
The utilization rate of CO gas for reduction in the outer shell) is approximately 0.4 to 0.6, which is higher than the gas utilization rate of 0.3 in the conservation zone of the blast furnace during normal operation. This means that the amount of indirect reduction in the preservation zone is higher than that in normal operation, and as a result, the reduction of direct reduction in the lower part of the furnace can be expected, so the effect of suppressing the increase in fuel ratio can be expected for the blast furnace as a whole. .
【0035】なお、上記と同一の還元炉を用いて、300
gの試料を、温度:950℃およびN2:100%の雰囲気で2
時間加熱したのち、さらに温度を1470℃まで400℃/hの
速度で上昇させて試料を溶融してから、冷却後の炉内の
試料を回収し、C分の残留を調査した。その結果、 Y/
X≦1.2の条件であれば、炭材内装2重鉱に含有させた
C分が炉内に残らないことが判明した。In addition, using the same reducing furnace as described above, 300
2 g of the sample in an atmosphere of temperature: 950 ° C. and N 2 : 100%.
After heating for an hour, the temperature was further raised to 1470 ° C. at a rate of 400 ° C./h to melt the sample, and then the sample in the furnace after cooling was recovered, and the residue of C was investigated. As a result, Y /
Under the condition of X ≦ 1.2, it was found that the C component contained in the carbonaceous material-containing double ore did not remain in the furnace.
【0036】また、炭材内装2重鉱において、核および
/または外殻にCaO、CaCO3、Ca(OH) 2、MgO、MgCO3 お
よびMg(OH)2の一種以上、具体的にはこれらの成分の一
種以上を含有した物質、特に粉状物質の一種以上を含有
させることが好ましい。すなわち、炭材内装2重鉱は、
酸化鉄含有物質と炭素含有物質から形成されるが、酸化
鉄含有物質に鉄鉱石、炭素含有物質に石炭やコークスな
どを使用すると、脈石および灰分を含むことになる。そ
の場合に、上記の成分の一種以上を含む粉状物質を含有
させれば、該粉状物質が脈石および灰分の近傍に配置さ
れる結果、炭材内装2重鉱中の脈石および灰分の溶融を
促進させることができる。In the double mine containing carbonaceous material, the core and
Caor and CaCO on the outer shell3, Ca (OH) 2, MgO, MgCO3Oh
And Mg (OH)2One or more, specifically one of these ingredients
Contains one or more species, especially one or more powdered substances
Preferably. In other words, the double mine with carbon material is
Formed from iron oxide-containing substances and carbon-containing substances
Iron-containing substances such as iron ore, carbon-containing substances such as coal and coke
When used, it will contain gangue and ash. So
In the case of, contains a powdery substance containing one or more of the above ingredients
The powdered material is placed near the gangue and ash.
As a result, the melting of gangue and ash in the carbonite-containing double ore
Can be promoted.
【0037】かような粉状物質としては、石灰石、転炉
スラグ、ドロマイトなどを挙げることができる。Examples of such powdery substances include limestone, converter slag, dolomite and the like.
【0038】さらに、炭材内装2重鉱において、核およ
び/または外殻に粉状の金属鉄を含有させることが好ま
しい。すなわち、金属鉄は酸化鉄と違い還元をさせる必
要がなく、浸炭のみで低温で溶解するため、金属鉄を含
有させることによって、炭材内装2重鉱の溶解を容易に
行なわせることが可能になる。Further, in the carbonaceous material-containing double ore, it is preferable that the core and / or the outer shell contain powdery metallic iron. That is, unlike iron oxide, metallic iron does not need to be reduced and can be melted only at a low temperature by carburizing.Therefore, by incorporating metallic iron, it is possible to easily dissolve a carbonite-containing double ore. Become.
【0039】[0039]
【実施例】表1に示した鉄鉱石と表2に示した石炭を用
い、炭材内装2重鉱を製造した。なお、鉄鉱石および石
炭の粒度はいずれも、その99mass%が100μm以下の微粉
である。まず、鉄鉱石粉1000gに対して、石炭粉180g
と、さらにバインダーとしてべントナイト15gとを予め
V型混合機にて混合し、これを混合粉Aとする。また、
鉄鉱石粉1000gに対して、バインダーとしてベントナイ
ト15gをやはりV型混合機にて混合した混合粉Bを用意
する。次いで、混合粉Aを直径100cmのパンペレタイザ
ーに水とともに入れ、炭材内装2重鉱の核となる部分を
製造した。パンペレタイザーの回転速度は25回転/分で
あり、混合粉Aはおよそ300g/分程度、水はおよそ10g
/分程度にて、それぞれ装入した。次に、パンペレタイ
ザーに核の部分を残したまま、混合粉Bをおよそ300g/
分程度、水はおよそ10g/分程度にて、それぞれ装入
し、外殻部分を形成し、平均粒径が19mmの炭材内装2重
鉱を製造した。ここで、混合粉Bすなわち外殻の量は混
合粉Aに対して1:1 (重量比)である。Example Using the iron ore shown in Table 1 and the coal shown in Table 2, a carbon material-containing double ore was produced. The particle size of both iron ore and coal is a fine powder with 99 mass% of 100 μm or less. First, 180 g of coal powder against 1000 g of iron ore powder
And 15 g of bentonite as a binder are mixed in advance with a V-type mixer to obtain mixed powder A. Also,
A mixed powder B is prepared by mixing 15 g of bentonite as a binder with 1000 g of iron ore powder by a V-type mixer. Then, the mixed powder A was put into a pan pelletizer having a diameter of 100 cm together with water to produce a core portion of the carbon material-containing double ore. The rotation speed of the pan pelletizer is 25 rpm, the mixed powder A is about 300 g / min, and the water is about 10 g.
Each was charged at about / minute. Next, while leaving the core part in the pan pelletizer, the mixed powder B was added in an amount of about 300 g /
Min. And water at about 10 g / min., Respectively, to form an outer shell and produce a carbonaceous material-containing double ore having an average particle size of 19 mm. Here, the amount of the mixed powder B, that is, the outer shell is 1: 1 (weight ratio) with respect to the mixed powder A.
【0040】かくして得られた炭材内装2重鉱から無作
為に10個を採取し、各々について、削り取りを行いなが
ら、その外殻および核の量と核の炭材の量を調べた。そ
の分析の結果、得られた炭材内装2重鉱における、Y/
Xは0.69〜0.88、Y/(X+Z)は0.35〜0.44 およびZ/
Xは0.9〜1.2、の範囲であった。Ten pieces were randomly sampled from the carbonaceous material-containing double ore thus obtained, and the amount of the outer shell and the core and the amount of the carbonaceous material of the core were examined while shaving each. As a result of the analysis, in the obtained carbonaceous material-containing double ore, Y /
X is 0.69 to 0.88, Y / (X + Z) is 0.35 to 0.44 and Z /
X was in the range of 0.9 to 1.2.
【0041】[0041]
【発明の効果】この発明の炭材内装2重鉱を高炉の装入
原料として用いれば、高炉での燃料比の増大を防止しつ
つ、生産性を向上することが可能である。When the carbonaceous material-containing double ore according to the present invention is used as a raw material for charging a blast furnace, it is possible to improve productivity while preventing an increase in fuel ratio in the blast furnace.
【図1】 この発明の高炉用処理鉱の構造を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a blast furnace treated ore according to the present invention.
【図2】 実験に使用した還元炉を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a reduction furnace used in an experiment.
【図3】 高炉用処理鉱における酸化鉄量および炭材量
と核での金属化率との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an iron oxide amount and a carbonaceous material amount in a blast furnace treated ore and a metallization rate in a nucleus.
【図4】 高炉用処理鉱における酸化鉄量および炭材量
と全体の金属化率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the iron oxide amount and the carbonaceous material amount in the blast furnace treated ore and the overall metallization rate.
【図5】 高炉用処理鉱における酸化鉄量および炭材量
と排ガス利用率との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of iron oxide and the amount of carbonaceous material and the exhaust gas utilization rate in the treated ore for blast furnace.
Claims (4)
む混合物からなる核を、酸化鉄含有物質を含む外殻にて
覆って成る高炉用処理鉱。1. A blast furnace treated ore comprising a core made of a mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbon-containing substance covered with an outer shell containing the iron oxide-containing substance.
合酸素モル数(X)と、核における炭素含有物質中の総炭
素モル数(Y)と、外殻における酸化鉄含有物質中の酸化
鉄結合酸素モル数(Z)とが、下記式(1)〜(3)を満足する
ことを特徴とする請求項1に記載の高炉用処理鉱。 記 0.5≦Y/X≦1.2 ----(1) Y/(X+Z)≧0.3 ----(2) 0.6≦Z/X ----(3)2. The number of moles of oxygen bound to iron oxide in the iron oxide-containing substance in the nucleus (X), the total number of moles of carbon in the carbon-containing substance in the nucleus (Y), and the oxidation of the iron oxide-containing substance in the outer shell. The iron-bonded oxygen mole number (Z) satisfies the following formulas (1) to (3), and the blast furnace treated ore according to claim 1. Note 0.5 ≦ Y / X ≦ 1.2 ---- (1) Y / (X + Z) ≧ 0.3 ---- (2) 0.6 ≦ Z / X ---- (3)
は、CaO、 CaCO3、 Ca(OH)2、 MgO、 MgCO3および Mg
(OH)2から選ばれる一種以上を含むことを特徴とする請
求項1または2に記載の高炉用処理鉱。3. At least one of a nucleus and an outer shell is CaO, CaCO 3 , Ca (OH) 2 , MgO, MgCO 3 and Mg.
The treated ore for blast furnace according to claim 1 or 2, containing at least one selected from (OH) 2 .
は、粉状金属鉄を含むことを特徴とする請求項1ないし
3のいずれか1項に記載の高炉用処理鉱。4. The treated blast furnace ore according to claim 1, wherein at least one of the core and the outer shell contains powdered metallic iron.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001315164A JP2003119522A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Treated ore for blast furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001315164A JP2003119522A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Treated ore for blast furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003119522A true JP2003119522A (en) | 2003-04-23 |
Family
ID=19133373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001315164A Pending JP2003119522A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Treated ore for blast furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003119522A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117043364A (en) * | 2021-03-31 | 2023-11-10 | 杰富意钢铁株式会社 | Raw material particle for producing agglomerate, method for producing raw material particle for producing agglomerate, method for producing agglomerate, and method for producing reduced iron |
-
2001
- 2001-10-12 JP JP2001315164A patent/JP2003119522A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117043364A (en) * | 2021-03-31 | 2023-11-10 | 杰富意钢铁株式会社 | Raw material particle for producing agglomerate, method for producing raw material particle for producing agglomerate, method for producing agglomerate, and method for producing reduced iron |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2447164C2 (en) | Method of producing pellets from recovered iron and method of producing cast iron | |
JP4167101B2 (en) | Production of granular metallic iron | |
RU2435868C1 (en) | Procedure for production of pelleted reduced iron and procedure for production of cast iron | |
US20120103136A1 (en) | Apparatus and method for producing reduced iron from alkali-containing ironmaking dust serving as material | |
JP2007231326A (en) | Blast furnace operation method | |
JP4603626B2 (en) | Method for producing reduced iron | |
JP5334240B2 (en) | Method for producing reduced iron agglomerates for steelmaking | |
US4248624A (en) | Use of prereduced ore in a blast furnace | |
EP1469086A1 (en) | Process for producing molten iron | |
US3150958A (en) | Process for the reduction of metals from oxide | |
US3276859A (en) | Process for the reduction of metals from oxide | |
US20120240725A1 (en) | Carbon composite agglomerate for producing reduced iron and method for producing reduced iron using the same | |
JP3731361B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
US3938987A (en) | Process for preparing a smelter furnace charge composition | |
JP2015218351A (en) | Production method of granular metallic iron | |
JP3879408B2 (en) | Method for producing sintered ore and sintered ore | |
JP2003119522A (en) | Treated ore for blast furnace | |
JP7067532B2 (en) | A method for dephosphorizing a manganese oxide-containing substance, a method for producing a low-phosphorus-containing manganese oxide-containing substance, and a method for producing steel using the manganese oxide-containing substance. | |
CN102206725A (en) | Process for producing and reducing iron powder through two-step method | |
JP5971482B2 (en) | Agglomerate production method | |
US5516358A (en) | Method for the production of iron carbide | |
JP4918754B2 (en) | Semi-reduced sintered ore and method for producing the same | |
JP4529838B2 (en) | Sinter ore and blast furnace operation method | |
JP3864506B2 (en) | Semi-reduced iron agglomerate, method for producing the same, and method for producing pig iron | |
EP4317464A1 (en) | Raw material particles for production of agglomerate, method for producing raw material particles for production of agglomerate, agglomerate, method for producing agglomerate, and method for producing reduced iron |