鐵水製造方法

2023-05-04 05:44:56 4

專利名稱：：鐵水製造方法
技術領域：
：本發明涉及一種將固體還原鐵熔解而製造鐵水的方法。更詳細地說，涉及將用旋轉爐床式還原爐等對含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵，在鐵浴式熔融爐內進行熔解而製造鐵水的方法。
背景技術：
：作為代替現有高爐法及溶融還原法的新的制鐵法，本申請人提出如下鐵水的製造方法。即，在將旋轉爐床式還原爐和鐵浴式熔融爐組合的鐵水製造工序中，將包含氧化鐵源和碳質還原劑的碳材內含成塊化物在旋轉爐床式還原爐內進行加熱還原製成固體還原鐵後，將該固體還原鐵送入鐵浴式熔融爐，通過利用氧使作為燃料供給的碳材在鐵浴式熔融爐內燃燒，將所述固體還原鐵熔解而得到鐵溶液(參照專利文獻1，2)。但是，本發明人等通過其後的研究發現，在所述鐵浴式熔融爐內，來自氧化鐵源中的脈石成分和碳質還原劑及碳材的灰成分的溶融爐渣(下面也稱作"熔渣")大量地生成，因此，使該大量的熔渣在爐內一旦異常起泡時，就難以再使其沉靜，起因於該熔渣起泡，不僅熔渣及生鐵塊向爐外噴出而產生成品率損失及作業的中斷，或進入排氣系統的熔渣及生鐵塊堵塞該排氣系統，而且在熔渣排出時，因起泡而輕量化的熔渣的熱容量較小，因此該熔渣被冷卻而固化，產生出渣口堵塞的問題。另一方面，作為在頂吹轉爐型反應爐內通過使用氧氣燃燒碳材時產生的熱將廢鐵熔解的方法，公開了以下方法，即，對廢鐵進行熔解精煉後，在使爐傾斜而使熔渣全部或至少50%以上殘留的狀態下，對生成的鐵水進行全部出鐵，然後作為加料將鐵水裝入爐內的方法(參照專利文獻3)。但是，該方法需要使爐連通加料一起傾斜，所以除傾斜時的鐵水及碳材流出之外，還有造成較大的散熱損失，並且鐵水的生產性降低的問題。另外，作為使用簡型爐利用廢鐵和/或鐵礦石連續地製造鐵水的方法，公開了以下方法，即，通過在熔解中對低鹼度的低流動性熔渣進行造渣，出鐵時只有鐵水從排出口排出，低流動性熔渣殘留在爐內，反覆進行該出鐵操作，當爐內蓄積熔渣量達到限度值時，則提高熔渣的鹼度和/或溫度，提高熔渣的流動性而進行排渣的方法(參照專利文獻4)。該鐵水製造方法不必進行爐體的傾斜，並且不必另外設置排渣口就可以進行鐵渣分離，可以實現連續作業的穩定化、鐵產量的提高。但是，由於使大量熔渣長時間殘留在爐內，氧氣流在厚度較大的熔渣層中通過時，熔渣被氧化而生成過氧化熔渣，容易引起異常起泡及突沸，不可避免吹煉的中斷，不能繼續進行穩定的熔解操作的可能性較高。尤其是由於還原鐵外表密度較小，容易滯留在厚度大的熔渣層中，在熔解時產生的一氧化碳氣體的氣泡(以下也稱作"CO氣體氣泡"。)的作用下，助長突沸。另外，對於在熔解時和出渣時，熔渣的鹼度及溫度發生變化的情況，控制非常複雜。此外，大量的熔渣存在時，碳材不易到達液面，阻礙碳材向鐵水中的浸碳，所以，鐵水製造變得困難。另外，作為改善鐵水及熔渣的排出的方法，公開了在高爐及高爐類的熔融爐的爐3底巻繞感應線圈並使其發熱，以使爐底及出鐵口以及熔渣排出口的溫度上升的方法(參照專利文獻5)。但是，該方法中，為了提高熔渣的溫度，需要另外設置高價的感應加熱裝置，因此，不僅設備成本提高，而且還有維修保養的勞力和時間增加的問題。專利文獻1:(日本)特開2004-176170號公報專利文獻2:(日本)特開2006-257545號公報專利文獻3:(日本)特開平8-209218號公報專利文獻4:(日本)特開平5-239521號公報專利文獻5:(日本)特開2001-241859號公報
發明內容本發明是鑑於上述問題而開發的，目的在於提供一種製造鐵水的方法，將對含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵，在鐵浴式熔融爐內進行熔解而製造鐵水，熔渣在爐內不會發生異常的起泡，並且不必使爐傾斜就可以排出在所述熔解操作中生成的熔渣。本發明提供一種鐵水製造方法，從鐵浴式熔融爐的爐底具備的底吹入口向爐內的鐵水層中吹入惰性氣體而對該鐵水層進行攪拌，同時，將對含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵、碳材及造渣材裝入所述熔融爐，從所述熔融爐具備的頂吹氧槍吹入含氧氣體，由此，依靠使所述碳材和/或鐵水中的碳燃燒產生的燃燒熱，將所述固體還原鐵熔解而製造鐵水，其中，裝入所述碳材，使得在用將所述鐵水層上的所述固體還原鐵熔解於鐵水中時生成的熔渣形成的熔渣層上，在上層部形成懸浮有該碳材的碳材懸浮熔渣層，進而在該碳材懸浮熔渣層上形成僅由該碳材構成的碳材被覆層，將儲存在所述熔融爐內的所述鐵水及所述熔渣，從所述熔融爐的爐側的下部具備的出渣口排出。本發明的目的、特徵、局面及優點通過以下的詳細的說明及附圖可以更加明白。圖1是表示實施方式的鐵浴式熔融爐的概略構成的縱斷面圖；圖2是示意性地表示鐵浴式熔融爐內的熔渣層附近的碳材的分布狀況的縱斷面圖；圖3是表示熔渣的鹼度和熔渣排出係數的關係的方塊圖；圖4是表示出鐵溶液溫度和熔渣排出係數的關係的方塊圖。具體實施例方式下面，基於附圖詳細地說明本發明實施方式的鐵水製造方法中使用的鐵浴式熔融爐，並且分成如下工序詳細地說明本發明實施方式的鐵水製造方法。所述工序包括通過將固體還原鐵、碳材及造渣材裝入所述熔融爐進行吹煉，將固體還原鐵熔解而形成鐵水層、熔渣層及碳材被覆層的工序(以下，有時稱作"熔解工序"。)；將熔解工序中生成的鐵水及熔渣從所述熔融爐排出的工序(有時稱作"出鐵、出渣工序"。)；進行所述熔融爐的修補時的工序(以下有時稱作"修補工序"。)。[鐵浴式熔融爐的構成]圖1表示本發明的一實施方式的鐵浴式熔融爐的概略構成。本實施方式的鐵浴式熔融爐1是豎式反應爐，在鐵浴式熔融爐1的上部的爐口2連接有排氣管道3。鐵浴式熔融爐1具備裝入原料時從路口2插入爐內的原料裝入滑槽4、和進行吹煉時從爐口2插入爐內的頂吹氧槍5。另外，在爐底6設有多個底吹入口7，在爐側8的下部設有出鐵、出渣口9。原料裝入滑槽4用於作為原料的固體還原鐵B、碳材C和/或造渣材D的裝入。出鐵口9用於鐵水的排出(即出鐵)及熔渣的排出(即出渣)。鐵浴式熔融爐(以下有時僅稱作"爐")1的爐口2和排氣管道3的連接，優選用可升降地設於該排氣管道3的下端部的裙板IO，不與所述爐口2密接而覆蓋在該爐口2的上方來進行。由此，爐內壓變動時，可以通過使裙板10升降來調節其與爐口2的間隙，將爐內氣體的一部分從該間隙排出到大氣中，或者通過吸引大氣來抑制爐內壓的變動，所以，能夠更加可靠地防止以爐內壓變動為原因的熔渣起泡的發生。另外，如後述，將排氣作為燃料氣體進行有效利用的情況下，吸引大氣時可能引起排氣的熱量降低，但通過控制為，通過吸引大氣，爐內壓馬上被穩定化，可以使空氣向排氣中的巻入量自動地減少，由此，排氣的熱量降低基本上不成問題，能夠穩定地回收高熱量的排氣。另外，通過採用使用了上述可升降的裙板10的連接方式，即使有時萬一熔渣發生異常起泡而從爐口2溢出那樣的情況，也只是從裙板10和爐口2的間隙漏到爐外，所以，也可以得到能夠避免例如排氣系統的堵塞或損傷等更嚴重的設備損傷的效果。另外，在排氣管道中設置例如未圖示的廢熱鍋爐，回收高溫排氣的顯熱，顯熱被回收後的排氣由於高濃度地含有一氧化碳氣體(以下有時稱作"CO氣體"。)，所以優選在對其進行除塵後作為燃料氣體有效利用。[熔解工序]向由作為種湯(種湯)積蓄在熔融爐1內的鐵水構成的鐵水層11中，從多個吹入口7吹入例如氮氣等惰性氣體A，對鐵水層11進行攪拌，同時，將在未圖示的旋轉爐床式還原爐內對含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵B，與例如石灰等碳材C、及例如生石灰、輕燒白雲石等造渣材D—起，經由例如利用重力落入的方式的原料裝入滑槽4，自鐵浴式熔融爐1的上方裝入爐內。然後，通過從頂吹氧槍5頂吹例如氧氣等含氧氣體E，使碳材C燃燒。固體還原特B利用該燃燒熱熔解來製造鐵水ll。此時也生成熔渣。另外，在固體還原鐵B中殘存有未還原氧化鐵(Fe0等)，該未還原氧化鐵以後述鐵水層11中的固溶碳及碳材C中的碳成分為還原劑，通過Fe0+C—Fe+C0等反應，被還原成金屬鐵(Fe)，並且排出氣體。作為固體還原鐵B可以使用在旋轉爐床式還原爐等移動式加熱還原爐中，對將例如由鐵礦石、制鐵所廢品等氧化鐵源和例如煤等碳質還原劑構成的粉狀混合物進行成塊化而成的含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵。固體還原鐵B，也可以根據上述未圖示的旋轉爐床式還原爐和鐵浴式熔融爐1的設置場所的遠近等，使在上述旋轉爐床式還原爐中製造的高溫的還原鐵基本上不冷卻，熱著直接裝入鐵浴式熔融爐1，也可以在上述未圖示的旋轉爐床式還原爐中製造後，將冷卻到常溫的固體還原鐵裝入鐵浴式熔融爐1。另外，從將少鐵浴式熔融爐1的碳材消耗量的觀點考慮，理想的是使用金屬化率為60%以上、優選80%以上、更優選被提高到與廢鐵的熔解熱量接近的90%以上的固體還原鐵B。另外，根據本發明，即使是使用金屬化率低的固體還原鐵B，且熔解時的CO氣體的產生量較多的情況，也可以抑制熔渣起泡並進行吹煉，因此，本發明中使用金屬化率低的固體還原鐵B也沒有問題。另外，作為固體還原鐵B以外的鐵源，可以將廢鐵、銑鐵、制氧化皮、氣體還原的還原鐵等一種或兩種以上裝入鐵浴式熔融爐1。該固體還原鐵B以外的鐵源也可以和固體還原鐵B同時裝入，也可以在固體還原鐵B裝入前或裝入後另外裝入。從穩定地製造鐵水的觀點考慮，也可以使用例如廢鐵滑槽等，將固體還原鐵B及其它的鐵源和碳材C及造渣材D一起或分別進行前裝入，或者在吹煉中途追加裝入。本發明實施方式的鐵水製造方法中，調節碳材C的裝入時期及裝入量，如圖2的示意圖所示，使碳材C的一部分懸浮在形成於鐵水層11上的熔融爐渣層12的上層部，形成碳材懸浮熔渣層13，進而在該碳材懸浮層13的上方形成僅由碳材C構成的碳材被覆層14。通過在熔渣層12的上層部形成碳材懸浮熔渣層13，碳材懸浮熔渣層13中的熔渣的氧化鐵濃度降低，且稱為起泡的原因的CO氣體氣泡的生成速度降低，並且，該CO氣體氣泡利用熔渣中存在的碳材容易從熔渣層12跑出，不易引起起泡。此外，通過在碳材懸浮熔渣層13的上方形成碳材被覆層14，熔渣層12被碳材被覆層14保溫，所以，可防止出渣時，熔渣在出渣口9內被冷卻固化的情況。因此，不必使爐傾斜、且不使碳材流出就可以進行順暢、迅速的出渣作業，可以實現穩定性且生產性優異的鐵水製造方法。為了使上述的作用效果更奏效，在開始排出鐵水(出鐵)時，優選將碳材懸浮熔渣層13中的碳材和碳材被覆層14的碳材的合計量(即，爐內殘留碳材量)設定為熔融爐渣層12中的每1000Kg熔渣為1001000Kg。這是因為，如果其為100Kg以上，碳材懸浮熔渣層13中的碳材量增多，並且碳材被覆層14變厚，因此上述起泡防止效果及出渣作業的順暢、迅速的效果增大，而如果其為1000Kg以下，碳材被覆層14的碳材造成的熔渣的巻入及加熱造成的碳材(碳材被覆層14)的一體化被抑制，熔渣層12被充分地攪拌，所以，固體還原鐵B向鐵水層11中的熔解速度不會降低。上述碳材的合計量優選熔融爐渣層12中的每1000Kg為150500Kg，特別優選200300Kg。在此，爐內殘留碳材量，例如可以通過從裝入爐內的碳材量中減去固體還原鐵中的未還原氧化鐵的還原中所使用的碳材量、和向所生成的鐵水中浸碳所使用的碳材量、利用頂吹氧化氣體而燃燒了的碳材量、稱為熔渣飛散到排氣中的碳材量的合計量來計算。另外，熔融爐渣層12中的熔渣量，例如可以通過根據裝入爐內的固體還原鐵中的脈石量、碳材中的灰分量和造渣材量算出生成熔渣量，再從該生成熔渣量中減去出渣的熔渣量來計算。另外，就裝入鐵浴式熔融爐1的碳材C的粒度而言，其過小時，容易分散到排氣氣體中，而過大時，熔渣層12的氧化鐵濃度不能充分降低，並且向鐵水層11中的浸碳速度降低，因此，優選平均粒徑在220mm的範圍，更優選315mm的範圍。作為碳材C，除煤以外，可以裝入例如焦炭、石油焦炭、木炭、木屑、廢塑料、舊輪胎等，以及旋轉爐床式還原爐中使用的墊爐床碳材(包含炭化後的碳材)。這些碳材可以單獨使用，也可以兩種以上並用。從形成上述碳材懸浮熔渣層及碳材被覆層的觀點考慮，並且從調節鐵水及熔渣的6成分及溫度的觀點考慮，優選在固體還原鐵B的熔解中裝入各種原料。另外，為了確保熔渣層12中的流動性並且促進自鐵水的脫硫，熔渣層12的鹼度Ca0/Si0j質量比)優選在0.82.0的範圍內進行調節，更優選在1.01.6的範圍內進行調節(參照後述實施例、圖3)。另外，就二次燃燒率而言，可以通過調節頂吹氧氣D的流量和/或頂吹氧槍5的高度，控制在推薦值(40%以下，更優選1035%，進一步優選530%)，由此，不會使鐵浴式熔融爐1的耐火物的熱負荷過大，可以減少碳材消耗量。所謂二次燃燒率是根據從熔融爐排出的各氣體成分的量，用下述式算出的值。二次燃燒率=100X(C02+H20)/(CO+C02+H2+H20)為了對鐵水層11進行成分攪拌且確保固體還原鐵B的熔解速度，底吹用的氮氣(惰性氣體A)的流量優選在0.020.20Nm3/(mint-鐵水層)的範圍內進行調節。另外，通過從上方吹入氧氣(含氧氣體E)，熔渣層12受攪拌作用，且和底吹氮氣(惰性氣體A)產生的鐵水層11的攪拌作用互起作用，在鐵水層11和熔渣層12的界面，促進固體還原鐵B向鐵水層11中的熔解及碳材C向鐵水層11中的浸碳。在此，在沒有碳材懸浮熔渣層13的、利用現有鐵浴式熔融爐製造鐵水的方法中，通過氧氣吹煉使鐵水脫碳比向鐵水的浸碳優先，因此，高碳鐵水的製造比較困難，而在本發明中，利用碳材懸浮熔渣層13的存在來促進浸碳，因此，可以實現高碳鐵水的製造。鐵水中歐的碳含量優選3質量％以上，更優選3.54.5質量％。隨之，理想的是，優選熔渣層12中的鐵含量降低到10質量％程度以下，更優選5質量％程度以下，進一步優選3質量％程度以下。通過使熔渣層12中的鐵含量下降，能夠促進從鐵水層11的脫硫，並且，能夠抑制熔融FeO導致的爐內的耐火物的熔損。[出鐵、出渣工序]通過如上述進行操作並使熔解操作持續一定時間，在鐵浴式熔融爐1內儲存規定量(例如1出爐量)的鐵、渣。然後進行出鐵、出渣。出鐵、出渣和高爐內的出鐵、出渣作業相同，不需將爐傾斜而使其直立，直接用鑽頭開通出渣口9，首先將鐵水排出，直至其浴面降到出渣口9的水平。繼續進行熔渣的排出。通過先排出熱容量大的鐵水，出渣口變熱，所以，其後繼續排出熔渣，也可以防止出渣口9因熔渣的固化而被堵塞的情況。另外，為了更可靠地防止熔渣的固化，出鐵(也稱為"出液溫度"。)優選145(TC以上，進一步優選150(TC以上(參照後述實施例、圖4)。此外，利用碳材懸浮熔渣層13的存在來防止熔渣在爐內群起泡，以維持其較高的密度。所以，出渣中，熔渣的熱容量被較高地維持，並且，利用碳材懸浮熔渣層14的存在，熔渣在爐內被保溫，所以，出渣中也可以繼續進行氧氣的頂吹，而即使例如不中斷而使頂吹氧氣減少，也可防止熔渣被冷卻而固化。而且，熔渣的排出是發現碳材從出渣口9混入熔渣中開始排出的情況即，碳材懸浮熔渣層13開始排出的情況時，則視為熔渣的排出結束，只要用堵鐵水口的泥炮堵住出渣口9即可。由此，碳材懸浮熔渣層13和碳材被覆層14殘存在爐內，所以，即使接著進行熔解操作，也可防止起泡且確實地維持保溫的效果。這樣操作，通過反覆本發明實施方式的鐵水製造方法，可防止起泡，同時可以反覆進行順暢且迅速的出渣作業。另外，不需將爐傾斜而使其直立就可以直接進行出渣作業，所以，在出鐵、出渣作業中，也可以繼續進行吹煉(熔解操作)。因此，本發明實施方式的鐵水製造方法可以提高鐵水的生產性。[修補工序]本發明實施方式的鐵水製作方法中，由於使用了底吹入口7，會發生該吹入口7的熔損及堵塞、該吹入口7周圍的爐底耐火物的損耗等，所以必需進行定期的點檢修補作業。因此，優選和現有轉爐同樣，在鐵浴式熔融爐1的爐上部設有未圖示的出鐵口，例如數日間將該鐵浴式熔融爐1傾斜一次，將殘餘鐵水從所述出鐵口排出，將殘渣從爐口2排出，將爐清空之後進行點檢、修補作業。點檢、修補作業結束後的再開始，例如只要是將在本作業前從爐中排出的剩鐵在其它取鍋等中進行保溫，將其作為原質溶液再次恍如爐內使用即可。另外，排出剩鐵渣時，熔渣及金屬附著在爐內壁耐火物表面，而碳材懸浮熔渣層13及碳材被覆層14中的碳材包覆在其附著層表面，所以，在點檢、修補中，為了對爐進行保溫，即使用燃燒器對其進行加熱，也可以防止熔渣及金屬的氧化，防止再開始的原質溶液裝入時的突沸、及接下來的吹煉時的熔渣起泡。(變形例)上述實施方式中，鐵浴式熔融爐1的修補時的剩鐵渣的排出，例示了通過爐傾斜從爐口2等進行排出的例子，但也可以為，在爐側8最下部設置未圖示的末端出口，不使該鐵浴式熔融爐完全傾斜，或者用弧光電爐等進行排出。，僅傾斜20°以內的角度，從該末端出渣口進行排出。由此，除可以節約爐傾斜需要的爐的設置空間以外，還可以縮短用於爐傾斜的時間。另外，這種情況下的點檢、修補作業不需將鐵浴式熔融爐傾斜，或者僅使其傾斜20°以內的角度，只要在將剩餘鐵、渣從末端採礦排出後進行即可。上述實施方式中，只表示了出渣口9隻設置一處的例子，但因為伴隨著爐耐火物的熔損，爐內底面的水平降低，所以，優選在爐的高度方向上設置多處，也可在例如180°方向、90°方向、120°方向設置。上述實施方式中，例示了在旋轉爐床式還原爐中製造的固體還原鐵B，但也可以使用在直線爐或迴轉爐中製造的固體還原鐵。上述實施方式中，碳材C及造渣材D向爐中的裝入例示了依靠重力落入的方式，但也可以例如將它們進行微粉碎後直接吹入熔渣層中。但是，從抑制設備成本及操作成本的觀點考慮，優選依靠重力落入的方式。上述實施方式中，例示了僅設置一根頂吹氧槍5的例子，但也可以根據爐的規模及形狀等設置多根。上述實施方式中，作為含氧氣體E例示了氧氣，但也可以使用富氧空氣。上述實施方式中，作為底吹用的惰性氣體A例示了氮氣(N》，但也可以使用氬氣(Ar)—氧化碳氣體(C0)、二氧化碳氣體(CO》、或者它們中任意兩種以上的混合氣體。實施例為了確證本發明的效果，實施了使用耐火物內徑為2m、爐內物有效高度為2.6m的豎式反應爐對固體還原鐵進行熔解的試驗。作為固體還原鐵，使用將以制鐵所廢品作為氧化鐵原料的碳材內含氧化鐵顆粒，在旋轉爐床式還原爐內進行加熱還原，其後冷卻至常溫的、表1所示的成分組成的固體還原鐵。使用表2所示的成分組成的焦炭粉及無煙煤作為碳材。使用生石灰及白雲石作為造渣材。另外，使用氮氣作為底吹用的惰性氣體，使用氧氣作為頂吹用的含氧氣體。[表1]tableseeoriginaldocumentpage9[表2]tableseeoriginaldocumentpage9[實施例l]開始時，向豎式反應爐裝入原質溶液，並裝入規定量的碳材裝入之後，開始原料(表l所示的還原鐵(1)和(2)、碳材、造渣材)的裝入和吹煉。然後，使爐內形成碳材懸浮熔渣層及碳材被覆層並進行熔解及出鐵、出渣控制。本實施例中的出液溫度為1568°C，熔渣鹼度(Ca0/Si02)為1.28，熔渣排出係數為1.66。[實施例2]接著，除變更碳材的裝入量以外，和實施例1同樣地，開始各原料的裝入和吹煉，使爐內形成碳材懸浮熔渣層及碳材被覆層並進行熔解及出鐵、出渣控制。本實施例中的出液溫度為1489。C，熔渣鹼度(Ca0/Si02)為0.91，熔渣排出係數為1.65。[實施例3]接著，除將還原鐵變更為表1的還原鐵(1)、(2)及(3)以外，和實施例1同樣地開始各原料的裝入和吹煉，使爐內形成碳材懸浮熔渣層及碳材被覆層並進行熔解及出鐵、出渣控制。本實施例中的出液溫度為155rC，熔渣鹼度(Ca0/Si02)為0.89，熔渣排出係數為1.38。[實施例4]接著，除將還原鐵變更為表1的還原鐵(4)以外，和實施例1同樣地開始各原料的裝入和吹煉，使爐內形成碳材懸浮熔渣層及碳材被覆層並進行熔解及出鐵、出渣控制。本實施例中的出液溫度為1529"，熔渣鹼度(Ca0/Si02)為0.94，熔渣排出係數為1.81。[比較例1]接著，再開始操作，將原質溶液裝入豎式反應爐，開始原料(表1所示的還原鐵(3)、碳材、造渣材)的裝入和吹煉。作為碳材的裝入量，按照還原鐵的熔解所需要的量裝入爐內。然後，僅對熔渣鹼度和出液溫度進行調節，同時進行熔解及出鐵、出渣控制。本比較例中的出液溫度為1503t:，熔渣鹼度(CaO/Si02)為0.97，熔渣排出係數為0.85。[比較例2]接著，除將還原鐵變更為表1所示的還原鐵(3)和(4)以外，和比較例1同樣地開始各原料的裝入和吹煉，僅對熔渣鹼度和出液溫度進行調節，同時進行熔解及出鐵、出渣控制。本比較例中的出液溫度為1518t:，熔渣鹼度(CaO/Si02)為1.26，熔渣排出係數為1.00。[比較例3]接著，除將還原鐵變更為表1所示的還原鐵(4)以外，和比較例1同樣地開始各原料的裝入和吹煉，僅對熔渣鹼度和出液溫度進行調節，同時進行熔解及出鐵、出渣控制。本比較例中的出液溫度為1543"，熔渣鹼度(CaO/Si02)為1.06，熔渣排出係數為1.05。另外，實施例、比較例都是在熔解時將二次燃燒率控制在2030%。實施例14中，在8小時的連續操作中，完全沒有發生熔渣起泡引起的麻煩，能夠穩定地連續作業。與此相反，比較例13中，由於碳材裝入量少，一直到出鐵、出渣，爐內也沒有形成碳材懸浮熔渣層及碳材被覆層。另外，在比較例13中，在吹煉開始後1015分鐘內就發生了起因於熔渣起泡的排氣系統的堵塞等麻煩，不可迴避操作的停止。另夕卜，如圖3及圖4所示，可以看出，在比較例13中，即使調節熔渣排出係數(即熔渣排出量相對於熔渣生成量的質量比)也停留在最高1.1左右較低的值，與此相反，在實施例14中，通過適當調節熔渣鹼度及出液溫度，熔渣排出係數可得到1.71.8這樣高的值。如以上詳述，本發明提供一種鐵水製造方法，從鐵浴式熔融爐的爐底具備的底吹入口向爐內的鐵水層中吹入惰性氣體而對該鐵水層進行攪拌，同時，將對含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵、碳材及造渣材裝入所述熔融爐，從所述熔融爐具備的頂吹氧槍吹入含氧氣體，由此，依靠使所述碳材和/或鐵水中的碳燃燒產生的燃燒熱，將所述固體還原鐵熔解而製造鐵水，其中，裝入所述碳材，使得在用將所述鐵水層上的所述固體還原鐵熔解於鐵水中時生成的熔渣形成的熔渣層上，在上層部形成懸浮有該碳材的碳材懸浮熔渣層，進而在該碳材懸浮熔渣層上形成僅由該碳材構成的碳材被覆層，將儲存在所述熔融爐內的所述鐵水及所述熔渣，從所述熔融爐的爐側的下部具備的出渣口排出。本發明中，使用在爐側的下部具備出口的鐵浴式熔融爐(豎式反應爐)，利用底吹氣體進行攪拌，同時，裝入碳材，以使在爐內的鐵水層上的由熔渣形成的熔渣層的上層部，形成懸浮有碳材的碳材懸浮熔渣層，進而在碳材懸浮熔渣層的上方形成僅由碳材構成的碳材被覆層，由此，懸浮於該碳材懸浮熔渣層中的碳材使一氧化碳氣體在熔渣層中的通氣性提高(即，所述一氧化碳氣體氣泡容易從熔渣層跑掉)，所以，不易引起起泡。另外，形成於碳材懸浮熔渣層上的碳材被覆層對熔渣進行保溫，防止出渣時在出口內的熔渣的冷卻機凝固，因此，不需將爐傾斜，即在爐直立的固有狀態下就可以進行順暢、迅速的出渣作業。而且促進碳材懸浮熔渣層向鐵水中的浸碳，從而可以實現高碳鐵水的製造。其結果是，能夠實現低成本且生產性優異的、在含氧氣體吹煉下製造含高碳鐵水的方法。該鐵水製造方法中，優選所述固體還原鐵、碳材及造渣材中，最初裝入規定量的碳材。通過在講固體還原鐵裝入鐵浴式熔融爐之前，首先裝入規定量的碳材，從熔解的初始階段開始就容易形成碳材懸浮熔渣層。由此，能夠更可靠地防止熔渣起泡。該鐵水製造方法中，優選所述碳材的裝入量，相對於開始排出鐵水時的所述熔渣層中的每1000Kg熔渣，所述碳材懸浮熔渣層中的碳材和所述碳材被覆層的碳材的合計為1001000Kg。通過將碳材的裝入量設定在該範圍內，能夠更可靠地防止固體還原鐵的熔解速度的降低和熔渣起泡的發生，並且能夠進行更加順暢並且迅速的出渣作業。該鐵水製造方法中，優選當碳材開始從所述出渣口混入熔渣而排出時，則終止所述熔渣的排出。通過在碳材開始排出時終止熔渣的排出，在爐內剩餘碳材懸浮熔渣層和碳材被覆層，在進行下次鐵水的製造時，可以更加可靠地進行熔渣起泡的防止和熔渣的保溫。該鐵水製造方法中，優選所述熔融爐在其上部具備爐口，在該爐口的上方具備排氣管道，所述排氣管道在其下端部具備可升降的裙板，所述裙板不與所述爐口密接而是覆蓋在該爐口的上方，由此來連接所述爐口和所述排氣管道。通過使裙板升降來調節其和爐口的間隙，進行自該間隙的爐內氣體的排出或大氣的吸引，能夠抑制爐內壓的變動，更可靠地防止以該爐內壓變動為原因的熔渣起泡的發生。並且，萬一熔渣發生異常起泡而從爐口溢出的情況下，因為熔渣只能從所述間隙漏到爐外，所以也可以迴避因排氣系統的堵塞及損傷造成的嚴重的設備故障。該鐵水製造方法中，所述熔融爐在其上部具備出鐵口，所述熔融爐的修補優選在將該熔融爐傾斜，將殘餘鐵水從所述出鐵口排出、將殘渣從所述爐口排除後進行。因為是在將該熔融爐傾斜，將殘餘鐵水從出鐵口排出、將殘渣從爐口排除後，對該熔融爐的吹入口及爐壁的損耗進行修補，所以能夠和現有轉爐同樣地進行修補作業。該鐵水製造方法中，優選所述熔融爐在其爐側最下部具備末端出口，所述熔融爐的修補在不將該熔融爐傾斜或者將其傾斜20°以內的角度，從所述末端出口將殘餘鐵水、殘渣排出後進行。因為是在不將熔融爐傾斜或者僅將其稍微傾斜，從末端出口將殘餘鐵水、殘渣排出後，對該熔融爐的吹入口及爐壁的損耗進行修補，所以，可以節約爐傾斜需要的爐的設置空間，並且還可以縮短用於爐傾斜的時間。產業上的可利用性只要使用本發明的鐵水製造方法，在含氧氣體的吹煉下，就能夠以低成本穩定地製造含高碳的鐵水。權利要求一種鐵水製造方法，其特徵在於，從鐵浴式熔融爐在爐底具有的底吹入口向爐內的鐵水層中吹入惰性氣體對該鐵水層進行攪拌，同時，將對含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵、碳材及造渣材裝入所述熔融爐中，從所述熔融爐具備的頂吹氧槍吹入含氧氣體，由此，依靠所述碳材和/或鐵水中的碳燃燒而產生的燃燒熱，將所述固體還原鐵熔解而製造鐵水，其中，裝入所述碳材，使得在由所述鐵水層上的所述固體還原鐵熔化成鐵水時生成的熔渣所形成的熔渣層中，在上層部形成該碳材懸浮的碳材懸浮熔渣層，再在該碳材懸浮熔渣層上形成只由該碳材構成的碳材被覆層，從設置在所述熔融爐在爐側下部的出渣口排出蓄積在所述熔融爐內的所述鐵水和所述熔渣。2.如權利要求1所述的鐵水製造方法，其特徵在於，在所述固體還原鐵、碳材和造渣材中，最初裝入規定量的碳材。3.如權利要求1或2所述的鐵水製造方法，其特徵在於，所述碳材的裝入量為，相對於鐵水開始排出時的所述熔渣層中的1000kg熔渣，所述碳材懸浮熔渣層中的碳材和所述碳材被覆層的碳材的合計為1001000kg。4.如權利要求13中任一項所述的鐵水製造方法，其特徵在於，在碳材混在熔渣中一起從所述出渣口開始排出時，結束所述熔渣的排出。5.如權利要求14中任一項所述的鐵水製造方法，其特徵在於，所述熔融爐在其上部具備爐口，在該爐口的上方具備排氣管道，所述排氣管道在其下端部具備可升降的裙板，所述裙板以不與所述爐口密接的方式覆蓋在該爐口的上方，由此來連接所述爐口和所述排氣管道。6.如權利要求15中任一項所述的鐵水製造方法，其特徵在於，所述熔融爐在其上部具備出鐵口，所述熔融爐的修補是在使該熔融爐傾斜，將殘餘鐵水從所述出鐵口排出，將殘渣從所述爐口排出後進行。7.如權利要求15中任一項所述的鐵水製造方法，其特徵在於，所述熔融爐在其爐側最下部具備末端出口，所述熔融爐的修補是在不使該熔融爐傾斜或者使該熔融爐傾斜20°以內的角度的情況下，從所述末端出口將殘餘鐵水、殘渣排出後進行。全文摘要本發明提供一種鐵水製造方法，從鐵浴式熔融爐的爐底具備的底吹入口向爐內的鐵水層中吹入惰性氣體而對該鐵水層進行攪拌，同時，將對含碳氧化鐵團塊進行加熱還原而得到的固體還原鐵、碳材及造渣材裝入所述熔融爐，從所述熔融爐具備的頂吹氧槍吹入含氧氣體，由此，依靠使所述碳材和/或鐵水中的碳燃燒產生的燃燒熱，將所述固體還原鐵熔解而製造鐵水，其中，裝入所述碳材，使得在用將所述鐵水層上的所述固體還原鐵熔解於鐵水中時生成的熔渣形成的熔渣層上，在上層部形成懸浮有該碳材的碳材懸浮熔渣層，進而在該碳材懸浮熔渣層上形成僅由該碳材構成的碳材被覆層，將儲存在所述熔融爐內的所述鐵水及所述熔渣，從所述熔融爐的爐側的下部具備的出渣口排出。文檔編號C21B11/00GK101796199SQ20088010585公開日2010年8月4日申請日期2008年9月18日優先權日2007年9月19日發明者三村毅,原田孝夫,杉立宏志,立石雅孝,羽鹿公則,藤本英明申請人:株式會社神戶制鋼所