[go: up one dir, main page]

JP7636731B2 - Method for melting direct reduced iron, method for manufacturing solid iron, method for manufacturing civil engineering and construction materials, and system for melting direct reduced iron - Google Patents

Method for melting direct reduced iron, method for manufacturing solid iron, method for manufacturing civil engineering and construction materials, and system for melting direct reduced iron Download PDF

Info

Publication number
JP7636731B2
JP7636731B2 JP2023547084A JP2023547084A JP7636731B2 JP 7636731 B2 JP7636731 B2 JP 7636731B2 JP 2023547084 A JP2023547084 A JP 2023547084A JP 2023547084 A JP2023547084 A JP 2023547084A JP 7636731 B2 JP7636731 B2 JP 7636731B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iron
slag
melting
furnace
reduced iron
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.)
Active
Application number
JP2023547084A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2023204063A1 (en
Inventor
憲治 中瀬
由枝 中井
涼 川畑
悟郎 奥山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of JPWO2023204063A1 publication Critical patent/JPWO2023204063A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7636731B2 publication Critical patent/JP7636731B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/004Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in a continuous way by reduction from ores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/008Use of special additives or fluxing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/12Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C21B13/143Injection of partially reduced ore into a molten bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04Working-up slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2200/00Recycling of non-gaseous waste material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022Methods of cooling or quenching molten slag

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

本発明は、直接還元鉄に含まれる脈石分を除去する直接還元鉄の溶解方法、この方法を用いた固体鉄および固体鉄の製造方法、土木建築用資材および土木建築用資材の製造方法ならびに直接還元鉄の溶解システムに関する。 The present invention relates to a method for melting direct reduced iron to remove gangue contained in the direct reduced iron, solid iron and a method for producing solid iron using this method, civil engineering and construction materials and a method for producing civil engineering and construction materials, and a system for melting direct reduced iron.

近年、製鉄業における冷鉄源(スクラップ)の使用拡大の需要が高まっている。循環型社会の構築のために、鉄源リサイクルは必要不可避である。そのうえ、地球温暖化防止の観点から、CO排出量削減の需要からもスクラップ使用量増大は不可欠である。スクラップは酸化鉄(Fe)である鉄鉱石と異なり、溶製プロセスに還元工程を要さないためCO排出量の低減が可能である。そこで、冷鉄源の使用量は増加の一途をたどっている。 In recent years, there has been an increasing demand for the expanded use of cold iron sources (scrap) in the steel industry. In order to build a recycling-oriented society, recycling of iron sources is necessary and unavoidable. Moreover, from the perspective of preventing global warming, the increase in scrap usage is essential in order to meet the demand for reducing CO2 emissions. Unlike iron ore, which is iron oxide ( Fe2O3 ), scrap does not require a reduction step in the smelting process, making it possible to reduce CO2 emissions. Therefore, the usage of cold iron sources is steadily increasing.

高炉-転炉法は、原料である鉄鉱石(Fe)を還元材であるコークス(炭素源)とともに高炉へ装入してC濃度が4.5-5質量%程度の溶銑を溶製し、その溶銑を転炉に装入し不純物成分であるCやSi、Pを酸化除去する製鋼プロセスである。高炉での溶銑製造時には鉄鉱石の還元などのために溶銑1tあたり、500kg程度の炭素源を必要とする。そして、約2t程度のCOガスが発生する。一方、鉄スクラップを原料として溶鋼を製造する場合には、鉄鉱石の還元に必要とされる炭素源が不要となる。そのため、鉄スクラップを溶解するのに必要なエネルギーを考慮しても、1トンの溶銑を1トンの鉄スクラップに置き換えることで、約1.5tのCO排出量の低減につながる。上記のことから、温室効果ガスの排出量の削減と生産活動の維持の両立のためにはスクラップの使用量を増やしていくことが必要である。 The blast furnace-converter process is a steelmaking process in which iron ore (Fe 2 O 3 ), a raw material, is charged into a blast furnace together with coke (carbon source), a reducing agent, to produce molten pig iron with a C concentration of about 4.5-5% by mass, and the molten pig iron is then charged into a converter to oxidize and remove impurities such as C, Si, and P. When producing molten pig iron in a blast furnace, about 500 kg of carbon source is required per ton of molten pig iron for the reduction of iron ore. About 2 tons of CO 2 gas is generated. On the other hand, when molten steel is produced using iron scrap as a raw material, the carbon source required for the reduction of iron ore is not required. Therefore, even when the energy required to melt iron scrap is taken into consideration, replacing 1 ton of molten pig iron with 1 ton of iron scrap leads to a reduction in CO 2 emissions of about 1.5 tons. From the above, it is necessary to increase the amount of scrap used in order to reduce greenhouse gas emissions and maintain production activities at the same time.

しかし、鉄スクラップ、特に高級鋼製造に不可欠な高品位の鉄スクラップの需給が逼迫していることから、スクラップに換えて還元鉄のニーズが高まっている。還元鉄は鉄鉱石を還元して製造される。しかし、還元鉄は、高炉-転炉法のように生成した鉄中のC濃度を高位とする必要がなく、過剰な炭素源を使用しない分、鉄1トン当たり約0.2tのCO排出量の低減につながる。また、還元材を炭素源でなく、水素または天然ガス等の炭化水素系ガスとすることで、更なるCO排出量の低減も可能である。 However, due to the tight supply and demand of iron scrap, especially high-quality iron scrap that is essential for the production of high-grade steel, there is a growing need for reduced iron instead of scrap. Reduced iron is produced by reducing iron ore. However, reduced iron does not require a high C concentration in the produced iron as in the blast furnace-converter process, and does not use an excessive carbon source, which leads to a reduction in CO2 emissions of about 0.2 t per ton of iron. In addition, by using a hydrocarbon gas such as hydrogen or natural gas as the reducing agent instead of a carbon source, it is possible to further reduce CO2 emissions.

ところで、還元鉄の原料となる鉄鉱石は、採掘される場所によって成分が異なる。鉄鉱石の成分は主にFe含有量や脈石含有量で評価される。表1に鉄鉱石の成分組成の例を示す。The composition of iron ore, the raw material for reduced iron, varies depending on where it is mined. The composition of iron ore is primarily evaluated based on its Fe content and gangue content. Table 1 shows an example of the composition of iron ore.

Figure 0007636731000001
Figure 0007636731000001

Fe含有量は、鉄鉱石中の全鉄量T.Fe(質量%)で表され、この値が大きいほど多くのFe分を含むため、原料としての価値が高い。脈石含有量は、鉄鉱石中のFe以外の酸化物の合計で表され、その大部分はSiOとAlであり、その他に0.1質量%程度のCaOやMgOなどを含む。鉄鉱石を製錬して鉄を得る過程で、脈石成分は不純物として除去されるため、脈石量が多いほどFe含有量が低下し、単位Fe量当たりの輸送コストや製錬コストが増大することになる。 The Fe content is expressed as the total amount of iron in the iron ore, T.Fe (mass%), and the larger this value, the more Fe is contained, so the higher the value as a raw material. The gangue content is expressed as the sum of oxides other than Fe in the iron ore, most of which are SiO2 and Al2O3 , and also contains about 0.1 mass% CaO and MgO. In the process of smelting iron ore to obtain iron, gangue components are removed as impurities, so the more gangue the amount, the lower the Fe content, and the higher the transportation cost and smelting cost per unit Fe amount.

また、鉄鉱石を原料として作製した還元鉄は、使用する鉄鉱石の銘柄、混合する原料成分調整剤の種類および原単位、還元材の種類および原単位、還元温度ならびに還元鉄製造設備の方式によって、金属化率や組成などの性状が異なる。表2に還元鉄の成分組成の例を示す。In addition, the properties of reduced iron made from iron ore as a raw material, such as the metallization rate and composition, vary depending on the brand of iron ore used, the type and unit consumption of the raw material component adjuster mixed in, the type and unit consumption of the reducing material, the reduction temperature, and the type of reduced iron manufacturing equipment. Table 2 shows an example of the component composition of reduced iron.

Figure 0007636731000002
Figure 0007636731000002

還元鉄の製造においては、原料成分調整剤としてCaO分を添加し、鉄鉱石に含有される脈石分とスラグを形成させることで、還元鉄としての強度を確保することが一般的に行われている。スラグ量が最小限で、金属化率が高い還元鉄ほど、後に続く輸送・溶解・精錬工程の負荷は小さくなる。一方で、そのような還元鉄は、高品位な鉄鉱石を使用する必要があるため、原料コストが増加するとともに金属化率を上昇させるための還元処理コストも増大するなどの課題がある。そのため、安価な低品位の鉄鉱石を原料として製造したスラグ分の多い還元鉄から、効率的にスラグを分離して金属鉄分を高めるプロセスの開発が望まれる。In the production of reduced iron, it is common to add CaO as a raw material component adjuster and form slag with the gangue contained in the iron ore to ensure the strength of the reduced iron. The less slag there is and the higher the metallization rate of reduced iron, the less of a burden the subsequent transportation, melting, and refining processes will be. However, such reduced iron requires the use of high-grade iron ore, which poses issues such as increased raw material costs and increased reduction processing costs to increase the metallization rate. For this reason, it is desirable to develop a process that efficiently separates slag from reduced iron with a high slag content produced using cheap, low-grade iron ore as a raw material, thereby increasing the metallic iron content.

このような鉱石に含まれる脈石をスラグとして除去する還元金属の製造方法が提案されている。たとえば、特許文献1や2には、移動型炉床炉の炉床上に堆積させた固体還元材層上に金属含有物を含む原料を装入し、加熱還元すると共に、少なくとも一度は溶融状態とすることでメタルとスラグを分離して還元金属を製造する方法が提案されている。 A method for producing reduced metals has been proposed that removes the gangue contained in such ores as slag. For example, Patent Documents 1 and 2 propose a method for producing reduced metals by charging raw materials containing metal-containing substances onto a solid reducing material layer deposited on the hearth of a moving hearth furnace, heating and reducing the material, and melting the material at least once to separate the metal and slag.

特開2000-292069号公報JP 2000-292069 A 特開2004-204293号公報JP 2004-204293 A

Slag Atlas, 2nd ed., Verlag Stahleisen GmbH, Duesseldorf, (1995), 105, 126.Slag Atlas, 2nd ed., Verlag Stahleisen GmbH, Duesseldorf, (1995), 105, 126.

しかしながら、従来技術では、以下のような課題があった。
特許文献1や2に開示の技術では、メタルとスラグを分離するにあたり、還元材として炭素系の固体原料を用いることを前提としている。そのため、CO排出量削減の観点から今後主流になると考えられる水素系の還元材により還元を行なうプロセスでは、メタルとスラグの分離効率が低下すると考えられる。具体的には、回転炉床炉等の移動型炉床炉の炉内雰囲気温度は通常1300℃程度である。この温度で還元されたメタルが溶融するのは、炭素系の固体原料がメタルに浸炭することによりメタルの融点が低下するためであると考えられる。従い、水素系の還元材で還元を行なうプロセスでは、浸炭によるメタルの融点降下が生じないため、装入物の液相率が高まらず、メタルとスラグの分離が進みにくくなるものと予想される。
However, the conventional technology has the following problems.
The techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are premised on the use of a carbonaceous solid raw material as a reducing agent when separating metal and slag. Therefore, in a process in which reduction is performed using a hydrogen-based reducing agent, which is expected to become mainstream in the future from the viewpoint of reducing CO2 emissions, it is expected that the efficiency of separation of metal and slag will decrease. Specifically, the furnace atmosphere temperature of a moving hearth furnace such as a rotary hearth furnace is usually about 1300°C. It is believed that the reason why the reduced metal melts at this temperature is because the carbonaceous solid raw material carburizes the metal, lowering the melting point of the metal. Therefore, in a process in which reduction is performed using a hydrogen-based reducing agent, the melting point of the metal does not drop due to carburization, so that it is expected that the liquid phase rate of the charge will not increase and separation of metal and slag will not proceed easily.

つまり、還元工程では、脈石を除去することが困難な場合があり、製造された還元鉄から脈石を分離する必要がある。具体的には、還元鉄を誘導溶解炉で溶解する際に、脈石から生成したスラグの固化を防止する必要がある。In other words, in the reduction process, it can be difficult to remove gangue, and it is necessary to separate the gangue from the produced reduced iron. Specifically, when the reduced iron is melted in an induction melting furnace, it is necessary to prevent the slag generated from the gangue from solidifying.

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであって、直接還元鉄から効率よく脈石分を除去する直接還元鉄の溶解方法および直接還元鉄の溶解システムを提供することを目的とする。加えて、その溶解方法を用いた、純度の高い固体鉄および固体鉄の製造方法ならびに副生物を活用した土木建築用資材および土木建築用資材の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a method and system for melting direct reduced iron that efficiently removes gangue from direct reduced iron. In addition, it aims to provide high-purity solid iron and a method for producing solid iron using the melting method, as well as civil engineering and construction materials that utilize by-products and a method for producing civil engineering and construction materials.

発明者らは、直接還元鉄を誘導溶解炉で溶解するにあたり、溶融鉄とスラグとの伝熱を促進することやスラグの組成制御でスラグの固化を抑制し、スラグの炉外への排出が容易になることを見出し、本発明を完成したものである。The inventors discovered that when melting directly reduced iron in an induction melting furnace, it is possible to promote heat transfer between the molten iron and slag and to suppress solidification of the slag by controlling the composition of the slag, making it easier to discharge the slag from the furnace, and thus completed the present invention.

上記課題を有利に解決する本発明にかかる直接還元鉄の溶解方法は、鉄鉱石または鉄鉱石とCaO分を含む原料成分調整との混合物を加熱下で還元材と接触させて直接還元鉄を得る直接還元ステップと、前記直接還元鉄を、誘導溶解炉で溶解して溶融鉄を得る溶解ステップと、前記溶解ステップで生成したスラグを前記溶解炉の炉外に排出する排滓ステップと、さらに任意で、前記溶解ステップで得た溶融鉄を精錬する精錬ステップと、を備え、前記溶解ステップで溶解する直接還元鉄の前記誘導溶解炉への装入温度は、前記直接還元ステップ終了後の温度から大気温度までの範囲にあり、前記溶解ステップは、該溶解ステップの一部の期間または全期間、前記溶融鉄中に気体を吹き込む第1工程を含み、さらに任意で、1)スラグ成分調整剤を添加する第2工程、2)前記誘導溶解炉の炉上に設置した熱源からスラグへの熱供給を行う第3工程、および、3)1種類以上の還元性の固体または気体を供給する第4工程から選ばれる1以上の工程を含むことを特徴とする。 The present invention provides a method for melting direct reduced iron, which advantageously solves the above-mentioned problems, comprising: a direct reduction step of contacting iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster containing CaO with a reducing material under heating to obtain direct reduced iron; a melting step of melting the direct reduced iron in an induction melting furnace to obtain molten iron; a slag discharge step of discharging slag produced in the melting step to the outside of the melting furnace; and, optionally, a refining step of refining the molten iron obtained in the melting step, wherein a temperature at which the direct reduced iron melted in the melting step is charged into the induction melting furnace is in a range from a temperature after the completion of the direct reduction step to atmospheric temperature, and the melting step includes a first step of blowing a gas into the molten iron for a part or the entirety of the melting step, and optionally includes one or more steps selected from 1) a second step of adding a slag component adjuster, 2) a third step of supplying heat to the slag from a heat source installed above the induction melting furnace, and 3) a fourth step of supplying one or more types of reducing solids or gases.

なお、本発明にかかる直接還元鉄の溶解方法は、
(a)前記第1工程では、前記気体を前記溶融鉄中に吹き込むためのガス供給ノズルの位置から前記溶融鉄浴面までの高さH(m)を下記(1)式で表し、下記(2)式を満足するように前記気体を前記溶融鉄中に吹き込むこと、ここで、ρ:供給気体の密度(kg/m)、ρ:溶融鉄の密度(kg/m)、Q:ガス供給速度(Nm/分)、N:ガス供給ノズルの数(-)、d:ガス供給ノズル径(m)、D:誘導炉の炉内径(m)、WDRI:誘導炉内に供給した還元鉄重量(kg)、(%T.Fe)DRI:還元鉄に含まれる全鉄濃度(質量%)、h:誘導炉の炉底からガス供給ノズル位置までの高さ(m)を表す、
(b)前記第2工程では、前記溶解ステップで生成するスラグの組成について、質量基準でSiO濃度(%SiO)に対するCaO濃度(%CaO)の比である塩基度が0.5~2.0の範囲にあり、Al濃度(%Al)が10~25質量%の範囲にあるように、前記スラグ成分調整剤の種類および添加量を調整すること、
(c)前記第4工程では、前記溶解ステップで生成するスラグの組成について、全鉄濃度(%T.Fe)が20質量%以下となるように、前記還元性の固体または気体の種類および供給量を調整すること、
などが、より好ましい解決手段になり得るものと考えられる。
H=1.27×WDRI/(ρ)×(%T.Fe)DRI/100-h・・・(1)
H>0.18×(ρ/ρ1/3 ・・・(2)
The method for melting direct reduced iron according to the present invention comprises the steps of:
(a) in the first step, a height H (m) from a position of a gas supply nozzle for injecting the gas into the molten iron to the surface of the molten iron bath is expressed by the following formula (1), and the gas is injected into the molten iron so as to satisfy the following formula (2), wherein, ρ g : density of supplied gas (kg/m 3 ), ρ l : density of molten iron (kg/m 3 ), Q : gas supply rate (Nm 3 /min), N : number of gas supply nozzles (-), d : diameter of gas supply nozzle (m), D : inner diameter of induction furnace (m), W DRI : weight of reduced iron supplied into induction furnace (kg), (% T.Fe) DRI : total iron concentration (mass %) contained in reduced iron, and h : height (m) from the bottom of the induction furnace to the position of the gas supply nozzle,
(b) In the second step, the type and amount of the slag component adjuster are adjusted so that the composition of the slag generated in the dissolution step has a basicity, which is the ratio of the CaO concentration (% CaO ) to the SiO2 concentration (% SiO2 ) on a mass basis, in the range of 0.5 to 2.0 and an Al2O3 concentration (% Al2O3 ) in the range of 10 to 25 mass%;
(c) In the fourth step, the type and supply amount of the reducing solid or gas are adjusted so that the total iron concentration (% T.Fe) of the slag generated in the melting step is 20 mass% or less;
This is thought to be a more preferable solution.
H=1.27×W DRI /(ρ l D 2 )×(%T.Fe) DRI /100-h...(1)
H>0.18×(ρ g Q 2l N 2 d 2 ) 1/3 ...(2)

上記課題を有利に解決する本発明にかかる固体鉄の製造方法は、上記いずれかにかかる直接還元鉄の溶解方法で得た溶融鉄を凝固させて固体鉄とすることを特徴とする。また、本発明にかかる固体鉄は、その製造方法により製造された固体鉄であって、全鉄濃度T.Feが93質量%以上であり、酸化物成分の合計が3質量%以下であることを特徴とする。The method for producing solid iron according to the present invention, which advantageously solves the above problems, is characterized in that molten iron obtained by any of the above methods for melting direct reduced iron is solidified to produce solid iron. The solid iron according to the present invention is characterized in that the total iron concentration T.Fe is 93 mass% or more and the total of oxide components is 3 mass% or less.

上記課題を有利に解決する本発明にかかる土木建築用資材の製造方法は、直接還元鉄を、誘導溶解炉で溶解して溶融鉄を得る溶解ステップと、前記溶解ステップで生成したスラグを前記溶解炉の炉外に排出する排滓ステップと、前記排滓ステップによって排出されたスラグを冷却固化し土木建築用資材原料とする冷却固化ステップと、を備え、前記溶解ステップで溶解する直接還元鉄の前記誘導溶解炉への装入温度は、前記直接還元ステップ終了後の温度から大気温度までの範囲にあり、前記溶解ステップは、該溶解ステップの一部の期間または全期間、前記溶融鉄中に気体を吹き込む第1工程を含み、さらに任意で、1)スラグ成分調整剤を添加する第2工程、および、2)前記誘導溶解炉の炉上に設置した熱源からスラグへの熱供給を行う第3工程から選ばれる1以上の工程を含むことを特徴とする。また、本発明にかかる土木建築用資材は、その製造方法で製造された土木建築用資材であって、質量基準でSiO濃度(%SiO)に対するCaO濃度(%CaO)の比である塩基度が0.5~2.0の範囲にあり、Al濃度(%Al)が10~25質量%の範囲にあることを特徴とする。 The present invention provides a method for producing civil engineering and construction materials that advantageously solves the above-mentioned problems, comprising: a melting step of melting direct reduced iron in an induction melting furnace to obtain molten iron; a slag removal step of discharging slag produced in the melting step outside the melting furnace; and a cooling and solidification step of cooling and solidifying the slag removed in the slag removal step to obtain a civil engineering and construction material raw material, wherein the temperature at which the direct reduced iron melted in the melting step is charged into the induction melting furnace is in a range from the temperature after the completion of the direct reduction step to atmospheric temperature, and the melting step includes a first step of blowing gas into the molten iron for a part or the entire period of the melting step, and optionally further includes one or more steps selected from 1) a second step of adding a slag component adjuster, and 2) a third step of supplying heat to the slag from a heat source installed above the induction melting furnace. In addition, the civil engineering and construction material according to the present invention is a civil engineering and construction material manufactured by the manufacturing method, and is characterized in that the basicity, which is the ratio of CaO concentration (%CaO) to SiO2 concentration (% SiO2 ) by mass , is in the range of 0.5 to 2.0, and the Al2O3 concentration (% Al2O3 ) is in the range of 10 to 25 mass%.

上記課題を有利に解決する本発明にかかる直接還元鉄の溶解システムは、鉄鉱石または鉄鉱石およびCaO分を含む原料成分調整の混合物を加熱下で還元材と接触させて直接還元鉄を得る直接還元炉と、前記直接還元鉄を溶解して溶融鉄を得る誘導溶解炉と、前記誘導溶解炉で生成したスラグを前記溶解炉の炉外に排出する排滓機構と、さらに任意で、前記誘導溶解炉で溶解した溶融鉄を精錬する精錬設備と、を備え、前記誘導溶解炉で溶解される直接還元鉄は、直接還元処理終了後の温度から大気温度までの範囲の温度で前記誘導溶解炉に装入され、前記誘導溶解炉は、前記直接還元鉄溶解中の一部の期間または全期間、前記溶融鉄中に気体を吹き込む機能を有し、さらに任意で、1)スラグ成分調整剤を添加する機能、2)前記誘導溶解炉の炉上に設置した熱源からスラグへの熱供給を行う機能、および、3)1種類以上の還元性の固体または気体を供給する機能から選ばれる1以上の機能を有することを特徴とする。なお、本発明にかかる直接還元鉄の溶解システムは、前記直接還元炉1基に対し、前記誘導溶解炉を2基以上備えることが、より好ましい解決手段になり得るものと考えられる。 The present invention provides a direct reduced iron melting system that advantageously solves the above-mentioned problems, comprising: a direct reduction furnace for contacting iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster containing CaO with a reducing material under heating to obtain direct reduced iron; an induction melting furnace for melting the direct reduced iron to obtain molten iron; a slag discharge mechanism for discharging slag produced in the induction melting furnace to the outside of the melting furnace; and, optionally, a refining facility for refining the molten iron melted in the induction melting furnace, wherein the direct reduced iron melted in the induction melting furnace is charged into the induction melting furnace at a temperature ranging from a temperature after completion of direct reduction treatment to atmospheric temperature, the induction melting furnace has a function of blowing gas into the molten iron for a part or the entire period during which the direct reduced iron is melted, and optionally has one or more functions selected from the group consisting of 1) a function of adding a slag component adjuster, 2) a function of supplying heat to the slag from a heat source installed above the induction melting furnace, and 3) a function of supplying one or more types of reducing solids or gases. Incidentally, it is considered that a more preferable solution for the direct reduced iron melting system according to the present invention is to provide two or more induction melting furnaces for one direct reduction furnace.

本発明にかかる直接還元鉄の溶解方法や直接還元鉄の溶解システムによれば、直接還元鉄を誘導溶解炉で溶解するに際して、溶融鉄中に気体を吹き込み、さらに任意で、溶融鉄内に適切な流量の気体の供給、生成スラグの組成制御および炉上に設置した熱源からのスラグへの熱供給の内、少なくとも1つ以上を行うことにより、スラグが流動した状態を保持することができ、直接還元鉄中の金属鉄を溶解しつつスラグを分離することが可能となった。特に、製造した直接還元鉄を高温のまま誘導溶解炉に装入することで、溶解に要する時間およびエネルギーを低減することができた。 According to the method and system for melting direct reduced iron of the present invention, when melting direct reduced iron in an induction melting furnace, gas is blown into the molten iron, and optionally at least one of supplying an appropriate flow rate of gas into the molten iron, controlling the composition of the generated slag, and supplying heat to the slag from a heat source installed on the furnace is performed, thereby making it possible to maintain a fluidized state of the slag and to separate the slag while melting the metallic iron in the direct reduced iron. In particular, by charging the produced direct reduced iron at a high temperature into the induction melting furnace, it is possible to reduce the time and energy required for melting.

本発明にかかる固体鉄の製造方法および固体鉄によれば、溶融鉄とスラグを分離して、溶融鉄を凝固させるので、純分の高い固体鉄を製造できるので好ましい。また、本発明にかかる土木建築用資材の製造方法および土木建築用資材によれば、副生物を回収し、特に成分組成を調整して回収することで、副生物の有効活用が可能となる。 According to the manufacturing method for solid iron and the solid iron of the present invention, the molten iron and slag are separated and the molten iron is solidified, which is preferable because it is possible to manufacture solid iron with a high purity. In addition, according to the manufacturing method for civil engineering and construction materials and the civil engineering and construction materials of the present invention, by-products are recovered, and in particular, the component composition is adjusted before recovery, making it possible to effectively utilize the by-products.

表2に記載の還元鉄組成から得られるスラグの組成をAl-CaO-SiO三元系状態図上にプロットしたグラフである。1 is a graph in which the compositions of slag obtained from the reduced iron compositions shown in Table 2 are plotted on an Al 2 O 3 —CaO—SiO 2 ternary phase diagram. 表2に記載の還元鉄組成から得られるスラグの組成をCaO-SiO-FeO三元系状態図にプロットしたグラフである。1 is a graph in which the compositions of slag obtained from the reduced iron compositions shown in Table 2 are plotted on a CaO—SiO 2 —FeO ternary phase diagram.

以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するためのシステムや方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 The following is a detailed description of the embodiments of the present invention. The following embodiments are intended to exemplify systems and methods for embodying the technical ideas of the present invention, and are not intended to specify the configurations described below. In other words, the technical ideas of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.

発明者らは、還元鉄からの脈石の除去を、誘導溶解炉で還元鉄を一旦溶解することにより行なうことを前提に検討を進めた。誘導溶解炉での還元鉄の加熱・溶解は、誘導電流により還元鉄中の金属鉄分が直接的に効率良く加熱されるという特徴がある。一方、スラグ分への直接加熱はなされないため、比重差により溶融鉄上に浮上したスラグが固化し、還元鉄の追加装入が困難となるという課題があった。 The inventors conducted their research on the premise that gangue would be removed from reduced iron by first melting the reduced iron in an induction melting furnace. The heating and melting of reduced iron in an induction melting furnace is characterized by the fact that the metallic iron in the reduced iron is directly and efficiently heated by the induced current. However, because the slag is not directly heated, there was an issue in that the slag that floats to the top of the molten iron solidifies due to differences in specific gravity, making it difficult to charge additional reduced iron.

<第一実施形態>
そこで発明者らは、還元鉄を誘導溶解炉で溶解して脈石分をスラグとして分離するのに適した条件について探索を進めた。その結果、還元鉄を誘導溶解炉で溶解する際に、浴内への気体吹き込みを行なうとスラグの凝固が抑えられ、効率的に還元鉄の溶解およびスラグの分離が行なえることがわかった。さらに、溶融鉄内に適切な流量の気体の供給、生成スラグの組成制御、炉上に設置した熱源からのスラグへの熱供給の内、少なくとも1つ以上を行うことにより、スラグが流動した状態を保持することができ、より好適に還元鉄中の金属鉄を溶解しつつスラグを分離することが可能となることを見出した。ここで、スラグが流動している状態とは、スラグが全体的に赤熱しており、常に高温のスラグが循環している状態のことを指す。
First Embodiment
Therefore, the inventors have conducted a search for suitable conditions for melting reduced iron in an induction melting furnace and separating the gangue as slag. As a result, they have found that when blowing gas into the bath during melting of reduced iron in an induction melting furnace, solidification of the slag is suppressed, and the reduced iron can be efficiently melted and the slag separated. Furthermore, they have found that the slag can be kept in a fluidized state by performing at least one of supplying an appropriate flow rate of gas into the molten iron, controlling the composition of the generated slag, and supplying heat to the slag from a heat source installed on the furnace, thereby making it possible to more suitably melt the metallic iron in the reduced iron and separate the slag. Here, the state in which the slag is fluidized refers to a state in which the slag is entirely red-hot and high-temperature slag is constantly circulating.

このようにしてスラグが流動した状態を保つことで、還元鉄を追加装入する際に凝固したスラグに阻害されることがなくなり、誘導溶解炉の容積を有効に活用することが出来る。更に、スラグが流動しているため、炉上部からオーバーフローさせる、スラグドラッガーを用いて排滓するなど、溶融鉄とスラグを分離することも容易となる。スラグを分離する際には、炉体を傾動させることでスラグを排出する場所を限定することが、高温のスラグのハンドリングや損耗箇所の補修などの観点から好ましい。By keeping the slag fluid in this way, the additional reduced iron is not obstructed by the solidified slag when it is charged, and the volume of the induction melting furnace can be used more effectively. Furthermore, because the slag is fluid, it is easy to separate the molten iron and slag, for example by allowing it to overflow from the top of the furnace or by using a slag dragger to remove the slag. When separating the slag, it is preferable to limit the area from which the slag is discharged by tilting the furnace body, from the standpoint of handling the high-temperature slag and repairing damaged areas.

還元鉄は、原料である鉄鉱石、または、鉄鉱石と原料成分調整との混合物を、たとえば、直接還元炉として回転炉床炉などで加熱しながら、還元材と接触させて得ることができる。原料成分調整としては、CaOを含む生石灰などを用いることができ、還元材には、固体炭素源として炭材粉や還元性気体であるH、COやCHなどを用いることができる。誘導溶解炉に装入する還元鉄の温度は、直接還元炉で還元処理終了後の温度から大気温度の範囲にある。高温の還元鉄を誘導溶解炉に装入することで溶解に要する時間およびエネルギーを低減することができるので好ましい。したがって、誘導溶解炉に装入する還元鉄の温度は、大気温度より高いことが好ましく、300℃以上がより好ましく、直接還元炉から誘導溶解炉までの搬送にかかる必要最小限の温度降下にとどめることが更に好ましい。 The reduced iron can be obtained by contacting a raw material iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster with a reducing agent while heating it in, for example, a rotary hearth furnace as a direct reduction furnace. As the raw material component adjuster , quicklime containing CaO can be used, and as the reducing agent, carbonaceous material powder and reducing gases such as H 2 , CO and CH 4 can be used as a solid carbon source. The temperature of the reduced iron charged into the induction melting furnace is in the range from the temperature after the reduction treatment in the direct reduction furnace to the atmospheric temperature. It is preferable to charge the high-temperature reduced iron into the induction melting furnace because it can reduce the time and energy required for melting. Therefore, the temperature of the reduced iron charged into the induction melting furnace is preferably higher than the atmospheric temperature, more preferably 300° C. or higher, and even more preferably the temperature drop required for transportation from the direct reduction furnace to the induction melting furnace is kept to the minimum required.

本発明の第一実施形態は、以上のような検討から得られたものであり、鉄鉱石または鉄鉱石と原料成分調整との混合物を加熱下で還元材と接触させて直接還元鉄を得る直接還元ステップと、直接還元鉄を、誘導溶解炉で溶解して溶融鉄を得る溶解ステップと、溶解ステップで生成したスラグを溶解炉の炉外に排出する排滓ステップと、を備え、溶解ステップで溶解する直接還元鉄の誘導溶解炉への装入温度は、直接還元ステップ終了後の温度から大気温度までの範囲にあり、溶解ステップは、溶解ステップの一部の期間または全期間、溶融鉄中に気体を吹き込む第1工程を含み、さらに任意で、1)スラグ成分調整剤を添加する第2工程、および、2)誘導溶解炉の炉上に設置した熱源からスラグへの熱供給を行う第3工程から選ばれる1以上の工程を含むものである。 A first embodiment of the present invention was obtained from the above-mentioned studies, and includes a direct reduction step of contacting iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster with a reducing material under heating to obtain direct reduced iron, a melting step of melting the direct reduced iron in an induction melting furnace to obtain molten iron, and a slag discharge step of discharging slag generated in the melting step to the outside of the melting furnace, wherein the direct reduced iron melted in the melting step is charged to the induction melting furnace at a temperature ranging from the temperature after the completion of the direct reduction step to atmospheric temperature, and the melting step includes a first step of blowing gas into the molten iron for a part or the entirety of the melting step, and optionally further includes one or more steps selected from 1) a second step of adding a slag component adjuster, and 2) a third step of supplying heat to the slag from a heat source installed above the induction melting furnace.

<第二実施形態>
次に、気体の吹込み条件の適正化を検討した。溶融鉄内に気体を供給すると、気体の浮上に伴って溶融鉄が撹拌され、生成・浮上したスラグに対して溶融鉄からの伝熱がなされるその結果、スラグの温度が上昇することで、スラグの流動性が改善される。供給する気体は配管で供給する際に液化しない気体であれば種類を問わない。たとえば、酸素や二酸化炭素などの酸化性気体は溶融鉄を酸化して鉄歩留まりを低下させるため、Ar、Nなどの不活性気体の方が好ましい。
Second Embodiment
Next, the optimization of the gas injection conditions was examined. When gas is supplied into the molten iron, the molten iron is stirred as the gas floats up, and heat is transferred from the molten iron to the slag that is generated and floats up. As a result, the temperature of the slag rises, improving the fluidity of the slag. Any type of gas can be supplied as long as it does not liquefy when supplied through piping. For example, since oxidizing gases such as oxygen and carbon dioxide oxidize the molten iron and reduce the iron yield, inert gases such as Ar and N2 are preferable.

ただし、供給気体量が多すぎると、溶融鉄の浴面まで気体が連続相のまま通過する、いわゆる吹き抜けが生じる。吹き抜けが生じると溶融鉄の飛散(スピッティング)が著しく増すと共に、供給した気体による撹拌および反応効率を低下させるため、スラグへの伝熱の効果が小さくなる。発明者らは、条件を変えた種々の実験を行った。その結果、気体を溶融鉄中に吹き込むためのガス供給ノズルの位置から溶融鉄浴面までの高さH(m)を下記(1)式で表し、下記(2)式を満足するように気体を溶融鉄中に吹き込むことで吹き抜けを回避できることを見出した。
H=1.27×WDRI/(ρ)×(%T.Fe)DRI/100-h・・・(1)
H>0.18×(ρ/ρ1/3 ・・・(2)
ここで、ρ:供給気体の密度(kg/m)、
ρ:溶融鉄の密度(kg/m)、
Q:ガス供給速度(Nm/分)、
N:ガス供給ノズルの数(-)、
d:ガス供給ノズル径(m)、
D:誘導炉の炉内径(m)、
DRI:誘導炉内に供給した還元鉄重量(kg)、
(%T.Fe)DRI:還元鉄に含まれる全鉄濃度(質量%)、
h:誘導炉の炉底からガス供給ノズル位置までの高さ(m)
を表す。
However, if the amount of gas supplied is too large, the gas passes through as a continuous phase to the bath surface of the molten iron, which is called blow-by. When blow-by occurs, the scattering (spitting) of the molten iron increases significantly, and the stirring and reaction efficiency of the supplied gas decreases, so that the effect of heat transfer to the slag decreases. The inventors conducted various experiments under different conditions. As a result, they found that the height H (m) from the position of the gas supply nozzle for injecting the gas into the molten iron to the molten iron bath surface can be expressed by the following formula (1), and that blow-by can be avoided by injecting the gas into the molten iron so as to satisfy the following formula (2).
H=1.27×W DRI /(ρ l D 2 )×(%T.Fe) DRI /100-h...(1)
H>0.18×(ρ g Q 2l N 2 d 2 ) 1/3 ...(2)
Here, ρ g : density of the supply gas (kg/m 3 ),
ρ l : density of molten iron (kg/m 3 ),
Q: gas supply rate (Nm 3 /min);
N: number of gas supply nozzles (-),
d: gas supply nozzle diameter (m),
D: inner diameter of induction furnace (m),
W DRI : Weight of reduced iron supplied to the induction furnace (kg),
(% T.Fe) DRI : Total iron concentration (mass%) contained in reduced iron,
h: Height from the bottom of the induction furnace to the gas supply nozzle position (m)
Represents.

一方、気体の吹込み量が少なすぎると、気体の浮上に伴う溶融鉄の撹拌効果が小さくなり、溶融鉄からスラグへの伝熱が小さくなるので、少なくとも0.01Nm/(分・t-溶融鉄)の気体を供給することが好ましい。 On the other hand, if the amount of gas injected is too small, the stirring effect of the molten iron due to the floating of the gas becomes small, and the heat transfer from the molten iron to the slag becomes small, so it is preferable to supply at least 0.01 Nm 3 /(min·t-molten iron) of gas.

本発明の第二実施形態は、以上のような検討から得られたものであり、第一実施形態に加えて、第1工程では、気体を前記溶融鉄中に吹き込むためのガス供給ノズルの位置から溶融鉄浴面までの高さH(m)を上記(1)式で表し、上記(2)式を満足するように気体を溶融鉄中に吹き込むものである。The second embodiment of the present invention was obtained from the above-mentioned considerations, and in addition to the first embodiment, in the first step, the height H (m) from the position of the gas supply nozzle for injecting gas into the molten iron to the surface of the molten iron bath is expressed by the above formula (1), and the gas is injected into the molten iron so as to satisfy the above formula (2).

<第三ないし第五実施形態>
次にスラグの組成の適正化を検討した。スラグの流動性は、スラグ組成に大きく依存する。表2に示した還元鉄組成例について、含まれるスラグ成分をAl-CaO-SiO、またはCaO-SiO-FeO三成分の合計が100%となる様に換算した組成を、それぞれの三元系状態図上にプロットして図1および2に示す。それぞれの三元系状態図は非特許文献1を参考にした。ここで、還元鉄中のFeO濃度は全鉄濃度T.Feと金属鉄濃度M.Feの差に71.85(FeOの分子量)/55.85(Fe原子量)を掛けて算出した。
Third to Fifth Embodiments
Next, optimization of the slag composition was investigated. The fluidity of slag depends greatly on the slag composition. For the reduced iron composition examples shown in Table 2, the slag components contained in the slag are converted so that the sum of the three components Al 2 O 3 -CaO-SiO 2 or CaO-SiO 2 -FeO is 100%, and the compositions are plotted on the respective ternary phase diagrams shown in Figures 1 and 2. Non-Patent Document 1 was used as a reference for the respective ternary phase diagrams. Here, the FeO concentration in the reduced iron was calculated by multiplying the difference between the total iron concentration T.Fe and the metallic iron concentration M.Fe by 71.85 (molecular weight of FeO)/55.85 (atomic weight of Fe).

図1から明らかな様に、還元鉄に含まれるスラグ成分よりも、低融点である組成が存在する。ただし、SiOが高濃度のスラグ組成となると、低融点ではあるが高粘度となり流動性が低下する。そのため、質量基準でSiO濃度(%SiO)に対するCaO濃度(%CaO)の比である塩基度(以下、スラグ塩基度という)を0.5以上とするのが好ましい。また、スラグを低融点化する観点から、スラグ塩基度は2.0以下、Al濃度は10~25質量%の範囲とすることが好ましい。このスラグ組成に調整する手段としては、還元鉄を製造する際の原料成分調整剤、ないしは還元鉄を溶解する際のスラグ成分調整剤として、CaO、SiOおよびAlの1種以上を含む物質を添加することが好ましい。CaOを含む物質としては、石灰石、消石灰、生石灰、製鋼スラグなどのいずれでも良い。なお、石灰石や消石灰は分解時に吸熱反応で温度低下を招き、製鋼スラグはCaO濃度が40~50質量%程度であり、添加量が増えて還元鉄溶解時の生成スラグ量が増大するという問題があるため、生石灰を用いることが好ましい。SiOを含む物質としては、珪石、石炭灰、製鋼スラグなどが考えられる。他には金属Siやシリコンスラッジを加えることで、還元鉄に残存する酸化鉄分との反応により生成するSiOを活用することでも構わない。Alを含む物質としては、コランダムやボーキサイト等の天然石の他、金属Alやアルミドロスを加えることで、還元鉄に残存する酸化鉄分との反応により生成するAlを活用することでも構わない。 As is clear from FIG. 1, there are compositions with a lower melting point than the slag components contained in reduced iron. However, when the slag composition has a high concentration of SiO 2 , the melting point is low but the viscosity is high and the fluidity is reduced. Therefore, it is preferable to set the basicity (hereinafter referred to as slag basicity), which is the ratio of the CaO concentration (%CaO) to the SiO 2 concentration (%SiO 2 ) on a mass basis, to 0.5 or more. In addition, from the viewpoint of lowering the melting point of the slag, it is preferable to set the slag basicity to 2.0 or less and the Al 2 O 3 concentration to a range of 10 to 25 mass%. As a means for adjusting the slag composition, it is preferable to add a substance containing one or more of CaO, SiO 2 , and Al 2 O 3 as a raw material component adjuster when producing reduced iron or as a slag component adjuster when melting reduced iron. The substance containing CaO may be any of limestone, slaked lime, quicklime, steelmaking slag, etc. In addition, limestone and slaked lime cause a temperature drop due to an endothermic reaction during decomposition, and steelmaking slag has a CaO concentration of about 40 to 50 mass%, so there is a problem that the amount of slag generated during the melting of reduced iron increases as the amount added increases, so quicklime is preferably used. Examples of substances containing SiO2 include silica stone, coal ash, and steelmaking slag. Alternatively, metal Si or silicon sludge may be added to utilize SiO2 generated by reaction with the iron oxide remaining in the reduced iron. Examples of substances containing Al2O3 include natural stones such as corundum and bauxite, as well as metal Al and aluminum dross , which may be added to utilize Al2O3 generated by reaction with the iron oxide remaining in the reduced iron.

本発明の第三実施形態は、以上のような検討から得られたものであり、第一または第二実施形態に加え、第2工程では、溶解ステップで生成するスラグの組成について、スラグの塩基度が0.5~2.0の範囲にあり、Al濃度が10~25質量%の範囲にあるように、スラグ成分調整剤の種類および添加量を調整するものである。 The third embodiment of the present invention was obtained from the above-mentioned studies, and in addition to the first or second embodiment, in the second step, the type and amount of the slag component adjuster are adjusted so that the slag basicity is in the range of 0.5 to 2.0 and the Al 2 O 3 concentration is in the range of 10 to 25 mass% for the composition of the slag generated in the melting step.

また、図2から明らかな様に、還元鉄に含まれるスラグ分は高濃度のFeOを含み、スラグの融点を下げて流動性を確保するという観点では有効である。しかし、そのままではFe歩留まりが低位となるので、溶解により分離したスラグ中の全鉄濃度(%T.Fe)を20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下となるように、スラグを還元することが好ましい。還元手段としては、ア)C、Al、Siなどの還元材を少なくとも1種類以上含む固体を生成・浮上したスラグに対して供給すること、イ)溶融鉄内に供給するガスとしてCO、H、炭化水素などの還元性ガスの少なくとも1種類以上含むガスを使用すること、ウ)還元鉄製造時点で還元材原単位を増加させること、などの手段のいずれでも良く、これらの組み合わせでも構わない。 As is clear from Fig. 2, the slag contained in the reduced iron contains a high concentration of FeO, which is effective in lowering the melting point of the slag and ensuring its fluidity. However, if left as is, the Fe yield will be low, so it is preferable to reduce the slag so that the total iron concentration (%T.Fe) in the slag separated by melting is 20 mass% or less, more preferably 10 mass% or less, and even more preferably 5 mass% or less. The reduction method may be any of the following methods: a) supplying a solid containing at least one reducing agent such as C, Al, or Si to the generated and floated slag; b) using a gas containing at least one reducing gas such as CO, H2 , or hydrocarbon as a gas to be supplied into the molten iron; or c) increasing the reducing agent consumption rate at the time of producing the reduced iron, or a combination of these methods.

本発明の第四実施形態は、以上のような検討から得られたものであり、第一~第三のいずれかの実施形態に加え、溶解ステップは、1種類以上の還元性の固体または気体を供給する第4工程を含むものである。さらに、本発明の第五実施形態は、第四実施形態に加え、溶解ステップで生成するスラグの組成について、全鉄濃度(%T.Fe)が20質量%以下となるように、還元性の固体または気体の種類および供給量を調整するものである。The fourth embodiment of the present invention was obtained from the above-mentioned considerations, and in addition to any one of the first to third embodiments, the melting step includes a fourth step of supplying one or more types of reducing solids or gases. Furthermore, the fifth embodiment of the present invention, in addition to the fourth embodiment, adjusts the type and supply amount of reducing solids or gases so that the composition of the slag generated in the melting step has a total iron concentration (% T.Fe) of 20 mass% or less.

<第3工程>
誘導溶解炉での還元鉄溶解により生成するスラグの温度低下を抑制するため、炉上に加熱源を設置してスラグに熱供給する第3工程を有することが好ましい。加熱源としては、バーナー加熱、電極を用いた通電加熱、スラグ中に導電体を浸漬しての誘導加熱など、スラグを直接加熱可能な手段であればこれらに限らず、複数の手段を併用しても良い。バーナー加熱は、重油等の液体燃料、CO、H、炭化水素等の気体燃料のいずれでも良く、組み合わせでも構わない。スラグ中に浸漬する導電体は誘導電流により発熱する物であれば何でもよいが、コストを考えると鉄棒、炭素棒などをスラグ中に浸漬した状態で保持するか、生成スラグの密度と同等の嵩密度になる様に作製した還元鉄の粒を上添加し、スラグ中に滞留させることでもよい
<Third step>
In order to suppress a drop in the temperature of the slag produced by melting the reduced iron in the induction melting furnace, it is preferable to have a third step of installing a heating source on the furnace to supply heat to the slag. The heating source is not limited to burner heating, current heating using electrodes, induction heating by immersing a conductor in the slag, or other means capable of directly heating the slag, and a combination of multiple means may be used. The burner heating may be any liquid fuel such as heavy oil, or a gaseous fuel such as CO, H2 , or hydrocarbons, or a combination may be used. The conductor immersed in the slag may be any material that generates heat by induced current, but from the perspective of cost, an iron rod, a carbon rod, or the like may be immersed in the slag and held therein, or reduced iron particles prepared to have a bulk density equivalent to that of the produced slag may be added on top and allowed to remain in the slag.

<第六実施形態>
原料である直接還元鉄は、不純物としてりんを含む場合があり、溶融鉄からりんを除去することが好ましい。また、溶融鉄に所望の成分を添加することが好ましい場合がある。本発明の第六実施形態は、このような要望から開発されたものである。
Sixth Embodiment
Direct reduced iron, which is a raw material, may contain phosphorus as an impurity, and it is preferable to remove phosphorus from the molten iron. Also, it may be preferable to add desired components to the molten iron. The sixth embodiment of the present invention has been developed in response to such demands.

脱りん反応は下記(A)式で表されるように酸素源およびCaO源が必要となる。
2[P]+5/2・O(g)+3CaO(s)=3CaO・P(s) ・・・(A)
ここで、[P]は溶融鉄中のりんを示す。たとえば、不純物としてのりんを溶融鉄から除去する方法として、溶解ステップで得られた溶融鉄、または、排滓ステップでスラグを排出したのちの溶融鉄に酸素源とCaO源とを供給することができる。
The dephosphorization reaction requires an oxygen source and a CaO source, as represented by the following formula (A).
2 [P] + 5/2・O 2 (g) + 3CaO (s) = 3CaO・P 2 O 5 (s) ... (A)
Here, [P] represents phosphorus in the molten iron. For example, as a method for removing phosphorus as an impurity from the molten iron, an oxygen source and a CaO source can be supplied to the molten iron obtained in the melting step or to the molten iron after the slag is discharged in the slag removal step.

脱りん処理の酸素源には一般的に純酸素ガスが用いられる。しかしながら、脱りん反応は発熱反応であるため低温で脱りん処理を行うことが有利であることを考慮すると、処理に問題ない範囲で溶融鉄温度を下げることが有利であると結論に至った。 Pure oxygen gas is generally used as the oxygen source for dephosphorization. However, since the dephosphorization reaction is an exothermic reaction, it is advantageous to carry out the dephosphorization process at a low temperature. Considering this, it was concluded that it would be advantageous to lower the molten iron temperature within a range that does not affect the process.

検討の結果、酸素源として空気あるいは鉄鉱石やミルスケール等の酸化鉄源を供給することで、溶融鉄を冷却しつつ十分に脱りんが可能であることを見出した。空気の利用については、空気に含まれる窒素ガスの顕熱として抜熱が進行することによって純酸素ガスに対する冷却効果が得られる。また、酸化鉄源の利用については、酸化鉄源が還元されて金属Feとなる、あるいは酸化鉄の形で溶融スラグを形成する際に吸熱することによって純酸素ガスに対する冷却効果が得られる。As a result of the investigation, it was found that sufficient dephosphorization is possible while cooling the molten iron by supplying air or an iron oxide source such as iron ore or mill scale as the oxygen source. When air is used, a cooling effect on the pure oxygen gas is obtained by the heat removal proceeding as the sensible heat of the nitrogen gas contained in the air. In addition, when an iron oxide source is used, a cooling effect on the pure oxygen gas is obtained by the heat absorption when the iron oxide source is reduced to metallic Fe or forms molten slag in the form of iron oxide.

次に、石灰石に含まれる炭酸カルシウムはCaOとCOに分解する際に吸熱するため、CaO源として石灰石を使用することで、溶融鉄を冷却することが可能となる。同様の冷却効果は、生ドロマイト等の炭酸塩を供給することによって得られるが、副原料中のCaO割合が低くなると、添加する副原料の量が多くなり、スラグ生成量が増大したり、添加に要する時間が長くなるなどの操業上の課題が生じるため、求める冷却効果と安定した操業を考慮して添加する副原料の種類と量を調整することが好ましい。 Next, since calcium carbonate contained in limestone absorbs heat when it decomposes into CaO and CO2 , it is possible to cool the molten iron by using limestone as a CaO source. A similar cooling effect can be obtained by supplying carbonates such as raw dolomite, but if the CaO ratio in the auxiliary raw materials is low, the amount of auxiliary raw materials to be added increases, which leads to operational problems such as an increase in the amount of slag generated and a longer time required for addition, so it is preferable to adjust the type and amount of auxiliary raw materials to be added in consideration of the desired cooling effect and stable operation.

脱りん処理を行う容器のフリーボード(溶融鉄上面位置から容器上端位置までの高さ)や上吹きランスのノズルの形状によりスピッティングの発生挙動は異なるので、脱りん処理の操業状況に応じて純酸素ないしは空気の供給速度やランス高さを調整することが好ましい。また、溶融鉄に攪拌を付与するため、不活性ガスを吹き込むと良い。不活性ガスはポーラスプラグやインジェクションランスを設置して吹き込むと良い。スラグ塩基度は1.5~4.0の範囲であることが好ましく、排滓ステップで持ち越すSiOを多く含むスラグ量と、添加するCaO源の種類と量で調整を行う。必要に応じて珪石やフェロシリコンなどのSiO源や、生石灰などのCaO源を添加してもよい。 The occurrence of spitting varies depending on the freeboard (height from the top surface of the molten iron to the top end of the vessel) of the vessel where the dephosphorization treatment is performed and the shape of the nozzle of the top blowing lance, so it is preferable to adjust the supply rate of pure oxygen or air and the lance height according to the operating conditions of the dephosphorization treatment. In addition, in order to provide agitation to the molten iron, it is preferable to blow in an inert gas. The inert gas is preferably blown by installing a porous plug or an injection lance. The slag basicity is preferably in the range of 1.5 to 4.0, and is adjusted by the amount of slag containing a large amount of SiO 2 carried over in the slag removal step and the type and amount of CaO source added. If necessary, a SiO 2 source such as silica stone or ferrosilicon, or a CaO source such as quicklime may be added.

なお、スラグ塩基度が低いと脱りん処理でのりん除去量が小さくなる。スラグ塩基度が高いと溶融鉄温度が低下した際にスラグの一部が凝固し耐火物に付着するため、脱りん処理後スラグの除去が困難となり、次回の処理時に溶融鉄を装入した際に異常反応が生じる、残留スラグが生成スラグに混入して成分外れの原因となるなどの問題が生じ得る。また、このような空気を用いた脱りん処理では高温の排ガスが多量に発生するため、ボイラー等を用いて排熱回収してもよい。 If the slag basicity is low, the amount of phosphorus removed during the dephosphorization process will be small. If the slag basicity is high, some of the slag will solidify and adhere to the refractory material when the molten iron temperature drops, making it difficult to remove the slag after dephosphorization. This can lead to problems such as abnormal reactions when molten iron is charged in the next process, or residual slag being mixed into the generated slag and causing components to become mismatched. In addition, since such dephosphorization processes using air generate large amounts of high-temperature exhaust gas, the exhaust heat can be recovered using a boiler or the like.

さらに、上記実施形態で得られた溶融鉄は、そのまま次工程で必要な成分となる様に精錬を行って溶鋼としてもよい。一度型枠内で凝固させて固体鉄を製造し、需要地へ輸送した後に再溶解してから精錬を行って溶鋼としても良い。前者であれば、凝固・再溶解の工程を必要としないため、エネルギー的に優位であるが、還元鉄製造プラント、誘導溶解炉、精錬設備を連続的に配置する必要があり、既存の製鉄所に設置する場合は場所の制約が生じる。あるいは、全て新設するのであれば、莫大な費用を要することに加え、既存の設備の活用が出来なくなる。後者であれば、還元鉄製造プラント、誘導溶解炉および凝固設備と、再溶解設備および精錬設備を分離することが可能となり、例えば、還元鉄製造~凝固までを鉄鉱石の産出国で行い、凝固鉄を需要地へ輸送し、再溶解・精錬を行うことが可能である。この場合、既存の精錬設備が活用できることに加え、鉄鉱石に含まれる脈石分の重量を減じた状態の凝固鉄を輸送することになるので、輸送コストの低減にも繋がる。どちらのプロセス構成を選択するかは、事業所の位置や所有する設備などを考慮して適切に選択すればよい。 Furthermore, the molten iron obtained in the above embodiment may be refined as it is to obtain the necessary components in the next process to produce molten steel. It may also be solidified once in a mold to produce solid iron, which is then transported to the demand area and remelted and refined to produce molten steel. The former is advantageous in terms of energy because it does not require the solidification and remelting processes, but it is necessary to continuously install the reduced iron production plant, induction melting furnace, and refining equipment, and there are space restrictions when installing it at an existing steelworks. Alternatively, if all of the equipment is newly installed, it will require huge costs and will not be possible to utilize existing equipment. In the latter case, it is possible to separate the reduced iron production plant, induction melting furnace, and solidification equipment from the remelting equipment and refining equipment, and for example, it is possible to perform the production and solidification of reduced iron in the country where the iron ore is produced, transport the solidified iron to the demand area, and remelt and refine it. In this case, in addition to being able to utilize existing refining equipment, the solidified iron is transported in a state in which the weight of the gangue contained in the iron ore is reduced, which also leads to a reduction in transportation costs. The process configuration to be selected can be appropriately selected taking into consideration the location of the business establishment, the facilities owned, etc.

本発明の第六実施形態は、以上のような検討から得られたものであり、第一~第五のいずれかの実施形態に加え、溶解ステップで得た溶融鉄を精錬する精錬ステップを更に備えるものである。該精錬ステップは、排滓ステップの後に実施することが好ましい。The sixth embodiment of the present invention was obtained from the above-mentioned considerations, and in addition to any one of the first to fifth embodiments, further includes a refining step of refining the molten iron obtained in the melting step. The refining step is preferably performed after the slag removal step.

<第七実施形態>
本発明の第七実施形態は、上記第一~第六のいずれかの実施形態にかかる直接還元鉄の溶解方法で得られた溶融鉄を凝固させて固体鉄とするものである。その固体鉄の全鉄濃度T.Feが93質量%以上であり、酸化物成分の合計が3質量%以下であることが好ましい。また、固体鉄は凝固させる鋳型の形状や大きさに制限はないが、その後の荷役・梱包・運搬・使用設備への供給などを考えると10~100mmの範囲の粒径の粒状に凝固させることが好ましい。
Seventh Embodiment
In a seventh embodiment of the present invention, molten iron obtained by the method for melting direct reduced iron according to any one of the first to sixth embodiments is solidified to obtain solid iron. The total iron concentration T.Fe of the solid iron is preferably 93 mass% or more, and the total of oxide components is preferably 3 mass% or less. Although there is no limitation on the shape or size of the mold in which the solid iron is solidified, it is preferable to solidify the solid iron into granules having a particle size in the range of 10 to 100 mm, taking into consideration the subsequent loading, packing, transportation, and supply to the facility where the solid iron is used.

<第八実施形態>
本発明の第八実施形態は、副生物としてのスラグを土木建築用資材として活用するものである。すなわち、上記第一実施形態の排滓ステップによって排出されたスラグを冷却固化し土木建築用資材原料とする冷却固化ステップをさらに備えるものである。冷却固化したスラグは、上記塩基度範囲にあるとともに、冷却方法によって様々な粒度分布を取り、必要に応じて追加の破砕・分級等の粒度調整処理を行うことで、その特性を利用した資材として利用が可能である。例えば、排出されたスラグを水砕すると、微細なガラス状となり、比表面積が0.35m/g以上0.50m/g未満であることから、セメント原料(結合材)として利用可能である。また、大気中で徐冷し、使用用途に応じた粒度調整を行うことで、路盤材やコンクリート骨材として利用可能である。このように、冷却固化の方法については、排出されたスラグの利用目的に応じて事業者が適切に選定すれば良い。
Eighth Embodiment
The eighth embodiment of the present invention utilizes the slag as a by-product as a civil engineering and construction material. That is, the method further includes a cooling and solidifying step in which the slag discharged by the slag discharge step of the first embodiment is cooled and solidified to be used as a civil engineering and construction material raw material. The cooled and solidified slag has the above-mentioned basicity range, and can have various particle size distributions depending on the cooling method. If necessary, the slag can be used as a material that utilizes its characteristics by performing additional particle size adjustment processing such as crushing and classification. For example, if the discharged slag is water-granulated, it becomes fine glass-like and has a specific surface area of 0.35 m 2 /g or more and less than 0.50 m 2 /g, so that it can be used as a cement raw material (binding material). In addition, it can be used as a roadbed material or concrete aggregate by slowly cooling in the air and adjusting the particle size according to the intended use. In this way, the operator can appropriately select the cooling and solidifying method according to the intended use of the discharged slag.

<第九実施形態>
本発明の第九実施形態は、上記第一~第八実施形態に適用して好適な直接還元鉄の溶解システムとして構成されるものである。この実施形態は、鉄鉱石または鉄鉱石および原料成分調整の混合物を加熱下で還元材と接触させて直接還元鉄を得る直接還元炉と、前記直接還元鉄を溶解して溶融鉄を得る誘導溶解炉と、前記誘導溶解炉で生成したスラグを前記溶解炉の炉外に排出する排滓機構と、を備える。直接還元炉としては、シャフト炉方式、流動層方式、回転炉床炉方式などを用いることができる。その多くが連続的に原料を供給し、連続的に還元鉄が製造される方式である。一方で、誘導溶解炉はバッチ式の処理であるため、還元鉄製造プラント1基に対して複数の誘導溶解炉を組み合わせた設備とすることで、1つの誘導溶解炉で還元鉄を溶解している間に、その他の誘導溶解炉へ還元鉄を供給することが可能となり、処理の待ち時間を低減することが可能である。したがって、直接還元炉1基に対し、誘導溶解炉を2基以上備えることが好ましい。排滓機構としては、誘導溶解炉の上部からオーバーフローさせて排滓できる排滓口を設けたり、炉体の傾動機構を設けたり、スラグを掻き出すスラグドラッカーを設置することができる。
Ninth embodiment
The ninth embodiment of the present invention is configured as a direct reduced iron melting system suitable for application to the first to eighth embodiments. This embodiment includes a direct reduction furnace for contacting iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster with a reducing material under heating to obtain direct reduced iron, an induction melting furnace for melting the direct reduced iron to obtain molten iron, and a slag discharge mechanism for discharging slag generated in the induction melting furnace to the outside of the melting furnace. As the direct reduction furnace, a shaft furnace type, a fluidized bed type, a rotary hearth furnace type, or the like can be used. Most of them are types in which raw materials are continuously supplied and reduced iron is continuously produced. On the other hand, since the induction melting furnace is a batch type process, by combining multiple induction melting furnaces with one reduced iron production plant, it is possible to supply reduced iron to the other induction melting furnaces while melting reduced iron in one induction melting furnace, and it is possible to reduce the waiting time for processing. Therefore, it is preferable to provide two or more induction melting furnaces for one direct reduction furnace. The slag removal mechanism may include a slag removal port that allows the slag to overflow from the top of the induction melting furnace, a mechanism for tilting the furnace body, or a slag dredger that scrapes out the slag.

前記誘導溶解炉で溶解される直接還元鉄は、前記直接還元ステップ終了後の温度から大気温度までの範囲の温度で誘導溶解炉に装入されるように、直接還元炉と誘導溶解炉とを近接して配置することが好ましい。直接還元鉄は温度降下を抑制して誘導溶解炉まで搬送されることが好ましい。It is preferable to arrange the direct reduction furnace and the induction melting furnace in close proximity so that the direct reduced iron melted in the induction melting furnace is charged into the induction melting furnace at a temperature ranging from the temperature after the completion of the direct reduction step to atmospheric temperature. It is preferable that the direct reduced iron is transported to the induction melting furnace while suppressing a drop in temperature.

誘導溶解炉内の溶融鉄に気体を吹き込む機構としては、炉底や炉壁にガス供給ノズルを設けることができる。浸漬ランスから気体を吹き込んでもよい。スラグ成分調整の添加のために、誘導溶解炉の上部にホッパーを設けることができる。また、スラグの加熱のために上記第3工程で説明した熱源を設置することができる。 A gas supply nozzle can be provided at the bottom or wall of the furnace to blow gas into the molten iron in the induction melting furnace. Gas can also be blown in from an immersion lance. A hopper can be provided at the top of the induction melting furnace to add a slag component adjuster . Also, a heat source as described in the third step above can be installed to heat the slag.

(実施例1)
5トン/hr規模の生産量の回転炉床炉に、表3に示す組成の鉄鉱石、成分調整剤として生石灰、および還元材として炭材粉の混合物を装入した。そして、処理温度が1000℃±20℃、酸素分圧PO2がlogPO2で-14~-15の範囲となるように加熱バーナーに供給する燃料ガスと酸素の量とその比率を制御して還元処理を実施して、直接還元鉄を生成した。生石灰の添加量は、塩基度(質量基準の(%CaO)/(%SiO)比)が1程度となる様に決定した。この設備(回転炉床炉)では、装入から排出までの時間が90分となるように操業条件を設定し、装入した試料が45分時点で存在する場所の温度測定とガス組成分析を行った。
Example 1
A mixture of iron ore with the composition shown in Table 3, quicklime as a component modifier, and carbonaceous powder as a reducing agent was charged into a rotary hearth furnace with a production capacity of 5 tons/hr. Reduction treatment was carried out by controlling the amounts and ratios of fuel gas and oxygen supplied to the heating burner so that the treatment temperature was 1000°C ± 20°C and the oxygen partial pressure P O2 was in the range of -14 to -15 in log P O2 , to produce directly reduced iron. The amount of quicklime added was determined so that the basicity ((%CaO)/(%SiO 2 ) ratio by mass) was about 1. In this facility (rotary hearth furnace), the operating conditions were set so that the time from charging to discharging was 90 minutes, and the temperature and gas composition were measured at the location where the charged sample was present at 45 minutes.

Figure 0007636731000003
Figure 0007636731000003

採取したガス中の一酸化炭素(CO)および二酸化炭素(CO)の濃度を赤外線ガス分析装置により測定し、各濃度(分圧)の比であるCO/CO比の測定値から酸素分圧PO2を以下の式より算出した。
2CO(g)=2CO(g)+O(g) ・・・(B)
ΔG=134300-40.74×T(cal/mol) ・・・(3)
K=exp(-ΔG/RT)=(PCO/PCO2・PO2 ・・・(4)
ここで、Tは反応温度(K)であり、Kは(B)式の化学反応の平衡定数、Rは気体定数(cal/(K・mol))、PCO、PCO2はガス組成分析におけるCO、COの分圧である。
The concentrations of carbon monoxide (CO) and carbon dioxide ( CO2 ) in the collected gas were measured using an infrared gas analyzer, and the oxygen partial pressure P O2 was calculated from the measured CO/ CO2 ratio, which is the ratio of each concentration (partial pressure), using the following formula.
2CO 2 (g) = 2CO (g) + O 2 (g) ... (B)
ΔG =134300-40.74×T (cal/mol) ...(3)
K=exp(-ΔG /RT)=(P CO /P CO2 ) 2・P O2 ...(4)
Here, T is the reaction temperature (K), K is the equilibrium constant of the chemical reaction of equation (B), R is the gas constant (cal/(K·mol)), and P CO and P CO2 are the partial pressures of CO and CO2 in the gas composition analysis.

この処理により得られた直接還元鉄を25℃程度まで冷却した後分析した結果、表2に示す還元鉄C相当の組成であった。The direct reduced iron obtained by this process was cooled to approximately 25°C and then analyzed, and it was found to have a composition equivalent to that of reduced iron C shown in Table 2.

内径0.9m、炉底から出湯樋の下端までの高さが1.8mの誘導溶解炉を用いて種湯0.5tを溶解した炉内に、上記の通りで作製し、室温まで冷却された還元鉄を炉体から溢れないように添加し、溶解が進行して炉内の積層高さが下がったのを確認した後、上部に設けたホッパーから上添加することを、還元鉄の合計添加量が5.0tとなるまで繰り返した。炉底には、PCD(Pitch Circle Diameter,ピッチ円直径)が0.3mおよび0.6mの位置にそれぞれ等間隔に6か所ずつの底吹きノズルが設けられており、ガスヘッダーを経由して、任意の組み合わせのノズルに対してそれぞれ同流量のガス供給が可能な構成となっている。副原料の供給可能なホッパーを炉上に有し、処理の任意のタイミングで、10kg単位での切り出しが可能である。炉内の溶融鉄の温度を適宜測定し、1600±20℃となる様に誘導溶解炉の出力ないしは還元鉄、副原料の供給速度を調整した。 0.5t of seed molten iron was melted in an induction melting furnace with an inner diameter of 0.9m and a height from the bottom of the furnace to the bottom of the tapping trough of 1.8m. The reduced iron prepared as described above and cooled to room temperature was added to the furnace without overflowing from the furnace body. After it was confirmed that the melting progressed and the stack height in the furnace had decreased, the reduced iron was added from the top from a hopper installed at the top. This was repeated until the total amount of reduced iron added reached 5.0t. At the bottom of the furnace, six bottom blowing nozzles were installed at equal intervals at positions with PCD (Pitch Circle Diameter) of 0.3m and 0.6m, and the configuration allows the same flow rate of gas to be supplied to any combination of nozzles via a gas header. A hopper capable of supplying auxiliary materials is provided on the furnace, and cutting out in 10kg units is possible at any time during processing. The temperature of the molten iron in the furnace was appropriately measured, and the output of the induction melting furnace or the supply rate of the reduced iron and auxiliary materials was adjusted so that the temperature was 1600±20°C.

ノズルからの供給ガス流量ないしは添加する副原料の種類・量を変更した溶解処理を実施した。副原料に使用した生石灰は、石灰石を高温焙焼してCOを除去した物を用い、CaO濃度はほぼ100質量%である。珪石は砕石場で採取された物を粉砕処理した物であり、SiO濃度は約98質量%で、わずかなAlおよびMgOを含む。ボーキサイトはAl製錬の原料として輸入された鉱石を粉砕処理した物で、Al濃度は約50質量%で、残りの不純物として結晶水、SiO、TiOなどを含む。処理後には炉体を傾動し、炉内の溶融鉄を完全に排出し、出湯重量を秤量した。また、スラグを採取して53μm以下まで粉砕し、化学分析に供した。得られた値を処理条件と共に表4-1および表4-2に示す。ここで、比較として炉底からのガス供給を行わない条件でも処理を行った。 The melting process was carried out by changing the gas flow rate from the nozzle or the type and amount of the auxiliary raw material added. The quicklime used as the auxiliary raw material was made by roasting limestone at high temperature to remove CO2 , and the CaO concentration was almost 100 mass%. The silica stone was obtained by crushing material collected at a quarry, and the SiO2 concentration was about 98 mass%, and it contained small amounts of Al2O3 and MgO. The bauxite was obtained by crushing ore imported as a raw material for aluminum smelting, and the Al2O3 concentration was about 50 mass%, and the remaining impurities included water of crystallization, SiO2 , TiO2 , etc. After the process, the furnace body was tilted, the molten iron in the furnace was completely discharged, and the weight of the discharged molten iron was weighed. In addition, the slag was collected and crushed to 53 μm or less, and subjected to chemical analysis. The obtained values are shown in Tables 4-1 and 4-2 together with the process conditions. Here, for comparison, the process was also carried out under conditions where no gas was supplied from the bottom of the furnace.

Figure 0007636731000004
Figure 0007636731000004

Figure 0007636731000005
Figure 0007636731000005

表4-2におけるスラグ流動性の判定は、炉上に設けた覗き窓から観察した炉内のスラグ表面が、全体的に赤熱しており、常に高温のスラグが循環している状態を〇、少なくとも一部が黒くなった固体状態となっているが、固体状態のスラグが、表面を常に移動している状態を△、全体的に黒くなっており、ひび割れた部分が赤熱している程度でスラグが停滞している状態を×とした。ここで、スラグ流動性が〇の条件においては、5.0tの還元鉄を添加し始めてから、完全に溶解して出湯のための傾動を開始するまでが90分以内であったのに対し、スラグ流動性が△の条件においては90分より長い時間を要した。この差異は、スラグの一部が固体となっており、排滓ステップにおいて出湯口へのスラグ移動に時間を要したためである。スラグ流動性が×の条件においては、還元鉄および副原料を追装しても、凝固したスラグ表面上に堆積し、溶融鉄の内部に侵入することが無く、初期から装入していた還元鉄しか溶解することが出来なかった。In Table 4-2, the slag fluidity was judged as follows: ◯: the surface of the slag in the furnace was red hot overall, and high-temperature slag was constantly circulating, △: at least a portion of the slag was blackened and solid, but the solid slag was constantly moving across the surface, and ×: the slag was black overall, and only cracked areas were red hot, and the slag was stagnant. Here, under the condition of ◯ for slag fluidity, it took less than 90 minutes from the start of adding 5.0 t of reduced iron until it completely melted and tilting for pouring began, whereas under the condition of △ for slag fluidity, it took longer than 90 minutes. This difference was due to the fact that part of the slag was solid, and it took time for the slag to move to the tapping port in the slag removal step. Under the condition of × for slag fluidity, even if reduced iron and auxiliary materials were added, they accumulated on the solidified slag surface and did not penetrate into the molten iron, and only the reduced iron that had been charged from the beginning could be melted.

処理No.1~19はスラグ流動性の評価が○または△であったのに対し、処理No.20はスラグ流動性の評価が×であった。処理No.20では炉底からのガス供給を行わなかったため、溶融鉄からのスラグへの熱供給が十分なされずスラグが凝固したと考えられる。処理No.1~19は、いずれもガス供給を行ったため、スラグ組成に依らずスラグ流動性を保持しており、排滓をすることが可能であった。ただし、表4-1および表4-2から明らかな様に、上記(1)式および(2)式を満足し、スラグの塩基度C/Sが0.5以上2.0以下の範囲内にあり、CaO-SiO-Alの三元系に換算したスラグ中のAl濃度が10質量%以上25質量%以下の範囲にあるときに、特にスラグ流動性が良好であった。 The slag fluidity of the treatments No. 1 to 19 was evaluated as ○ or △, whereas the slag fluidity of the treatment No. 20 was evaluated as ×. In the treatment No. 20, gas was not supplied from the bottom of the furnace, so it is considered that the heat supply from the molten iron to the slag was insufficient and the slag solidified. In the treatments No. 1 to 19, gas was supplied, so the slag fluidity was maintained regardless of the slag composition, and it was possible to remove the slag. However, as is clear from Tables 4-1 and 4-2, the slag fluidity was particularly good when the above formulas (1) and (2) were satisfied, the slag basicity C/S was in the range of 0.5 to 2.0, and the Al 2 O 3 concentration in the slag converted to a ternary system of CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 was in the range of 10 mass% to 25 mass%.

処理No.13~15は、炉底からのガス供給量が大きすぎたため、上述の吹き抜け現象が生じ、溶融鉄の飛散が顕著であった。結果、出湯されたメタル量も他の発明例に比べて低位であった。処理No.16は生石灰を過剰に添加した結果、スラグ塩基度C/Sが2.0を超え、スラグの融点が上昇して流動性が低下し、排滓時間が長くなった。処理No.17は珪石を過剰に添加した結果、スラグ塩基度C/Sが0.5未満となり、スラグの粘度が上昇して流動性が低下し、排滓時間が長くなった。処理No.18はボーキサイトを過剰に添加した結果、CaO-SiO-Al三元系換算のAl濃度が25質量%を超え、スラグの融点が上昇して流動性が低下し、排滓時間が長くなった。処理No.19は生石灰と珪石を過剰に添加した結果、CaO-SiO-Al三元系換算のAl濃度が5質量%未満まで希釈され、スラグの融点が上昇して流動性が低下し、排滓時間が長くなった。 In the cases of Nos. 13 to 15, the amount of gas supplied from the bottom of the furnace was too large, which caused the above-mentioned blow-through phenomenon and significant scattering of molten iron. As a result, the amount of metal tapped was also lower than in the other invention examples. In the case of No. 16, an excess of quicklime was added, which resulted in a slag basicity C/S of over 2.0, an increase in the melting point of the slag, a decrease in fluidity, and a longer slag draining time. In the case of No. 17, an excess of silica was added, which resulted in a slag basicity C/S of less than 0.5, an increase in the viscosity of the slag, a decrease in fluidity, and a longer slag draining time. In the case of No. 18, an excess of bauxite was added, which resulted in an Al 2 O 3 concentration calculated as a CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 ternary system of over 25 mass%, an increase in the melting point of the slag, a decrease in fluidity, and a longer slag draining time. In No. 19, as a result of adding excessive quicklime and silica stone, the Al 2 O 3 concentration calculated as a CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 ternary system was diluted to less than 5 mass%, the melting point of the slag increased, the fluidity decreased, and the slag removal time became longer.

副原料は生石灰、珪石、ボーキサイトに限るものではなく、上述したその他の物質によってスラグ組成を制御しても問題ないことを確認した。副原料の添加時期は、溶解開始から溶解完了までの間に、段階的に添加することがよりよいことがわかった。これは、溶解開始直後に多量の副原料を添加すると、還元鉄同士、あるいは還元鉄と種湯の接触を阻害し、誘導加熱の効率悪化による溶解時間の増大が見られたことによる。またこの時、溶解完了後には既にスラグが生成しており、組成によってはスラグが凝固してしまい、副原料を添加しても凝固したスラグの上に載った状態となり、スラグの低融点化に寄与しないという問題も見られた。 It was confirmed that auxiliary materials are not limited to quicklime, silica, and bauxite, and that there is no problem with controlling the slag composition with the other substances mentioned above. It was found that it is better to add auxiliary materials in stages, from the start of melting to the completion of melting. This is because adding a large amount of auxiliary materials immediately after the start of melting inhibits contact between the reduced iron particles, or between the reduced iron and the seed molten metal, and increases the melting time due to a decrease in the efficiency of induction heating. In addition, slag has already been generated after melting is complete, and depending on the composition, the slag may solidify, and even if auxiliary materials are added, they may end up sitting on top of the solidified slag, which does not contribute to lowering the melting point of the slag.

種湯が無くても還元鉄の溶解が進行するが、種湯がある場合、誘導加熱された種湯から固体の還元鉄への熱供給がなされる結果、還元鉄溶解に要する時間が短縮されるため、種湯がある方が好ましい。投入する還元鉄に対して5質量%程度以上の種湯があると特に有効である一方で、種湯が多くなると誘導溶解炉の容積に対して占める割合が増加し、溶解可能な還元鉄の量が低下してしまうため、種湯の割合は投入する還元鉄に対して70質量%以下とすることが好ましい。また、種湯は嵩密度の大きいスクラップや大塊地金を新たに溶解する他、前回の溶解処理で溶解した溶融鉄の一部を炉内に残しておくことでもよい。 Although the melting of reduced iron will proceed even without seed water, the presence of seed water is preferable because the time required to melt the reduced iron is shortened as a result of heat being supplied from the induction-heated seed water to the solid reduced iron. It is particularly effective to have seed water of about 5% by mass or more relative to the reduced iron input, but as the amount of seed water increases, its proportion relative to the volume of the induction melting furnace increases and the amount of meltable reduced iron decreases, so it is preferable to set the proportion of seed water to 70% by mass or less relative to the reduced iron input. In addition, the seed water can be used to newly melt scrap or large lump bullion with high bulk density, or it can be used to leave some of the molten iron melted in the previous melting process in the furnace.

なお、ノズルの位置や組み合わせを変えた処理を行ったが、位置や組み合わせに依らず、ノズル1個当たりに供給するガス量が上記(2)式を満たす場合にはスラグの流動性が確保され、かつ溶融鉄の飛散が小さかったのに対し、(2)式を満たさない場合には、溶融鉄の飛散が増加し、メタル歩留まりが低下した。 In addition, the process was performed by changing the nozzle position and combination. Regardless of the position or combination, when the amount of gas supplied per nozzle satisfied the above formula (2), the fluidity of the slag was ensured and the scattering of molten iron was small. However, when formula (2) was not satisfied, the scattering of molten iron increased and the metal yield decreased.

また、ノズルの位置は、炉底でなく炉の側面でも問題ないことを確認した。ただし、炉の側面に設けたノズルから炉底までの距離hが大きい、すなわちHが小さいと(2)式を満たすガス供給速度が低下し、溶融鉄の熱をスラグに有効に伝達することが困難となるため、ノズルの位置は極力炉底または炉底付近とすることが好ましい。 It was also confirmed that there is no problem with positioning the nozzle on the side of the furnace instead of the bottom. However, if the distance h from the nozzle on the side of the furnace to the bottom is large, i.e., if H is small, the gas supply rate that satisfies equation (2) decreases, making it difficult to effectively transfer the heat of the molten iron to the slag, so it is preferable to position the nozzle at or near the bottom of the furnace as much as possible.

(実施例2)
実施例1と同じ方法で製作した直接還元鉄と同じ誘導炉を用い、生成スラグに含まれるFeO分を還元する処理を実施した。ガス還元材として、CO、HおよびCHを底吹きノズルから供給し、ガス還元材の供給時間は90分で一定とした。また、固体還元材として固体C、金属Alおよび金属Siを生成スラグに対して上添加する処理をそれぞれ実施した。ここで、金属Alおよび金属Siで還元した場合、生成スラグの塩基度およびAl濃度が変化するため、生石灰ないしは珪石を副原料として添加して、スラグ塩基度およびAl濃度を調整した。処理後には炉体を傾動し、炉内の溶融鉄を完全に排出し、出湯重量を秤量した。また、スラグを採取して53μm以下まで粉砕し、化学分析に供した。得られた値を処理条件と共に表5-1および表5-2に示す。
Example 2
The same induction furnace as that for the direct reduced iron produced in the same manner as in Example 1 was used to carry out a process for reducing the FeO content contained in the produced slag. CO, H2 and CH4 were supplied from the bottom nozzle as gas reducing agents, and the supply time of the gas reducing agents was constant at 90 minutes. In addition, solid C, metal Al and metal Si were added from above as solid reducing agents to the produced slag. Here, when reduction was performed with metal Al and metal Si, the basicity and Al2O3 concentration of the produced slag changed, so quicklime or silica stone was added as an auxiliary material to adjust the slag basicity and Al2O3 concentration . After the process, the furnace body was tilted, the molten iron in the furnace was completely discharged, and the weight of the discharged slag was weighed. In addition, the slag was sampled and crushed to 53 μm or less for chemical analysis. The obtained values are shown in Tables 5-1 and 5-2 together with the process conditions.

Figure 0007636731000006
Figure 0007636731000006

Figure 0007636731000007
Figure 0007636731000007

処理No.21~27の還元性ガスを供給した条件において、実施例1の処理No.4と比較してメタル出湯量が増えており、スラグ中T.Fe濃度が低下していることが分かる。すなわち、ガス還元材が生成スラグ中FeOの還元に有効に寄与していることが明らかとなった。また、処理No.23~27を比較すると、供給する還元性ガス(CH)の供給量を増加することで、スラグ中T.Feが低減し、メタル出湯量が増加していることが分かる。 It can be seen that under the conditions of supplying reducing gas in Process Nos. 21 to 27, the amount of metal tapped was increased and the T.Fe concentration in the slag was decreased compared to Process No. 4 in Example 1. In other words, it was revealed that the gas reducing agent effectively contributed to the reduction of FeO in the generated slag. In addition, when comparing Process Nos. 23 to 27, it can be seen that by increasing the amount of the reducing gas (CH 4 ) supplied, the T.Fe in the slag was reduced and the amount of metal tapped was increased.

次に、処理No.28~30の固体還元材を添加した条件においても、実施例1の処理No.4と比較してメタル出湯量が増えており、スラグ中T.Fe濃度が低下していることが分かる。還元性ガスと同様に固体還元材が生成スラグ中FeOの還元に有効に寄与していることが明らかとなった。Next, even under the conditions where solid reducing agents were added in Process Nos. 28 to 30, the amount of metal tapped increased and the T.Fe concentration in the slag decreased compared to Process No. 4 in Example 1. It became clear that the solid reducing agent, like the reducing gas, effectively contributed to the reduction of FeO in the generated slag.

還元材の種類および組み合わせ、添加量、添加タイミングなどを変えて種々の評価を行ったが、いずれも還元材を添加しない条件に比べてメタル出湯量が増えており、スラグ中T.Fe濃度が低下していた。溶融鉄を製造するという本技術の目的に対し、還元材を供給して鉄歩留まりを改善させることでスラグ中のT.Fe濃度を20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下となる様に、スラグを還元することが好ましい。ただし、還元が進行するほど供給した還元材の利用効率は低下するので、還元鉄、副原料および還元材の組成と価格を考慮して処理方法を決定することが重要である。Various evaluations were performed by changing the type and combination of reducing materials, the amount added, and the timing of addition, but in all cases, the amount of metal discharged increased and the T.Fe concentration in the slag decreased compared to conditions where no reducing material was added. For the purpose of this technology to produce molten iron, it is preferable to reduce the slag so that the T.Fe concentration in the slag is 20 mass% or less, more preferably 10 mass% or less, and even more preferably 5 mass% or less by supplying reducing materials to improve the iron yield. However, the utilization efficiency of the supplied reducing materials decreases as the reduction proceeds, so it is important to decide the processing method taking into consideration the composition and price of the reduced iron, auxiliary materials, and reducing materials.

(実施例3)
実施例1に示す回転炉床炉で作製した高温の直接還元鉄を、誘導溶解炉に直接装入して溶解する処理を行った。回転炉床炉を出た際に約1000℃であった直接還元鉄を、実施例1、2と同様の誘導溶解炉に直接装入して溶解した。ここで、装入までの運搬において還元鉄の温度は降下し、装入直後の還元鉄温度は約900℃であった。高温状態の還元鉄に対しても問題なく誘導加熱することが可能であり、昇温に要する時間は、同等の組成の還元鉄、同等の処理条件に比べて30分以上短縮することが可能であった。ここで、加熱状態で直接装入した還元鉄溶解においても、上記で述べた気体の吹込み条件、スラグ組成を満たす場合にスラグの流動性が確保され、安定的に処理を行うことが可能であった。また、還元鉄製造時点で上記で述べたスラグ塩基度およびAl濃度の条件を満たしておけば、誘導溶解炉での溶解時点では(2)式を満たす条件でガス供給するのみで良く、副原料を添加する必要は無かった。
Example 3
The high-temperature direct reduced iron produced in the rotary hearth furnace shown in Example 1 was directly charged into an induction melting furnace and melted. The direct reduced iron, which was at about 1000°C when it left the rotary hearth furnace, was directly charged into an induction melting furnace similar to those in Examples 1 and 2 and melted. Here, the temperature of the reduced iron dropped during transportation until it was charged, and the temperature of the reduced iron immediately after charging was about 900°C. It was possible to induce heating of the reduced iron in a high-temperature state without any problems, and the time required for heating could be shortened by 30 minutes or more compared to the reduced iron of the same composition and the same treatment conditions. Here, even in the melting of the reduced iron directly charged in a heated state, the fluidity of the slag was ensured and stable treatment was possible when the above-mentioned gas injection conditions and slag composition were satisfied. In addition, if the above-mentioned conditions of slag basicity and Al2O3 concentration were satisfied at the time of producing the reduced iron, it was only necessary to supply gas under the conditions satisfying formula (2) at the time of melting in the induction melting furnace, and there was no need to add auxiliary materials.

(実施例4)
実施例1および2で得られた溶融鉄を、温度調整をした上で鍋型の容器に移し替えた。この時、還元鉄に含まれる脈石起因で誘導溶解炉溶解時に生成したスラグの内、約10kg/t-溶融鉄を一緒に鍋型容器に移し替え、残りは別のスラグ容器に移し替えた。鍋型の容器を脱りん処理設備へと移動し、供給する酸素源と石灰源の種類と量を変更して脱りん処理を行った。脱りん処理設備はガス上吹きランス、副原料切り出しホッパー、底吹きポーラスプラグを有する。ガス上吹きランスからは、約1Nm/(分・t-溶融鉄)の速度で純酸素ないしは空気を含むガスを供給可能である。副原料切り出しホッパーは3基あり、それぞれ鉄鉱石、生石灰(CaO)、炭酸カルシウム(CaCO)が充填されており、それぞれ約10kg/分の速度で供給が可能である。底吹きポーラスプラグからはガスを供給することが可能であり、本実施例では約0.1Nm/(分・t-溶融鉄)の速度で純Arガスを供給した。
Example 4
The molten iron obtained in Examples 1 and 2 was transferred to a ladle-shaped container after temperature adjustment. At this time, about 10 kg/t-molten iron out of the slag generated during induction melting furnace melting due to gangue contained in the reduced iron was transferred to the ladle-shaped container together with the slag, and the remainder was transferred to another slag container. The ladle-shaped container was moved to a dephosphorization treatment facility, and the type and amount of the oxygen source and lime source to be supplied were changed to perform dephosphorization treatment. The dephosphorization treatment facility has a gas top blowing lance, a secondary raw material cutting hopper, and a bottom blowing porous plug. The gas top blowing lance can supply gas containing pure oxygen or air at a rate of about 1 Nm 3 /(min.t-molten iron). There are three secondary raw material cutting hoppers, each filled with iron ore, quicklime (CaO), and calcium carbonate (CaCO 3 ), and each can supply at a rate of about 10 kg/min. Gas can be supplied from the bottom-blowing porous plug, and in this embodiment, pure Ar gas was supplied at a rate of about 0.1 Nm 3 /(min·t-molten iron).

脱りん処理前の溶融鉄温度が1590℃程度となる様に誘導溶解炉での溶解温度を調整した。ガス上吹きランスを下降する前および処理後にガス上吹きランスの上昇が完了したタイミングをそれぞれ脱りん処理前後とし、それぞれサブランスを用いて測温・サンプリングを実施した。サンプリングしたサンプルは切断・研磨を行い、発光分光分析法により、予め作成した検量線から溶融鉄中のC濃度[C]およびP濃度[P]を評価した。また、サブランス測温・サンプリングを行なったタイミグにおける溶湯の凝固温度を測定することが可能であり、脱りん処理後の溶融鉄の凝固温度Tを実測した。 The melting temperature in the induction melting furnace was adjusted so that the temperature of the molten iron before the dephosphorization treatment was about 1590°C. The timings before and after the dephosphorization treatment were defined as the timing before the top gas blowing lance was lowered and when the top gas blowing lance was lifted after the treatment, respectively, and temperature measurement and sampling were carried out using a sublance. The sampled samples were cut and polished, and the C concentration [C] and P concentration [P] in the molten iron were evaluated by optical emission spectroscopy from a calibration curve prepared in advance. It was also possible to measure the solidification temperature of the molten metal at the timing when the sublance temperature measurement and sampling were carried out, and the solidification temperature Tm of the molten iron after the dephosphorization treatment was actually measured.

ガス上吹きランスの下降開始を脱りん処理開始とし、上吹きランスが所定高さに到達後、酸素ガス源の供給および副原料の添加を開始した。所定量の酸素ガス源および副原料の供給が完了した後、上吹きランスが待機位置まで上昇完了した時点を脱りん処理終了とした。その間を処理時間t(分)とした。 The start of the dephosphorization process was determined as the start of the downward movement of the top gas lance, and the supply of the oxygen gas source and the addition of the auxiliary materials were started after the top gas lance reached a predetermined height. The end of the dephosphorization process was determined as the time when the top gas lance had risen to the standby position after the supply of the predetermined amount of the oxygen gas source and the auxiliary materials was completed. The time during which the dephosphorization process was performed was determined as the processing time tf (minutes).

脱りん処理後、鍋型容器を傾動し、スラグドラッガーにより溶融鉄上のスラグを除去した。除去したスラグの一部を採取し、化学分析を行った。その後、鍋をクレーンで吊り上げて傾動し、タンディッシュに溶融鉄を移し替え、タンディッシュから溶融鉄を流下し定盤に衝突させて粒滴となった溶融鉄を、冷却水槽に落下させて凝固させることで粒鉄を製造した。得られた粒鉄の粒径は0.1~30mmであった。粒度分布は、+0.1mm-1mm:17.2質量%、+1mm-10mm:31.3質量%、+10mm-20mm:38.8質量%、+20mm-30mm:12.7質量%であった。ここで、+N-Mとは、目開きNの篩上であって、目開きMの篩下であることを意味する。After the dephosphorization process, the ladle-shaped vessel was tilted, and the slag on the molten iron was removed using a slag dragger. A portion of the removed slag was sampled and subjected to chemical analysis. The ladle was then lifted and tilted using a crane, and the molten iron was transferred to a tundish. The molten iron was allowed to flow down from the tundish and collide with a surface plate, turning into droplets of molten iron. The molten iron was then dropped into a cooling water tank and solidified to produce granular iron. The particle size of the resulting granular iron was 0.1 to 30 mm. The particle size distribution was +0.1 mm-1 mm: 17.2 mass%, +1 mm-10 mm: 31.3 mass%, +10 mm-20 mm: 38.8 mass%, +20 mm-30 mm: 12.7 mass%. Here, +N-M means that the sieve is above the mesh size N and below the mesh size M.

脱りん処理後溶融鉄温度Tが脱りん処理前溶融鉄温度Tより低くなるように調整しながら、スラグ塩基度C/Sを1.5~4.0の範囲に調整し、脱りん処理後溶融鉄温度Tを該溶融鉄の凝固温度Tから20℃以上高くなるように調整した。その結果、脱りん処理前溶融鉄のP濃度[P]:0.12質量%程度が脱りん処理後溶融鉄のP濃度[P]:0.02~0.04質量%まで低下した。また、粒鉄の生産性を阻害することなく、固体鉄を製造できた。 The slag basicity C/S was adjusted to a range of 1.5 to 4.0 while adjusting the molten iron temperature after dephosphorization Tf to be lower than the molten iron temperature before dephosphorization Ti , and the molten iron temperature after dephosphorization Tf was adjusted to be 20°C or more higher than the solidification temperature Tm of the molten iron. As a result, the P concentration [P] i of the molten iron before dephosphorization: about 0.12 mass% was reduced to the P concentration [P] f of the molten iron after dephosphorization: 0.02 to 0.04 mass%. Furthermore, solid iron could be produced without impeding the productivity of granular iron.

上記で製造した粒鉄を含め、実施例1および実施例2の発明例で生成した溶融鉄を凝固させると、鋳型の寸法・形状によらず、全鉄量T.Feが93質量%以上であり、酸化物成分の合計が3質量%以下である固体鉄が得られることを確認した。鋳型の寸法・形状はその後の使用用途に応じて変更すれば良いが、荷役・梱包・運搬・使用設備への供給などを考えると10mm以上100mm以下の粒状に凝固させることが好ましい。It was confirmed that when the molten iron produced in the invention examples of Examples 1 and 2, including the nuggets produced above, is solidified, a solid iron having a total iron content (T.Fe) of 93% by mass or more and a total oxide content of 3% by mass or less is obtained, regardless of the size and shape of the mold. The size and shape of the mold can be changed depending on the subsequent use, but considering loading, packaging, transportation, and supply to the equipment to be used, it is preferable to solidify it into granules of 10 mm to 100 mm.

実施例1および実施例2の発明例で生成したスラグは排滓するために必要な流動性を有している。スラグの塩基度と同じC/Sが0.5~2.0の範囲にあり、CaO-SiO-Al三元系換算のAl濃度が10~25質量%の範囲にある。そして、溶融スラグを水砕処理をすることで微細なガラス状となり、0.35m/g以上0.50m/g未満となり、セメント原料として利用可能であることを確認した。また、溶融スラグ大気中で徐冷することにより、数百mm程度以下のスラグ塊が得られ、これを破砕・分級して適切に粒度調整することで、路盤材やコンクリート骨材として利用可能であることを確認した。 The slag produced in the invention examples of Example 1 and Example 2 has the fluidity required for slag removal. The C/S ratio, which is the same as the basicity of the slag, is in the range of 0.5 to 2.0, and the Al 2 O 3 concentration calculated as a CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 ternary system is in the range of 10 to 25 mass%. It was confirmed that the molten slag can be made into a fine glass-like material by subjecting it to water granulation, with an area of 0.35 m 2 /g or more and less than 0.50 m 2 /g, and can be used as a cement raw material. It was also confirmed that the molten slag can be cooled slowly in the air to obtain slag lumps of several hundred mm or less, and that the slag can be used as a roadbed material or concrete aggregate by crushing and classifying the slag to an appropriate particle size adjustment.

本明細書中で、質量の単位「t」は、10kgを表し、熱量の単位「cal」は「4.184J」に換算される。また、体積の単位「Nm」に付すNは気体の標準状態を示し、本明細書では気体の標準状態を1atm(=101325Pa)、0℃とする。化学式の表記で[M]は元素Mが溶融鉄や還元鉄中に溶解していることを表す。 In this specification, the unit of mass "t" represents 10 3 kg, and the unit of heat "cal" is converted to "4.184 J". Furthermore, the N attached to the unit of volume "Nm 3 " indicates the standard state of gas, which in this specification is 1 atm (=101,325 Pa) and 0° C. In the notation of chemical formulas, [M] indicates that element M is dissolved in molten iron or reduced iron.

本発明の直接還元鉄の溶解方法によれば、直接還元鉄を誘導溶解炉で溶解するに際して、溶融鉄中に気体を吹き込み、スラグの流動性を上げて、スラグと溶融鉄とを分離し、特に、高温の還元鉄を溶解することでエネルギーの節約と生産性の向上が図れるので産業上有用である。 According to the method for melting direct reduced iron of the present invention, when the direct reduced iron is melted in an induction melting furnace, gas is blown into the molten iron to increase the fluidity of the slag and separate the slag from the molten iron, and by melting the reduced iron at a high temperature, energy savings and improved productivity can be achieved, which is industrially useful.

Claims (9)

鉄鉱石または鉄鉱石とCaO分を含む原料成分調整との混合物を加熱下で還元材と接触させて直接還元鉄を得る直接還元ステップと、
前記直接還元鉄を、誘導溶解炉で溶解して溶融鉄を得る溶解ステップと、
前記溶解ステップで生成したスラグを前記溶解炉の炉外に排出する排滓ステップと、
さらに任意で、前記溶解ステップで得た溶融鉄を精錬する精錬ステップと、を備え、
前記溶解ステップで溶解する直接還元鉄の前記誘導溶解炉への装入温度は、前記直接還元ステップ終了後の温度から大気温度までの範囲にあり、
前記溶解ステップは、該溶解ステップの一部の期間または全期間、前記溶融鉄中に不活性気体を吹き込む第1工程を含み、
前記第1工程では、前記不活性気体を前記溶融鉄中に吹き込むためのガス供給ノズルの位置から前記溶融鉄浴面までの高さH(m)を下記(1)式で表し、下記(2)式を満足するように前記不活性気体を前記溶融鉄中に吹き込み、
前記ガス供給ノズルは、炉底もしくは炉壁に設けたノズルまたは浸漬ランスとし、
さらに任意で、
1)スラグ成分調整剤を添加する第2工程、
2)前記誘導溶解炉の炉上に設置した熱源からスラグへの熱供給を行う第3工程、および、
3)1種類以上の還元性の固体または気体を供給する第4工程
から選ばれる1以上の工程を含む、直接還元鉄の溶解方法。
H=1.27×W DRI /(ρ )×(%T.Fe) DRI /100-h・・・(1)
H>0.18×(ρ /ρ 1/3 ・・・(2)
ここで、ρ :供給気体の密度(kg/m )、
ρ :溶融鉄の密度(kg/m )、
Q:ガス供給速度(Nm /分)、
N:ガス供給ノズルの数(-)、
d:ガス供給ノズル径(m)、
D:誘導炉の炉内径(m)、
DRI :誘導炉内に供給した還元鉄重量(kg)、
(%T.Fe) DRI :還元鉄に含まれる全鉄濃度(質量%)、
h:誘導炉の炉底からガス供給ノズル位置までの高さ(m)
を表す。
a direct reduction step of contacting iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster containing CaO with a reducing material under heating to obtain directly reduced iron;
a melting step of melting the direct reduced iron in an induction melting furnace to obtain molten iron;
A slag discharge step of discharging the slag generated in the melting step outside the melting furnace;
Optionally, the method further comprises a refining step of refining the molten iron obtained in the melting step,
a charging temperature of the direct reduced iron melted in the melting step into the induction melting furnace is in a range from a temperature at the end of the direct reduction step to atmospheric temperature;
The melting step includes a first step of blowing an inert gas into the molten iron during a part or the entire duration of the melting step,
In the first step, a height H (m) from a position of a gas supply nozzle for injecting the inert gas into the molten iron to the surface of the molten iron bath is expressed by the following formula (1), and the inert gas is injected into the molten iron so as to satisfy the following formula (2):
The gas supply nozzle is a nozzle or a submerged lance provided at the bottom or wall of the furnace,
Furthermore, optionally,
1) a second step of adding a slag component adjuster;
2) a third step of supplying heat to the slag from a heat source installed on the induction melting furnace; and
3) A method for melting direct reduced iron, comprising one or more steps selected from a fourth step of supplying one or more types of reducing solids or gases.
H=1.27×W DRI /(ρ l D 2 )×(%T.Fe) DRI /100-h...(1)
H>0.18×(ρ g Q 2 l N 2 d 2 ) 1/3 ...(2)
Here, ρ g : density of the supply gas (kg/m 3 ),
ρ l : density of molten iron (kg/m 3 ),
Q: gas supply rate (Nm 3 /min);
N: number of gas supply nozzles (-),
d: gas supply nozzle diameter (m),
D: inner diameter of induction furnace (m),
W DRI : Weight of reduced iron supplied to the induction furnace (kg),
(% T.Fe) DRI : Total iron concentration (mass%) contained in reduced iron,
h: Height from the bottom of the induction furnace to the gas supply nozzle position (m)
Represents.
前記第2工程では、
前記溶解ステップで生成するスラグの組成について、質量基準でSiO濃度(%SiO)に対するCaO濃度(%CaO)の比である塩基度が0.5~2.0の範囲にあり、Al濃度(%Al)が10~25質量%の範囲にあるように、前記スラグ成分調整剤の種類および添加量を調整する、請求項1に記載の直接還元鉄の溶解方法。
In the second step,
The method for melting direct reduced iron as described in claim 1 , wherein the type and amount of the slag component adjuster are adjusted so that the composition of the slag generated in the melting step has a basicity, which is the ratio of CaO concentration (%CaO) to SiO2 concentration (% SiO2 ) on a mass basis, in the range of 0.5 to 2.0 and an Al2O3 concentration (% Al2O3 ) in the range of 10 to 25 mass%.
前記第4工程では、
前記溶解ステップで生成するスラグの組成について、全鉄濃度(%T.Fe)が20質量%以下となるように、前記還元性の固体または気体の種類および供給量を調整する、請求項1に記載の直接還元鉄の溶解方法。
In the fourth step,
2. The method for melting direct reduced iron according to claim 1, wherein the type and supply amount of the reducing solid or gas are adjusted so that the composition of the slag generated in the melting step has a total iron concentration (% T.Fe) of 20 mass% or less.
請求項1~のいずれか1項に記載の方法で得た溶融鉄を凝固させて固体鉄とする、固体鉄の製造方法。 A method for producing solid iron, comprising solidifying the molten iron obtained by the method according to any one of claims 1 to 3 to produce solid iron. 前記固体鉄、全鉄濃度T.Feが93質量%以上であり、酸化物成分の合計が3質量%以下である、請求項4に記載の固体鉄の製造方法 The method for producing solid iron according to claim 4 , wherein the solid iron has a total iron concentration (T.Fe) of 93 mass% or more and a total of oxide components of 3 mass% or less. 土木建築用資材の製造方法であって、
鉄鉱石または鉄鉱石とCaO分を含む原料成分調整剤との混合物を加熱下で還元材と接触させて直接還元鉄を得る直接還元ステップと、
直接還元鉄を、誘導溶解炉で溶解して溶融鉄を得る溶解ステップと、
前記溶解ステップで生成したスラグを前記溶解炉の炉外に排出する排滓ステップと、
前記排滓ステップによって排出されたスラグを冷却固化し土木建築用資材原料とする冷却固化ステップと、を備え、
前記溶解ステップで溶解する直接還元鉄の前記誘導溶解炉への装入温度は、前記直接還元ステップ終了後の温度から大気温度までの範囲にあり、
前記溶解ステップは、該溶解ステップの一部の期間または全期間、前記溶融鉄中に不活性気体を吹き込む第1工程を含み、
前記第1工程では、前記不活性気体を前記溶融鉄中に吹き込むためのガス供給ノズルの位置から前記溶融鉄浴面までの高さH(m)を下記(1)式で表し、下記(2)式を満足するように前記不活性気体を前記溶融鉄中に吹き込み、
前記ガス供給ノズルは、炉底もしくは炉壁に設けたノズルまたは浸漬ランスとし、
さらに任意で、
1)スラグ成分調整剤を添加する第2工程、および、
2)前記誘導溶解炉の炉上に設置した熱源からスラグへの熱供給を行う第3工程
から選ばれる1以上の工程を含む、土木建築用資材の製造方法。
H=1.27×W DRI /(ρ )×(%T.Fe) DRI /100-h・・・(1)
H>0.18×(ρ /ρ 1/3 ・・・(2)
ここで、ρ :供給気体の密度(kg/m )、
ρ :溶融鉄の密度(kg/m )、
Q:ガス供給速度(Nm /分)、
N:ガス供給ノズルの数(-)、
d:ガス供給ノズル径(m)、
D:誘導炉の炉内径(m)、
DRI :誘導炉内に供給した還元鉄重量(kg)、
(%T.Fe) DRI :還元鉄に含まれる全鉄濃度(質量%)、
h:誘導炉の炉底からガス供給ノズル位置までの高さ(m)
を表す。
A method for manufacturing a civil engineering and construction material, comprising:
a direct reduction step of contacting iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster containing CaO with a reducing material under heating to obtain directly reduced iron;
a melting step of melting the direct reduced iron in an induction melting furnace to obtain molten iron;
A slag discharge step of discharging the slag generated in the melting step outside the melting furnace;
A cooling and solidifying step of cooling and solidifying the slag discharged in the slag removal step to obtain a civil engineering and construction material raw material,
a charging temperature of the direct reduced iron melted in the melting step into the induction melting furnace is in a range from a temperature at the end of the direct reduction step to atmospheric temperature;
The melting step includes a first step of blowing an inert gas into the molten iron during a part or the entire duration of the melting step,
In the first step, a height H (m) from a position of a gas supply nozzle for injecting the inert gas into the molten iron to the surface of the molten iron bath is expressed by the following formula (1), and the inert gas is injected into the molten iron so as to satisfy the following formula (2):
The gas supply nozzle is a nozzle or a submerged lance provided at the bottom or wall of the furnace,
Furthermore, optionally,
1) a second step of adding a slag component adjuster; and
2) a third step of supplying heat to the slag from a heat source installed above the induction melting furnace.
H=1.27×W DRI /(ρ l D 2 )×(%T.Fe) DRI /100-h...(1)
H>0.18×(ρ g Q 2 l N 2 d 2 ) 1/3 ...(2)
Here, ρ g : density of the supply gas (kg/m 3 ),
ρ l : density of molten iron (kg/m 3 ),
Q: gas supply rate (Nm 3 /min);
N: number of gas supply nozzles (-),
d: gas supply nozzle diameter (m),
D: inner diameter of induction furnace (m),
W DRI : Weight of reduced iron supplied to the induction furnace (kg),
(% T.Fe) DRI : Total iron concentration (mass%) contained in reduced iron,
h: Height from the bottom of the induction furnace to the gas supply nozzle position (m)
Represents.
前記第2工程を実施することにより、前記土木建築用資材、質量基準でSiO濃度(%SiO)に対するCaO濃度(%CaO)の比である塩基度が0.5~2.0の範囲にあり、Al濃度(%Al)が10~25質量%の範囲にある、請求項6に記載の土木建築用資材の製造方法The method for producing a civil engineering and construction material according to claim 6, wherein by carrying out the second step, the civil engineering and construction material has a basicity, which is the ratio of the CaO concentration (%CaO) to the SiO2 concentration (%SiO2) on a mass basis, in the range of 0.5 to 2.0, and an Al2O3 concentration (%Al2O3) in the range of 10 to 25 mass% . 鉄鉱石または鉄鉱石およびCaO分を含む原料成分調整の混合物を加熱下で還元材と接触させて直接還元鉄を得る直接還元炉と、
前記直接還元鉄を溶解して溶融鉄を得る誘導溶解炉と、
前記誘導溶解炉で生成したスラグを前記溶解炉の炉外に排出する排滓機構と、
さらに任意で、前記誘導溶解炉で溶解した溶融鉄を精錬する精錬設備と、を備え、
前記誘導溶解炉で溶解される直接還元鉄は、直接還元処理終了後の温度から大気温度までの範囲の温度で前記誘導溶解炉に装入され、
前記誘導溶解炉は、前記直接還元鉄溶解中の一部の期間または全期間、前記溶融鉄中に不活性気体を吹き込む機能を有し、
前記誘導溶解炉は、前記不活性気体を前記溶融鉄中に吹き込むためのガス供給ノズルの位置から前記溶融鉄浴面までの高さH(m)を下記(1)式で表し、下記(2)式を満足して前記不活性気体が前記溶融鉄中に吹き込まれるように構成され、
前記ガス供給ノズルは、炉底もしくは炉壁に設けたノズルまたは浸漬ランスであり、
さらに任意で、
1)スラグ成分調整剤を添加する機能、
2)前記誘導溶解炉の炉上に設置した熱源からスラグへの熱供給を行う機能、および、
3)1種類以上の還元性の固体または気体を供給する機能
から選ばれる1以上の機能を有する、直接還元鉄の溶解システム。
H=1.27×W DRI /(ρ )×(%T.Fe) DRI /100-h・・・(1)
H>0.18×(ρ /ρ 1/3 ・・・(2)
ここで、ρ :供給気体の密度(kg/m )、
ρ :溶融鉄の密度(kg/m )、
Q:ガス供給速度(Nm /分)、
N:ガス供給ノズルの数(-)、
d:ガス供給ノズル径(m)、
D:誘導炉の炉内径(m)、
DRI :誘導炉内に供給した還元鉄重量(kg)、
(%T.Fe) DRI :還元鉄に含まれる全鉄濃度(質量%)、
h:誘導炉の炉底からガス供給ノズル位置までの高さ(m)
を表す。
a direct reduction furnace for contacting iron ore or a mixture of iron ore and a raw material component adjuster containing CaO with a reducing material under heating to obtain directly reduced iron;
an induction melting furnace for melting the direct reduced iron to obtain molten iron;
A slag discharge mechanism that discharges slag generated in the induction melting furnace to the outside of the melting furnace;
Optionally, further comprising a refining facility for refining the molten iron melted in the induction melting furnace,
The direct reduced iron melted in the induction melting furnace is charged into the induction melting furnace at a temperature in the range from the temperature at the end of the direct reduction process to atmospheric temperature,
the induction melting furnace has a function of blowing an inert gas into the molten iron during a part or the entire period during which the direct reduced iron is melted,
The induction melting furnace is configured such that a height H (m) from a position of a gas supply nozzle for injecting the inert gas into the molten iron to a surface of the molten iron bath is expressed by the following formula (1), and the inert gas is injected into the molten iron so as to satisfy the following formula (2):
The gas supply nozzle is a nozzle or a submerged lance provided at the bottom or wall of the furnace,
Furthermore, optionally,
1) The function of adding slag component adjusters;
2) A function of supplying heat to the slag from a heat source installed on the induction melting furnace; and
3) A direct reduced iron smelting system having one or more functions selected from the function of supplying one or more types of reducing solids or gases.
H=1.27×W DRI /(ρ l D 2 )×(%T.Fe) DRI /100-h...(1)
H>0.18×(ρ g Q 2 l N 2 d 2 ) 1/3 ...(2)
Here, ρ g : density of the supply gas (kg/m 3 ),
ρ l : density of molten iron (kg/m 3 ),
Q: gas supply rate (Nm 3 /min);
N: number of gas supply nozzles (-),
d: gas supply nozzle diameter (m),
D: inner diameter of induction furnace (m),
W DRI : Weight of reduced iron supplied to the induction furnace (kg),
(% T.Fe) DRI : Total iron concentration (mass%) contained in reduced iron,
h: Height from the bottom of the induction furnace to the gas supply nozzle position (m)
Represents.
前記直接還元炉1基に対し、前記誘導溶解炉を2基以上備える、請求項に記載の直接還元鉄の溶解システム。 The system for melting direct reduced iron according to claim 8 , further comprising two or more induction melting furnaces for one direct reduction furnace.
JP2023547084A 2022-04-22 2023-04-10 Method for melting direct reduced iron, method for manufacturing solid iron, method for manufacturing civil engineering and construction materials, and system for melting direct reduced iron Active JP7636731B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022070738 2022-04-22
JP2022070738 2022-04-22
PCT/JP2023/014478 WO2023204063A1 (en) 2022-04-22 2023-04-10 Method for melting direct reduction iron, solid iron and method for manufacturing solid iron, material for civil engineering and construction, method for producing material for civil engineering and construction, and system for melting direct reduction iron

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2023204063A1 JPWO2023204063A1 (en) 2023-10-26
JP7636731B2 true JP7636731B2 (en) 2025-02-27

Family

ID=88419955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023547084A Active JP7636731B2 (en) 2022-04-22 2023-04-10 Method for melting direct reduced iron, method for manufacturing solid iron, method for manufacturing civil engineering and construction materials, and system for melting direct reduced iron

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20250283185A1 (en)
JP (1) JP7636731B2 (en)
TW (1) TWI843517B (en)
WO (1) WO2023204063A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4624596A1 (en) 2024-03-28 2025-10-01 Luossavaara Kiirunavaara Ab Method for producing metallic iron melt

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528645A (en) 1998-10-30 2002-09-03 ミドレックス テクノロジーズ,インコーポレイテッド Method of producing molten iron in a double furnace
JP2004521188A (en) 2001-02-23 2004-07-15 ポール ヴルス エス.エイ. Method of producing molten iron in electric furnace
US20080087135A1 (en) 2004-09-03 2008-04-17 Jiann-Yang Hwang Microwave heating method and apparatus for iron oxide reduction
JP2009074120A (en) 2007-09-19 2009-04-09 Kobe Steel Ltd Method for producing molten iron by heating with arc
JP2011006301A (en) 2009-06-26 2011-01-13 Nippon Steel Corp Method for treating steelmaking slag and reformed slag
CN101967530A (en) 2010-10-29 2011-02-09 昆明钢铁集团有限责任公司 Method for reducing iron by smelting reduction in electrometallurgy

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2841697A1 (en) * 1978-09-25 1980-04-10 Mannesmann Ag METHOD FOR PRODUCING STEEL FROM SPONGE OF IRON IN ELECTRIC OVENS
KR100862086B1 (en) * 2002-07-09 2008-10-09 주식회사 포스코 Method for improving the flowability of slag generated in the iron making process
CN106222349B (en) * 2016-09-28 2018-10-19 中国科学院过程工程研究所 A kind of method and device handling iron-bearing material using bath smelting furnace
US11536514B2 (en) * 2017-10-23 2022-12-27 Nippon Steel Corporation Electric furnace and method for melting and reducing iron oxide-containing iron raw material
JP7264132B2 (en) * 2020-08-24 2023-04-25 Jfeスチール株式会社 Blast Furnace Status Determining Device, Blast Furnace Operating Method, and Hot Metal Manufacturing Method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528645A (en) 1998-10-30 2002-09-03 ミドレックス テクノロジーズ,インコーポレイテッド Method of producing molten iron in a double furnace
JP2004521188A (en) 2001-02-23 2004-07-15 ポール ヴルス エス.エイ. Method of producing molten iron in electric furnace
US20080087135A1 (en) 2004-09-03 2008-04-17 Jiann-Yang Hwang Microwave heating method and apparatus for iron oxide reduction
JP2009074120A (en) 2007-09-19 2009-04-09 Kobe Steel Ltd Method for producing molten iron by heating with arc
JP2011006301A (en) 2009-06-26 2011-01-13 Nippon Steel Corp Method for treating steelmaking slag and reformed slag
CN101967530A (en) 2010-10-29 2011-02-09 昆明钢铁集团有限责任公司 Method for reducing iron by smelting reduction in electrometallurgy

Also Published As

Publication number Publication date
US20250283185A1 (en) 2025-09-11
AU2023257052A1 (en) 2024-10-03
JPWO2023204063A1 (en) 2023-10-26
WO2023204063A1 (en) 2023-10-26
TWI843517B (en) 2024-05-21
TW202407107A (en) 2024-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5408369B2 (en) Hot metal pretreatment method
KR101140056B1 (en) How to use slag
US4124404A (en) Steel slag cement and method for manufacturing same
RU2147039C1 (en) Plant and process of winning of iron melt
US20050257644A1 (en) Refining agent and refining method
AU2007204927B2 (en) Use of an induction furnace for the production of iron from ore
JP6164151B2 (en) Method for refining molten iron using a converter-type refining furnace
JP5408379B2 (en) Hot metal pretreatment method
US20230323491A1 (en) Process for producing raw steel and aggregate for production thereof
US3912501A (en) Method for the production of iron and steel
CN114317873B (en) Steelmaking slagging process
WO1997020954A1 (en) Simplified duplex processing of nickel ores and/or concentrates for the production of ferronickels, nickel irons and stainless steels
US4756748A (en) Processes for the smelting reduction of smeltable materials
JP7636731B2 (en) Method for melting direct reduced iron, method for manufacturing solid iron, method for manufacturing civil engineering and construction materials, and system for melting direct reduced iron
JP7636730B2 (en) Method for melting direct reduced iron, method for producing solid iron, and method for producing civil engineering and construction materials
ZA200109971B (en) Method for conditioning slag with the addition of metallurgical residual materials and an installation for the same.
KR20030010604A (en) Ferroalloy Production
EP0382900B1 (en) Method for manufacturing molten pig iron
JP7666615B2 (en) Manufacturing method of nuggets
AU2023257052B2 (en) Method for melting direct reduced iron, solid iron and method for producing the same, material for civil engineering and construction and method for producing the same, and system for melting direct reduced iron
JP4705483B2 (en) Method for producing molten iron
SU256593A1 (en) METHOD FOR OBTAINING REFRACTORY HIGHLY ALUMINUM CEMENT
JPH0641606B2 (en) Apparatus and method for slag bath smelting reduction production of ferrous alloy melt
Pavlov et al. LOW-SILICON FERROSILICON PRODUCTION FROM IRON ORE MATERIALS IN AN OXYGEN REACTOR
JPS6169943A (en) Method for melting and reducing ferrochrome

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250115

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7636731

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150