JP2501662B2 - 循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法 - Google Patents
循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法Info
- Publication number
- JP2501662B2 JP2501662B2 JP2406654A JP40665490A JP2501662B2 JP 2501662 B2 JP2501662 B2 JP 2501662B2 JP 2406654 A JP2406654 A JP 2406654A JP 40665490 A JP40665490 A JP 40665490A JP 2501662 B2 JP2501662 B2 JP 2501662B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ore
- fluidized bed
- reduction furnace
- pipe
- downcomer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融還元法に使用する
粉状鉱石を循環流動層予備還元炉で予備還元する場合の
鉱石滞留量制御方法に関する。
粉状鉱石を循環流動層予備還元炉で予備還元する場合の
鉱石滞留量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に粉状鉱石を溶融還元する装置の全
体フローシートを示した。溶融還元炉１０には上方から
炭材１１を供給し、下方からガス１２を吹込んで、炭材
を燃焼して還元ガスを生成し、予備還元炉２０から供給
される予備還元鉱（粉鉱）２２を溶融還元して、溶融金
属１４を排出する。予備還元炉２０は溶融還元炉１０で
発生した還元成分を含む高温還元ガス１３を導入し、粉
鉱石２１を供給して予備還元し、予備還元鉱２２を排出
する。排ガス２３は放出される。この予備還元炉２０で
は図１に示すように、予備還元反応塔１からの排出鉱石
をサイクロン２等によって回収し、ダウンカマ３を経て
再び予備還元反応塔１に循環して予備還元率を高めるよ
うにした、いわゆる循環流動層予備還元炉が用いられて
いる。
体フローシートを示した。溶融還元炉１０には上方から
炭材１１を供給し、下方からガス１２を吹込んで、炭材
を燃焼して還元ガスを生成し、予備還元炉２０から供給
される予備還元鉱（粉鉱）２２を溶融還元して、溶融金
属１４を排出する。予備還元炉２０は溶融還元炉１０で
発生した還元成分を含む高温還元ガス１３を導入し、粉
鉱石２１を供給して予備還元し、予備還元鉱２２を排出
する。排ガス２３は放出される。この予備還元炉２０で
は図１に示すように、予備還元反応塔１からの排出鉱石
をサイクロン２等によって回収し、ダウンカマ３を経て
再び予備還元反応塔１に循環して予備還元率を高めるよ
うにした、いわゆる循環流動層予備還元炉が用いられて
いる。
【０００３】以上のような溶融還元炉１０と循環流動層
予備還元炉２０を直結して鉱石を溶融還元する場合、溶
融還元炉１０の操業状態に応じて、予備還元炉２０にお
ける鉱石の予備還元率を変化させる必要がある。この場
合、循環流動層予備還元炉の反応塔１における鉱石の滞
留量を調整するのが、予備還元率の調整に非常に有効で
ある。
予備還元炉２０を直結して鉱石を溶融還元する場合、溶
融還元炉１０の操業状態に応じて、予備還元炉２０にお
ける鉱石の予備還元率を変化させる必要がある。この場
合、循環流動層予備還元炉の反応塔１における鉱石の滞
留量を調整するのが、予備還元率の調整に非常に有効で
ある。
【０００４】従来、循環流動層予備還元炉における還元
反応塔内の鉱石滞留量の制御は特開昭６３−５７７０９
号公報に示されるようにダウンカマ底部から鉱石粒子を
反応塔内へニューマチックバルブによって送り込む循環
量調整により行われてきた。
反応塔内の鉱石滞留量の制御は特開昭６３−５７７０９
号公報に示されるようにダウンカマ底部から鉱石粒子を
反応塔内へニューマチックバルブによって送り込む循環
量調整により行われてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、粉状鉱石は鉱
石銘柄、還元率、温度、粒子径分布などによりその流動
性が著しく変化するため、ニューマチックバルブにより
キャリヤガスを用いて粉体を移動させて循環量を調整
し、反応塔内の鉱石滞留量を制御する場合、系内を循環
している鉱石粒子の流動化状態を把握することができな
いため、粒子循環量の制御性が悪く、試行錯誤を繰返し
ながら系内の滞留量を調整することとなる。その結果、
調整に時間が掛るばかりでなく、その制御性も良くない
という欠陥があった。本発明は循環流動層予備還元炉が
自己制御性を有することを見出し、簡単な方法によって
鉱石滞留量を制御する方法を提供するものである。
石銘柄、還元率、温度、粒子径分布などによりその流動
性が著しく変化するため、ニューマチックバルブにより
キャリヤガスを用いて粉体を移動させて循環量を調整
し、反応塔内の鉱石滞留量を制御する場合、系内を循環
している鉱石粒子の流動化状態を把握することができな
いため、粒子循環量の制御性が悪く、試行錯誤を繰返し
ながら系内の滞留量を調整することとなる。その結果、
調整に時間が掛るばかりでなく、その制御性も良くない
という欠陥があった。本発明は循環流動層予備還元炉が
自己制御性を有することを見出し、簡単な方法によって
鉱石滞留量を制御する方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は鉱石供給管、鉱
石排出管、還元ガス導入管、及びキャリオーバ管を備え
た流動層予備還元反応塔、キャリオーバ管に結合したサ
イクロン、サイクロン底部に連結した鉱石排出管あるい
は供給管を取付けたダウンカマ、及びダウンカマより流
動層予備還元反応塔へ原料を供給する粒子循環装置から
なる循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法におい
て、該粒子循環装置を流動層型粒子循環装置とし、かつ
該流動層型粒子循環装置の分散板より上方にダウンカマ
からの粉体流入連絡管を連結し、その上方に流動層反応
炉への粉体流出管を配設した装置にするとともに、該流
動層型粒子循環装置に鉱石が流動化する一定流量のガス
を供給して循環流動層予備還元炉内の全系の流動化を促
進しつつ、鉱石供給速度と鉱石排出速度のいずれか一
方、もしくは両者を調整することを特徴とする循環流動
層の鉱石滞留量制御方法である。この調整は連続的でも
断続的でもよい。
石排出管、還元ガス導入管、及びキャリオーバ管を備え
た流動層予備還元反応塔、キャリオーバ管に結合したサ
イクロン、サイクロン底部に連結した鉱石排出管あるい
は供給管を取付けたダウンカマ、及びダウンカマより流
動層予備還元反応塔へ原料を供給する粒子循環装置から
なる循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法におい
て、該粒子循環装置を流動層型粒子循環装置とし、かつ
該流動層型粒子循環装置の分散板より上方にダウンカマ
からの粉体流入連絡管を連結し、その上方に流動層反応
炉への粉体流出管を配設した装置にするとともに、該流
動層型粒子循環装置に鉱石が流動化する一定流量のガス
を供給して循環流動層予備還元炉内の全系の流動化を促
進しつつ、鉱石供給速度と鉱石排出速度のいずれか一
方、もしくは両者を調整することを特徴とする循環流動
層の鉱石滞留量制御方法である。この調整は連続的でも
断続的でもよい。
【０００７】以下、図面により本発明方法を詳細に説明
する。図１に本発明の適用される循環流動層予備還元炉
の例を示す。反応塔１内では鉱石が流動化しており、反
応塔１内を上昇する高温還元ガス１３により鉱石粒子は
吹上げられ、キャリオーバ管９を通ってサイクロン２に
入り、ここで固気分離される。排ガス２３は排出され
る。分離された鉱石はダウンカマ３を下降し、粒子循環
装置４を径由して再び反応塔１に戻る。ダウンカマ３内
では鉱石粒子は比較的速い速度で下降しており、しかも
還元ガスの主流は反応塔１内を上昇するものの、サイク
ロン２では圧力損失が生じるため還元ガスの一部は粒子
循環装置４を経由してダウンカマ３内を上昇しサイクロ
ン２に流れる。この結果ダウンカマ３の中でも鉱石粒子
は流動化に近い状況を呈することを本発明者らは見出し
た。従って、粒子循環装置４で鉱石を僅かに流動化状態
にすれば、反応塔１、ダウンカマ３を含む循環流動層予
備還元炉の全系にわたって鉱石粒子は流動化状態とな
る。したがって、反応塔１内の鉱石量とダウンカマ３内
の鉱石量はバランスする。すなわち、粒子循環装置４で
鉱石粒子を僅かに流動化気味の状態にすれば、従来技術
のように粒子循環量を直接制御しなくても循環流動層予
備還元炉の全系が自己制御性を発揮し、自然に系内に存
在する鉱石量に応じた鉱石が反応塔１内に滞留すること
になる。従って、循環流動層予備還元炉の全系内に存在
する鉱石量を調整しさえすれば、反応塔に存在する鉱石
量を制御することができる。
する。図１に本発明の適用される循環流動層予備還元炉
の例を示す。反応塔１内では鉱石が流動化しており、反
応塔１内を上昇する高温還元ガス１３により鉱石粒子は
吹上げられ、キャリオーバ管９を通ってサイクロン２に
入り、ここで固気分離される。排ガス２３は排出され
る。分離された鉱石はダウンカマ３を下降し、粒子循環
装置４を径由して再び反応塔１に戻る。ダウンカマ３内
では鉱石粒子は比較的速い速度で下降しており、しかも
還元ガスの主流は反応塔１内を上昇するものの、サイク
ロン２では圧力損失が生じるため還元ガスの一部は粒子
循環装置４を経由してダウンカマ３内を上昇しサイクロ
ン２に流れる。この結果ダウンカマ３の中でも鉱石粒子
は流動化に近い状況を呈することを本発明者らは見出し
た。従って、粒子循環装置４で鉱石を僅かに流動化状態
にすれば、反応塔１、ダウンカマ３を含む循環流動層予
備還元炉の全系にわたって鉱石粒子は流動化状態とな
る。したがって、反応塔１内の鉱石量とダウンカマ３内
の鉱石量はバランスする。すなわち、粒子循環装置４で
鉱石粒子を僅かに流動化気味の状態にすれば、従来技術
のように粒子循環量を直接制御しなくても循環流動層予
備還元炉の全系が自己制御性を発揮し、自然に系内に存
在する鉱石量に応じた鉱石が反応塔１内に滞留すること
になる。従って、循環流動層予備還元炉の全系内に存在
する鉱石量を調整しさえすれば、反応塔に存在する鉱石
量を制御することができる。
【０００８】
【作用】前述のように、反応塔１内では鉱石粒子は流動
化状態となっており、ダウンカマ３内では、流動化気味
の粒子が水のように流れ易い状態になっている。従っ
て、粒子循環装置４において、粒子を流動化あるいは流
動化に近い状態にしてやれば、若し、ダウンカマ３内の
粒子が多ければ、圧力的にバランスするまで粒子は反応
塔１側に流れてバランスし、反応塔１側の粒子が多けれ
ば圧力的にバランスするまで粒子はダウンカマ側に移動
する。従って、循環流動層予備還元炉の全系内に存在す
る鉱石量を増やせば、反応塔内の鉱石は増え、全系内に
存在する鉱石量を減らせば反応塔内に存在する鉱石を減
らすことができる。つまり、反応塔１とダウンカマ３と
は流動化状態の鉱石粒子にとって恰も液体の連通管のよ
うに作用する。
化状態となっており、ダウンカマ３内では、流動化気味
の粒子が水のように流れ易い状態になっている。従っ
て、粒子循環装置４において、粒子を流動化あるいは流
動化に近い状態にしてやれば、若し、ダウンカマ３内の
粒子が多ければ、圧力的にバランスするまで粒子は反応
塔１側に流れてバランスし、反応塔１側の粒子が多けれ
ば圧力的にバランスするまで粒子はダウンカマ側に移動
する。従って、循環流動層予備還元炉の全系内に存在す
る鉱石量を増やせば、反応塔内の鉱石は増え、全系内に
存在する鉱石量を減らせば反応塔内に存在する鉱石を減
らすことができる。つまり、反応塔１とダウンカマ３と
は流動化状態の鉱石粒子にとって恰も液体の連通管のよ
うに作用する。
【０００９】連通管中に普通の状態で存在する粉体は左
右のレベルを合せることは困難である。粉体を流動化さ
せてから連通管の左右のレベルを変化させてやれば、バ
ランスする方向へ位置変化が起り、レベルを合せること
が容易となる。具体的には以下のように反応塔の鉱石量
を変えることができる。滞留鉱石量を増やす場合、排出
管７からの鉱石排出速度を一定にして一時的に供給管６
からの給鉱速度を上げるか、または排鉱速度を下げる操
作と給鉱速度を上げる操作を同時に行うか、あるいは給
鉱速度を維持したまま排鉱速度を下げる操作を行えば良
い。逆に鉱石量を減らす場合は全く逆の操作を行えば良
いことは明らかである。
右のレベルを合せることは困難である。粉体を流動化さ
せてから連通管の左右のレベルを変化させてやれば、バ
ランスする方向へ位置変化が起り、レベルを合せること
が容易となる。具体的には以下のように反応塔の鉱石量
を変えることができる。滞留鉱石量を増やす場合、排出
管７からの鉱石排出速度を一定にして一時的に供給管６
からの給鉱速度を上げるか、または排鉱速度を下げる操
作と給鉱速度を上げる操作を同時に行うか、あるいは給
鉱速度を維持したまま排鉱速度を下げる操作を行えば良
い。逆に鉱石量を減らす場合は全く逆の操作を行えば良
いことは明らかである。
【００１０】粒子循環装置４としては、図２に示すよう
に筒体４２の底部に分散板４３を設け、この分散板４３
の下方からガス４５を吹込むことができるようにし、一
方、分散板４３より上方にダウンカマからの粉体流入連
絡管４１を連結し、その上方に流動層反応炉への粉体流
出管４４を配設した装置とすればよい。この粒子循環装
置に流動化ガス４５を吹込んで筒体４２内の粉体を流動
化させると、例えばダウンカマ側の粉体のレベルが高い
とき粉体は矢印４６の方向に流動する。
に筒体４２の底部に分散板４３を設け、この分散板４３
の下方からガス４５を吹込むことができるようにし、一
方、分散板４３より上方にダウンカマからの粉体流入連
絡管４１を連結し、その上方に流動層反応炉への粉体流
出管４４を配設した装置とすればよい。この粒子循環装
置に流動化ガス４５を吹込んで筒体４２内の粉体を流動
化させると、例えばダウンカマ側の粉体のレベルが高い
とき粉体は矢印４６の方向に流動する。
【００１１】
【実施例】図３は内径が７００ｍｍ、高さ７．３ｍの反
応塔を用いた循環流動層予備還元炉で本発明の方法によ
り反応塔内の鉱石滞留量を制御した例である。主な試験
条件は以下の如くである。 還元温度 ：６８０〜７７０℃ 鉱石 ：ブラジル産鉄鉱石 鉱石の調和平均径：１６５μｍ 還元ガス量 ：３７６４Ｎｍ3 ／Ｈ 還元ガス組成：Ｈ2 ＝１４．６％，ＣＯ＝４０．７％，
ＣＯ2＝０．８％， Ｈ2 Ｏ＝０．６％，Ｎ2 ＝４３．３％ 循環装置で鉱石を流動化気味にするために流したＮ2 の
流速＝０．６５ｍ／ｓ図３に見られるように、粒子循環
装置で鉱石粒子の循環量を全く制御せず、僅かに０．６
５ｍ／ｓになるガスを流すだけで、鉱石の供給速度と鉱
石の排出速度を調整することにより正確かつ安定して反
応塔内の鉱石量を調整することが可能なことが明らかで
ある。
応塔を用いた循環流動層予備還元炉で本発明の方法によ
り反応塔内の鉱石滞留量を制御した例である。主な試験
条件は以下の如くである。 還元温度 ：６８０〜７７０℃ 鉱石 ：ブラジル産鉄鉱石 鉱石の調和平均径：１６５μｍ 還元ガス量 ：３７６４Ｎｍ3 ／Ｈ 還元ガス組成：Ｈ2 ＝１４．６％，ＣＯ＝４０．７％，
ＣＯ2＝０．８％， Ｈ2 Ｏ＝０．６％，Ｎ2 ＝４３．３％ 循環装置で鉱石を流動化気味にするために流したＮ2 の
流速＝０．６５ｍ／ｓ図３に見られるように、粒子循環
装置で鉱石粒子の循環量を全く制御せず、僅かに０．６
５ｍ／ｓになるガスを流すだけで、鉱石の供給速度と鉱
石の排出速度を調整することにより正確かつ安定して反
応塔内の鉱石量を調整することが可能なことが明らかで
ある。
【００１２】
【発明の効果】本発明により循環流動層予備還元炉にお
いて粒子循環装置により粒子循環量を調整しなくても、
単純に給鉱速度と鉱石排出速度を調整するだけで反応塔
内の鉱石量を正確かつ安定的に制御することができる。
いて粒子循環装置により粒子循環量を調整しなくても、
単純に給鉱速度と鉱石排出速度を調整するだけで反応塔
内の鉱石量を正確かつ安定的に制御することができる。
【図１】本発明を実施した循環流動層予備還元炉の構成
図である。
図である。
【図２】粒子循環装置の構成図である。
【図３】本発明を実施したときの反応塔内鉱石量、給鉱
速度、鉱石排出速度の推移を示すグラフである。
速度、鉱石排出速度の推移を示すグラフである。
【図４】溶融還元装置の全体フローシートである。
１ 反応塔 ２ サイクロン ３ ダウンカマ ４ 粒子循環装置 ５ 還元ガス導入管 ６ 鉱石供給管 ７ 鉱石排出管 ８ 粗粒抜出管兼非常抜出し管 ９ キャリオーバ管 １０ 溶融還元炉 ２０ 予備還元炉 ４１ ダウンカマからの粒子入口管 ４２ 反応塔への粒子供給管 ４３ ガス分散板
Claims (1)
- 【請求項１】 流動層予備還元反応塔と、そのキャリオ
ーバ管に結合したサイクロンと、サイクロン底部に連結
し、鉱石排出管あるいは供給管を取付けたダウンカマ
と、ダウンカマ下端より流動層予備還元反応塔へ原料を
供給する粒子循環装置とからなる循環流動層予備還元炉
の鉱石滞留量制御方法において、該粒子循環装置を流動
層型粒子循環装置とし、かつ該流動層型粒子循環装置の
分散板より上方にダウンカマからの粉体流入連絡管を連
結し、その上方に流動層反応炉への粉体流出管を配設し
た装置にするとともに、該流動層型粒子循環装置に鉱石
が流動化する一定流量のガスを供給して循環流動層予備
還元炉内の全系の流動化を促進しつつ、鉱石供給速度及
び／又は鉱石排出速度を調整することを特徴とする循環
流動層の鉱石滞留量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2406654A JP2501662B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2406654A JP2501662B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224611A JPH04224611A (ja) | 1992-08-13 |
| JP2501662B2 true JP2501662B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=18516274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2406654A Expired - Fee Related JP2501662B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501662B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210125084A (ko) * | 2019-03-15 | 2021-10-15 | 프리메탈스 테크놀로지스 오스트리아 게엠베하 | 유동층 내에서 직접 환원하기 위한 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2765737B2 (ja) * | 1989-12-04 | 1998-06-18 | 新日本製鐵株式会社 | 流動層予備還元炉の操業方法と流動層予備還元炉 |
-
1990
- 1990-12-26 JP JP2406654A patent/JP2501662B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210125084A (ko) * | 2019-03-15 | 2021-10-15 | 프리메탈스 테크놀로지스 오스트리아 게엠베하 | 유동층 내에서 직접 환원하기 위한 방법 |
| US11685961B2 (en) | 2019-03-15 | 2023-06-27 | Primetals Technologies Austria GmbH | Method for direct reduction in a fluidized bed |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04224611A (ja) | 1992-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4886246A (en) | Metal-making apparatus involving the smelting reduction of metallic oxides | |
| EP0534243B1 (en) | A method for treating gases and particulate solids in a fluid bed | |
| JP5000486B2 (ja) | 直接還元方法および装置 | |
| JP3032007B2 (ja) | 固体供給システム及び流動層を供給する方法 | |
| JP2501662B2 (ja) | 循環流動層予備還元炉の鉱石滞留量制御方法 | |
| CZ372998A3 (cs) | Způsob zpracování částicového materiálu procesem ve fluidní vrstvě, nádoba a zařízení k provádění způsobu | |
| SK282985B6 (sk) | Spôsob výroby tekutého surového železa alebo tekutých polotovarov z ocele a zariadenie na vykonávanie spôsobu | |
| EP1756322B1 (en) | A direct reduction process | |
| JP2620793B2 (ja) | 溶融還元用予備還元炉 | |
| JPH07268429A (ja) | 流動層予備還元装置の操業方法 | |
| JP2765737B2 (ja) | 流動層予備還元炉の操業方法と流動層予備還元炉 | |
| JP2003502503A (ja) | 二段階流動層型微粉鉄鉱石還元装置及びその装置を使用する還元方法 | |
| KR100466634B1 (ko) | 용융선철또는용강중간제품을생산하는방법및그설비 | |
| JP3223727B2 (ja) | 粉粒体切出し移送装置 | |
| KR920007177Y1 (ko) | 순환 유동층식 철광석 예비 환원로 | |
| KR100332927B1 (ko) | 유동환원로의 백업가스 공급장치 | |
| JPS59104411A (ja) | 流動層予備還元炉による原料の予備還元方法および流動層予備還元炉 | |
| JPH03215621A (ja) | 粉状鉄鉱石の循環流動層予備還元方法 | |
| JPH03100112A (ja) | 粉鉱石の循環流動還元炉の操業方法と還元炉 | |
| JPS6357710A (ja) | 鉱石類の循環流動還元方法および装置 | |
| JPS6360214A (ja) | 鉄鉱石の溶融還元方法 | |
| JPH01117132A (ja) | 高温粉粒体の移送装置 | |
| JPH0364408A (ja) | 循環型流動層還元装置 | |
| JPH01247515A (ja) | 粉鉱石の予備還元方法及び炉外循環式流動層還元炉 | |
| JPH04366387A (ja) | 循環流動層反応装置の操業方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |