JP2536216B2

JP2536216B2 - 溶融還元設備における予備還元炉の分散盤

Info

Publication number: JP2536216B2
Application number: JP2044372A
Authority: JP
Inventors: 正浩松尾; 弦治金谷
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH03247715A; ZA911388B

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元
炉の分散盤に関するものである。

〔従来の技術〕

鉄浴が収容された転炉型の溶融還元炉内に鉄鉱石およ
び炭材を供給し、前記溶融還元炉内に上方からランスを
通して酸素を吹込むことにより鉄鉱石を溶融還元する、
鉄鉱石の溶融還元設備が知られている。

第３図は、このような溶融還元設備の概略説明図であ
る。第３図に示すように、溶融還元設備は、転炉型の溶
融還元炉（１）と、この溶融還元炉（１）内に供給され
る主原料の鉄鉱石を予備還元するため、溶融還元炉上方
に設けられた流動槽型の予備還元炉（２）と、主原料用
の貯槽（３）と、副原料用の貯槽（４）とからなってい
る。

前記溶融還元炉（１）は、転炉型の炉体（５）と、こ
の炉体（５）の炉口（5a）を通して炉体（５）内に垂直
に挿入されるランス（６）と、炉体（５）の底壁および
側壁に設けられた撹拌用ガス吹込口（７）と、炉口（5
a）を覆うフード（８）に設けられた、主原料供給用シ
ュート（９）、副原料供給用シュート（10）およびガス
排出口（11）とからなっている。

前記予備還元炉（２）は、炉内下部に設けられた、多
数のノズル（13）を有する分散盤（12）と、この分散盤
（12）により区画され、分散盤（12）よりも下方の炉内
に形成されたガス吹込室（14）と、分散盤（12）よりも
上方の炉内に形成された予備還元室（15）とからなって
いる。ガス吹込室（14）にはガス吹込口（16）が設けら
れ、予備還元室（15）には、原料供給用シュート（17）
およびガス排出口（18）が設けられている。

分散盤（12）の中央部に設けられた排出孔（12a）に
は、予備還元された鉄鉱石（以下、単に鉱石という）の
排出管（19）が取付けられている。この排出管（19）
は、予備還元炉（２）の底壁を貫通して下方に伸び、Ｌ
型状バルブ（20）および２基の中間貯槽（21）を経て、
溶融還元炉（１）のシュート（９）に連結されている。

第４図の拡大断面図で示すように、分散盤（12）は、
耐火物製で、その上面がすりばち状に形成されており、
中央部の排出孔（12a）を囲むように、例えばセラミッ
クス製の複数個のノズル（13）が設けられている。

溶融還元炉（１）のフード（８）に設けられたガス排
出口（11）には、予備還元炉（２）のガス吹込室（14）
に設けられたガス吹込口（16）に至るガス導管（22）が
取付けられている。このガス導管（22）の途中には、集
塵用サイクロン（23）が設けられている。

予備還元炉（２）のガス排出口（18）にはガス排出管
（24）が取付けられており、ガス排出管（24）の途中に
は集塵用サイクロン（25）が設けられている。

主原料用の貯槽（３）と予備還元炉（２）の原料供給
用シュート（17）との間は、ダクト（26）によって連結
されており、また、副原料用の貯槽（４）と溶融還元炉
（１）の副原料供給用シュート（10）との間は、ダクト
（27）によって連結されている。

以上のような溶融還元設備では、溶融還元炉（１）内
に所定量の溶鉄（28）を収容し、シュート（９）を通じ
て、予備還元炉（２）において予備還元された主原料と
しての所定粒度の鉱石を、溶融還元炉（１）内に供給
し、また、シュート（10）を通じて、副原料用としての
石炭等の炭材およびフラックスを溶融還元炉（１）内に
供給する。

また、溶融還元炉（１）の炉口（5a）から炉体（５）
内に垂直に挿入されたランス（６）を通じて、炉内に酸
素ガスを吹込み、さらに、炉体（５）の底壁および側壁
に設けられたガス吹込口（７）を通じて、炉内の溶鉄
（28）中に窒素ガス等の撹拌用ガスを吹込む。

炉内に供給された炭材および溶鉄（28）中の炭素と、
ランス（６）を通じて吹込まれた酸素ガスとが反応して
COガスが発生し、発生したCOガスは、ランス（６）を通
じて吹込まれた過剰の酸素ガスと反応してCO₂ガスとな
る。このときに発生したCO₂ガスの顕熱により、溶鉄（2
8）中の鉱石が溶融し、炭材中の炭素により還元されて
溶銑となる。

一方、精錬中に溶融還元炉（１）内から発生した高温
の排ガスは、フード（８）のガス排出口（11）から排出
され、ガス導管（22）を通って、予備還元炉（２）のガ
ス吹込室（14）内に吹込まれる。ガス吹込室（14）内に
吹込まれた高温の排ガスは、分散盤（12）のノズル（1
3）を通って予備還元室（15）内に噴出し、貯槽（３）
からダクト（26）およびシュート（17）を通じ供給され
た予備還元室（15）内の所定粒度の鉱石（29）を、流動
状態で予熱および予備還元する。

このようにして予備還元された鉱石は、分散盤（12）
の排出孔（12a）に取付けられた排出管（19）を通じて
予備還元炉（２）内から排出され、Ｌ型状バルブ（20）
を経て２基の中間貯槽（21）に交互に一時貯蔵され、次
いで、２基の中間貯槽（21）から交互に切出されて、溶
融還元炉（１）内に供給される。溶融還元炉（１）内に
供給された鉱石は、上述のように予備還元されているの
で、その還元工程が軽減され、熱効率を向上させること
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の設備において、予備還元炉（２）内に設けられ
た分散盤（12）は、前述したように耐火物製であり、し
たがって分散盤（12）のノズル（13）を通って予備還元
室（15）内に噴出する溶融還元炉（１）内からの高温排
ガスによって蓄熱される。一方、この溶融還元炉（１）
からの排ガス中には、鉱石の微粒子等のダストが混入し
ている。このため、このような排ガス中のダストが、第
４図に示すように、耐火物製の分散盤の粗い下面（12
b）に付着し、分散盤（12）の熱により加熱されて焼結
する。この結果、ノズル（13）の下端が閉塞され、ノス
ル（13）からの予備還元用ガスの吹込みが不可能になる
という問題が生ずる。

従って、この発明の目的は、鉄鉱石の溶融還元設備に
おける流動槽型の予備還元炉の分散盤に関し、その予備
還元用ガスの吹込用ノズルに閉塞が生ずることがなく、
予備還元炉における鉄鉱石の予備還元を円滑に行い得
る、予備還元炉の分散盤を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕この発明は、溶融還元設備における予備還元炉内を、
下部のガス吹込室と上部の予備還元室とに区画し、前記
予備還元室内に予備還元用ガスを吹込むための、予備還
元炉内に設けられた分散盤であって、前記分散盤を、耐
火物製の本体と、該耐火物製の本体の下面にその全面を
覆うようにして固定され、内部を冷却用流体が流れるボ
ックス状の金属盤と、前記耐火物製の本体とボックス状
の金属盤を貫通して設けられる複数個のガス吹込用ノズ
ルとから構成したことをその特徴とする。

次に、この発明を、図面を参照しながら説明する。

第１図は、この発明の分散盤の概略縦断面図である。
予備還元炉（２）内に設けられた、ガス吹込室（14）と
予備還元室（15）とを区画する分散盤（12）は、耐火物
製の分散盤本体（30）と、該本体（30）の下面にその全
面を覆うようにして固定された、例えばステンレス鋼製
のボックス状の金属盤（31）と、これら本体（30）と金
属盤（31）を貫通して設けられる複数のガス吹込用ノズ
ル（13）とからなっている。（32）は、金属盤（31）の
側壁の所定箇所に設けられた冷却用流体の導入口であ
る。

分散盤本体（30）および金属盤（31）の中央部には、
予備還元された鉄鉱石の排出孔（12a）が設けられてい
る。

導入口（32）から金属盤（31）内に吹込まれた冷却用
流体、例えばガスは、金属盤（30）及びノズル（13）の
下端部を冷却した後、取出口（36）より外部に排出され
る。

さらに、本願第２の発明は、前記分散盤に設けられた
排出孔に、予備還元された鉱石を排出するための導管
と、該導管と所定間隙を有するよう、導管と同芯に配置
した外筒とが設けられ、前記導管の管壁には複数個のガ
ス噴出孔が設けられ、前記金属盤内を流れる冷却用ガス
が、前記外筒と前記導管との間の間隙を通り、前記導管
に設けられたガス噴出孔から前記導管内に噴出するよう
構成したことをその特徴とするものである。

次に、この発明を図面を参照しながら説明する。

第２図は、この発明の分散盤を備えた予備還元炉の下
部の概略縦断面図である。予備還元炉（２）内に設けら
れた、ガス吹込室（14）と予備還元室（15）とを区画す
る分散盤（12）は、耐火物製の分散盤本体（30）と、該
本体（30）の下面にその全面の覆うようにして固定され
た、例えばステンレス鋼製のボックス状の金属盤（31）
と、これら本体（30）と金属盤（31）を貫通して設けら
れる複数のガス吹込用ノズル（13）とからなっている。
（32）は、金属盤（31）の側壁の所定箇所に設けられた
冷却用ガスの導入口である。

分散盤本体（30）および金属盤（31）の中央部に設け
られた鉱石の排出孔（12a）には、前記鉱石を排出する
ための、例えばステンレス鋼製の導管（33）と、該導管
（33）と所定間隙を有するようにして、導管（33）と同
芯に配置した外筒（34）とが取付けられている。導管
（33）の下端には、金属盤（31）の下面（31a）におい
て排出管（19）が接続されている。外筒（34）の下端
は、金属盤（31）の上部に接続され、導入口（32）から
金属盤（31）内に吹込まれた冷却用ガスが、外筒（34）
と導管（33）との間の間隙内に流れるようになってい
る。

導管（33）の管壁には複数個のガス噴出孔（35）が設
けられている。従って、導入口（32）から金属盤（31）
内に吹込まれた冷却用ガスは、外筒（34）と導管（33）
との間の間隙を通り、ガス噴出孔（35）から、導管（3
3）内に排出される。

〔作用〕

分散盤（12）のガス吹込室（14）に面する下部は、金
属盤（31）からなっており、その下面（31a）は平滑で
ある。従って、ガス吹込口（16）を通り、ガス吹込室
（14）内に吹込まれる溶融還元炉（１）からの排ガス中
に含まれるダストは、金属盤（31）の下面（31a）に付
着しにくい。

さらに、金属盤（31）内には、導入孔（32）を通じて
常時例えば窒素ガスのような不活性の冷却用ガスが吹込
まれ、金属盤（31）の下面（31a）とノズル（13）の下
端部を冷却している。従って、上述したダストの金属盤
（31）の下面（31a）及びノズル（13）の下端部に対す
る付着はより適切に防止される。この結果、金属盤（3
1）の下面（31a）に開口するノズル（13）の下端がダス
トの付着によって閉塞することが適切に防止される。

また、本願第２の発明では、金属盤（31）を冷却した
冷却用ガスは、前述したように、外筒（34）と導管（3
3）との間の間隙内を通り、ガス噴出孔（35）から、導
管（33）内に排出されるので、導管（33）内を通って排
出される鉱石が、導管（33）内に付着し焼結して、導管
（33）を閉塞することも適切に防止される。

〔実施例〕

高さ10m、内径1mの予備還元炉（２）の分散盤（12）
を、耐火物製の本体（30）と、本体（30）の下面にその
全面を覆うようにして固定されたステンレス鋼製のボッ
クス状の金属盤（31）とによって構成した。

分散盤本体（30）および金属盤（31）の中央部に設け
られた排出孔（12a）には、内径が200mmのステンレス鋼
製の導管（33）と、該導管（33）と所定間隙を有する同
じくステンレス鋼製の外筒（34）とを取付けた。

分散盤本体（30）および金属盤（31）には、これらを
貫通する内径26mmのセラミックスパイプからなる複数個
のノズル（13）を取付けた。

金属盤（31）内に、導入口（32）から冷却用の窒素ガ
スを、500Nm³/Hの流量で供給し、外筒（34）と導管（3
3）との間の間隙を通り、ガス噴出孔（35）から、導管
（33）内に排出した。

予備還元炉（２）内の予備還元室（15）内に、0.5か
ら8mmの粒径の鉄鉱石を供給した。そして、分散盤（1
2）のノズル（13）から噴出する、溶融還元炉（１）内
から発生した約1000℃の排ガスにより、予備還元室（1
5）内の鉄鉱石を、流動状態で予熱および予備還元し
た。

この結果、分散盤（12）のノズル（13）がダストの付
着によって閉塞することはなく、さらに、分散盤（12）
の中央部に設けられた導管（33）が、前記鉄鉱石の付着
によって閉塞することもなく、予備還元炉（２）におけ
る鉄鉱石の予備還元を円滑に行うことができた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば鉄鉱石の溶融還
元設備における流動槽型の予備還元炉において、分散盤
に設けられた予備還元用ガスの吹込用ノズルに閉塞が生
ずることがなく、さらに、分散盤の中央部に設けられた
鉄鉱石排出用の導管に閉塞が生ずることもなく、予備還
元炉における鉄鉱石の予備還元を円滑に行うことができ
る、工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】第１図は本願第１の発明の分散盤を備えた予備還元炉の
下部の概略縦断面図、第２図は本願第２の発明の分散盤
を備えた予備還元炉の下部の概略縦断面図、第３図は溶
融還元設備の概略説明図、第４図は従来の分散盤の縦断
面図である。図面において、（１）……溶融還元炉、（２）……予備還元炉、（３）
（４）……貯槽、（５）……炉体、（６）……ランス、
（７）……ガス吹込口、（８）……フード、（９）（1
0）……シュート、（11）……ガス排出口、（12）……
分散盤、（12a）……排出孔、（12b）……下面、（13）
……ノズル、（14）……ガス吹込室、（15）……予備還
元室、（16）……ガス吹込口、（17）……シュート、
（18）……ガス排出口、（19）……排出管、（20）……
Ｌ型状バルブ、（21）……中間貯槽、（22）……ガス導
管、（23）（25）……集塵用サイクロン、（24）……ガ
ス排出管、（26）（27）……ダクト、（28）……溶鉄、
（29）……鉄鉱石、（30）……分散盤本体、（31）……
金属盤、（31a）……下面、（32）……導入口、（33）
……導管、（34）……外筒、（35）……ガス噴出孔、

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融還元設備における予備還元炉を、下部
のガス吹込室と上部の予備還元室とに区画し、前記予備
還元室内に予備還元用ガスを吹込むための、前記予備還
元炉内に設けられる分散盤において、耐火物製の本体
と、該耐火物製の本体の下面にその全面を覆うようにし
て固定され、内部を冷却用流体が流れるボックス状の金
属盤と、前記耐火物製の本体とボックス状の金属盤を貫
通して設けられる複数個のガス吹込用ノズルとからなる
ことを特徴とする溶融還元設備における予備還元炉の分
散盤。
【請求項２】鉄鉱石の排出孔に、予備還元された鉄鉱石
を排出するための導管と、該導管と所定間隙を有するよ
う、導管と同芯に配置した外筒とが設けられ、前記導管
の管壁には複数個のガス噴出孔が設けられ、下部の金属
盤内を流れる冷却用ガスが、前記外筒と前記導管との間
の間隙を通り、前記導管に設けられたガス噴出孔から前
記導管内に排出されるよう構成したことを特徴とする請
求項１記載の溶融還元設備における予備還元炉の分散
盤。