JP2797939B2 - 予備還元炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法 - Google Patents
予備還元炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、溶融還元製鉄設備に
おいて使用される流動層形式の予備還元炉の操業におい
て、循環させる鉄鉱石の還元率が目標還元率となるよう
に、流動層への鉄鉱石の循環量を制御する方法に関す
る。
おいて使用される流動層形式の予備還元炉の操業におい
て、循環させる鉄鉱石の還元率が目標還元率となるよう
に、流動層への鉄鉱石の循環量を制御する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】溶融還元プロセスにおける予備還元炉と
しては、熱効率がよいことや粉状鉄鉱石が使用できると
いう利点があるため、一般には流動層形式のものが使用
されている。その一例としては、特開平１−１４９９１
２号公報に開示された溶融還元設備がある。この溶融還
元設備は、図５に示すように溶融還元炉２１と、流動層
形式の予備還元炉２２とから構成されている。この装置
においては、鉄鉱石はまず予備還元炉２２に装入され、
予熱および予備還元された後、溶融還元炉２１に供給さ
れる。溶融還元炉２１においては、予備還元された鉄鉱
石の外に石炭や石灰が送入されるとともに、酸素が吹き
込まれ、鉄鉱石は溶融還元されて溶銑となる。そして、
溶融還元炉２１で発生する還元性の高温ガスは予備還元
炉２２へ導入され、鉄鉱石の予熱および予備還元に使用
される。
しては、熱効率がよいことや粉状鉄鉱石が使用できると
いう利点があるため、一般には流動層形式のものが使用
されている。その一例としては、特開平１−１４９９１
２号公報に開示された溶融還元設備がある。この溶融還
元設備は、図５に示すように溶融還元炉２１と、流動層
形式の予備還元炉２２とから構成されている。この装置
においては、鉄鉱石はまず予備還元炉２２に装入され、
予熱および予備還元された後、溶融還元炉２１に供給さ
れる。溶融還元炉２１においては、予備還元された鉄鉱
石の外に石炭や石灰が送入されるとともに、酸素が吹き
込まれ、鉄鉱石は溶融還元されて溶銑となる。そして、
溶融還元炉２１で発生する還元性の高温ガスは予備還元
炉２２へ導入され、鉄鉱石の予熱および予備還元に使用
される。
【０００３】予備還元流動層に投入された鉄鉱石のう
ち、比較的粒径の大きい粗粒鉄鉱石は、予備還元された
後流動層底部から系外に排出される。また、それよりも
小さい（粒径が約０．５μｍ以下）微粒鉄鉱石は、排ガ
スに随伴されて流動層上部から排出され除塵用のサイク
ロンで捕集され系外に排出される。
ち、比較的粒径の大きい粗粒鉄鉱石は、予備還元された
後流動層底部から系外に排出される。また、それよりも
小さい（粒径が約０．５μｍ以下）微粒鉄鉱石は、排ガ
スに随伴されて流動層上部から排出され除塵用のサイク
ロンで捕集され系外に排出される。
【０００４】上述した微粒鉄鉱石の還元率が目標とする
還元率に達しない場合には、炉内での滞留時間を増大さ
せて還元率を向上させるために、微粒鉄鉱石を炉内に戻
す必要がある。微粒鉄鉱石を炉内に戻す再循環装置は、
通常微粒循環装置と呼ばれ、スクリュウフィーダ等の機
械式の他に、ループシール等の気送式切出し装置が用い
られる。
還元率に達しない場合には、炉内での滞留時間を増大さ
せて還元率を向上させるために、微粒鉄鉱石を炉内に戻
す必要がある。微粒鉄鉱石を炉内に戻す再循環装置は、
通常微粒循環装置と呼ばれ、スクリュウフィーダ等の機
械式の他に、ループシール等の気送式切出し装置が用い
られる。
【０００５】微粒鉄鉱石の還元率は流動層への循環量を
増大させることにより向上するが、循環量の増大ととも
に、還元率の向上は減少していく。また、微粒鉄鉱石の
循環量の増大にともない、予備還元炉から排出される微
粒鉄鉱石も多くなるため、捕集性の高いサイクロンを設
置したとしても、サイクロンで捕集できない、いわゆる
ダストロスが増大する。
増大させることにより向上するが、循環量の増大ととも
に、還元率の向上は減少していく。また、微粒鉄鉱石の
循環量の増大にともない、予備還元炉から排出される微
粒鉄鉱石も多くなるため、捕集性の高いサイクロンを設
置したとしても、サイクロンで捕集できない、いわゆる
ダストロスが増大する。
【０００６】したがって、微粒鉄鉱石の循環量には適正
値が存在し、操業中常時循環量を監視して、循環装置の
微粒鉄鉱石循環量を制御する必要がある。このような微
粒鉄鉱石の循環量を測定する従来の方法としては、サイ
クロン下部と循環装置とを結ぶダウンカマーの圧力変化
から検出する方法、循環微粒鉄鉱石移送管内の層圧を検
出する方法、同じく移送管内の音圧を検出する方法等が
ある。
値が存在し、操業中常時循環量を監視して、循環装置の
微粒鉄鉱石循環量を制御する必要がある。このような微
粒鉄鉱石の循環量を測定する従来の方法としては、サイ
クロン下部と循環装置とを結ぶダウンカマーの圧力変化
から検出する方法、循環微粒鉄鉱石移送管内の層圧を検
出する方法、同じく移送管内の音圧を検出する方法等が
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の微粒鉄鉱石の循環量を測定する方法には、次の
ような問題点があった。すなわち、従来の循環量検出方
法では、安定性、信頼性の点から、必ずしも満足できる
性能のものはなく、結果として微粒鉄鉱石の還元率が適
正に行われていないとい問題点があった。
た従来の微粒鉄鉱石の循環量を測定する方法には、次の
ような問題点があった。すなわち、従来の循環量検出方
法では、安定性、信頼性の点から、必ずしも満足できる
性能のものはなく、結果として微粒鉄鉱石の還元率が適
正に行われていないとい問題点があった。
【０００８】この発明は、上述のような従来技術の問題
点を解消するためになされたものであり、微粒鉄鉱石の
流動層への循環量を正確に制御することのできる制御方
法を提供することを目的としている。
点を解消するためになされたものであり、微粒鉄鉱石の
流動層への循環量を正確に制御することのできる制御方
法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る予備還元
炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法は、溶
融還元製鉄に用いられる流動層形式の予備還元炉の流動
層から排出され、サイクロンで捕集された微粒鉄鉱石を
流動層に循環させるに際して、微粒鉄鉱石の還元率が目
標の還元率となるように、微粒鉄鉱石の循環量を制御す
る方法であって、前記流動層と流動層から排出する排ガ
ス中の微粒鉄鉱石を捕集するサイクロンとの間に、排ガ
ス中の微粒鉄鉱石の単位時間当りの流量を測定するレー
ザ光透過式流量計を設け、あらかじめ把握した排ガス中
の微粒鉄鉱石の単位時間当りの循環量と微粒鉄鉱石の還
元率との関係から、還元率が目標還元率となる微粒鉄鉱
石の循環量を設定し、前記レーザ光透過式流量計にて測
定される微粒鉄鉱石の流量が設定した微粒鉄鉱石の循環
量と等しくなるように、前記微粒鉄鉱石の流動層への循
環量を制御することを特徴とするものである。
炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法は、溶
融還元製鉄に用いられる流動層形式の予備還元炉の流動
層から排出され、サイクロンで捕集された微粒鉄鉱石を
流動層に循環させるに際して、微粒鉄鉱石の還元率が目
標の還元率となるように、微粒鉄鉱石の循環量を制御す
る方法であって、前記流動層と流動層から排出する排ガ
ス中の微粒鉄鉱石を捕集するサイクロンとの間に、排ガ
ス中の微粒鉄鉱石の単位時間当りの流量を測定するレー
ザ光透過式流量計を設け、あらかじめ把握した排ガス中
の微粒鉄鉱石の単位時間当りの循環量と微粒鉄鉱石の還
元率との関係から、還元率が目標還元率となる微粒鉄鉱
石の循環量を設定し、前記レーザ光透過式流量計にて測
定される微粒鉄鉱石の流量が設定した微粒鉄鉱石の循環
量と等しくなるように、前記微粒鉄鉱石の流動層への循
環量を制御することを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】この発明に係る予備還元炉の流動層における微
粒鉄鉱石の循環量制御方法は、次の手順で行う。 （１）まず、図２のグラフに示すような、あらかじめ把
握されている微粒鉄鉱石の循環量と還元率との関係か
ら、還元率が目標還元率となるように、微粒鉄鉱石の循
環量（ＷR ）を設定する。
粒鉄鉱石の循環量制御方法は、次の手順で行う。 （１）まず、図２のグラフに示すような、あらかじめ把
握されている微粒鉄鉱石の循環量と還元率との関係か
ら、還元率が目標還元率となるように、微粒鉄鉱石の循
環量（ＷR ）を設定する。
【００１１】（２）微粒鉄鉱石の循環量（ＷR ）、新た
に発生する微粒鉄鉱石の発生量（Ｗf）およびガス発生
量（Ｇ）とから、（１）式により予備還元流動層出口の
排ガス中の微粒鉄鉱石の濃度（Ｗ／Ｇ）を求める。 Ｗ／Ｇ＝（ＷR ＋Ｗf ）／Ｇ （１） ただし、ＷR ：微粒鉄鉱石の循環量（ｋｇ／ｈ） Ｗf ：微粒鉄鉱石の発生量（ｋｇ／ｈ） Ｇ：ガス発生量（ｍ3 ／ｈ）
に発生する微粒鉄鉱石の発生量（Ｗf）およびガス発生
量（Ｇ）とから、（１）式により予備還元流動層出口の
排ガス中の微粒鉄鉱石の濃度（Ｗ／Ｇ）を求める。 Ｗ／Ｇ＝（ＷR ＋Ｗf ）／Ｇ （１） ただし、ＷR ：微粒鉄鉱石の循環量（ｋｇ／ｈ） Ｗf ：微粒鉄鉱石の発生量（ｋｇ／ｈ） Ｇ：ガス発生量（ｍ3 ／ｈ）
【００１２】（３）微粒鉄鉱石の濃度（Ｗ／Ｇ）とレー
ザ光透過率との間には、図３のグラフに示すような関係
があるので、求めた微粒鉄鉱石の濃度から、レーザ光透
過式流量計のレーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を推定して、
設定値とする。 （４）実測レーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）が設定値となる
ように、微粒鉄鉱石の循環量を調整する。 （５）間欠的に微粒鉄鉱石をサンプリングし、微粒鉄鉱
石の還元率を測定する。
ザ光透過率との間には、図３のグラフに示すような関係
があるので、求めた微粒鉄鉱石の濃度から、レーザ光透
過式流量計のレーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を推定して、
設定値とする。 （４）実測レーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）が設定値となる
ように、微粒鉄鉱石の循環量を調整する。 （５）間欠的に微粒鉄鉱石をサンプリングし、微粒鉄鉱
石の還元率を測定する。
【００１３】（６）測定した還元率が目標還元率より小
さい場合には、設定レーザ光透過率を小さくし、実測レ
ーザ光透過率が設定値になるまで、微粒鉄鉱石の循環量
を増大させる。 （７）測定した還元率が目標還元率より大きい場合に
は、設定レーザ光透過率を大きくし、実測レーザ光透過
量率設定値になるまで、微粒鉄鉱石の循環量を減少させ
る。なお、微粒鉄鉱石の発生量（Ｗf ）は、操業条件に
より決まる値であり、一定値と見なされる。
さい場合には、設定レーザ光透過率を小さくし、実測レ
ーザ光透過率が設定値になるまで、微粒鉄鉱石の循環量
を増大させる。 （７）測定した還元率が目標還元率より大きい場合に
は、設定レーザ光透過率を大きくし、実測レーザ光透過
量率設定値になるまで、微粒鉄鉱石の循環量を減少させ
る。なお、微粒鉄鉱石の発生量（Ｗf ）は、操業条件に
より決まる値であり、一定値と見なされる。
【００１４】
【実施例】この発明の実施例を図１を用いて説明する。
予備還元炉１には、原料鉄鉱石装入口２から鉄鉱石が装
入されるとともに、予備還元炉１下部に接続されている
還元ガス導入口３から、溶融還元炉（図示せず）で発生
した還元ガスが導入され、予備還元炉１内に流動層４が
形成される。
予備還元炉１には、原料鉄鉱石装入口２から鉄鉱石が装
入されるとともに、予備還元炉１下部に接続されている
還元ガス導入口３から、溶融還元炉（図示せず）で発生
した還元ガスが導入され、予備還元炉１内に流動層４が
形成される。
【００１５】流動層４内の鉄鉱石のうち、粗粒鉄鉱石５
は還元されて予備還元炉１下方から取り出され、溶融還
元炉に装入されるが、微粒鉄鉱石６は排ガスとともに排
ガスダクト７を通ってサイクロン８に導かれる。そし
て、排ガス中の微粒鉄鉱石６はサイクロン８によって捕
集され、排ガスは大気中に放散される。捕集された微粒
鉄鉱石６の一部は微粒鉄鉱石抜出し管９により系外に抜
き出されるが、残りの微粒鉄鉱石６は循環装置１０によ
り予備還元炉１に戻され、循環使用される。
は還元されて予備還元炉１下方から取り出され、溶融還
元炉に装入されるが、微粒鉄鉱石６は排ガスとともに排
ガスダクト７を通ってサイクロン８に導かれる。そし
て、排ガス中の微粒鉄鉱石６はサイクロン８によって捕
集され、排ガスは大気中に放散される。捕集された微粒
鉄鉱石６の一部は微粒鉄鉱石抜出し管９により系外に抜
き出されるが、残りの微粒鉄鉱石６は循環装置１０によ
り予備還元炉１に戻され、循環使用される。
【００１６】この発明の実施例においては、排ガスダク
ト７の途中にレーザ光投射器１１とレーザ光検出器１２
とからなるレーザ光透過式流量計を設け、排ガスダクト
７を透過するレーザ光のレーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を
測定する。
ト７の途中にレーザ光投射器１１とレーザ光検出器１２
とからなるレーザ光透過式流量計を設け、排ガスダクト
７を透過するレーザ光のレーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を
測定する。
【００１７】そして、測定したレーザ光透過率（Ｉ／Ｉ
0 ）が、あらかじめ設定してある設定値よりも小さいと
きには、循環装置１０からの微粒鉄鉱石の循環量を少な
くして、レーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を設定値に近づけ
る。また、測定したレーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）が、あ
らかじめ設定してある設定値よりも大きいときには、循
環装置１０からの微粒鉄鉱石の循環量を多くして、レー
ザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を設定値に近づける。
0 ）が、あらかじめ設定してある設定値よりも小さいと
きには、循環装置１０からの微粒鉄鉱石の循環量を少な
くして、レーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を設定値に近づけ
る。また、測定したレーザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）が、あ
らかじめ設定してある設定値よりも大きいときには、循
環装置１０からの微粒鉄鉱石の循環量を多くして、レー
ザ光透過率（Ｉ／Ｉ0 ）を設定値に近づける。
【００１８】間欠的に微粒鉄鉱石をサンプリングし、還
元率を測定する。そして、測定した還元率が目標還元率
より小さい場合には、設定レーザ光透過率を小さくし、
実測レーザ光透過率が設定値になるまで、微粒鉄鉱石の
循環量を増大させる。また、測定した還元率が目標還元
率より大きい場合には、設定レーザ光透過率を大きく
し、実測レーザ光透過率が設定値になるまで、微粒鉄鉱
石の循環量を減少させる。
元率を測定する。そして、測定した還元率が目標還元率
より小さい場合には、設定レーザ光透過率を小さくし、
実測レーザ光透過率が設定値になるまで、微粒鉄鉱石の
循環量を増大させる。また、測定した還元率が目標還元
率より大きい場合には、設定レーザ光透過率を大きく
し、実測レーザ光透過率が設定値になるまで、微粒鉄鉱
石の循環量を減少させる。
【００１９】図４は本発明の方法により、微粒鉄鉱石の
循環量を制御させたときの（ａ）は微粒鉄鉱石の還元率
の推移、（ｂ）は微粒鉄鉱石の循環量の推移、（ｃ）は
レーザ光透過率の推移を示すグラフである。この図か
ら、微粒鉄鉱石の還元率は目標還元率（点線で示す）に
対して、±１０％に納まっていることが分かる。
循環量を制御させたときの（ａ）は微粒鉄鉱石の還元率
の推移、（ｂ）は微粒鉄鉱石の循環量の推移、（ｃ）は
レーザ光透過率の推移を示すグラフである。この図か
ら、微粒鉄鉱石の還元率は目標還元率（点線で示す）に
対して、±１０％に納まっていることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】この発明により、微粒鉄鉱石の還元率を
目標還元率にすることができる。
目標還元率にすることができる。
【図１】本発明の実施例の予備還元炉の流動層における
微粒鉄鉱石の循環量制御方法を説明する説明図である。
微粒鉄鉱石の循環量制御方法を説明する説明図である。
【図２】微粒鉄鉱石の循環量と微粒鉄鉱石の還元率との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】排ガス中の微粒鉄鉱石濃度と光透過率との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】本発明を実施した操業状態を示すグラフであ
り、（ａ）は微粒鉄鉱石の還元率の推移、（ｂ）は微粒
鉄鉱石の循環量の推移、（ｃ）は光透過率の推移を示す
グラフである。
り、（ａ）は微粒鉄鉱石の還元率の推移、（ｂ）は微粒
鉄鉱石の循環量の推移、（ｃ）は光透過率の推移を示す
グラフである。
【図５】流動層形式の予備還元炉を有する一般的な溶融
還元設備の説明図である。
還元設備の説明図である。
１ 予備還元炉 ２ 原料鉄鉱石装入口 ３ 還元ガス導入口 ４ 流動層 ５ 粗粒鉄鉱石 ６ 微粒鉄鉱石 ７ 排ガスダクト ８ サイクロン ９ 微粒鉄鉱石抜出し管 １０ 循環装置 １１ レーザ光投射器 １２ レーザ光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21B 13/00 101
Claims (1)
- 【請求項１】 溶融還元製鉄に用いられる流動層形式の
予備還元炉の流動層から排出され、サイクロンで捕集さ
れた微粒鉄鉱石を流動層に循環させるに際して、微粒鉄
鉱石の還元率が目標の還元率となるように、微粒鉄鉱石
の循環量を制御する方法であって、前記流動層と流動層
から排出する排ガス中の微粒鉄鉱石を捕集するサイクロ
ンとの間に、排ガス中の微粒鉄鉱石の単位時間当りの流
量を測定するレーザ光透過式流量計を設け、あらかじめ
把握した排ガス中の微粒鉄鉱石の単位時間当りの循環量
と微粒鉄鉱石の還元率との関係から、還元率が目標還元
率となる微粒鉄鉱石の循環量を設定し、前記レーザ光透
過式流量計にて測定される微粒鉄鉱石の流量が設定した
微粒鉄鉱石の循環量と等しくなるように、前記微粒鉄鉱
石の流動層への循環量を制御することを特徴とする予備
還元炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32505293A JP2797939B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 予備還元炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32505293A JP2797939B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 予備還元炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07179918A JPH07179918A (ja) | 1995-07-18 |
| JP2797939B2 true JP2797939B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=18172617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32505293A Expired - Fee Related JP2797939B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 予備還元炉の流動層における微粒鉄鉱石の循環量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797939B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6357709A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-12 | Nippon Steel Corp | 鉱石類の循環流動還元方法 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32505293A patent/JP2797939B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07179918A (ja) | 1995-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980602 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |