JP2927980B2 - 循環流動層還元装置のノズル構造 - Google Patents
循環流動層還元装置のノズル構造Info
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- JP2927980B2 JP2927980B2 JP6665891A JP6665891A JP2927980B2 JP 2927980 B2 JP2927980 B2 JP 2927980B2 JP 6665891 A JP6665891 A JP 6665891A JP 6665891 A JP6665891 A JP 6665891A JP 2927980 B2 JP2927980 B2 JP 2927980B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、循環流動層還元装置を
用いて鉄鉱石を還元する設備に関する。
用いて鉄鉱石を還元する設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高炉による溶銑製造技術に替わる
ものとして、溶融還元法が注目を浴びている。この方法
は、粉鉱石の使用、一般炭の使用、コークス工程の省略
等により溶銑を安価に製造することを目的に開発されて
いる。また、溶融還元炉で発生した排ガスの還元力およ
び熱を有効に利用するために、流動ガスとして流動層還
元炉に供給して原料鉱石を予熱、予備還元する方法等も
開発されている。
ものとして、溶融還元法が注目を浴びている。この方法
は、粉鉱石の使用、一般炭の使用、コークス工程の省略
等により溶銑を安価に製造することを目的に開発されて
いる。また、溶融還元炉で発生した排ガスの還元力およ
び熱を有効に利用するために、流動ガスとして流動層還
元炉に供給して原料鉱石を予熱、予備還元する方法等も
開発されている。
【０００３】かかる循環流動層還元装置自体は、特開平
１−１１１８０７号公報に開示されているところであ
り、側部に粉鉱石投入部と底面の全面にノズルを設けた
流動用ガス導入部とを設けた流動層（ライザー）と、そ
の外側にサイクロンを介して粉体を循環するための粉体
循環流動部（ダウンカマー）とからなる。
１−１１１８０７号公報に開示されているところであ
り、側部に粉鉱石投入部と底面の全面にノズルを設けた
流動用ガス導入部とを設けた流動層（ライザー）と、そ
の外側にサイクロンを介して粉体を循環するための粉体
循環流動部（ダウンカマー）とからなる。
【０００４】流動層還元装置に、粉状鉄鉱石の流動と還
元のために溶融還元炉から導入されるガスは、高温で且
つ多量の金属分を含むヒュームやダストを含有する還元
性ガスである。そのために、導入ガスは吹き込みノズル
内で渦巻き流を生じる箇所でガスが滞留し、またそれが
冷却されて、導入ガス中の固体含有物がノズル内壁に析
出、付着して還元ガスの通気断面を狭め、ガスの通気抵
抗が大となり、ガスの通気圧力損失が大になる。このた
め、溶融還元炉からの還元ガスの流入が阻害され、溶融
還元炉本体の炉圧上昇や溶融還元炉から流動層還元炉間
の煙道のガス圧力上昇を招き、溶融還元炉の操業が不安
定になったり、且つ還元ガスの漏洩が激しくなるトラブ
ルが生じる。また、複数本の還元ガス供給ノズルに対し
てダスト等の付着物が一様に付かずムラが生じるため、
ノズルの通気抵抗が異なるようになる。したがって、流
動層還元炉への還元ガスの吹き込みが偏り、流動層底部
での還元ガスの分散性が悪化し、粉鉄鉱石の流動が不均
一となる。このため、粉鉄鉱石と還元ガスとの接触効率
が悪く、還元効率、生産性の低下を招いていた。
元のために溶融還元炉から導入されるガスは、高温で且
つ多量の金属分を含むヒュームやダストを含有する還元
性ガスである。そのために、導入ガスは吹き込みノズル
内で渦巻き流を生じる箇所でガスが滞留し、またそれが
冷却されて、導入ガス中の固体含有物がノズル内壁に析
出、付着して還元ガスの通気断面を狭め、ガスの通気抵
抗が大となり、ガスの通気圧力損失が大になる。このた
め、溶融還元炉からの還元ガスの流入が阻害され、溶融
還元炉本体の炉圧上昇や溶融還元炉から流動層還元炉間
の煙道のガス圧力上昇を招き、溶融還元炉の操業が不安
定になったり、且つ還元ガスの漏洩が激しくなるトラブ
ルが生じる。また、複数本の還元ガス供給ノズルに対し
てダスト等の付着物が一様に付かずムラが生じるため、
ノズルの通気抵抗が異なるようになる。したがって、流
動層還元炉への還元ガスの吹き込みが偏り、流動層底部
での還元ガスの分散性が悪化し、粉鉄鉱石の流動が不均
一となる。このため、粉鉄鉱石と還元ガスとの接触効率
が悪く、還元効率、生産性の低下を招いていた。
【０００５】また、ノズル孔の閉塞による流動層還元層
装置自体の機能を停止させる場合がある。
装置自体の機能を停止させる場合がある。
【０００６】このノズル内壁への付着物により発生する
問題を回避するための手段として、ノズル全体を冷却し
て、付着物とノズル表面とに温度差を与えて付着物のノ
ズル内壁からの剥離を促進せしめるものがある。
問題を回避するための手段として、ノズル全体を冷却し
て、付着物とノズル表面とに温度差を与えて付着物のノ
ズル内壁からの剥離を促進せしめるものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ノズル内面
の冷却は溶融還元炉から送り込まれる高温のガス自体を
冷却することになる。この結果、ガス温度が低下して還
元反応速度の低下や熱損失の増大をもたらす。
の冷却は溶融還元炉から送り込まれる高温のガス自体を
冷却することになる。この結果、ガス温度が低下して還
元反応速度の低下や熱損失の増大をもたらす。
【０００８】本発明において解決すべき課題は、付着物
の剥離を行うためのノズル内面の冷却効果に影響を与え
ることなく、還元反応速度の低下をもたらすガスの冷却
を最小限に止めることができるノズル冷却機構を完成す
ることにある。
の剥離を行うためのノズル内面の冷却効果に影響を与え
ることなく、還元反応速度の低下をもたらすガスの冷却
を最小限に止めることができるノズル冷却機構を完成す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融還元炉に
おいて発生した還元ガスを流動層還元装置の流動層形成
ガスとして導入するためのノズル構造において、導入ガ
スに渦巻きを形成する箇所に局部水冷構造を設けたこと
を特徴とする。
おいて発生した還元ガスを流動層還元装置の流動層形成
ガスとして導入するためのノズル構造において、導入ガ
スに渦巻きを形成する箇所に局部水冷構造を設けたこと
を特徴とする。
【００１０】導入ガスに渦巻きを形成する箇所として
は、通常の筒状ノズルにおいては、ガス導入部と吐出部
が相当し、この部分を内部を冷却水が循環する金属製の
水冷ジャケット構造とすることができる。
は、通常の筒状ノズルにおいては、ガス導入部と吐出部
が相当し、この部分を内部を冷却水が循環する金属製の
水冷ジャケット構造とすることができる。
【００１１】
【作用】流動層還元装置において、最も付着物が形成さ
れ易い箇所を局部的で、しかも冷却効果が高い水冷構造
によって冷却するものであるので、付着物のノズル内面
からの剥離が促進され、しかも、ガス温度の低下が抑制
されるので、溶融還元炉からのガスの反応性を何ら阻害
することなく、流動層還元装置に導入できる。
れ易い箇所を局部的で、しかも冷却効果が高い水冷構造
によって冷却するものであるので、付着物のノズル内面
からの剥離が促進され、しかも、ガス温度の低下が抑制
されるので、溶融還元炉からのガスの反応性を何ら阻害
することなく、流動層還元装置に導入できる。
【００１２】
【実施例】図１は循環流動層還元装置に本発明のノズル
装置を適用した例を示す図であり、図２はノズル装置部
分の拡大断面図である。
装置を適用した例を示す図であり、図２はノズル装置部
分の拡大断面図である。
【００１３】図１において、循環流動層還元装置２０は
鉱石導入管２１と還元鉱石排出管２２を有するライザー
２３と、サイクロン２４とダウンカマー２５とから構成
される外部粒子循環装置２６とからなり、それぞれライ
ザー２３と外部粒子循環装置２６とは上部においては導
入管２７によって、下部は連結管２８で連結されてい
る。２９はライザー２３への不活性のキャリアガスの導
入管であって、同導入管２９からのキャリアガスは、一
旦キャリアガスヘッダー３０に導入され、キャップノズ
ル３１からライザー２３内に噴出される。図示されない
溶融還元炉から、還元ガス導入管３２によってライザー
２３内に導入される還元ガスは、底板３３の下方に位置
する還元ガスヘッダー３４から、本発明に係るノズル装
置１０を経てライザー２３内に導入される。
鉱石導入管２１と還元鉱石排出管２２を有するライザー
２３と、サイクロン２４とダウンカマー２５とから構成
される外部粒子循環装置２６とからなり、それぞれライ
ザー２３と外部粒子循環装置２６とは上部においては導
入管２７によって、下部は連結管２８で連結されてい
る。２９はライザー２３への不活性のキャリアガスの導
入管であって、同導入管２９からのキャリアガスは、一
旦キャリアガスヘッダー３０に導入され、キャップノズ
ル３１からライザー２３内に噴出される。図示されない
溶融還元炉から、還元ガス導入管３２によってライザー
２３内に導入される還元ガスは、底板３３の下方に位置
する還元ガスヘッダー３４から、本発明に係るノズル装
置１０を経てライザー２３内に導入される。
【００１４】ノズル装置１０は、ノズル支持板３５とノ
ズル装置１０の取付け金具９で一体的に取り付けられて
おり、さらに、底板３３でその側部を支持されている。
ズル装置１０の取付け金具９で一体的に取り付けられて
おり、さらに、底板３３でその側部を支持されている。
【００１５】図２において、ノズル装置１０は、例えば
コバルト基耐熱合金からなるノズル本体１を有し、その
ガス入口２と吐出口３の周縁には、ステンレス材のリン
グ状水冷ジャケット４，５が形成されている。下方のジ
ャケット４には、冷却水導入口６から冷却水が導入され
て、螺旋状に形成された案内路７を経て排出口８から排
出される。上方のジャケット５も同様に、冷却水導入口
６から冷却水が導入され、案内路７を経て排出口８から
排出される。
コバルト基耐熱合金からなるノズル本体１を有し、その
ガス入口２と吐出口３の周縁には、ステンレス材のリン
グ状水冷ジャケット４，５が形成されている。下方のジ
ャケット４には、冷却水導入口６から冷却水が導入され
て、螺旋状に形成された案内路７を経て排出口８から排
出される。上方のジャケット５も同様に、冷却水導入口
６から冷却水が導入され、案内路７を経て排出口８から
排出される。
【００１６】この態様において、還元ガスの導入によっ
て流動鉱石の部分還元を行う過程において、ノズル装置
１０のガス入口２と吐出口３の周縁部に極端に多く形成
した付着物は、水冷ジャケット４，５によりその付着面
が冷却されて剥離し、また、ノズル本体１を形成する耐
熱鋼と比べその内表面が平滑であるので、水冷ジャケッ
ト４，５を使用した場合、この剥離現象は促進されるこ
とになる。
て流動鉱石の部分還元を行う過程において、ノズル装置
１０のガス入口２と吐出口３の周縁部に極端に多く形成
した付着物は、水冷ジャケット４，５によりその付着面
が冷却されて剥離し、また、ノズル本体１を形成する耐
熱鋼と比べその内表面が平滑であるので、水冷ジャケッ
ト４，５を使用した場合、この剥離現象は促進されるこ
とになる。
【００１７】このノズル装置の内面から剥離落下した付
着物は、図１の矢印に示すように、還元ガスヘッダー３
４の底面に沈積して、その装置の操業の妨げとなること
はない。
着物は、図１の矢印に示すように、還元ガスヘッダー３
４の底面に沈積して、その装置の操業の妨げとなること
はない。
【００１８】なお、図１において、ノズル装置１０とし
て上端開放型のノズルの例を説明したが、図３に示すよ
うに、ノズル本体１のガス吐出口３の上方位置に遮蔽板
１１を設けたノズルであってもよい。図３に示すノズル
は、ステンレス鋼製で中空の遮蔽板１１を、一方の端部
に水の導入口１２を有し、他方の端部に排出口１３を有
するパイプ状の支持具１４でノズル本体１の上部水冷ジ
ャケット１５に取り付けたものであり、水冷ジャケット
１５からの冷却水が支持具１４から遮蔽板１１内部を通
って遮蔽板１１を冷却する。還元ガスは水冷ジャケット
１５上端と遮蔽板１１との隙間から噴出する。
て上端開放型のノズルの例を説明したが、図３に示すよ
うに、ノズル本体１のガス吐出口３の上方位置に遮蔽板
１１を設けたノズルであってもよい。図３に示すノズル
は、ステンレス鋼製で中空の遮蔽板１１を、一方の端部
に水の導入口１２を有し、他方の端部に排出口１３を有
するパイプ状の支持具１４でノズル本体１の上部水冷ジ
ャケット１５に取り付けたものであり、水冷ジャケット
１５からの冷却水が支持具１４から遮蔽板１１内部を通
って遮蔽板１１を冷却する。還元ガスは水冷ジャケット
１５上端と遮蔽板１１との隙間から噴出する。
【００１９】図１あるいは図２に示すようなノズルにお
いては、ガス入口２と吐出口３の内周縁部分にガス渦巻
きが発生し、この部分が付着物の形成が多い部分である
が、本実施例のようにこの部分に水冷ジャケットのよう
な局部冷却機構を取り付けることによって、付着物の剥
離を促進し、ノズル孔の閉塞を生じさせない。
いては、ガス入口２と吐出口３の内周縁部分にガス渦巻
きが発生し、この部分が付着物の形成が多い部分である
が、本実施例のようにこの部分に水冷ジャケットのよう
な局部冷却機構を取り付けることによって、付着物の剥
離を促進し、ノズル孔の閉塞を生じさせない。
【００２０】さらには、本実施例においては、ノズル装
置を適用する流動層還元装置として、循環型の流動層還
元装置に適用した例について説明したが、本発明はかか
る循環型に限られるものではなく、気泡式あるいはシャ
フト炉型の他の型式の流動層還元装置にも適用できるの
は勿論である。
置を適用する流動層還元装置として、循環型の流動層還
元装置に適用した例について説明したが、本発明はかか
る循環型に限られるものではなく、気泡式あるいはシャ
フト炉型の他の型式の流動層還元装置にも適用できるの
は勿論である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によって、以下の効果を奏する。
【００２２】（１）ノズル孔への詰まりによる流動層還
元装置の機能が停止することがなく、操業性が向上す
る。
元装置の機能が停止することがなく、操業性が向上す
る。
【００２３】（２）冷却装置による還元ガスの温度低下
が小さく、流動層における還元効率に悪影響を及ぼすこ
とはない。
が小さく、流動層における還元効率に悪影響を及ぼすこ
とはない。
【００２４】（３）複数個のノズル孔への不均一付着に
よる還元ガスの流動層還元装置への吹込みムラがなくな
り、粉鉄鉱石が均一に流動して固気接触効果が大とな
り、生産性が向上する。
よる還元ガスの流動層還元装置への吹込みムラがなくな
り、粉鉄鉱石が均一に流動して固気接触効果が大とな
り、生産性が向上する。
【図１】循環流動層還元装置に本発明のノズル装置を適
用した例を示す図である。
用した例を示す図である。
【図２】図１のノズル装置部分の拡大断面図である。
【図３】ノズル装置の他の実施例を示す図である。
１ ノズル本体 ２ ノズル本体のガス入口 ３ ノズル本体の吐出口 ４，５，１５ 水冷ジャケット ６，１２ 冷却水導入口 ７ 冷却水案内路 ８，１３ 冷却水排出口 ９ 取付け金具 １０ ノズル装置 １１ 遮蔽板 １４ 支持具 ２０ 循環流動層還元装置 ２１ 鉱石導入管 ２２ 還元鉱石排出管 ２３ ライザー ２４ サイクロン ２５ ダウンカマー ２６ 外部粒子循環装置 ２７ 導入管 ２８ 連結管 ２９ キャリアガスの導入管 ３０ キャリアガスヘッダー ３１ キャップノズル ３２ 還元ガス導入管 ３３ 底板 ３４ 還元ガスヘッダー ３５ ノズル支持板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−48015（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21B 11/00 C21B 13/00 101
Claims (1)
- 【請求項１】 流動層還元炉に外部粒子循環装置を付設
した循環流動層還元装置の還元ガス供給ノズル構造にお
いて、前記流動層還元炉の底部構造に還元ガスノズルを
複数本配設し該還元ガス供給ノズルのガス導入部とガス
吐出部とを螺旋状に形成した案内路からなる水冷構造と
したことを特徴とする循環流動層還元装置のノズル構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6665891A JP2927980B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 循環流動層還元装置のノズル構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6665891A JP2927980B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 循環流動層還元装置のノズル構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301016A JPH04301016A (ja) | 1992-10-23 |
| JP2927980B2 true JP2927980B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=13322222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6665891A Expired - Fee Related JP2927980B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 循環流動層還元装置のノズル構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2927980B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP6665891A patent/JP2927980B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04301016A (ja) | 1992-10-23 |
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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: 19990402 |
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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