JP3051371B2 - 還元鉄または鉄カーバイドの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動状態にある粉
粒体から還元鉄または鉄カーバイドを製造するための装
置に関し、特に、製鉄、製鋼用の原料、例えば、電気炉
等に用いられる製鋼原料として好適である還元鉄または
鉄カーバイドの製造に適した装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
的に鋼の製造は、高炉により鉄鉱石を銑鉄に転化し、そ
の後、平炉又は転炉などにより銑鉄を鋼に転化する工程
からなっているが、このような伝統的な製法は、必要な
エネルギー、設備規模、およびコスト等が大きなものに
なるため、小規模の製鋼には、直接製鉄により鉄鉱石を
製鋼炉原料（固体）に転化し、この製鋼炉原料を電気炉
等により溶融鋼に転化する工程からなる方法が採用され
ている。かかる直接製鉄には、鉄鉱石を還元鉄に転化す
る直接還元法があるが、この方法で製造される還元鉄は
反応活性が強く、大気中の酸素と反応して発熱するた
め、輸送、貯蔵には不活性ガスによるシール等の手当が
必要になる。このため、反応活性が低く、容易に輸送、
貯蔵が可能で、比較的高パーセンテージの鉄を含有する
鉄カーバイドが、近年、電気炉等による製鋼原料として
使用されつつある。

【０００３】かかる鉄カーバイドを製造する従来の設備
としては、流動層炉が広く使用されており、鉄鉱石を粉
体にして流動層炉に充填し、還元ガス（水素ガス）およ
び炭化ガス（例えば、メタンガス）の混合ガスと所定温
度で反応させることで、鉄鉱石内の鉄酸化物を還元およ
び炭化させて鉄カーバイドが製造されている。

【０００４】ところで、含鉄粉粒体原料を流動層炉にお
いて反応ガスと所定温度下で反応させることで鉄カーバ
イド製品を製造する場合、以下のような原因で微粉（ダ
スト）が発生する。すなわち、粉粒体の予熱時の熱衝
撃、還元または炭化反応時の体積変化、流動化時の粉粒
体同士の衝突および反応ガスをノズルから噴射するとき
のジェット流による衝撃によって微粉が発生するのであ
る。このように、熱衝撃や化学反応や流動化現象などに
よって微粉が発生するが、この微粉が流動層炉を循環す
ることによって、さらなる微粉を生成することがある。
この微粉の中で比較的粒径の大きいものは流動化ガスに
よって吹き飛ばされにくく、炉内における滞留時間が長
いので、還元・炭化反応は進むが、粒径の小さい微小粒
は流動化ガスによって吹き飛ばされやすく、炉内におけ
る滞留時間が少ないので、充分に還元・炭化されずに未
反応のものが多い。そこで、未反応の微粉の反応率を改
善するため、炉外に放出された微粉を回収して流動層炉
に戻す方法が提案されている。

【０００５】例えば、特開平６−１４５４７９号公報に
は、図９に示すように、「流動層８１に粉鉱石を装入
し、底部から還元ガス８２を炉内に供給して流動させつ
つ還元し、この流動層から飛散した還元鉱石を多段に設
けたサイクロン８３、８４により回収し、一部成品８５
として取り出し、他は流動層８１に戻して循環させ、さ
らサイクロン８４から放出された微粉をフィルター８６
で回収して粉鉱石とともに流動層８１に投入することを
特徴とする循環流動層」が開示されている。この公報に
記載されたものは、流動層から排出された微粉をすべて
回収して流動層に戻す方法である。しかしながら、流動
層から排出された微粉をすべて回収して流動層に戻せ
ば、排出粒子径と回収粒子径の範囲の微粉が循環して蓄
積されるため、一部を８５から抜き出すことになる。そ
して、微粉の一部を流動層に戻しても、一定以下の粒径
の微小粒は極く短時間のうちに再び流動層から放出され
てしまい、炉内滞留時間は増えないので、反応率は向上
しない。

【０００６】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、流動
層炉に投入された含鉄粉粒体原料から鉄カーバイドを製
造するための装置であって、流動層炉から排出された微
粉の反応率を効果的に向上しうる還元鉄または鉄カーバ
イドの製造装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、粉粒体を含有するガスからその粉粒体を分
離するためのセパレータを流動層炉の上方に配し、流動
層炉の頂部から上記セパレータを経由して再び流動層炉
に至る経路と流動層炉の反応系外に至る経路を有し、１
台または複数のセパレータによってガスから分離した一
定以上の粒径の粉粒体を、反応の進行状況に応じて上記
経路を経て、流動層炉に戻すかまたは反応系外に排出す
ることにより、流動層炉から排出された微粉の中で比較
的粒径の大きな微粉の炉内滞留時間を増し、微粉の反応
率を向上することが可能になる。

【０００８】すなわち、本発明は、多室に分割された流
動層炉内に投入された含鉄粉粒体原料を炉内下部に導入
した反応ガスにより流動させつつ反応を行って還元鉄ま
たは鉄カーバイドを製造する装置であって、粉粒体を含
有するガスからその粉粒体を分離するための１台または
複数のセパレータを上記多室分割型流動層炉の上方に配
し、該流動層炉の頂部から上記セパレータを経由して多
室分割型流動層炉の特定の分割室に至る経路と該多室分
割型流動層炉の反応系外に至る経路を有し、セパレータ
によってガスから分離した一定以上の粒径の粉粒体を、
反応の進行状況に応じて上記経路のいずれかを経由し
て、上記多室分割型流動層炉の特定の分割室に戻すかま
たは反応系外に排出することを特徴とする還元鉄または
鉄カーバイドの製造装置を第一の発明とし、上記第一の
発明において、上記多室分割型流動層炉へ戻す粉粒体の
限界粒径が１０μｍ以上である還元鉄または鉄カーバイ
ドの製造装置を第二の発明とし、上記第一または第二の
発明において、上記多室分割型流動層炉が上流と下流の
２つの多室分割型流動層炉から構成され、上流炉の上方
に設けられた上記セパレータによって分離された粉粒体
を下流炉の最初の分割室に戻すことを特徴とする還元鉄
または鉄カーバイドの製造装置を第三の発明とする。

【０００９】上記のように構成される本発明によれば、
流動層炉からガスとともに排出された微粉は上記経路を
経てセパレータに達し、セパレータによってガスから分
離された一定以上の粒径の粉粒体を、反応の進行状況に
応じて、未反応のものまたは反応の進行程度（反応率）
が低いものは、上記経路を経由して多室分割型流動層炉
の特定の分割室に戻し、流動状態下、所定組成の反応ガ
スと所定時間反応させることにより微粉の反応率を向上
することができる。一方、流動層炉内の滞留時間が長い
粉粒体は反応の進行程度（反応率）が高く、一定以上の
品質を有するので、流動層炉に戻さずに反応系外に排出
することが可能である。このようにして、本発明によれ
ば、反応率の高い還元鉄または鉄カーバイド製品を効率
的に製造することができる。

【００１０】上記経路を経て流動層炉に戻す粉粒体の限
界粒径は１０μｍ以上が好ましい。というのは、１０μ
ｍ未満のものはセパレータ（サイクロン）で捕集するの
が困難であり、仮に１０μｍ未満の粒径の微小粒を流動
層炉に戻しても、極く短時間のうちに炉外に放出されて
しまい、反応率は向上しないからである。

【００１１】また、循環経路を経て粉粒体を戻す箇所が
流動層炉の入口部分であれば、その粉粒体の炉内流動層
内および流動層上部のフリーボードでの滞留時間が比較
的長くなり、反応率を向上することが可能になる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の鉄カーバイドの製造装置の概略構成を示す側面
図、図２は本発明の鉄カーバイドの製造装置の別の実施
例の概略構成を示す側面図である。

【００１３】図１において、流動層炉１は複数の仕切板
２によって多室に分割されており、経路３から流動層炉
１内に投入された含鉄粉粒体原料は、経路４から炉内の
風箱５を経て多数の小孔が設けられた分散板６から噴出
される反応ガスにより流動状態下で還元・炭化され、各
分割室を順次経て所定時間後に所望の炭化率の鉄カーバ
イドとなって経路７内に排出される。流動層炉１の上方
にはシールポット８があり、さらにその上方にはサイク
ロン９が配置されている。流動層炉１の入口側の頂部か
ら循環経路１０ａを経てサイクロン９に達し、サイクロ
ン９とシールポット８とは循環経路１０ｂによって接続
されており、シールポット８から流動層炉１の最初の分
割室１１ａの流動層内に達するように循環経路１０ｃが
設けられている。１２はシールポット用反応ガスの供給
経路、１３は循環経路１０ｃ内の微粉圧送用のガスの供
給経路である。シールポット８の頂部と循環経路１０ａ
とは経路１４で接続されている。流動層炉１の出口側の
上方にもシールポット１５とサイクロン１６が配置され
ているが、シールポット１５から流動層炉１の流動層内
に達する循環経路は設けられていない。また、シールポ
ット１５内の微粉を排出する経路２０と流動層炉１の製
品排出経路７はクーラー２１に接続されている。そし
て、クーラー２１の出口経路２２はコンベヤ２３に接続
されている。

【００１４】図２は、流動層炉が２基の場合を示し、第
一反応操作を行う上流炉（第一流動層炉）３１と第二反
応操作を行う下流炉（第二流動層炉）３２を有してい
る。第一流動層炉３１においては、第一反応操作として
含鉄粉粒体原料の還元反応の一部が行われ、第二流動層
炉３２においては、第二反応操作として残りの還元反応
と炭化反応が行われる。このように、反応を２段階に分
けることで、各操作ごとの各種対応が取れ、プロセスと
してフレキシブルになるので、反応時間の短縮を図ると
ともに還元および炭化ガスの流量を大幅に低減しうる等
の利点がある（例えば、特開平９−４８６０４号公報参
照）。第一流動層炉３１および第二流動層炉３２はとも
に仕切板３３によって４室に分割されており、経路３４
から第一流動層炉３１内に投入された含鉄粉粒体原料
は、経路３５から風箱３６を経て多数の小孔が設けられ
た分散板３７から噴出される反応ガスにより流動しつつ
各分割室を順次経て、所定時間後部分的に還元されて経
路３８内に排出される。経路３８内の一部還元済粉粒体
は経路３５から分岐した経路３９から吹き出されるガス
により第二流動層炉３２まで圧送される。第二流動層炉
３２内に投入された粉粒体は、経路４０から風箱４１を
経て多数の小孔が設けられた分散板４２から噴出される
反応ガスにより流動しつつ各分割室を順次経て、所定時
間後に所望の炭化率の鉄カーバイドとなって経路４３内
に排出される。経路４３内の粉粒体は経路４０から分岐
した経路４４から吹き出されるガスによりクーラー４５
まで圧送される。第一流動層炉３１および第二流動層炉
３２の上方には、サイクロン４６、４７、４８が配置さ
れており、第一流動層炉３１の頂部とサイクロン４６は
経路４９で接続されており、サイクロン４６と第二流動
層炉３２の最初の分割室５０ａは経路５１によって接続
されている。また、第二流動層炉３２の頂部とサイクロ
ン４７は経路５２で接続されており、サイクロン４７と
第二流動層炉３２の最初の分割室５０ａは経路５３によ
って接続されている。第二流動層炉３２の出口側の頂部
から経路５４を経てサイクロン４８に接続されており、
サイクロン４８の出口経路５５はクーラー４５に接続さ
れている。そして、クーラー４５の出口経路５６はコン
ベヤ５７に接続されている。

【００１５】以上のように構成される鉄カーバイドの製
造装置によれば、以下のようにして鉄カーバイドを製造
することができる。図１の装置によれば、経路３から流
動層炉１の最初の分割室１１ａに供給された粉粒状の鉄
鉱石は、経路４から風箱５を経て分散板６から噴出され
る還元・炭化ガスにより流動状態下で還元・炭化処理を
施され、所定時間後、分割室１１ａと１１ｂとの間の流
動層高差により仕切板２の下部の連絡口２４を経て分割
室１１ｂに達する。そして、分割室１１ｂ、１１ｃ、１
１ｄ、１１ｅ、１１ｆおよび１１ｇにおいて流動状態下
で順次還元・炭化処理を施されて所望の炭化率に達した
鉄カーバイド製品は経路７からクーラー２１に移送さ
れ、約１００℃以下に冷却された後、コンベヤ２３によ
り電気炉等の設備へ搬送され、製鋼原料として使用され
る。

【００１６】以上のように流動層内において行われる還
元炭化反応においては、上記した様々な原因（熱衝撃・
化学反応・流動化現象）によって微粉が発生する。この
微粉の中で一定の大きさ（約７０μｍ）以下の粒径の微
粉は流動化ガスにより吹き飛ばされやすく、安定した流
動状態を維持するのが困難であるから、流動層炉１内の
上部のフリーボード部２５を通って反応ガスとともに経
路１０ａを経てサイクロン９に搬送されることが多い。
サイクロン９においては、遠心分離によりガス中の１０
μｍ以上の粒径の微粉が分離される。１０μｍ未満の粒
径の微小粒はサイクロン９の頂部からガスとともに外部
へ放出される。そして、１０μｍ以上の粒径の微粉は経
路１０ｂを経てシールポット８に送られる。シールポッ
ト８に送られた微粉は経路１２からシールポット８内に
吹き込まれる反応ガス（還元・炭化ガス）により流動状
態下で還元・炭化処理を施された後、経路１０ｃ内に排
出され、経路１３から経路１０ｃに吹き込まれるガスに
より流動層炉１の最初の分割室１１ａまで自重により流
下輸送され、一方、シールポット８の排ガスは経路１
４、１０ａを経てサイクロン９に戻される。分割室１１
ａに送られた微粉は、経路３から投入される粉粒状鉄鉱
石とともに各分割室（１１ａ〜１１ｇ）を順次経ながら
還元炭化処理を施され、所望の炭化率の鉄カーバイドと
なって経路７からクーラー２１に移送される。なお、サ
イクロン９で遠心分離された微粉をシールポット８に供
給せずに直接流動層炉１の最初の分割室１１ａに送って
もよい。以上のように、粒径が１０μｍ以上である微粉
は、流動層炉１から排出されても、流動層炉１からサイ
クロン９を経て流動層炉１に至る循環経路により再び流
動層炉に戻されて還元・炭化処理を施されるので、反応
率を向上することが可能になる。この循環経路を経て流
動層炉に戻される微粉の中で一部のものは、反応途中に
おいて再び（あるいはそれ以上）反応ガスともにサイク
ロン９に搬送されることがあるが、最終的にはサイクロ
ン９で遠心分離されて循環経路を経て流動層炉に戻さ
れ、所定時間還元・炭化処理を施されて所望の炭化率の
鉄カーバイド製品として取り出される。

【００１７】一方、流動層炉１の出口側の頂部から経路
１７ａを経てサイクロン１６に送られる微粉は流動層炉
１内の滞留時間が比較的長く、反応も相当進んでいるの
で、経路７から排出される鉄カーバイド製品と遜色ない
程度の炭化率に達しているものが多い。従って、サイク
ロン１６で遠心分離されて経路２０から取り出される微
粉は、経路７から排出される鉄カーバイド製品とともに
クーラー２１において約１００℃以下に冷却された後、
コンベヤ２３により電気炉等の設備へ送られ、製鋼原料
として使用される。場合によってはサイクロン１６で遠
心分離されて取り出される微粉の反応率を高めるため
に、経路１７ｂからシールポット１５に送り、経路１８
からシールポット１５に供給される反応ガスにより流動
状態下で反応を促進させた後、２０へ排出するようにし
てもよい。

【００１８】図２に示す装置における鉄カーバイドの製
造も基本的には図１の場合と同じように行われるが、図
１の装置との大きな違いは、第一流動層炉と第二流動層
炉の２つの流動層炉を有しているので、第一流動層炉３
１では還元反応の一部が行われ、第二流動層炉３２では
残りの還元反応と炭化反応が行われるので、経路３５か
ら第一流動層炉３１に供給される反応ガスは水素を主と
する還元ガスであり、経路４０から第二流動層炉３２に
供給されるガスは水素とメタンの混合ガスである。そし
て、経路３４から第一流動層炉３１に供給された粉粒状
の鉄鉱石は、経路３５から炉内に吹き込まれる還元ガス
により流動状態下で部分的に還元された後、経路３８か
ら第二流動層炉３２に送られて経路４０から炉内に吹き
込まれる還元・炭化ガスによって流動状態下で還元・炭
化処理を施されて所望の炭化率の鉄カーバイドとなって
経路４３からクーラー４５に移送され、約１００℃以下
に冷却された後、コンベヤ５７により電気炉等の設備へ
搬送され、製鋼原料として使用される。

【００１９】以上のように第一流動層炉３１および第二
流動層炉３２において行われる還元・炭化反応において
微粉が発生するので、図１の場合と同じように微粉の反
応率向上のために、流動層炉から排出される約７０μｍ
以下の粒径の微粉の中で約１０μｍ以上の粒径の微粉は
サイクロンで回収されて流動層炉に戻される。すなわ
ち、第一流動層炉３１、第二流動層炉３２の頂部から排
出され、サイクロン４６、４７で遠心分離された微粉
は、それぞれ経路５１、５３を経て第二流動層炉３２の
最初の分割室５０ａに送られて経路３８から供給される
一部還元済粉粒体ともに還元炭化処理を施され、所望の
炭化率の鉄カーバイドとなって経路４３を経てクーラー
４５に移送される。第二流動層炉３２の出口側の頂部か
ら経路５４を経て排出される微粉の反応は相当進んでお
り、サイクロン４８で遠心分離されて経路５５内に排出
される微粉は副製品として使用できる品位のものであ
る。この微粉は経路４３を経て排出される鉄カーバイド
製品とともにクーラー４５において約１００℃に冷却さ
れた後、コンベヤ５７により電気炉等の設備へ搬送さ
れ、製鋼原料として使用される。

【００２０】次に、流動層炉に投入された粉粒状鉄鉱石
に占める微粉（粒径≦約７０μｍ）の比率が１３％の場
合において、流動層炉からガスとともに排出されてサイ
クロンで遠心分離された後流動層炉へ戻されるガス中の
微粉の濃度を測定した結果を説明する。

【００２１】図３は、４分割室を有する流動層炉６１の
各分割室上方にサイクロン６２ａ〜６２ｄを有する場合
において、循環ガス中の微粉（粒径≦約７０μｍ）の濃
度が６００ｇ／ｍ³ で、その３／４が流動層炉とサイク
ロンの間を循環する場合において、サイクロン６２ａ〜
６２ｃで遠心分離されて各分割室Ａ〜Ｃへ戻される微粉
（粒径≧約１０μｍ）の濃度（ｇ／ｍ³ ）と最終の分割
室Ｄの上方のサイクロン６２ｄで遠心分離されて副製品
として取り出される微粉（粒径≧約１０μｍ）の濃度
（ｇ／ｍ³ ）は図に示す通りであった。

【００２２】図４は、図３と同じ流動層炉−サイクロン
の構成において、循環ガス中の微粉濃度が４００ｇ／ｍ
³ で、その３／４が流動層炉とサイクロンの間を循環す
る場合において、サイクロン６２ａ、６２ｂで遠心分離
されて最初の分割室Ａへ戻される微粉の濃度（ｇ／
ｍ³ ）と出口側の分割室Ｃ、Ｄの上方のサイクロン６２
ｃ、６２ｄで遠心分離されて副製品として取り出される
微粉の濃度（ｇ／ｍ³ ）は図に示す通りであった。

【００２３】図５は、流動層炉−サイクロンの構成と循
環ガス中の微粉濃度および微粉の循環量は図４と同じで
あるが、サイクロン６２ａ、６２ｂで遠心分離された微
粉を２番目の分割室Ｂへ戻し、出口側の分割室Ｃ、Ｄの
上方のサイクロン６２ｃ、６２ｄで遠心分離された微粉
を、最終の分割室Ｄの出側部分を流動化を少なくするた
めに反応ガスを少なくしたゾーンを形成し、このゾーン
に粗粉と混合させながら戻す場合を示す。この場合、分
割室Ｄの出側へ戻される微粉は炉内にほとんど滞留せ
ず、すぐに排出されてしまうので、副製品として取り出
される微粉の反応率はあまり向上せず、実質的に図４の
場合と同じである。しかし、図１、図２に示すようにク
ーラーに成品を合流することを省略できる利点がある。

【００２４】図３〜５において、流動層炉とサイクロン
の間を循環する回数が増えて炉内滞留時間が増えるほ
ど、微粉の反応率は向上する。また、流動層炉の入口の
最初の分割室においては反応が盛んに行われており、微
粉の発生も多く、さらなる微粉の発生に結びつくことも
あるので、サイクロンで遠心分離された微粉を戻す場所
としては流動層炉の最初の分割室とせずに、その次また
はさらにその次の分割室とする方が、流動層炉における
微粉の滞留時間が増えて反応率を効果的に向上しうる場
合がある。そこで、微粉を戻す場所は、流動層炉の入口
部分の中で、原料鉄鉱石の性状による微粉の発生しやす
さや反応条件等に応じて最も適した場所を選択するのが
好ましい。

【００２５】図６は、４分割室を有する流動層炉６１の
上方にシールポット６３を有する場合を示し、シールポ
ット６３は２室に分割されており、サイクロン６２ａで
遠心分離されてシールポット６３の入口側の分割室６３
ａに送られた微粉は流動状態下で還元・炭化処理を施さ
れた後、流動層炉６１の最初の分割室Ａに戻される。ま
た、入口側分割室６３ａの中の微粉の一部は出口側の分
割室６３ｂに送られる。出口側分割室６３ｂ内の微粉は
流動状態下で還元・炭化処理を施され、所望の炭化率の
鉄カーバイド副製品として出口側分割室６３ｂから排出
される。また、出口側分割室６３ｂ内の微粉の一部は経
路６４ｂを経てサイクロン６２ｂに送られ、流動層炉６
１から経路６５を経て排出される微粉とともにサイクロ
ン６２ｂにおいて遠心分離され、出口側分割室６３ｂを
経て所望の炭化率の鉄カーバイド副製品として取り出さ
れる。この場合、循環ガス中の微粉濃度は４００ｇ／ｍ
³で、その３／４が流動層炉とサイクロンの間を循環す
る場合において、サイクロン６２ａからシールポット６
３の入口側分割室６３ａへ戻される微粉の濃度は１０９
ｇ／ｍ³ であり、サイクロン６２ｂからシールポット６
３の出口側分割室６３ｂへ戻される微粉の濃度は１０６
ｇ／ｍ³ であり、シールポット６３の入口側分割室６３
ａから流動層炉６１の最初の分割室Ａへ戻される微粉の
濃度は１０８ｇ／ｍ³ であり、シールポット６３の出口
側分割室６３ｂから副製品として取り出される微粉の濃
度は１０５ｇ／ｍ³ であった。シールポット６３の入口
側分割室６３ａに戻される微粉の反応率は低いので、シ
ールポット６３の分割数とサイクロンの数をさらに増や
すことにより、微粉のシールポット内滞留時間が増える
ので、シールポットから取り出される副製品としての微
粉の反応率は一層向上する。

【００２６】図７に示すように、微粉の反応率を高める
ためにシールポット６３を多室に分割（図７の場合は４
分割）して滞留時間を長くし、且つ、逆混合を防止しな
がら流動化させることにより、さらに微粉の反応率を高
めることができる。この場合、シールポット６３が横方
向に長いので、流動層炉６１から排出される微粉をサイ
クロンで回収したり、流動層炉とサイクロンの間で微粉
を循環させる場合において、シールポット６３上に設け
るサイクロン６２ａ、６２ｂからシールポット６３に微
粉を戻す位置やシールポット６３から副製品としての鉄
カーバイドを取り出す位置（経路６６）を反応条件等に
応じて任意に選択できるという利点がある。また、サイ
クロン６２ａ、６２ｂの位置を任意に選択できるので、
サイクロンからシールポットへの配管や、シールポット
から流動層炉６１の任意の室への配管に必要な勾配を確
保しやすいという利点がある。

【００２７】図８は、流動層炉７１から流動層炉７２に
配管７３を経て粉粒体を輸送する場合において、流動層
炉７１の炉内圧をＰ₁ とし、流動層炉７２の炉内圧をＰ
₂ とし、Ｐ₁ ≧Ｐ₂ である場合に、スムーズに粉粒体を
輸送する方法の一例を示す。すなわち、配管７３の左方
および右方の部分の傾斜角度α、βをそれぞれ粉粒体の
安息角以上にすることで、配管７３内に粉粒体が凝集す
ることはなく、しかも配管７３の左方の部分に存在する
粉粒体のシール高さＨを（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）の差より大きく
することで、配管内に充分なシールを確保しつつ、配管
７４から配管７３内に吹き込んだガスにより配管７３内
の粉粒体を流動状態下、スムーズに流動層炉７２に輸送
することができる。７５、７６は反応ガス供給管路、７
７はコンプレッサー、７８はガスヒータである。図８に
示す粉粒体の輸送方法は、図２に示す第一流動層炉３１
から第二流動層炉３２に粉粒体を輸送する場合に利用す
ることができる。

【００２８】なお、上記実施例においては、流動層炉内
に流動状態を実現するためのガス分散器として分散板を
用いたが、分散板に代えて、多数の小孔を設けるか又は
ノズルを取りつけたパイプを格子状に組み合わせた散気
管を用いることも可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、多室分割型流動層炉か
らガスとともに排出された微粉の中で一定以上の粒径の
微粉をセパレータによってガスから分離し、反応の進行
状況に応じて、分離した微粉の中で未反応の微粉または
反応率の低い微粉を上記流動層炉の特定の分割室に戻
し、所定組成の反応ガスと所定時間反応させることによ
り微粉の反応率を向上し、セパレータにおいてガスから
分離した微粉の中で反応率の高いものは、流動層炉に戻
さずに反応系外に排出することとしているので、微粉の
反応率を効率的に向上しうる還元鉄または鉄カーバイド
の製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄カーバイドの製造装置の概略構成を
示す側面図である。

【図２】本発明の鉄カーバイドの製造装置の別の実施例
の概略構成を示す側面図である。

【図３】本発明の鉄カーバイドの製造装置のさらに別の
実施例の概略構成を示す側面図である。

【図４】本発明の鉄カーバイドの製造装置のさらに別の
実施例の概略構成を示す側面図である。

【図５】本発明の鉄カーバイドの製造装置のさらに別の
実施例の概略構成を示す側面図である。

【図６】本発明の鉄カーバイドの製造装置のさらに別の
実施例の概略構成を示す側面図である。

【図７】本発明の鉄カーバイドの製造装置のさらに別の
実施例の概略構成を示す側面図である。

【図８】２炉の間における粉粒体の輸送方法の一例を示
す概略構成図である。

【図９】従来の流動層炉の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１、６１、７１、７２…流動層炉 ９、１６、４６、４７、４８、６２ａ、６２ｂ、６２
ｃ、６２ｄ…サイクロン ８、１５、６３…シールポット １０ａ、１０ｂ、１０ｃ…循環経路 ３１…第一流動層炉 ３２…第二流動層炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−48604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−11609（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−325613（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−171233（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21B 11/00 - 15/04 C01B 31/30 F27B 15/00 - 15/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多室に分割された流動層炉内に投入され
   た含鉄粉粒体原料を炉内下部に導入した反応ガスにより
   流動させつつ反応を行って還元鉄または鉄カーバイドを
   製造する装置であって、粉粒体を含有するガスからその
   粉粒体を分離するための１台または複数のセパレータを
   上記多室分割型流動層炉の上方に配し、該流動層炉の頂
   部から上記セパレータを経由して多室分割型流動層炉の
   特定の分割室に至る経路と該多室分割型流動層炉の反応
   系外に至る経路を有し、セパレータによってガスから分
   離した一定以上の粒径の粉粒体を、反応の進行状況に応
   じて上記経路のいずれかを経由して、上記多室分割型流
   動層炉の特定の分割室に戻すかまたは反応系外に排出す
   ることを特徴とする還元鉄または鉄カーバイドの製造装
   置。
2. 【請求項２】 上記多室分割型流動層炉へ戻す粉粒体の
   限界粒径が１０μｍ以上である請求項１記載の還元鉄ま
   たは鉄カーバイドの製造装置。
3. 【請求項３】 上記多室分割型流動層炉が上流と下流の
   ２つの多室分割型流動層炉から構成され、上流炉の上方
   に設けられた上記セパレータによって分離された粉粒体
   を下流炉の最初の分割室に戻すことを特徴とする請求項
   １または２記載の還元鉄または鉄カーバイドの製造装
   置。