JP3197527B2 - 還元鉄または鉄カーバイド製造用散気管式多室分割型流動層炉 - 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
粒体を処理する流動層炉に関し、特に、製鉄、製鋼用の
原料、例えば電気炉等に用い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散気管式多
室分割型流動層炉に関する。

【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、平炉また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
鉄カーバイドが電気炉等に用い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ために、近
年、ペレットを造らず、粉鉱石（例えば、粒径０．１〜
１．０ｍｍのもの）をそのまま流動層に投入し、還元お
よび炭化ガスと所定の温度と圧力の下で反応させて鉄カ
ーバイドを製造するプロセス（例えば、国際出願ＰＣＴ
／ＵＳ９１／０５１９８参照）が注目されている。

【０００４】従来の鉄カーバイドの製造プロセスの流動
層は、直径が約４０フィート（１２．２ｍ）、流動層高
が約１２フィート（３．６６ｍ）で、以下の特徴を持っ
ていた。

【０００５】図１１（ａ）に示すように、分散板３１
の上面に沿わせ板３２を設け、沿わせ板３２に沿った拡
散移動によって流動鉱石３３の実質滞留時間を確保して
いる。 図１１（ａ）に示すように、炉本体３４の下部を多数
の小孔３５を有する分散板３１により上下に仕切って下
方をガスの供給室（風箱）３６とし、分散板３１の小孔
３５上にキャップ型のガス吹き出しノズル３７を設け、
炉内の全域にわたりガスの均等分配を可能としている。

【０００６】図１１（ａ）に示すように、炉本体３４
と分散板３１とは、Ｕ字形状の可撓性の薄鋼板からなる
Ｕ字リング３８で接続して分散板３１の熱膨脹を吸収
し、風箱３６と流動層部３９間のガスシールを可能とし
ている。

【０００７】しかしながら、従来の流動層には以下の欠
点がある。 ａ．流動層内での鉱石移動速度は発明者の実験によると
非常にバラツキが多いため、沿わせ板３２によって鉱石
滞留時間を制御すると製品品質にバラツキが多くなる。 ｂ．鉄カーバイドの生成反応は吸熱反応であり、風箱３
６内のガスと流動層部３９のガス温度に差があり、沿わ
せ板３２と分散板３１の温度、すなわち熱伸びが異なる
ため、沿わせ板３２と分散板３１との固定接合が困難で
ある。従って、沿わせ板３２は分散板３１の強度向上に
は寄与できない。 ｃ．鉄カーバイドの生成反応は入口付近で盛んに起こ
り、出口に近づくほど反応は減ずるため、入口と出口で
流動層内の温度が違う。このため一体型の分散板では、
部分によって温度差が生じ、部分的な熱変形によって、
分散板３１と炉本体３４を接続するＵ字リング３８が破
損し、ガス漏れによる流動化不良が起きる。

【０００８】ｄ．運転停止時には粉鉱石が風箱に落下し
ないように、ガス吹き出し方向を下方に向けたキャップ
型ガス吹き出しノズル３７を使用しているが、このノズ
ルは製造コストが高い。

【０００９】ｅ．直径が約４０フィート（１２．２ｍ）
もある分散板３１の上で数百トンの鉱石が移動するの
で、下部にサポートを設けても分散板３１は１００ｍｍ
以上の厚みとなること及び分散板と炉本体とを接続する
Ｕ字リング３８も大径の製品となるため、これらの部材
によっても設備コストが高くなる。

【００１０】以上の各欠点の中で、ａについては、既に
特開平９−４８６０４号公報に、流動層内の鉱石移動速
度のバラツキが品質へ影響することが少ない多室分割型
流動層が提案されているが、ｂ〜ｅの欠点は解消されて
いない。また、ｂ〜ｅについては、従来から分散板に代
わるガス分散器として散気管が知られており、例えば、
米国特許第４４４３５５１には、図１２に示すような散
気管を使用した流動層式接触分解装置が提案されてい
る。この装置は、重質油を蒸気で熱分解して軽質油等を
分離回収するに際して使用される触媒であるゼオライト
を再生するためのもので、再生器４１内にリング４２と
４３を配し、各リング４２、４３の下部に、それぞれ多
数のノズル４４、４５が取り付けられている。この流動
層式接触分解装置は、ダクト４６、４７からリング４
２、４３を経てノズル４４、４５から噴射される常温の
空気に含まれる酸素により上記触媒の表面を覆うカーボ
ンを燃焼させるものである。

【００１１】散気管方式のガス分散器は分散板方式に見
られた様々な欠点を解消したものであり、比較的低コス
トで軽量構造の流動化実現手段である。ところが、従来
知られている散気管は、上記米国特許では燃焼器として
の用途であり、還元鉄または鉄カーバイド製造用の散気
管として提案されたものはない。

【００１２】本発明はこのような現状に鑑みて、製品品
質にバラツキの少ない多室分割型流動層炉の特徴を活か
した新規な散気管式流動層炉を提案するものであって、
その目的は、炉直径が１２ｍにも達し、５００℃以上の
高温ガスの供給される還元鉄または鉄カーバイド製造用
流動層炉として好適である散気管方式の多室分割型流動
層炉を提供することにある。

【００１３】

【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、流動層を多室に分割し、反応ガスを供給す
る集合管を炉外に配し、この集合管より炉体底部または
側部を貫通して各分割室毎にガス導入管を分岐させ、炉
内下部において各ガス導入管を水平方向にグリッド状に
分岐させてグリッド状パイプを形成し、このグリッド状
パイプに多数のガス吹出しノズルを設け、このガス吹出
しノズルに適当な圧力損失を持たせつつ適当な速度と温
度の反応ガスを吹き出すことにより、各分割室ごとに適
度の高さの流動層が形成され、入口側分割室に供給され
た含鉄粉粒体原料は、各分割室において、所定の温度
下、所定の組成の反応ガスと反応しつつ、所定純度の還
元鉄または鉄カーバイド製品となって出口側分割室から
排出される。

【００１４】すなわち、本発明は、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製品を
製造する流動層炉であって、流動層を複数の仕切板によ
って多室に分割し、反応ガスを供給する集合管を炉外に
配し、この集合管より炉体底部または側部を貫通して各
分割室毎にガス導入管を分岐させ、炉内下部において各
ガス導入管を水平方向にグリッド状に分岐させてグリッ
ド状パイプを形成し、このグリッド状パイプに多数のガ
ス吹出しノズルを設けた還元鉄または鉄カーバイド製造
用散気管式多室分割型流動層炉において、操業停止時に
ガス導入管および炉体底部に過大な応力が発生するのを
防止するために、ガス吹き出しノズルより下部にある不
動部粉粒体を抜き出すための不動部粉粒体抜出孔を炉体
底部に設けたことを特徴とする還元鉄または鉄カーバイ
ド製造用散気管式多室分割型流動層炉を第一の発明と
し、上記第一の発明において、不動部粉粒体抜出孔に代
えて、不動部粉粒体を流動化させるためのガスを吹き出
すガス吹出しノズルを炉体底部に設けた還元鉄または鉄
カーバイド製造用散気管式多室分割型流動層炉を第二の
発明とし、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製品を製造する流動層炉であっ
て、流動層を複数の仕切板によって多室に分割し、反応
ガスを供給する集合管を炉外側方に配し、操業停止時に
ガス導入管および炉体底部に過大な応力が発生するのを
防止するために上記集合管より上記仕切板の直下の位置
になるように炉体側面から炉内に水平にガス導入管を導
入し、このガス導入管を水平方向にグリッド状に分岐さ
せてグリッド状パイプを形成し、このグリッド状パイプ
に多数のガス吹出しノズルを設けたことを特徴とする還
元鉄または鉄カーバイド製造用散気管式多室分割型流動
層炉を第三の発明とする。

【００１５】上記のように構成される本発明によれば、
以下に説明するように還元鉄または鉄カーバイドを製造
することができる。すなわち、炉内に投入された含鉄粉
粒体原料は、グリッド状パイプのガス吹出しノズルから
吹出される反応ガスと反応することにより、還元鉄また
は鉄カーバイドが製造される。例えば、鉄カーバイドを
製造する場合には、反応ガスとして、高温の還元ガス
（水素ガス）と炭化ガス（例えば、メタンガス）が使用
され、入口側分割室に供給された含鉄粉粒体原料はガス
吹出しノズルから吹き出される適当な速度と温度の還元
ガスおよび炭化ガスと反応することにより、所定炭化率
の鉄カーバイド製品となって出口側分割室から排出され
る。ところで、ガス吹出しノズルより下部にある粉粒体
は炉の操業中も殆ど流動せず、静止に近い状態にあり、
その温度も上部の流動状態にある粉粒体に比してかなり
低い（この部分を本明細書では「不動部」という）。通
常、還元鉄または鉄カーバイド生産用流動層炉は約５５
０〜７００℃の高温で操業されるため、操業中は炉内に
あるガス導入管は２０〜３０mm伸張し、操業停止時には
温度降下に伴って上記伸張分だけ逆に収縮しようとす
る。ところが、ガス導入管が収縮しようとしても、ガス
導入管から分岐したグリッド状パイプの下部には上記不
動部が存在しているので、下向きのガス吹出しノズルを
持たないグリッド状パイプは不動部粉粒体に阻止されて
下降しきれず、グリッド状パイプと一体となったガス導
入管は充分に収縮できなくなってしまう。その結果、ガ
ス導入管および炉体底部には過大な応力が発生する。そ
こで、不動部粉粒体抜出孔を炉体底部に設ければ、操業
停止時には抜出孔より適量の不動部粉粒体を抜き出すこ
とにより、ガス導入管や炉体底部に対して過大な応力が
発生することはない。

【００１６】ガス導入管を複数の分割室に共用するよう
にすれば、ガス導入管を炉内に導入するための炉体底部
のガスシールを含めた支持構造がやや簡略化されてコス
トダウンが図れ、小生産量の還元鉄または鉄カーバイド
生産設備に好適の設備となる。

【００１７】

【００１８】第二の発明のように、炉底にガス吹出しノ
ズルを設け、操業停止時もしくは炉体冷却時にはそのノ
ズルから上方に向けてガスを吹き出して一定量の不動部
粉粒体を舞い上げることにより、ガス導入管および炉体
底部への過大な応力の発生を防止することが可能にな
る。

【００１９】第一の発明の如く炉体底部または側部を貫
通してガス導入管を炉内に配し、ガス導入管の上端付近
に水平方向にグリッド状パイプを形成する場合、配置の
関係からガス吹出しノズルを持たない第一パイプと、そ
の第一パイプから分岐してガス吹出しノズルを有する第
二パイプから構成されることが多い。この配置のグリッ
ド状パイプを使用した場合、前述したように、（１）操
業停止時の過大応力の発生および（２）ガス吹出しノズ
ルを持たない第一パイプの上の不動部の存在が問題とな
る。そこで、第三の発明のように、ガス導入管を炉体側
部を貫通して炉内に水平に導入し、水平なガス導入管を
流動層を多室に分割する仕切板の直下に配置すると、上
記（１）および（２）の問題は共に解消される。

【００２０】一方、第三の発明のように、ガス導入管を
炉体側部を貫通して水平に配置すると、直径が１２ｍに
も達する還元鉄または鉄カーバイド製造用流動層炉にお
いては、ガス導入管の支持点（炉体貫通部）が離れすぎ
て強度上不都合が生じることがある。この場合、水平円
筒型の炉を採用することにより、強度面の問題は解決さ
れる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の流動層炉の縦断面を含む鉄カーバイドの製造装置
の要部を示す側面図、図２は本発明の流動層炉の横断面
を含む鉄カーバイドの製造装置の要部を示す平面図であ
る。この装置は、第一反応操作を行う第一流動層炉１と
第二反応操作を行う第二流動層炉２を有している。第一
流動層炉１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２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）。３は第
一加熱炉、４は第二加熱炉である。第一加熱炉３で加熱
された反応ガスは第一流動層炉１に供給され、第二加熱
炉４で加熱された反応ガスは第二流動層炉２に供給され
る。

【００２２】図２に示すように、第一流動層炉１の内部
は縦方向に配した仕切板５によって４つの部屋（６ａ、
６ｂ、６ｃ、６ｄ）に分割されている。入口側分割室６
ａには、投入シュート７が接続されており、上記投入シ
ュート７から炉内に投入された原料は入口側分割室６ａ
から、６ｂ、６ｃを経て出口側分割室６ｄに達する。第
二流動層炉２の内部は、縦方向に配した仕切板５によっ
て、中央部の分割室８ｅとその分割室を囲むように外周
側は６つの部屋（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｆ、８
ｇ）に分割されている。第二流動層炉２の入口側分割室
８ａと第一流動層炉１の出口側分割室６ｄとは連絡管９
によって接続されている。連絡管９を経て第一流動層炉
１から第二流動層炉２に供給された原料は、入口側分割
室８ａから、８ｂ、８ｃ、８ｄ，８ｅ、８ｆを順に経て
出口側分割室８ｇに達し、最終的に一定の炭化率の鉄カ
ーバイド製品となって第二流動層炉２から製品クーラー
１０に送られる。

【００２３】第一加熱炉３および第二加熱炉４は上記の
反応を促進するために所定組成の反応ガスを所定温度に
加熱するためのものである。図１において、第一加熱炉
３で所定温度に加熱された反応ガスは、ガスパイプ１１
を経て第一流動層炉１の下方の集合管１２に達する。ガ
スパイプ１１には熱膨張による熱応力を抑制するための
伸縮継手１３が介装されている。集合管１２からは、４
個の分割室のそれぞれに対してガス導入管１４が立設さ
れている。図３に示すように、ガス導入管１４の頂部付
近を第一パイプ１５が貫通し、さらに、第一パイプ１５
を複数の第二パイプ１６が貫通しており、第二パイプ１
６のそれぞれの下部には下方に向けてガスを吹き出す複
数組のガス吹出しノズル１７が約９０度の開き角度で取
り付けられている。このようにグリッド状に形成された
パイプが各分割室６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに配置されて
いる。また、図１に示すように、集合管１２の自重を支
えるハンガー部材１８が第一流動層炉下部のスカート１
９の内壁面に設置されており、流動層炉底部の鏡板にか
かる応力が低減される。第二加熱炉４における反応ガス
の供給方法も第一加熱炉３における供給方法と同じであ
る。

【００２４】図４は、第二流動層炉２の中央にある分割
室８ｅに配置されるガス導入管、第一パイプおよび第二
パイプからなるグリッド状のパイプの構成を示し、図５
は周囲にある６個の分割室のそれぞれに配置されるグリ
ッド状のパイプの構成を示す。グリッド状のパイプの構
成も第二流動層炉と第一流動層炉との間で基本的に異な
るところはなく、図１に示すように、第二流動層炉下方
の集合管１２ａはリング状であり、第一流動層炉下方の
集合管１２は直管状である点が異なっている。この場合
も、集合管１２ａの自重を支えるハンガー部材１８ａが
第二流動層炉下部のスカート１９ａの内壁面に設置され
ている。

【００２５】以上のように構成される鉄カーバイドの製
造装置において、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。粉粒状の鉄鉱石は投入シュート７か
ら第一流動層炉１の入口側分割室６ａに供給される。第
一流動層炉１における反応は還元反応のみを考慮すれば
よいから、第一加熱炉３に導入されるガスは水素を主体
とする還元ガスである。そして、この還元ガスは第一加
熱炉３において約６００℃に加熱された後、ガスパイプ
１１、集合管１２およびガス導入管１４を経て炉内に達
し、各分割室ごとにグリッド状のパイプのガス吹出しノ
ズル１７から下方に向けて吹き出される。ノズル１７か
ら吹き出されるガス流により粉粒状鉄鉱石は安定した流
動状態を呈する。かくして、入口側分割室６ａにおいて
流動状態下において還元処理を施された粉粒状の鉄鉱石
は、所定時間後、分割室６ａと６ｂの間の流動層高差に
より仕切板５の下部の連絡口を経て分割室６ｂに移動す
る。そして、分割室６ｂ、６ｃおよび６ｄにおいて順次
還元処理を施されて、所定の還元率に達した粉粒状鉄鉱
石は管路９を経由して第二流動層炉２の入口側分割室８
ａに移送される。

【００２６】第二流動層炉２では残りの還元反応と炭化
反応が行われるので、第二加熱炉４に導入されるガスは
水素とメタンの混合ガスである。そして、この混合ガス
は第二加熱炉４において約６００℃に加熱された後、ガ
スパイプ１１ａ、集合管１２ａおよびガス導入管１４ａ
を経て炉内に達し、グリッド状のパイプのガス吹出ノズ
ル１７から下方に向けて吹き出される。ノズル１７から
吹き出されるガス流により粉粒状鉄鉱石は安定した流動
状態を呈する。かくして、入口側分割室８ａにおいて、
還元処理の進行と炭化が施された粉粒状鉄鉱石は、所定
時間後、分割室８ａと８ｂの間の流動層高差により仕切
板５の下部の連絡口２０を経て分割室８ｂに移動する。
そして、分割室８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆおよび８
ｇを経るにつれて、逐次炭化が進行し、最終的に所望の
炭化率の鉄カーバイドとなって第二流動層炉２から排出
される。この鉄カーバイド製品は高温（約６００℃）で
あるため、搬送中あるいは貯留中における再酸化の発生
を防止するため、製品クーラー１０において、約１００
℃以下に冷却される。その後、この鉄カーバイドはコン
ベアあるいはトラック等の搬送手段により電気炉等の設
備へ搬送される。

【００２７】図６は、ガス導入管１４を複数の分割室に
共用するようにした場合を示す。このようにすること
で、ガス導入管を導入するための炉体底部のガスシール
を含めた支持構造がやや簡略化される。

【００２８】図７は、炉体底部に抜出孔２１を設けた場
合を示す。このようにすることで、ガス吹出しノズル下
部の不動部粉粒体を抜出孔２１から必要に応じて適正量
抜き出すことができる。

【００２９】図８は、炉底にガス吹出しノズル２２を設
けた場合を示す。このようにすることで、炉体冷却時に
ノズル２２から上方に向けてガスを吹き出して一定量の
不動部粉粒体を流動化させることで、ガス導入管に過大
応力が発生するのを防止することができる。

【００３０】図９は、炉外側方に配した集合管１２ｂよ
り仕切板２３直下の位置になるようにガス導入管２４を
炉体側面から炉内に水平に導入し、ガス導入管２４から
水平方向にグリッド状にパイプ２５を分岐させた場合を
示す。このようにガス導入管を仕切板の直下の位置に設
けることで、他の位置にガス導入管を設ける場合に比し
てガス導入管直上部に生じる粉粒体不動部の削減を図る
ことができる。しかも、ガス導入管は水平方向に導入さ
れているので、炉体冷却時に不動部粉粒体の存在に影響
されず、ガス導入管は所定量収縮することが可能であ
る。その結果、ガス導入管および炉体底部に過大な応力
が発生するということはない。図９（ｂ）において、２
３ａは不動部粉粒体である。図９（ｂ）に示すように、
ガス導入管２４上には極く僅かの不動部粉粒体が存在す
るだけであり、この不動部粉粒体により、何らの問題も
生じることはない。

【００３１】図１０は、円筒型流動層炉２６を円形断面
方向に配した仕切板２７によって多室に分割し、円筒長
手方向に沿うように配置したガス導入管２８から炉内に
水平に多数のパイプ２９を分岐した場合を示す。このよ
うにすることで、炉体冷却時にパイプ２９は不動部粉粒
体の存在に影響されず所定量収縮することが可能であ
る。その結果、ガス導入管および炉体底部に過大な応力
が発生するということはない。さらに、ガス導入管の支
持点（炉体貫通部）が近くなり、強度上有利となる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記のとおり構成されているの
で、以下の効果を奏する。 （１）請求項１記載の発明によれば、直径１２ｍに達す
る大径の円周上の分散板と炉体のガスシールおよび粉粒
体原料の滞留時間を制御する仕切板や沿わせ板と分散板
のガスシールが不要となり、保守・点検が不要となる。
また、１００ｍｍ以上の厚みを持つ耐熱鋼製の分散板お
よびキャップ式ノズルに比較して格段に安価なパイプで
製作可能であるから、競争力の有る還元鉄または鉄カー
バイド製造設備を提供できる。特に、炉体底部を貫通し
たガス導入管が操業停止後に縮む際に、適量の不動部粉
粒体を抜出孔より抜き出すことにより、ガス吹出しノズ
ルを持たない水平パイプがノズルより下部にある不動部
粉粒体に邪魔されてガス導入管および炉体底部に過大な
応力が発生するということは無い。

【００３３】

【００３４】

【００３５】（２）請求項２記載の発明によれば、炉体
底部を貫通したガス導入管が操業停止後に縮む際に、炉
底のノズルからガスを吹き出すことにより不動部粉粒体
を流動させ、ガス導入管および炉体底部に過大な応力が
発生することを防止できる。 （３）請求項３記載の発明によれば、ガス導入管が水平
に配置されているため、操業停止後に縮む際に、ガス吹
出しノズルより下部にある不動部粉粒体に邪魔されてガ
ス導入管および炉体底部に過大な応力が発生するという
ことがない。また、ガス吹出しノズルを持たないガス導
入管を分散室の仕切板の下に配置したことにより、流動
層の不動部を最小にでき、流動層の有効体積を最大にで
きる。

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄カーバイド製造用散気管式多室分割
型流動層炉の縦断面を含む鉄カーバイドの製造装置の要
部を示す側面図である。

【図２】本発明の鉄カーバイド製造用散気管式多室分割
型流動層炉の横断面を含む鉄カーバイドの製造装置の要
部を示す平面図である。

【図３】第一流動層炉内の散気管の構成を示す図であ
り、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ
断面図である。

【図４】第二流動層炉内の中央の分割室に配置する散気
管の構成を示す図であり、図４（ａ）はその平面図、図
４（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。

【図５】第二流動層炉内の外周側の分割室に配置する散
気管の構成を示す図であり、図５（ａ）はその平面図、
図５（ｂ）はそのＣ−Ｃ断面図である。

【図６】図６（ａ）は本発明の鉄カーバイド製造用散気
管式多室分割型流動層炉の別の実施例の縦断面図、図６
（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

【図７】本発明の鉄カーバイド製造用散気管式多室分割
型流動層炉のさらに別の実施例の縦断面図である。

【図８】第二流動層炉の底部断面を含むガス導入管およ
びグリッド状パイプの側面図である。

【図９】図９（ａ）は本発明の鉄カーバイド製造用散気
管式多室分割型流動層炉のさらに別の実施例の横断面
図、図９（ｂ）は図９（ａ）における仕切板およびガス
導入管の断面を含むパイプの拡大側面図である。

【図１０】図１０（ａ）は円筒型流動層炉の長手方向に
沿った平面断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−
Ｅ断面図である。

【図１１】図１１（ａ）は沿わせ板を有する分散板式流
動層炉の縦断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＦ−
Ｆ断面図、図１１（ｃ）はキャップ型ガス吹き出しノズ
ルの拡大断面図である。

【図１２】従来の流動層炉の散気管の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…第一流動層炉 ２…第二流動層炉 ３…第一加熱炉 ４…第二加熱炉 ５、２３、２７…仕切板 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…分割室 ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ…分割室 １２、１２ａ、１２ｂ…集合管 １４、２４、２８…ガス導入管 １５…第一パイプ １６…第二パイプ １７、２２…ガス吹出しノズル ２０…連絡口 ２１…抜出孔 ２３ａ…不動部粉粒体 ２５、２９…パイプ ２６…円筒型流動層炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴードン エイチ． ゲイガー アメリカ合衆国 78409 テキサス コ ーパス クリスティ マービン エル. ベリー ロード 7102 (72)発明者 スティーブン ディ． エマーソン アメリカ合衆国 78409 テキサス コ ーパス クリスティ マービン エル. ベリー ロード 7102 (72)発明者 トム マクカウレイ アメリカ合衆国 78409 テキサス コ ーパス クリスティ マービン エル. ベリー ロード 7102 (72)発明者 ランディ キャロウェイ アメリカ合衆国 78409 テキサス コ ーパス クリスティ マービン エル. ベリー ロード 7102 (72)発明者 宮下 虎勝 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 堤 香津雄 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 餝 雅英 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (56)参考文献 特開 平10−332273（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−325684（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−116378（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−119043（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27B 15/10 C21B 13/00 101

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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製品を製造する流動層炉で
   あって、流動層を複数の仕切板によって多室に分割し、
   反応ガスを供給する集合管を炉外に配し、この集合管よ
   り炉体底部または側部を貫通して各分割室毎にガス導入
   管を分岐させ、炉内下部において各ガス導入管を水平方
   向にグリッド状に分岐させてグリッド状パイプを形成
   し、このグリッド状パイプに多数のガス吹出しノズルを
   設けた還元鉄または鉄カーバイド製造用散気管式多室分
   割型流動層炉において、操業停止時にガス導入管および
   炉体底部に過大な応力が発生するのを防止するために、
   ガス吹き出しノズルより下部にある不動部粉粒体を抜き
   出すための不動部粉粒体抜出孔を炉体底部に設けたこと
   を特徴とする還元鉄または鉄カーバイド製造用散気管式
   多室分割型流動層炉。
2. 【請求項２】 不動部粉粒体抜出孔に代えて、不動部粉
   粒体を流動化させるためのガスを吹き出すガス吹出しノ
   ズルを炉体底部に設けた請求項１記載の還元鉄または鉄
   カーバイド製造用散気管式多室分割型流動層炉。
3. 【請求項３】 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製品を製造する流動層炉で
   あって、流動層を複数の仕切板によって多室に分割し、
   反応ガスを供給する集合管を炉外側方に配し、操業停止
   時にガス導入管および炉体底部に過大な応力が発生する
   のを防止するために上記集合管より上記仕切板の直下の
   位置になるように炉体側面から炉内に水平にガス導入管
   を導入し、このガス導入管を水平方向にグリッド状に分
   岐させてグリッド状パイプを形成し、このグリッド状パ
   イプに多数のガス吹出しノズルを設けたことを特徴とす
   る還元鉄または鉄カーバイド製造用散気管式多室分割型
   流動層炉。