JPH02111807A - 溶融還元炉の出湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本願発明は高圧で操業される溶融還元炉から熔融金属ま
たはスラグを連続的に取り出す出湯装置または出湯方法
に関する。

（従来の技術） 溶融還元プロセスの経済性を高めるためにはプラントを
連続的に操業できることが必要であり、そのためには溶
融還元炉内の溶融金属やスラグを連続的に炉外へ取り出
すことができなければならない。しかしながら、従来の
技術の中にはこの要求を満たすような装置または方法は
開示されていない。以下に従来の技術について、第２図
〜第４図に基づいて説明する。

高炉用マッド自動供給公置に関する考案（以下、従来技
術Ｉという）を示す第２図において、３１はマッド供給
装置本体であり、この本体はテーブル（図示せず）に上
架されており、昇降装置（開示せず）により必要時に鋳
床上に上昇させ、不要時には床下に降下させ格納されて
いる。

３２は高炉用マッド３３のセットされたパレットで、マ
ッド３３はマッド押し出し用治具３４に押し出されてコ
ンベヤ３５に乗り移り、コンベヤ３５上を搬送されたマ
ッドは次段のコンベヤ３６に乗り移った後、マッドガン
３７のマッド投入口３８まで搬送後に投入され、このマ
ッドにより高炉の出銑口が塞がれる。

熔融還元炉における出湯方法に関する発明（以下、従来
技術■という）を示す第３図において、４１は溶融還元
炉本体、４２は溶融金属、４３はスラグ、４４は溶融還
元炉本体の炉壁、４５は「ト」の字形のパイプによる出
湯治具で、該出湯治具の「ト」の字形の第２画部分の取
出しパイプ４６が上記炉壁４４から炉内に挿入され、「
ト」の字形の出湯治具の第１画部分の上部の圧力を溶融
還元炉本体４４の圧力より低くすることによって、取出
しパイプ４６を経て溶融還元炉本体４１から溶融金属４
２を取出して取出し容器４７に移すものである。

高温溶融金属用炉に関する発明（以下、従来技術■とい
う）を示す第４図において、５１は炉本体、５２は溶湯
である。５３は炉本体に付設した湯道で、その基端間口
５３ａは炉底部に通じ、中間部では揚場管５４によって
上向き揚場部５３ｂが形成され、該揚場管５４の上端に
外部に開放された出湯樋５５を連結して出湯口５３ｃを
形成している。５６は揚場管５４の下部に設けられたガ
ス吹込口で、このガス吹込口に対して外部ガス供給装置
（図示せず）から圧力ガスが供給され、このガスはガス
吹込口５６に内装した気泡化部材５７で気泡化されて揚
場管５４内の溶湯に吹き込まれ、揚湯管５４内のこの気
泡ガスを含む溶湯５８は比重が軽くなり、その湯面ば気
泡ポンプ作用によって押し上げられて出湯樋５５に達す
ると、揚場流となって出湯口５３ｃから流出してレード
ル５９に排出される。６０は揚場管５４に配装された加
熱用誘導二１イルである。

（発明が解決しようとする課題） 従来技術Ｉに係る考案は出銑口の開口作業という非常に
危険な作業を伴い且つ連続的に溶融金属を出湯すること
ができない。

また、従来技術Ｈに係る発明には、出湯治具４５内の第
１画上部の圧力を炉内圧より低くする手段についての具
体的な記載がなく、また溶融金属４２の流出量の調節を
行うための圧力調節の方法が不明である。さらに、取出
しパイプ４６内には溶湯の凝固を防止する手段がないか
ら、出湯休止または設備のトラブル等により取出しパイ
プ４Ｇ内に滞留した溶湯はやがて凝固してしまう。また
、シャッターで溶融金属の流出量を調節することもでき
ると記載されているが、スライド部の摩耗・つまりなど
の故障が多く長期に渡って使用できない。

さらに、従来技術■に係る発明は、湯道５３の基端間口
５３ａから上向き揚場部５３ｂに至るまでの溶湯の凝固
を防止するような装置を有していないから、該部分の溶
湯が凝固する可能性がある。また、揚場管５４内には気
泡ガスを含む溶湯５８を押し上げるために大量のガスが
吹き込まれるので、たとえ加熱用誘導コイル６０が配装
されていても溶湯の温度低下は避けることができず、そ
の大量のガスが出湯口５３ｃから出る溶湯と共に外部に
吹き出されるので大変危険である。

上記に鑑み、本願発明は、危険がなく、溶湯の通過部に
機械物を有せず、連結管内で溶湯が凝固せず、出湯装置
の溶湯の温度低下がなく、簡単な構造にして連続出湯が
可能で且つ出湯量の調節が容易な溶融還元炉の出湯装置
および出湯方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本願発明は、内圧が大気圧
より高い溶融還元炉の炉底部と出湯量の炉底部を連通管
によって直結し、上記出湯量には、出湯炉内溶湯面が溶
融還元炉内圧と大気圧との差に相当するヘッド差だけ溶
融還元炉内溶湯面より高い位置を採ることが可能な出湯
口を設けると共に加熱装置を付設したことを特徴とする
溶融還元炉の出湯装置を第一の発明とし、 上記溶融還元炉の内圧を調整することにより上記出湯量
からの出湯量を制御することを特徴とする溶融還元炉の
出湯方法を第二の発明とし、上記第一の発明において、
連通管で連結された部分に電磁ポンプを配設したことを
特徴とする溶融還元炉の出湯装置を第三の発明とし、上
記溶融還元炉の内圧を定期的に変動させて連通管内の溶
湯流量を変化させるか、または連通管で連結された部分
に配設した電磁ポンプの電磁力の作用により連通管内の
溶湯を揺動させることにより連通管内の溶湯の凝固防止
を図ることを特徴とする溶融還元炉の出湯方法を第四の
発明とし、 上記第一または第三の発明において、加熱装置が０□吹
込装置であることを特徴とする溶融還元炉の出湯装置を
第五の発明とする。

（作用） 上記構成を有する本願発明は、以下のように作用する。

レベル差に見合う圧力で操業されている。そして溶融還
元炉内への原料の投入および反応により溶融還元炉内の
溶湯が増加し、その分溶融還元炉内の？８湯面レヘルが
上昇しようとするが、そのレヘル上界力は連通管を通じ
て直らに出湯量に伝えられ、その結果出湯炉内の溶湯面
し・＼ルが上部し、その結果溶融還元炉内で増加した溶
湯に見合う量の溶湯が出湯量の出湯口から排出される。

このようにして溶湯を連続的に排出することができる。

また、本装置には加熱装置が具備されているので、溶湯
が出湯量を上界していく過程で放出する熱を補い、適正
な温度で出湯することができる。

さらに、）溶融還元炉内の圧力を微小ＦＡ変化させるこ
とにより、溶融還元炉内溶湯面に対する出湯炉内溶湯面
の高さを変化させ、その結果出湯量から出される溶湯流
量を一１′π的に変えることも可能である。

さらにまた出湯［汁が極めて少ない場合か、または何ら
かの理由、たとえば排出された溶湯を受ける受湯鍋の交
換時等の場合においても、連通管内の溶湯の冷却・凝固
を防止することができる。即ち、連通管によって連結さ
れた部分に配設された電磁ポンプを間歇的に作動させる
かまたは溶融還元炉内の圧力を間歇的に変動させること
により、連通管内の溶湯を溶融還元炉と出湯量との間で
揺動させ、連通管内の溶湯の凝固を防止できる。

（実施例） 第１図において、１は溶融還元炉で外面は鉄皮で覆われ
て内面は耐火物でライニングされ、炉内圧は大気圧より
高（（例えば約２　ｋｇ／ｃｍ２Ｇ）、上部にガス排出
口２を有し、外周面から内周面には反応用酸素と浴撹拌
用ガス（以下、溶融還元炉吹込ガスと呼称する）を吹き
込むための複数の羽口３ａが形成されている。１ａは溶
融金属およびスラグからなる？容易で、１ｂは？容湯面
である。

上記羽口３ａに矢印で接続されている細線は、溶融還元
炉吹込ガス（Ａ）の供給配管を示す。

４は上記溶融還元炉１の底部と出湯量５の底部に連通す
る連通管、５ａは該出湯炉５の溶湯１ｍ、６は出湯炉５
の上部に形成されたガス排出１］、上記出湯炉の上端側
方に大気Ｊこ開放された出湯樋７を連結して出湯口８が
形成され、該出湯口８は、溶融還元炉内圧と大気圧の差
に基つくヘッド差によって出湯炉内を上昇した溶湯を排
出しうる高さにある。９は該出湯炉の下面に形成された
０□吹込装置、１０は出湯口より排出された溶湯を受入
れる受湯鍋、１１は上記連通管４外周に配設された電磁
ポンプである。上記０□吹込装置９に矢印で接続されて
いる細線は、０□の供給配管を示す。

熔融還元炉１のガス排出口２はダクｌ−１２を経てダス
トセパレータ１３に連結され、該ダストセパレータ１３
はダクト１４を経て予備還元が１５に連結され、該予備
還元炉１５ばダクト１６を経てサイクロンセパレータ１
７に連結され、該サイクロンセパレータ１７はダクト１
８を経てガス冷却除塵器１９に連結され、さらに該ガス
冷却除痙器１９はダクト２０を経てガスホルダー２１に
接続されている。

上記ダクト１２．１４．１６．１８および２０において
、矢印は溶融還元炉の排出ガスの流出方向を示す。

２２は溶融還元炉１内の上部に配設された圧力検出端、
該圧力検出端２２は導入管２３によって圧力調節計２４
と接続され、さらに圧力調節計２４は配線２５によって
配管２０内に設置された圧力制御弁２６と接続されてい
る。

上記構成を有する本実施例の全体のフローについてまず
説明する。

溶融還元炉１には投入口３ｂおよび３ｃを経て後述する
予備還元鉄および石炭、石灰等の副原料（Ｃ）が供給さ
れ、投入された予備還元鉄中に含まれる酸素と羽口３ａ
より炉内に吹き込まれる酸素が溶湯を通じて上記副原料
と反応し、還元性ガスであるＣＯガスを主成分とするガ
スを生成し、一方予備還元鉄は約１４００”Ｃ以上の高
温の溶湯内で溶融還元されて溶融鉄となる。

溶融還元炉１の炉頂のガス排出口２からは高温・高圧の
ガスが排出され、ダストセパレータ１３へ送られ、そこ
でダストを除去した後、予備還元炉１５に達する。この
予備還元炉１５では鉄鉱石（Ｂ）か投入されて、上記の
高温・高圧のカスによって予備還元されて予備Ｊ■九鉄
となる。

この予備還元鉄は予（＋ｉｆｆ還元炉１５より引き抜か
れた後、シュート２７を経て溶融還元炉１に供給される
。予備還元炉１５を経た排ガスはサイクロンセパレータ
１７に至り、そこでガス中に含む微粉予ｌＩ’＋ｈ還元
鉄を分離した後ダクト１８に達する。

方サイクロンセパレータ１７においてガスより分１補さ
れた微粉予備還元鉄は吹込管２８を経て？’８　ｒ、ｔ
ｆｉ還元炉１に吹；Δまれる。

高温で且つダストを含む排ガスはダクト１８を経てガス
冷却除塵器１９に至り、そこで冷却されると共にダスト
分を除かれた後ガスホルダー２１に送られる。ガスホル
ダー２１に送られたガスは可燃成分であるＣＯと１１□
を多晴に含んで発夕、さ慴が高いので、工場内の各種設
備用の燃料として利用される。

一ト述のようにして溶融ユマ元炉１で生成された溶湯の
排出方法について以下に説明する。

溶融還元炉は大気圧よりも高い圧力（例えば、約２　ｋ
ｇ／ｃｍ２Ｇ　）で操業され、一方出湯炉５は大気圧下
にある。従って、溶融還元炉ｌ内圧と出湯炉５内圧との
間の圧力差によるヘッド差だけ）岩場１ａは出湯炉５中
を押し上げられて、出湯樋７より受湯鍋１０に連続的に
排出される。

また、本プロセスは基本的には連続出湯方式で操業され
るが、受湯鍋１０の取替時等のために出湯を一時停止さ
せたり、出湯流量を増減させることも可能であり、それ
は以下のようにして行う。

圧力検出端２２で検出された炉頂圧に応じて圧力調節計
２４を介して圧力制御弁２６の開度をｊｌＥ整すること
により溶融還元炉１内圧を°変更させ、その結果溶融還
元炉ｌ内圧と出湯炉５内圧との圧力差が変化し雨量の溶
湯面レベル差を変更できるので出湯用を変えることがで
きる。例えば、第１図に示す状態で溶融還元炉ｌ内の圧
力を増加させると溶湯面ｌｂは下降し、そのため出湯炉
５の溶湯面５ａが上昇する。この結果出湯流用は第１図
の状態よりも増加する。逆に同圧力を低下させると出湯
流ｈ！は減少し、更に圧力を下げると出湯は停止される
。

次に、出湯炉内の溶湯の温度低下防止装置について説明
する。

出湯炉５の下部には０２吹込裳置９が設けられており、
０□発生源（図示せず）で生成された０２はこの０□吹
込装置へ送られた後出湯量５内へ吹込まれ、出湯炉内の
溶湯中に含まれる炭素などの可燃成分と反応し、ＣＯな
とのガスとなって出ていくが、この際発熱を伴う。これ
によって出湯炉内の溶湯の温度の低下を防止することが
できる。上記反応の結果発生したガスはガス排出口６よ
り炉外に排出される。

なお、加熱装置としては前記の形式だけでな（、他の方
式、例えば誘導加熱装置を用いることもできる。

外部加熱源が無いため、溶湯の連通管内での滞留時間に
よっては溶湯が冷却されて鋲固する可能性がある。

例えば、排出された溶湯を受ける受／ＪＩＩ鍋の交換時
、前記の方法によって出湯を一時的に停止する必要があ
り、もし何らかの対策を施さない場合は連通管４内の溶
湯は停止状態となり、冷却されるため伏固する虞がある
。あるいはまた、出湯炉において何らかのトラブルが発
生して出湯できない場合、同様の理由で連通管内の溶湯
が凝固することがある。しかし、本願では連通管４外周
には電磁ポンプ１１が配設されているので、そのような
際にはこの電磁ポンプ１１を動かして連通管内の溶湯を
溶融還元炉１と出湯炉５との間で揺動させることによっ
て溶湯の凝固を防止することができる。また、このよう
な防止策は前記の電磁ポンプによらない方法によっても
可能である。即ち、溶融還元炉１の圧力を上なお、前記
電磁ポンプ１１は前記の目的以外に、出湯流量を補助的
に制御Ｉ口する手段としても使用可能である。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に説明するような効果を奏する。

■溶融還元炉の圧力と出湯炉の圧力の差を雨量の溶湯面
レベル差でカバーしながら出湯するという簡単な構成で
あるので、トラブルのｊにもなく安全・確実に連袂出湯
を行うことができる。

■出湯量の調整は、排ガス系に配設された圧力制御弁の
開度を調整してン容融還元炉内の圧力を変更する方法に
より、容易Ｅ１つ任意に行うことができる。

■連通管で連結された部分に電磁ポンプを配没し、この
電（ｄポンプで連通管内の溶湯をＩｊ３動させることに
より連通管内での溶１時の凝固を防止することができる
。また、溶融還元炉の圧力を定期的に変動させることに
よっても、連通管内の溶湯を揺動させることができるの
で、連通管内に溶湯が長時間滞留することはなく、従っ
て溶湯の凝固を防止できる。

■出湯炉に加熱装置を付設することにより、出湯炉内の
溶湯温度が低下することはない。この加熱装置としては
、０□吹込装置のような簡易な構成のものを設置するこ
とによって、確実に溶湯の温度低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明に係る熔融還元炉、出湯炉および付属
設備の概略ｔｊＭ成図、第２図は従来技術Ｉの高炉用マ
ッド自動供給装置の平面図、第３図は従来技術Ｈに係る
出湯方法を適用した溶融還元炉の正面図、第４図は従来
技術■を貯銑炉に適用した概略構成図である。 １・・溶融還元炉、１ａ・・溶湯、１ｂ・・溶湯ｍｊ、
４・・連通管、５・・出湯炉、５ａ・・？８湯面、８・
・出湯口、９・・０□吹込装置、１１・・電磁ポンプ、
２６・・圧力制′４１■弁 第４ 図 第２　璽 己　３　Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内圧が大気圧より高い溶融還元炉の炉底部と出湯炉
   の炉底部を連通管によって直結し、上記出湯炉には、出
   湯炉内溶湯面が溶融還元炉内圧と大気圧との差に相当す
   るヘッド差だけ溶融還元炉内溶湯面より高い位置を採る
   ことが可能な出湯口を設けると共に加熱装置を付設した
   ことを特徴とする溶融還元炉の出湯装置。 ２）内圧が大気圧より高い溶融還元炉の炉底部と出湯炉
   の炉底部を連通管によって直結し、上記出湯炉には、出
   湯炉内溶湯面が溶融還元炉内圧と大気圧との差に相当す
   るヘッド差だけ溶融還元炉内溶湯面より高い位置を採る
   ことが可能な出湯口を設けると共に加熱装置を付設し、
   上記溶融還元炉の内圧を調整することにより上記出湯炉
   からの出湯量を制御することを特徴とする溶融還元炉の
   出湯方法。 ３）上記連通管で連結された部分に電磁ポンプを配設し
   たことを特徴とする請求項１記載の溶融還元炉の出湯装
   置。 ４）内圧が大気圧より高い溶融還元炉の炉底部と出湯炉
   の炉底部を連通管によって直結し、上記出湯炉には、出
   湯炉内溶湯面が溶融還元炉内圧と大気圧との差に相当す
   るヘッド差だけ溶融還元炉内溶湯面より高い位置を採る
   ことが可能な出湯口を設けると共に加熱装置を付設し、
   上記溶融還元炉の内圧を定期的に変動させて連通管内の
   溶湯流量を変化させるか、または連通管で連結された部
   分に配設した電磁ポンプの電磁力の作用により連通管内
   の溶湯を揺動させることにより連通管内の溶湯の凝固防
   止を図ることを特徴とする溶融還元炉の出湯方法。 ５）上記加熱装置がＯ＿２吹込装置であることを特徴と
   する請求項１または３記載の溶融還元炉の出湯装置。