JPH0216366B2 - - Google Patents

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JPH0216366B2
JPH0216366B2 JP57009351A JP935182A JPH0216366B2 JP H0216366 B2 JPH0216366 B2 JP H0216366B2 JP 57009351 A JP57009351 A JP 57009351A JP 935182 A JP935182 A JP 935182A JP H0216366 B2 JPH0216366 B2 JP H0216366B2
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JP
Japan
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cooling
exhaust gas
core
reduced iron
zone
Prior art date
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JP57009351A
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English (en)
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JPS58126909A (ja
Inventor
Mamoru Takatani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086Conditioning, transformation of reduced iron ores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄鉱石などから直接還元鉄を製造す
るシヤフト炉における冷却方法等の改良に係り、
特に吹抜け現象を防止し、製品の品質向上を目的
とする還元鉄の冷却方法及びその装置に関するも
のである。
従来のシヤフト炉は一般的に、原料を受け入れ
る炉口部と、製品を排出する炉底部と、その間に
還元域となる円筒状のシヤフト部と、その下方に
設けた製品の冷却域となる円錘体部と、還元域と
冷却域との間に設けた両者の圧力遷移域となる炉
腹部とから成り、塊状鉄鉱石や、一定形状に加工
されたペレツトは、シヤフト部で高温還元ガスに
曝されて還元された後、炉下部の円錘体部(コー
ン部)で常温の冷却用半還元ガスと接触して、大
気中に曝しても金属鉄の酸化が進行しない程度の
低温まで冷却されて炉底部より取り出される。
この時、冷却排ガスの排出の仕方が適正でない
と、炉全体の効率に悪影響を及ぼす。例えば、冷
却ガスを炉周辺の側壁部だけから排出したり、特
開昭50−117052号公報に記載のように炉を横断し
て非対称的に排出したりすると、炉心部において
冷却排ガスの所謂、吹抜け現象を起し、炉心部で
の還元率が低下し、結果として品質不良製品を生
産することになる。このような炉心部での吹抜け
は、元来、シヤフト部から炉腹部に至る炉心近傍
では、原料の粒度分布や圧力分布によつて、冷却
排ガスが吹抜けやすい構造となつているために起
るものである。また特公昭47−39805号公報に示
されるように、冷却ガスを円錘体部(コーン部)
の中心部から吹込んで、炉心部においてのみ捕集
する場合には、冷却ガスが円錘体部周辺にまで十
分に行き届かず、この部分での冷却が不完全とな
るため、製品が酸化される不都合がある。かかる
傾向は、炉が大型化して来るにつれて、顕著とな
る。
従つて本発明の目的は、上記した従来のシヤフ
ト炉に内在する欠点、不都合を解消することにあ
り、冷却ガスを炉心部及び炉周辺部の両方から供
給すると共に、炉心部及び周辺部の両方において
冷却排ガスを満遍無く対称的に捕集することによ
り冷却ガスの吹抜けや偏りを防止し、製品の品質
向上を期すものである。
次いで、添附した図面を参照しつつ、本発明を
具体化した実施例について詳しく説明する。ここ
に第1図は、本発明の一実施例に係る冷却装置を
備えたシヤフト炉の中央側断面図、第2図は、第
1図における−矢視断面図、第3図は、第2
図における−矢視断面図である。
これらの図において、シヤフト炉1は、図示せ
ぬ原料投入用の炉口部を上部に有し、供給された
原料に高温の還元ガスを吹込むと共に、還元後の
排ガスを排出する還元域であるシヤフト部2と、
シヤフト部2の下部に設けられ円錘体状をなす冷
却域であるコーン部3と、上記シヤフト部1とシ
ヤフト部3の中間に設けられた炉腹部4と、上記
コーン部3の下部にあつて原料の排出を行う炉底
部5と、更に上記還元域2の下方の炉心G上に支
承されたコア6及び、該コアを炉壁において支承
する支持部材7とを有して構成されている。
上記コア6及びこれに接続された支持部材7
は、炉の中央側断面(第1図示)、中央正断面
(第2図示)或は横断平図(第3図示)のいずれ
においても対称形を形成し、とりわけコア6は、
円筒型、円錘型或は球欠形の組合せとなつている
ので、還元鉄による外圧等によく耐え、冷却ガス
の流れに偏向を与えることがなく、更にその下部
の円錘部8の円錘角をコーン部3の円錘角に対応
させておけば、還元鉄粒塊の下降が円滑且つ容易
に行われる。
上記コア6の内部は、隔壁9により上部室10
と下部室11の独立した2室に分割され、上部室
10の上部円筒部には、炉心Gを中心として対称
的に、放射状の冷却排ガス排出口12が複数穿設
されており、これらの排出口は上部室10と連通
し、コア上部に冠せられた帽状体13によつて前
面の隙間14を介して覆れている。前記炉腹部4
は、耐火物15によつて内張りされており、その
下端近くには、コーン部3内を上昇して来た冷却
排ガスを排出するための排気口16,16,…が
炉心Gを中心として放射状対称に多数設けられて
いる。排気口16と連通する還状ダクト17は、
冷却排ガス支管18を介して外部の冷却器等に連
通している。前記排出口12の上下方向の位置
は、上記排気口16の位置とほぼ同一である。こ
のような位置関係を与えることにより、炉心部を
上昇して排出口12により捕集される冷却排ガス
と、炉周辺部を上昇して排気口16により捕集さ
れる冷却排ガスの割合の制御が容易となる。
コア6を支承する複数の支持部材7は、内部に
冷却ガス導入路19を有する導入管7aと、内部
に冷却排ガス導出路20を有する導出管7bとに
分かれる。導出管7bは、前記上部室10と連通
し、その内面は強固な断熱内張21を施し、その
外面は後記する供給ダクト28に溶接された導出
管外筒22によつて覆れており、外筒22と導出
管7bとの間の筒状空間には充填材23を比較的
固く詰め込み、更に導出管7bと炉外の冷却排ガ
ス支管とを接続する管端部には外套フランジ24
を取り付け、該外套フランジには密封用詰め物箱
25を接続し、詰め物26を装填する。こうする
ことにより導出管7bの断熱及び冷却排ガス、還
元鉄粉等の炉外への漏出防止を可能にし、更に導
出管7bの炉外端は、図示せぬ伸縮継手を介して
前記冷却排ガス支管18に接続される。
またコア6の下端には、冷却ガスを炉心部から
還元鉄に向かつて放射状に吹き出すためのノズル
27が設けられており、該ノズル27は前記下部
室11と連通している。該下部室11は、前記導
入管7a内の冷却ガス導入路19と連通してお
り、コーン部3に外設された環状の供給ダクト2
8を介して各導入路19が、冷却器等と接続され
た冷却ガス支管29と連通している。供給ダクト
28は、コーン部3の補剛をも兼ねるものでコー
ン部3に一体溶接され、従つて前記導出管外套2
2や前記導入管7aのコーン部3及びダクト28
等への取り付け部位は強固に補強され、高荷重下
にあるコア6は、前記導入管7a及び導出管7b
により安定支持される。
更に、コーン部3の下部には、前記冷却器等と
連通する環状管30と連絡管31,32によつて
連通する2段の冷却ガス吹込口33,34が、炉
壁内周に沿つて環状に設けられている。
また冷却排ガスは、必然的に微細還元鉄粉を伴
うので、これをガイドする導出管7bが詰らない
ように、導出管7bの傾斜角度は、45度〜60度程
度の範囲に設定することが望ましい。従つて釣合
上、導入管7aも同程度に傾斜させることが好ま
しい。
続いて上記実施例をその作用につき説明する。
即ち、図外の冷却ガス支管によりシヤフト炉へ導
かれた清浄な冷却ガスの一部は、環状管30に供
給され、連絡管31,32を経て冷却ガス吹込口
33,34に導入され、そこよりローン部3内を
下降して来る還元鉄内へ吹込まれ、還元鉄を冷却
しつつコーン部3内を上昇し、概略コーン部3の
内周辺部の還元鉄の冷却を行い、やがてコーン部
上部の炉腹部に放射状に設けた冷却排ガス排気口
16に満遍なく吹い込まれ、環状ダクト17を経
て冷却排ガス支管に送入される。他方、前記以外
の冷却ガスは、冷却ガス支管29より供給ダクト
28に入り、導入管7a及び下部室11を通つて
ノズル27より還元鉄中に吹込まれ、向きを反転
して概略炉心に近い部分、即ちコア6の周辺を下
降する還元鉄を冷却しつつ上昇し、やがて帽状体
13内に入り、逆放射状且つ均一に排出口12か
らコア内の上部室10に入り、導出管7bを経
て、清浄器、冷却器等に送られ、洗浄冷却された
後再度循環する。
本実施例は以上述べた通りであるが、導出管
は、その内部流体の温度が450〜500℃に及び、一
方、その外部を囲繞する還元鉄粒塊とその粒塊間
を通過する冷却ガス流両者の相互影響温度水準
は、前記の数値よりやや低い程度であるので、導
出管々壁温度は、概ね450℃に達する。他方、導
入管は作用流体の種類は同様であるが、その管壁
温度は、はるかに低いので導入出管間の熱膨張差
が大きく、従つて補償手段を講ずる必要がある。
そのため、例えば前記したように導出管7bをし
てコーン部3を貫通せしめ、前記コーン部外側に
外筒22を設け、この内に導出管7bを通した二
重管構造となし、その環状空間に耐熱性充填材と
密封装置とを挿入すれば、還元鉄粉や冷却排ガス
の外部逸出を防止でき、更にその上、上記外筒よ
り外側に耐熱構造の伸縮継手を付設し、冷却排ガ
ス支管に接続せしめれば、上記熱膨張差が完全に
吸収される。
以上述べた如く本発明は、上方のシヤフト部を
高温還元ガスによる還元域となし、還元鉄が降下
する下方のコーン部を冷却域となすと共に、冷却
域の下部周辺に冷却ガス吹込口を設け、冷却域の
上部側壁に冷却排ガス用の排気口を炉心を中心と
して放射状対称に設けることにより、還元時に加
熱された還元鉄を冷却して底部より取り出す直接
還元用シヤフト炉における還元鉄の冷却装置にお
いて、上記還元域下方の炉心部に冷却ガス用コア
を設け、該コアの上部に炉心を中心として放射状
対称に複数の冷却排ガス排出口を設けると共に、
コアの下部に冷却ガス吹込み用のノズルを設け、
該コアをコーン部に支承する放射状の支持部材を
上記コーン部に取り付けた外筒によつて覆い、該
支持部材に、前記ノズルと連通する冷却ガス導入
路と、前記冷却排ガス排出口と連通する冷却排ガ
ス導出路とを内設し、更に上記冷却排ガス導出路
と上記外筒との間に断熱性の詰め物を充填したこ
とを特徴とする還元鉄の冷却装置であるから炉心
部の冷却排ガス及び炉周辺部の冷却排ガスを偏り
なしに満遍なく確実に捕集することができるの
で、上記還元域への冷却排ガスの吹抜けを防止し
うると共に、全体的に一様な冷却を行うことがで
き、しかも冷却ガスの多段供給が実現され、更に
はコアがコーン内部での還元鉄粒塊の下降を円滑
にするので、炉の生産性及び品質の向上に著るし
く貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る冷却装置を
備えたシヤフト炉の中央側断面図、第2図は、第
1図における−矢視断面図、第3図は、第2
図における−矢視断面図である。 (符号の説明)、1……シヤフト炉、2……シ
ヤフト部(還元域)、3……コーン部(冷却域)、
G……炉心、33,34……冷却ガス吹込口、1
6……排気口、6……コア、12……冷却排ガス
排出口、27……ノズル、7……支持部材、19
……冷却ガス導入路、20……冷却排ガス導出
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上方のシヤフト部を高温還元ガスによる還元
    域となし、還元鉄が降下する下方のコーン部を冷
    却域となすと共に、冷却域の下部周辺に冷却ガス
    吹込口を設け、冷却域の上部側壁に冷却排ガス用
    の排気口を炉心を中心として放射状対称に設ける
    ことにより、還元時に加熱された還元鉄を冷却し
    て底部より取り出す直接還元用シヤフト炉におけ
    る還元鉄の冷却装置において、上記還元域下方の
    炉心部に冷却ガス用コアを設け、該コアの上部に
    炉心を中心として放射状対称に複数の冷却排ガス
    排出口を設けると共に、コアの下部に冷却ガス吹
    込み用のノズルを設け、該コアをコーン部に支承
    する放射状の支持部材を上記コーン部に取り付け
    た外筒によつて覆い、該支持部材に、前記ノズル
    と連通する冷却ガス導入路と、前記冷却排ガス排
    出口と連通する冷却排ガス導出路とを内設し、更
    に上記冷却排ガス導出路と上記外筒との間に断熱
    性の詰め物を充填したことを特徴とする還元鉄の
    冷却装置。 2 前記冷却排ガス排出口の高さを排気口の高さ
    と概略等しくなした特許請求の範囲第1項に記載
    した冷却装置。 3 前記導出路を内設した支持部材を水平線に対
    し45度から60度の範囲で傾斜させた特許請求の範
    囲第1項に記載した冷却装置。
JP935182A 1982-01-22 1982-01-22 還元鉄の冷却装置 Granted JPS58126909A (ja)

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JPS58126909A JPS58126909A (ja) 1983-07-28
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0576925U (ja) * 1992-03-26 1993-10-19 日産ディーゼル工業株式会社 作業車のアウトリガ駆動装置
JP2017057445A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社神戸製鋼所 還元鉄製造装置

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WO2018085514A1 (en) * 2016-11-03 2018-05-11 Midrex Technologies, Inc. Direct reduction process and shaft furnace utilizing an extended flow diverter cone

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