JPH0229723B2 - Kangentetsunoseizosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は還元鉄の製造装置に係り、特に高温の
還元鉄の顕熱を有効に回収しつつ冷却するのに好
適な還元鉄の製造装置に関する。

製銑工程における整流効果や還元性状の改善に
とどまらず、高炉内還元の大部分を事前処理を行
い、電気炉、転炉、平炉などを用いた製鋼工程に
おいて還元鉄が用いられる。このような還元鉄の
製造方法において、コークス等の炭材を使用して
塊鉱石あるいは造粒鉄（ペレツト）を還元するプ
ロセス時、ロータリーキルン等の還元炉において
1100〜1200℃の高温域（鉱石の軟化あるいは炭材
の融点以下の温度域）で次の反応による還元操作
が行なわれている。

Fe₂O₃＋3C＝2Fe＋3CO 還元炉で生成した1000〜1200℃の高温の還元鉄
（Fe）は２次的な輸送等のハンドリングのために
低温域（50〜200℃）まで冷却する必要がある。
このような冷却操作として、高温域においては還
元鉄が容易に再酸化されるため、従来高温の還元
鉄を水浸処理によつて急冷する方法が採用されて
いた。

第１図は上記した還元鉄の急冷処理を行う還元
鉄の製造装置の例を示し、塊鉱石あるいは造粒鉄
と炭材との混合物はプレヒータ１でガスG₁によ
り予熱された後、還元炉２に導かれ、バーナ３に
より前記還元反応が進行する。還元炉２で得られ
た高温の還元鉄M₁は水浸式冷却機４で冷却W₁に
より冷却され、低温の還元鉄M₂はコンベヤ５，
６により輸送される。一方高温の還元鉄M₁との
熱交換によつて温水W₂が得られる。しかしこの
温水W₂（40〜70℃）は温度ポテンシヤルが低いた
め、還元鉄製造設備では２次使用されることなく
廃棄されていた。この結果、還元鉄の顕熱（200
〜250Kcal／Kg．鉄）は何ら熱回収されることな
く廃棄されることになる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、還元鉄を再酸化させることなく冷却し、還
元鉄の顕熱を有効に回収することができる還元鉄
の製造装置を提供することにある。

本発明者らは、還元鉄が空気と接触して再酸化
されるのは、還元鉄温度が700〜1200℃において
最も激しく、大部分の酸化反応は700℃以上で完
了する点に着目した。

本発明は、このような知見に基づいてなされた
ものであつて、高温の還元鉄を空気を用いること
なくこの還元鉄と粒径が異なる固体冷却媒体を用
いて600〜700℃程度に１次冷却し、次いで空気に
より低温域（50〜200℃）まで２次冷却するよう
にしたものである。

以下、添付図面によつて本発明の実施例を説明
する。

第２図は本発明の一実施例を示し、還元炉２か
ら還元鉄の流れに沿つて順次回転式混合機９、空
気冷却装置１０、篩分機１１が設けられている。

塊鉱石あるいは造粒鉄と炭材との混合物は予熱
された後、還元炉２でバーナ３により還元反応が
進行する。還元炉２で得られた高温（1000〜1200
℃）の還元鉄M₁は回転式混合機９に投入される。
回転式混合機９にはコンベア１２を介して還元鉄
よりも粒径の小さい固体冷却媒体M₃が投入され
る。この固体冷却媒体としては、例えば鉱石、造
粒鉄または他の無機物が用いられる。

回転式混合機９において、高温の還元鉄M₁と
低温の固体冷却媒M₃との固体粒子間で熱交換し、
還元鉄M₁は一定温度（600〜700℃）まで冷却さ
れ、固体冷却媒体M₃も還元鉄M₁の冷却時の温度
とほぼ同温度レベルまで昇温する。次いでほぼ同
温度レベルの還元鉄M₁と固体冷却媒体M₃とは空
気冷却装置１０に供給され、ここで冷却用送風機
１３から導入される空気G₃によつて50〜200℃の
温度域まで２次冷却される。

２次冷却された還元鉄M₂と固体冷却媒体M₃と
は次いで篩分機１１に投入され、ここで小粒径の
固体冷却媒体M₃は篩を通つて落下し、還元鉄M₂
は製品M₂としてコンベヤ１４により輸送される。
一方、空気冷却装置１０において、還元鉄M₁と
固体冷却媒体M₃と熱交換によつて得られる高温
の空気G₄は集塵機１５で除塵された後高温の燃
焼用空気あるいは原料乾燥用空気として利用され
る。

篩分機１１で還元鉄M₂と分離された固体冷却
媒体M₃は、集塵機１５で捕集されたダスト（実
質的に固体冷却媒体からなる）とともにコンベヤ
１２により回転式混合機９に再投入され、循環再
使用される。

第３図は本発明の他の実施例を示し、第２図に
示す実施例と異なる点は還元炉２から還元鉄の流
れに沿つて順次回転式混合機９、篩分機１１およ
び空気冷却装置１０が設けられ、冷却媒体冷却装
置１６が付設されていることである。

第３図において、回転式混合機９から排出され
た還元鉄M₁と固体冷却媒体M₃との混合物は、篩
分機１１で固体冷却媒体M₃が還元鉄M₁から分離
され、この分離された固体冷却媒体M₃は冷却媒
体冷却装置１６に一時貯留される。冷却媒体冷却
装置１６には冷却用送風機１３から空気G₃が導
入され、この空気G₃によつて固体冷却媒体M₃が
冷却された後、コンベヤ１２を介して回転式混合
機９に投入される。固体冷却媒体M₃が分離され
た還元鉄M₁は次いで空気冷却装置１０に導かれ、
ここで所定の温度（50〜200℃）まで冷却される。

本実施例において、空気冷却装置１０に供給さ
れる還元鉄M₁には未分級の微粒子（主として固
体冷却媒体）が混入されているが、空気冷却装置
１０において風力分級することによつて還元鉄
M₁への未分級の微粒子の混入を防止し、品質の
よい還元鉄を製品M₂として得ることができる。

第２図および第３図に示す実施例において、
1000〜1200℃の高温の還元鉄は、粉鉱石、製鉄ダ
ストを利用して球状に造粒されたものである。こ
の高温の還元鉄は高温域では空気を用いることな
く、600〜700℃まで一次冷却できるのでこの一次
冷却の段階では還元鉄と固体冷却媒体との両粒子
間の輻射熱伝達、伝導熱伝達により容易に熱交換
することができる。

固体冷却媒体は、最終的には還元鉄と分離する
必要があるので還元鉄と異なる粒径であることが
必要であり、特に固体粒子間の熱交換の面から還
元鉄（５〜20mm）よりも小粒径のもの（例えば
0.5〜３mm、好ましくは２〜３mm）が望ましい。

還元鉄に対する固体冷却媒体の混入量は、還元
鉄と固体冷却媒体との比熱比、回転式混合機の出
入口の温度差の相関で適宜決定されるが、上述し
た固体冷却媒体の場合還元鉄に対し重量比で0.4
〜1.0が好ましい。600〜700℃の温度域までに一
次冷却された還元鉄と固体冷却媒体との混合物あ
るいは篩分けされた固体冷却媒体の二次冷却は、
直交流式（例えばグレート式など）や向流式（例
えば充填層式など）の従来型の熱交換器を使用し
て行うこともでき、これによつて300〜550℃の高
温の空気として排熱回収できる。また冷却後の固
体冷却媒体は少量の補給により完全なクローズド
システムを構成できる。

以上のように本発明によれば、還元鉄の冷却に
際し、還元鉄を再酸化させることなく空気冷却で
き、かつ還元鉄の顕熱を有効に回収することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の還元鉄の製造装置を示す構成
図、第２図および第３図はそれぞれ本発明の実施
例を示す構成図である。 １……プレヒータ、２……還元炉、４……水浸
式冷却機、９……回転式混合機、１０……空気冷
却装置、１１……篩分機、７，１５……集塵機、
１６……冷却媒体冷却装置、M₁，M₂……還元
鉄、M₃……固体冷却媒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 還元炉から排出される高温の還元鉄に該還元
   鉄と粒径の異なる固体冷却媒体を混合して還元鉄
   の再酸化が実質的に起らない温度域までに冷却す
   る一次冷却手段と、該一次冷却手段を経た還元鉄
   を空気により冷却する二次冷却手段とを備えたこ
   とを特徴とする還元鉄の製造装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記一次冷
   却手段より排出される還元鉄と固体冷却媒体との
   混合物を空気により二次冷却した後前記固体冷却
   媒体を前記還元鉄から分離するための篩分機を設
   けたことを特徴とする還元鉄の製造装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記一次冷
   却手段より排出される還元鉄と固体冷却媒体との
   混合物をそれぞれに分離する篩分機と、該篩分機
   により分離された還元鉄と固体冷却媒体とをそれ
   ぞれ別個に空気により二次冷却する空気冷却装置
   とを設けたことを特徴とする還元鉄の製造装置。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   において、前記固体冷却媒体が還元鉄よりも粒径
   が小さいことを特徴とする還元鉄の製造装置。