JPH0314888B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高温粉粒状予備還元鉱石の移送管
の閉塞防止方法に関し、とくに予備還元炉から高
温で排出される粉粒状予備還元鉱石のたて型炉へ
の移送をスムーズに行うことにより、円滑なたて
型炉操業を実現しようとするものである。

近年、鉄鉱石をはじめ主として各種の金属酸化
物より成る原料鉱石は、塊状鉱石よりはむしろ、
粉粒状鉱石の方が多くなりつつあり、その比率は
今後もますます増加する傾向にあるとみられる。
従来、粉粒状鉱石による製錬方法としては、流動
層を用いて粉粒状鉱石を予備還元したのち、この
予備還元鉱石を電炉、転炉、その他の溶解炉で溶
融還元する方式が一般的である。

この場合、予備還元鉱石にバインダーの添加で
塊成化をし、その塊成物を溶解炉で溶融還元する
方式が多い。しかしこのような方式によれば、塊
成化のための資材、処理費および処理エネルギー
などを必要とするだけでなく、塊成化をしたのち
焼成を必要とする場合には、その際に焼成炉から
排出されるガス中のNO_X、SO_Xおよびダストなど
を処理するための費用が多大に上ぼるところにも
難点を伴う。

また上記の方式の他に、アーク炉やプラズマま
たは純酸素を利用する炉を用いて、予備還元鉱石
を、塊成ないしは焼成を経ずに溶融還元する方式
も企てられてはいるが、アーク炉を用いる方式に
よれば電力消費が莫大であるばかりでなく立地条
件にも制約があり、またプラズマを利用する炉を
用いる方式も電力消費が甚だしく現在のところ工
業的規模での適用が困難であり、さらに純酸素を
利用する炉を用いる方式によれば、高温雰囲気を
得ることは容易であつても還元雰囲気の維持が難
しくまた酸素使用量が嵩むなど、何れも技術的に
解決を要する問題をはらんでいる。

ところで発明者らは先に、上記の諸問題を解決
するものとして、特開昭57−198205号公報におい
て、炭素質固体還元剤の充てん層をたて型炉内部
で不断に形成する一方、このたて型炉の下部胴壁
に配設した羽口群を通して、該たて型炉から排出
される還元性の排ガスを用いて粉粒状鉱石を部分
還元した予備還元鉱石を、必要ならばさらにフラ
ツクスを加えて300〜1300℃の高温の空気または
酸素富化空気をもつてする気流搬送下にたて型炉
内に吹込んで、上記予備還元鉱石を溶融還元する
粉粒状鉱石のたて型炉溶融還元法を提案した。

上記の方法において、予熱下の酸化性ガス気流
にて搬送し、羽口群からたて型炉内に吹込み装入
を行う装入物は、羽口先端部周辺で該炉内部に形
成された炭素質固体還元剤の充てん層の高熱領域
中を滴下する間に溶融還元されて炉床に溜まり、
適宜に炉外に取出されるしくみとされ、かような
たて型炉溶融還元法の開発により、粉粒状鉱石の
製錬が極めて効果的に行えるようになつた。

ところでかような溶融還元法における予備還元
鉱石の移送には、通常の粉体移送に必要とされる
要件の他、次に述べるような特別な要件を満足さ
せる必要がある。

(1) 予備還元鉱石は、予備還元炉から高温で排出
されるので、高温に伴う現象とくに移送管内で
の該鉱石の焼結や停滞などによる移送管の閉塞
現象の生起を回避できること。

(2) 移送中における予備還元鉱石の温度低下が少
ないこと。

(3) 予備還元炉から多数の羽口への予備還元鉱石
の分配が均等に行えること。

(4) 予備還元炉内圧よりも予備還元鉱石を吹込む
羽口部分の圧力の方が高いことに基因する、移
送管内での予備還元鉱石の逆流を防止できるこ
と。

(5) 予備還元鉱石移送用の搬送ガス量が、できる
だけ少ないこと。

(6) 移送途中での予備還元鉱石の再酸化を防止で
きること。

(7) 羽口一本当りの予備還元鉱石の吹込み量を制
御できること。

(8) 移送管内の予備還元鉱石が希薄になることに
起因する、羽口送風ガスの移送管内への吹抜け
事故を防止できること。

しかしながら従来の移送手段では、上述した全
ての要件を満足することはできなかつた。とりわ
け、予備還元鉱石は高温でありしかも酸素分が一
部除去されているので粘着性を有する金属部が表
面に露呈し、粒子同志が結合して移送管の閉塞が
生じ易いところ、従来はこの問題の解決が難しか
つたため、予備還元鉱石の円滑な移送が阻止され
てたて型炉への連続供給ができなくなり、その結
果、たて型炉の不調を招来するおそれが大きかつ
たのである。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもの
で、移送管内での高温粉粒状予備還元鉱石の停滞
や焼結に基因した閉塞を効果的に阻止して、該予
備還元鉱石のたて型炉へのスムーズな移送を可能
ならしめる移送管の閉塞防止方法を提案するもの
である。

すなわちこの発明は、粉粒状鉱石の溶融還元を
行うたて型溶融還元法において、予備還元炉から
高温状態で排出される粉粒状予備還元鉱石を、前
半は重力移送、後半は気体移送によつてたて型炉
へ導く移送管の複数個所に、先端が該移送管の管
壁を貫通する振動棒を取付けておき、移送管内の
粉粒状予備還元鉱石の流動状態に応じて、該予備
還元鉱石流に強制撹拌を加えることをもつて、上
記課題の解決手段とするものである。

この発明の実施に当つては、定常操業時には、
振動棒それぞれを定期的に一定の強度で振動させ
るに留め、一方閉塞予知信号によつて移送管内に
閉塞を生じるおそれがあることが検知された時
は、振動棒の加振強度を高めて内部粉粒体を強制
撹拌するような操業がとりわけ効果的である。

以下この発明を具体的に説明する。

第１図に、この発明の実施に適合する溶融還元
系統を模式的に示し、図中番号１は粉粒状鉱石の
供給装置、２は流動層形式の予備還元炉、３はた
て型溶融還元炉、４はたて型炉３の炉頂から炭素
質固体還元剤たとえばコークスの炉内への装入を
司る供給口、５は予備還元炉排鉱口である。また
６は予備還元鉱石の移送管であつて、該移送管６
の途中に設けた予備還元鉱石の搬送気体吹込み口
７を境として重力移送部６ａと気体移送部６ｂと
からなる。そして８が移送管の複数個所に取付け
た振動棒であつて、その先端は移送管６の管壁を
貫通して管内に侵入し、内部粉粒体を撹拌できる
ようになつている。この振動棒８の移送管６内へ
の侵入姿勢は、第２図に示したように管軸に沿つ
て先端を移送管６内に長く侵入させても、また第
３図に示したように先端をわずかに侵入させ管軸
に対しほぼ垂直になるようにしても、いずれでも
よく、ガスシール法としてはグラツドパツキン式
が好適である。

さて、たて型炉溶融還元法の実操業において
は、羽口９を通してたとえば予熱下の空気や酸素
富化空気を吹込むことによつてたて型炉３内の充
てん層に着火し、かくしてたて型炉３内で発生す
る還元性排ガスを、排出口１０から、その一部ま
たは全部を分岐管１１より予備還元炉２の底部に
導き、予備還元炉２内に装入された粉粒状鉱石を
流動層形式によつて乾燥、加熱して予備還元す
る。予備還元された部分還元鉱石は、排鉱口５か
ら排出され移送管６を経て、羽口支管１２中の予
熱空気流に帯同させてたて型炉３内へ吹込むわけ
であるが、かような予備還元鉱石の吹込みに当つ
ては、たて型炉内部での溶融状態に十分考慮を払
う必要がある。

というのは、吹込まれた予備還元鉱石が、羽口
先端近傍に形成されたレースウエイ１３内で十分
に溶融しない場合には、レースウエイ１３前面の
固体還元剤充てん層へ粉粒状のままの予備還元鉱
石が突入するため、該充てん層が目ずまりをきた
し、炉内で円滑な溶融還元を進行させることが難
しくなるからである。従つて予備還元鉱石はレー
スウエイ１３で十分に溶融させる必要があるが、
そのためには、羽口１本当りの吹込み用予熱空気
量に対して適切な量の予備還元鉱石を配合するこ
とが重要である。

また複数本の羽口に対して、予備還元鉱石の吹
込み合計量が所定量に制御されている場合であつ
ても、個々の羽口からの吹込み量にばらつきがあ
る場合には、より多量の吹込みが行われた羽口先
では十分な溶融が遂行され難いので、炉に変調を
きたす大きな原因となり、このことは、難溶融性
または難還元性の金属酸化物を含有する鉱石の場
合に、とくに問題となる。

さらに複数本の羽口への予備還元鉱石の移送途
中で、特定の移送管が閉塞した場合には、その羽
口への適正供給量が維持できないだけでなく、他
の羽口への供給量についても間接的に影響を与
え、炉の変調を招くおそれが大きい。

従つて、円滑な溶融還元を遂行するためには、
その前提条件として、移送管内での予備還元鉱石
の停滞や焼結による閉塞を回避して、移送管内に
おける予備還元鉱石の移送をスムーズに行うこと
が必要とされるわけである。

そこでこの発明では、移送管内での予備還元鉱
石粉の停滞や焼結に基因した閉塞現象の防止手段
として、予備還元鉱石の移送期間中は、該鉱石の
流動状態に応じて前提第２〜３図に示した振動棒
によつて内部粉粒体を適宜に撹拌するものであ
り、かくして移送管における高温粉粒状予備還元
鉱石の円滑な移送が達成されたのである。

具体的には、該加振体を、定期的にしかも移送
速度および加振強度が一定の条件下に、移送管全
長にわたつて繰返し移動させることにより、該移
送管にまんべんなく振動を付与することが、強固
な閉塞に至る以前に、粉体と移送管および粉体同
志のゆ着を破壊する上で効果的である。

ところで閉塞現象の発生頻度は、移送管のどの
位置でも同じというわけではなく、たとえば重力
移送部のように閉塞が生じ易い個所がある。

従つてかような閉塞発生容易個所に重点的に振
動を付与するるとが、閉塞防止の上でより効果的
であるところ、この点、移送管内のガス圧変化や
温度の経時変化などを移送管の閉塞予知信号とし
て常時監視しておき、この予知信号によつて移送
管のある個所に閉塞を生じるおそれがあることが
検知された場合、その個所近傍の振動棒の撹拌強
度を強めるようにすれば、閉塞防止効果を一層高
めることができる。

以上述べたように、実操業においてとくに閉塞
を生じるおそれのない定常操業時は、振動棒を、
定期的に一定強度で振動させるに留め、一方ある
個所に閉塞を生じるおそれが検知されたときは、
その個所を重点的に撹拌、振動させるような撹拌
システムとすることが、移送管の閉塞防止を図る
上でとりわけ有効である。

この発明では、移送管内の粉粒体を、直接撹拌
する方式であるため、粉粒体同志のゆ着を破壊す
る効率、能力がきわめて大きい。

かくして閉塞を生じることなく移送管中をスム
ーズに流動してきた高温の粉粒状予備鉱石は、送
風本管より分岐した羽口支管から予熱空気流に帯
同させてたて型炉内部に吹込まれることになるわ
けである。

なお送風ガスの突発的な移送管内吹抜け現象を
効果的に停止させるため、第１図に示すようにた
とえば移送管６の上部に緊急用のしや断弁１４を
設けることは有利である。

以下この発明の実施例について説明する。

前提第１図に示した系統方式に従う試験炉で、
下記の操業条件下に、 (1) 溶融還元炉内径：1.2ｍ (2) 予備還元炉内径：1.1ｍ (3) 送風羽口：上段４本（粉体吹込み） 下段４本 計８本 (4) 送風量：1230Nｍ³／ｈ (5) 移送管内径：75mm (6) 振動棒 設置個数：軸方向 ３ケ所 径方向 10ケ所 作動間隔：30分 粉状クロム鉱石（平均粒径0.2mm）からのフエ
ロクロムの製錬、ならびに粉状鉄鉱石（平均粒径
0.37mm）からの銑鉄の製錬操業を行つた。なお上
記の操業中、移送管内の粉体温度の経時変化を閉
塞予知信号として利用し、この予知信号に基いて
適切な振動棒の選択ならびに振動強度の調整を行
つた。

その結果、操業全期間にわたつて、移送管に閉
塞が生じることは全くなく、予備還元鉱石の移送
および吹込みは極めて円滑に進行し、安定した溶
融還元を実施することができた。

以上述べたようにこの発明によれば、高温の粉
粒状予備還元鉱石の移送管における閉塞を確実に
防止することができ、ひいては円滑なたて型炉操
業の実現に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に用いて好適な溶融還
元系統の模式図、第２図および第３図はそれぞれ
移送管における振動棒の設置姿勢を示す断面図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 塊状固体還元剤の充てん層をたて型炉内部で
   不断に形成する一方、このたて型炉の下部胴壁に
   設けた羽口群を通して予熱下の酸化性ガスの吹込
   みを行い、該炉から排出される還元性の排ガスを
   用いて粉粒状鉱石を部分還元した粉粒状予備還元
   鉱石を該酸化性ガス気流に帯同させてたて型炉に
   吹込むことにより、粉粒状鉱石の溶融還元を行う
   たて型炉溶融還元法において、予備還元炉から高
   温状態で排出される粉粒状予備還元鉱石を、前半
   は重力移送、後半は気体移送によつてたて型炉へ
   導く移送管の複数個所に、該移送管の管壁を貫通
   して内部粉粒体に強制撹拌を加える振動棒を設置
   しておき、該移送管内の粉粒状予備還元鉱石の流
   動状態に応じて、該振動棒の撹拌強度を調整する
   ことを特徴とする高温粉粒状予備還元鉱石の移送
   管の閉塞防止方法。