JPH03183715A - 粉状鉱石の流動層予備還元方法 - 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］ 本発明は粉状鉱石の流動層予備還元方法に関し、流動層
予備還元の操業及び生産性の安定化を団ろものである− 〔従来の技術〕 近年、酸化鉄又は各種金属酸化物を含有する鉱石原料は
、塊状鉱石が減少して粉状もしくは粒状の鉱石が多くな
っており、その傾向は今後ますます顕著になると予想さ
れる。

このような現状にかんがみ、粉粒状鉱石を直接使用して
製錬する技術が発展してきた０例えば、流動層予備還元
炉と竪型溶融還元炉との結合に係る装置を用い、粉粒状
鉱石から直接溶融金属を製造する方法がそれである。こ
の方法は、金属酸化物含有鉱石の予備還元に必要な還元
剤及び熱の供給源として、溶融還元炉の高温排ガスを利
用して流動層形式により予備還元する方法である。この
方法によれば５扮粒状鉱石を塊成化することなく直接原
料として使用することができるので低コストで溶融金属
を製造することが可能である。

第２図に流動層を用いた粉粒状鉱石予備還元装置を示す
。

予備還元炉ｌは竪型で粉粒状鉱石原料供給口４を具えて
おり、鉱石ホヅバ７からの鉱石を炉内に供給する供給装
置６が設置しである。また、炉二部には鉱石を流動化さ
せるガス分散板３を設し・る。分散板の下方には、高温
の還元ガス供給口εが開口している。還元ガスとしては
、加熱炉、籍元ガス発生炉あるいは溶融還元炉から発生
した品温の排ガスを使用する。このガスは還元ガスとし
ての作用および流動化ガスとしての作用なすもＣである
。この還元ガスを炉内に導入すること（こより、ガス分
散板３上の粉粒状鉱石は流動化して、流動層２を形成し
流化動還元することができる。

予備還元炉１から排出口１ｏを通じて排出される流動層
２からの排出ガス中には、粉鉱石を多量に含有するので
サイクロン１１で捕集分離しダウンカマ１２を経て循環
経路１３を通って流動層２へ循環する。一方、予備還元
生成物は、排出管５より排出され、次工程の溶融還元炉
などへ移送される。

特開昭６２−２３０９１０号公報には、従来のバブリン
グ型流動層に代る流動化方法として、流動層のガス流速
を粒子終端速度以上とし、予備還元鉱粉を流動層からガ
スに同伴させて排出しサイクロンで捕集し、捕集した予
備還元鉱はクローズドサーキットで粒子循環装置により
連続的に流動層予備還元炉に戻し循環流動させつつ、予
備還元する方法が提案されている。

ところが上記の循環流動層予備還元方法においては流動
層内のガス流速や粉状鉱石の銘柄によっては流動層内で
の粒子間の衝突や鉱石自体の熱割れ、還元粉化等により
、還元鉱石粉に著しい粉化が発生し、サイクロンの集塵
効率低下や流動化状態の悪化により操業が不安定となり
生産性も確保できないという新たな問題が生じた。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、溶融還元炉から発生する高温の還元性排ガス
を粉状鉱石を予備還元する流動層予備還元炉に導入する
一方、流動層予備還元炉には流動層からガスに同伴して
飛び出した予備還元鉱粉を捕集するサイクロンを備え、
このサイクロン下部には捕集した予備還元鉱粉を溜める
ダウンカマ及びダウンカマ内の予備還元鉱粉を流動層予
備還元炉に戻す粒子循環経路を備える循環流動層予備還
元方法において、上述の問題の解決を図るためのもので
流動層内のガス流速を適正に調節することにより予備還
元鉱粉の粉化を抑制する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〕

本発明は、上記のような流動層予備還元方法において、
流動層予備還元炉内のガス流速を、■　粉状鉱石の結晶
水含有量 ■　粉状鉱石の粒子径 に応じて定められる範囲に調節することを特徴とする粉
状鉱石の流動層予備還元方法である。この流速の範囲は
各炉に応じて実測によって定めることができる。

［イ乍用］ 粉状鉱石から直接溶融金属を製造する方法として溶融還
元製鉄法が数多く提案されている。粉状鉱石を流動層予
備還元炉に供給し、溶融還元炉から排出される高温の還
元性排ガスをこの流動層予還元した粉状鉱石を溶融還元
炉で溶融還元することによって燃料原単位を低減するこ
とができることは公知技術として知られている。

ｆＪ！環流環流金層いる流動化方法においては、流動層
内のガス流速が粒子の終端速度以上であるため、ガス流
速の範囲や粉状鉱石の銘柄によっては流動層内で粒子間
の衝突や鉱石の熱割れ、還元粉化が生ずる。これ等によ
り還元鉱石粉に著しい粉化が発生し、サイクロンの集塵
効率低下や流動化状態の悪化を招き、その結果生産性が
低下する。

そこで本発明者らは上記の問題解決を図るため、種々の
調査を行った。その結果予備還元鉱粉の粉化は粉状鉱石
中の結晶水含有量が多いほど、また流動層内のガス流速
が速くなるほど進行することを見出した。そこで粉状鉱
石の平均粒子径と粉状鉱石の結晶水含有量に応じて流動
層ガス流速を適正に調節することにより還元鉱粉の粉化
を抑制し、安定な循環予備流動層還元炉操業を達成可能
にした。

粒子径に対する流動層ガス流速の関係を粉状鉱石中の結
晶水含有量をパラメータとして示したグラフである。図
中ＣＷは粉状鉱石の結晶水含有％を示す。ＣＷが０．５
％より多いか少ないかに応じて、平均粒子径に対応する
適正な流動層ガス流速を定めることができる。第１図か
ら明らかなように、結晶水含有％の少ない粉状鉱石はど
流動層ガス流速を高めることができ、結晶水含有％の多
い時は低くしなければならない。

例えば粉状鉱石の平均粒子径をＸ（μｍ）、流動層ガス
速度（空塔速度）をｖ（ｍ／ｓ）とすれば ＣＷ　＜　０．５％のとき ０．０１２ｘ＋５．１≧Ｖ≧Ｏ，０Ｌ２ｘ＋３．６ＣＷ
　＞　０．５％のとき ０．０１２ｘ＋３．６＞ｖ≧Ｏ，０Ｌ２ｘ＋１．３とす
る。

〔実施例］ 実施例として、下記装置を用いて操業試験を行った。

流動層予備還元炉：炉径：０．７ｍφ 高さニア、３ｍ 竪型溶融還元炉：炉径：１．２ｍφ、 炉容積７７．７ｒｄ 上下段羽口：各３本 試験条件及びその成績を第１表に示した。

第１表に示す通り、結晶水含有量と粒子の径に対応する
適切な流速で操業した実施例１．３では適切な予備還元
率を得ることができたが、適切でない流速の場合は予備
還元率が低くなった。

〔発明の効果１ 本発明によれば予備還元鉱生産量１５トン／日が安定的
に生産可能となり従来より生産性が３０％以上向上する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉状鉱石の平均粒子径に対する流動層ガス流速
の関係を粉状鉱石中の結晶水含有量をパラメータとして
示したグラフ、第２図は流動層予備還元装置のフローシ
ートである。 ｌ・・・予備還元炉 ２・・・流動層 ３・・・ガス分散板 ４・・・原料供給口 ５・・・排出管 ６・・・供給装置 ７・・・鉱石ホッパ ８・・・ガス供給口 １０・・・排出口 １１・・・サイクロン １２・・・ダウンカマ １３・・・循環経路 出 願 人 代 理 人 川崎製鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　流動層予備還元炉と、流動層からガスに同伴して排
   出した予備還元鉱粉を捕集するサイクロンと、捕集した
   予備還元鉱粉を溜めるダウンカマと、ダウンカマ内の予
   備還元鉱粉を流動層予備還元炉に戻す循環経路を備えた
   装置を用いて、粉状鉱石を循環流動層予備還元するに当
   り、 粉状鉱石の結晶水含有量及び粉状鉱石の粒子径に応じて
   定められる範囲に流動層予備還元炉内のガス流速を調節
   することを特徴とする粉状鉱石の流動層予備還元方法。