JPH03247714A - 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 - Google Patents
鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法Info
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- JPH03247714A JPH03247714A JP4203090A JP4203090A JPH03247714A JP H03247714 A JPH03247714 A JP H03247714A JP 4203090 A JP4203090 A JP 4203090A JP 4203090 A JP4203090 A JP 4203090A JP H03247714 A JPH03247714 A JP H03247714A
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Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
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。
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〕
本発明は鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキン
グ防止方法に関するものである。
グ防止方法に関するものである。
900℃程度の高温における鉄鉱石の流動層還元は経済
的に有利であり、生産性も高い。しかし、この温度域で
は、その銘柄に強く依存するが、還元によって生成する
金属鉄が繊維状になり易いために鉄鉱石粒子同志の付着
によるスティッキング(不流動化現象)が起こり従来工
業化されたものは僅かであった。
的に有利であり、生産性も高い。しかし、この温度域で
は、その銘柄に強く依存するが、還元によって生成する
金属鉄が繊維状になり易いために鉄鉱石粒子同志の付着
によるスティッキング(不流動化現象)が起こり従来工
業化されたものは僅かであった。
上記スティッキングの防止法としては、従来、コークス
、石灰、アルミナ等の異物質を添加する(イ)の方法、
又は鉄鉱石粒子表面に炭素を被覆する(口)の方法によ
り流動化させる手段が採られていた。
、石灰、アルミナ等の異物質を添加する(イ)の方法、
又は鉄鉱石粒子表面に炭素を被覆する(口)の方法によ
り流動化させる手段が採られていた。
一方、流動層に攪拌や回転を与えたり、鉄鉱石粒子の運
動量を大きくした循環流動層によってスティッキングを
回避しようとする(ハ)の試みもなされていた。
動量を大きくした循環流動層によってスティッキングを
回避しようとする(ハ)の試みもなされていた。
しかし前者の(イ)及び(ロ)の方法は前記のスティッ
キングの原因である繊維状鉄そのものの生成を防止した
ものではなく、単に異物質の介在によって鉄鉱石粒子間
の結合を阻止するものであった。さらに前者の両方法に
おいては製品である金属鉄と添加した異物質との分離を
行わねばならないという問題があり、又、処理コストが
高くなるという問題もあった。
キングの原因である繊維状鉄そのものの生成を防止した
ものではなく、単に異物質の介在によって鉄鉱石粒子間
の結合を阻止するものであった。さらに前者の両方法に
おいては製品である金属鉄と添加した異物質との分離を
行わねばならないという問題があり、又、処理コストが
高くなるという問題もあった。
同様に後者の(ハ)の試みも、スティッキングの原因で
ある繊維状鉄の生成原因及び生成条件を明確にした上で
の試みではなく、それゆえ良好な対策とはなっていなか
った。
ある繊維状鉄の生成原因及び生成条件を明確にした上で
の試みではなく、それゆえ良好な対策とはなっていなか
った。
本発明の課題はスティッキングの原因となる繊維状鉄を
生成させないようにした、鉄鉱石の高温流動層還元にお
けるスティッキング防止方法を提供することにある。
生成させないようにした、鉄鉱石の高温流動層還元にお
けるスティッキング防止方法を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明は、鉄鉱石の粉粒体
を還元ガスの流通する高温流動層にて還元して金属鉄と
するための、前記高温流動層の還元工程に硫化鉄が生成
する程度の硫化水素分圧を付与することを特徴とするス
ティッキング防止方法とされる。
を還元ガスの流通する高温流動層にて還元して金属鉄と
するための、前記高温流動層の還元工程に硫化鉄が生成
する程度の硫化水素分圧を付与することを特徴とするス
ティッキング防止方法とされる。
上記高温流動層の還元は鉄鉱石の粉粒体(粉体のみある
いは粒体のみの場合を含む)を耐熱性の筒体(炉体)内
に入れ、還元ガスを流通さぜかつ内部を例えば900°
Cの高温にして粉粒体を流動化させて還元する工程をい
う。なお、高温流動層の装置は従来のものを用いて実施
することができる。硫化水素分圧の付与は、例えば硫化
水素カスを還元性ガスとともに、流動層となる還元工程
に導入する方法の他、硫黄分を含有する石炭やコークス
などを還元剤として使用する方法、これは例えば溶融還
元製鉄法における鉄浴から発生する還元性ガスの脱硫を
省いて予備還元工程の流動層に導入する方法等種々の方
法を採り得る。
いは粒体のみの場合を含む)を耐熱性の筒体(炉体)内
に入れ、還元ガスを流通さぜかつ内部を例えば900°
Cの高温にして粉粒体を流動化させて還元する工程をい
う。なお、高温流動層の装置は従来のものを用いて実施
することができる。硫化水素分圧の付与は、例えば硫化
水素カスを還元性ガスとともに、流動層となる還元工程
に導入する方法の他、硫黄分を含有する石炭やコークス
などを還元剤として使用する方法、これは例えば溶融還
元製鉄法における鉄浴から発生する還元性ガスの脱硫を
省いて予備還元工程の流動層に導入する方法等種々の方
法を採り得る。
流動層内は硫化水素分圧が付与された還元性ガスの雰囲
気とされる。鉄鉱石の粉粒体は高温下で還元ガスと硫化
水素ガスの作用を受ける。粉粒体は還元ガスにより還元
されて金属鉄となる。粉粒体の還元の際、硫化鉄を生成
し得る硫化水素ガスは金属鉄表面を滑らかにし粉粒体同
志の付着によるスティッキングを防ぐ。
気とされる。鉄鉱石の粉粒体は高温下で還元ガスと硫化
水素ガスの作用を受ける。粉粒体は還元ガスにより還元
されて金属鉄となる。粉粒体の還元の際、硫化鉄を生成
し得る硫化水素ガスは金属鉄表面を滑らかにし粉粒体同
志の付着によるスティッキングを防ぐ。
なお、硫化鉄が生成しない硫化水素分圧か低い場合は、
金属鉄表面に硫黄が化学吸着することにより繊維状鉄が
成長し易くなり、スティッキング゛が生じ易い。
金属鉄表面に硫黄が化学吸着することにより繊維状鉄が
成長し易くなり、スティッキング゛が生じ易い。
次に本発明の詳細な説明する。
第1表に示す銘柄の鉄鉱石15種を用いて高温流動層の
還元処理を行った。用いた鉄鉱石の名称及び組成は第1
表に示す通りである。第1表中、アルファベットA−T
は各銘柄の鉄鉱石の表示を簡単にするために付けた記号
であり、以下において銘柄はこの記号で表示する。そし
て、第1表における数値単位は重量%であり、T、、F
eはトータル鉄量を、FeOは酸化第一鉄を、5i02
は二酸化ケイ素(シリカ)を、Al2O3はアルミナ(
酸化アルミニウム)を、Sは硫黄を表す。また、主要鉱
物相におけるへはへマタイト、マはマクネタイト、ゲは
ゲーサイト、石は石英、硫は硫化鉄の意味である。
還元処理を行った。用いた鉄鉱石の名称及び組成は第1
表に示す通りである。第1表中、アルファベットA−T
は各銘柄の鉄鉱石の表示を簡単にするために付けた記号
であり、以下において銘柄はこの記号で表示する。そし
て、第1表における数値単位は重量%であり、T、、F
eはトータル鉄量を、FeOは酸化第一鉄を、5i02
は二酸化ケイ素(シリカ)を、Al2O3はアルミナ(
酸化アルミニウム)を、Sは硫黄を表す。また、主要鉱
物相におけるへはへマタイト、マはマクネタイト、ゲは
ゲーサイト、石は石英、硫は硫化鉄の意味である。
(以下次頁に続く)
還元工程の処理は図に示す装置にて行った。図において
、1は流動層を形成するための石英管、2はガス通気用
の細孔を多数有する支持板、3は鉄鉱石粉末である。石
英管1は両端が蓋板4にて閉じられ、下方側は混合ガス
5とH2Sガス6が供給可能にされている。石英管1の
側部には予熱手段12及び電気炉13が配置され、石英
管1内の鉄鉱石粉末3か所定の温度に」二昇されるよう
になっている。石英管1の上部にはガス排出用導管が配
置され、フィルタ7を経てH2S吸収液8にH2Sが回
収される。19は結露防止用のヒータである。H2S回
収後のガスは0°CのH20hラップ9、H20吸収手
段10、及びガス流量計11を経て大気中に放出される
。14は圧力計、15は圧力センサ、■6はレコーダで
ある。また、17は熱電対、18は熱電対17による温
度を電気的に記録するレコーダである。
、1は流動層を形成するための石英管、2はガス通気用
の細孔を多数有する支持板、3は鉄鉱石粉末である。石
英管1は両端が蓋板4にて閉じられ、下方側は混合ガス
5とH2Sガス6が供給可能にされている。石英管1の
側部には予熱手段12及び電気炉13が配置され、石英
管1内の鉄鉱石粉末3か所定の温度に」二昇されるよう
になっている。石英管1の上部にはガス排出用導管が配
置され、フィルタ7を経てH2S吸収液8にH2Sが回
収される。19は結露防止用のヒータである。H2S回
収後のガスは0°CのH20hラップ9、H20吸収手
段10、及びガス流量計11を経て大気中に放出される
。14は圧力計、15は圧力センサ、■6はレコーダで
ある。また、17は熱電対、18は熱電対17による温
度を電気的に記録するレコーダである。
すなわち、鉄鉱石Aは粒度149〜210μmの粉末に
粉砕され、これを石英管1の支持板2上に供給した。石
英管1は内径22mm、長さ750mmの透明管であり
、管内の支持板2上に鉄鉱石への粉末を20g入れ約3
0mmの層とした。支持板2上の粉末層により流動層か
形成される。流動層の還元条件はN2ガス33体積%と
H2ガス67体積%よりなる混合ガス5を石英管1に供
給し還元温度900 ’Cの常圧で還元処理した。混合
ガス5の流量は標準状態において3リットル/分(高温
状態の石英管内ガス流速としては53cm/秒に相当す
る)とした。鉄鉱石Aの還元処理は、最初は硫化水素分
圧を付与しない(混合ガス5のみ)で処理し、次いで硫
化水素分圧を付与(混合ガス5と硫化水素ガス6を使用
)して処理した。硫化水素ガス6の使用量は石英管1に
導入する混合ガス5に対して、例えば10分の数%の少
量である。
粉砕され、これを石英管1の支持板2上に供給した。石
英管1は内径22mm、長さ750mmの透明管であり
、管内の支持板2上に鉄鉱石への粉末を20g入れ約3
0mmの層とした。支持板2上の粉末層により流動層か
形成される。流動層の還元条件はN2ガス33体積%と
H2ガス67体積%よりなる混合ガス5を石英管1に供
給し還元温度900 ’Cの常圧で還元処理した。混合
ガス5の流量は標準状態において3リットル/分(高温
状態の石英管内ガス流速としては53cm/秒に相当す
る)とした。鉄鉱石Aの還元処理は、最初は硫化水素分
圧を付与しない(混合ガス5のみ)で処理し、次いで硫
化水素分圧を付与(混合ガス5と硫化水素ガス6を使用
)して処理した。硫化水素ガス6の使用量は石英管1に
導入する混合ガス5に対して、例えば10分の数%の少
量である。
石英管1内のガスを分析して硫化水素分圧(PH25)
及び水素分圧(P)−1□)を測定した。前記還元条件
において鉄と硫化鉄とか平衡状態となるP)−12s/
PI−12の値、(PH23/ PH2) eは3.9
X10−”と既知である。これを基にしてガス中の硫黄
の活量a3を a!1 = (Ph 2S /PH2)/ (PH
23/PH2)e と定義した。すなわち硫化水素分圧を付与しない場合は
P H2S = 0であるからa3−0となる。
及び水素分圧(P)−1□)を測定した。前記還元条件
において鉄と硫化鉄とか平衡状態となるP)−12s/
PI−12の値、(PH23/ PH2) eは3.9
X10−”と既知である。これを基にしてガス中の硫黄
の活量a3を a!1 = (Ph 2S /PH2)/ (PH
23/PH2)e と定義した。すなわち硫化水素分圧を付与しない場合は
P H2S = 0であるからa3−0となる。
鉄鉱石の還元率Rは再酸化法により求めた。
同様に石英管内に硫化水素ガスを導入して硫化水素分圧
(PH28)を付与した場合におけるRの値の変化を調
べた。
(PH28)を付与した場合におけるRの値の変化を調
べた。
鉄鉱石B−Tも前記鉄鉱石Aと全く同様にしてそれぞれ
個別に高温流動層の還元を行い、かつ各個別の処理ごと
の石英管内のガスを分析し、還元率Rを求めた。
個別に高温流動層の還元を行い、かつ各個別の処理ごと
の石英管内のガスを分析し、還元率Rを求めた。
鉄鉱石A−Tの還元処理の結果は第2表に示す通りであ
る。第2表中、鉄鉱石A−Tは第1表の鉄鉱石の各銘柄
のA−Tと対応している。また還元率の数値単位は%で
あり、還元時間の数値単位は分である。これらの後のカ
ッコ内に示すS又はFは流動化の状況を表している。す
なわち(S)はスティッキンク゛が生じた場合を示し、
(F)は流動化した場合を示している。
る。第2表中、鉄鉱石A−Tは第1表の鉄鉱石の各銘柄
のA−Tと対応している。また還元率の数値単位は%で
あり、還元時間の数値単位は分である。これらの後のカ
ッコ内に示すS又はFは流動化の状況を表している。す
なわち(S)はスティッキンク゛が生じた場合を示し、
(F)は流動化した場合を示している。
10
スティッキングは圧力計14や圧力センサ15による圧
力差の急降下などにより検知できるが、スティッキング
したものはその時点で還元を中断して還元率と還元時間
を求めた。流動化のもので還元率が100%になってい
ないものは、例えば鉄鉱石工のa3二1.28では還元
率62%の低い値であるが、さらに還元を進めれば還元
率100%にすることができる。
力差の急降下などにより検知できるが、スティッキング
したものはその時点で還元を中断して還元率と還元時間
を求めた。流動化のもので還元率が100%になってい
ないものは、例えば鉄鉱石工のa3二1.28では還元
率62%の低い値であるが、さらに還元を進めれば還元
率100%にすることができる。
第2表中、a3−0の場合は硫化水素分圧を付与しない
従来の高温流動層還元の結果に対応する。
従来の高温流動層還元の結果に対応する。
a、、−0の場合においてスティッキング(S)が生じ
ているため還元率Rの低かった鉄鉱石E、G。
ているため還元率Rの低かった鉄鉱石E、G。
H,M、Oに対して硫化鉄が生成しない条件のaO,2
56の硫化水素ガスを導入ガス中に付与しても流動化(
F)しないが、硫化鉄が生成する条件のa s −1,
28の硫化水素ガスを導入ガス中に付与すると流動層の
状態がスティッキング(S)から流動化(F)へと変化
し、それに応じて還元率Rがほぼ100%まで上昇する
ことが理解される。
56の硫化水素ガスを導入ガス中に付与しても流動化(
F)しないが、硫化鉄が生成する条件のa s −1,
28の硫化水素ガスを導入ガス中に付与すると流動層の
状態がスティッキング(S)から流動化(F)へと変化
し、それに応じて還元率Rがほぼ100%まで上昇する
ことが理解される。
従って、石英管内に硫化鉄を生成し得る硫化水素ガスを
導入するという簡単な方法により高温流動層還元におい
てほとんどの銘柄の鉄鉱石のスティッキングを防止し、
安定した流動化状態を得ることができ、その結果、還元
率をほぼ100%まで上げることができる。
導入するという簡単な方法により高温流動層還元におい
てほとんどの銘柄の鉄鉱石のスティッキングを防止し、
安定した流動化状態を得ることができ、その結果、還元
率をほぼ100%まで上げることができる。
本発明は高温流動層の還元工程において硫化水素分圧を
付与するので、鉄鉱石の粉粒体は還元ガスにより還元さ
れて金属鉄となるとともに、還元の際は硫化水素ガスが
金属鉄表面を滑らかにすることによって、粉粒体同志の
付着によるスティッキングを防ぐことができる。
付与するので、鉄鉱石の粉粒体は還元ガスにより還元さ
れて金属鉄となるとともに、還元の際は硫化水素ガスが
金属鉄表面を滑らかにすることによって、粉粒体同志の
付着によるスティッキングを防ぐことができる。
したがって、本発明によれば、はとんどの銘柄の鉄鉱石
の高温流動層還元を処理操作の面及び処理コストの面か
ら有利に行うことができて都合がよい。
の高温流動層還元を処理操作の面及び処理コストの面か
ら有利に行うことができて都合がよい。
図は本実施例において使用した流動層装置の概略図であ
る。 石英管 一鉄鉱石粉末 混合ガス H2Sガス ガス流量計 電気炉 熱電対
る。 石英管 一鉄鉱石粉末 混合ガス H2Sガス ガス流量計 電気炉 熱電対
Claims (1)
- 鉄鉱石の粉粒体を還元ガスの流通する高温流動層にて還
元して金属鉄とするための、前記高温流動層の還元工程
に硫化水素分圧を付与することを特徴とする鉄鉱石の高
温流動層還元におけるスティッキング防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4203090A JPH0637658B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4203090A JPH0637658B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03247714A true JPH03247714A (ja) | 1991-11-05 |
JPH0637658B2 JPH0637658B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=12624771
Family Applications (1)
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JP4203090A Expired - Lifetime JPH0637658B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0637658B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU693970B2 (en) * | 1995-01-20 | 1998-07-09 | Shoji Hayashi | A method of producing iron carbide |
KR100332927B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2002-04-20 | 이구택 | 유동환원로의 백업가스 공급장치 |
LU90972B1 (fr) * | 2002-10-11 | 2004-04-13 | Wurth Paul Sa | Procédé de réduction de poudre fine d'oxyde métallique |
JP2020203268A (ja) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | 株式会社フジタ | 吸着材 |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP4203090A patent/JPH0637658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU693970B2 (en) * | 1995-01-20 | 1998-07-09 | Shoji Hayashi | A method of producing iron carbide |
KR100332927B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2002-04-20 | 이구택 | 유동환원로의 백업가스 공급장치 |
LU90972B1 (fr) * | 2002-10-11 | 2004-04-13 | Wurth Paul Sa | Procédé de réduction de poudre fine d'oxyde métallique |
JP2020203268A (ja) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | 株式会社フジタ | 吸着材 |
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Publication number | Publication date |
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JPH0637658B2 (ja) | 1994-05-18 |
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