JPH04110408A

JPH04110408A - 鉄鉱石の溶融還元法および設備

Info

Publication number: JPH04110408A
Application number: JP23015990A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kawada; 仁川田; Tatsuro Ariyama; 達郎有山; Shinichi Isozaki; 進市磯崎
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1992-04-10

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〕この発明は、鉄鉱石の溶融還元法およびその実施に好適
な設備に関する。

［従来の技術〕鉄鉱石の溶融還元では、溶融還元炉で発生ずる排ガスを
利用した鉱石の予備還元（及び予熱）が行われる。一般
に、この予備還元炉としては流動層形式の予備還元炉が
用いられる。

この予備還元炉は、その内部にガス噴出用の多数のノズ
ル孔（ガス通孔）を有する分散板を備えており、この分
散板の」三方に形成される予備還元室に鉄鉱石が装入さ
れ、分散板下方のガス吹込室（風箱）に溶融還元炉から
の排ガス（還元ガス）が導入される。この排ガスは、分
散板のノズル孔を通じて上方の予備還元室に吹き出され
、これにより流動層が形成され、鉄鉱石の予備還元と予
熱がなされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような予備還元炉では、排ガス中に含まれるダス１
〜の炉内各部、特に分散板への付着が大きな問題となる
。

すなわち、ｍ融還元炉から発生する排ガスには多量のダ
ストが含まれており、一般にこの排ガスはサイクロン方
式の一次除塵機で除塵された後、予備還元炉に導入され
る。しかしながら、上記方式の除塵機は除去し得るダス
トに物理的な限界粒径があり、１０μｍ以下の微粒ダス
トは除去できず、このような微粒ダストを含む排ガスが
そのまま予備還元炉に導入されてしまう。

上記ダスＩ〜はＳやＮａ、　Ｋ等のアルカリ化合物を多
く含んでいるため、９００°Ｃを超えるような温度の排
ガス中では粘着性を持ち、このため予備還元炉に導入さ
れたダストは分散板下面やノズル孔内面に付着すること
になる。特に、ガス吹込室に導入された排ガスはノズル
孔を通過する際に縮流され、ノズル孔内のガス流速は極
めて高く（流速：約１００　ｍ／５ｅｃ１度）なるため
、ノズル孔内面ではダストが特に強固に付着し易い。こ
のようなダストによる付着物は次第に成長し、遂には排
ガスの円滑な流れを妨げ、適正な流動層を形成できな（
なる。

このような問題に対し、排ガス中の微粒ダストを二次除
塵機により除去する方法が考えられる。

二次除塵機として、工業的には、■散水方式、■セラミ
ックフィルタ方式、■砂濾過方式、■電気集塵方式等を
用いることができるが、■の方式はガス温度の著しい低
下を招くため使用できず、■の方式は設備規模が莫大な
ものとなるという難点がある。また、■の方式は濾過に
用いる砂の処理と濾過層を形成するメツシュ（膜）への
ダストの付着という大きな問題がある。さらに、■の方
式も設備規模が太き（なるという問題だけでなく、４０
０℃程度の耐熱性しかないため、８００　’Ｃを超える
ような排ガスには適用することはできない。

このように従来の除塵機は、排ガスの二次除塵機として
使用するしこは種々の問題を有している。

また、予備還元炉の流動層では、安定した鉱石の流動状
態を得るために、装入する鉱石のサイズ１、こけ」二限
（例えば、粒径８ｍ程度）があり、粒径の大きい鉱石の
予熱・予備還元は困難であった。

本発明は、このような従来の問題しこ鑑みなされたもの
で、その第１の目的は、簡単な設備により排ガス中のダ
ストを効果的に除去し、予備還元炉内でのダストの付着
を適切に防止できる方法及びその実施に好適な装置を提
供することに１５す、さらしこ、第２の目的は、予備還
元炉内でのダストの付着を防止できるだけでなく、流動
層での予熱が困難な塊鉱石等の塊状原料を予熱し、これ
を溶融還元炉に供給することができる方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

このため、本発明の溶融還元法は、次のような構成を有
する。

（１）溶融還元炉と流動層式予備還元炉を備えた＝４− 設備による鉄鉱石の溶融還元法において、原料供給タン
クから溶融還元炉（・こ至る原料供給路の途中に原料の
移動層を形成し、溶融還元炉から排出され予備還元炉に
供給される排ガスを、その供給途中で前記移動層を通過
させることにより、排ガス中のダストを移動層の原料に
付着させてガスを清浄化させるとともに、移動層内の原
料を予熱することを特徴とする鉄鉱石の溶融還元法。

（２）塊鉱石および／または塊状造滓剤を含む原料で移
動層を形成することを特徴とする上記（１）に記載の鉄
鉱石の溶融還元法。

（３）溶融還元炉と流動層式予備還元炉を備えた鉄鉱石
の溶融還元設備において、原料供給タンクから溶融還元
炉に原料を供給する原料導管の途中に移動層形成室を設
け、溶融還元炉から予備還元炉に排ガスを供給する排ガ
ス導管を、排ガスが前記移動層形成室内を通過できるよ
う移ｌＩｌＪＭ形成室に接続したことを特徴とする鉄鉱
石の溶融還元設備。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図は、本発明の実施状況の一例を示す
もので、１は溶融還元炉、２は流動層式の予備還元炉、
３は予備還元炉に鉱石を供給するための鉱石供給タンク
である。

前記予備還元炉２は、その内部にガス噴出用の多数のノ
ズル孔（ガス通孔）を有する分散板」１を備えており、
この分散板上部に鉱石の流動層が形成される予備還元室
１２が、また、分散板下部に溶融還元炉からの排ガスが
導入されるガス吹込室］−３（風箱）がそれぞれ形成さ
れている。

４は予備還元炉から排出された鉱石を溶融還元炉に供給
するための鉱石導管、５はこの鉱石導管途中に設けられ
る鉱石供給タンク、６は溶融還元炉から予備還元炉に排
ガスを供給するための排ガス導管、７ばこの排ガス導管
途中に設けられる一吹除塵機（例えば、サイクロン）で
ある。

９ば鉱石等の原料供給タンクであり、この原料供給タン
ク９か１もの原料導管」０が溶融還元炉１に接続されて
いる。前記原料導管１０の途中には移動層形成室８が設
けられている。そして、この移動層形成室８に、−次除
塵機７の下流側の排ガス導管６がその中間部を介して接
続され、排ガスが移動層形成室８内を通過できるように
構成されている。本実施例では、移動層形成室８の下部
に排ガスの入口が、また、上部に排ガス出口がそれぞれ
設けられ、排ガス導管６はこれら排ガス入口、出口にそ
れぞれ接続されている、。

また、本実施例では第２図に示すように移動層形成室８
の下部に水平導管部」○Ｏが形成され、この導管部内に
ガス吹込管１４が挿入され、このガス吹込管１４からの
ガス（Ｎ２）吹き込みにより、移動層形成室８内の鉱石
を溶融還元炉側に排出するようにしている。

以」二のような構成において、原料供給タンク９から原
料導管１０を通じて供給される原料は、移動層形成室８
内に原料の移！Ｉｔ＋ＪＪＦ１１６を形成する。。

一方、排ガス導管６を通じて予備還元炉２に供給される
排ガスは、−次除塵機７で除塵された後、移動層形成室
８内１．コ導かれ、移動層」８６を通過す一る。この際、排ガスに含まれる微粒ダス１−が移動層１
６を構成する原料に付着・吸着し、排ガスが清浄化され
るとともに、ガスと原料の熱交換がなされ、原料が予熱
される。

なお、この熱交換により排ガス温度はある程度低下する
が、散水式の除塵機のような著しい温度低下はなく、鉱
石の予備還元、予熱に必要な十分な温度に維持される。

また、ダス１〜の付着防止という観点からは、溶融還元
炉から排出された排ガスの温度をある程度低下させた方
（一般に１０００°Ｃ以下）が好ましく、この意味で」
二部熱交換による排ガスの適度な温度低下は、ダストの
付着防止上有利である。

このように排ガスは、原料により形成される、所謂移動
層式除塵機で二次除塵され、微粒ダス１へが除去される
。このようにしてダストが除去され、清浄化された排ガ
スは、予備還元炉２に導入される。また、排ガスとの熱
交換により予熱された原料は、移動層形成室８下部から
原料導管」−〇を通じて溶融還元炉１に順次排出される
。

一上記移動層形成室８に供給される原料に制約はないが、
予備還元炉２では処理できない塊鉱石を供給することに
より、その予熱を行うことができる。上述したように予
備還元炉の流動層では、安定した鉱石の流動状態を得る
ために、処理できる鉱石のサイズに」１限があり、塊鉱
石の予熱は事実上困難である。したがって、本発明法に
より、移動層形成室８に供給される原料にこの塊鉱石を
含まぜることにより、系全体で塊鉱石の予熱をも行う操
業を実施することができる。

したがって、溶融還元すべき鉱石は、これを塊鉱石（例
えば、粒径８ｍ以上の鉱石）とそれ以下の粒径の鉱石と
に篩分けし、塊鉱石のみまたは塊鉱石を含む原料を原料
供給タンク９しこ、他の鉱石を鉱石供給タンク３にそれ
ぞれ供給するようにすることが好ましい。

また同様の理由から、移動層形成室８１．こ供給される
原料には、塊鉱石とともに、或いは塊鉱石に代えて塊状
造滓剤を含まけることができる。

第２図は、移動層形成室８の具体的な構造を示すもので
、移動層形成室８にはロー１くセル１６が付設され、こ
のロードセルコロにより炉内の原料の充填状態が測定さ
れ５．その検定値に基づき移動層形成室８内を常に原料
が充填された状態を維持しつつ、その下部から原料が排
出される。この原料の排出は、原料導管１０に設けられ
た排出バルブ１５（例えば、ボールバルブ）の開閉と」
二連したガス吹込４￥ｔ１４からのガス（Ｎ、）吹き込
みによりなされる。

〔実施例〕

第１図および第２図に示すような設備を用い、移動層形
成室８に塊鉱石を装入して本発明法を実施し、予備還元
炉人口における排ガス中ダスト濃度を測定した。なお、
本実施例の製造条件は以下の通りである。

鉱石供給タンク３からの鉄鉱石投入量：５，５ｔ／ｈ原料供給タンク９からの塊鉱石投入量＝０．５ｔ／ｈ溶銑生産量　　　：４ｔ／ｈ移動層ガス通過量ニア７０ＯＮｒｒｌ’／ｈ第３図は、
その測定結果を従来の排ガス中ダスｈ濃度と比較して示
したもので、本発明により排ガス中のダスト濃度が大幅
に低減していることが判る。

〔発明の効果〕

以」二連ベブ七本発明によれば、予備還元炉に導入さ九
る排ガス中の微粒ダストを、簡単な設備でしかも排ガス
の著しい温度低下を招くことなく効率的に除去すること
ができ、予備還元炉内でのダス［・の付着を効果的に防
止することができる。

また、移動層を形成する原料として塊鉱石或いは塊状の
造滓剤を使用することにより、流動層での予熱が困難な
これら塊状原料の予熱を行うことができ、系全体での原
料の予熱を効率的に行い、その熱効率を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状況の一例を示す説明図である。第２図は第１図中の移動層形成室の具体的な構造を示す
説明図である。第３図は本発明の実施例における予備還
元炉内［１の排ガス中ダスト−］１− 濃度を従来法による場合と比較して示すものである。図において、１は溶融還元炉、２は予備還元炉、６は排
ガス導管、７は一次除塵機、８は移動層形成室、９は原
料供給タンク、１０は原料導管、１６は移動層である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶融還元炉と流動層式予備還元炉を備えた設備に
よる鉄鉱石の溶融還元法において、原料供給タンクから
溶融還元炉に至る原料供給路の途中に原料の移動層を形
成し、溶融還元炉から排出され予備還元炉に供給される
排ガスを、その供給途中で前記移動層を通過させること
により、排ガス中のダストを移動層の原料に付着させて
ガスを清浄化させるとともに、移動層内の原料を予熱す
ることを特徴とする鉄鉱石の溶融還元法。
（２）塊鉱石および／または塊状造滓剤を含む原料で移
動層を形成することを特徴とする請求項（１）に記載の
鉄鉱石の溶融還元法。
（３）溶融還元炉と流動層式予備還元炉を備えた鉄鉱石
の溶融還元設備において、原料供給タンクから溶融還元
炉に原料を供給する原料導管の途中に移動層形成室を設
け、溶融還元炉から予備還元炉に排ガスを供給する排ガ
ス導管を、排ガスが前記移動層形成室内を通過できるよ
う移動層形成室に接続したことを特徴とする鉄鉱石の溶
融還元設備。