JPH05339614A - コークス充填層型溶融還元炉の粉粒体吹込み量制御方法 - Google Patents
コークス充填層型溶融還元炉の粉粒体吹込み量制御方法Info
- Publication number
- JPH05339614A JPH05339614A JP4145587A JP14558792A JPH05339614A JP H05339614 A JPH05339614 A JP H05339614A JP 4145587 A JP4145587 A JP 4145587A JP 14558792 A JP14558792 A JP 14558792A JP H05339614 A JPH05339614 A JP H05339614A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】鉄鉱石等の有効金属の酸化物を含む粉粒体を還
元し金属を製造する上下２段を１組とした羽口１１、１
２を設けたコークス充填層型溶融還元炉１４の還元方法
において、安定操業とメタル歩留向上を図る。 【構成】円周方向に配設された複数の羽口毎に、各羽口
の送風量を羽口毎実送風量測定器２１で測定し演算器２
２で平均値を演算し、これを粉粒体吹込量設定値２３と
共に演算器２４に入力して粉粒体吹込量を求め、一方羽
口毎粉粒体実吹込量を測定して比較し、各羽口への送風
量当りの粉粒体の吹込量を一定範囲に制御する。
元し金属を製造する上下２段を１組とした羽口１１、１
２を設けたコークス充填層型溶融還元炉１４の還元方法
において、安定操業とメタル歩留向上を図る。 【構成】円周方向に配設された複数の羽口毎に、各羽口
の送風量を羽口毎実送風量測定器２１で測定し演算器２
２で平均値を演算し、これを粉粒体吹込量設定値２３と
共に演算器２４に入力して粉粒体吹込量を求め、一方羽
口毎粉粒体実吹込量を測定して比較し、各羽口への送風
量当りの粉粒体の吹込量を一定範囲に制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コークス充填層型溶融
還元炉の粉粒体吹込み量の制御方法に関する。
還元炉の粉粒体吹込み量の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、コークス充填層型溶融還元炉の
操業では、羽口から吹込む粉鉱石等の粉粒体の総吹込量
（Ｋｇ／Ｈｒ・炉）制御は、羽口から吹込む総送風量
（Ｎｍ3／Ｈｒ・炉）に比例させるか、あるいは、総吹
込量が少ない場合には、総送風量の変化に関わらず、総
吹込量を一定に保持することが行なわれている。
操業では、羽口から吹込む粉鉱石等の粉粒体の総吹込量
（Ｋｇ／Ｈｒ・炉）制御は、羽口から吹込む総送風量
（Ｎｍ3／Ｈｒ・炉）に比例させるか、あるいは、総吹
込量が少ない場合には、総送風量の変化に関わらず、総
吹込量を一定に保持することが行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術のよう
に、鉄鉱石等の粉粒体の総吹込量（Ｋｇ／Ｈｒ・炉）
を、総送風量（Ｎｍ3 ／Ｈｒ・炉）に比例させて制御す
る方法では、複数個ある羽口ごとに見ると、送風量当り
粉粒体の吹込量（粉粒体重量ｇ／送風量Ｎｍ3 ）にバラ
ツキを生じ、ある羽口では送風量の不足によって不完全
な溶融還元を起こし、また、ある羽口では逆に送風量が
過剰に供給されるので、送風が無駄に消費されたり操業
の安定化を阻害する問題があった。
に、鉄鉱石等の粉粒体の総吹込量（Ｋｇ／Ｈｒ・炉）
を、総送風量（Ｎｍ3 ／Ｈｒ・炉）に比例させて制御す
る方法では、複数個ある羽口ごとに見ると、送風量当り
粉粒体の吹込量（粉粒体重量ｇ／送風量Ｎｍ3 ）にバラ
ツキを生じ、ある羽口では送風量の不足によって不完全
な溶融還元を起こし、また、ある羽口では逆に送風量が
過剰に供給されるので、送風が無駄に消費されたり操業
の安定化を阻害する問題があった。
【０００４】本発明は、前記の問題点を解決した、粉粒
体吹込み量の制御技術を提供することを目的とする。
体吹込み量の制御技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題解決のための手段】本発明は、前記の問題点を解
決するために、鉄鉱石等の有効金属の酸化物を含む粉粒
体を還元して、金属を製造する、上下２段を１組とした
羽口を設けたコークス充填層型溶融還元炉の還元方法に
おいて、円周方向に配設された複数の羽口ごとに、各羽
口の送風量の変動に対応して、各羽口への送風量当りの
粉粒体の吹込量（粉粒体重量ｇ／送風量Ｎｍ3 ）を一定
範囲に制御するようにしたものである。
決するために、鉄鉱石等の有効金属の酸化物を含む粉粒
体を還元して、金属を製造する、上下２段を１組とした
羽口を設けたコークス充填層型溶融還元炉の還元方法に
おいて、円周方向に配設された複数の羽口ごとに、各羽
口の送風量の変動に対応して、各羽口への送風量当りの
粉粒体の吹込量（粉粒体重量ｇ／送風量Ｎｍ3 ）を一定
範囲に制御するようにしたものである。
【０００６】
【作用】溶融還元炉の円周方向に配設された複数の羽口
において、それぞれの羽口先の炉内通気抵抗には充填さ
れたコークスの粒度分布の差等によりおのずと差異が生
じ、それぞれの羽口あたりの実送風量には差が出る。さ
らに、設備設計上円周方向に配設した羽口への送風管経
路の延べ長さの差をなくすることは、困難で、通常、炉
を取巻く環状管にヘッダー効果を期待しているが、それ
ぞれの羽口への送風量の均等分配を達成するには限界が
あり、前記炉内通気抵抗の差異と相まって、それぞれの
羽口あたりの実送風量には差異が生ずることになる。さ
らに前記炉内通気抵抗は時々刻々変化するため、羽口あ
たりの送風量は常に変動していることになる。
において、それぞれの羽口先の炉内通気抵抗には充填さ
れたコークスの粒度分布の差等によりおのずと差異が生
じ、それぞれの羽口あたりの実送風量には差が出る。さ
らに、設備設計上円周方向に配設した羽口への送風管経
路の延べ長さの差をなくすることは、困難で、通常、炉
を取巻く環状管にヘッダー効果を期待しているが、それ
ぞれの羽口への送風量の均等分配を達成するには限界が
あり、前記炉内通気抵抗の差異と相まって、それぞれの
羽口あたりの実送風量には差異が生ずることになる。さ
らに前記炉内通気抵抗は時々刻々変化するため、羽口あ
たりの送風量は常に変動していることになる。
【０００７】一方、コークス充填層型溶融還元炉におけ
る羽口から吹込んだ粉鉱石等の溶融還元能力は、送風量
に依存することが本発明者らの実験によって見い出され
ており、従来の総送風量（Ｎｍ3 ／Ｈ・炉）と総吹込量
（Ｋｇ／Ｈ・炉）との制御だけでは不充分であることが
わかった。本発明によれば、円周方向に配設した複数の
羽口ごとに送風量（Ｎｍ3 ／Ｈ・羽口）を連続測定し、
各々の羽口における送風量の変動に対応して、各々の羽
口に吹込む粉粒体の量（ｇ／Ｈ・羽口）を変更して、羽
口１本あたりの粉粒体吹込量と送風量との比（ｇ／Ｎｍ
3 ）を一定範囲に制御するようにしたので、長時間安定
した炉操業が可能となる。
る羽口から吹込んだ粉鉱石等の溶融還元能力は、送風量
に依存することが本発明者らの実験によって見い出され
ており、従来の総送風量（Ｎｍ3 ／Ｈ・炉）と総吹込量
（Ｋｇ／Ｈ・炉）との制御だけでは不充分であることが
わかった。本発明によれば、円周方向に配設した複数の
羽口ごとに送風量（Ｎｍ3 ／Ｈ・羽口）を連続測定し、
各々の羽口における送風量の変動に対応して、各々の羽
口に吹込む粉粒体の量（ｇ／Ｈ・羽口）を変更して、羽
口１本あたりの粉粒体吹込量と送風量との比（ｇ／Ｎｍ
3 ）を一定範囲に制御するようにしたので、長時間安定
した炉操業が可能となる。
【０００８】本発明者らは、実験により、羽口ごとの送
風量によって下記の（１）式で決まるレースウェイの大
きさに比例して粉粒体吹込量の最大値が決まることを見
い出した。 ＳＲ＝０．５８９ＤR 2（ｍ2 ） …（１） ここで、 ＳＲ：レースウェイ底面積（ｍ2 ） ＤR ：次式で求められるレースウェイ深さ（ｍ）を表わ
す。
風量によって下記の（１）式で決まるレースウェイの大
きさに比例して粉粒体吹込量の最大値が決まることを見
い出した。 ＳＲ＝０．５８９ＤR 2（ｍ2 ） …（１） ここで、 ＳＲ：レースウェイ底面積（ｍ2 ） ＤR ：次式で求められるレースウェイ深さ（ｍ）を表わ
す。
【０００９】 ＤR ＝８．８１×１０-3×Ｕ・ＤH ／√ＤP Ｕ：羽口での送風流速（ｍ／ｓ） ＤH ：羽口内径（ｍ） ＤP ：充填されるコークスの平均径（ｍ） である。
【００１０】これは、コークス充填層内に粉粒状の被還
元鉄（メタル）原料およびフラックスを羽口を介して吹
込む場合、レースウェイは周囲が赤熱コークスで囲まれ
た反応容器として機能することを示している。つまり送
風量に比例して反応容器としてのレースウェイの大きさ
が決まるので、粉粒体吹込量はレースウェイの大きさに
比例して制御すべきであり、送風量に比例させる必要が
ある。
元鉄（メタル）原料およびフラックスを羽口を介して吹
込む場合、レースウェイは周囲が赤熱コークスで囲まれ
た反応容器として機能することを示している。つまり送
風量に比例して反応容器としてのレースウェイの大きさ
が決まるので、粉粒体吹込量はレースウェイの大きさに
比例して制御すべきであり、送風量に比例させる必要が
ある。
【００１１】一方堅型炉の円周方向に配置される羽口ご
とに送風量には差異があり、総送風量を用いた吹込量制
御だけでは、個々の羽口では粉粒体吹込量に対して、反
応容器としてのレースウェイの大きさに過不足が生じ、
操業の不安定を招くという不都合がある。このため、羽
口ごとの送風量を測定して粉粒体吹込量を制御すれば良
い。
とに送風量には差異があり、総送風量を用いた吹込量制
御だけでは、個々の羽口では粉粒体吹込量に対して、反
応容器としてのレースウェイの大きさに過不足が生じ、
操業の不安定を招くという不都合がある。このため、羽
口ごとの送風量を測定して粉粒体吹込量を制御すれば良
い。
【００１２】
【実施例】図１に、本発明によるコークス充填層型溶融
還元炉の粉鉱石等の粉粒体吹込量制御方法例を示す。原
料粉粒体貯槽１及びフラックス貯槽２から原料を排出し
計量タンク３で計量し、インジェクションタンク５に装
入する。インジェクションタンクの上方には加圧配管４
が配管されている。キャリアガス配管６は粉体流量計８
を経て、インジェクションタンク５から粉体流量調整弁
１６によって流量調整されながら供給される粉体を溶融
還元炉１４の粉粒体吹込ノズルから溶融還元炉内に吹込
む。溶融還元炉１４は上段羽口１１、下段羽口１２が設
けられ、それぞれ羽口用送風支管９，１０から送風され
ている。羽口の送風量は羽口ごとに設けられた送風流量
計１５で測定される。
還元炉の粉鉱石等の粉粒体吹込量制御方法例を示す。原
料粉粒体貯槽１及びフラックス貯槽２から原料を排出し
計量タンク３で計量し、インジェクションタンク５に装
入する。インジェクションタンクの上方には加圧配管４
が配管されている。キャリアガス配管６は粉体流量計８
を経て、インジェクションタンク５から粉体流量調整弁
１６によって流量調整されながら供給される粉体を溶融
還元炉１４の粉粒体吹込ノズルから溶融還元炉内に吹込
む。溶融還元炉１４は上段羽口１１、下段羽口１２が設
けられ、それぞれ羽口用送風支管９，１０から送風され
ている。羽口の送風量は羽口ごとに設けられた送風流量
計１５で測定される。
【００１３】羽口ごとの実送風量Ｖi を流量計１５で連
続的に測定し測定器２１の出力は演算器２２に入力さ
れ、例えば１０分間の平均送風量Ｖi を算出し、粉粒体
の設定吹込量設定器２３の設定量Ｗとからその羽口に合
った粉粒体吹込量Ｗi0を演算器２４で演算する。 Ｗi0［ｇ／ｍｉｎ・羽口］＝Ｖi ［Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・羽
口］×Ｗ［ｇ／Ｎｍ3 ］ ここで設定量Ｗは羽口ごとに別個の値を設定することも
できるし、全体の値として設定することもできる。
続的に測定し測定器２１の出力は演算器２２に入力さ
れ、例えば１０分間の平均送風量Ｖi を算出し、粉粒体
の設定吹込量設定器２３の設定量Ｗとからその羽口に合
った粉粒体吹込量Ｗi0を演算器２４で演算する。 Ｗi0［ｇ／ｍｉｎ・羽口］＝Ｖi ［Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・羽
口］×Ｗ［ｇ／Ｎｍ3 ］ ここで設定量Ｗは羽口ごとに別個の値を設定することも
できるし、全体の値として設定することもできる。
【００１４】一方、粉粒体吹込配管系内に設置した粉粒
体流量計８によって、その時の実吹込量Ｗi1［ｇ／ｍｉ
ｎ・羽口］を吹込量測定器２８で測定し、前記で演算し
た設定吹込量に対応するＷi0［ｇ／ｍｉｎ・羽口］とを
比較器２５で演算し、その偏差ΔＷi を粉粒体量補正吹
込装置２７にフィードバックして羽口ごとに粉粒体の吹
込量［ｇ／ｍｉｎ・羽口］を補正する。
体流量計８によって、その時の実吹込量Ｗi1［ｇ／ｍｉ
ｎ・羽口］を吹込量測定器２８で測定し、前記で演算し
た設定吹込量に対応するＷi0［ｇ／ｍｉｎ・羽口］とを
比較器２５で演算し、その偏差ΔＷi を粉粒体量補正吹
込装置２７にフィードバックして羽口ごとに粉粒体の吹
込量［ｇ／ｍｉｎ・羽口］を補正する。
【００１５】この補正は、粉体流量調整弁１６によって
もよく、キャリアガス流量調整弁７によって行ってもよ
い。なお、粉粒体の実吹込量の把握には、予め確認して
ある粉粒体流量調整弁の開度と吹込量の検量線あるい
は、キャリアガス流量と吹込量との検量線で代用するこ
ともできる。
もよく、キャリアガス流量調整弁７によって行ってもよ
い。なお、粉粒体の実吹込量の把握には、予め確認して
ある粉粒体流量調整弁の開度と吹込量の検量線あるい
は、キャリアガス流量と吹込量との検量線で代用するこ
ともできる。
【００１６】本発明の１実施例の粉粒体吹込量制御方法
を行った。実施炉は、炉内容積１４０ｍ3 、羽口数４本
×２段、羽口内径φ１００ｍｍ、粉粒体ノズル２５Ａ×
１本／上段羽口であり、送風量はＭａｘ２２００Ｎｍ3
／Ｈ・羽口、送風温度８００℃、送風圧力１．１ｋｇ／
ｃｍ2 Ｇ、粉粒体吹込量１２００〜４５００ｋｇ／Ｈ・
羽口である。
を行った。実施炉は、炉内容積１４０ｍ3 、羽口数４本
×２段、羽口内径φ１００ｍｍ、粉粒体ノズル２５Ａ×
１本／上段羽口であり、送風量はＭａｘ２２００Ｎｍ3
／Ｈ・羽口、送風温度８００℃、送風圧力１．１ｋｇ／
ｃｍ2 Ｇ、粉粒体吹込量１２００〜４５００ｋｇ／Ｈ・
羽口である。
【００１７】実験操業では、羽口ごとの送風量（２水
準）を変化させかつ、羽口ごとの粉粒体吹込量を変化さ
せて、それぞれの場合における溶融還元能力を、生成ス
ラグ中の（Ｔ．Ｃｒ）％で判別した。実験操業の結果
は、表１、表２、図２の如くであった。表１において、
送風量一定下で、粉粒体吹込量を増やした比較例２、比
較例４では生成されるスラグ中のＣｒ含有量が多く、粉
体原料中のＣｒの溶融還元が不十分であることがわか
る。
準）を変化させかつ、羽口ごとの粉粒体吹込量を変化さ
せて、それぞれの場合における溶融還元能力を、生成ス
ラグ中の（Ｔ．Ｃｒ）％で判別した。実験操業の結果
は、表１、表２、図２の如くであった。表１において、
送風量一定下で、粉粒体吹込量を増やした比較例２、比
較例４では生成されるスラグ中のＣｒ含有量が多く、粉
体原料中のＣｒの溶融還元が不十分であることがわか
る。
【００１８】羽口ごとのレースウエイ大きさに応じて粉
体吹込量を制御することによる効果は、表１の実施例３
と比較例４で比較することができる。つまり従来技術の
場合、羽口ごとのレースウエイ大きさに対応した粉体吹
込量の制御でなく、総送風量と粉体吹込固気比（ｇ／Ｎ
ｍ3 ）から求めた粉体吹込速度（ｋｇ／Ｈ）を全羽口、
均一に吹込むため、羽口ごとのレースウエイ大きさから
決まる粉体吹込速度に対して過不足が発生する。このた
め羽口ごとでは実施例３と比較例４の状態が半々の割合
いで発生していたのに対して本発明の場合には全ての羽
口を実施例３の状態に保つことができ、Ｃｒのメタル歩
留りは、９４．８％から９７．５％へ改良された。
体吹込量を制御することによる効果は、表１の実施例３
と比較例４で比較することができる。つまり従来技術の
場合、羽口ごとのレースウエイ大きさに対応した粉体吹
込量の制御でなく、総送風量と粉体吹込固気比（ｇ／Ｎ
ｍ3 ）から求めた粉体吹込速度（ｋｇ／Ｈ）を全羽口、
均一に吹込むため、羽口ごとのレースウエイ大きさから
決まる粉体吹込速度に対して過不足が発生する。このた
め羽口ごとでは実施例３と比較例４の状態が半々の割合
いで発生していたのに対して本発明の場合には全ての羽
口を実施例３の状態に保つことができ、Ｃｒのメタル歩
留りは、９４．８％から９７．５％へ改良された。
【００１９】表２は、実施例３と比較例４での原料中に
含まれるＣｒのバランスを示すが、従来技術では粉体吹
込量を羽口ごとに制御しないため実施例３と比較例４が
略々５０％の割合で発生するためＣｒのメタル歩留りは
（９７．５＋９２．０）／２＝９４．８％に低下してい
た。さらに、本発明者らの実験によると、実験で使用し
た粒径が２ｍｍ以下の原料では、溶解に必要な熱量は５
〜３０ｋｃａｌ／ｋｇであり、着熱効率を考慮しても、
レースウエイ内の入熱量律速ではないことが判った。つ
まり、コークス充填層の場合の粉粒体吹込量と送風条件
の関係は熱的要因よりも（１）式で示されるレースウエ
イの大きさに、より顕著に左右されることがわかる。
含まれるＣｒのバランスを示すが、従来技術では粉体吹
込量を羽口ごとに制御しないため実施例３と比較例４が
略々５０％の割合で発生するためＣｒのメタル歩留りは
（９７．５＋９２．０）／２＝９４．８％に低下してい
た。さらに、本発明者らの実験によると、実験で使用し
た粒径が２ｍｍ以下の原料では、溶解に必要な熱量は５
〜３０ｋｃａｌ／ｋｇであり、着熱効率を考慮しても、
レースウエイ内の入熱量律速ではないことが判った。つ
まり、コークス充填層の場合の粉粒体吹込量と送風条件
の関係は熱的要因よりも（１）式で示されるレースウエ
イの大きさに、より顕著に左右されることがわかる。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】本発明は、コークス充填型溶融還元炉で
の粉粒体吹込み操業において、円周方向に配設した複数
の羽口ごとに、羽口あたりの実送風量に対応してその羽
口への粉粒体吹込量を一定範囲に制御するようにしたの
で、安定操業ができるようになった。またメタル歩留が
向上するという効果もある。
の粉粒体吹込み操業において、円周方向に配設した複数
の羽口ごとに、羽口あたりの実送風量に対応してその羽
口への粉粒体吹込量を一定範囲に制御するようにしたの
で、安定操業ができるようになった。またメタル歩留が
向上するという効果もある。
【図１】本発明による粉粒体吹込量制御方法の概念図で
ある。
ある。
【図２】レースウエイ底面積と粉粒体吹込速度とから得
られる操業適正領域を表す図である。
られる操業適正領域を表す図である。
１ 原料粉粒体貯槽 ２ フラックス貯槽 ３ 計量タンク ４ 加圧配管 ５ インジェクションタンク ６ キャリアガス配管 ７ キャリアガス流量調整弁 ８ 粉体流量計 ９，１０ 送風支管 １１ 上段羽口 １２ 下段羽口 １３ 粉粒体吹込ノズル １４ 溶融還元炉 １５ 送風流量計 １６ 粉体流量調整弁 ２１ 測定器 ２２ 演算器 ２３ 設定器 ２４ 演算器 ２５ 比較器 ２６ 偏差 ２７ 粉粒体吹込量補正装置 ２８ 吹込量測定器
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄鉱石等の有効金属の酸化物を含む粉粒
体を還元し金属を製造する上下２段を１組とした羽口を
設けたコークス充填層型溶融還元炉の還元方法におい
て、 円周方向に配設された複数の羽口ごとに、各羽口の送風
量の変動に対応して、各羽口への送風量当りの粉粒体の
吹込量を一定範囲に制御することを特徴とするコークス
充填層型溶融還元炉の粉粒体吹込み量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145587A JPH05339614A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | コークス充填層型溶融還元炉の粉粒体吹込み量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145587A JPH05339614A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | コークス充填層型溶融還元炉の粉粒体吹込み量制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05339614A true JPH05339614A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15388540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4145587A Pending JPH05339614A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | コークス充填層型溶融還元炉の粉粒体吹込み量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05339614A (ja) |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP4145587A patent/JPH05339614A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011009 |