JPH06122914A - 循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置 - Google Patents
循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置Info
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- JPH06122914A JPH06122914A JP27173792A JP27173792A JPH06122914A JP H06122914 A JPH06122914 A JP H06122914A JP 27173792 A JP27173792 A JP 27173792A JP 27173792 A JP27173792 A JP 27173792A JP H06122914 A JPH06122914 A JP H06122914A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 循環式流動層予備還元炉操業において、粉状
鉱石を、効率良く、また逆流ガス発生のおそれなしに安
定して循環流動させる。 【構成】 竪型の循環装置本体とその下部及び上部にそ
れぞれ斜設された入側斜管及び出側斜管とからなる粒子
循環装置とにおいて、該循環装置本体の軸と直交する断
面の面積Ｓ1 と、入側斜管及び出側斜管の軸と直交する
断面の面積Ｓ2 とが、設定した粒子循環量ＣS （ｔ／
ｈ）に関し、 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ1 ）≦2000----(1) 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ2 ）≦2500----(2) ここで、ｋは粒状鉱石の温度、径および密度により決定
される定数を満足する範囲に調整する。
鉱石を、効率良く、また逆流ガス発生のおそれなしに安
定して循環流動させる。 【構成】 竪型の循環装置本体とその下部及び上部にそ
れぞれ斜設された入側斜管及び出側斜管とからなる粒子
循環装置とにおいて、該循環装置本体の軸と直交する断
面の面積Ｓ1 と、入側斜管及び出側斜管の軸と直交する
断面の面積Ｓ2 とが、設定した粒子循環量ＣS （ｔ／
ｈ）に関し、 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ1 ）≦2000----(1) 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ2 ）≦2500----(2) ここで、ｋは粒状鉱石の温度、径および密度により決定
される定数を満足する範囲に調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉状鉱石の予備還元
に用いられる循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置に
関し、特に循環流動層における粒子循環を効率良くかつ
安定して行うことにより、循環式流動層予備還元炉の操
業を安定化させると共に、生産性の向上を図ろうとする
ものである。
に用いられる循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置に
関し、特に循環流動層における粒子循環を効率良くかつ
安定して行うことにより、循環式流動層予備還元炉の操
業を安定化させると共に、生産性の向上を図ろうとする
ものである。
【０００２】
【従来の技術】循環流動層を利用した粉状鉱石の予備還
元方法として、竪型溶融還元炉で発生した高温の排ガス
を流動層予備還元炉（以下ライザーと示す）に導入する
場合に、流動層のガス流速を粒子の飛び出し速度（粒子
の終端速度）よりも大きい速度で導入する一方、ライザ
ーから飛び出した予備還元鉱石粉をサイクロンで捕集
し、この捕集した予備還元鉱石粉を、粒子溜め（以下ダ
ウンカマーと示す）から粒子循環装置を介してクローズ
ドサーキットでライザー内へ連続的に戻し、かような循
環流動をさせる間に予備還元する方法が知られている
（例えば、特開平１−306515号公報、特開平２−4909号
公報）。かかる循環式ライザーにはいずれも、循環量調
整弁として粒子循環装置が設置されている。この装置
は、横断面が円筒形状の胴部の下部及び上部に入側口及
び出側口を、また底部には循環量調整用のガス吹込み口
を備え、循環量調整用ガスの増減により粉状鉱石粒子の
循環量を制御する仕組みになっている。
元方法として、竪型溶融還元炉で発生した高温の排ガス
を流動層予備還元炉（以下ライザーと示す）に導入する
場合に、流動層のガス流速を粒子の飛び出し速度（粒子
の終端速度）よりも大きい速度で導入する一方、ライザ
ーから飛び出した予備還元鉱石粉をサイクロンで捕集
し、この捕集した予備還元鉱石粉を、粒子溜め（以下ダ
ウンカマーと示す）から粒子循環装置を介してクローズ
ドサーキットでライザー内へ連続的に戻し、かような循
環流動をさせる間に予備還元する方法が知られている
（例えば、特開平１−306515号公報、特開平２−4909号
公報）。かかる循環式ライザーにはいずれも、循環量調
整弁として粒子循環装置が設置されている。この装置
は、横断面が円筒形状の胴部の下部及び上部に入側口及
び出側口を、また底部には循環量調整用のガス吹込み口
を備え、循環量調整用ガスの増減により粉状鉱石粒子の
循環量を制御する仕組みになっている。
【０００３】図１に、上記した循環式ライザーの代表例
を模式で示す。図中、番号１はライザー、２は該炉内に
導入される還元ガス、３は粉状鉱石のホッパー、４はフ
ィーダー、５ａ，５ｂはそれぞれ粉状鉱石の供給管、６
は粒子溜め、そして７が粒子循環装置であり、この粒子
循環装置７は、循環装置本体８と、その下部及び上部に
それぞれ斜めに設けられた入側斜管９及び出側斜管10か
らなる。また11は循環装置本体８の底部に設けられたガ
ス導入口、12はガス分散板、13は流量調節弁、14, 15は
サイクロン、16は輸送管、17は排出装置、18は粉体輸送
管である。
を模式で示す。図中、番号１はライザー、２は該炉内に
導入される還元ガス、３は粉状鉱石のホッパー、４はフ
ィーダー、５ａ，５ｂはそれぞれ粉状鉱石の供給管、６
は粒子溜め、そして７が粒子循環装置であり、この粒子
循環装置７は、循環装置本体８と、その下部及び上部に
それぞれ斜めに設けられた入側斜管９及び出側斜管10か
らなる。また11は循環装置本体８の底部に設けられたガ
ス導入口、12はガス分散板、13は流量調節弁、14, 15は
サイクロン、16は輸送管、17は排出装置、18は粉体輸送
管である。
【０００４】さて図１に示したところにおいて、ライザ
ー１内には、ホッパー３から切り出された粉状鉱石が供
給管５ａを介して該還元炉１の下部から供給されると共
に、溶融還元炉（図示省略）から排出される 800〜1100
℃の高温排ガスが流動化還元ガス２として該還元炉１の
底部から導入され、該炉内において流動層が形成され
る。なおホッパー３からは供給管５ｂを介して粒子溜め
６にもその上部から粉状鉱石が装入される。このライザ
ー１内で予備還元され、該炉１から飛び出した予備還元
鉱石粉19ａは、その大半が１段目のサイクロン14で捕集
され、粒子溜め６内に装入され、この粒子溜め６から入
側斜管９を経由して循環装置本体８に降下する。循環装
置本体８では、その底部から吹き込まれる粒子循環量制
御ガス20によって、予備還元鉱石粉19ｂを出側斜管10を
通じてライザー１にクローズドサーキットで連続的に循
環供給することにより、流動層予備還元が行われる。ま
た１段目のサイクロン14で捕集されない微細な予備還元
鉱石粉19ｃは、２段目のサイクロン15で捕集され、順次
に輸送管16を通して粒子溜め６に戻し、粒子循環装置７
で予備還元鉱石粉19ｂとして再びライザー１に供給す
る。
ー１内には、ホッパー３から切り出された粉状鉱石が供
給管５ａを介して該還元炉１の下部から供給されると共
に、溶融還元炉（図示省略）から排出される 800〜1100
℃の高温排ガスが流動化還元ガス２として該還元炉１の
底部から導入され、該炉内において流動層が形成され
る。なおホッパー３からは供給管５ｂを介して粒子溜め
６にもその上部から粉状鉱石が装入される。このライザ
ー１内で予備還元され、該炉１から飛び出した予備還元
鉱石粉19ａは、その大半が１段目のサイクロン14で捕集
され、粒子溜め６内に装入され、この粒子溜め６から入
側斜管９を経由して循環装置本体８に降下する。循環装
置本体８では、その底部から吹き込まれる粒子循環量制
御ガス20によって、予備還元鉱石粉19ｂを出側斜管10を
通じてライザー１にクローズドサーキットで連続的に循
環供給することにより、流動層予備還元が行われる。ま
た１段目のサイクロン14で捕集されない微細な予備還元
鉱石粉19ｃは、２段目のサイクロン15で捕集され、順次
に輸送管16を通して粒子溜め６に戻し、粒子循環装置７
で予備還元鉱石粉19ｂとして再びライザー１に供給す
る。
【０００５】なお、ライザー１内における粒子の滞留量
は、差圧発信器21で検知した信号に基づき、粒子循環量
制御ガス20を調節することにより、適宜に制御すること
ができる。そして、循環式ライザー系内の予備還元鉱石
粉19は、粒子溜め６の下部から排出装置17で切り出さ
れ、粉体輸送管18を経由させて溶融還元炉に供給され
る。
は、差圧発信器21で検知した信号に基づき、粒子循環量
制御ガス20を調節することにより、適宜に制御すること
ができる。そして、循環式ライザー系内の予備還元鉱石
粉19は、粒子溜め６の下部から排出装置17で切り出さ
れ、粉体輸送管18を経由させて溶融還元炉に供給され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】循環式流動層では、ラ
イザーから飛び出した予備還元鉱石粉を、サイクロンで
捕集し、クローズドサーキットで粒子循環装置を介して
連続的にライザーに戻す方式を採っているため、ライザ
ー内における鉱石粉滞留量を一定水準は確保し、しかも
変動させないことが操業安定化の上で重要である。ま
た、粉状鉱石を循環式流動層で連続的に予備還元する場
合には、サイクロンにおける予備還元鉱石粉の集塵効率
及び循環経路における安定した鉱石粉の移動が、操業の
安定化や生産性の維持の点で重要である。さらに、粒子
循環装置では、その機能として、粒子循環系からライザ
ーへ安定して粉状鉱石を供給できることが必要とされ
る。その他、大きさもコンパクトで効率的な粒子循環が
可能な方が、設備コストの面でも有利となる。
イザーから飛び出した予備還元鉱石粉を、サイクロンで
捕集し、クローズドサーキットで粒子循環装置を介して
連続的にライザーに戻す方式を採っているため、ライザ
ー内における鉱石粉滞留量を一定水準は確保し、しかも
変動させないことが操業安定化の上で重要である。ま
た、粉状鉱石を循環式流動層で連続的に予備還元する場
合には、サイクロンにおける予備還元鉱石粉の集塵効率
及び循環経路における安定した鉱石粉の移動が、操業の
安定化や生産性の維持の点で重要である。さらに、粒子
循環装置では、その機能として、粒子循環系からライザ
ーへ安定して粉状鉱石を供給できることが必要とされ
る。その他、大きさもコンパクトで効率的な粒子循環が
可能な方が、設備コストの面でも有利となる。
【０００７】しかしながら、操業能率アップの観点から
設備を大型化するに伴って、特に粒子循環量に応じて粒
子循環装置本体の規模を適正化する必要がある。そのと
き、粒子循環装置を必要以上に大きくすると、設備コス
トの増大をまねく上、循環用制御ガス量に対する粒子循
環量の変動が大きくなって粒子循環が不安定になる。な
お粒子循環装置が小さいと、所定の粒子循環量が確保で
きないため、ライザー内の鉱石滞留量の確保が困難とな
り、生産性が低下する。
設備を大型化するに伴って、特に粒子循環量に応じて粒
子循環装置本体の規模を適正化する必要がある。そのと
き、粒子循環装置を必要以上に大きくすると、設備コス
トの増大をまねく上、循環用制御ガス量に対する粒子循
環量の変動が大きくなって粒子循環が不安定になる。な
お粒子循環装置が小さいと、所定の粒子循環量が確保で
きないため、ライザー内の鉱石滞留量の確保が困難とな
り、生産性が低下する。
【０００８】さらに、循環装置本体に設けた、ダウンカ
マーからライザーに鉱石を輸送する、入側および出側斜
管の断面積も適正化する必要がある。すなわち、該断面
積が大き過ぎると、ライザーからの還元ガスや循環装置
下部から導入される循環量制御ガスがダウンカマーから
サイクロンへ逆流ガスとして上昇し易くなるため、サイ
クロンの集塵効率が低下し、粒子循環が不安定になる。
一方、断面積が小さ過ぎると、ダウンカマーから循環装
置または循環装置からライザーへの粒子輸送量が低下
し、所定の粒子循環量の確保が困難となる。
マーからライザーに鉱石を輸送する、入側および出側斜
管の断面積も適正化する必要がある。すなわち、該断面
積が大き過ぎると、ライザーからの還元ガスや循環装置
下部から導入される循環量制御ガスがダウンカマーから
サイクロンへ逆流ガスとして上昇し易くなるため、サイ
クロンの集塵効率が低下し、粒子循環が不安定になる。
一方、断面積が小さ過ぎると、ダウンカマーから循環装
置または循環装置からライザーへの粒子輸送量が低下
し、所定の粒子循環量の確保が困難となる。
【０００９】上記のように、粒子循環装置本体および入
側および出側斜管の断面積が適正化されていないため
に、循環式ライザーの操業そのものに悪影響を及ぼして
いた。そこでこの発明は、この問題を有利に解決するも
ので、循環装置本体および入側および出側斜管の断面積
の適正化によって、粉状鉱石を、効率良く、また逆流ガ
ス発生のおそれなしに安定して循環流動させることがで
きる粒子循環装置を提案することを目的とする。
側および出側斜管の断面積が適正化されていないため
に、循環式ライザーの操業そのものに悪影響を及ぼして
いた。そこでこの発明は、この問題を有利に解決するも
ので、循環装置本体および入側および出側斜管の断面積
の適正化によって、粉状鉱石を、効率良く、また逆流ガ
ス発生のおそれなしに安定して循環流動させることがで
きる粒子循環装置を提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、還元ガスを
導入して粒状鉱石を循環流動させつつ予備還元する循環
式流動層予備還元炉の粒子循環装置であって、竪型の循
環装置本体と、その下部及び上部にそれぞれ斜めに設け
られた入側斜管及び出側斜管とからなり、該循環装置本
体の軸と直交する断面の面積（以下単に断面積と示す）
Ｓ1 と、入側斜管及び出側斜管の軸と直交する断面の面
積（以下単に断面積と示す）Ｓ2 とが、設定した粒子循
環量ＣS （ｔ／ｈ）に関し、下記式(1) および(2) の範
囲を満足することを特徴とする循環式流動層予備還元炉
の粒子循環装置である。
導入して粒状鉱石を循環流動させつつ予備還元する循環
式流動層予備還元炉の粒子循環装置であって、竪型の循
環装置本体と、その下部及び上部にそれぞれ斜めに設け
られた入側斜管及び出側斜管とからなり、該循環装置本
体の軸と直交する断面の面積（以下単に断面積と示す）
Ｓ1 と、入側斜管及び出側斜管の軸と直交する断面の面
積（以下単に断面積と示す）Ｓ2 とが、設定した粒子循
環量ＣS （ｔ／ｈ）に関し、下記式(1) および(2) の範
囲を満足することを特徴とする循環式流動層予備還元炉
の粒子循環装置である。
【数２】記 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ1 ）≦2000----(1) 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ2 ）≦2500----(2) ここで、ｋは粒状鉱石の温度、径および密度により決定
される定数
される定数
【００１１】
【作用】循環式ライザーの粒子循環装置における、高効
率の安定した粒子循環を実現するには、循環装置の形
状、すなわち循環装置本体および入側，出側斜管の断面
積Ｓ1 およびＳ2 （図１参照）を適正化することが肝要
である。そこで、温度、径または密度の異なる、すなわ
ち定数ｋの異なる種々の粉状鉄鉱石を用いて、上記の各
断面積と粒子循環量との関係について調査した。これら
の調査結果を、２種の粉状鉄鉱石（ｋ＝1.0, 0.7）の場
合について、それぞれ図２および３に示す。
率の安定した粒子循環を実現するには、循環装置の形
状、すなわち循環装置本体および入側，出側斜管の断面
積Ｓ1 およびＳ2 （図１参照）を適正化することが肝要
である。そこで、温度、径または密度の異なる、すなわ
ち定数ｋの異なる種々の粉状鉄鉱石を用いて、上記の各
断面積と粒子循環量との関係について調査した。これら
の調査結果を、２種の粉状鉄鉱石（ｋ＝1.0, 0.7）の場
合について、それぞれ図２および３に示す。
【００１２】図示の領域ＡまたはＢは、所望の粒子循環
量ＣS に応じた、各断面積Ｓ1 およびＳ2 の適正範囲を
示し、各断面積を領域ＡまたはＢ内に規定することによ
って、安定した粒子循環を実現でき、しかも断面積を必
要以上に大きくすることのない経済的な断面積の範囲を
与え、設備コストの低減が可能となる。
量ＣS に応じた、各断面積Ｓ1 およびＳ2 の適正範囲を
示し、各断面積を領域ＡまたはＢ内に規定することによ
って、安定した粒子循環を実現でき、しかも断面積を必
要以上に大きくすることのない経済的な断面積の範囲を
与え、設備コストの低減が可能となる。
【００１３】さらに、定数ｋの異なる他の粉状鉄鉱石を
用いたときの、各断面積の好適領域を調査したところ、
図示例の領域ＡまたはＢと同様の領域を設定することが
できた。そして、これらの好適領域について、定数ｋを
パラメーターとして粒子循環量と各断面積との比ＣS ／
Ｓ1 およびＣS ／Ｓ2 に関して整理した結果、上記した
式(1) および(2) を導くことができた。
用いたときの、各断面積の好適領域を調査したところ、
図示例の領域ＡまたはＢと同様の領域を設定することが
できた。そして、これらの好適領域について、定数ｋを
パラメーターとして粒子循環量と各断面積との比ＣS ／
Ｓ1 およびＣS ／Ｓ2 に関して整理した結果、上記した
式(1) および(2) を導くことができた。
【００１４】すなわち、循環装置本体および入側，出側
斜管の断面積Ｓ1 およびＳ2 と粒子循環量ＣS とを、上
記式(1) および(2) を満足する範囲に規定することによ
って、安定した粒子循環を達成でき、ひいては生産性の
高い安定操業を実現できることが明らかになったのであ
る。
斜管の断面積Ｓ1 およびＳ2 と粒子循環量ＣS とを、上
記式(1) および(2) を満足する範囲に規定することによ
って、安定した粒子循環を達成でき、ひいては生産性の
高い安定操業を実現できることが明らかになったのであ
る。
【００１５】ここで、定数ｋは、粒子温度、粒子径およ
び粒子密度によって変化するもので、例えば操業規準条
件における粒子温度、粒子径、粒子密度が一定での粒子
循環量と循環装置本体および入・出側斜管の断面積との
関係を求め、次に粒子温度、粒子径、密度の異なる条件
での循環量と循環装置本体および入・出側斜管の断面積
との関係から、規準条件に対しての変化を比例定数ｋと
して求めることができる。
び粒子密度によって変化するもので、例えば操業規準条
件における粒子温度、粒子径、粒子密度が一定での粒子
循環量と循環装置本体および入・出側斜管の断面積との
関係を求め、次に粒子温度、粒子径、密度の異なる条件
での循環量と循環装置本体および入・出側斜管の断面積
との関係から、規準条件に対しての変化を比例定数ｋと
して求めることができる。
【００１６】
【実施例】前掲図１に示した循環式ライザーの粒子循環
装置を用いて、表１に示す条件で操業試験を行った。得
られた操業試験結果を、表１に併記する。なお循環式ラ
イザー及び竪型溶融還元炉の仕様は、表２のとおりであ
る。
装置を用いて、表１に示す条件で操業試験を行った。得
られた操業試験結果を、表１に併記する。なお循環式ラ
イザー及び竪型溶融還元炉の仕様は、表２のとおりであ
る。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】 1)循環式ライザー 炉径：0.7 ｍ 高さ：7.3 ｍ 2)竪型溶融還元炉 炉径：1.2 ｍ 炉容積：7.7 ｍ 上・下段羽口：各３本
【００１９】表１に示したとおり、粒子循環装置の本体
および入側、出側斜管の断面積を適正にした適合例１お
よび２では、循環量変動が低減し、還元鉱石粉の循環流
動を安定して行うことができ、その結果、高い予備還元
率と生産性を得ることができたのに対し、循環装置本体
や斜管の断面積を適正化しない比較例では、トラブルが
増えて予備還元率、生産性も低いものでしかなかった。
および入側、出側斜管の断面積を適正にした適合例１お
よび２では、循環量変動が低減し、還元鉱石粉の循環流
動を安定して行うことができ、その結果、高い予備還元
率と生産性を得ることができたのに対し、循環装置本体
や斜管の断面積を適正化しない比較例では、トラブルが
増えて予備還元率、生産性も低いものでしかなかった。
【００２０】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、還元鉱石粉
の循環流動を効率的かつ安定して行うことができるの
で、この粒子循環装置の適用により循環式ライザー操業
の安定化及び生産性の向上を達成できる。
の循環流動を効率的かつ安定して行うことができるの
で、この粒子循環装置の適用により循環式ライザー操業
の安定化及び生産性の向上を達成できる。
【図１】代表的な循環式ライザーの模式図である。
【図２】粒子循環装置の本体の断面積と粒子循環量との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】粒子循環装置の入側、出側斜管の断面積と粒子
循環量との関係を示すグラフである。
循環量との関係を示すグラフである。
１ ライザー ２ 還元ガス ３ 粉状鉱石のホッパー ４ フィーダー ５ａ，５ｂ 粉状鉱石の供給管 ６ 粒子溜め ７ 粒子循環装置 ８ 循環装置本体８ ９ 入側斜管 １０ 出側斜管 １１ ガス導入口 １２ ガス分散板 １３ 流量調節弁 １４, １５ サイクロン １６ 輸送管 １７ 排出装置 １８ 粉体輸送管 １９ 予備還元鉱石粉 ２０ 粒子循環量制御ガス ２１ 差圧発信器
Claims (1)
- 【請求項１】 還元ガスを導入して粒状鉱石を循環流動
させつつ予備還元する循環式流動層予備還元炉の粒子循
環装置であって、竪型の循環装置本体と、その下部及び
上部にそれぞれ斜めに設けられた入側斜管及び出側斜管
とからなり、該循環装置本体の軸と直交する断面の面積
Ｓ1 と、入側斜管及び出側斜管の軸と直交する断面の面
積Ｓ2 とが、設定した粒子循環量ＣS （ｔ／ｈ）に関
し、下記式(1) および(2) の範囲を満足することを特徴
とする循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置。 【数１】記 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ1 ）≦2000----(1) 1500≦ｋ（ＣS ／Ｓ2 ）≦2500----(2) ここで、ｋは粒状鉱石の温度、径および密度により決定
される定数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27173792A JPH06122914A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27173792A JPH06122914A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122914A true JPH06122914A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17504134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27173792A Pending JPH06122914A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 循環式流動層予備還元炉の粒子循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06122914A (ja) |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP27173792A patent/JPH06122914A/ja active Pending
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