JPH06172837A - 粉鉱石の循環流動還元方法 - Google Patents
粉鉱石の循環流動還元方法Info
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- JPH06172837A JPH06172837A JP32706192A JP32706192A JPH06172837A JP H06172837 A JPH06172837 A JP H06172837A JP 32706192 A JP32706192 A JP 32706192A JP 32706192 A JP32706192 A JP 32706192A JP H06172837 A JPH06172837 A JP H06172837A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動還元の固気分離装置の各段で捕集された
粒子径、還元率の混合比率を制御する循環流動還元方法
を提供する。 【構成】 反応流動層からガスとともに排出された粉体
を固気分離装置でガスと分離し、捕集した粉体の一部を
製品として抜き出し、残量を再度反応流動層へと循環さ
せる粉鉱石の循環流動還元装置において、固気分離装置
を直列多段に構成し、第一段の固気分離装置の捕集限界
粒子径を、第二段目以降の固気分離装置の捕集限界粒子
径より大きくするとともに、各段の固気分離装置で捕集
された粒子の抜き出し量の比率を独立に決定することを
特徴とする粉鉱石の循環流動還元方法。
粒子径、還元率の混合比率を制御する循環流動還元方法
を提供する。 【構成】 反応流動層からガスとともに排出された粉体
を固気分離装置でガスと分離し、捕集した粉体の一部を
製品として抜き出し、残量を再度反応流動層へと循環さ
せる粉鉱石の循環流動還元装置において、固気分離装置
を直列多段に構成し、第一段の固気分離装置の捕集限界
粒子径を、第二段目以降の固気分離装置の捕集限界粒子
径より大きくするとともに、各段の固気分離装置で捕集
された粒子の抜き出し量の比率を独立に決定することを
特徴とする粉鉱石の循環流動還元方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粉鉱石の循環流動還元方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粉鉱石の循環流動層反応装置としては、
特開昭６２−２６９２８３号公報、特開平１−１１１８
０７号公報に開示されているように、溶融還元による銑
鉄の製造に際しての粉状鉱石の予備還元装置として使用
されており、粉状鉱石投入部と還元ガス導入部とを設け
たライザーと、その外側に設けたサイクロンとサイクロ
ンによって捕集された粉鉱をライザーに戻すためのダウ
ンカマーとからなる。
特開昭６２−２６９２８３号公報、特開平１−１１１８
０７号公報に開示されているように、溶融還元による銑
鉄の製造に際しての粉状鉱石の予備還元装置として使用
されており、粉状鉱石投入部と還元ガス導入部とを設け
たライザーと、その外側に設けたサイクロンとサイクロ
ンによって捕集された粉鉱をライザーに戻すためのダウ
ンカマーとからなる。
【０００３】本出願人はさきに特願平３−１３９２８０
号明細書において、固気分離装置を多段に構成するとと
もに、二段目以降で捕集された粒子の全量と一段目で捕
集された粒子の一部と合流させて製品として抜き出す装
置を提案している。更に特願平３−８２６６６号明細書
においては、反応流動層からの還元鉱石をサイクロンを
経て反応流動層に循環する循環流動層還元方法におい
て、サイクロンによって捕集された粉鉱石を、相対的に
還元の進行している粒子群と、相対的に還元の進行して
いない粒子群とに分別し、前記相対的に還元の進行して
いる粒子群の少なくとも一部分を還元物として系外に排
出し、前記相対的に還元の進行していない粒子群の全て
をダウンカマーを介してライザー中に戻す循環流動層に
よる粉鉱石の還元方法が提起されている。
号明細書において、固気分離装置を多段に構成するとと
もに、二段目以降で捕集された粒子の全量と一段目で捕
集された粒子の一部と合流させて製品として抜き出す装
置を提案している。更に特願平３−８２６６６号明細書
においては、反応流動層からの還元鉱石をサイクロンを
経て反応流動層に循環する循環流動層還元方法におい
て、サイクロンによって捕集された粉鉱石を、相対的に
還元の進行している粒子群と、相対的に還元の進行して
いない粒子群とに分別し、前記相対的に還元の進行して
いる粒子群の少なくとも一部分を還元物として系外に排
出し、前記相対的に還元の進行していない粒子群の全て
をダウンカマーを介してライザー中に戻す循環流動層に
よる粉鉱石の還元方法が提起されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特願平３−１３７２８
０号明細書に示された方法によると、各段で捕集された
粒子の性状は操業条件等により異なるにもかかわらず、
各段で積極的に分別した粉体の排出量を個別に制御する
という思想がなく、二段目以降で捕集された粒子は全量
排出するとしているなど、量、還元率、粒子径などを適
正に制御し得ない。また、特願平３−８２６６６号明細
書に示された方法によると、サイクロンにより捕集され
た粒子を更に還元率の異なるものに分離する装置が必要
であるが、その分別をするのは信頼性の劣る風力分級や
重装備の設備となる磁力選鉱法などを用いる必要があ
る。本発明は固気分離装置の各段で捕集された粒子径、
還元率の混合比率を制御する粉鉱石の循環流動還元方法
を提供するものである。
０号明細書に示された方法によると、各段で捕集された
粒子の性状は操業条件等により異なるにもかかわらず、
各段で積極的に分別した粉体の排出量を個別に制御する
という思想がなく、二段目以降で捕集された粒子は全量
排出するとしているなど、量、還元率、粒子径などを適
正に制御し得ない。また、特願平３−８２６６６号明細
書に示された方法によると、サイクロンにより捕集され
た粒子を更に還元率の異なるものに分離する装置が必要
であるが、その分別をするのは信頼性の劣る風力分級や
重装備の設備となる磁力選鉱法などを用いる必要があ
る。本発明は固気分離装置の各段で捕集された粒子径、
還元率の混合比率を制御する粉鉱石の循環流動還元方法
を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、反応流
動層からガスとともに排出された粉体を固気分離装置で
ガスと分離し、捕集した粉体の一部を製品として抜き出
し、残部を再度反応流動層へと循環させる粉鉱石の循環
流動還元装置を用いて粉鉱石を循環流動還元するに際
し、固気分離装置を直列多段に構成し、第一段の固気分
離装置の捕集限界粒子径を、第二段目以降の固気分離装
置の捕集限界粒子径より大きくするとともに、各段の固
気分離装置で捕集された粒子の抜き出し量の比率を独立
に決定することを特徴とする粉鉱石の循環流動還元方法
である。
動層からガスとともに排出された粉体を固気分離装置で
ガスと分離し、捕集した粉体の一部を製品として抜き出
し、残部を再度反応流動層へと循環させる粉鉱石の循環
流動還元装置を用いて粉鉱石を循環流動還元するに際
し、固気分離装置を直列多段に構成し、第一段の固気分
離装置の捕集限界粒子径を、第二段目以降の固気分離装
置の捕集限界粒子径より大きくするとともに、各段の固
気分離装置で捕集された粒子の抜き出し量の比率を独立
に決定することを特徴とする粉鉱石の循環流動還元方法
である。
【０００６】以下本発明を図面について詳述する。図１
において、循環流動層予備還元装置は原料供給口１５と
還元鉱石排出口２０と還元ガス導入口１６とライザー１
０と、一段目固気分離装置（サイクロン）１１とダウン
カマー１８及び二段目固気分離装置（サイクロン）１２
とダウンカマー１９とから構成され、それぞれの還元鉱
石排出口２０−１，２０−２には抜き出し粒子制御機構
１４−１，１４−２が設けられ、製品ホッパー１３で連
結されている。
において、循環流動層予備還元装置は原料供給口１５と
還元鉱石排出口２０と還元ガス導入口１６とライザー１
０と、一段目固気分離装置（サイクロン）１１とダウン
カマー１８及び二段目固気分離装置（サイクロン）１２
とダウンカマー１９とから構成され、それぞれの還元鉱
石排出口２０−１，２０−２には抜き出し粒子制御機構
１４−１，１４−２が設けられ、製品ホッパー１３で連
結されている。
【０００７】本発明における流動還元方法においては、
粒子及びガスは、反応流動層であるライザー上部から第
一段目の固気分離装置に導かれ、まず、相対的に大きい
粒子が捕集され、次にその排ガスが第二段目の固気分離
装置に導かれ、より細かい粒子が捕集される。各段の固
気分離装置で捕集された粒子は粒子分配量制御機構によ
り、全量が流動層へ戻されるが、一部もしくは全部は製
品として抜き出され残りは再度流動層へと戻される。こ
こで、第一段の固気分離装置の捕集限界粒子径を、第二
段の固気分離装置の捕集限界粒子径より大きくして、粗
粒は第一段目で、微粒は第二段目以降で捕集し分けるこ
とにより、各段で捕集された粒子の粒子径を明確に相違
させることができる。
粒子及びガスは、反応流動層であるライザー上部から第
一段目の固気分離装置に導かれ、まず、相対的に大きい
粒子が捕集され、次にその排ガスが第二段目の固気分離
装置に導かれ、より細かい粒子が捕集される。各段の固
気分離装置で捕集された粒子は粒子分配量制御機構によ
り、全量が流動層へ戻されるが、一部もしくは全部は製
品として抜き出され残りは再度流動層へと戻される。こ
こで、第一段の固気分離装置の捕集限界粒子径を、第二
段の固気分離装置の捕集限界粒子径より大きくして、粗
粒は第一段目で、微粒は第二段目以降で捕集し分けるこ
とにより、各段で捕集された粒子の粒子径を明確に相違
させることができる。
【０００８】粒子径が異なると還元率も異なると考えら
れるため、種々の試験操業を行い両者の関係を検討した
ところ、鉱石の被還元性、還元粉化性、飛散特性などに
より粒子径と還元率の関係は変化し、以下の特性がある
ことが分かった。すなわち、被還元性が良好な鉱石の場
合は微粉になるほど比表面積が増加するため、同一の還
元操作を行っても還元率は高くなる傾向にある。
れるため、種々の試験操業を行い両者の関係を検討した
ところ、鉱石の被還元性、還元粉化性、飛散特性などに
より粒子径と還元率の関係は変化し、以下の特性がある
ことが分かった。すなわち、被還元性が良好な鉱石の場
合は微粉になるほど比表面積が増加するため、同一の還
元操作を行っても還元率は高くなる傾向にある。
【０００９】還元粉化しやすい鉱石の場合は、発生する
微粉は還元途中の割れにより発生したものの割合が多く
なり、粗粒の方が還元率が高い場合も認められる。低ガ
ス流速の操業においては粗粒と微粉とが分離しやすく、
吹き飛ばされやすい微粉の滞留時間が低下し微粉の還元
率は低くなる。このように粒子径と還元率との関係は一
定ではないが、補集する粒子の径に応じて還元率も異な
ったものとなる点では同様に扱うことができる。また、
装置の効率的な運転を指向する際には、還元が相対的に
進行していない粒子を積極的に流動層へ戻す操作が有効
であることは自明である。
微粉は還元途中の割れにより発生したものの割合が多く
なり、粗粒の方が還元率が高い場合も認められる。低ガ
ス流速の操業においては粗粒と微粉とが分離しやすく、
吹き飛ばされやすい微粉の滞留時間が低下し微粉の還元
率は低くなる。このように粒子径と還元率との関係は一
定ではないが、補集する粒子の径に応じて還元率も異な
ったものとなる点では同様に扱うことができる。また、
装置の効率的な運転を指向する際には、還元が相対的に
進行していない粒子を積極的に流動層へ戻す操作が有効
であることは自明である。
【００１０】従って、各段の固気分離装置で捕集された
粒子の抜き出し量の比率を、目標の製品性状に合わせて
組み合わせるように独立に決定することにより、安定し
た製品が得られる。また、新たな還元率による分別装置
を要することなく選択的により還元を必要とする粒子の
みを再度流動層に戻すことも可能となる。得られた製品
の性状が目標とする範囲を外れた場合には、各段の粒子
排出量の比率を変更して目標範囲に入るように制御す
る。
粒子の抜き出し量の比率を、目標の製品性状に合わせて
組み合わせるように独立に決定することにより、安定し
た製品が得られる。また、新たな還元率による分別装置
を要することなく選択的により還元を必要とする粒子の
みを再度流動層に戻すことも可能となる。得られた製品
の性状が目標とする範囲を外れた場合には、各段の粒子
排出量の比率を変更して目標範囲に入るように制御す
る。
【００１１】
実施例１ オーストラリア産のゲーサイト鉱石の循環流動還元に本
発明を適用した。各固気分離器の分離限界粒子径は、一
段目が４０μｍ、二段目が１０μｍとした。原料鉱石は
予め、３mm以下に篩い分けたあと循環流動層に供給し
た。還元温度９００℃、ガス原単位２８００Nm3 ／kg-o
reの条件で操業を行い、当初は製品の回収は各固気分離
器下流より等量抜き出しとした。定常状態に到達した時
の、各固気分離器で採取された粒子の還元率は一段目が
５６％、二段目が７４％、平均６５％であり、平均粒子
径はそれぞれ、９８μｍ，３３μｍであった。
発明を適用した。各固気分離器の分離限界粒子径は、一
段目が４０μｍ、二段目が１０μｍとした。原料鉱石は
予め、３mm以下に篩い分けたあと循環流動層に供給し
た。還元温度９００℃、ガス原単位２８００Nm3 ／kg-o
reの条件で操業を行い、当初は製品の回収は各固気分離
器下流より等量抜き出しとした。定常状態に到達した時
の、各固気分離器で採取された粒子の還元率は一段目が
５６％、二段目が７４％、平均６５％であり、平均粒子
径はそれぞれ、９８μｍ，３３μｍであった。
【００１２】この実施例で使用した鉱石は被還元性が高
いため、粒径が小さく反応比表面積の大きい二段目固気
分離器で捕集された粒子の還元率の方が一段目のものよ
りも高い値を示した。その後、目標還元率を７０％と設
定し、全製品中の二段目固気分離器下流からの製品比率
を６０〜８０％の範囲で制御を行い、最終的に平均還元
率７０％±２％、平均粒子径６５±５μｍの範囲の安定
した品質の製品が得られた。この際の生産性は３．２ｔ
−Ｆｅ／ｍ2 ／ｈであった。本発明適用前の、同一鉱
石、同一目標還元率における生産性及び製品還元率のば
らつきはそれぞれ２．８ｔ−Ｆｅ／ｍ2 ／ｈ，５％であ
り、いずれも本発明の適用により大きく向上した。
いため、粒径が小さく反応比表面積の大きい二段目固気
分離器で捕集された粒子の還元率の方が一段目のものよ
りも高い値を示した。その後、目標還元率を７０％と設
定し、全製品中の二段目固気分離器下流からの製品比率
を６０〜８０％の範囲で制御を行い、最終的に平均還元
率７０％±２％、平均粒子径６５±５μｍの範囲の安定
した品質の製品が得られた。この際の生産性は３．２ｔ
−Ｆｅ／ｍ2 ／ｈであった。本発明適用前の、同一鉱
石、同一目標還元率における生産性及び製品還元率のば
らつきはそれぞれ２．８ｔ−Ｆｅ／ｍ2 ／ｈ，５％であ
り、いずれも本発明の適用により大きく向上した。
【００１３】実施例２ ブラジル産のヘマタイト鉱石の循環流動還元に本発明を
適用した。各固気分離器の分離限界粒子径は、一段目が
４０μｍ、二段目が１０μｍとした。原料鉱石は予め、
５mm以下に篩い分けたあと循環流動層に供給した。還元
温度９００℃、ガス原単位４８００Nm3 ／kg-oreの条件
で操業を行い、当初は製品の回収は各固気分離器下流よ
り等量抜き出しとした。定常状態に到達した時の、各固
気分離器で採取された粒子の還元率は一段目が８６％、
二段目が７２％、平均７９％であり、平均粒子径はそれ
ぞれ、８９μｍ，２５μｍであった。
適用した。各固気分離器の分離限界粒子径は、一段目が
４０μｍ、二段目が１０μｍとした。原料鉱石は予め、
５mm以下に篩い分けたあと循環流動層に供給した。還元
温度９００℃、ガス原単位４８００Nm3 ／kg-oreの条件
で操業を行い、当初は製品の回収は各固気分離器下流よ
り等量抜き出しとした。定常状態に到達した時の、各固
気分離器で採取された粒子の還元率は一段目が８６％、
二段目が７２％、平均７９％であり、平均粒子径はそれ
ぞれ、８９μｍ，２５μｍであった。
【００１４】この実施例で使用した鉱石は被還元性が低
く還元粉化率が比較的大きいため、一段目固気分離器で
捕集された粒子の還元率の方が二段目のものよりも高い
値を示した。その後、還元温度、ガス原単位一定の条件
下で最大の製品還元率を得ることを志向した操業に移行
した。このため、製品の９０％以上は一段目固気分離器
下流から抜き出し、二段目固気分離器で捕集された粉は
ほぼ全量循環して還元の進行をはかるとともに、微粉の
金属化率の向上により微粉同志のスティッキングを促進
させ第一段目の固気分離器でも捕集可能となるようにし
た。
く還元粉化率が比較的大きいため、一段目固気分離器で
捕集された粒子の還元率の方が二段目のものよりも高い
値を示した。その後、還元温度、ガス原単位一定の条件
下で最大の製品還元率を得ることを志向した操業に移行
した。このため、製品の９０％以上は一段目固気分離器
下流から抜き出し、二段目固気分離器で捕集された粉は
ほぼ全量循環して還元の進行をはかるとともに、微粉の
金属化率の向上により微粉同志のスティッキングを促進
させ第一段目の固気分離器でも捕集可能となるようにし
た。
【００１５】この結果、最終的に平均還元率８３％±１
％、平均粒子径６５±５μｍの範囲の安定した品質の製
品が得られた。この際の生産性は２．２ｔ−Ｆｅ／ｍ2
／ｈであった。本発明適用前の、同一鉱石、同一生産性
における製品平均還元率は７５％であり、本発明の適用
により同じ原単位で還元率は大きく向上した。
％、平均粒子径６５±５μｍの範囲の安定した品質の製
品が得られた。この際の生産性は２．２ｔ−Ｆｅ／ｍ2
／ｈであった。本発明適用前の、同一鉱石、同一生産性
における製品平均還元率は７５％であり、本発明の適用
により同じ原単位で還元率は大きく向上した。
【００１６】
【発明の効果】本発明によると固気分離装置の各段で捕
集された粒子の粒子径や還元率は明確に変化を持ち、そ
の混合比率を変化させることにより容易に製品性状の制
御が可能となる。更に特別な装置を導入することなく、
選択的により還元を必要とする粒子のみを再度流動層に
戻すことが可能となり生産性も向上する。
集された粒子の粒子径や還元率は明確に変化を持ち、そ
の混合比率を変化させることにより容易に製品性状の制
御が可能となる。更に特別な装置を導入することなく、
選択的により還元を必要とする粒子のみを再度流動層に
戻すことが可能となり生産性も向上する。
【図１】本発明の全体系統図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 反応流動層からガスとともに排出された
粉体を固気分離装置でガスと分離し、捕集した粉体の一
部を製品として抜き出し、残量を再度反応流動層へと循
環させる粉鉱石の循環流動還元装置を用いて粉鉱石を循
環流動還元するに際し、固気分離装置を直列多段に構成
し、第一段の固気分離装置の捕集限界粒子径を、第二段
目以降の固気分離装置の捕集限界粒子径より大きくする
とともに、各段の固気分離装置で捕集された粒子の抜き
出し量の比率を独立に決定することを特徴とする粉鉱石
の循環流動還元方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32706192A JPH06172837A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 粉鉱石の循環流動還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32706192A JPH06172837A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 粉鉱石の循環流動還元方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06172837A true JPH06172837A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18194867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32706192A Pending JPH06172837A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 粉鉱石の循環流動還元方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06172837A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107058726A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-18 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 一种金属化球团的造球系统和造球方法 |
| CN107164630A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-15 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 处理硫铁矿精矿的系统和方法 |
-
1992
- 1992-12-07 JP JP32706192A patent/JPH06172837A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107058726A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-18 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 一种金属化球团的造球系统和造球方法 |
| CN107164630A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-15 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 处理硫铁矿精矿的系统和方法 |
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