JPH062913B2 - 流動層予備還元炉から堅型溶融還元炉への高温粉状予備還元鉱の輸送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、流動層予備還元炉から堅型溶融還元炉への高
温粉状予備還元鉱の輸送装置に関し、更に詳しくは高温
粉状予備還元鉱を配管途上で閉塞あるいは目詰りを発生
させることなく堅型熔融還元炉への移送をスムーズに行
なうことにより堅型熔融還元炉の操業を安定して実現し
ようとするものである。

〈従来の技術〉 本願出願人は先に粉状鉱石から溶融金属を製造する方法
を提案した（特公昭59-18452号公報参照）。その方法は
堅型溶融還元炉の炉下部に高温空気を吹込む上下２段に
設けられた各複数の羽口を有し、少くとも上段の羽口か
ら粉状鉱石と共に高温空気を吹込むものである。

この堅型溶融還元炉には排出する800〜1000℃の高温還
元性ガスを有効に利用するため予備還元炉を設置してあ
り、粉状鉱石を流動層方式で予備還元せしめる。そして
予備還元炉から排出される高温の予備還元鉱を配管や輸
送管等を介して堅型溶融還元炉の上段羽口に高温空気と
共に吹込むようにしたものであるが、高温に伴い配管や
輸送管内での予備還元鉱の焼結や停滞などが生じるとい
う問題点があった。堅型溶融還元炉の操業安定性を確保
するためには上段羽口まで予備還元鉱が安定して輸送さ
れることが重要である。

そこで本願出願人は堅型炉溶融還元法における予備還元
鉱の移送方法を提案した（特開昭59-113110号公報参
照）。この方法は予備還元鉱のたて型溶融還元炉への輸
送行程に振動装置を設けて移送管内の閉塞を防止して予
備還元鉱の堅型炉への円滑な移送を行うものである。し
かしながら、輸送工程に振動を与えるのみでは根本的な
閉塞防止の解決にはならず、予備還元鉱中の粗粒鉱や異
物を除去することが必要となる。

また堅型溶融還元炉に吹込む予備還元鉱の吹込み量は、
溶融還元炉の炉熱レベルに大きな影響を及ぼすため、吹
込み量を検知して管理する必要がある。しかしながら、
予備還元鉱を安定的に堅型溶融還元炉まで輸送しなが
ら、かつ堅型溶融還元炉に吹込む予備還元鉱吹込み量を
検知する方法については十分な検討がなされていなかっ
た。

〈発明が解決しようとする課題〉 輸送管内の予備還元鉱の閉塞や詰りを防止して堅型溶融
還元炉への予備還元鉱吹込み量を安定的に検知するに
は、閉塞の原因となる粗粒予備還元鉱や、予備還元炉で
焼結防止剤として用いられる粗粒の炭材やフラックスを
輸送管途中で除去する必要性が新に生じた。

また、重量検出器を兼ね備えるホッパーに予備還元鉱を
装入して、その重量減量巾から堅型溶融還元炉への予備
還元鉱吹込み量を検知する方法は公知技術であるが、予
備還元炉から連続的に予備還元鉱をホッパーに供給しな
がら溶融還元炉への予備還元鉱吹込み量を検知しようと
すればその測定精度に大きな問題があることが明らかに
なった。

本発明の目的は予備還元炉から予備還元鉱石を輸送配管
途上で閉塞や目詰りを発生させることなく予備還元鉱石
を安定的に堅型溶融還元炉へ供給することができる予備
還元炉から堅型溶融も還元炉への予備還元鉱の輸送装置
を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記のように粉状鉱石を使用して直接溶融金属を製造す
る堅型溶融還元炉（以下堅型炉という）は炉下部に高温
空気を吹込む複数の上，下２段の羽口を有し、少くとも
上段の羽口から粉状鉱石を高温空気と共に炉内に吹込み
溶融還元するものである。堅型炉から排出する800〜100
0℃の還元ガスを有効に利用する手段として流動層予備
還元炉（以下予備還元炉という）を設置しており粉状鉱
石を流動層方式で予備還元せしめて予備還元炉から排出
される600〜800℃の高温の予備還元鉱を配管や輸送管等
を介して堅型溶融還元炉の上段羽口に高温空気と共に吹
込む。

一方、堅型炉の炉熱レベルは上段羽口より吹込む予備還
元鉱吹込み量に大きく左右されるため、吹込み量に応じ
て堅型炉への投入熱量を制御する必要がある。そのた
め、堅型溶融還元炉の操業安定性を確保するに欠せない
項目として、１）予備還元炉から排出される予備還元鉱
が上段羽口まで安定して輸送吹込み可能なこと。２）堅
型炉に吹込む予備還元鉱吹込み量が精度良く検知可能な
ことである。

そして上記１）の予備還元鉱の安定輸送を阻害するのは
輸送管内での予備還元鉱の閉塞や詰りであり、本発明者
らの調査によれば、閉塞を引き起こす原因は予備還元炉
内で予備還元鉱の粒子同志が固結，焼結し粗粒化した予
備還元鉱や焼結防止剤として予備還元炉に装入される炭
材やＳｉ Ｏ_２，Ｍｇ Ｏ等を主成分とするフラックス
の粗粒子が輸送管に侵入し粉体の流れを阻害することで
あることが分った。

すなわち第２図は予備還元炉から輸送される＋５mmの粗
粒子割合と閉塞トラブル頻度の関係を示しており、閉塞
トラブルは＋５mm粗粒割合が多く、輸送量が多いほど増
加することがわかった。そこで本発明者らは、輸送管途
中に多孔スリットやスクリーン式の分級装置を設けて、
特に５mm以上の粗粒子を除去した結果、閉塞防止に有効
であることを確認したが、スクリーン上を通る予備還元
鉱量を制御しないと篩効率低下や目詰りを引き起すとい
う新な問題が生じた。

他方、上記２）の輸送過程での堅型炉への予備還元鉱吹
込み量の検知手段としては重量検出器（例えばロードセ
ル）を兼ね備えるホッパを設置してホッパに予備還元鉱
を装入してホッパから排出する予備還元鉱の重量減量巾
を検知する手段が精度，経済的に有効である。しかし、
ホッパより上流からの予備還元鉱の供給を間歇的に行な
わないと重量減量速度が精度良く検知できないという欠
点を有している。

上記の予備還元鉱の輸送過程における閉塞防止のための
粗粒子除去と予備還元鉱吹込み量検出手段、両者を成り
立たせるには両者よりも上流側に間欠的予備還元鉱の供
給と供給停止を行う機構が必要となる。そこで本発明者
らは予備還元炉出側直前の輸送管に遮断弁装置を設置し
てホッパーからの単位時間当りの予備還元鉱排出量（kg
／Ｈ）に応じてバッチ式、間歇的に遮断弁の開閉時間を
制御せしめた。

その結果、粗粒除去スクリーンの篩効率や目詰りには問
題なくホッパからの予備還元鉱吹込み量も精度良く検知
可能となり、予備還元炉から堅型炉への予備還元鉱輸送
が安定すると同時に、炉熱レベル管理に必要な予後還元
鉱吹込み量の検知も可能となり円滑に堅型炉操業を実現
できることを知見した。

本発明は上記知見に基いてなされたものであり、本発明
は予備還元炉からの堅型溶融還元炉へ輸送配管を通じて
高温粉状の予備還元鉱を装入する装置であって、上記輸
送配管の経路上に上流側から上記予備還元鉱の輸送を間
歇的に行うべく開閉制御される遮断弁装置と、上記間歇
的に輸送される予備還元鉱中の塊状物を系外に除去する
分級装置と、上記塊状物を除去した予備還元鉱を一時貯
蔵する重量検知器を備えたホッパと、上記ホッパから堅
型溶融還元炉に予備還元鉱を連続的に切出すフィーダと
を順次配設し、更に上記ホッパからフィーダによって連
続的に切出されて堅型溶融還元炉に吹込まれる予備還元
鉱の吹込量を上記重量検知器によって検知し、上記吹込
量検知信号に基いて上記遮断弁装置への開閉信号を出力
する遮断弁制御装置を設けたことを特徴とするものであ
る。

〈作用〉 本発明は、分級装置により団結や焼結等によって粗粒化
した予備還元鉱や異物などの塊状物を系外に除去するの
で、塊状物に起因する輸送配管の閉塞が防止され、安定
して粉状の予備還元鉱を輸送することが可能となる。

また遮断弁装置の開閉制御によってホッパへの予備還元
鉱の供給を間歇的に行うので、ホッパから堅型溶融還元
炉からフィーダによって切出す際に予備還元鉱の重量減
量速度が重量検知器によって精度よく検知される。この
ため堅型溶融還元炉への予備還元鉱の切込量を正確に制
御することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は本発明に係る装置を組込んだ流動層予備還元炉
を備えた堅型溶融還元炉の全体概略図を示す。第１図に
おいて13は堅型炉、12は堅型炉13に装入する炭材のホッ
パである。堅型炉13から排出される800〜1000℃の還元
ガスをダクト２を介して予備還元炉１の下部から導入す
る一方、粉状鉱石をホッパー３から、また焼結防止剤を
ホッパー４から切り出して予備還元炉１に装入し流動層
予備還元を施す。予備還元炉１から飛散する微粉粒子
は、サイクロン５で捕集し予備還元炉に戻す。

６は遮断装置で予備還元炉１から排出される予備還元鉱
の供給量を制御し、予備還元鉱は遮断装置６と分級装置
７間の輸送管８ａを経て分級装置７に送られ、粗粒予備
還元鉱や異物は除去され排出口７ａから系外に排出され
る。そして、分級装置７を通過した予備還元鉱のみ分級
装置７と予備還元ホッパ９間の輸送管８ｂを経て予備還
元鉱ホッパ９に装入され、重量検出器10で予備還元鉱重
量が検知される。

次に、予備還元鉱はフィーダ11で切り出されホッパ９と
上段羽口14ａを結ぶ輸送管８ｃを経て上段羽口14ａより
堅型炉内に吹込まれる。さらに、上段羽口14ａと下段羽
口14ｂからは約1000℃に加熱された高温空気が堅型炉13
に送風され予備還元鉱は堅型炉13内において送風空気中
の酸素と炭材中のカーボンが反応する際に発生する燃焼
熱と還元ガスおよび固体カーボンとの接触により溶融還
元されて、溶融メタルは出銑口15、スラグは出滓口16よ
りそれぞれ排出される。

一方、ホッパ９からの予備還元鉱をフィーダ11により連
続的に堅型炉13に吹込むに際しホッパ９の重量変化を検
知する重量検出器10からの検知信号は遮断弁制御装置17
に送られ予備還元鉱ホッパ９の重量変化に応じて遮断装
置６の遮断弁の開閉を周期的に制御せしめて予備還元鉱
をバッチ時に下流側に供給する。

上記の如く構成された本発明の輸送装置を組込んだ炉内
径1.0ｍの流動層予備還元炉と、炉内系1.2ｍの溶融還元
炉の下部に上，下段羽口各３本を取り付け、上，下段羽
口間隔1.0ｍとした堅型溶融還元炉とを用いて、予備還
元炉の粉鉱石粒径0.3mm以下，予備還元温度800〜900
℃，堅型炉への炭材粒径15mm，送風量1600Ｎm₃／ｈｒ，
送風温度900℃，予備還元率50〜60％の予備還元鉱吹込
み量500〜600kg／Ｈ，予備還元鉱ホッパへの１バッチ当
りの予備還元鉱供給量50〜60kg／回，粗粒分級装置の篩
目５mmの条件で操業試験を行ない次の結果を得た。

本発明によれば上記の条件で輸送管閉塞トラブルが無く
なり、予備還元鉱の輸送が安定して行なえるようになっ
た。更に、予備還元鉱吹込み量もきめ細かく管理可能と
なり円滑な溶融還元炉操業が実現でき、銑鉄の生産量12
ton/dayで従来よりも生産性が20％向上する結果を得
た。

〈発明の効果〉 本発明は上記の構成であるから本発明によれば予備還元
炉から輸送管を介して高温予備還元鉱を堅型溶融還元装
置にスムーズに移送できるので、安定した操業が可能と
なりその効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置に係る装置を組込んだ流動層予備還
元炉を備えた堅型溶融還元炉の全体概略図、第２図は輸
送管中の＋５mm粒子割合（％）と輸送配管の閉塞トラブ
ル頻度（回／day）との関係を示すグラフである。 １…流動層予備還元炉、 ６…遮断弁装置、７…分級装置、 ８…輸送配管、９…ホッパ、 10…重量検知器、11…フィーダ、 13…堅型溶融還元炉、17…遮断弁制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動層予備還元炉から堅型溶融還元炉へ輸
   送配管を通じて高温粉状の予備還元鉱を装入する装置で
   あって、上記輸送配管の経路上に上流側から上記予備還
   元鉱の輸送を間歇的に行うべく開閉制御される遮断弁装
   置と、上記間歇的に輸送される予備還元鉱中の塊状物を
   系外に除去する分級装置と、上記塊状物を除去した予備
   還元鉱を一時貯蔵する重量検知器を備えたホッパと、上
   記ホッパから堅型溶融還元炉に予備還元鉱を連続的に切
   出すフィーダとを順次配設し、更に上記ホッパからフィ
   ーダによって連続的に切出されて堅型溶融還元炉に吹込
   まれる予備還元鉱の吹込量を上記重量検知器によって検
   知し、上記吹込量検知信号に基いて上記遮断弁装置への
   開閉信号を出力する遮断弁制御装置を設けたことを特徴
   とする流動層予備還元炉から堅型溶融還元炉への高温粉
   状予備還元鉱の輸送装置。