JPH0639607B2 - 溶融還元製鉄設備における予備還元鉱移送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動層予備還元炉及び溶融還元炉による溶融
還元法のための溶融還元製鉄設備における予備還元鉱移
送装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の溶銑製造技術は、高炉を使用する方法，シャフト
炉で還元した鉄鉱石を電気炉で溶解する方法等が主流で
あった。

ところが、このような各種方法に代わるものとして、シ
ャフト還元炉とアーク炉による直接製鉄法等は既に商業
プラント化の実現を達成し、更に溶融還元製鉄法が近来
では特に注目されている。この溶融還元製鉄法で使用す
る溶融還元炉は、使用する原料に制約を受けることな
く、より小規模な設備によって鉄系合金の溶湯を製造す
ることを目的として開発されたものである。そして、高
炉法における焼結及びコークスの２工程を省くことがで
きるので、原料としては安価な粉鉱石を使用することが
できる。

このような溶融還元製鉄法のための設備は、金属酸化物
を含有する粉粒状の原料鉱石を予備還元する流動層予備
還元炉と、予備還元された予備還元鉱を溶融還元する溶
融還元炉とを備えている。そして、粉粒体状の溶融還元
鉱を流動層予備還元炉から溶融還元炉まで給送するため
の移送系を配管している。

このような移送系を備えた溶融還元設備として、特開昭
58−171516号公報に記載されているものがある。これ
は、予備還元炉に予備還元鉱の排出口を複数設けると共
に、溶融還元炉には予備還元鉱を炉内に吹き込むための
羽口を同様に複数設けた炉体構造としたものである。そ
して、これらの排出口と羽口とを複数の移送管でそれぞ
れ接続し、更に移送管の中途には気送のためのキャリヤ
ガス吹込み口を設けた構成となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、流動層予備還元炉内で流動予備還元された原
料粉鉱石は、気体輸送で移送管から溶融還元炉に供給さ
れる。

流動層予備還元炉内での粉鉱石の流動予備還元過程で
は、予備還元鉱を一様な粒度分布に整粒することは困難
である。また、流動還元過程では、原料粉鉱石の焼結や
凝粒化によって大粒子化したものが混在すること避けら
れない。

以上のことから、予備還元炉に直結した移送管から予備
還元鉱を切り出すと、炉内の粒度分布の変動の影響によ
って、移送管による移送能力に変動が生じる。したがっ
て、溶融還元炉に至る間の予備還元鉱の流れには流量変
動を伴い、均一な供給が困難となる。また、焼結や凝粒
化した大きな粒子が混在すると、気体輸送するには粒子
が大き過ぎ且つ重量も大となるため、気体輸送すること
自体が困難となるほか、輸送のための動力も多大に必要
とする等の問題もある。

他方、溶融還元炉内での反応を高めるため、複数個所か
ら原料の投入が行えるように、複の羽口が溶融還元炉に
は設けられている。このため、流動層予備還元炉と溶融
還元炉とを接続する移送管を複数必要とし、配管系がか
なり複雑化する。また、流動層予備還元炉にも多数の排
出口を設ける必要があり、流動層予備還元炉の下部も複
雑化する。更に、流動層予備還元炉の排出口が多数のた
め、それぞれの排出口からの排出量のコントロール，均
一性保持が困難である。

したがって、設備設計に際しては、この配管系によって
自由度を拘束され、設備費も高くなってしまう。

本発明は、このような問題に鑑みて創作されたものであ
り、溶融還元製鉄設備において、流動層予備還元炉から
予備還元鉱を溶融還元炉にスムーズに気体輸送し、更に
移送配管系を簡略化することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、以上の目的を達成するために、流動層予備還
元炉及び溶融還元炉を備え、該両炉間に予備還元鉱の移
送系を配置した溶融還元設備において、前記流動層予備
還元炉に、予備還元鉱の粒子が循環する循環装置を設
け、該循環装置の循環流路中途に溶融還元炉へ向かう移
送管を接続したことを特徴とする。

〔作用〕

予備還元反応を高めるため、流動層予備還元炉に吹き込
む還元ガスの炉内空塔速度を粉鉱石等の原料粒子が炉内
で飛散流動する程度まで大きくする。流動層予備還元炉
の出口に設けたサイクロンによって、排ガスに同併して
飛散して来た粉鉱石等の粒子を回収し、外部循環装置で
流動層予備還元炉内に返送する。この循環粒子は流動層
予備還元炉で還元ガスによって浮遊飛散させられたもの
であり、一種の風フルイ効果により気体輸送に適した粒
子に整粒されている。したがって、この外部循環系の途
中から予備還元鉱を排出することにより、溶融還元炉へ
の気体輸送の安定化を図ると共に、高温状態の予備還元
鉱を溶融還元炉に移送する。

更に、溶融還元炉内での反応を高めるために、ニューマ
チック分配器によって溶融還元炉に複数の流路で接続
し、溶融還元炉に複数の位置から予備還元鉱を吹き込む
操作を行う。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明に係る予備還元鉱移送装置の系を示すも
のである。

図において、流動層予備還元炉１及び溶融還元炉２を備
えた系内で、粉鉱石原料Ａが流動層予備還元炉１内で予
備還元される。更に、予備還元鉱は両炉１，２間に設け
た移送系によって溶融還元炉２に供給される。

流動層予備還元炉１には溶融還元炉２から排出される還
元ガスＢが供給され、この還元ガスＢによって粉鉱石原
料Ａが流動層予備還元炉１内で予備還元される。なお、
流動層予備還元炉１内での還元操作においては、供給す
る還元ガスＢの空塔速度は、粉鉱石原料Ａが流動層予備
還元炉１内で飛散する程度まで大きくする。

該流動層予備還元炉１に吹きこまれた還元ガスＢにより
飛散した粉鉱石の粒子は、排ガスと共に流動層予備還元
炉１の出口から排される。この排出された粉鉱石の粒子
は、流動層予備還元炉１の外部に付設した循環装置３に
よって再び流動層予備還元炉１内に戻される。すなわ
ち、排された粉鉱石の粒子は、流動層予備還元炉１の出
口に設けられたサイクロン５で捕集され、該サイクロン
５の下方に配置されているホッパ６に一時的に蓄えられ
る。次いで、粉鉱石の粒子は、ホッパ６からニューマチ
ックフィーダ７に送られ、該ニューマチックフィーダ７
により流動層予備還元炉１内に戻される。

このようにして、流動層予備還元炉６と外部の循環装置
３との間を循環しながら、粉鉱石は予備還元される。ま
た、外部の循環装置３を循環する粒子は、流動層還元炉
１内で風フルイ作用を受け、溶融還元炉２への気体移送
に最適な粒度分布となるように分級・整粒される。

流動層予備還元炉１と溶融還元炉２とを接続する予備還
元鉱供給用の移送系として、循環装置３の循環管４に移
送管10を接続している。この移送管10の接続点は、ホッ
パ６とニューマチックフィーダ７との間に位置してい
る。

ところで、流動層予備還元炉１の排出部分圧力と、溶融
還元炉２の吹込み圧力は一般に異なる。したがって、こ
の圧力差によって生じる両炉１，２間の相互のガス浸入
又は流出を防止するため、移送系にはガスシールを必要
とする。また、溶融還元炉２内での反応性を高めるた
め、溶融還元炉２への予備還元鉱の吹込みは分散供給す
ることが好ましい。

以上のことから、溶融還元炉２には複数の吹込みノズル
11を配置し、これらの吹込みノズル11への流路の分岐及
びガスシールのために、ニューマチック分配器12を移送
管10に接続する。

第２図はニューマチック分配器12を概略的に示すもの
で、内部には溶融還元炉２の吹込みノズル11の配置数に
等しい分配管14を本体部13から分岐している。本体部13
の内部には、予備還元鉱を流動化するための流動化ガス
ノズル15を配置し、外部の給気源からキャリヤガス16を
この流動化ガスノズル15に供給する。また、本体部13か
ら分配管14に流れる予備還元鉱の分配流量は、各分配管
14毎に配置する流量調整弁17により行う。更に、各分配
管14と各吹込みノズル11までの接続管18には、キャリヤ
ガス16を気送ノズル19によって分流供給し、流れを加圧
して予備還元鉱を溶融還元炉２内に移送することができ
る。

なお、流動層予備還元炉１の下部には、粗粒排出口30を
設けておき、流動層の底部で滞留流動する粗粒及び焼結
粒等をこの粗粒排出口30から排出する。これは、気送に
は適しない予備還元鉱に対する処理操作で、別途の手段
によって溶融還元炉２に装入する。

上記構成において、流動層予備還元炉１に付属した循環
装置３により、粒度分布の一様化及び整粒処理された予
備還元鉱が移送管10に流入する。そして、流入した予備
還元鉱は気体移送に最適な分級及び粒度分布状態でニュ
ーマチック分配器12へ気体移送で供給される。したがっ
て、流動層予備還元炉１内の予備還元鉱を直接排出する
場合に比べ、安定した流れで移送できる。そして、この
安定移送のため、流動層予備還元炉１からの予備還元鉱
を速やかに溶融還元炉２に供給できる。

また、ニューマチック分配器12では、キャリヤガス16を
給気することによって、予備還元鉱を流動化して複数の
流路方向へ切り出す。したがって、吹込みノズル11まで
の接続管18の管内流れも同様に安定化させることができ
る。そして、キャリヤガス16を給気すれば、ニューマチ
ック分配器12自体によっても流れを加圧できるので、気
送ノズル19と共に安定移送を乱すことなく溶融還元炉２
内に予備還元鉱を装入できる。

以上のように、溶融還元炉２へ向けて複数の流路に分岐
させるニューマチック分配器12を配置しているので、循
環装置３からの移送管10は単管とすることができる。し
たがって、ニューマチック分配器12から溶融還元炉２へ
の接続管18を複数配管するだけでよく、配管設備を簡略
化できる。

なお、流動層予備還元炉１の排出部分と溶融還元炉２の
吹込み部分の圧力差に対するガスシールは、移送管10に
充填された予備還元鉱の粉末シール効果によって優れた
ものとなる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の予備還元鉱移送装置に
おいては、流動層予備還元炉の循環装置の途中に予備還
元鉱の排出口を設け、これから溶融還元炉に気体輸送で
移送している。したがって、流動層予備還元炉内の不均
一な予備還元鉱の粒度分布の気体輸送と異なり、移送管
内の流れを安定化することができる。その結果、高温状
態の予備還元鉱を速やかに溶融還元炉に供給できる。こ
のように、高温状態の予備還元鉱を溶融還元炉に供給す
るので、溶融還元反応に有効である。更に、ニューマチ
ック分配器と溶融還元炉間のみに複数の配管列を設け、
移送管は単管でよいので、配管系の簡略化が図れ、設計
の自由度の向上及び設備費の低減も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の予備還元鉱移送装置の概略図、第２図
はニューマチック分配器の概略図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動層予備還元炉及び溶融還元炉を備え、
   該両炉間に予備還元鉱の移送系を配置した溶融還元設備
   において、前記流動層予備還元炉に、予備還元鉱の粒子
   が循環する循環装置を設け、該循環装置の循環流路中途
   に溶融還元炉へ向かう移送管を接続したことを特徴とす
   る溶融還元製鉄設備における予備還元鉱移送装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の移送管に、溶
   融還元炉に向けて流路を複数に分岐するニューマチック
   分配器を接続したことを特徴とする溶融還元製鉄設備に
   おける予備還元鉱移送装置。