JPH0826380B2 - 鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元炉 - Google Patents

鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元炉

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JPH0826380B2
JPH0826380B2 JP2158154A JP15815490A JPH0826380B2 JP H0826380 B2 JPH0826380 B2 JP H0826380B2 JP 2158154 A JP2158154 A JP 2158154A JP 15815490 A JP15815490 A JP 15815490A JP H0826380 B2 JPH0826380 B2 JP H0826380B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元
炉の改良に関する。
〔従来の技術〕
鉄鉱石の溶融還元では、設備を溶融還元炉と流動層式
の予備還元炉とから構成し、溶融還元炉で発生する排ガ
スを予備還元流動層の流動化、還元ガスとして利用する
方法が経済上好ましい。そして、この流動層としては、
技術的完成度が高く、しかも鉱石の予熱、還元に伴う粉
化を抑制できるという点から、バブリング流動層が特に
有利である。
このような方式の予備還元炉は、その内部にガス噴出
用の多数のノズル孔(ガス通孔)を有する分散板を備え
ており、この分散板の上方に形成される予備還元室に鉄
鉱石が装入され、分散板下方のガス吹込室(風箱)に溶
融還元炉からの還元ガスが導入される。この還元ガス
は、分散板のノズル孔を通じて上方の予備還元室に吹き
出され、これにより流動層が形成され、鉄鉱石の予備還
元と予熱がなされる。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような予備還元炉では、還元ガス中に含まれるダ
ストの分散板への付着が大きな問題となる。
すなわち、溶融還元炉から発生する排ガスには多量の
ダストが含まれており、このうち10μm以下の微粒ダス
トは、多くの場合サイクロン等の除塵装置では除去でき
ず、このような微粒ダストを含む還元ガスがそのまま予
備還元炉に導入されてしまう。
上記ダストはSやNa、K等のアルカリ化合物を多く含
んでいるため、900℃を超えるような温度の還元ガス中
では粘着性を持ち、このため予備還元炉に導入されたダ
ストは分散板下面やノズル孔内面に付着することにな
る。特に、ガス吹込室に導入された還元ガスはノズル孔
を通過する際に縮流され、ノズル孔内のガス流速は極め
て高く(流速:約100m/sec程度)なるため、ノズル孔内
面ではダストが特に強固に付着し易い。このようなダス
トによる付着物は次第に成長し、遂には還元ガスの円滑
な流れを妨げ、適正な流動層を形成できなくなる。第8
図はこのような状況を示すもので、1は流動層、2は分
散板、3は分散板下方のガス吹込室、4は付着、成長し
たダストである。
本発明はこのような従来の問題に鑑みなされたもの
で、分散板に対するダストの付着を効果的に防止できる
予備還元炉の提供をその目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
このため本発明は、次のような構成を有する。
(1)流動層式の予備還元炉において、分散板を、内部
に冷却用流体を通すための流路が形成され、且つ上下方
向に多数のノズル孔が貫設された金属構造体により構成
し、該金属構造体に冷却用流体の導入口と排出口を設け
るとともに、金属構造体の上面に耐火物層を設けたこと
を特徴とする鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元
炉。
(2)流動層式の予備還元炉において、分散板を、内部
に冷却用流体を通すための流路が形成され、且つ上下方
向に多数のノズル孔が貫設された金属構造体により構成
し、該金属構造体に冷却用流体の導入口と排出口を設け
るとともに、金属構造体の上面に耐火物層を設け、分散
板の下方には、少なくとも2本のガス噴出管を水平移動
可能に設けたことを特徴とする鉄鉱石の溶融還元設備に
おける予備還元炉。
〔作用〕
導入口から水や窒素ガス等の冷却用流体を、内部に流
路を有する金属構造体からなる分散板内に流す。これに
より、分散板下面およびノズル孔内面の温度が低下し、
これらの面に還元ガス中のダストが付着しても急速に固
化し、容易に剥離する。通常、予備還元炉内に導入され
る還元ガスの温度は1000〜1200℃程度であるが、ダスト
が最も強固に付着するノズル孔内面について言えば、そ
の表面温度を数百℃程度に冷却することにより、ダスト
は容易に剥離可能な状態となる。
また、分散板を構成する金属構造体の上面に設けた耐
火物層により、分散板上面からの抜熱による流動層内部
の温度低下が防止されるとともに、流動する鉱石粒子の
接触による分散板上面の摩耗も適切に防止される。
上述したように、分散板の冷却によりダストの付着は
防止されるが、反面、分散板上面からの抜熱による流動
層内部の温度低下という問題を生じるおそれがある。一
方、分散板の上面やノズル孔の出口では、ダストが付着
しても流動化した鉱石粒子の激しい運動により簡単に剥
離することから、ノズル孔内部や分散板下面に較べてダ
スト付着のおそれは少なく、むしろ鉱石粒子の接触によ
る摩耗が問題となる。そこで本発明では、ダスト付着が
あまり問題とならない分散板上面を耐火物層とすること
により、分散板による流動層からの抜熱を抑制し、しか
も分散板上面の摩耗も防止できるようにしたものであ
る。
また、分散板の下方にガス噴出管を備えた上記(2)
の構成によれば、仮に分散板下面やノズル孔の入口にダ
ストが付着しても、ガス噴出管から適宜ガスを噴出させ
ることにより、ダストを容易に剥離させることができ
る。特に、本発明ではダストが分散板下面等に付着して
も、分散板の冷却により容易に剥離できる状態にあり、
したがって、ガス噴出管からのガスの吹き付けにより、
付着したダストは容易に除去される。
ガス噴出管は、常時は炉外に後退させておき、適宜炉
内に進入させ、分散板下面に向けてガス吹き付けを行
う。このガスとしては窒素ガス等の不活性ガスが用いら
れる。
なお、分散板の冷却により、ノズル孔内を通過する還
元ガスの温度が低下するという問題が考えられる。しか
し、分散板は金属構造体で構成され、しかも内部の冷却
用流体により冷却されることから、大きな強度を有して
いる。したがって、分散板はその厚さを小さくすること
が可能であり、これによってノズル孔を通過する還元ガ
スとノズル孔内面との接触面積を小さくでき、ガスの温
度低下を適切に防止できる。
〔実施例〕
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示すもので、
5は予備還元炉本体、8aは炉内部を仕切る分散板であ
り、この分散板8aの上部が予備還元室6を、また、下部
がガス吹込室7をそれぞれ構成している。このガス吹込
室7にはガス吹込口9が設けられ、これに溶融還元炉か
らのガス導管10が接続されている。
前記分散板8aは、その本体が内部に冷却流体用の流路
16が形成された盤状で中空の金属構造体Aにより構成さ
れ、その流路16の仕切壁30等を上下方向に貫通するよう
にして多数のノズル孔15が形成されている。そして、こ
の分散板8aを構成する中空の金属構造体には、前記流路
16に通じる冷却用流体の導入口11と排出口12とが、それ
ぞれ設けられている。
分散板8aの中央部には鉱石の排出孔13が設けられ、こ
の排出孔13に抜出管14が接続されている。
分散板8aの本体たる金属構造体Aの上面には、耐火物
層17が設けられている。この耐火物層17内のノズル孔部
分を形成するため、金属構造体Aの上面には耐火物層17
を貫通する管部31が突設されている。
分散板8aの本体を構成する金属構造体Aは、通常鋳物
等で作られるが、その内部構造には特に限定はない。
第3図は、分散板の内部構造の一例を示すもので、盤
状で中空の金属構造体Aからなる分散板本体の内部は仕
切壁32により排出孔13を中心に複数(4つ)の流路16に
分割され、各流路16内には、流体を蛇行状に流すための
仕切壁33が設けられている。そして、これら仕切壁32、
33はそれぞれ複数の管状部を有しており、この管状部の
内部がノズル孔15を構成している。
仕切壁32により形成された各流路16には、それぞれ冷
却用流体の導入口11と排出口12が設けられている。
また、第4図は分散板の内部構造の他の例を示すもの
で、盤状で中空の金属構造体Aからなる分散板本体の内
部には多数の流路16が並列的に設けられ、これら流路16
の両端はヘッダ部26、27に連通している。これらのヘッ
ダ部26、27には、それぞれ冷却用流体の導入口11と排出
口12とが設けられ、これらに冷却用流体の導入管28と排
出管29が接続されている。そして、各流路16の仕切壁30
にはノズル孔15が貫設されている。
なお本発明は、第1図に示すような上面が中心に向か
ってコーン状に傾斜している分散板に限らず、上面が平
面状である分散板等についても適用できる。
第5図は、鉱石の排出孔13が分散板8bの側方に設けら
れた構造の一実施例を示すもので、本体が盤状の中空の
金属構造体Aからなる分散板8bは、その上面が前記排出
孔13に向けて下向きに傾斜した構造となっている。
なお、その他の構成は第1図に示すものと同様であ
り、同一の符号を付して、その説明は省略する。
第6図および第7図は、分散板の下方にガス噴出管を
設ける場合の一実施例を示すもので、分散板の構成は、
第1図に示すものと同様であるので、その説明は省略す
る。
分散板8aの下方には、抜出管14を挾むようにして2本
のガス噴出管18が水平移動可能に設けられている。この
ガス噴出管18には、分散板の下面方向に向いた複数のガ
ス噴出口19が設けられている。
炉本体5には、その側壁を貫通する鞘管20が設けら
れ、ガス噴出管18はこの鞘管20を通じてガス吹込室7内
に出没可能である。
ガス噴出管18を水平移動させるために、炉体の外部に
駆動機構21が設けられている。この駆動機構21は、例え
ば、往復移動するチェーン等からなっており、ガス噴出
管18の炉外部に突出した部分にこのチェーンが係止され
ている。したがって、このチェーンの往復運動により、
ガス噴出管18は鞘管20を通じてガス吹込室7内に出没す
ることができる。
ガス噴出管18の炉外に突出した後端にはガス吹込管22
が接続され、このガス吹込管22には、ガス供給源23から
の導管24が接続されている。図中25は、導管24の途中に
設けられるバルブである。
なお、ガス噴出管18は図示しない駆動機構によりその
軸線を中心として回転できるようにしてもよい。
また、このガス噴出管は、第5図に示すような分散板
を備えた炉についても適用できることは言うまでもな
い。
次に、上記各実施例の作用について説明する。
導入口11から分散板8a、8bを構成する金属構造体A内
に導入された水等の冷却用流体は、複数の流路16を流れ
排出口12から排出される。この冷却用流体により分散板
下面およびノズル孔15の内面が直接冷却されるため内面
の温度が低下し、これらの面に還元ガス中の粘着性のダ
ストが付着しても急速に固化し、ガス吹込室7の下方か
ら分散板上下方向を貫通するノズル孔15を通じて予備還
元室6に流れる高速ガス流等の作用により容易に剥離
し、剥離したダストはノズル孔15を流れるガス流に随伴
して予備還元室6側に導かれる。
また、分散板8a,8bの上面に設けられた耐火物層17に
より、分散板上面からの抜熱による流動層内部の温度低
下が防止され、しかも、流動する鉱石粒子の接触による
分散板上面の摩耗も適切に防止される。
また、第6図および第7図に示す実施例では、仮に分
散板下面やノズル孔の入口にダストが付着しても、ガス
噴出管18から適宜ガスを噴出させることにより、ダスト
が容易に剥離させることができる。
ガス噴出管18は、常時は炉外に後退させておき、駆動
機構21により適宜ガス吹込室7内に進入させ、分散板の
下面に向けてガスを噴出させる。
なお、従来の耐火物製の分散板は、一般に700mm程度
の厚さを有しているが、上述したような本発明の分散板
8a,8bは、その本体が金属製で、しかも冷却されること
から大きな強度を有しており、このため200mm程度の厚
さとすることができる。したがって、ノズル孔を通過す
る還元ガスとノズル孔内面との接触面積は、従来の耐火
物製の分散板に較べて非常に小さく、このためノズル孔
を通過する際の還元ガスの温度低下はほとんど問題とな
らない。加えて、分散板8a,8bが盤状の金属構造体であ
るため、分散板上下面での流動層及び還元ガスとの接触
面積が小さく、分散板への抜熱による流動層及び還元ガ
スの温度低下を極力小さくできる。
〔発明の効果〕
以上述べた本発明によれば、分散板下面やノズル孔内
でのダストの付着が効果的に防止されるため、還元ガス
の流動層内への吹き込みを安定して行わせることがで
き、しかも、分散板の上面に設けられた耐火物層により
分散板上面からの抜熱による流動層内部の温度低下を防
止できるとともに、流動する鉱石粒子の接触による分散
板上面の摩耗も適切に防止でき、鉄鉱石の予備還元を合
理的に実施できる。
また、分散板下方にガス噴出管を有する構造では、仮
に分散板下面やノズル孔の入口にダストが付着しても、
ガス噴出管からのガスの噴出によりダストを容易に剥離
させることができる。特に本発明では、ダストが分散板
下面等に付着しても、分散板の冷却により容易に剥離で
きる状態にあることから、上記ガスの吹き付けによりダ
ストを容易に除去することができ、ダスト付着による問
題をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示すもので、第
1図は縦断面図、第2図は分散板の一部を示す平面図あ
る。第3図は分散板の内部構造の一例を示す水平断面図
である。第4図は分散板の内部構造の他の例を示す水平
断面図である。第5図は本発明の他の実施例を示す縦断
面図である。第6図及び第7図は本発明の他の実施例を
示すもので、第6図は縦断面図、第7図は第6図中VII-
VII線に沿う断面図である。第8図は従来の予備還元炉
におけるダストの付着状況を示す説明図である。 図において、5は炉本体、6は予備還元室、7はガス吹
込室、8a、8bは分散板、11は導入口、12は排出口、13は
排出孔、14は抜出管、15はノズル孔、16は流路、17は耐
火物層、18はガス噴出管、19はガス噴出口、Aは金属構
造体である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−176584(JP,A) 特開 昭63−207985(JP,A) 実開 昭62−76896(JP,U) 実開 平1−70094(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流動層式の予備還元炉において、分散板
    を、内部に冷却用流体を通すための流路が形成され、且
    つ上下方向に多数のノズル孔が貫設された金属構造体に
    より構成し、該金属構造体に冷却用流体の導入口と排出
    口を設けるとともに、金属構造体の上面に耐火物層を設
    けたことを特徴とする鉄鉱石の溶融還元設備における予
    備還元炉。
  2. 【請求項2】流動層式の予備還元炉において、分散板
    を、内部に冷却用流体を通すための流路が形成され、且
    つ上下方向に多数のノズル孔が貫設された金属構造体に
    より構成し、該金属構造体に冷却用流体の導入口と排出
    口を設けるとともに、金属構造体の上面に耐火物層を設
    け、分散板の下方には、少なくとも2本のガス噴出管を
    水平移動可能に設けたことを特徴とする鉄鉱石の溶融還
    元設備における予備還元炉。
JP2158154A 1990-02-27 1990-06-16 鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元炉 Expired - Lifetime JPH0826380B2 (ja)

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