JPH10305923A - 粉粒体の輸送装置 - Google Patents

粉粒体の輸送装置

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JPH10305923A
JPH10305923A JP11457397A JP11457397A JPH10305923A JP H10305923 A JPH10305923 A JP H10305923A JP 11457397 A JP11457397 A JP 11457397A JP 11457397 A JP11457397 A JP 11457397A JP H10305923 A JPH10305923 A JP H10305923A
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JP
Japan
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granular material
gas
transport
powder
temperature
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JP11457397A
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English (en)
Inventor
Hiroki Nomoto
博樹 野本
Mitsuharu Kishimoto
充晴 岸本
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 輸送する粉粒体の温度が低下することなく、
輸送中に化学反応を起こすことがなく、低い設備コスト
と低い運転コストを可能とする粉粒体の輸送装置を提供
すること。 【解決手段】 流動層炉4から排出される高温・高圧の
ガスの一部を管路7を経て粉粒体の輸送管路3に供給
し、このガスの圧力により粉粒体をシールホッパ2から
サイクロン8まで圧送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は粉粒体の輸送装置に
関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】溶融
還元プラントでは、予備還元炉で予備還元された鉱石を
重力落下方式にて溶融還元炉に投入する。そのため、予
備還元炉は溶融還元炉よりも高い位置に設置すべきであ
り、また、予備還元炉に鉱石を投入する設備はさらに高
い位置に設置しなければならず、プラント全体の高さは
約70mという非常に高いものになるので、設備コスト
は極めて高くなる。この問題を解決する方法は、高温の
予備還元鉱石を高温のままで(冷却することなく)、上
方に輸送できる装置を設けることであるが、従来そのよ
うな装置は提供されていない。
【0003】そこで、従来の粉粒体の輸送装置につい
て、図面を参照しながら具体的に説明すると、特開平7
−188721号公報には、図7に示すように、溶融還
元炉51の上方にサイクロン52、53と還元室54が
設けられ、配管55を経て還元室54に投入された鉄鉱
石は還元室54内で予備還元された後、サイクロン5
2、53で捕集された粉鉱石とともに重力落下方式によ
り溶融還元炉51に投入される粉粒体の輸送装置が開示
されている(以下「従来の粉粒体の輸送装置1」とい
う)。
【0004】また、図8に示すように、溶融還元炉61
の上方にサイクロン62と予備還元炉63が設けられ、
配管64を経て予備還元炉63に投入された鉄鉱石は予
備還元炉63で予備還元された後、サイクロン62で捕
集された粉鉱石とともに重力落下方式により溶融還元炉
61に投入される粉粒体の輸送装置が知られている
((以下「従来の粉粒体の輸送装置2」という)。
【0005】さらに、図9に示すように、電気炉71の
上方に、還元鉄投入ホッパ72と流動層炉73とサイク
ロン74を有し、ホッパー75から投入された鉄鉱石
を、管路76、77、78から供給される所定組成の還
元ガスとともに流動層炉73で還元処理を施して流動層
炉73の頂部から排出されたガス中の粉鉱石をサイクロ
ン74で捕集して流動層炉73に戻し、流動層炉73内
で一定時間還元処理を施されて所定の還元度に達した鉄
鉱石が自重と管路79から噴出される窒素ガスの圧力を
受けて電気炉71に投入される粉粒体の輸送装置が知ら
れている(以下「「従来の粉粒体の輸送装置3」とい
う。
【0006】このように、従来の粉粒体の輸送装置1〜
3は、予備還元炉54あるいは63または流動層炉73
で予備還元された鉄鉱石を、重力落下方式により、溶融
還元炉51あるいは61または電気炉71に投入する方
式であるため、これら予備還元炉や流動層炉は溶融還元
炉や電気炉よりも高い位置に設置されている。その上、
予備還元炉や流動層炉に鉄鉱石を投入するための付帯設
備はさらに高い位置に設置する必要があり、プラント全
体の高さが非常に高くなるので、それに対応して設備コ
ストも極めて高くなる。また、図9に示す輸送方式で
は、鉱石輸送用に膨大な窒素が必要となるため、運転コ
ストが高くなるとともに、輸送される鉱石の温度が低下
してしまう。
【0007】上記以外の粉粒体の輸送装置としては、下
記(1)〜(3)のものが知られているが、いずれも欠
点がある。
【0008】(1)ベルトコンベヤ方式は、設備コスト
が大きいという欠点と、大きな敷地が必要であるという
欠点と、高温の粉粒体には適用できないという欠点と、
加圧密閉が困難であるという欠点がある。
【0009】(2)バケットエレベーター方式は、設備
コストが大きいという欠点と、高温粉粒体の輸送時に直
ぐに冷えてしまう(熱ロスが大きい)という欠点と、加
圧密閉が困難であるという欠点がある。
【0010】(3)空気輸送方式は、膨大な量の圧送用
空気が必要であるから、圧送用設備コストと運転コスト
が大きいという欠点と、高温粉粒体の輸送時に直ぐに冷
えてしまう(熱ロスが大きい)という欠点と、高温粉粒
体が空気と反応してしまう(例えば、還元鉄が再酸化す
る)という欠点がある。この場合、粉粒体が空気と反応
することを防止するために窒素ガスを使用する方法もあ
るが、図9の輸送装置に関して説明したような欠点があ
る。
【0011】このように、従来の粉粒体の輸送装置は様
々な欠点を有しており、本発明はこれらの欠点をすべて
解消するものであって、輸送する粉粒体の温度が低下す
ることなく、輸送中に化学反応を起こすことがなく、低
い設備コストと低い運転コストを可能とする粉粒体の輸
送装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、反応炉から排出される高温・高圧の
ガスの一部を粉粒体の輸送に利用することにより、プラ
ント全体の高さを高くする必要はなく、輸送のための特
別のガス体が不要となる。また、輸送に際して高温粉粒
体の保有熱が奪われることもなく、粉粒体が輸送用ガス
と反応することもない。
【0013】
【発明の実施の形態】すなわち、本発明の要旨は、地上
近くに設けた粉粒体の供給設備から輸送管路を経て反応
炉の投入設備まで粉粒体を輸送する粉粒体の輸送装置に
おいて、反応炉から排出されたガスか又は反応炉へ入る
前のガスの一部を粉粒体の輸送管路に供給し、該ガスに
より粉粒体を供給設備から投入設備まで圧送することを
特徴とする粉粒体の輸送装置を第一の発明とし、上記第
一の発明において、供給設備内の粉粒体が一定の処理を
施された高温の粉粒体である粉粒体の輸送装置を第二の
発明とし、第一の反応炉で処理された粉粒体を輸送管路
を経て第二の反応炉の投入設備まで輸送する粉粒体の輸
送装置において、第一の反応炉か又は第二の反応炉から
排出されたガスの一部を粉粒体の輸送管路に供給し、該
ガスにより第一の反応炉で処理された粉粒体を第二の反
応炉の投入設備まで圧送することを特徴とする粉粒体の
輸送装置を第三の発明とする。
【0014】上記のように構成される本発明によれば、
反応炉から排出される高温・高圧のガスの一部を粉粒体
の輸送に利用することにより、輸送のための特別のガス
体が不要となり、重力落下方式のように設備全体が高く
なることはない。
【0015】また、第二の発明や第三の発明のように、
高温の粉粒体の輸送用に反応炉から排出される高温・高
圧のガスを利用すれば、粉粒体の保有熱が奪われること
はない。また、反応炉の排ガス成分には酸素が含まれて
いないため、粉粒体が酸化されることもない。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1にお
いて、1は地上近くに設けたベルトコンベヤであり、ト
ラック等の輸送手段により図示しない貯留場からベルト
コンベヤ1まで運ばれてきた粉粒体状の鉄鉱石は、ベル
トコンベヤ1からシールホッパ2を経て輸送管路3に供
給される。4は流動層炉であり、流動層炉4の頂部から
排出される高温(約800〜900℃)・高圧(約4k
g/cm2) の還元性ガスはサイクロン5で微粉を分離
回収された後、管路6を経て排ガス処理設備(図示せ
ず)まで送られ、所定の処理が施される。管路6内の高
温・高圧のガスの一部は管路7を経て粉粒体の輸送管路
3に供給されている。サイクロン8においてガスから分
離された粉粒体状の鉄鉱石は、ホッパ9を経て流動層炉
4に投入され、管路10から導入される高温の還元ガス
(COとH2 を主成分とするもの)により還元されて還
元鉄となる。サイクロン8から排出される高温・高圧の
ガスは管路11を経て同上排ガス処理設備へ送られ、所
定の処理が施される。
【0017】図2において、輸送管路3は管路10から
分岐している。その他の構成は図1と同じである。
【0018】図3において、12は溶融還元炉、13は
予備還元炉であり、ともに地上近くに設置されている。
溶融還元炉12の頂部から排出される高温・高圧の還元
性ガスは管路14を経て予備還元炉13に供給される。
予備還元炉13には管路15から粉粒体状の鉄鉱石が投
入されており、この粉粒体状の鉄鉱石は溶融還元炉12
から供給される還元性の排ガスにより予備還元された
後、輸送管路16に放出される。予備還元炉13の頂部
から排出される高温(約700〜800℃)・高圧(約
2kg/cm2) のガスは管路17、サイクロン18、
管路19を経て同上排ガス処理設備まで送られ、所定の
処理が施される。管路19内の高温・高圧のガスの一部
は管路20を経て粉粒体の輸送管路16に供給されてい
る。サイクロン21においてガスから分離された予備還
元鉱石はホッパ22を経て溶融還元炉12に投入され、
側部23から投入される副原料(石炭、石灰石等)と底
部24から導入される酸素と反応して溶銑となる。
【0019】図4において、輸送管路16は予備還元炉
へガスを供給する管路14から分岐している。その他の
構成は図3と同じである。
【0020】図5において、25は流動層炉であり、流
動層炉25は後記する電気炉とともに地上近くに設置さ
れている。流動層炉25には管路26から粉粒体状の鉄
鉱石が投入されており、管路27からは高温の還元ガス
が導入されている。管路26から流動層炉25に投入さ
れた粉粒体状の鉄鉱石は管路27から導入される還元ガ
スにより還元されて還元鉄となって管路30に放出され
る。また、流動層炉25から排出されるガス中の微粉還
元鉄はサイクロン28で分離されて管路30に放出され
る。流動層炉25の頂部から排出される高温(約800
〜900℃)・高圧(約4kg/cm2) の還元性ガス
はサイクロン28を経て、管路29を流れるメインガス
と、粉粒体の輸送管路30を流れるガスに分離される。
サイクロン31でガスと分離された還元鉄はホッパ32
を経て電気炉33に投入され、溶鋼となる。サイクロン
31から排出されるガスは管路34の集塵機35、コン
プレッサー36を経て熱交換器37に達する。管路34
には管路29が接続されており、熱交換器37を出た後
のガスは管路38から集塵器39を経てコンプレッサー
40に達する。集塵器39の出側の管路41には管路4
2から所定の組成の補給ガスが供給されている。コンプ
レッサー40の出側の管路43を流れるガスは熱交換器
37において、管路29と34を流れるガスと熱交換し
た後、さらにガスヒーター44で昇温されて、管路27
を経て流動層炉25に導入される。
【0021】図6において、輸送管路30は管路27か
ら分岐している。その他の構成は図5と同じである。
【0022】以上のように構成される本発明の粉粒体の
輸送装置によれば、以下のようにして粉粒体を輸送する
ことができる。
【0023】(1)図1の粉粒体の輸送装置 流動層炉4から排出された高温・高圧の還元性ガスの一
部は管路7から粉粒体の輸送管路3に供給されるので、
輸送管路3内の粉粒体状の鉄鉱石はこのガスによりサイ
クロン8まで圧送された後、ホッパ9を経て流動層炉4
に投入される。
【0024】(2)図2の粉粒体の輸送装置 流動層炉4に供給される高温・高圧の還元性ガスの一部
は管路10から粉粒体の輸送管路3に供給される。以
後、図1に関して説明したとおりである。
【0025】(3)図3の粉粒体の輸送装置 予備還元炉13から排出された高温・高圧の還元性ガス
の一部は管路20を経て粉粒体の輸送管路16に供給さ
れるので、予備還元炉13で予備還元された予備還元鉱
石はその保有熱を奪われることなく、また、再酸化され
ることもなく、輸送管路16を経てサイクロン21まで
圧送された後、ホッパ22を経て溶融還元炉12に投入
される。
【0026】(4)図4の粉粒体の輸送装置 予備還元炉13へ送られる高温・高圧の還元性ガスの一
部は粉粒体の輸送管路16へ供給される。以後、図3に
関して説明したとおりである。
【0027】(5)図5の粉粒体の輸送装置 流動層炉25から排出された高温・高圧の還元性ガスの
一部は輸送管路30に供給されるので、流動層炉25か
ら排出される還元鉄とサイクロン28から排出される微
粉還元鉄は、その保有熱を奪われることなく、また、再
酸化されることもなく、輸送管路30を経てサイクロン
31まで圧送された後、ホッパ32を経て電気炉33に
投入される。
【0028】(6)図6の粉粒体の輸送装置 流動層炉25へ供給される高温・高圧の還元ガスの一部
は輸送管路30へ供給される。以後、図5に関して説明
したとおりである。
【0029】以上のように構成される本発明の粉粒体の
輸送装置において、粉粒体の輸送に必要なガス量を、一
例として、図3に示す装置について試算した結果を説明
する。
【0030】(1)前提条件 プラント容量 3000Ton/Day 予備還元鉱石 150Ton/Hour 鉱石の輸送用ガスの条件 a.温度 予備還元炉の出口ガスの温度は700〜8
00℃であり、温度降下を考慮して、平均600℃とす
る。 b.密度 1.2kg/Nm3 c.圧力 2kg/cm2G (2)輸送用ガス流量 常温で大気圧に近い圧力のガスで輸送する場合の固/気
比を5と仮定すると、以下の式が成立する。(Q1が必
要な輸送用ガス流量)
【0031】
【数1】
【0032】上式から、Q1=23000Nm3/Hとな
る。なお、予備還元炉から排出される全ガス流量は17
5000Nm3/H であり、175000Nm3/H の
中で、23000Nm3/H だけを鉱石輸送に使用すれ
ばよい。
【0033】鉱石の粒度や2炉(予備還元炉と溶融還元
炉)のレイアウトによっては、固/気比をもっと大きく
できる可能性がある。例えば、固/気比が10になる
と、輸送用ガス流量は11500Nm3/H となる。さ
らに、輸送用ガスのみの圧力を下げて使用すると(例え
ば、1kg/cm2G)、 輸送用ガス流量は7700N
3/H でよい。
【0034】また、粉粒体輸送用ガスのフローとして、
流動層炉または予備還元炉から排出されたメインガスか
ら分岐した輸送用ガスを粉粒体輸送に使用した後、メイ
ン排ガスに合流させて排ガス処理設備へ送ってもよく、
輸送用ガス流量が少なくてもよい場合は、輸送用ガスを
メイン排ガスとは別の集塵器で除塵した後、メイン排ガ
スに合流させることができる。
【0035】本発明は、溶融還元プラントのみならず、
アイアンカーバイド製造プラントや直接還元製鉄プラン
トにも適用することができるし、粉体だけでなく、塊鉱
にも適用することが可能である。
【0036】
【発明の効果】本発明の粉粒体の輸送装置によれば、プ
ラントの全高を低くすることができるので、設備コスト
を低減することが可能になる。また、粉粒体輸送用の特
別のガス体が不要であるから、運転コストが上昇するこ
とはない。特に、請求項2または3記載の発明によれ
ば、輸送に際して高温粉粒体の保有熱が奪われることは
なく、粉粒体が輸送用ガスと反応することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粉粒体の輸送装置の一実施例の概略構
成図である。
【図2】本発明の粉粒体の輸送装置の別の実施例の概略
構成図である。
【図3】本発明の粉粒体の輸送装置のさらに別の実施例
の概略構成図である。
【図4】本発明の粉粒体の輸送装置のさらに別の実施例
の概略構成図である。
【図5】本発明の粉粒体の輸送装置のさらに別の実施例
の概略構成図である。
【図6】本発明の粉粒体の輸送装置のさらに別の実施例
の概略構成図である。
【図7】従来の粉粒体の輸送装置1の概略構成図であ
る。
【図8】従来の粉粒体の輸送装置2の概略構成図であ
る。
【図9】従来の粉粒体の輸送装置3の概略構成図であ
る。
【符号の説明】 1…ベルトコンベヤ 2…シールホッパ 3…輸送管路 4…流動層炉 8…サイクロン 9…ホッパ 12…溶融還元炉 13…予備還元炉 16…輸送管路 21…サイクロン 22…ホッパ 25…流動層炉 30…輸送管路 31…サイクロン 32…ホッパ 33…電気炉

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地上近くに設けた粉粒体の供給設備から
    輸送管路を経て反応炉の投入設備まで粉粒体を輸送する
    粉粒体の輸送装置において、反応炉から排出されたガス
    か又は反応炉へ入る前のガスの一部を粉粒体の輸送管路
    に供給し、該ガスにより粉粒体を供給設備から投入設備
    まで圧送することを特徴とする粉粒体の輸送装置。
  2. 【請求項2】 供給設備内の粉粒体が一定の処理を施さ
    れた高温の粉粒体である請求項1記載の粉粒体の輸送装
    置。
  3. 【請求項3】 第一の反応炉で処理された粉粒体を輸送
    管路を経て第二の反応炉の投入設備まで輸送する粉粒体
    の輸送装置において、第一の反応炉か又は第二の反応炉
    から排出されたガスの一部を粉粒体の輸送管路に供給
    し、該ガスにより第一の反応炉で処理された粉粒体を第
    二の反応炉の投入設備まで圧送することを特徴とする粉
    粒体の輸送装置。
JP11457397A 1997-05-02 1997-05-02 粉粒体の輸送装置 Withdrawn JPH10305923A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104401738A (zh) * 2014-10-20 2015-03-11 无锡红旗除尘设备有限公司 一种氮气封闭吸送式铅粉气力输送方法
CN104401737A (zh) * 2014-10-20 2015-03-11 无锡红旗除尘设备有限公司 一种氮气封闭吸送式铅粉气力输送系统
CN109625975A (zh) * 2018-12-25 2019-04-16 西安交通大学 一种亚微米颗粒流化给粉装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040706