JPH10503244A

JPH10503244A - 微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置

Info

Publication number: JPH10503244A
Application number: JP9524237A
Authority: JP
Inventors: グキム、ハング; オックリー、イル; チャングチュング、ウ; ハキム、ヨング
Original assignee: ポハングアイアンアンドスチールカンパニイリミテッド; リサーチインステイチュートオブインダストリアルサイエンスアンドテクノロジー; ボエスト−アルピンインダストリアンラゲンバオジイエムビイエッチ
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1996-12-28
Publication date: 1998-03-24
Anticipated expiration: 2016-12-28
Also published as: CZ292497A3; US5897829A; CA2213123C; BR9607055A; AU687138B2; SK126397A3; EP0812364A1; ZA9610910B; RU2128713C1; KR970043095A; KR100213327B1; JP3180119B2; TW351730B; AU1212297A; CA2213123A1; CN1176666A; WO1997024463A1; CN1060813C

Abstract

(57)【要約】本発明に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置（１）は、バブリング流動床内で微細な鉄鉱石を乾燥／プレ加熱するためのシングルタイプの第一の流動床炉（１０）と、前記第一の流動床炉（１０）からの排気ガス中で飛沫同伴された微細な鉄鉱石粒子を収集するための第一のサイクロンと、バブリング流動床を形成している間に、前記第一の流動床炉中で乾燥／プレ加熱された微細な鉄鉱石をプレ還元するためのシングルタイプの第二の流動床炉（２０）と、前記第二の流動床炉（２０）からの排気ガス中で飛沫同伴された微細な鉄鉱石粒子を収集するための第二のサイクロン（６０）と、前記第二の流動床炉（２０）中でプレ還元された粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石をそれぞれ最終的に還元する第一のシリンダー状反応炉（３０）及び第二の反応炉（４０）を含むツインタイプの第三の流動床炉（３４０）と、前記第三の流動床炉の前記第一の反応炉（３０）からの排気ガス中で飛沫同伴された中程度／微細な鉄鉱石を収集するための第三のサイクロン（７０）と、並びに、前記第三の流動床炉（３４０）の前記第二の反応炉（４０）からの排気ガス中で飛沫同伴された超微細な鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロン（８０）と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置発明の属する分野本発明は、溶融炉内に充填される直接的還元鉄（directly reduced iron;ＤＲＩ）を製造するために広い粒径分布を有する微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置に関し、特に、多量の一酸化炭素及び水素からなる高温の還元ガスの使用により還元の程度とエネルギー消費が最適化されているときの安定な流動状態中で広い粒径分布を有する微細な鉄鉱石（そしてその鉄鉱石の高温での還元特性及び粉化が充分に反映されている）を還元するための三段式流動床炉タイプの装置に関する。従来の技術概して、従来から行われている溶融還元方法は、溶融炉及び溶融している間に鉄鉱石を還元して鉄にするに至るまで、通常の還元炉内でプレ還元された鉄鉱石を充填する段階を含む。還元炉は鉄が溶融する前に固体の鉄を還元するものであって、還元炉内において、充填された鉄鉱石は、還元のための高温還元ガスに晒される。このような還元プロセスは、移動床型プロセス及び流動床型プロセスに分類され、それらは鉄鉱石と還元ガスの接触状態に左右される。微細な鉄鉱石を還元する最も効果的な方法が流動床型プロセスであり、広い粒径分布を有する微細な鉄鉱石が還元ガス（この還元ガスは、流動状態の鉄鉱石を還元するために炉の下部に格納されている分配プレートを通じて供給される）によって還元炉内で還元されるということが知られている。微細な鉄鉱石を還元するための流動床型炉は、日本の実開昭５８−２１７６１５号にて開示され、それが図１に示されている。流動床型還元炉は、シリンダー状の還元炉１１１及びサイクロン１１５を含み、シリンダー状の還元炉１１１は鉄鉱石の入口１１２、高温還元ガスの入口１１３、還元された鉄鉱石の出口１１４及びガス分散器１１６をその下部に備えている。上記還元炉においては、微細な鉄鉱石はシリンダー状の還元炉１１１に充填され、ガス分散器１１６を通じて還元ガスが、適切な速度をもって炉に供給される。その際、微細な鉄鉱石は還元ガスと混合され、流動状態で還元され、その中で燃焼鉱石床を通して上昇しているガスは、微細鉱石粒子と共にバブリング流動床を形成する。そして、還元された鉄鉱石は、鉄鉱石の出口１１４を通して排出される。図１において、破線の矢印はガスの流れを示し、実線の矢印は鉱石の流れを示す。一般に、流動床型還元炉のようなものにおいては、床内の流動化は、能動的に維持されるべきである。そのためにガス速度が低く保たれ、飛散する鉄の量の低減とガス効果の増大が図られる。そして、それは、使用される鉄鉱石の粒径が制限されるという従来からの流動床型還元炉の問題の原因となる。上記従来の還元炉は、１ｍｍ未満の粒径の鉄鉱石に適応できるできるだけである。しかし、実際には、微細な鉄鉱石は粒径１ｍｍよりも大きいものを５０％含有する。このような事情のために、還元プロセスの前に鉄鉱石を篩い分けなければならず、同時に、粗鉄鉱石を高炉に移すかあるいは粉砕するかしなければならないため、更に設備が必要になり、プロセス数も増大することになる。上記した問題を解決するツインタイプの流動床還元炉が、韓国特許出願番号７４０５６号に開示されている。それによれば、鉄鉱石を粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石粒子とにきちんと分離することにより、その単一の濃縮分配及び安定流動化をすることによって、良好な品質の還元鉄が得られる。しかしながら、上記ツインタイプの流動床還元炉は、管状のダクトを通じて互いに接続された二つの炉を備える。管状のダクトを通じて、第一の還元炉内の多量の高温ガスが排出されるが、それゆえに、高度に酸化されたガスを含み、それが第一の還元炉の上部から第二の還元炉の下部に、中程度／微細鉄鉱石を飛沫同伴しながら移動する。従って、高度に酸化されたガスは高温還元ガスと混合され、新たに第二の還元炉の下部に供給される。このため、第二の還元炉内の還元ガスはその還元力を失い、ガス流量（ガス速度）の増大と共に、微細な鉄鉱石の重大な飛散をも引き起こす。更には、第二の還元炉内の鉄鉱石は非常に微細であるため、微細鉄鉱石粒子同士の凝集により鉄鉱石の固化が起こるであろう。発明の概要このようなことから、本発明は、関連する技術の限界や短所に基づく一もしくはそれ以上の問題を実質的に解決する微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置を示す。本発明の一つの目的は、分離された還元炉と共に粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石の最終的な還元まで別々に実行するように構成されている、微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置を提供することである。この装置は、高温流動床還元の初期段階の間に微細な鉄鉱石の粉砕が完全に行われるということを基本とし、粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石とが分離された流動床還元によりガス消費率が改良できる。本発明の他の目的は、微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置を提供し、こう着や非流動化の問題が解決されると同時に鉄鉱石の篩い分けが制御されるようにすることである。本発明の更なる特徴及び利点は、後に続く記述の中で述べられ、その一部はその記述から明らかであろうし、また、本発明の実行により認識される場合もあるであろう。本発明の目的及び他の利点は、添付図面と共にここで書かれた記述及び請求の範囲の中で特に指摘された構成により明らかになり、かつ達成されるようになる。これら及び他の利点を達成するために、並びに、本発明の目的に従って、具体的に表現され広くあまねく記述されるように、本発明に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置は、バブリング流動化段階中に微細鉄鉱石の乾燥／プレ加熱をするためのシングルタイプの第一の流動床炉と、前記第一の流動床炉からの排気ガス中で飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第一のサイクロンと、前記第一の流動床炉内で乾燥／プレ加熱された微細鉄鉱石のプレ還元をするためのシングルタイプの第二の流動床炉と、前記第二の流動床炉からの排気ガス中で飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第二のサイクロンと、第一及び第二のシリンダー状の反応炉、及び第二の流動床炉でプレ還元されている粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石とをそれぞれ最終的に還元する第二の反応炉を含むツインタイプの第三の流動床炉と、前記第三の流動床炉の第一の反応炉からの排気ガス中で飛沫同伴されている中程度／微細鉄鉱石粒子を収集するための第三のサイクロンと、並びに、前記第三の流動床炉の第二の反応炉からの排気ガス中で飛沫同伴されている超微細鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロンと、を含む。更に、本発明は、微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置であって、バブリング流動化段階中に微細鉄鉱石の乾燥／プレ加熱をするためのシングルタイプの第一の流動床炉と、前記第一の流動床炉内で乾燥／プレ加熱された広い粒径分布を有する鉄鉱石を粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石とに篩い分けし、かつ、それらをそれらが分離された領域内で（各領域内でバブリング流動床を形成する間に）プレ還元するための高ガス速度の領域及び低ガス速度の領域を含む直列ツインタイプの第二の流動床炉と、分離された反応炉内で粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石を、各反応炉内でバブリング流動床を形成する間に最終的に還元するためのツインタイプの第三の流動床炉と、を含む。図面の簡単な説明本発明のさらなる理解を提供し、かつ本明細書に組み込まれると共にその一部を構成する添付図面は、本発明を具体的に解説し、この解説と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。添付図面において、図１は、微細鉄鉱石を還元するための従来の流動床型炉の概略ダイヤグラムを示す。図２は、本発明の好適な実施態様に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置の概略ダイヤグラムを示す。図３は、本発明の好適な実施態様に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置の概略ダイヤグラムを示す。図４は、本発明の好適な別の実施態様に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置の概略ダイヤグラムを示す。図５は、図２及び図３における“Ａ”部分の拡大断面図である。並びに、図６は、図４における“Ｂ”部分の拡大断面図である。好適な実施態様の詳細な記述本発明の好適な実施態様を、添付図面と共に、詳細に説明する。図２に示されるように、本発明に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置１は、バブリング流動床を形成している間に、第二のサイクロン６０からの排気ガスによって、ホッパー９０から充填された微細な鉄鉱石を乾燥／プレ加熱するためのシングルタイプの第一の流動床炉１０と、前記第一の流動床炉１０からの排気ガス中で飛沫同伴された微細な鉄鉱石粒子を収集するための第一のサイクロン５０と、バブリング流動床を形成している間に、前記第一の流動床炉１０中で乾燥／プレ加熱された微細な鉄鉱石をプレ還元するためのシングルタイプの第二の流動床炉２０と、前記第二の流動床炉２０からの排気ガス中で飛沫同伴された微細な鉄鉱石粒子を収集するための第二のサイクロン６０と、前記第二の流動床炉２０中でプレ還元された粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石をそれぞれ最終的に還元する第一のシリンダー状反応炉３０及び第二の反応炉４０を含むツインタイプの第三の流動床炉３４０と、前記第三の流動床炉の前記第一の反応炉３０からの排気ガス中で飛沫同伴された中程度／微細な鉄鉱石を収集するための第三のサイクロン７０と、並びに、前記第三の流動床炉の前記第二の反応炉からの排気ガス中で飛沫同伴された超微細な鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロン８０と、を含む。第一の流動床炉１０は、第一の拡張部分１０ａ、第一の傾斜部分１０ｂ及び第一の狭部分１０ｃを含む。第一の狭部分１０ｃにおいては、その底部には第一の排気ガス入口１１，第一の排気ガス入口１１の上部には第一のガス分散器１２、側壁には第一の鉄鉱石出口１３、及び、当該側壁の他方の壁には鉄鉱石入口１６が設けられている。第一の拡張部分１０ａ及び第一の狭部分１０ｃは、それぞれ十六番目のダクト５３及び一番目のダクト５１を通じて第一のサイクロン５０に接続されている。鉄鉱石入口１６は十七番目のダクト９１の一端に接続され、その他端はホッパー９０に接続されている。最後に排気ガスを放出するために、第一のサイクロン５０の頂部には、ガス排気ガス出口５２が備えられている。第二の流動床炉２０は、第二の拡張部分２０ａ、第二の傾斜部分２０ｂ及び第二の狭部分２０ｃを含む。第二の狭部分２０ｃにおいては、その底部には第二の排気ガス入口２１、及び、第二の排気ガス入口２１の上部には第二のガス分散器２２が設けられている。更に、第二の拡張部分２０ａ及び第二の狭部分２０ｃは、それぞれ十八番目のダクト６２及び四番目のダクト６１を通じて第二のサイクロン６０に接続されている。第二の狭部分２０ｃの一側は第二の鉄鉱石出口２５を備えると共に、二番目のダクト１４を介して第一の鉄鉱石出口１３に接続されている。第二のサイクロン６０の上部は、三番目のダクト１５を介して第一の排気ガス入口１１に接続されている。第三の流動床炉３４０の第一の反応炉３０は、シリンダー状の形状をしている。第一の反応炉３０は、溶融炉１００の排気ガスが供給される第三の排気ガス入口３１をその底部に有すると共に、第三の分散器３２がその下部に備えられている。第一の反応炉３０の一側は第三の鉄鉱石出口３４を有し、それは八番目のダクト３５を介して溶融炉１００の上部に接続されていると共に、当該第一の反応炉３０の一側は九番目のダクト４６を介して第二の反応炉４０に接続されている。更に、その上部は十九番目のダクト３３を介して第三のサイクロン７０に接続されている。第三のサイクロン７０は、第二の流動床炉２０に排気ガスを供給するために第二の排気ガス入口２１に接続されている七番目のダクト２９を介して、第二の流動床炉２０に接続されている。第三の流動床炉３４０の第二の反応炉４０は、第三の拡張部分４０ａ、第三の傾斜部分４０ｂ及び第三の狭部分４０ｃを含む。第三の狭部分４０ｃは、その底部に第五の鉄鉱石出口４４を有すると共に、円錐形状の第四の分散器４２がその内側に設けられている。図５に示されるように、ガス速度を増大させるために、第五の鉄鉱石出口４４の内側には縮小フィン４４ａを備え付けるのが好ましい。更に、第三の狭部分４０ｃの一側は、十二番目のダクト４９を介して溶融炉１００に接続されている第四の鉄鉱石出口４５を有する。第三の拡張部分４０ａ及び第三の狭部分４０ｃは、それぞれ二十番目のダクト８３及び十四番目のダクト８１を通じて第四のサイクロン８０に接続されている。サイクロン８０の上部は、七番目のダクト２９と合流している十五番目のダクト８２に接続されている。第三の狭部分４０ｃの他側は、六番目のダクト２６（これは、第二の流動床炉２０の第二の鉄鉱石出口２５に接続されている）に接続され、円錐形状の第四の分散器４２の下方に位置すると共に十一番目のダクト４８を介して溶融炉１００に接続されている第四の排気ガス入口４１を有している。十一番目のダクト４８は十番目のダクト４７に接続されており、十番目のダクト４７は九番目のダクト４６及び十三番目のダクト７１（このダクト７１は、第三のサイクロン７０に接続されている）と合流している。銑鉄出口１０１が、溶融炉１００内に形成されている。更に、二番目のダクト１４、六番目のダクト２６、及び九番目のダクト４６は、鉄鉱石が塊になってしまうのを防止するために、それぞれ、パージガス入口Ｐが一緒に備えられるのが好ましい。図２において、破線矢印はガスの流れを表し、実線は鉱石の流れを表す。図３は、本発明の他の好適な実施態様に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置を示す。図３に示されるような三段式流動床炉タイプの還元装置２においては、図２の装置１に加えて、第二の流動床炉２０の第二の狭部分２０ｃは、第六の排気ガス入口／鉱石の中央出口２３ａをその底部に有し、かつ、円錐形状の第二の分散器２８が当該第六の排気ガス入口／鉱石の中央出口２３ａの上側に備えられている。十二番目のダクト８２は、円錐形状の第二の分散器２８の下部において、第二の流動床炉２０の第二の狭部分２０ｃの一側に形成されている第二の排気ガス入口２１ａに接続されている。第六の排気ガス入口／鉱石の中央出口２３ａは五番目のダクト２４を介して第一の反応炉３０に接続されており、七番目のダクト２９は五番目のダクト２４に接続されている。鉄鉱石が塊となってしまうのを防止するために、パージガス入口Ｐを二番目のダクト１４、五番目のダクト２４、六番目のダクト２６及び九番目のダクト４６にそれぞれ形成するのが好ましい。図３において、破線矢印はガスの流れを表し、実線は鉱石の流れを示す。他方、第一の流動床炉１０、第二の流動床炉２０及び第三の流動床炉３４０の第二の反応炉４０に関しては、それぞれの炉の下部においてガス流動化を活発に行うのが望ましく、炉内のガス速度が減少するように上部が広げられ下部が狭められた形状（上部分の内径が下部分の内径よりも大きいという形状）に炉を設計するのが望ましい。これにより、ガス消費率が改良できると共に、超微細鉄鉱石粒子の飛散が防止できる。図３の本発明に係る三段式流動床炉タイプの装置を使用して微細鉄鉱石を還元する方法を次に示す。十七番目のダクト９１を介してホッパー９０から第一の流動床炉１０に供給された微細鉄鉱石は、第二のサイクロン６０からの排気ガス（これは、三番目のダクト１５及び第一の排気ガス入口１１を通じて供給される）を使用することにより、それがバブリング流動体化の状態にある中で乾燥／プレ加熱され、次いで、第一の鉄鉱石出口１３及び二番目のダクト１４を介して第二の流動床炉２０に供給される。第二の流動床炉２０の下部に充填された微細鉄鉱石は、それが鉄鉱石のバブリング流動床を形成している間に、七番目のダクト２９を介して供給される第三のサイクロン７０からの排気ガス及び十五番目のダクト８２を介して供給される第四のサイクロン８０からの排気ガスにより、プレ還元される。そして、この微細鉄鉱石は、第二の鉄鉱石出口２５及び六番目のダクト２６を介して第三の流動床炉３４０の第二の反応炉４０に移される。第二の反応炉４０の中では、中程度／微細鉄鉱石粒子が、プレ還元された鉄鉱石から抜け出して流動化され、第五の鉄鉱石出口（中央出口）４４を介して粗鉄鉱石は第一の反応炉３０内に落としこまれる。従って、粗粒子の最小流動化速度よりも小さいが中程度の粒子の最小流動化速度よりも大きいガス速度の中では、溶融炉１００の排気ガスを（十番目のダクト４７、十一番目のダクト４８及び第四の排気ガス入口４１を介して）第二の反応炉４０の中に供給することにより、粗鉄鉱石粒子は中程度／微細鉄鉱石粒子から分離される。次に、第一の反応炉３０内の粗鉄鉱石は、最終的には、排気ガス入口３１を介して供給される溶融炉１００の排気ガスによって還元され、第三の鉄鉱石出口３４及び八番目のダクト３５を介して溶融炉１００に送られる。第二の反応炉４０内で最終的に還元される中程度／微細鉄鉱石粒子は、第四の鉄鉱石出口４５及び十二番目のダクト４９を通して溶融炉１００に移される。このようにして、粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石は、バブリング流動床を形成している間の溶融炉１００からの違う速度の二つの異なった排気ガスの流れにより、最終的に第一及び第二の反応炉３０及び４０でそれぞれ還元され、第三及び第四の鉄鉱石出口３４及び４５を通じてそれぞれ排出される。次に、それらは溶融炉１００内で溶融され、更には金属相にまで還元されて、熱金属出口１０１を通じて、銑鉄として排出される。第一の流動床炉１０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子は、第一のサイクロン５０によって集められ、一番目のダクト５１を介して第一の流動床炉１０の下部に再循環する。第二の流動床炉２０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子は、第二のサイクロン６０によって集められ、四番目のダクト６１を介して第二の流動床炉２０の下部に再循環する。第一の反応炉３０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている中程度／微細鉄鉱石は、第三のサイクロン７０によって集められ、十三番目のダクト７１、十番目のダクト４７、第五の鉄鉱石出口（中央出口）４４及び九番目のダクト４６を介して第三の反応炉３０の下部に再循環する。第二の反応炉４０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている超微細鉄鉱石粒子は、第四のサイクロン８０によって集められ、第二の反応炉４０の下部に再循環する。この実施の態様において、第一の流動床炉１０、第二の流動床炉２０及び第二の反応炉４０のそれぞれのガス速度は、各炉内に存する鉄鉱石の最小流動化速度の１．５−３．０倍に保たれるのが好ましく、各炉の上部のガス速度は鉄鉱石が飛散するに至る速度よりも小さく保たれるのが好ましく、並びに、第一の反応炉３０内のガス速度は、粗鉄鉱石粒子の最小流動化速度の１．５−３．０倍であるのが好ましい。更に、詰まらないようにするために、二番目のダクト１４、六番目のダクト２６及び九番目のダクト４６にはパージガス入口Ｐが設けられるのが好ましい。一方、本発明に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置は、むしろ、微細な鉄鉱石がプレ還元中に流動する限界の大きさよりも大きな塊となってしまう場合（これは、第二の流動床炉２０内で固化が発生することにより生じ、塊となった鉄鉱石を五番目のダクト２４を介して第一の反応炉３０に循環させることにより回避することができる）に適用することができる。上述したように、本発明に係る第三の流動床炉は、二つの分離した反応炉で粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石とが分離して最終的な還元が行われるように設計されたツインタイプの流動床炉である。そしてそれは、微細鉄鉱石の篩い分けが高温流動床還元の初期段階（それは、プレ加熱ステップとプレ還元ステップである）中にほぼ完全に行われ、粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石の分離された流動床還元によりガス消費率が改良されるということに基づいている。従来のツインタイプの流動床炉において、第一の反応炉の上部の一側は、ダクトを介して第二の反応炉の下部の一側に接続されている。そして、第一の反応炉内の還元ガスの速度は、中程度の大きさの鉄鉱石粒子の臨界速度よりも高くなるように制御され、これにより、鉄鉱石から出て来て第一の反応炉内に供給される中程度／微細鉄鉱石は還元ガス中に飛沫同伴されて第二の流動床炉に移動し、粗鉄鉱石とは別に還元される。従来のツインタイプの流動床炉とは異なり、本発明によればプレ加熱された鉄鉱石は、円錐形状の分散器を内側に備える第二の反応炉に最初に充填される。第二の反応炉内の還元ガスの見掛け上のガス速度は、ただ単に中程度／微細鉄鉱石粒子が流動化し、粗鉄鉱石粒子が第一の反応炉内に落ちるように制御されるだけである。このように、反応したガスと反応していないガスの混合により生ずる従来のツインタイプの流動床炉の問題は、中程度／微細鉄鉱石から粗鉄鉱石粒子を分離して最終的にはそれらを別々の反応炉のバブリング流動床で還元することにより解決される。更に、本発明によれば、極めて短時間ではあるが、第一の反応炉内に落ちる前に粗鉄鉱石が第二の反応炉内に停留する時間があるので、第二の反応炉内における詰まりや固化を回避することができる。そして、最初の粗鉄鉱石は勿論のこと、中央出口が取り付けられている円錐形状のガス分散器を介して、微細鉄鉱石粒子の塊により形成された粗鉄鉱石をも放出することができる。本発明によれば、ガス消費率を低減することができる。これは、完全に還元を行うのが中程度／微細鉄鉱石よりも長くかかる粗鉄鉱石を、第一の反応炉に充填する前に第二の反応炉を通過させる経路内でかなりの程度まで還元することができるからである。図４に示されるように、本発明の更に別の好適な実施態様によれば、広い粒径分布の微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置３は、バブリング流動床を形成している間、ホッパー２９０から充填された微細な鉄鉱石を第二のサイクロン２６０からの排気ガスにより乾燥／プレ加熱をするためのシングルタイプの第一の流動床炉２１０と、第一の流動床炉２１０からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第一のサイクロン２５０と、高ガス速度の領域２２０Ａ及び低ガス速度の領域２２０Ｂを含み、第一の流動床炉２１０内で乾燥／プレ加熱された広い粒径分布の微細な鉄鉱石を、粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石粒子とに篩い分け、それらをバブリング流動床中でそれぞれ別々にプレ還元するための直列ツインタイプの第二の流動床炉２２０と、第二の流動床炉２２０からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第二のサイクロン２６０と、それぞれ第二の直列流動床炉２２０の高ガス速度の領域２２０Ａ内でプレ還元された粗鉄鉱石を最終的に還元する第一のシリンダー状の反応炉２３０及び第二の直列流動床炉２２０の低ガス速度の領域２２０Ｂ内でプレ還元された中程度／微細鉄鉱石を最終的に還元する第二の反応炉２４０を含むツインタイプの第三の流動床炉２２０と、第三の流動床炉４４０の第一の反応炉２３０からの排気ガス中に飛沫同伴されている中程度／微細鉄鉱石を収集するための第三のサイクロン２７０と、第三の流動床炉４４０の第二の反応炉２４０からの排気ガス中に飛沫同伴されている超微細鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロン２８０と、を含む。第一の流動床炉２１０は、第一の拡張部分２１０ａ、第一の傾斜部分２１０ｂ及び第一の狭部分２１０ｃを含む。第一の狭部分２１０ｃにおいては、その底部には第一の排気ガス入口２１１、第一の排気ガス入口２１１の上部には第一のガス分散器２１２、側壁には第一の鉄鉱石出口２１３、及び、当該側壁の他方の壁には鉄鉱石入口２１６が設けられている。第一の拡張部分２１０ａ及び第一の狭部分２１０ｃは、それぞれ十六番目のダクト２５３及び一番目のダクト２５１を通じて第一のサイクロン２５０に接続されている。鉄鉱石入口２１６は十七番目のダクト２９１の一端に接続され、その他端はホッパー２９０に接続されている。最後に排気ガスを放出するために、第一のサイクロン２５０の頂部には、ガス排気ガス出口２５２が備えられている。第二の流動床炉２２０は、シリンダー状の高ガス速度領域２２０Ａと、第二の拡張部分２２０ａを備える低ガス速度領域２２０Ｂと、を含み、更に、第二の傾斜部分２２０ｂ及び第二の狭部分２２０ｃを含む。高ガス速度領域の底部には第三のサイクロン２７０からの排気ガスを供給するための第二の排気ガス入口２２１が存在し、その下部には第二のガス分散器２２２が設けられている。低ガス速度領域は粗鉄鉱石を放出するための第六の鉄鉱石出口２２７をその底部に有し、下部には円錐形状の分散器２２８が設けられている。更に、円錐形状の分散器２２８の下の第二の狭部分２２０ｃの下部には、第五の排気ガス入口２２４があり、それは十二番目のダクト２８２を介して第四のサイクロン２８０に接続されている。図６に示されるように、ガス速度を増大させるために、高ガス速度領域２２０Ａの上部には縮小フィン２２７ａを備え付けるのが好ましい。更に、第二の拡張部分２２０ａの低ガス速度領域２２０Ｂ及び高ガス速度領域２２０Ａは、それぞれ八番目のダクト２６２及び四番目のダクト２６１を介して第二のサイクロン２６０に接続されている。第二の狭部分２２０ｃの一側は第二の鉄鉱石出口２２５を備えると共に、二番目のダクト２１４を介して第一の鉄鉱石出口２１３に接続されている。第二のサイクロン２６０の上部は、三番目のダクト２１５を介して第一の排気ガス入口２１１に接続されている。第三の流動床炉４４０の第一の反応炉２３０は、シリンダー状の形状をしている。第一の反応炉２３０は、溶融炉１００からの排気ガスが供給される第三の排気ガス入口２３１をその底部に有すると共に、第三の分散器２３２がその下部に備えられている。第一の反応炉２３０の一側は第三の鉄鉱石出口２３４を有し、それは八番目のダクト２３５を介して溶融炉１００の上部に接続されていると共に、当該第一の反応炉２３０の一側は九番目のダクト２４６を介して第二の反応炉２４０に接続されている。更に、その上部は十九番目のダクト２３３を介して第三のサイクロン２７０に接続されている。第三のサイクロン２７０の上部は、第二の流動床炉２２０に排気ガスを供給できるようにするために第二の排気ガス入口２２１に接続されている七番目のダクトを介して、第二のガス入口２２１に接続されている。第一の反応炉２３０は、二十一番目のダクト２２６ａを介して第二の流動床炉２２０の高ガス速度領域２２０Ａに接続されている。第三の流動床炉４４０の第二の反応炉２４０は、第三の拡張部分２４０ａ、第三の傾斜部分２４０ｂ及び第三の狭部分４０ｃを含む。第三の狭部分２４０ｃは、その底部に第五の鉄鉱石出口２４４を有すると共に、円錐形状の第四の分散器２４２がその内側に設けられている。更に、第三の狭部分４０ｃの一側は、十二番目のダクト２４９を介して溶融炉１００に接続されている第四の鉄鉱石出口２４５を有する。第三の拡張部分２４０ａ及び第三の狭部分４０ｃは、それぞれ二十番目のダクト２８３及び十四番目のダクト２８１を通じて第四のサイクロン２８０に接続されている。第三の狭部分４０ｃの他側は、六番目のダクト２２６（これは、第二の流動床炉２２０の第二の鉄鉱石出口２２５に接続されている）に接続され、円錐形状の第二の分散器の下方に位置すると共に十一番目のダクト２４８を介して溶融炉１００に接続されている第四の排気ガス入口２４１を有している。十一番目のダクト２４８は十番目のダクト２４７に接続されており、十番目のダクト２４７は九番目のダクト２４６及び十三番目のダクト２７１（このダクト２７１は、第三のサイクロン２７０に接続されている）と合流している。銑鉄出口１０１が、溶融炉１００内に形成されている。更に、二番目のダクト２１４、六番目のダクト２２６、九番目のダクト２４６及び二十番目のダクト２２６ａは、鉄鉱石が塊になってしまうのを防止するために、それぞれ、パージガス入口Ｐが一緒に備えられるのが好ましい。図４において、破線矢印はガスの流れを表し、実線は鉱石の流れを示す。他方、第一の流動床炉２１０、第二の流動床炉２２０の低ガス速度領域２２０Ｂ及び第三の流動床炉４４０の第二の反応炉２４０に関しては、それぞれの炉の下部においてガス流動化を活発に行うのが望ましく、炉内のガス速度が減少するように上部が広げられ下部が狭められた形状（上部分の内径が下部分の内径よりも大きいという形状）に炉を設計するのが望ましい。これにより、ガス消費率が改良できると共に、超微細鉄鉱石粒子の飛散が防止できる。図４の本発明に係る三段式流動床炉タイプの装置を使用して微細鉄鉱石を還元する方法を次に示す。十七番目のダクト２９１を介してホッパー２９０から第一の流動床炉２１０に供給された微細鉄鉱石は、第二のサイクロン２６０からの排気ガス（これは、三番目のダクト１５及び第一の排気ガス入口２１１を通じて供給される）を使用することにより、それがバブリング流動体化の状態にある中で乾燥／プレ加熱され、次いで、第一の鉄鉱石出口２１３及び二番目のダクト２１４を介して第二の流動床炉２２０の低ガス速度領域２２０Ｂに供給される。七番目のダクトを介して供給された第三のサイクロン２７０の排気ガスの速度及び十五番目のダクト２８２を介して供給された第四のサイクロン２８０の排気ガスの速度を調節することにより、微細鉄鉱石から生じた中程度／微細鉄鉱石粒子は第二の流動床炉２２０の低ガス速度領域２２０Ｂに移され、鉄鉱石のバブリング流動床を形成している間にプレ還元され、粗鉄鉱石粒子は第六の鉄鉱石出口２２７を通じて高ガス速度領域２２０Ａに落とされ、鉄鉱石のバブリング流動床を形成している間にプレ還元される。中程度／微細鉄鉱石粒子は、第二の鉄鉱石出口２２５及び六番目のダクト２２６を介して第三の流動床炉４４０の第二の反応炉２４０に移され、粗鉄鉱石粒子は二十一番目の鉄鉱石出口２２６ａを介して第三の流動床炉４４０の第一の反応炉２３０に供給される。第二の反応炉２４０に供給された中程度／微細鉄鉱石粒子は、十番目のダクト２４７、十一番目のダクト２４８及び第四の排気ガス入口２４１を介して供給される排気ガスにより最後の還元が行われる。第一の反応炉２３０に供給される粗鉄鉱石は、最終的に、排気ガス入口２３１を介して供給される溶融炉１００の排気ガスによって還元され、第三の鉄鉱石出口及び八番目のダクト２３５を介して溶融炉１００に送られる。第二の反応炉２４０内で最終的に還元された中程度／微細鉄鉱石粒子は、第四の鉄鉱石出口２４５及び十二番目のダクト２４９を通じて溶融炉１００に移される。第二の流動床炉２２０の低ガス速度領域２２０Ｂ中でプレ還元されて第二の反応炉２４０に供給される中程度／微細鉄鉱石の中には、凝集化により生じた少量の粗鉄鉱石粒子が含まれているかもしれない。従って、これらの鉄鉱石を完全に篩い分けるために、凝集化した巨大鉄鉱石粒子は、中程度／微細鉄鉱石から再度分離され、第五の鉄鉱石出口２４４を通じて第一の反応炉２３０に循環される。このようにして、粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石は、バブリング流動床を形成している間の溶融炉１００からの違う速度の二つの異なった排気ガスの流れにより、最終的に第一及び第二の反応炉２３０及び２４０でそれぞれ還元され、第三及び第四の鉄鉱石出口２３４及び２４５を通じてそれぞれ排出される。次に、それらは溶融炉１００内で溶融され、更には金属相にまで還元されて、熱金属出口１０１を通じて、銑鉄として排出される。第一の流動床炉２１０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子は、第一のサイクロン２５０によって集められ、一番目のダクト２５１を介して第一の流動床炉２１０の下部に再循環する。第二の流動床炉２２０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子は、第二のサイクロン２６０によって集められ、四番目のダクト２６１を介して第二の流動床炉２２０の高ガス速度領域２２０Ａに再循環する。第一の反応炉２３０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている中程度／微細鉄鉱石は、第三のサイクロン２７０によって集められ、十三番目のダクト２７１、十番目のダクト２４７、第五の鉄鉱石出口（中央出口）２４４及び九番目のダクト２４６を介して第三の反応炉２３０に再循環する。第二の反応炉２４０から供給される還元ガス中に飛沫同伴されている超微細鉄鉱石粒子は、第四のサイクロン２８０によって集められ、第二の反応炉２４０の下部に再循環する。この実施の態様において、第一の流動床炉２１０、第二の流動床炉２２０の低ガス速度領域２２０Ｂ及び第二の反応炉２４０のそれぞれのガス速度は、各炉内に存する鉄鉱石の最小流動化速度の１．５−３．０倍に保たれるのが好ましく、各炉の上部のガス速度は鉄鉱石が飛散するに至る速度よりも小さく保たれるのが好ましく、並びに、第二の流動床炉２２０の高ガス速度領域２２０Ａ及び第一の反応炉２３０内のガス速度は、粗鉄鉱石粒子の最小流動化速度の１．５−３．０倍であるのが好ましい。更に、詰まらないようにするために、二番目のダクト２１４、六番目のダクト２２６、九番目のダクト２４６及び二十一番目のダクト２２６ａには、少量の還元ガスをその中に導入するためのパージガス入口Ｐが設けられるのが好ましい。上述したように、図４に示された本発明に係る第三の流動床炉は、直列ツインタイプの流動床炉（第二の流動床炉）を採用している。この直列ツインタイプの流動床炉は、粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石とを分離してプレ還元を行う見掛け上のガス速度が異なる二つの異なる反応領域を有する。この設計は、微細鉄鉱石の粉化が高温流動床還元の初期段階（プレ加熱及びプレ還元）の間に殆ど完了するということに基づいている。そして更に、粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石の分離された流動床還元によりガス消費率が改良されるということにも基づいている。粗鉄鉱石と中程度／微細鉄鉱石の分離は、直列ツインタイプの流動床炉内の鉄鉱石入口（高ガス速度内もしくは低ガス速度内の鉄鉱石入口）のレベル（高さ）を調節することによりコントロールすることができる。直列ツインタイプの第二の流動床炉の低ガス速度領域内でプレ還元された鉄鉱石粒子の殆どは、中程度／微細の大きさに属する。しかしながら、第一の反応炉に落ちる前の短時間の間に少量の粗鉄鉱石粒子が流動床中に含まれることがある。そして、流動床中の粗粒子の一部分は、直列ツインタイプ流動床炉の低ガス速度領域内の鉄鉱石入口のレベルを調節することにより調製することができる。粗粒子は、結局、第三の流動床炉の第一の反応炉に移される。それゆえに、このシステムにおいては、極めて短時間ではあるが、粗鉄鉱石粒子が第一の反応炉に移る前に第二の反応炉内に停留していることがたまにある。中程度／微細鉄鉱石中の粗粒子にこの短い時間を存在させることにより、従来のツインタイプ流動床炉において避けることができない問題とされていた微細粒子間の凝集によって生ずる固化を防止することができる。従来のツインタイプの流動床炉において、第一の反応炉の上部の一側は、ダクトを介して第二の反応炉の下部の一側に接続されている。そして、第一の反応炉内の還元ガスの速度は、中程度の大きさの鉄鉱石粒子の臨界速度よりも高くなるように制御され、これにより、鉄鉱石から出て来て第一の反応炉内に供給される中程度／微細鉄鉱石は、還元ガス中に飛沫同伴されて第二の流動床炉に移動し、粗鉄鉱石とは別に還元される。従来のツインタイプの流動床炉とは異なり、本発明によれば、プレ加熱された鉄鉱石は、円錐形状の分散器を内側に備える第二の反応炉に最初に充填される。第二の反応炉内の還元ガスの見掛け上のガス速度は、ただ単に中程度／微細鉄鉱石粒子が流動化し、粗鉄鉱石粒子が第一の反応炉内に落ちるように制御されるだけである。このように、反応したガスと反応していないガスの混合により生ずる従来のツインタイプの流動床炉の問題は、中程度／微細鉄鉱石から粗鉄鉱石粒子を分離して最終的にはそれらを別々の反応炉のバブリング流動床で還元することにより解決される。更に、本発明によれば、極めて短時間ではあるが、第一の反応炉内に落ちる前に粗鉄鉱石が第二の反応炉内に停留する時間があるので、第二の反応炉内における詰まりや固化を回避することができる。そして、最初の粗鉄鉱石は勿論のこと、中央出口が取り付けられている円錐形状のガス分散器を介して、微細鉄鉱石粒子の塊により形成された粗鉄鉱石をも放出することができる。本発明に係る微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置については、本発明の思想の範囲を離れずに幾つかの変更や変形ができるということは当業者には明らかであろう。それゆえに本発明は、添付された請求の範囲及びその均等の範囲内で得られる本発明の変更や変形もカバーすると考えられる。以下、本発明を具体的な実施例に基づいて記述する。実施例１表２に掲げられているような大きさ及び化学組成の微細鉄鉱石粒子を、図２及び表１に示されるような還元装置を用い、表２から４に掲げられている作動条件下で還元した。広い粒径分布の微細鉄鉱石を用いて上記条件下で実験を行った結果に示されるように、平均ガス利用度は約３０％であり、ガス消費率は約１２５０Ｎｍ³／トン−鉱石であった。更に、還元鉄が６０分以内で生産され、第三及び第四の鉄鉱石出口から得られる当該還元鉄の平均還元度は約９０％であったので、鉄生産率は非常に良好であった。プレ還元された鉄鉱石から取り出され、第二の反応炉に供給される粗鉄鉱石は、ガス速度を調製し、かつ、円錐形状のガス分散器（第二の反応炉の中央出口に備え付けられている）を使用することにより、中程度／微細鉄鉱石から分離される。次に、この粗鉄鉱石を第一の反応炉に移し、最終的にこの炉内で還元される。従って、第一の反応炉に移す前に第二の反応炉を通過する経路内で粗鉄鉱石（中程度／微細鉄鉱石よりも長時間かけて還元されている）をかなりの程度まで還元することができるので、ガス消費率を低減することが可能になる。本発明は、第二の反応炉に設けられている中央出口に備え付けられている円錐形状のガス分散器を使用して粗鉄鉱石粒子を第二の反応炉に供給することに加え、微細鉄鉱石粒子どうしの凝集により生じた粗鉄鉱石を放出することにより、第二の反応炉内における詰まりや固化の問題をも解決し得る。実施例２表２に掲げられているような大きさ及び化学組成の微細鉄鉱石粒子を、図４及び表５に示されるような還元装置を用い、表２、３及び６に掲げられている作動条件下で還元した。広い粒径分布の微細鉄鉱石を用いて上記条件下で実験を行った結果に示されるように、平均ガス利用度は約３０％であり、ガス消費率は約１２５０Ｎｍ³／トン−鉱石で、いずれも第一実施例と同様の結果が得られた。更に、還元鉄が６０分以内で生産され、第三及び第四の鉄鉱石出口から得られる当該還元鉄の平均還元度は約９０％であったので、鉄生産率は非常に良好であった。直列ツインタイプの第二の流動床炉の低ガス速度領域内でプレ還元され、その後で第二の反応炉に供給される鉄鉱石粒子は、殆どが中程度／微細鉄鉱石になる。しかしながら、第二の流動床炉の低ガス速度領域内の鉄鉱石出口のレベル（高さ）を調節することにより、床重量の１０−２０％程度の微量の粗鉄鉱石が流動床炉中に含まれる場合があり、その粗鉄鉱石は第三の流動床炉の第一の反応炉に移される（落とし込まれる）。それゆえに、このシステムにおいては、極めて短時間ではあるが、粗鉄鉱石粒子が第一の反応炉に移る前に第二の反応炉内に停留していることがたまにある。中程度／微細鉄鉱石中の粗粒子にこの短い時間を存在させることにより、従来のツインタイプ流動床炉において避けることができない問題とされていた微細粒子間の凝集によって生ずる固化を防止することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人ボエスト−アルピンインダストリアンラゲンバオジイエムビイエッチオーストリア、リンツＡ−4031、タームシュトラッセ44 (72)発明者キム、ハンググ大韓民国キョングサングブック−ド 790 −330、ポハングシテイ、ナム−ク、ヒョジャ−ドング、サン32 リサーチインステイチュートオブインダストリアルサイエンスアンドテクノロジー内 (72)発明者リー、イルオック大韓民国キョングサングブック−ド 790 −330、ポハングシテイ、ナム−ク、ヒョジャ−ドング、サン32 リサーチインステイチュートオブインダストリアルサイエンスアンドテクノロジー内 (72)発明者チュング、ウチャング大韓民国キョングサングブック−ド 790 −330、ポハングシテイ、ナム−ク、ヒョジャ−ドング、サン32 リサーチインステイチュートオブインダストリアルサイエンスアンドテクノロジー内 (72)発明者キム、ヨングハ大韓民国キョングサングブック−ド 790 −330、ポハングシテイ、ナム−ク、ヒョジャ−ドング、サン32 リサーチインステイチュートオブインダストリアルサイエンスアンドテクノロジー内【要約の続き】の反応炉（４０）からの排気ガス中で飛沫同伴された超微細な鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロン（８０）と、を含む。

Claims

【特許請求の範囲】１．バブリング流動化状態中に微細鉄鉱石の乾燥／プレ加熱をするためのシングルタイプの第一の流動床炉と；前記第一の流動床炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第一のサイクロンと；前記第一の流動床炉内で乾燥／プレ加熱された微細鉄鉱石のプレ還元をするためのシングルタイプの第二の流動床炉と；前記第二の流動床炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第二のサイクロンと；第一のシリンダー状の反応炉と、第二の流動床炉でプレ還元されている粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石をそれぞれ最終的に還元する第二の反応炉と、を含むツインタイプの第三の流動床炉と；前記第三の流動床炉の第一の反応炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている中程度／微細鉄鉱石粒子を収集するための第三のサイクロンと；並びに、前記第三の流動床炉の第二の反応炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている超微細鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロンと、前記第一の流動床炉は、第一の拡張部分、第一の傾斜部分及び第一の狭部分を含み、前記第一の狭部分においては、その底部には第一の排気ガス入口が設けられ、この第一の排気ガス入口の上部には第一のガス分散器が設けられると共にその一方の側壁には第一の鉄鉱石出口が設けられ、前記第一の拡張部分及び前記第一の狭部分は、それぞれ十六番目のダクト及び一番目のダクトを通じて前記第一のサイクロンに接続され、及び前記第一の狭部分は、七番目のダクトを介してホッパーに接続され；前記第二の流動床炉は、第二の拡張部分、第二の傾斜部分及び第二の狭部分を含み、前記第二の狭部分においては、その底部には第二の排気ガス入口が設けられ、この第二の排気ガス入口の上部には第二のガス分散器が設けられると共にその一方の側壁には第二の鉄鉱石出口が設けられ、前記第二の拡張部分及び前記第二の狭部分は、それぞれ十八番目のダクト及び四番目のダクトを介して前記第二のサイクロンに接続され、前記第二の狭部分は、二番目のダクト及び第一の鉄鉱石出口を介して前記第一の狭部分に接続され、及び前記第二のサイクロンは、三番目のダクトを介して第一の排気ガス入口に接続され；前記第三の流動床炉の第一の反応炉は、シリンダー状の形状で、溶融炉の排気ガスが供給される第三の排気ガス入口をその底部に有すると共に第三の分散器がその下部に備えられ、及び、八番目のダクトを介して溶融炉の上部に接続されていると共に十九番目のダクトを介して第三のサイクロンに接続されている第三の鉄鉱石出口を有し、前記第三のサイクロンの上部は、七番目のダクトを介して第二の排気ガス入口に接続されており；並びに前記第三の流動床炉の第二の反応炉は、第三の拡張部分、第三の傾斜部分及び第三の狭部分を含み、前記第三の狭部分は、その底部に第五の鉄鉱石出口を有し、円錐形状の第四の分散器がその内側に設けられていると共に第四の鉄鉱石出口がその側壁の一方に設けられ、この第四の鉄鉱石出口は十二番目のダクトを介して溶融炉に接続されており、前記第三の拡張部分及び第三の狭部分は、それぞれ二十番目のダクト及び十四番目のダクトを介して前記第四のサイクロンに接続されており、前記第三の狭部分は、六番目のダクト及び第二の鉄鉱石出口を介して前記第二の流動床炉の前記第二の鉄鉱石出口に接続され、前記第四のサイクロンの上部は、五番目のダクトを介して七番目のダクトに接続され、前記第三の狭部分は第四の排気ガス入口を有し、この第四の排気ガス入口は円錐形状の第四の分散器の下方に位置すると共に十一番目のダクトを介して溶融炉に接続され、第五の鉄鉱石出口は九番目のダクトを介して第三の流動床炉に接続され、九番目及び十一番目のダクトは十番目のダクトに接続され、第三のサイクロンの下部は十三番目のダクトを介して前記十番目のダクトに接続されている、を含む微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置。２．請求の範囲第１項の装置において、前記第五の鉄鉱石出口はその内側に縮小フィンを有している装置。３．バブリング流動化状態中に微細鉄鉱石の乾燥／プレ加熱をするためのシングルタイプの第一の流動床炉と；前記第一の流動床炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第一のサイクロンと；前記第一の流動床炉内で乾燥／プレ加熱された微細鉄鉱石のプレ還元をするためのシングルタイプの第二の流動床炉と；前記第二の流動床炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第二のサイクロンと；第一のシリンダー状の反応炉と、第二の流動床炉でプレ還元されている粗鉄鉱石及び中程度／微細鉄鉱石をそれぞれ最終的に還元する第二の反応炉と、を含むツインタイプの第三の流動床炉と；前記第三の流動床炉の第一の反応炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている中程度／微細鉄鉱石粒子を収集するための第三のサイクロンと；並びに、前記第三の流動床炉の第二の反応炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている超微細鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロンと、前記第一の流動床炉は、第一の拡張部分、第一の傾斜部分及び第一の狭部分を含み、前記第一の狭部分においては、その底部には第一の排気ガス入口が設けられ、この第一の排気ガス入口の上部には第一のガス分散器が設けられると共にその一方の側壁には第一の鉄鉱石出口が設けられ、前記第一の拡張部分及び前記第一の狭部分は、それぞれ十六番目のダクト及び一番目のダクトを通じて前記第一のサイクロンに接続され、及び前記第一の狭部分は、七番目のダクトを介してホッパーに接続され；第二の流動床炉は、第二の拡張部分、第二の傾斜部分及び第二の狭部分を含み、前記第二の狭部分においては、第六の排気ガス入口／鉄鉱石中央出口がその底部に設けられ、この第六の排気ガス入口／鉄鉱石中央出口の上部には円錐形状の第二のガス分散器が設けられると共にその一方の側壁には第二の鉄鉱石出口が設けられ、前記第二の拡張部分及び前記第二の狭部分は、それぞれ十八番目のダクト及び四番目のダクトを介して前記第二のサイクロンに接続され、前記第二の狭部分は、二番目のダクト及び第一の鉄鉱石出口を介して前記第一の狭部分に接続され、前記第二のサイクロンは、三番目のダクトを介して第一の排気ガス入口に接続され、前記第六の排気ガス入口／鉄鉱石中央出口は、五番目のダクトを介して前記第三の流動床炉の第一の反応炉に接続され、前記第二の狭部分は、その一方の側壁には第二の排気ガス入口を備え、前記第三の流動床炉の第一の反応炉は、シリンダー状の形状で、溶融炉の排気ガスが供給される第三の排気ガス入口をその底部に有すると共に第三の分散器がその下部に備えられ、八番目のダクトを介して溶融炉の上部に接続されていると共に十九番目のダクトを介して第三のサイクロンの上部に接続されている第三の鉄鉱石出口を有し、及び、前記第三のサイクロンの上部は七番目のダクトを介して前記第六の鉄鉱石出口に接続されており；並びに前記第三の流動床炉の第二の反応炉は、第三の拡張部分、第三の傾斜部分及び第三の狭部分を含み、前記第三の狭部分は、その底部に第五の鉄鉱石出口を有し、円錐形状の第四の分散器がその内側に設けられていると共に第四の鉄鉱石出口がその側壁の一方に設けられ、この第四の鉄鉱石出口は十二番目のダクトを介して溶融炉に接続されており、前記第三の拡張部分及び第三の狭部分は、それぞれ二十番目のダクト及び十四番目のダクトを介して前記第四のサイクロンに接続されており、前記第三の狭部分は、六番目のダクト及び第二の鉄鉱石出口を介して前記第二の流動床炉の前記第二の狭部分に接続され、及び、前記第三のサイクロンの下部は十三番目のダクトを介して前記十番目のダクトに接続されている、を含む微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置。４．請求の範囲第３項の装置において、前記第五及び第六の鉄鉱石出口はその内側に縮小フィンを有している装置。５．バブリング流動化状態を形成している間に微細鉄鉱石の乾燥／プレ加熱をするためのシングルタイプの第一の流動床炉と；前記第一の流動床炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第一のサイクロンと；高ガス速度領域と低ガス速度領域とを含み、前記第一の流動床炉内で乾燥／プレ加熱された広い大きさ分布の微細鉄鉱石を粗鉄鉱石粒子と中程度／微細鉄鉱石粒子とに篩い分け、バブリング流動床中でそれらをそれぞれ別々にプレ還元するための直列ツインタイプの第二の流動床炉と；前記第二の流動床炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている微細鉄鉱石粒子を収集するための第二のサイクロンと；前記高ガス速度領域中でプレ還元された粗鉄鉱石及び前記低ガス速度領域中でプレ還元された中程度／微細鉄鉱石粒子をそれぞれ最終的に還元する第一のシリンダー状の反応炉及び第二の反応炉を含むツインタイプの第三の流動床炉と；前記第三の流動床炉の第一の反応炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている中程度／微細鉄鉱石粒子を収集するための第三のサイクロンと；並びに、前記第三の流動床炉の第二の反応炉からの排気ガス中に飛沫同伴されている超微細鉄鉱石粒子を収集するための第四のサイクロンと、前記第一の流動床炉は、第一の拡張部分、第一の傾斜部分及び第一の狭部分を含み、前記第一の狭部分においては、その底部には第一の排気ガス入口が設けられ、この第一の排気ガス入口の上部には第一のガス分散器が設けられると共にその一方の側壁には第一の鉄鉱石出口が設けられ、前記第一の拡張部分及び前記第一の狭部分は、それぞれ十六番目のダクト及び一番目のダクトを通じて前記第一のサイクロンに接続され、及び前記第一の狭部分は、十七番目のダクトを介してホッパーに接続され；前記第二の流動床炉は、高ガス速度領域及び第二の拡張部分を含む低ガス速度領域を含むと共に、第二の傾斜部分及び第二の狭部分を含み、前記高ガス速度領域においては、その底部には第二の排気ガス入口が設けられると共に、その下部には第二のガス分散器が備えられ、前記低ガス速度領域においては、第六の排気ガス入口が底部に設けられると共に、円錐形状のガス分散器プレートが下部に設けられ、前記第二の狭部分においては、その底部に、第五の排気ガス入口及び第二の鉄鉱石出口が設けられ、前記第二の拡張部分及び前記第二の狭部分は、それぞれ十八番目のダクト及び四番目のダクトを介して前記第二のサイクロンに接続され、前記第二の狭部分は、二番目のダクトを介して前記第一の狭部分に接続され、及び前記第二のサイクロンは、三番目のダクトを介して第一の排気ガス入口に接続され；前記第三の流動床炉の第一の反応炉は、シリンダー状の形状で、溶融炉の排気ガスが供給される第三の排気ガス入口をその最底部に有すると共に第三の分散器がその下部に備えられ、八番目のダクトを介して溶融炉の上部に接続されていると共に十九番目のダクトを介して第三のサイクロンに接続されている第三の鉄鉱石出口を有し、前記第三のサイクロンの上部は七番目のダクトを介して第二の排気ガス入口に接続されており、及び、前記第一の反応炉は、二十一番目のダクトを介して前記第二の反応炉の高ガス速度領域に接続されており；並びに前記第三の流動床炉の第二の反応炉は、第三の拡張部分、第三の傾斜部分及び第三の狭部分を含み、前記第三の狭部分は、その底部に第五の鉄鉱石出口を有し、円錐形状の第四の分散器がその内側に設けられていると共に第四の鉄鉱石出口がその側壁の一方に設けられ、この第四の鉄鉱石出口は十二番目のダクトを介して溶融炉に接続されており、前記第三の拡張部分及び第三の狭部分は、それぞれ二十番目のダクト及び十四番目のダクトを介して前記第四のサイクロンに接続されており、前記第三の狭部分は、六番目のダクトを介して前記第二の流動床炉の前記第二の狭部分に接続され、前記第四のサイクロンの上部は、五番目のダクトを介して前記第二の流動床炉の低ガス速度領域に接続され、前記第三の狭部分は第四の排気ガス入口を有し、この第四の排気ガス入口は円錐形状の前記第二の分散器の下方に位置すると共に十一番目のダクトを介して溶融炉に接続され、前記第五の鉄鉱石出口は九番目のダクトを介して前記第三の流動床炉に接続され、前記九番目及び十一番目のダクトは十番目のダクトに接続され、及び、第三のサイクロンの下部は十三番目のダクトを介して前記十番目のダクトに接続されている、を含む微細な鉄鉱石を還元するための三段式流動床炉タイプの装置。６．請求の範囲第５項の装置において、前記第二の流動床炉の高ガス速度領域は、ガス速度を増加させるための縮小フィンを有している装置。