JPH11106812A - 回転炉床炉の操業方法および回転炉床炉 - Google Patents
回転炉床炉の操業方法および回転炉床炉Info
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- JPH11106812A JPH11106812A JP9265407A JP26540797A JPH11106812A JP H11106812 A JPH11106812 A JP H11106812A JP 9265407 A JP9265407 A JP 9265407A JP 26540797 A JP26540797 A JP 26540797A JP H11106812 A JPH11106812 A JP H11106812A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
- C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces
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- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転炉床炉の操業に際して還元済鉱石の再酸
化を防止するとともに燃料消費量の削減を図る。 【解決手段】 一方向に回転する炉床を備えた回転炉に
鉄鉱石と固体還元材からなる原料を供給、積載してそれ
を順次に予熱、還元、排出する一連の操作を繰返するこ
とによって該鉱石の還元を行うに当たり、還元処理を終
えた還元鉱石の持つ熱を利用して回転炉内に供給される
原料を予熱し、この予熱に続いて原料鉱石を回転炉床上
に積載するようにする。
化を防止するとともに燃料消費量の削減を図る。 【解決手段】 一方向に回転する炉床を備えた回転炉に
鉄鉱石と固体還元材からなる原料を供給、積載してそれ
を順次に予熱、還元、排出する一連の操作を繰返するこ
とによって該鉱石の還元を行うに当たり、還元処理を終
えた還元鉱石の持つ熱を利用して回転炉内に供給される
原料を予熱し、この予熱に続いて原料鉱石を回転炉床上
に積載するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原料鉱石を還元処理
して還元金属を製造するのに適した回転炉床炉の操業方
法および回転炉床炉に関するものである。
して還元金属を製造するのに適した回転炉床炉の操業方
法および回転炉床炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】粗鋼の生産法としては大きく分けて高炉
−転炉法と電気炉法があるが、このうち、電気炉法はス
クラップや還元鉄を鉄原料として、それらを電気エネル
ギーで加熱溶解させ、場合によっては精錬して鋼にして
いる。この電気炉法は現状ではスクラップを主な原料と
しているが、近年、スクラップの需給のひっ迫や、高級
製品を製造しようとする要求から、還元鉄の使用が増加
しつつある。
−転炉法と電気炉法があるが、このうち、電気炉法はス
クラップや還元鉄を鉄原料として、それらを電気エネル
ギーで加熱溶解させ、場合によっては精錬して鋼にして
いる。この電気炉法は現状ではスクラップを主な原料と
しているが、近年、スクラップの需給のひっ迫や、高級
製品を製造しようとする要求から、還元鉄の使用が増加
しつつある。
【０００３】還元鉄を製造するプロセスの一つとして、
例えば、特開昭63−108188号公報には、水平方向に回転
する回転炉床炉に鉄鉱石と固体還元剤とを装入してそれ
らの層を積み付け、その層の上部より輻射伝熱によって
加熱、鉄鉱石を還元し、還元鉄を製造する方法が開示さ
れている。
例えば、特開昭63−108188号公報には、水平方向に回転
する回転炉床炉に鉄鉱石と固体還元剤とを装入してそれ
らの層を積み付け、その層の上部より輻射伝熱によって
加熱、鉄鉱石を還元し、還元鉄を製造する方法が開示さ
れている。
【０００４】一般に鉱石を還元するための回転炉床炉で
は炉床が一回転する間に原料の炉床への積載、予熱、還
元、排出といった一連の操作を実施するのが普通であ
り、これに合わせて生産性をできるかぎり向上させるた
めに原料の装入口と処理済の還元鉱石の排出口とを図１
に示すように隣接させる構造になっている。
は炉床が一回転する間に原料の炉床への積載、予熱、還
元、排出といった一連の操作を実施するのが普通であ
り、これに合わせて生産性をできるかぎり向上させるた
めに原料の装入口と処理済の還元鉱石の排出口とを図１
に示すように隣接させる構造になっている。
【０００５】図１において装入口１から排出口２に至る
までの回転炉床３の上にはそのＡ−Ａ断面を図２に示し
たように鉄鉱石と固体還元材からなる層ｔが積載されて
いるが、上面および側面を耐火物が張られた炉体４によ
って覆われていて、炉の上部には燃料ガスあるいは重油
等の燃焼用のバーナー５が設置されており、それを熱源
として回転炉床３上の原料を昇温し、原料中の炭材で鉱
石が還元される。
までの回転炉床３の上にはそのＡ−Ａ断面を図２に示し
たように鉄鉱石と固体還元材からなる層ｔが積載されて
いるが、上面および側面を耐火物が張られた炉体４によ
って覆われていて、炉の上部には燃料ガスあるいは重油
等の燃焼用のバーナー５が設置されており、それを熱源
として回転炉床３上の原料を昇温し、原料中の炭材で鉱
石が還元される。
【０００６】ここに、炉内温度は1300℃前後に維持され
るのが普通である。鉱石は還元処理の終了により還元鉱
石となるが、還元鉱石は温度が高いため、そのまま炉外
へ排出すると再酸化による製品品質の低下の危険性があ
る。また還元鉱石はその温度が高いことから、排出口２
を含めたその周辺機器の損傷、寿命の低下も懸念され
る。その解決策として、還元鉱石を排出前に移転炉床上
で空冷、水冷などの冷却器により冷却し、その後に排出
して回収することも考えられてはいる。しかし気体、水
等のユーティリティーが必要となることと、装置が複雑
になり、設備費が高くなるという問題がある。さらに気
体、水などに熱交換されたエネルギーをうまく利用しな
い限り、エネルギーロスになってしまう不利があった。
るのが普通である。鉱石は還元処理の終了により還元鉱
石となるが、還元鉱石は温度が高いため、そのまま炉外
へ排出すると再酸化による製品品質の低下の危険性があ
る。また還元鉱石はその温度が高いことから、排出口２
を含めたその周辺機器の損傷、寿命の低下も懸念され
る。その解決策として、還元鉱石を排出前に移転炉床上
で空冷、水冷などの冷却器により冷却し、その後に排出
して回収することも考えられてはいる。しかし気体、水
等のユーティリティーが必要となることと、装置が複雑
になり、設備費が高くなるという問題がある。さらに気
体、水などに熱交換されたエネルギーをうまく利用しな
い限り、エネルギーロスになってしまう不利があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
点を解決するものであって、回転炉床炉におけるエネル
ギーロスを減少すると共に還元鉱石の炉外排出後の再酸
化による品質低下を防止できる回転炉床炉の操業方法お
よび回転炉床炉を提案するところにある。
点を解決するものであって、回転炉床炉におけるエネル
ギーロスを減少すると共に還元鉱石の炉外排出後の再酸
化による品質低下を防止できる回転炉床炉の操業方法お
よび回転炉床炉を提案するところにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、還元処理した還元鉱石を回転炉床炉から排出する前
にそれが持つ顕熱を原料へ熱交換させることで還元鉱石
の炉外排出時の温度を下げ、再酸化の防止を図ると共
に、原料を回転炉床上への積載する前に昇温させておく
ことで、原料の昇温に必要なバーナー燃料の削減を可能
とするものである。
に、還元処理した還元鉱石を回転炉床炉から排出する前
にそれが持つ顕熱を原料へ熱交換させることで還元鉱石
の炉外排出時の温度を下げ、再酸化の防止を図ると共
に、原料を回転炉床上への積載する前に昇温させておく
ことで、原料の昇温に必要なバーナー燃料の削減を可能
とするものである。
【０００９】すなわち、本発明は、一方向に回転する炉
床を備えた回転炉に原料鉱石を供給、積載してそれを順
次に予熱、還元、排出する一連の操作を繰り返すことに
よって該鉱石の還元を行うに当たり、還元処理を終えた
還元鉱石の持つ熱を利用して回転炉内に供給される原料
を予熱し、この予熱に続いて原料を回転炉床上に積載す
ることを特徴とする回転炉床炉の操業方法である。
床を備えた回転炉に原料鉱石を供給、積載してそれを順
次に予熱、還元、排出する一連の操作を繰り返すことに
よって該鉱石の還元を行うに当たり、還元処理を終えた
還元鉱石の持つ熱を利用して回転炉内に供給される原料
を予熱し、この予熱に続いて原料を回転炉床上に積載す
ることを特徴とする回転炉床炉の操業方法である。
【００１０】また、本発明は、原料を積載して回転する
炉床と、この炉床を取り囲む炉体とを備えた回転炉床炉
であって、この回転炉床炉は、原料を供給する装入口か
ら処理を終えた還元鉱石を排出する排出口に至るまでの
少なくとも一部の領域に、装入口より供給された原料を
還元鉱石のもつ熱の輻射伝熱によって予熱して炉床上へ
誘導する隔壁を有する、ことを特徴とする回転炉床炉で
ある。
炉床と、この炉床を取り囲む炉体とを備えた回転炉床炉
であって、この回転炉床炉は、原料を供給する装入口か
ら処理を終えた還元鉱石を排出する排出口に至るまでの
少なくとも一部の領域に、装入口より供給された原料を
還元鉱石のもつ熱の輻射伝熱によって予熱して炉床上へ
誘導する隔壁を有する、ことを特徴とする回転炉床炉で
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をよ
り具体的に説明する。図３は本発明に従う回転炉床炉の
要部を示したものであって図における番号６は原料鉱石
を装入する装入口、７は還元鉱石を排出する排出口、８
は装入口６から排出口７に至るまでの間に配置し、原料
のフィーダ機能を有する隔壁、９は炉床４上の原料の温
度を計測する温度計であり、その他の基本的な構造は上
掲図１に示したものと変わるところがない。
り具体的に説明する。図３は本発明に従う回転炉床炉の
要部を示したものであって図における番号６は原料鉱石
を装入する装入口、７は還元鉱石を排出する排出口、８
は装入口６から排出口７に至るまでの間に配置し、原料
のフィーダ機能を有する隔壁、９は炉床４上の原料の温
度を計測する温度計であり、その他の基本的な構造は上
掲図１に示したものと変わるところがない。
【００１２】挿入口６から炉内へ供給された鉄鉱石と固
体還元材からなる原料ｔは隔壁８の上を通り炉床４へと
誘導され、炉床４の矢印方向への移動によって炉内を１
周する間に還元されて排出口７に至ることになる。ここ
で、隔壁８の下側には還元処理を終えた高温の還元鉱石
が存在するのでその上の原料ｔは還元鉱石からの輻射伝
熱にて予熱される一方、還元鉱石はその際、温度が降下
し排出口７に至ったところで炉外へと排出される。
体還元材からなる原料ｔは隔壁８の上を通り炉床４へと
誘導され、炉床４の矢印方向への移動によって炉内を１
周する間に還元されて排出口７に至ることになる。ここ
で、隔壁８の下側には還元処理を終えた高温の還元鉱石
が存在するのでその上の原料ｔは還元鉱石からの輻射伝
熱にて予熱される一方、還元鉱石はその際、温度が降下
し排出口７に至ったところで炉外へと排出される。
【００１３】本発明においては、原料との熱交換に必要
なラップ距離Ｌを設定するようにしたので挿入口６から
挿入された原料の温度を炉床３に至るまでの間である程
度上昇させることができるので原料の昇温、還元におい
て使用するバーナーの燃料消費量を低減（投入エネルギ
ーの低減）できるし 、排出口７から排出される還元鉱
石の温度を低下させることができ、排出後の再酸化によ
る品質低下を招くようなことはない。また還元鉱石の温
度低下によって、排出口７を含めた関連機器における熱
負荷が軽減されるので熱変形等の損傷を防止することが
できる利点がある。本発明において適用する原料（鉄鉱
石＋固体還元材）はそのサイズが篩い目で10mm以下のも
の、好ましくは８mm以下のもの、さらに好ましくは３mm
以下のものとするのがよい。
なラップ距離Ｌを設定するようにしたので挿入口６から
挿入された原料の温度を炉床３に至るまでの間である程
度上昇させることができるので原料の昇温、還元におい
て使用するバーナーの燃料消費量を低減（投入エネルギ
ーの低減）できるし 、排出口７から排出される還元鉱
石の温度を低下させることができ、排出後の再酸化によ
る品質低下を招くようなことはない。また還元鉱石の温
度低下によって、排出口７を含めた関連機器における熱
負荷が軽減されるので熱変形等の損傷を防止することが
できる利点がある。本発明において適用する原料（鉄鉱
石＋固体還元材）はそのサイズが篩い目で10mm以下のも
の、好ましくは８mm以下のもの、さらに好ましくは３mm
以下のものとするのがよい。
【００１４】
【実施例】挿入口から排出口までの平均距離（炉床外周
側）Ｌが１．３ｍで、還元鉱石の表面から隔壁に至るま
での垂直距離（平均）Ｌ1 が０．３０ｍ、隔壁の厚さを
０．１２ｍ（アルミナ製の耐火材）、排出口にスクリュ
ーフィーダーを配置した直径2.2mの炉床（炉床の上面に
アルミナ系の耐火物を張り、炉床の上部にバーナーを配
置）を備えた上掲図３のような形式の回転炉床炉を用
い、原料の還元処理をおこなった。
側）Ｌが１．３ｍで、還元鉱石の表面から隔壁に至るま
での垂直距離（平均）Ｌ1 が０．３０ｍ、隔壁の厚さを
０．１２ｍ（アルミナ製の耐火材）、排出口にスクリュ
ーフィーダーを配置した直径2.2mの炉床（炉床の上面に
アルミナ系の耐火物を張り、炉床の上部にバーナーを配
置）を備えた上掲図３のような形式の回転炉床炉を用
い、原料の還元処理をおこなった。
【００１５】炉内に供給する原料は粉鉄鉱石と粉コーク
スを篩い目３mm以下に調整し、重量比で８対２で混合し
た混合物とし、炉温は常温の空気とプロパンガスの混合
ガスを使用したバーナーの燃焼制御で1300℃に制御し
た。
スを篩い目３mm以下に調整し、重量比で８対２で混合し
た混合物とし、炉温は常温の空気とプロパンガスの混合
ガスを使用したバーナーの燃焼制御で1300℃に制御し
た。
【００１６】炉内に供給された粉鉄鉱石と粉コークスの
混合物からは還元中にCOガスが発生するがこのガスもバ
ーナーからの余剰空気によって燃焼することになる。炉
内における滞留時間は炉床の回転速度によって27min に
制御した。回転炉床に積付けられた原料の温度を測定し
つつ、連続して20日間の操業を行った。
混合物からは還元中にCOガスが発生するがこのガスもバ
ーナーからの余剰空気によって燃焼することになる。炉
内における滞留時間は炉床の回転速度によって27min に
制御した。回転炉床に積付けられた原料の温度を測定し
つつ、連続して20日間の操業を行った。
【００１７】比較のため、図４に示すような垂直隔壁１
０を備える構造になる炉を使用した同一条件での操業も
合わせて行った。その結果を表１に示す。
０を備える構造になる炉を使用した同一条件での操業も
合わせて行った。その結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】本発明では製品（還元鉱石）と原料との間
で熱交換がなされたため製品の温度が比較例に対して低
く、炉外での再酸化があまりなかった。また、製品排出
口に設けたロータリーフィーダーは操業中問題なく使用
できた。回転炉床に積みつけられた原料の温度は製品と
の熱交換で430 ℃まで加熱されていた。原料が予熱され
た分、バーナーからの加熱を少なくできることから比較
例に比べ、プロパンの消費量を10％程度節約できたのに
対し、比較例では製品の排出温度は1200℃と高温で、炉
外では再酸化され還元率が大きく低下した。また、製品
排出装置であるフィーダーは操業６日目に焼きつきが生
じ運転不能になった。
で熱交換がなされたため製品の温度が比較例に対して低
く、炉外での再酸化があまりなかった。また、製品排出
口に設けたロータリーフィーダーは操業中問題なく使用
できた。回転炉床に積みつけられた原料の温度は製品と
の熱交換で430 ℃まで加熱されていた。原料が予熱され
た分、バーナーからの加熱を少なくできることから比較
例に比べ、プロパンの消費量を10％程度節約できたのに
対し、比較例では製品の排出温度は1200℃と高温で、炉
外では再酸化され還元率が大きく低下した。また、製品
排出装置であるフィーダーは操業６日目に焼きつきが生
じ運転不能になった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、鉱石の還元を回転炉床
炉で行う際に、再酸化による還元鉱石の品質低下の予防
と還元鉱石排出装置の損傷防止を達成すると共に、系全
体のエネルギーロスを最小限に留めることができた。
炉で行う際に、再酸化による還元鉱石の品質低下の予防
と還元鉱石排出装置の損傷防止を達成すると共に、系全
体のエネルギーロスを最小限に留めることができた。
【図１】従来形式の回転炉床炉の全体構成を示した図で
ある。
ある。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示した図である。
【図３】本発明に従う回転炉床炉の要部の構成を示した
図である。
図である。
【図４】比較例で使用した回転炉床炉の要部の構成を示
した図である。
した図である。
１ 装入口 ２ 排出口 ３ 回転炉床 ４ 炉体 ５ バーナー ６ 挿入口 ７ 排出口 ８ 隔壁 ９ 温度計 １０ 垂直隔壁 ｔ 原料 ｔ1 還元鉱石
Claims (2)
- 【請求項１】 一方向に回転する炉床を備えた回転炉床
炉に鉄鉱石と固体還元材からなる原料を供給、積載して
それを順次に予熱、還元、排出する一連の操作を繰返す
ることによって該鉱石の還元を行うに当たり、 還元処理を終えた還元鉱石の持つ熱を利用して回転炉内
に供給される鉄鉱石と固体還元材からなる原料を予熱
し、この予熱に続いて該鉄鉱石と固体還元材からなる原
料を回転炉床上に積載することを特徴とする回転炉床炉
の操業方法。 - 【請求項２】 鉄鉱石と固体還元材からなる原料を積載
して回転する炉床と、この炉床を取り囲む炉体とを備え
た回転炉床炉であって、この回転炉床炉は、原料を供給
する装入口から処理を終えた還元鉱石を排出する排出口
に至るまでの間の少なくとも一部の領域に、装入口より
供給された鉄鉱石と固体還元材からなる原料を還元鉱石
の持つ熱の輻射伝熱によって予熱して炉床上へ誘導する
隔壁を有する、ことを特徴とする回転炉床炉。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26540797A JP3845978B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 回転炉床炉の操業方法および回転炉床炉 |
| US09/319,003 US6135766A (en) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Rotary hearth furnace and method of operating the same |
| IDW990509A ID22483A (id) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Metode operasi oven pendiangan putar |
| BR9806256-5A BR9806256A (pt) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Forno de soleira giratório e processo de operação do mesmo. |
| KR1019997004740A KR100360054B1 (ko) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | 회전 노상로 및 그 조업방법 |
| PCT/JP1998/001400 WO1999016914A1 (fr) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | Four a sole mobile et son procede de fonctionnement |
| EP98911062A EP0969106A4 (en) | 1997-09-30 | 1998-03-27 | MOBILE SOLE OVEN AND OPERATING METHOD THEREOF |
| ZA982699A ZA982699B (en) | 1997-09-30 | 1998-03-31 | Rotary hearth furnace and method of operating the same |
| MYPI98001418A MY120532A (en) | 1997-09-30 | 1998-03-31 | Rotary hearth furnace and method of operating the same. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26540797A JP3845978B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 回転炉床炉の操業方法および回転炉床炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106812A true JPH11106812A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3845978B2 JP3845978B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=17416745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26540797A Expired - Fee Related JP3845978B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 回転炉床炉の操業方法および回転炉床炉 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6135766A (ja) |
| EP (1) | EP0969106A4 (ja) |
| JP (1) | JP3845978B2 (ja) |
| KR (1) | KR100360054B1 (ja) |
| BR (1) | BR9806256A (ja) |
| ID (1) | ID22483A (ja) |
| MY (1) | MY120532A (ja) |
| WO (1) | WO1999016914A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA982699B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6569223B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-05-27 | Midrex International B.V. Zurich Branch | Method of manufacturing molten metal iron |
| US6602320B2 (en) | 2000-04-10 | 2003-08-05 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Method for producing reduced iron |
| US6630010B2 (en) | 2000-03-30 | 2003-10-07 | Midrex International B.V. Zurich Branch | Method of producing metallic iron |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413295B2 (en) | 1998-11-12 | 2002-07-02 | Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Iron production method of operation in a rotary hearth furnace and improved furnace apparatus |
| WO2001054819A1 (en) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Pacific Edge Holdings Pty Ltd | Process for upgrading low rank carbonaceous material |
| JP5388450B2 (ja) * | 2004-12-07 | 2014-01-15 | ニュー−アイロン テクノロジー リミテッド ライアビリティー カンパニー | 金属鉄ナゲットを生成するための方法およびシステム |
| CA2665562C (en) * | 2006-10-04 | 2015-01-20 | Nu-Iron Technology, Llc | System and method of producing metallic iron |
| WO2008042997A1 (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-10 | Nu-Iron Technology, Llc | System and method for producing metallic iron |
| WO2008063897A2 (en) * | 2006-11-17 | 2008-05-29 | Nu-Iron Technology, Llc | Multiple hearth furnace for reducing iron oxide |
| CA2661419A1 (en) | 2008-04-03 | 2009-10-03 | Nu-Iron Technology, Llc | System and method for producing metallic iron |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2085625A (en) * | 1932-12-29 | 1937-06-29 | Andersen Gustav | Furnace for ore reduction |
| US2089782A (en) * | 1934-12-14 | 1937-08-10 | Industrimetoder Ab | Process of producing sponge iron |
| US4181812A (en) * | 1977-03-28 | 1980-01-01 | Asea Aktiebolag | Iron oxide melt reduction furnace and method |
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