JPH11229007A - 竪型シャフトキュポラ・高炉・溶融炉法 - Google Patents

竪型シャフトキュポラ・高炉・溶融炉法

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JPH11229007A
JPH11229007A JP6384598A JP6384598A JPH11229007A JP H11229007 A JPH11229007 A JP H11229007A JP 6384598 A JP6384598 A JP 6384598A JP 6384598 A JP6384598 A JP 6384598A JP H11229007 A JPH11229007 A JP H11229007A
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正一 久米
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礼二郎 高橋
Junichiro Yagi
順一郎 八木
Kozo Kaneko
晃三 金子
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 系外に出るダストを極めて少なくする、竪型
シャフトキュポラ・高炉・溶融炉法を提供する。 【解決手段】 炉下部に設けた羽口より上方部に鉄鉱石
原料とコークスとの層をシャフト下方に形成し、シャフ
ト内部に空槽を形成して成るように構成し且つ羽口レベ
ルを3段以上に設定したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鉱石を溶融して
銑鉄を取り出す竪型シャフトキュポラ・高炉・溶融炉法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の高炉溶融炉としては、図6に示す
ように、耐火性レンガを敷きつめた炉床1を形成し、そ
の上部は溶解した銑鉄が集まるように溶銑床2を設け、
その上部には鉱滓を分離する鉱滓床3を設けてあり、そ
れらを囲繞して耐火性レンガで形成した炉腹4を設け、
その上部には一体として耐火性レンガを積み上げてシャ
フト5を形成し、これらの周囲は鉄板6で包囲され保護
されている。炉壁には熱風を送り込む羽口7が同じレベ
ルに数十カ所開いており、炉内ではレースウエイ8を通
して熱が渡るように形成されている。ここから吹き込ま
れた高温の熱風は、多段層9Aになった鉄鉱石原料とコ
ークス(例えば25層づつ)の間を通り燃焼ガスとなり
鉄鉱石を還元させ、溶解して銑鉄を下に落として取り出
すとともに、ガスは炉頂10から高炉ガス上昇管11に
集められる。また、鉱滓も系外に取り出す構造になって
いる。鉄鉱石、コークス、石灰石などの原料9の装入は
ベルトコンベアー12で上部の炉頂10に運ばれ、ホッ
パー13に投入され、外部の信号により大ベル14によ
り、一定周期で常に原料装入表面15まで補給されてい
く。炉内温度は、下部ほど高く、最高域のレースウェイ
近くでは約2,000℃の高温になっている。16は高
炉支柱、17は熱風管、18はガス灰ダスト沈降装置、
19は出銑口、20はそこから出た銑鉄を運ぶトーピー
ドカー、21は鉱滓の出口、22は鉱滓車、23は熱風
環状管である。尚、図7(A)は従来例の一段羽口の場
合の同一レベルの炉底の温度分布を示すものであり、
(B)は二段羽口の場合の同一レベルの炉底の温度分布
を示すものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の高炉ではシャフ
ト内部に鉄鉱石とコークスの多段層が詰まっており、羽
口より供給された空気はレースウエイの所でコークスを
燃焼させて約2,000℃の高温の一酸化炭素と炭酸ガ
スとの混合ガスとなり、上部の多段層を通過しながら炉
頂から排出されるが、原料充填層を通過するときに微粉
をガスが浮遊させ、ガスとともに炉頂からガス灰ダスト
沈降装置(ダストキャッチャー)に運ばれる。そのため
ガス灰ダスト沈降装置はなくてはならないもので、また
そのガス清浄の精度も高くなければならないものである
から、設備コストも高くつくという問題点があった。
【0004】従って、原料に微粉が含まれているとそれ
だけ多くダストとしてガスに浮遊され、排出されてくる
という問題点もあった。このために微粉の多い原料に
は、焼結鉱とするかペレット加工するという処理が不可
欠ということもあった。
【0005】また、羽口レベルが通常1段レベルなの
で、即ち羽口からの送風温度と送風湿度によって形成さ
れるレースウエイという燃焼帯が同一レベルの1段のみ
であるため、炉底高さ方向で温度差が大きくなるという
欠点があった。炉底での炉熱温度コントロール制御が不
安定であった。
【0006】更に、羽口を2段にするという提案もある
が、レースウエイとの関連に乏しいもので期待された効
果は発揮しないものであった。特に炉底部分まで十分な
高温が伝達されないことがあった。
【0007】本発明は、上記の問題点に鑑み、出来るだ
け微粉などのダストを炉内から出すことのないような溶
融炉法を提供し、シャフト内部でダストキャッチャーの
役目も持たせるようにしたものである。従って、微粉か
ら粒状の原料まで用いても、炉頂から排出するダストの
少ない画期的な方法を提供するもので、別途独立のダス
トキャッチャーを設置したり、大型化することなく、設
備コストも安くするものである。また、その結果として
は排出されたダストの産業廃棄物の量を少なくするもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、原料層の表面を炉下部に設けた羽口より上部(朝
顔)の方で且つ出来るだけシャフトの下方に位置せし
め、シャフト上部に空槽を出来るだけ多く設けて、シャ
フト内部は空槽として上昇する空槽ガス速度を低下なら
しめてこの空槽内でダストを沈降捕集するものである。
更に羽口レベルを3段以上設定することにより、炉底の
上下方向に安定した燃焼を得られることが出来る。
【0009】また、系外にダストを出さないので、微粉
の多い原料でも焼結鉱加工やペレット加工することな
く、そのまま用いる構成になっている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例にも
とづき図面を参照して説明する。図1において、炉床1
は耐火性レンガを載置して形成され、その上部には溶融
された銑鉄の溜まる溶銑床2と鉱滓床3が形成されるよ
う炉腹4が囲繞し、炉腹4の上部には、耐火性レンガを
積み上げた構造のシャフト5があり、この高炉全体を鉄
板6などで囲繞して強化保護している。鉄鉱石、コーク
ス、石灰石等7は原料装入ベルトコンベアー12で高炉
の炉頂10から投入される。13は指示信号に従って鉄
鉱石、コークス、石灰石を順次投入していく投入ホッパ
ーである。24は炉内での原料鉄鉱石とコークスの層で
最下段の位置は羽口7の上方部に形成されており、原料
層の表面である最上段の上方はシャフト内において空槽
25が形成され、これが微粉ダストの沈降槽となる。羽
口のレベルは2段に形成されている。
【0011】炉壁に開口された数十カ所の羽口7(例え
ばこの場合上段6箇所、中段6箇所、下段6箇所の3段
に設定)から熱風を送り込むと、炉内ではレースウエイ
8を通して完全に熱が行き渡るように形成されている。
ここから吹き込まれた高温の熱風は、段層になった原料
鉄鉱石とコークスの間を通り鉄鉱石を還元させるととも
に溶解して銑鉄を下に落として取り出す。また、溜まっ
た鉱滓も系外に取り出す構造になっている。炉内上部に
大きな空槽25があり、鉄鉱石とコークスの段層は数段
程度と少ないので、燃焼ガスの速度は従来の燃焼ガスの
速度よりも約1/3〜1/10以下となり、ダストを炉
外に吹き上げることがない。すなわち、炉頂に達しない
で浮遊循環して、下部原料層内に沈降する。
【0012】図2は、本発明の他実施例であり、炉床1
の径よりシャフト内径を2倍以上にして空槽25を形成
した高炉であり、羽口は3段レベルに設定されている。
その他の構成は図1及び図6と機能的に同じ構成となっ
ている。
【0013】図3は、羽口部の温度分布模型的拡大図で
あり、3段羽口レベルを示し、この3段(上中下系統)
それぞれに送風空気量のコントロール弁(図示していな
い)をつけ、炉底の上中下の熱が高さ方向で低いところ
には多くの空気量を送るようにそれぞれ制御できるよう
になっている。これによれば炉底での温度が均一に施さ
れていることがわかる。また、上中下系統のそれぞれ
に、(1)送風温度コントロール、(2)酸素富化コン
トロール、(3)送風湿度(g/Nm)コントロー
ル、できるようにすることも可能である。また、これら
のレースウエイはコークスとの燃焼において生じるよう
に設計されている。
【0014】図4は、本発明他実施例である底羽口を設
けたシャフト下部の一部断面図を示し、例えば3段羽口
で、下段の羽口を図のように炉の底に設け、この羽口か
ら衝風される空気によって炉の底にレースウエイを生成
させ、底の温度を高温化するとともに、炉の底の温度分
布を全体に高温均一化することにもある。この場合、特
殊な炉底レンガ構造とレンガ質によって成る底羽口によ
って、炉の底にも高温のレースウエイを生成させて炉底
の高温の温度分布をより一層均一に安定化させる事がで
きる。図5はこの底羽口部分の一部断面図を示し、例え
ば、(A)は突起ノズルレンガ羽口構造方式であり、炉
底から耐火レンガから成る突起ノズル31を形成し、比
重の高い溶銑鉄が底羽口の内に流れ込まないようにし
た、新しい技術の構造である。(B)は多孔質レンガ羽
口構造方式であり、炉底レンガの底羽口部分を多孔質な
特殊なレンガ材質32により築造し、その多孔質なレン
ガを空気が通過し、その上部に高温のレースウエイを形
勢させて成るものである。
【0015】本発明では、ダストの大部分を構成する微
粉のものやペレットフィードと称する粉鉄鉱石のままで
も使用できるし、焼結鉱加工やペレット加工したものを
含めても使用できる。
【0016】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0017】従来のような同一レベルの一段羽口、二段
羽口で生成されるレースウエイでは炉底高さ方向で温度
差が大きくなるため、溶融された溶銑鉄やスラグが炉の
底に下降する間に低下し、炉の底で凝固して出銑口や出
滓口から円滑に排出できない、いわゆる糞詰まり現象と
なる。この場合は炉の生産操業の上で重大な問題とな
る。本発明では、3段羽口で生成される高温のレースウ
エイが3段となり、炉底の高さ方向が全体に高温とな
り、これまでのような炉底に到達するまでに溶銑鉄や溶
融スラグが凝固することが皆無となり、炉の生産操業が
大きく安定する。
【0018】特に3段羽口レベルの場合、炉底の温度状
況や溶銑鉄並びに溶融スラグの温度によって上、中、下
段それぞれの羽口から衝風される空気の、(1)温度を
上げたり下げたり、(2)酸素富化を上げたり下げた
り、また(3)温度を上げたり下げたり、して高温の均
一な溶銑鉄温度と溶融スラグ温度にコントロールするこ
とが可能となる。
【0019】また、微粉などが排出しにくい構成になっ
ているから、微粉状の鉄鉱石のほか、転炉ダスト、電気
炉ダスト、含油の圧延スケール粉などの鉄鋼ダストでも
用いることが出来るという利点があり、今まで微粉状の
多い原料の場合には焼結鉱やペレット加工していた手間
も省略することができる。
【0020】鉄鉱業の中で産業廃棄物として発生する、
転炉ダスト、電気炉ダスト、含油の圧延スケール粉など
の鉄鋼ダストも高炉に入れて処理できる。このように各
種ダストを処理できることは資源のリサイクルにも大い
に利点がある。
【0021】更に自動車や冷蔵庫などの電気品のシュレ
ッダー低級屑やシュレッダーダストの産業廃棄物もこの
本発明の溶融炉法を用いてリサイクル資源として利用可
能となる。即ち、シャフト上部の空間部での低ガス流速
によってシュレッダーのダスト粒子がシャフト炉外へ飛
散することを防止でき、また炉頂部の高温(1000
℃)が亜鉛などの金属をガス化させて分離できると共
に、この高温がダイオキシンやPCBの分解を促進し無
公害なガスにすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施例の竪型シャフト高炉の模型的部
分断面図である。
【図2】本発明他実施例の竪型シャフト高炉の模型的部
分断面図である。
【図3】本発明一実施例羽口部の温度分布模型的拡大図
である。
【図4】本発明他実施例の場合の3段羽口の一部断面図
である。
【図5】本発明に係る図4の場合の底羽口部分の要部断
面図である。
【図6】従来の一般的な竪型シャフト高炉の模型的部分
断面図である。
【図7】従来の一段及び二段羽口の場合の同一レベルの
炉底の温度分布図である。
【符号の説明】
1 炉床 2 溶銑床 3 鉱滓床 4 炉腹 5 シャフト 7 羽口 8 レースウエイ 9 原料 15 原料装入表面 24 炉内での原料鉄鉱石とコークスの層 25 空槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶銑床、鉱滓床を形成するよう炉床の上
    部を囲繞する炉腹とその上部にシャフトを設けた竪型シ
    ャフトキュポラ・高炉・溶融炉において、炉下部に設け
    た羽口より上方部に鉄鉱石原料とコークスとの層を形成
    し、シャフト内部は空槽として高温度にて鉄鉱石原料を
    溶融して銑鉄を取り出すことを特徴とする竪型シャフト
    キュポラ・高炉・溶融炉法において、羽口レベルを3段
    以上設定したことから成る竪型シャフトキュポラ・高炉
    ・溶融炉法。
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