JPH11504989A - 微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 「上に広く下に狭い」下テーパ部分（２１２）と上円筒部分（２１１）からなる微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システム（２０）。還元ガスと共に排出された極微粉末鉄鉱石は上記円筒部分（２１１）の上部に接続したダクト（１１５）、還元ガスから極微粉末鉄鉱石を分離するための捕集装置（１２）及び上記還元システム（２０）へ分離された極微粉末鉄鉱石を再投入するための後続ダクト（１２１）によってリサイクルされる。微粉末鉄鉱石粒を排出するための上部鉄鉱石出口（１１３）、広粒サイズ分布を持つ鉄鉱石を投入するための鉄鉱石入口（１１２）及び粗粉末鉄鉱石粒を排出するための下部鉄鉱石出口（１１４）は上記還元システム（２０）の上記テーパ部分（２１２）に接続される。極微粉末鉄鉱石供給チューブ（１２１）が上記テーパ部分（２１２）の他の側部に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システム 発明の分野 本発明は微粉末鉄鉱石還元用の流動床型還元システムに関する。更に詳しくは 本発明は、上記流動床型還元炉の構造が広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石が最適 に流動床還元を受けることができるよう改良された微粉末鉄鉱石用の流動床型還 元システムに関する。 先行技術の記載 微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システムは平成６年出願公開第１００２１号 に開示される。第１図に示されるように、この流動床型還元システム１０は鉄鉱 石供給入口１１２を通して供給される微粉末鉄鉱石を流動させるよう円筒型還元 炉１１の下部から還元ガスを送ることを特徴とする。更に、上記還元炉１１の上 部から循環ダクト１１５を通して還元ガスによって搬送排出される微粉末鉄鉱石 が、上記還元炉１１への極微粉末鉄鉱石供給ダクト１２１を通して同還元炉１１ に再投入されるよう粒子捕集装置１２によって還元ガスから分離される。上記還 元炉の上部直径は、微粉末鉄鉱石の飛び出しが減少するよう下部直径よりも大き くなっている。更に、鉄鉱石出口１１３、１１４はそれぞれ上記還元炉の上部及 び下部に形成されている。還元炉内の鉄鉱石の平均滞留時間が各粒子サイズ毎に 制御できるように、そして高効率で粗及び微粉末が同時に還元され得るように、 上部鉄鉱石出口１１３は微粉末鉄鉱石粒子の排出のために用いられ、下部鉄鉱石 出口１１４は粗微粉末粒子の排出のために用いられる。 しかしながら、鉄鉱石は数十ミクロンから数千ミクロンにわたる広粒子サイズ 分布を持っている。従来式流動床型還元炉では、鉄鉱石が効率的に流動状態を維 持するためには、粗粉末鉄鉱石の空塔速度に基づいて操業されなければならない が、これはそうでないと粗粉末鉄鉱石は下方に分布する。ガス速度が流動床の高 さに沿って一定である上記従来式流動床（円筒型床）に対する高速ガス操業にお いては、粗粉末鉄鉱石粒子は微粉末鉄鉱石と混合されるために上部レベルまで上 げられ、粗粉末鉄鉱石粒子は、本来微粉末鉄鉱石粒子より長い還元時間を要する が、十分な還元を経ずに上部鉄鉱石出口から排出されることとなる。これが従来 式の問題点である。 発明の概要 本発明者等は上記従来式流動床型還元炉の問題点を解決するために一連の研究 及び実験を行ない、これら研究及び実験の成果に基づいて本発明を提案するに至 った。 従って、本発明の目的は、微粉末鉄鉱石還元用の流動床型還元システムであっ て、還元が安定した流動床状態で可能であり、粗粉末鉄鉱石粒子のみが下部鉄鉱 石出口を通して排出することができ、一方微粉末鉄鉱石粒子のみが上部鉄鉱石出 口から排出することができるよう、そのために粗粉末鉄鉱石粒子が炉内流動床の 下部に分布し、一方微粉末鉄鉱石粒子が流動床の上部に分布するよう、流動床型 還元炉の構造が改良された上記流動床型還元システムを提供することである。還 元効率が改良することができ、炉内の還元ガスの滞留時間が延長され、よってガ ス利用度が改善されるよう、炉内の粒子の平均滞留時間が異なった粒子サイズに 対して異なったように調節される。 かかる目的を達成するに際し、本発明による広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石 を還元するための上記流動床型還元システムは：微粉末鉄鉱石排出用上部鉄鉱石 出口;粗粉末鉄鉱石排出用下部鉄鉱石出口;還元炉下部に備えられたガス分散板； 還元ガス導入用の還元炉下部に形成されたガス入口；広粒子サイズ分布の微粉末 鉄鉱石を供給するための鉄鉱石入口；還元ガスと共に極微粉末鉄鉱石粒子を排出 するための上記流動床型還元炉の上部に接続された循環ダクト；上記還元ガスか ら上記極微粉末鉄鉱石粒子を分離するための粒子捕集装置；広粒子サイズ分布の 微粉末鉄鉱石の飛び出しを低減するよう、上記分離された極微粉末鉄鉱石粒子を 上記流動床型還元炉へ再投入するための極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト；を含 む。 上記流動床型還元炉は：上円筒部分；及び「上に広く下に狭い」形状の下テー パ部分を含み、 上記テーパ部分は：側部に設けられた、記載順の上記上部鉄鉱石出口；鉄鉱石 入口及び下部鉄鉱石出口；及び上記テーパ部分の他の側部に設けられた上記極微 粉末鉄鉱石リサイクルダクトを含む。 図面の簡単な説明 本発明の上記目的及び他の利点は、添付図面を参照して本発明の好ましい実施 態様を詳細に説明することによって一層明らかにする。その図面として、 第１図は上記従来式流動床型還元システムを示す概略図であり、 第２図は本発明よる上記微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システムであり、 第３図は本発明を用いて、微粉末鉄鉱石還元時における鉄鉱石の粒子分離及び 還元度を示すグラフであり、そして 第４図は従来式流動床型還元システムを用いて、微粉末鉄鉱石還元時における 鉄鉱石の粒子分離及び還元度を示すグラフである。 好ましい実施態様の詳細な説明 第２図に示されるように、本発明による微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元シス テム２０は：広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元炉２１；及び 分離した極微粉末鉄鉱石粒子を上記流動床型還元炉２１へリサイクルするよう、 還元ガスから同極微粉末鉄鉱石粒子を分離するための粒子捕集装置１２を含む。 上記流動床型還元炉２１は：上円筒部分２１１；及び下テーパ部分２１２を含 む。上記テーパ部分２１２はその上部が広くそしてその下部が狭い形を持ってい る。 上記テーパ部分２１２の傾斜角度は、好ましくは３ないし２５度であり、更に 好ましくは５ないし１０度である。 上記円筒部分２１１の上部は循環ダクト１１５を通して上記粒子捕集装置１２ と接続している。この循環ダクト１１５を経て、上記極微粉末鉄鉱石を浮遊同伴 する還元ガスが排出される。上記テーパ部分２１２は上部鉄鉱石出口１１３；鉄 鉱石入口１１２；及び下部鉄鉱石出口１１４；を記載順にその側部に備える。 上記上部鉄鉱石出口１１３及び下部鉄鉱石出口１１４はそれぞれ還元された微 粉末鉄鉱石及び粗粉末鉄鉱石を排出し、上記鉄鉱石入口１１２は鉄鉱石源（図示 されない）に接続される。 上記上部鉄鉱石出口１１３は好ましくは上記テーパ部分の最も広がった高さの ところに形成され、一方上記下部鉄鉱石出口１１４は好ましくは上記ガス分散板 ２１ａの直ぐ上に形成される。 上記テーパ部分２１２の他の側の下部は極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト１２ １を通して上記粒子捕集装置１２に接続される。同粒子捕集装置１２によって捕 集された極微粉末鉄鉱石粒子は極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト１２１を経て上 記流動床型還元炉２１へリサイクルされる。 ガス分散板２１ａは上記テーパ部分２１２の下部に備えられ、還元ガス入口２ １ｂがそのテーパ部分２１２の底部に形成される。 更に、排ガス出口１２２が上記粒子捕集装置１２の頂部に形成される。 さて、本発明の上述の微粉末鉄鉱石還元システムを用い、微粉末鉄鉱石を還元 する方法を説明する。上記還元ガスが上記流動床型還元炉２１の低部の上記ガス 入口２１ｂから、上記ガス分散板２１ａを経て、同流動床型還元炉２１へ導入さ れる。上記微粉末鉄鉱石が同鉄鉱石入口１１２を経て供給され、上記還元ガスに よって流動化される。排ガスと共に排出される上記極微粉末鉄鉱石粒子は上記流 動床型還元炉２１へ上記極微粉末鉄鉱石供給ダクト１２１を経て再投入されるよ う、上記粒子捕集装置１２によって捕集される。 上記流動床型還元炉２１で還元された微粉末鉄鉱石は上記上部鉄鉱石出口１１ ３を通して排出され、一方上記粗粉末鉄鉱石は上記下部鉄鉱石出口１１４を通し て排出される。ところで、上記排ガスは上記粒子捕集装置１２の頂部に形成され た上記ガス出口１２２を経て排出される。 本発明においては、上記流動床型還元炉の下部は「上に広く下に狭い」形を有 している。それゆえ、上記微粉末鉄鉱石粒子および粗粉末鉄鉱石粒子の平均滞留 時間は当然ながらその異なる粒子サイズのために調節される。結果として、還元 効率は改善され、流動床中のガス滞留時間は延長され、よってガスの利用効率が 改善される。 さて、本発明は以下の実施例を参照することにより、より容易に理解されよう 。 ＜実施例＞ 流動床型還元炉の諸元は、第２図に基づいて、下記第１表にリストアップされ る。第２表にリストアップされた粒子サイズ及び化学組成をもつ微粉末鉄鉱石が 第２表ないし第４表にリストアップされ操業条件下で還元された。還元後、上記 上部鉄鉱石出口及び下部鉄鉱石出口を通して排出された異なった粒子サイズ毎に 、上記粒子サイズ分離及び還元度が評価され、その結果は第３図に示される。 更に比較のために、鉄鉱石還元が従来式流動床型還元炉において行なわれた。 この場合の実験結果は第４図に示される。 第３図及び第４図に示されるように、従来方法を比較すると、本発明からの結 果は粒子サイズに依らず還元度が一定であり、平均還元度は従来式流動床炉から のそれよりも高かった。 さらに、本発明が採用された時、２５０ミクロン以下の還元鉄粒子（これは空 気搬送投入機によって溶融炉に投入される）と２５０ミクロン以上の還元鉄粒子 （これは重力方式で溶融炉内に投入される）との間の分離がより良好であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 ボエスト―アルパイン インダストリーア ンラゲンバウ ジーエムビーエイチ オーストリア国，エイ―4031 リンツ，タ ームストラッセ 44 (72)発明者 キム ヨング ハ 大韓民国，キョグ，サングブック−ド 790―330，ポハング シティ，ナム−ク, ヒョージャ−ドング，サン 32，リサーチ インスティトゥート 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 シティ，ナム−ク, ヒョージャ−ドング，サン 32，リサーチ インスティトゥート 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 ハング ゴー 大韓民国，キョングサングブック−ド 790―330，ポハング シティ，ナム−ク, ヒョージャ−ドング，サン 32，リサーチ インスティトゥート 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．微粉末鉄鉱石粒子排出用上部鉄鉱石出口；粗粉末鉄鉱石粒子排出用下部鉄鉱 石出口；還元炉下部に備えられたガス分散板；還元ガス導入用の還元炉下部に形 成されたガス入口；広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石を供給するための鉄鉱石入 口；還元ガスと共に極微粉末鉄鉱石粒子を排出するための上記流動床型還元炉の 上部に接続された循環ダクト；上記還元ガスから上記極微粉末鉄鉱石粒子を分離 するための粒子捕集装置；広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石の飛び出しを低減す るように、上記分離された極微粉末鉄鉱石粒子を上記流動床型還元炉へ再投入す るための極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト；を含む微粉末鉄鉱石を還元するため の流動床型還元システムであって、 上記流動床型還元炉は：上円筒部分；及び「上に広く下に狭い」形状の下テー パ部分を含み、 上記テーパ部分は：側部に設けられた記載順の、上記上部鉄鉱石出口；鉄鉱石 入口及び下部鉄鉱石出口；及び上記テーパ部分の他の側部に設けられた上記極微 粉末鉄鉱石供給チューブを含む上記流動床型還元システム。 ２．上記テーパ部分が３ないし２５度の傾斜角を持つことを特徴とする特許請求 の範囲第１項記載の上記流動床型還元システム。 ３．上記テーパ部分が５ないし１０度の傾斜角を持つことを特徴とする特許請求 の範囲第１項及び第２項記載の何れか１項に記載の上記流動床型還元システム。