JPS589908A - 溶鉱炉用装入物の予熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コークスを装入する場合に、予め熱風炉で発生する高温
空気及び熱風炉やコークス炉で発生する燃焼排ガスを作
業上の危険を生じさせることなく、かつ均一に昇温でき
るよう当該装入物槽中に吹き込み、装入物を予熱する方
法に関するものである。

従来、溶鉱炉の炉頂ガス温度は／３０　−　２！；０　
”Ｑ　゛と高い値であり、かつ溶鉱炉上部では装入物と
ガス間で活発な熱交換が行なわれることから前以って溶
鉱炉に装入する鉱石やコークスを数百度に予熱しても溶
鉱炉からでる廃ガスの温度を高くするだけで、溶鉱炉の
消費熱量の減少や、反応効率向上の効果は認められなか
った。このため、従来の溶鉱炉操業では、装入物を予熱
する考えはなく、現゛在に至っている。

しかし、最近の溶鉱炉操業では、装入物品質の向上と溶
鉱炉付帯設備機能の強化により発熱剤で、かつ還元剤で
もあるコークスの消費量が大幅に減少してきた。このこ
とは溶鉱炉内で占めるコークス量が減少し、鉱石量が多
くなることを意味する。

この結果−、炉頂部のガス温度が１００℃以下となり、
装入物に保持されて入る水分や炉下部からくるガスの中
に含まれる水蒸気が炉頂部の装入物層中でドレイン化す
るようになった。このことは、装入物粒子表面を濡らし
、粒子間の空隙を埋めることを意味し、ガスとの伝熱と
通気性の悪化をもたらす。滞留するドレイン量が多くな
れば、装入物温度が上らず、鉱石の還元反応も阻害され
るようになる。

したがって、炉頂ガス温度が１００℃以下になるような
操業においては、炉頂ガス温度がｌＯＯ′Ｃ以上に、る
ように装入物を前以って予熱することは有効な方法とな
る。

一方、炉頂ガス温度の上昇は、炉頂ガス体積を増加させ
ることになる。このため、炉頂ガス出側管の途上で炉頂
ガスの圧力差を利用してタービンを回転させ発電を行な
う設備がある場合には、ガス温度上昇により発電出力の
増加をもたらす。炉頂ガス温度がｉｏｏ℃からｉｉｏ℃
に上昇したとすれば、出力は約２７％の増加となる。

以上のことから、装入物を溶鉱炉に装入する前に出来る
限り予熱することは、上記の理由によって強く要請され
ている。

本発明は、溶鉱炉に付帯する鉱石及びコークス用ストッ
クビンに熱風炉で発生する高温：空気及び熱風炉やコー
クス炉で発生する１３０〜３００℃の燃焼用排ガスを導
入し、ビン内に堆積する鉱石及びコークスを１００℃以
上に予熱する方法に関するものである。ここで言う鉱石
は、溶鉱炉で使用される鉄鉱石、焼結鉱、ペレットなど
の含鉄原料示さす。

溶鉱炉に於て、銑鉄／トン製造する場合、含鉄原料は約
／、４ｊ　トン、コークスは約０．１１３　）ン使用さ
れる。含鉄原料やコークスは、原料ヤードもしくは焼結
炉、コークス炉からコンベアで輸送される。

焼結鉱やコークスは輸送上のハンドリングを容易にする
ため、またコンベア設備保守上の配慮からいずれも一度
常温まで冷却したのちストックピンに投入される。

したがって、焼結鉱やコークスを常温から温度ｉｏｏ℃
上げるに必要な熱量は、焼結鉱で３３×ｌθ３３Ｃ′を
一銑鉄、コークスで／３Ｊ×／θ８Ｋｃ″／を一銑鉄と
なる。（以下、を−銑鉄をｔ−ｐと記す）この熱量を／
２００　’０前後の高温空気で補うとすればＬ　Ｏ，／
、２！；　Ｎｍ”／、−ｐの量　　　　□を必要とする
。また、この高温空気をうるためには、１ｌＩｒ００”
’／、、＠　（７）燃料：ｔｊ　ｘ　カｎ”ｙ、−、必
要トｔ　６゜しかるに熱風炉ではｔＳＯ〜３００℃の燃
焼排ガスが９００／、コークス炉では／３０〜コｏｏ″
Ｃの燃−ｐ 焼排ガスが６６ＯＮ′／　　発生する。これらの排ガス
−ｐ がもつ顕熱は含鉄原料やコークスをｉｏｏ℃以上に予熱
するに必要な熱量に十分見合う値である。

一方、燃焼排ガスは一般に酸素成分がなく炭酸ガスと窒
素ガスが主体である。熱風炉やコークス炉の燃焼排ガス
成分の一例は次の通りである。

Ｃ０２ＣＯＮ２０２ 熱風炉排ガス（％）　　２ｊ、Ｉ　　Ｏ７１９０，１コ
ークス排ガス（％）　　２２．０　０　７ふ５．２．３
したからで燃焼排ガスをストックビンに導入する場合に
は、一種の不活性−ガスであることから作業安全上その
まま直接導入することは出来ない。

一般に、ストックビン上では、集塵プロワ−で吸引され
るので、燃焼排ガスが滞留することはないが゛−ストッ
クビンの排出口では装入物の篩分は設備があることから
排ガスの吹き出しを防止する必要がある。

また、ストックビン内では、装入物が粒体であることか
ら一様にビン内を降下せず、ビン内の中心部では壁部に
くらべ優先的に排出される。このため、装入物の滞留時
間が短かくなり、予熱温度の上昇が十分見られなくなる
。このため、ビンの中心部には、予熱用のガスを多くす
るか、より高温のものを吹き込む必要がある。

しかるに燃焼排ガスの吹き出しを防止し、かつビンの中
心部に高温ガスが流れるようにするにはストックピンの
排出口近傍に高温の空気を吹き込み、常に排出口には高
温の空気のみが一部吹き出゛すようストックビン内のガ
ス圧カバランスを保持する方法が有効である。

高温の空気は熱風炉で発生する溶鉱炉用熱風。

焼結機クーラー排ガスを利用することができる。

普通、該熱風は／１００−１３００℃の温度を有するの
で、ストックピンに導入するときには、熱風炉に入る前
の冷風を一部とり出し熱風°炉をバイパスさせて、３０
０℃以下の作業上支障のない高温空気を得ることができ
る。冷風の混合比を変えることにより、空気温度゛は容
易に変更することができる。

該クーラー排ガスはそのまま、或は除塵後使用できる。

ストックビンに吹き込む排ガスと高温空気とは、ビン内
で混合するのはかまわないが、排ガスがビンの排出口か
ら吹き出すのを抑止するためビ′ンノの壁面に２ケ所以
上のガス圧測定孔を設け、常にビン排出口近くにとりつ
けた高温空気吹き込み位置の圧力が排ガス吹き込み位置
の圧力より高くなるように排ガス及び高温空気吹き込み
量をコントロールする必要がある。

この手法をとることにより作業上の危険を伴うことなく
、大きな顕熱量をもつ排ガスを有効に利用することがで
きる。

本発明の実施例を第１図〜第３図に示す。第１図及び第
２図において、ｌは溶鉱炉でその炉頂部−に含鉄原料や
コークスが装入される。含鉄原料のうち、鉱石はヤード
３から、焼結鉱は焼結炉ｑから輸送され、溶鉱炉に付帯
するストックピン６゜７に貯められる。コークスはコー
クス炉５から輸送され、同じくストックビンｊに貯めら
：れる。一般にストックビンを含鉄原料で７〜ｇ基、コ
ークスで２〜ｌ基はど保有する。各ストックビンでの装
入物の滞留時間は４〜ｌｒ　Ｈｒに及ぶことから、この
ストックビンで予熱する時間は十分とれる。溶鉱炉／に
は、熱風炉りが付帯しており、熱風炉°にはコークス炉
ガスｌθや高炉ガス／／が燃焼用空気１２と共に吹き込
まれる。この燃焼ガスは蓄熱室／３に熱を与えたのち、
煙道ダクトをへて煙突／４１から排出する。この煙道排
ガスは通常／ＩｒＯ〜３００′Ｃの温度を有する。煙道
ダクト途上で排熱回収設備がある場合には／１０−２２
０″Ｃの排ガス温度となる。

この排ガス量はｑｏｏ”ｍ”ｙ、、前後であり、その顕
熱による保有熱量は排ガス温度２００℃とすれば！；９
Ｊ×／θ８Ｋｃａ！／　　である。この保有熱は、焼結
鉱を１００−ｐ ℃予熱するに必要な熱量の約２倍に相当する。

煙道ダクト途上にバイパス管１５と切替弁／６を設け、
燃焼排ガスを含鉄原料のストックビンｇ、７　　゛オヨ
ヒコークスのストックビンｇに、ガス輸送管／７　、　
ｎをへて供給する。

コークス炉の排ガスを利用する場合も同様の考え方で切
替弁をとりつけ、バ、イパス管１９ζどよりストックビ
ンに供給することができる。

一方、高温空気は熱風炉９から高炉行きの熱風送風管〃
にバイパス管〃を設は熱風の一部をとり出す一方、熱風
炉への送風用冷風管ｎからも同じくバイパス管ｎを設け
、冷風の一部をとり出し、ピンへの供給管２４Ｉで合体
させることにより得ることができる。高温空気の所要量
及び温度は各バイパス管に設けた調節弁Ｂ１０乙によっ
てコントロールする。

得られた高温空気は、供給管ｎ、ｘにより各ストックピ
／に送られる。いずれの供給管とも数計を防ぎかつガス
中でのドレイン発生を防ぐため、断熱材による保温を必
要とする。

ストックビンでの排ガス及び高温空気の供給法を第３図
で説明する。

ストックビンでは、装入物が溶鉱炉の操業上の必要性か
ら常に一定の高さになるよう保持されている。したがっ
てガスを一定量供給して装入物を予熱することは効果的
である。高温空気・は、供、給管〃をへて吹込管〃より
ビンに導入される。吹込管の位置は排ガスの逆流を防ぎ
、かつ高温り臂がビンの中心部を流れるようにするため
、必ずピンの下段で排出口に近い位置にとる必要がある
。但し装入物の排出に支障を来たす位置までは下げては
ならない。

一方排ガスは供給管１７を経て、−基以上の吹込管３θ
よりピン内に導入される。ビン内を均一に予熱するには
、設備制約がない限り、多くの吹込管を取りつけるのが
望ましい。吹き込み位置は、排ガスがピンの排出口に逆
流しないよう必ず高温空気の吹込管ｙのレベルより必ず
上にとる必要がある。吹込管の取付はビンの炉壁面にと
どめるべきで、吹き込みノズルをピン内の深くまでとる
と装入物の降下に支障をきたす。吹込み量は、各供給管
にとりつけた流量計３１　、３２によって検知され、流
量設定器３３によって予熱するに必要な所要流量が設定
される。

高温空気と排ガスとの量比は出来るだけ排ガス量を多く
とることが望ましいが、排ガスがピンの排出口から吹き
出すのを防ぐ必要がある。このため、高温空気吹込管の
近傍にきりつけた圧力検知管３グ及び各排ガス吹込管近
傍に取りつけた圧力検知管、？５　、３ｔ　（ｘ箇以上
とることが望ましい）で検知される圧力Ｐが常にＰ　８
４　＞　Ｐ３６　＞　Ｐａａの条件を満足させる必要が
ある。

圧力検知器ｎを経て、上記条件が流量設定器３３にフィ
ードバックされ、高温空気と排ガス量比が設定される。

量比は各供給管の流調弁３ｇ　、　Ｎによって設定され
る。

下表に実施例に基く操業効果を示す。本発明法の適用（
炉容２３００　ｍ“規模の溶鉱炉）により、炉内の通気
性向上とガス流の分配が良好となる。このため、ガス利
用率の改善が図られ、コークス消費量の低減が得られた
。また炉頂温度が上昇し、炉頂ガス圧力エネルギーの回
収による発電も出力増となった。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第一図は本発明法を実施する装置の概略図、
第３図は同じく一部拡大部分図である。　　　□ｌ・・
・溶鉱炉、２・・・炉頂部、３・・・鉱石ヤード、ゲ・
・・焼結炉、Ｓ・・・コークス炉、乙、７．ざ・・・ス
トックビン、高温空気供給管、？、３θ・・・吹込管、
３Ｑ、３３．Ｍ・・・圧力検知管。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶鉱炉へ装入する装入物を一時貯留するストックピンに
   燃焼排ガスを導入してストックピン内の装入物を予熱す
   る方法において、ストックピンの外周からストックピン
   内へ燃焼排ガスを導入すると共にこの燃焼排ガス導入位
   置より下段で装入物排出口近傍のストックピン外周部か
   ら高熱空気をストックピン内へ導入し、かつ燃焼排ガス
   導入部のストックピン内圧力よりも高熱空気導入部のス
   トックピン内圧力を高くすることを特徴とする溶鉱炉用
   装入物の予熱方法。