JPS59104411A - 流動層予備還元炉による原料の予備還元方法および流動層予備還元炉 - Google Patents
流動層予備還元炉による原料の予備還元方法および流動層予備還元炉Info
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- JPS59104411A JPS59104411A JP21139782A JP21139782A JPS59104411A JP S59104411 A JPS59104411 A JP S59104411A JP 21139782 A JP21139782 A JP 21139782A JP 21139782 A JP21139782 A JP 21139782A JP S59104411 A JPS59104411 A JP S59104411A
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- Japan
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- furnace
- ore
- fluidized bed
- exhaust gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流動層予備還元炉へ供給の原料予熱方法およ
び原料予熱装置に関するものであり、とくに粉粒状鉱石
原料を該予備還元炉上部のフリーボード部に落下供給す
るようにした点に特色を有する技術について提案する。
び原料予熱装置に関するものであり、とくに粉粒状鉱石
原料を該予備還元炉上部のフリーボード部に落下供給す
るようにした点に特色を有する技術について提案する。
近年、酸化鉄または各種金属酸化物を含有する鉱石Ｆｉ
ｉ、料は、塊状鉱石が減少して粉状もしくは粒状の鉱石
が多くなっており、その傾向は今後ますます顕著になる
と予想される。
ｉ、料は、塊状鉱石が減少して粉状もしくは粒状の鉱石
が多くなっており、その傾向は今後ますます顕著になる
と予想される。
こうした現状に鑑み、最近かかる粉粒状鉱石を直接使用
して製錬する技術が発展してきた。例えば、流動層を用
いて粉粒状鉱石を予備還元し、その後この予備還元炉を
電炉、転炉その他溶解炉で溶融還元する方法等がそれで
ある。この既知技術の場合、予備還元鉱にバインダーを
添加して一旦塊成化し、その塊状化した物を溶解炉で溶
融還元する方式が多い。ところが、かかる従来技術によ
れば、塊成化のための燃料、処理費、処理エネルギーを
余分に必要とするばかりでなく、塊成化したのち、ざら
に焼成を必要とするような場合には、焼成塊状物とする
際に、焼成炉から排出するガス中のＮＯｘ 、ＳＯＸお
よびダスト等の処理が必要となり多大の費用を要すると
いう欠点があった。
して製錬する技術が発展してきた。例えば、流動層を用
いて粉粒状鉱石を予備還元し、その後この予備還元炉を
電炉、転炉その他溶解炉で溶融還元する方法等がそれで
ある。この既知技術の場合、予備還元鉱にバインダーを
添加して一旦塊成化し、その塊状化した物を溶解炉で溶
融還元する方式が多い。ところが、かかる従来技術によ
れば、塊成化のための燃料、処理費、処理エネルギーを
余分に必要とするばかりでなく、塊成化したのち、ざら
に焼成を必要とするような場合には、焼成塊状物とする
際に、焼成炉から排出するガス中のＮＯｘ 、ＳＯＸお
よびダスト等の処理が必要となり多大の費用を要すると
いう欠点があった。
また、上記方式の他にも、アーク炉やプラズマあるいは
Ｉｌｉ酸素を利用する炉を用いて予備還元鉱を粉粒状の
まま溶融還元する方式も提案されている。しかし、アー
ク炉を用いる方式は電力消費岱が美大であるばかりでな
く立地条件にも制約がある。プラズマを利用する炉を用
いる方式は工業的規模には適用が困難である。純酸素を
利用する炉を用いる方式は高温雰囲気を得ることは容易
であるが、酸素を予熱することができないため、′入熱
量が小さいこと、それに加えて還元雰囲気の維持が難し
いことなど技術的に解決を要する問題が残されていると
同時に、また純酸素製造設備を準備する必要があり、立
地的な問題点もある。このように従来技術にあっては技
術的および経済的に解決を要する多くの課題が残されて
いる。
Ｉｌｉ酸素を利用する炉を用いて予備還元鉱を粉粒状の
まま溶融還元する方式も提案されている。しかし、アー
ク炉を用いる方式は電力消費岱が美大であるばかりでな
く立地条件にも制約がある。プラズマを利用する炉を用
いる方式は工業的規模には適用が困難である。純酸素を
利用する炉を用いる方式は高温雰囲気を得ることは容易
であるが、酸素を予熱することができないため、′入熱
量が小さいこと、それに加えて還元雰囲気の維持が難し
いことなど技術的に解決を要する問題が残されていると
同時に、また純酸素製造設備を準備する必要があり、立
地的な問題点もある。このように従来技術にあっては技
術的および経済的に解決を要する多くの課題が残されて
いる。
そこで最近は、電力によらないフェロクロムその他のフ
ェロアロイ製造技術として、溶融還元法が注目されるに
到っている。例えば、流動層予備還元炉と竪型溶融還元
炉との結合にかがる装置を用い、粉粒状鉱石から直接フ
ェロ７０イを製造する方法がそれである。この既知の方
法は、金属酸化物含有鉱石の予備還元に必要な還元剤及
び熱の供給源として、溶融還元炉の高温排ガスを利用し
て流動層形式により予備還元する方法であり、粉粒状鉱
石を塊成化することなく直接使用できる点で前述の方法
に比べると低コストで溶融金属の製造が可能である。
ェロアロイ製造技術として、溶融還元法が注目されるに
到っている。例えば、流動層予備還元炉と竪型溶融還元
炉との結合にかがる装置を用い、粉粒状鉱石から直接フ
ェロ７０イを製造する方法がそれである。この既知の方
法は、金属酸化物含有鉱石の予備還元に必要な還元剤及
び熱の供給源として、溶融還元炉の高温排ガスを利用し
て流動層形式により予備還元する方法であり、粉粒状鉱
石を塊成化することなく直接使用できる点で前述の方法
に比べると低コストで溶融金属の製造が可能である。
上記した既知方法にお（プる予備還元炉としての（、
流動層に必要な主な条件としては、
（１）必要な還元速度が得られる反応温度維持のだめの
熱供給が容易なこと、 （２）局部過熱や高温域での予備還元鉱石の粘着によっ
て焼結が起り流動化が阻害されるようなことがないこと
、 （３）均一かつ安定な流動化現象が得られること、（４
）短い滞留時間でも必要な還元率が得られること（流動
層を多段化する）、 （５）粒子の流動層からの飛び出しによるダスト発生が
少ないこと、 などがある。
熱供給が容易なこと、 （２）局部過熱や高温域での予備還元鉱石の粘着によっ
て焼結が起り流動化が阻害されるようなことがないこと
、 （３）均一かつ安定な流動化現象が得られること、（４
）短い滞留時間でも必要な還元率が得られること（流動
層を多段化する）、 （５）粒子の流動層からの飛び出しによるダスト発生が
少ないこと、 などがある。
ところが、こうした各種の条件というのは、一般的に言
って予備還元に必要な流動層の温度が高いほど、その維
持が難しく、しかも溶融還元炉から発生する流動化ガス
中に多量のダストが含まれると、その操業法はさらに、
難しさを増大させるので、各種の新しい方法や装置の開
発が必要となる。
って予備還元に必要な流動層の温度が高いほど、その維
持が難しく、しかも溶融還元炉から発生する流動化ガス
中に多量のダストが含まれると、その操業法はさらに、
難しさを増大させるので、各種の新しい方法や装置の開
発が必要となる。
第１図に、流動層による粉粒状鉱石予備還元用の従来装
置を示す。予備還元炉１はたて型で、その胴部に粉粒状
鉱石原料供給口４を具えており、ここには鉱石ホッパー
７からの鉱石を炉内に供給するための供給装置６が設置
しである。また、鉱石を滞留させるために炉内に設置し
たガス分散板（火格子）３下に当る炉下部には、高温の
還元ガス供給口８が開口させである。上記還元ガスとし
ては、加熱炉、還元カス発生炉あるいは溶融還元炉から
発生した高温の排ガスを使い、還元剤ならびに流動化ガ
スとする。この還元ガスを炉内に導入すること（こより
、ガス分散板３上の粉粒状鉱石は流動化して、流動層２
を形成し流動還元ができる。なお、図示の９は還元剤と
してメタンなどの炭化水素含有ガスを供給する還元剤供
給口である。
置を示す。予備還元炉１はたて型で、その胴部に粉粒状
鉱石原料供給口４を具えており、ここには鉱石ホッパー
７からの鉱石を炉内に供給するための供給装置６が設置
しである。また、鉱石を滞留させるために炉内に設置し
たガス分散板（火格子）３下に当る炉下部には、高温の
還元ガス供給口８が開口させである。上記還元ガスとし
ては、加熱炉、還元カス発生炉あるいは溶融還元炉から
発生した高温の排ガスを使い、還元剤ならびに流動化ガ
スとする。この還元ガスを炉内に導入すること（こより
、ガス分散板３上の粉粒状鉱石は流動化して、流動層２
を形成し流動還元ができる。なお、図示の９は還元剤と
してメタンなどの炭化水素含有ガスを供給する還元剤供
給口である。
また、図示の１０は排ガスの排出口で、ここを通じて排
出される流動層２からの排出ガス中には、ダストを多量
に含有するのでサイクロン１１で除塵する。一方、予備
還元生成物は、排出管５より排出され、次工程の溶融還
元炉などへ移送される。
出される流動層２からの排出ガス中には、ダストを多量
に含有するのでサイクロン１１で除塵する。一方、予備
還元生成物は、排出管５より排出され、次工程の溶融還
元炉などへ移送される。
一般に、流動層での予備還元温度は、鉱石の種類や銘柄
で異なり、鉄鉱石では、６００〜９００°Ｃ位、クロム
鉱石では９５０〜１１００℃位であリ、還元鉱石の粘着
性によって流動化が阻害される焼結限界温度としては、
鉄鉱石では１０００〜１１００℃位、クロム鉱石では１
２５０〜１３５０℃位である。
で異なり、鉄鉱石では、６００〜９００°Ｃ位、クロム
鉱石では９５０〜１１００℃位であリ、還元鉱石の粘着
性によって流動化が阻害される焼結限界温度としては、
鉄鉱石では１０００〜１１００℃位、クロム鉱石では１
２５０〜１３５０℃位である。
ところで、従来の予備還元処理にあっては、特に難還元
性のクロム鉱石等の場合予備還元に必要な還元湿度を、
流動化ガスとして導入する流動化還元ガスの顕熱によっ
て維持しようとすると、極めて高温の流動化還元ガスの
導入が必要となり、そのために該還元ガスの温度が上記
焼結限界温度を越えてしまい、還元ガス供給口８および
ガス分散板３の近辺では、粉粒状鉱石がしばしば焼結限
界温度以上に過熱されるので、焼結塊や付着物の成長が
あったりしてガス分散板３が目づまりしたり、流動化反
応が阻害されるという欠点が見られた。
性のクロム鉱石等の場合予備還元に必要な還元湿度を、
流動化ガスとして導入する流動化還元ガスの顕熱によっ
て維持しようとすると、極めて高温の流動化還元ガスの
導入が必要となり、そのために該還元ガスの温度が上記
焼結限界温度を越えてしまい、還元ガス供給口８および
ガス分散板３の近辺では、粉粒状鉱石がしばしば焼結限
界温度以上に過熱されるので、焼結塊や付着物の成長が
あったりしてガス分散板３が目づまりしたり、流動化反
応が阻害されるという欠点が見られた。
上述したような問題を解決するためには、かかる流動化
還元ガスの導入温度を下げればよいが、単に温度を低下
するだけでは、還元温度が低下し、還元率が減少させる
ことになる。そこで、本発明は、還元率を減少させるこ
となしに、流動化還元ガスの導入温度を下げることによ
り、上述した従来技術の問題点を克服するようにしたの
である。
還元ガスの導入温度を下げればよいが、単に温度を低下
するだけでは、還元温度が低下し、還元率が減少させる
ことになる。そこで、本発明は、還元率を減少させるこ
となしに、流動化還元ガスの導入温度を下げることによ
り、上述した従来技術の問題点を克服するようにしたの
である。
そのために本発明では、流動化還元ガスの導入温度を低
下させることによる熱補償を、供給原料を予熱して流動
層域に合流させることにより、かかる問題点を解決した
のである。かかる本発明の構成の要旨は、 １、粉粒状鉱石を、流動層予備還元炉内へ供給する一方
、その炉内には流動化還元ガスを導入して流動化反応を
起させ予備還元するときの原料の予熱方法において、 上記予備還元炉頂部より供給装置を介して炉内に導入し
た粉粒状鉱石を、まず鉱石流動層表面と排ガス排出口と
の間に形成されるフリーボード域に供給し、排ガス上昇
流との接触を経て予熱しながら鉱石流動化域に合流させ
ることを特徴とする流動層予備還元炉へ供給の原料予熱
方法、および、 ２、粉粒状鉱石を導入した炉内に、その炉下部よりは流
動化還元ガスを導入し、上部の排出口からは排ガスを排
出して流動層予備還元を行う炉において、 炉頂部に開口させた供給装置につながる原料の供給部に
旋回シュートを取付け、その旋回シュート下には多数の
通孔を設けた鉱石散布板を取付け、上部排ガス排出経路
中のサイクロン分級出口に流動層につながる環流管を設
けたことを特徴とする流動層予備還元炉、 にある。以下にその構成の詳細について説明する。
下させることによる熱補償を、供給原料を予熱して流動
層域に合流させることにより、かかる問題点を解決した
のである。かかる本発明の構成の要旨は、 １、粉粒状鉱石を、流動層予備還元炉内へ供給する一方
、その炉内には流動化還元ガスを導入して流動化反応を
起させ予備還元するときの原料の予熱方法において、 上記予備還元炉頂部より供給装置を介して炉内に導入し
た粉粒状鉱石を、まず鉱石流動層表面と排ガス排出口と
の間に形成されるフリーボード域に供給し、排ガス上昇
流との接触を経て予熱しながら鉱石流動化域に合流させ
ることを特徴とする流動層予備還元炉へ供給の原料予熱
方法、および、 ２、粉粒状鉱石を導入した炉内に、その炉下部よりは流
動化還元ガスを導入し、上部の排出口からは排ガスを排
出して流動層予備還元を行う炉において、 炉頂部に開口させた供給装置につながる原料の供給部に
旋回シュートを取付け、その旋回シュート下には多数の
通孔を設けた鉱石散布板を取付け、上部排ガス排出経路
中のサイクロン分級出口に流動層につながる環流管を設
けたことを特徴とする流動層予備還元炉、 にある。以下にその構成の詳細について説明する。
第２図は、本発明の好適実施の一態様を示すもので、図
示の符号１〜１１は第１図の従来例と同一か類似の構造
を示す。ただし、原料供給口４は従来装置とは異なり、
炉体の頂部に、供給装置６につながる垂直シュート１２
を介して炉内と通じており、この垂直シュート１２直下
には、炉中心部を旋回中心として遊端が旋回する旋回シ
ュート１３が取付けである。この旋回シュート１３と上
記排ガスの排出口１０との中間に位置する炉内には、旋
回シュート１３で散布した粉粒状鉱石を炉内の全体に均
等に分散落下させるための多数の通孔１４ａを具える鉱
石散布板１４が設置しである。
示の符号１〜１１は第１図の従来例と同一か類似の構造
を示す。ただし、原料供給口４は従来装置とは異なり、
炉体の頂部に、供給装置６につながる垂直シュート１２
を介して炉内と通じており、この垂直シュート１２直下
には、炉中心部を旋回中心として遊端が旋回する旋回シ
ュート１３が取付けである。この旋回シュート１３と上
記排ガスの排出口１０との中間に位置する炉内には、旋
回シュート１３で散布した粉粒状鉱石を炉内の全体に均
等に分散落下させるための多数の通孔１４ａを具える鉱
石散布板１４が設置しである。
要するに、垂直シュート１２および旋回シュート１３を
介して炉頂部に供給された粉粒状鉱石原料は、まず鉱石
散布板１４を経て、流動層表面２ａと上記排ガス排出口
１０との間に形成されるフリーボード域１５に達し、こ
こを落下する間に上昇しつつある排ガスに接触して予熱
を受け、その予熱された粉粒状鉱石が流動層２部に到達
するのである。
介して炉頂部に供給された粉粒状鉱石原料は、まず鉱石
散布板１４を経て、流動層表面２ａと上記排ガス排出口
１０との間に形成されるフリーボード域１５に達し、こ
こを落下する間に上昇しつつある排ガスに接触して予熱
を受け、その予熱された粉粒状鉱石が流動層２部に到達
するのである。
ただ、本発明の実施に当っては、粉粒状鉱石原料をフリ
ーボード域１５に供給するので、排ガスに帯同された形
で排出経路に回るダストの量が多くなるが、途中のサイ
クロン１１で分級した粉粒状鉱石を、環流管１６を介し
て直接流動層２域に導入させることにより解決できる。
ーボード域１５に供給するので、排ガスに帯同された形
で排出経路に回るダストの量が多くなるが、途中のサイ
クロン１１で分級した粉粒状鉱石を、環流管１６を介し
て直接流動層２域に導入させることにより解決できる。
以上説明したように、粉粒状鉱石原料を７リーボード域
で一旦予熱すれば、 （１）予備還元炉へ導入する流動化還元ガスの湿度を低
下させることかでき、その分焼結塊や付着物の生成がな
くなり、炉壁の保護に有効である。
で一旦予熱すれば、 （１）予備還元炉へ導入する流動化還元ガスの湿度を低
下させることかでき、その分焼結塊や付着物の生成がな
くなり、炉壁の保護に有効である。
（２）予備還元炉発生の排ガスと熱交換させるので、該
排ガスの熱の有効利用が果され経済的である。
排ガスの熱の有効利用が果され経済的である。
（３）全体の塔高も高くならず、操作も簡単である。す
なわち、従来の流動層を多段化したり、゛リースペンシ
ョンプレヒーターを別に設置するものに比べると、操作
や炉高の面で効果がある。
なわち、従来の流動層を多段化したり、゛リースペンシ
ョンプレヒーターを別に設置するものに比べると、操作
や炉高の面で効果がある。
（４）また、粒子の飛び出しはサイクロンに環流管を取
（＝Ｊけることで流動層への再循環が果せるので欠点と
ならない。
（＝Ｊけることで流動層への再循環が果せるので欠点と
ならない。
などの種々の優れた効果がある。
第１図は、従来の流動層予備還元炉の路線図、第２図は
、本発明にかかる流動層予備還元炉の好適実施態様を示
す路線図である。 １・・・予備還元炉 ２・・・流動層３・・・ガス
分散板 ４・・・°粉粒状鉱石供給口５・・・予備
還元鉱石排出口 ６・・・供給装置（バルブ） ７・・・鉱石ホッパー ８・・・流動化還元ガス導入
口９・・・炭化水素含有ガス供給口 １０・・・排ガス排出口 １１・・・サイクロン１２
・・・垂直シュート １３・・・旋回シュート１４・
・・鉱石散布板 １４ａ・・・通孔１５・・・フリ
ーボード域 １６・・・還流管特許出願人 川崎製鐵
株式会社 第１図 第２図 第１頁の続き ［相］発 明 者 藤田勉 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 ０発 明 者 浜田俊二 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内
、本発明にかかる流動層予備還元炉の好適実施態様を示
す路線図である。 １・・・予備還元炉 ２・・・流動層３・・・ガス
分散板 ４・・・°粉粒状鉱石供給口５・・・予備
還元鉱石排出口 ６・・・供給装置（バルブ） ７・・・鉱石ホッパー ８・・・流動化還元ガス導入
口９・・・炭化水素含有ガス供給口 １０・・・排ガス排出口 １１・・・サイクロン１２
・・・垂直シュート １３・・・旋回シュート１４・
・・鉱石散布板 １４ａ・・・通孔１５・・・フリ
ーボード域 １６・・・還流管特許出願人 川崎製鐵
株式会社 第１図 第２図 第１頁の続き ［相］発 明 者 藤田勉 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 ０発 明 者 浜田俊二 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、粉粒状鉱石を、流動層予備５４元炉内へ供給するへ
方、その炉内には流動化還元ガスを導入して流動化反応
を起させ予備還元するときの原料の予熱方法において、 上記予備還元炉頂部より供給装置を介して炉内に導入し
た粉粒状鉱石を、まず鉱石流動層表面と排ガス排出口と
の間に形成されるフリーｉＪ＜−ド域に供給し、排ガス
上昇流との接触を紅て予熱しながら鉱石流動化域に合流
させることを特徴とする流動層予備還元炉へ供給の原料
予熱方法。 ２、粉粒状鉱石を導入した炉内に、その炉下部よりは流
動化還元ガス＠導入し、上部の排出口からは排ガスを排
出して流動層予備還元を行う炉において、 炉頂部に開口させた供給装置につながる原料の供給口部
に旋回シュートを取付け、その旋回シュート下には多数
の通孔を設けた鉱石散布板を取付け、上記排ガス排出経
路中のサイクロン分級出口に流動層につながる環流管を
設けたことを特徴とする流動層予備還元炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21139782A JPS59104411A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 流動層予備還元炉による原料の予備還元方法および流動層予備還元炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21139782A JPS59104411A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 流動層予備還元炉による原料の予備還元方法および流動層予備還元炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104411A true JPS59104411A (ja) | 1984-06-16 |
| JPS6110527B2 JPS6110527B2 (ja) | 1986-03-29 |
Family
ID=16605286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21139782A Granted JPS59104411A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 流動層予備還元炉による原料の予備還元方法および流動層予備還元炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104411A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6362809A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-19 | マンネスマン・アクチエンゲゼルシヤフト | 微粒鉄鉱石から鉄を製造する方法 |
| JPH01247520A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-03 | Nippon Steel Corp | 外部循環式流動層炉 |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP21139782A patent/JPS59104411A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6362809A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-19 | マンネスマン・アクチエンゲゼルシヤフト | 微粒鉄鉱石から鉄を製造する方法 |
| JPH01247520A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-03 | Nippon Steel Corp | 外部循環式流動層炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6110527B2 (ja) | 1986-03-29 |
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