JPS59107185A - 流動層予備還元炉のガス分散装置 - 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】 この発明は流動層予備還元炉のガス分散装置の改良にＭ
ｌするものである。

近年、鉄鉱石Ｐはじめ各種の金尿酸化物を主として含有
する原料鉱石は、塊状鉱石よりはむしろ、１粉粒状鉱石
の方が多くなりつつあり、今後もますますその比率は増
加傾向にあるとみられる。

粉粒状鉱石を直接使用する製錬方法としては、流動層予
備元炉を用いて粉粒状鉱石を導入※還元ガスで予備還元
し、この予備還元鉱石を電炉、転炉、その他の溶解炉で
溶融還元することか一般的である。この場合、流動層予
備還元炉に必要な主たる要件は、 １）所要の還元速度をもたらす反応温度を十分に維持で
きる熱の供給が可能であること。

２）局部過熱もしくは粉粒状鉱石の昇温に起因する粘着
性によって流動化が阻害されないこと。

３）均一にして安定な流動化現象が得られること。

４）短かい滞留時間でも必要な還元率が得られること。

５）粒子の流動層からの飛出しＧこよるダストの発生が
少ないこと。

６などである。

そしてこれらの要件は、必要とされる流動層温度が高く
なるほど充足することが難しく、さらに、溶融還元炉の
高温排力°スを導入還元ガスとして用いる場合には、そ
こに含まれる多量のダストがその充足を一層困難にする
問題がある。

また一方において、流動層予備還元炉の流動層での良好
な流動状態をもたらし、予備還元炉に必要な上記要件の
充足に大きな影響を与える要因として、導入還元ガスの
分散があることが知られており、このことは溶融還元法
のように高温の排ガスを予備還元炉〜導入する場合はと
くに重要である。このため、予備還元炉のガス分散手段
には次のような機卵が必要になる。

１）　溶融還元炉から（７）１０００−１７００’Ｃ（
７）高温還元ガスの導入が可能であること。

２）　高温排ガス中の多量の微細ダストの影響を受けに
くいこと。

３）カスの炉内均一分散が可能であること。

４）　当該ガスとその他の導入ガスとの混合が十分に行
われること。

かかる機能をもたらすべく構成された従来の一般的な流
動層予備還元炉での導入還元ガスの分散化手段としては
第１図（ａ　）　＋　（ｂ　）　＋　（ｃ）に示すもの
がある。

ここでは竪型の流動層予備還元炉１内に粉粒状の鉱石が
装入されており、これらの鉱石は導入ガス供給口２から
の導入還元ガスによって流動化されて流動層８を形成す
る。そして第１図（ａ）。

（ｂ）では、導入還元ガスを流動Ｎ８内に均一に分散さ
せるため、たとえば多孔板、焼結飯などからなるガス分
散板４を予備還元炉１の下端部に設けている。

ところが、これらによれば、ダストを含まない一定流量
の導入還元ガスに対してはガス分散８／４の作用によっ
てそれを均一に分散することができるものの、その流量
の変動には有効に対処できない問題があるとともに、そ
れがダストを含む場合には、ガス分散板４の目詰まりに
よって分散が阻害される問題があり、さらに、導入還元
ガス温度力１０００℃を越える高温である場合には、ガ
ス分散板４の耐久性が低い問題があった。

一方、第１図（Ｃ１に示すものはガス分散板を具えてい
ないことから、目詰まり、耐久性に関するこのような問
題は生じないものの、導入還元ガスの均一な分散ができ
ない問題があり、更にこれらのいずれのものも他の導入
ガスとの混合を十分に行うことができない問題があった
。

そこでこの発明は、従来の流動層予備還元炉におけるこ
れらの問題を解決して導入還元ガスの常に十分な分散化
をもたらすガス分散装置を提供するものである。

この発明のガス分散装置は、とくに流動層予備還元炉の
下端部に、隣接する二本で一対をなすたとえば円柱状の
分散体の複数対を水平に配設し、隣接する各分散体を相
互に接触させるとともに、対をなす分散体の少なくとも
一方を回転駆動手段に連結し、その一方の分散体に、周
方向へ延在して深さが漸次変化し、かつ１８０度以内・
の角度範囲の二個所で深さが零となる通気溝を長゛さ方
向に、間隔をおいて設け、この通気溝と他方の分散体の
平滑面とで通気口を限定してなる。

この発明のガス分散装置では、分散体の少なくとも一方
を回転させて通気口径を零から漸次変化させることによ
り、たとえは導入ガス量が変動しても導入還元ガスの均
一な分散による流動層での良好な流動化状態をもたらし
得る通気口径の選択を可能ならしめ、また通気口にダス
トが耐着したときにも適切な通気口径の選択を可能なら
しめる。

以下にこの発明を図面に基づいて説明する。

第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例を示
す平面図および正面図であり第１図と同一の部分は同一
番号で示す。

ここでは隣接する二本で一対をなすほぼ円柱状の分散体
１１ａ、Ｉｌｂの複数対を流動層予備還元炉］の下部に
水平に配設し、隣接するそれらを相互に接触させる。そ
して各分散体１１ａ、１１ｂの両端部を予備還元炉１の
外側で軸受けし、対をなす分散体１１ａ、ｌｌｂの一方
、ここでは分散体１１ａｔｌ−図示しない歯車、電動機
その他から、なる回転駆動手段に連結する。なお、図示
例では分散体１１ａ、１］ｂの軸受けおよび分散体１１
ａの回転駆動連結の妨げにならないよう分散体１１ａｉ
分散俸１１ｂよりも長くしているが、この関係は逆であ
ってもよく、またそれらの妨げとならない場合には同一
長さとすることもできる。

たとえばセラミック、カーボンまたは特殊鋼その他の耐
熱側からなる分散体１１ａ、１　ｌｂは、第３図（ａ）
、（ｂ）にそれぞれ縦断面図および横断面図で示すよう
に、はぼ円柱状をなし、駆動連結した分散体１１ａは、
周方向へ延在して深さが漸次変化し、かつ周方向の二個
所、正確には直径方向に対抗する二個所で深さが零とな
る通気溝１２を有する。ここで通気溝１２の最大深さは
、導入ガス量の変動状況、導入還元ガスのダスト含有量
などを勘案して決定することができる。また図示の通気
溝］２は、断面形状がコ字状をなしているが、この形状
は通気溝１２の加工の難易、それと分散体１］ｂの平滑
面１８とで限定・される通気口１４の１′Ｐ１０面積の
変化状態などに応じて曲面形状、他の角形形状その他の
適宜形状とすることができる。

なお、図示例では相互に隣接する分散体１］ａ。

１１ｂを三本で二対とするため、分子Ｆｉ俸１１ａの直
径方向に対向する位置に二本の通気溝１２を設けている
が、二本で一対とする場合には、分１ｓ１１ａの縦断面
内で１８０度以内の角度範囲の二個所で深さが零となる
一本の通気溝１２で足りることはもちろんである。

このように構成してなるガス分散装置によれは、分散体
１１　ａに設けた通気溝１２と分散体１１ｂの平滑面１
３とで通気口］４か限定されることになり、これらの通
気口１４により導入還元ガスの均一な分散が行われる。

そして通気口］４の開口面積を変更する場合には、分散
体１１ａを図示しない回転駆動手段にて第４図に示すよ
うに所要角度回動させる。このことによって、第３図に
示す状態では最大であった開口面積か所要の面積に狭め
られることになる。なお、予備還元炉］の操業休止時に
おいてそこへ装入した粉粒状鉱石の下方、への落下全防
止するためには、第５図に示すように、分散体１１ａを
さらに回動させて通気溝１２の深さが零の部分を分散体
１１ｂの平滑面］３に接触させて開口面積を琴とする。

従って、この例によれは、通気口】４の開口面積を所要
に応じて無段階に変更でき、導入還元ガスの常Ｇこ適切
な分散状態が得られる他、装入鉱石の下方への落下を確
実に防止することができる。

なお、この例では円柱状とした分散体１１ｂを、それが
分散体１１ａと接触して通気口径を限定し得る限りにお
いて、角形、楕円その他の断面形状とすることもできる
。

第６図はこの発明の変形例を示す縦断面図および横断面
図である。この例は、分散体１１ｂのｉ径方向に対応す
る位置に、通気溝１２と等しいピッチで長さ方向へＪｉ
ｉｌｆ間し、がっ、溝寸法と対応する寸法を有する突起
１５ａ、１５ｂを設け゛、この分散体１１ｂをもまた図
示しない回転駆動手段に連結したものである。

この例によれば、分散体１１ａの回動に基づい、て、前
述の例と同様に、通気口１４の開口面積を適宜に変更し
、またそれを零とすることも可能であるのはもちろん、
とくに通気溝１２にダストが付着した場合には、分散体
１１ａ、ｌ１ｂｐともに回動させることにより、第７図
に示すように、突起１５ａ、ｔ５ｂをそれぞね各分散体
１１ａの通気溝】２内へ入り込ませ、それによって通気
溝１２に付着したダストを掻き落すことができる。

従って、この例では通気口】４の目詰りを有効に防止す
ることもできる。

なお、この例の分散体１１ａ、ｌｌｂもまた三本で二対
をなすよう配置されていることがら、分散体１１ａの周
方向に二本の通気溝１２を設け、分散体１１ｂに二個の
突起１５ａ、】５ｂを設けているが、二本で一対をなす
よう構成する場合には、通気溝を一本とし、突起を一個
とすることができる。

ちなみに、予備還元炉の直径を１．２ｍ、導入ガス流ｆ
ｔ　９６９．８　Ｎｍ８７Ｈ１導入ガス濡度１３５０°
Ｃ、クロム鉱石粒径０−１−０．８　ｍｍ、２５０　ｋ
ｇ／Ｈ，圧ヵ１．２　ｋｇ／ｃｍ２−ａｂＳ　（７）場
合、分散体直径：ａＯｎｍ、通気溝の幅および最大深さ
をそれぞれ５ｍｍ、ピッチ３Ｑｍｍとしたガス分散装置
を用いて操業した結果、クロム鉱石の還元率は３２％で
あった。なお、この操業中、導入還元ガス中のダストの
ため、一時流動化状郭が不均一となったが、分散体を回
転させて通気溝の掃除を行った後は流動化状態が均一化
した。

従ってこの発明によれば、分散体を耐熱材料で構成する
ことにより、１０００°Ｃ以上の高温に対しても十分な
耐久性分有することができる。また棒状の分散体を組み
合せることで分散装置を構成できるので、その製造が極
めて容易であるとともに、装置の保守管理もまた容易に
なる。しかも、この装置では通気口径を変更することが
できるので、導入ガス流量の変動に有効に対処して常に
良好な流動化状態が得られることはもちろん、通気口へ
のダストの付着に対しては通気口径を大きく選択するこ
とによって対処することかで・きる。また予備還元炉の
休止時には通気口径を零とすることによってそこへ装入
した粉粒状鉱石の落下を確実に防止することができる。

さらに、分散体に、付着ダストの掻き落し突起を設けた
場合には、その掻き落し作用によって通気口径を常に一
定に維持することかできる。

加えて、この装置によれば、導入還元ガスに加えられる
他の導入ガスは、通気口への流入および流出に際して十
分な混合を受けることになる。

そしてこれらの故に、流動層予備還元炉に要求される各
種の要件が充足されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す路線図、 第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例を示
す平面図および正面図、 第３図（ａ）、（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例を拡
大して示す縦断面図および横断面図、第４．５図はそれ
ぞれ第３図に示す装置°の作動状態を示す説明図、 第６図（ａｌ、（ｂ）はそれぞれこの発明の他の実施例
を示す拡大縦断面図およびｍ　ｆｓｉ面図、第７図は第
６図に示す装置の作動状態を示す説明図である。 １・・・流動層予備還元炉　２・・・導入ガス供給口１
１ａ、　ｌｌｂ・・・分散体　　　］２・・・通気溝１
３・・・平滑ｉ＃ｉ　　　　　　　１４・・・通気口１
５ａ、　１５ｂ　−・・突起。 特許用願人　　川崎製鉄株式会社 第１図 第２図 第８図 二１頁の続き ０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 手続補正書（方式） 昭和５８年　４　月　１日 １、事件の表示 昭和５７年　特　許　願第２１４９４１号２、発明の名
称 流動層予備還元炉のガス分散装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４１．２５）　　川崎製鉄株式会社 ５、補正命令の日附 １、明細書第１２頁第１９〜２０行を下記のとおり訂正
する。 「　第６図はこの発明の他の実施例を示す拡大縦断面図
、」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　底部から高温の還元ガスを導入して粉粒状鉱石を予
   備還元する流動層予備還元炉において、この予備還元炉
   の下部に、隣接して相互に接触する二本で一対の分散体
   を複数対水平に配設して対をなす分散体の少なくとも一
   方を回転駆動手段に連結し、この一方の分散体に、周方
   向へ延在して深さが漸変し、かつ、１８０度以内の角度
   範囲の二個所で深さが零となる通気溝を長さ方向に間隔
   をおいて設け、この通気溝と他方の分散体の平滑面とで
   通気口を限定してなることを特徴とする流動層予備還元
   炉のガス分散装置。