JPS59109770A - 流動層予備還元炉の操業方法 - Google Patents

流動層予備還元炉の操業方法

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JPS59109770A
JPS59109770A JP21967082A JP21967082A JPS59109770A JP S59109770 A JPS59109770 A JP S59109770A JP 21967082 A JP21967082 A JP 21967082A JP 21967082 A JP21967082 A JP 21967082A JP S59109770 A JPS59109770 A JP S59109770A
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JP
Japan
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furnace
ore
reduction
gas
fluidized bed
Prior art date
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Pending
Application number
JP21967082A
Other languages
English (en)
Inventor
角戸 三男
稲谷 稔宏
英司 片山
高田 至康
浜田 尚夫
槌谷 暢男
勉 藤田
浜田 俊二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Iron (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動層予備還元炉の操業方法に関するもので
あり、とくにクロム鉱石予備還元のように高温の流動化
還元ガスを導入する予備還元炉に適用するとき、ガス分
散板下に落下する多くの高温の未還元粉鉱石を有利に処
理するのに好適な方法である。
近年、酸化鉄または各種金属酸化物を含有する鉱石原料
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m
−て粉粒状鉱石を予備還元し、その後この予備還元鉱を
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、塊成化のだめの燃料、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、さら
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
純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量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、酸累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、電力によらないフエロクロムソの他の7
エロアロイ製造技術として、溶融還元法が注目されるに
至っている。例えば、流動層予備還元炉と竪型溶融還元
炉との結合にかかる装置を用い、粉粒状鉱石から直接フ
ェロアロイを製造する方法がそれである。この既知の方
法は、金栖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桝の製造が可能である。
上記した既知方法におけ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ための
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、 (8)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ハ、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。
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l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。ま之、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)B下に当る炉下部には、高温の
還元ガス導入口8が開口させである。上記還元ガスとし
ては、加熱炉、還元ガ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により、
ガス分散板8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。
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℃位、クロム鉱
石では950−1100℃位であり、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12
50〜1850℃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温度を、
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、還元ガス導入口8および
がス分散板8の近辺では、粉粒状鉱石がしばしば焼結限
昇温度以上に過熱されることにより生成する焼結塊や、
導入ガス冷却に伴って凝縮生成した付着物の成長があっ
たりして、ガス分散板の通孔8aが目づまりしたり、そ
のことによって流動化反応が阻害されるという欠点が見
られた。
こうした分散板通孔8a目詰り回避には、該通孔8aの
孔径を大きくすることが望ましい。ところが、その通孔
8ai大きくすると、未還元粉鉱石が該通孔32Lを通
じて炉底部に落下する付が多くなり、その落下鉱石は高
温状態なので、後に抜き出して原料ホッパーに戻したの
では大きな熱損失となる。
そこで、本発明は、上述した高温の未還元落下鉱石が予
備還元炉の操業に当って有効に使われるようにすること
を目的として開発した方法であって、その構成の袈旨と
するところは、流動層予備還元炉の操業において、 炉底部のガス分散板下に落下する未還元高温粉鉱石を、
一時炉底部に連設して設けた貯蔵ダクトに集合させ、そ
の落下鉱石粉が所定量になったら、環流管を介して間欠
的に炉内流動層域に戻し、再び流動化還元に供すること
を特徴とする点にある。
以下にその構成の詳細を説明する。
第2図は、本発明の好適実施態様を例示する予備還元炉
の図であり、図示の符号1〜10は第1図のものと同一
の構成を示す。その違いは、ガス分散板8下の炉底部に
、炉内に連通ずる貯蔵ダクト12を設置し、その貯蔵ダ
クト12下端には間欠的に作動させるダンパー18を取
付け、そのダンパー18下には炉内流動層2上部に連通
ずる環流管14を接続し、かつ該環流管14には搬送ガ
ス吹込みノズル15が設けである。
要するに、本発明操業方法は、上記の予備還元炉にて、
ガス分散板通孔8aより落下する未還元高温粉鉱石を、
一旦上記貯蔵ダク)12内に溜めそ7.の量が所定量に
なったら(時間函数):即ち所定時間毎に、前記ダンパ
ー18を開いて粉鉱石を落下させたのちダンパーを閉じ
、しかるのちノズル15から還元ガスやN2ガスを好適
例とす不搬送ガスを吹込み、かかる所定量の落下粉を環
流管14を通して、再び炉内に導入し、流動化還元に供
するという方法である。なお、上記ダンパー18の開閉
は、所定量の粉体が載ると開く形式のものでもよい。
本発明者らの研究によれば、内径が1.1mm予備光炉
におりて、設置したガス分散板の通孔径を5 mmとし
たとき、落下する粉鉱石の縫は80〜601Q/hであ
った。この予備還元炉に対し貯蔵ダクトと環流管とを設
置し、5〜No分毎にダンハーヲ開いてN、ガスを搬送
ガスとして、大体44〜8に4の量になった落下粉鉱石
を炉内に戻す操業をしたところ、実に円滑な操業が可能
であり、落下粉鉱石のもつ顕熱を有効に利用できた結果
、還元率も第1図に示す従来操業法に比較して8〜5チ
向上させることができた。
上述した本発明によれば次の工うな効果がある。
■ 分散板から落下した高温未還元鉱石を高温状態で予
備還元炉へもどすことができるので、粉鉱石の顕熱を有
効に利用できる。
■ ガス圧送による粉体輸送なので、ハンドリングが容
易である。
■ 間けつ的に輸送するので、搬送ガスが少なくてすむ
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の流動層予備還元炉の路線図、第2図は
、本発明方法の実施で採用す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8・・・ガ
ス分散板    8a・・・ガス分散板通孔4・・・粉
粒状鉱石原料供給口 5・・・予備還元鉱石排出口6・・・供給装置?・・・
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1
2・・・貯蔵ダクト18・・・ダンパー14・・・環流
管      15・・・搬送ガス吹込ノズル。 第2図 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. 1 粉粒状鉱石を供給した炉内に、流動化還元ガスを導
    入し、炉内において流動化還元反応を起させることによ
    り、該鉱石の予備還元を行うようにした予備還元炉の操
    業において、炉底部のガス分散板下に落下する未還元高
    温粉鉱石を、一時炉底部に連設して設けた貯蔵ダクトに
    集合させ、その落下鉱石粉が所定量になったら、還流管
    を介して間欠的に炉内流動層域に戻し、再び流動化還元
    に供することを特徴とする流動層予備還元炉の操業方法
JP21967082A 1982-12-15 1982-12-15 流動層予備還元炉の操業方法 Pending JPS59109770A (ja)

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