JPS59109770A - 流動層予備還元炉の操業方法 - 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】 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
   。