JPS59153816A - 予備還元鉱石のたて型溶融還元炉への移送管 - 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、予備還元鉱石のたて（竪）型溶融還元炉へ
の移送管に関し、とくに予備還元炉から高温で排出され
る予備還元鉱石のたて型炉へのスムーズな移送を可能な
らしめようとするものである０ 近年、鉄鉱石をはじめ主として各種の金属酸化物より成
る原料鉱石は、塊状鉱石よりはむしろ、粉１粒状鉱石の
方が多くなりつつあり、その比率は今後もますます増加
する傾向にあるとみられる。

従来、粉１粒状鉱石による製錬方法としては、流動層を
用いて粉１粒状鉱石を予備還元したのち、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方式
が一般的である。

この場合、予備還元鉱石にバインダーの添加で塊成化を
し、その塊成物を溶解炉で溶融還元する方式が多い。し
かしこのような方式によれは、塊成化のための資材、処
理費および処理エネルギーなどを必要とするだけでなく
、塊成化をしたのち焼成を必要とする場合には、その院
に焼成炉から排出されるガス中のＮＯｘ、ＳＯｘおよび
ダストなどを処理するための費用が多大に上ぼるところ
にも難点を伴う。

また上記の方式の他に、アーク炉やプラズマまたは純酸
素を利用する炉を用いて、予備還元鉱石を、塊成ないし
は焼成、を経ずに溶融還元する方式も企てられてはいる
が、アーク炉を用いる方式によねば電力消費が莫大であ
るばかりでなく立地条件にも制約があり、またプラズマ
を利用する炉を用いる方式も電力消費が甚だしく現在の
ところ工業的規模での適用が困輝であり、さらに純酸素
を利用する炉を用いる方式によりは、高温雰囲気を得る
ことは容易であっても還元雰囲気の維持が難しくまた酸
素使用量が嵩むなど、何れも技術的に解決を要する問題
をはらんでいる。

ところで発明者らは′先に、上記の諸問題を解決するも
のとして、特願昭５６−６３２９４号明細書において、
炭素質固体還元剤の充てん層をたて型炉内部で不断に形
成する一方、このたて埜炉の下部胴壁に配設した羽口群
を通して、該たて型炉から排出される還元性の排ガスを
用いて粉７粒状鉱石を予備還元した予備還元鉱石を、必
要ならばさらにフラックスを加えて３００〜１３００°
Ｃの高温の空気または酸素富化空気をもってする気流搬
送下にたて型炉内に吹込んで、上記予備還元鉱石を溶融
還元する粉１粒状鉱石のたて型炉溶１１！ｌ！還元法を
提Ｔした。

上記の方法において、予熱下の酸化性ガス気流にて搬送
し、羽目群からたて型炉内に吹込み装入を行う装入物は
、羽目先端部周辺で該炉内部に形成された炭素質固体還
元剤の充てん層の高熱領域中を滴下する間に溶融還元さ
れて炉床に溜まり、適宜に炉外に取出されるしくみとさ
ね、かようなたて型炉溶融還元法の開発により、粉１粒
状鉱石の製錬が極めて効果的に行えるようになった。

ところでかような溶融還元法における予備還元鉱石の移
送には、通常の粉体移送に必要とされる要件の他、次に
述べるような特別な要件を満足させる必要がある。

１）予備還元鉱石は、予備還元炉から高温で排出される
ので、高温に伴う現象とくに移送管内での該鉱石の焼結
や停滞などによる移送管の閉塞現象の生起を回避できる
こと。

２）移送中における予備還元鉱石の温度低下が少ないこ
と。

３）予備還元炉から多数の羽口への予備還元鉱石の分配
が均等に行えること。

４）予備貸元炉内圧よりも予備Ｍ（元鉱石を吹込む羽口
部分の圧力の方が高いことに基因する、移送管内での予
備ｊ！元鉱鉱石逆流を防止できること。

５）予備還元鉱石移送用の搬送カス量が、できるたけ少
ないこと。

６）移送途中での予価還元鉱石の再酸化を防止できるこ
と。

７）羽ロ一本当りの予備還元鉱石の吹込み缶を制御でさ
ること。

８）移送管内の予価還元鉱石が希薄になることに起因す
る、羽口送風ガスの移送管内への軟接は事故を防止でき
ること。

しかしながら従来の移送手段では、上述した全ての要件
を満足することはできなかった。とりわけ、予備還元鉱
石は高温でありしがも酵素分が一部除去さねているので
多数の気孔を有しているたぬ、粒子同志が結合して移送
管の■１寒が生じ易いところ、従来はこの問題の解決が
ｔ、ｌＥＬがったため、予価還元鉱石の円滑な移送が阻
ｆＬされてたて型炉への連続供給かできなくなり、その
結果、たて型炉の不調を招来するおそれが大きかったの
である。

この発明は、上に述べた問題も含めて前述した特別の要
件全てを充足し、予備還元鉱石のたで型炉へのスムーズ
な移送を実現できる移送管を提案することを目的とする
。

発明者らは、上記の目的を達成すべく数多くの実験と検
討を重ねたところ、移送魁′の重力移送部にバイパス管
を付設し、このバイパス管内に還元性ガスを導入し、か
くして牛しる両管路内におけろ水頭田の差に基因する粒
子の循環流動現象いわゆるエアリフト現象を利用するこ
とが、所期した目的の達成に極めて有効であることを究
明し、この発明を完成、させるに至ったのである。

すなわちこの発明は、予備炉鉱炉で還元、さゎた高温の
予備還元鉱石をたて型溶ＩＩＩＩ還元炉に導く移送管で
あって、重力移送部と気体移送部とをそなえる移送本管
の該重力移送部に、その上部と下部とで連通ずるバイパ
ス管を設け、このバイパス貿−の下部にはたて型溶ｌＩ
ｌ！還元炉から排出される炉頂、ガスの一部をバイパス
管内に導く導入管を連通し−でなる予備還元鉱石のたて
型溶融還元炉への移送管である。

以下この発明を具体的に説明する。

まず第１図に、この発明に従う移送管を組込んだ溶融還
元系統を模式的に示し、図中番号１は粉。

粒状鉱石の仕給装置、２は流動層形式の予備還元炉、３
はたて型溶融還元炉、４はたて型炉３の頂部から炭素質
固体還元剤たとえばコークスの炉内への装入を司る佳、
細口、５は予備還元炉排鉱口である。また図中番号６で
移送管全体を示し、７がその重力移送部、８が気体移送
部であって両者で移送本管を形成し、９は撮送気体の吹
込み口、そして１０がバイパス管である。

さて実＠業においては、羽口１１を通してたとえば予熱
下の空気や酸素富化空気を吹込むことによってたて型炉
３内の充てん層に着火し、かくしてたて型炉８内で発生
する還元性の排カスを、排出口１２から、その一部を分
岐管１３により予備還元炉２の底部に導き、該炉２内に
装入さねた粉・粒状鉱石を流動層形式によって予備還元
する。予備還元された部分還元鉱石は、排鉱口５から排
出され移送管６を経て、羽目支管１４中の予熱空気流に
帯同させてたて型炉８内へ吹込むわけであるが、かよう
な予備還元鉱石の吹込みに当っては、予備還元炉からの
移送１稈がとくに重要である。

というのは前述したように、予備還元鉱石は、高温であ
り、また鉱石中の酵素分が一部除去されているので多数
の気孔を有し、しがも粉１粒状であるため、粒子が相互
に結合して粒子間の移動が阻止され、結果として移送管
の閉塞が生じて、該鉱石の円滑な移送が阻害されるおそ
れが太きいがらであり、かような閉路が生じると炉操業
に変調をきたす。

そこでこの発明では、第２ｉに詳細を示したよ□うに、
移送本管の重力移送部７に、その上部および下部で連通
ずるバイパス管１ｏを付設し、かっこのバイパス管１０
の下部をたて型炉３の排出口１２と導入管１５を介して
連通させて、該排出口１２から排出される炉頂ガスの一
部をバイパス管１０内に導入するしくみにし九のである
。

さてかようなバイパス管１０をそなえる移送管６におい
て、炉頂排ガスの導入がない場合には、移送本管の重力
移送部７およびバイパス管１０の下部には粉１粒状鉱石
がつまっているが、バイパス管１０内にその下部からガ
スを導入すると、第２図に概念的に示したように、バイ
パス管１０内の粒状物は流動化し始め、該管１０内の単
位体積当りの重量（比重量）は、重力移送部７のそれと
＾も 比べてＪ−ざくなる。すなわち重力移送部７とバイパス
管１０における比重量をそｔ］ぞわγ１１γ２とすると
γ１〉γ２となる。

従って両管路におけるバイパス管１０の下端位置ではΔ
Ｐ−Ｈｆγ、−γ２）で表わさねる圧力差が生じ、この
圧力差によってバイパス管ｌＯ内の粒状物は、第２図に
示し、たところにおいて鉛直上方に移動しようとする運
動を起す。

かくしてバイパス管ＩＯ内の粒状物は上方に移動して重
力移送部７に合流する一方、重力移送部７内の粒状物は
降下しつつ下方で一部の粒状物は・バイパス管１０内に
入り残りは気体移送部８に供給されることになる。

このように、移送本管内を重力落下してきた粒状物の一
部は、バイパス管ＩＯを循環流動し、従って重力移送部
７内の粒状物は相互に移動するので、粒子同志が固着し
て似内が閉塞する現象を効果的に防止できるのである。

。 なお粒状物の循環量はバイパス管１０の大きさおよび痢
大ガス敞などにより影響されるが、導入゛ガス量は、粒
状物の固着を防止できる適度の循環量が確保される範凹
で、できるだけ少ない方が望ましく、そのためには導入
管１５にガス流量の調節弁１６を設け、流量を適宜に調
節するのが好ましい。

次に、この発明に従う移送管を用いて、前掲第１図に示
した系統方式に従う試験炉で実際に操業を行ったときの
、予＃を還元鉱石の移送状況について調べた結果を述べ
る。

操業条件 １）たて型炉内径　　　　　　１．２　ｍ２）予備還元
炉内径　　　　　１．１ｍ３）送風羽口　　　　　　上
段４本（粉体吹込みｌ下段４本 紺　８本 ４）送風散１２００　Ｎｍ　／ｈ ５）移送管　　　　　　　内径２５ｍｍ重力移送部　長
さＨｏ−５ｍ バイパス管　内径ｌＯ闘 長さＨ−４ｍ ６）予（ｉｔｆｔ還元乞石　　　温度１０００°Ｃ！　
　　　　　移送量　４０に９／ｈ ７）炉頂ガス　　　　　組成Ｃｏ　：　３５％、Ｎ２：
６５％濡度１０００℃ 導入量　Ｉ　Ｎｍ　／ｈ 上記の操業条件に従って、粉状クロム鉱石（平均粒径０
．２　ａｍ　）からの７エロクロムの製錬ならびに粉状
鉄鉱石（平均粒径０．３７　ｆｆ１ｍ　）からの銑鉄の
製錬を行ったところ、予備還元鉱石の移送および吹込み
は極めて円滑に進行し、安定した溶融還元を行うことが
できた０ 以上述べたようにこの発明によね、（１、予備還元鉱石
の固着による移送管の閉塞を防止してたて型炉への円滑
な移送が実現できるのはし八うまでもなく、その他高温
の粉粒体の移送の際（こ懸念さね、た問題を悉皆除去で
き、有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従う移送管をそなえる溶融還元系統
の模式図、 第２図はこの発明の好適実施例の要部断面図である。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社技術研究所内 ０発　明　者　角戸三男 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　予備還元炉で還元された高温の予備還元鉱石をたて
   型溶融還元炉に導く移送管であ２て、重力移送部と気体
   移送部とをそなえる移送本管の該重力移送部に、その上
   部と下部とで連通ずるバイパス管を設け、このバイパス
   管の下部には該たて型溶融還元炉から排出される炉頂ガ
   スの一部をバイパス管内に導く導入管を連通してなる予
   備還元鉱石のたて型溶融還元炉への移送管。