JPS59162212A - 粉粒状予備還元鉱石の移送管 - 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、粉粒状予備還元鉱石の移送管に関し、とく
に予備還元炉から高温で排出される粉粒状予備還元鉱石
のたて（竪）型溶融還元炉へのスムーズな移送を可能な
らしめることにより、安定したたて型炉操業を有利に実
現しようとするものである。

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、粉粒状鉱石による製錬方法としては、流動層を用
いて粉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飽加で塊成化を
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ば、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、その際
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れ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難であり、さらに純酸素
を利用する炉を用いる方式によれば、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、−ト記の諸問題を解決するも
のとして、特開昭５７−１．９８２０５号公報において
、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、このだて型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
を用いて粉粒状鉱石を部分還元した予備還元鉱石を、必
要ならばさらにフラ、ツクスを加えて８００〜１８００
℃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
融還元する粉粒状鉱石のだて型炉溶融還元法を提案した
。

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
、羽口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
れ、かようなだて型炉溶融還元法の開発により、粉粒状
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蔵低下が少・　な
いこと。

８）予備還元炉から多数の羽目への予備還元鉱石の分配
が均等に行えること。

４）予備還元鉱石移送用の搬送ガス量が、できるだけ少
ないこと。

５）移送途中での予備還元鉱石の再酸化を防止できるこ
と。

６）羽ロ一本当りの予備還元鉱石の吹込み量を制御でき
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
石は高温でありしかも酸素分が一部除去されているので
多数の気孔を有しているため、粒子同志が結合して移送
管の閉塞が生じ易いところ、従来はこの問題の解決が難
しかったため予備還元鉱石の円滑な移送が阻止されてだ
て型炉への連続供給ができな（なり、その結果、だて型
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、上に述べた問題の解決も併せ、前述した高
温粉体の移送に必要とされる特別の要件・全てを充足し
て、高温の粉粒状予備還元鉱石のだて型炉へのスムーズ
な移送を可能ならしめる新規な移送管を提案することを
目的とする。

ところでかような高温粉粒体の移送において、移送管に
振動を付与するか、または移送管の管径を適宜に拡大な
いし縮少させて、管内の移送管同志のゆ着を破壊するこ
とができれば、閉塞を生じることのないスムーズな移送
が期待できるわけである。

そこで発明者らは、上に述べたような機能をそなえる移
送管を開発すべく、数多くの実験と検討である。

すなわちこの発明は、予備還元炉で部分還元された高温
の粉粒状予備還元鉱石をだて型炉へ導く移送管であって
、管の長手方向全長にわたって切断された該切断部の相
互密接下に外圧による管径の変更可能に支持された内管
と気密に保持された外管との二重管構造になり、上記内
管に対し振動・の付与ならびに管径の拡縮を司る加振体
をそなえることを特徴とする粉粒状予備還元鉱石の移送
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、代表的な溶融還元系統を模式で示し、図
中番号ｌは流動層形式の予備還元炉、２は粉粒状鉱石の
供給装置、８はたて型溶融還元炉、４はたて型炉８の」
負部から炭素質固体還元剤たとえばコークスの炉内への
装入を司る供給口、５は予備還元炉排鉱口である。そし
て６が予備還元鉱石の移送管であって、通常図示したよ
うに該移送管６の途中に設けた予備還元鉱石の搬送気体
吹込みロアを境として重力移送部６ａと気体移送部６ｂ
とからなる。

さて実際のたで型炉操業においては、羽口８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
てたで型炉８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ガスを、排出口９から、その
一部または全部を分岐管ＩＯより予備還元炉１の底部に
導き、予備還元炉ｌ内に装入された粉粒状鉱石を流動層
形式咋よって乾燥、加熱して予備還元する。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、羽口支管１１中の予熱空気流に帯同させてだて型
炉Ｂ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、たて型炉内部での溶融状態に十分考
慮を払う必要がある。

というのは、吹込まれた予備還元鉱石が、羽口先端近傍
に形成されたレースウェイ１２内で十分に溶融しない場
合には、レースウェイ１２前面の固体還元剤充てん層へ
粉粒状のままの予備還元鉱石が突入するため、該充てん
層が目すまりをきたし、炉内で円滑な溶融還元を進行さ
せることが難しくなるからである。従って予備還元鉱石
はレースウェイ１Ｂで十分に溶融させる必要があるが、
そのためには、羽口１本当りの吹込み用予熱空気量に対
して適切な量の予備還元鉱石を配合することが重要であ
る。

また複数本の羽口に対して、予備還元鉱石の吹込み合計
量が所定量に制御されている場合であつ・ても、個々の
羽目からの吹込み量にばらつきがある場合には、より多
量の吹込みが行われた羽口先では十分な溶融が遂行され
難いので、炉に変調をきたす大きな原因となり、このこ
とは、難溶融性または難還元性の金属酸化物を含有する
鉱石の場合に、と（に問題となる。

さらに複数本の羽目への予備還元鉱石の移送途中で、特
定の移送管が閉塞した場合には、その羽口ぺの適正供給
量が維持できないだけでな（、他の羽口への供給量につ
いても間接的に影響を与え、・炉の変調を招くおそれが
太きい。

従って、円滑な溶融還元を遂行するためには、その前提
条件として、移送管内での予備還元鉱石の停滞や焼結に
よる閉塞を回避して、移送管内における予備還元鉱石の
移送をスムーズに行うことが必要とされるわけである。

そこでこの発明では、予備還元鉱石粉の停滞や焼結に基
因した閉塞を効果的に防止できるものとして、第２図に
示したような二重管構造になる移送管１８を開発したの
である。

第９図に示した移送管の断面図において、１４が内管、
１５が外管であり、また１６は振動棒、１７は振動子で
あって両者で加振体を構成する。

ここに内管１４は、その長手方向全長にわたって切断さ
れていて、この例で切断端部１４ａ　、１４ｂを密接に
重ね合わせてほぼ円形の断面にした上で、振動棒１６と
スペーサ１８とによって外管１５内に架空に支持される
。また１９は外管１５内を気密に保持するシール材であ
る。

さてかような構造になる移送管において、振動子１７を
所定の強度で振動させることにより、それに見合った強
度の振動を、振動棒を介して内管１４に付与することが
できる。

また内管１４の切断部１４ａ、１４ｂは互いに密接して
いるだけなので、振動棒１６を作動させることにより、
内管の管径を変更させることもできる。

従って粉粒状予備還元鉱石の移送中、適宜に移送管に振
動を付与したり、管径を拡縮させたり、あるいはまた両
者を組合わせることにより、移送管内にお、ける予備還
元鉱石粉の停滞や焼結の発生を回避してスムーズな粉体
移送が達成されるわけである。

ところで閉塞現象の発生頻度は、移送管のどの位置でも
同じというわけではなくてむらがある。

従ってたとえば振動を付与するにしても、閉塞が生じ易
い個所に重点的に付与することができれば、閉塞防止の
上でより効果的である。

そこで、たとえば振動棒を中空にしてその設置位置にお
ける管内圧力を検出したり、または振動棒の前後に別途
に圧力検出計を設置して管内圧力を検出するかして、他
の位置の管内圧力と比較することによって閉塞が生じる
おそれのある個所を事前に探知し、その近傍の加振体を
重点的に作動させることがより効果的である。

なお内管形状は、第２図に示したものに限られるわけで
はな（、第８図に示したような切断端１４　ａ’　、　
１４　ｂ’がパツキン材２０を介して密接した構造にな
るものであってもよい。

さらに第４図に示したように、振動棒１６を中空にして
内管側端部にガス吹込み口２１を開口させ、上述した管
内圧力検出用の通路と共用させて圧力計２２によって内
圧を測定する他に、噴射口２８から移送管内にジェット
ガスを吹込めるような構造にすれば、停滞粉粒体をほぐ
す上で一層効果的である。

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
、予備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　　：　ｌ。２ｍ ２）予備還元炉内径　：　１゜１ｍ ８）送風羽目　　　　上段４本（粉体吹込み）下段４本 計８本 ４）送風量１２０ＯＮｒｒＬ／ｂ ５）移送管　内管の内径２５ｍ、、　外径２９．６ｍｍ
外管の内径４１．６ｍｍ、外径４８．６ｍｍ６）加振体
：振動子 周波数　８．５　ＫＨｚ　、　２０　ＫＨｚ両振幅　１
．５μｍ、１０μｍ 移送管への設置間隔：１？ＦＬ 上記の条件下に、粉状クロム鉱石（平均粒径０．２　ｍ
ｍ　）からのフェロクロムの製錬ならびに粉状鉄鉱石（
平均粒径０．８７　＠ｍ　）からの銑鉄の製錬を行った
ところ、いずれも予備還元鉱石の移送ならびにたて型炉
への吹込みは極めて円滑に進行し、安定した溶融還元を
実施することができた。

以上述べたようにこの発明によれば、高温の粉粒状予備
還元鉱石の管内における停滞や焼結に由１．。

来する移送管内の閉塞を効果的に防止でき、従って円滑
なだて型炉操業の実現に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的なだて型炉溶融還元系統の模式第２図は
この発明の好適実施例の断面図、第８図はこの発明に従
う内管の断面図、第４図は他の好適実施例の断面図であ
る。 １８・・・移送管、　　　　　１４・・・内管１４ａ　
、　１４ｂ・・・内管の切断端、１５・・・外管、　　
　　　　１６・・・振動棒、１７・・・振動子、　　　
　　２１・・・ガス吹込み口。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第１図 第２図 第８図 第１頁の続き 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 ０発　明　者　藤田勉 千葉市川崎町１番地用崎先鉄株 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)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　予備還元炉で部分還元された高温の粉粒状予備還元
   鉱石をたて型炉へ導く移送管であって、管の長手方向全
   長にわたって切断された該切断部の相互密接下に外圧に
   よる管径の変更可能に支持された内管と気密に保持され
   た外管との二重管構造になり、上記内管に対し振動の付
   与ならびに管径の拡縮を司る加振体をそなえることを特
   徴とする粉粒状予備還元鉱石の移送管。 区　加振体の内管側端部に、内管内部へのガス吹込み口
   を開口させた特許請求の範囲第１項記載の移送管。