JPS59180278A

JPS59180278A - 流動層予備還元炉

Info

Publication number: JPS59180278A
Application number: JP5156683A
Authority: JP
Inventors: 浜田　尚夫; 高田　至康; 槌谷　暢男; 英司片山; 稲谷　稔宏; 角戸　三男; 崎村　博; 浜田　俊二; 康雄田中; 飯塚　幹夫; 勉藤田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1984-10-13

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】本発明は金７Ｍ酸化物を含有する粉粒状鉱石を予備昂元
１．た後、溶融還元して溶融金属を製造する方法に使用
する、予備還元炉と溶融還元炉とを直夕１１に結合して
成る溶融還元装置における流動層予備還元炉に関するも
のである。

近４１″、金属醇化物を含有するη、石の資源は低品位
化、粉鉱化の傾向にある。鉱石の製錬によるフェロアロ
イの製造は通常電気炉によっているが、電力原単位は数
千ＫＷＨ／ｌにも達し、極めてコスト高となる。

最近は゛電力によらないフェロクロムその他のフェロア
ロイ製造技術としての溶融還元法が注Ｉ」されている。

本発明者らはさきに予備還元炉と溶融還元炉とを直列に
結合した装置を用い、粉粒状鉱石から溶融金属を製造す
る方法を提案したが、その方法は各種鉱石の製錬に応用
可能である。

しかして、その方法では、金属酸化物を含有する鉱石の
予備還元に必要な遷元剤および熱の供給源として溶融還
元炉の高温の槓ガスを利用する。

予備ａ元炉は、粉粒状鉱石を塊成化することなく　ｉ［
’ｆ接使用するので流動層形式である。流動層での良好
な流動化状態を得るには、流動層の形状および導入ガス
の分散が重要であることが知られており、溶融還元法の
ように高温の排ガスを予備還元炉へ導入する場合には特
に重要である。

第１図に、一般的な流動層予備還元炉を示した。ｌは竪
型炉本体、２は流動層、３はカス分散板で、二元ガス導
入１コ４から還元ガスを炉内に導入することにより、ガ
ス分散板３上の粉粒状鉱石をがｉ勧化して流動層２を形
成し、流動予備還元を行う。５は流動層に粉粒状祈１石
原料を供給する装置、６は予備還元生成物の抽出管、７
は還元剤としてメタンなどの）焚化水素含イＪガスを供
給する還元剤供給１−Ｊ、９はｔ、ＩＩカスの４Ｊｔ　
＋、ｌ冒！である。

−１−記還元カスとしては溶融還元炉から発生した高温
のｔｌｌカスを還元剤ならひに流動化カスとして使用す
る。

この流動層の形状および導入カスの分散に関し、Ｙ・＠
還元炉では次の機能が必要である。

・、１）　溶融還元炉からの１ｏｏｏ〜１７００　’Ｃ
の高温還元カスの導入かり能であること。

・防　高温排ガス中の多量の微細タストの影響を受けに
くいこと。

（３）　　炉内均一な流動化が＋Ｉｆ能であること。

＼４＋　　Ｍ７い滞留時間でも必要な還元率が得られる
こと。

（５）　　流動層高が適正であること。

流動層の流動化状態を良好にするためには、ガス分散板
でのカスの圧力損失を流動層での圧力損失の１０％以１
−にするのがよいとされている。従来、カス分ｎｋ板と
しては、多孔板、焼結板、バブルキャンプ方式のものな
とが用いられている。

多孔板やバブルキャンプ形式のカス分散板では１０００
〜１７００°Ｃの高温ガスの導入に対して材質および強
度上の問題が生じるし、焼結板では高温ガス中のタスト
によって目詰りが起こる。またカス分散板を用いない噴
流によって吹き上げる方式の流動層もあるが、このよう
なカス分散板を用いない形式では、圧力損失が少なすぎ
て良好な流動化状１ハ４を得ることはできない。

さらに、流動層を固体反応装置として用いる場合には、
流動層容積と平均滞留時間の考慮か必要である。鋲、石
の予備還元反応には一定の時間が必要であり、反応時間
が足りないと還元率が低ドレ、時間が長過ぎると予備還
元錆＋　ｒ＋が焼結する可能性が多くなる。滞留時間を
考慮して一定の容積の流動層を形成する場合に層高が低
過ぎるとカスか吹抜けしやすくなり、層高が高過ぎると
流動層の圧力損失が増えて流動化ガスを送るための動力
費か増加する。

本発明の］」的は、還元カスの分散化を十分に行うこと
かでき、流動層の層高を適正に保つことができ、流動層
の形成が効果的に行われるようにし、かつ短い滞留時間
でも必要な還元率を得ることのできる。流動層部ｍ還元
炉を提供することにある。

）−足口的を達成するため、本発明は、流動層部（（ｆ
ｉ還元炉において、炉底部の中心に同心の中子をン設し
、流動層部を環状に形成したことを特徴とする流動層予
備還元炉を要旨とするものである。

さらに本発明は、炉底部の中心に同心の中子をへ″ｆ設
し、流動層部を環状に形成した上記構成にさらに流動層
部に複数の垂直の仕切板を放射状に配設したことを特徴
とする流動層予備還元炉であって、流動層を複数に区分
して流動層多段化類似の効果をイづ加することにより上
記目的を達成し、特１こ短い滞留時間でも高い還元率を
得ることができるものである。

以下、図面に従って本発明について訂細に説明する。本
発明の予備還元炉の概略を第２図に縦断面で示す。

予備還元炉１は竪型であって、はぼ中央の側壁には、例
えばクロム鉱石のような金属酸化物を含有する粉粒状鉱
石とフランクスなどの原料とを（」（給する供給１コ５
、予備還元された鉱７−Ｉの排出１−］６が設けられ、
上部側壁には、予備還元の際の刊カスの料量（」９が設
けられている。炉底部には中子８を立設して、炉１内に
環状の流動層を形成するように構成されている。高温の
還元＋Ｌガスは供給ｒ′Ｊ４を経て、流動層底部のカス
分散機構３より流動層内へ導入され、粉粒状鋲、石の流
動層２が形成される。

クロム鉱石の予備還元の場合には、コークス炉ガスなと
のＣＨ，含有ガスを供給すると、予’ｄ：Ｉ還元反応速
度が著しく促進されるので、コークス炉ガスのように溶
融還元炉排ガスよりも低温で供給するカスは、供給■コ
アより流動層２内に導入する。

本発明において予備還元炉１の炉底部の形状は限定され
るものではないが、円筒形、倒立円錐台形またはこれら
の複合形などとすることができ、中ｒ−も同様に種々の
形とすることができ、これらの種々の炉形状と種々の中
イ形状との組み合わせとすることができる。もっとも、
これら以外の形状、例えば多角形などを刊除するもので
はない。

予（ｆｉｔ　ａ元炉の炉底部が円筒型で、中−ｆの形状
が円打形の場合には、環状に形成される流動層の縦断面
はＩ（方形となり、長方形の底辺をカス分散板とすれば
そこから流動化カスが導入される。第２図に示す例は予
備還元炉の炉底部が倒立円錐台形で、中央部に円錐台形
の中子を設置した場合であり、環状に形成される流動層
の縦断面は三角形に近い形になる。流動化ガスはこの縦
断面の三角形の頃点に相当する位置から、多孔板あるい
はスリント構造のカス分散板３によってがも動層内へ導
入される。高温ガスを導入して予備還元を行う場合にほ
この縦断面が三角形に近い形の方が良好な流動化状態を
得ることができ好ましい。

本発明の予備還元炉は炉心部に中子をヴ設することによ
って流動層を環状に形成し、炉底部にカス分散板を設け
る構造としたので、炉底径を不必要に絞ることなく炉底
径を小さくしたと同様な効果を得ることかでき、従って
分散性のよい炉内均一・な流動化を容易に達成すること
ができる。またガス分散板の面積を小さくすることがで
きるので強度、材質の制約が少ない。さらに流動層の層
高を適正に設定することができ、また流動層が環状に形
成されるので、供給鉱石が排出「］ヘショートパスする
ことがなく還元率を高めることができる。

次に、第３図、第４図は流動層中心部に中子８をＳ’７
設し、さらに流動層内に仕切板１３を設けた本発明の第
２の発明の実施例である。第３図、第４図の（ａ）は横
断面図、（ｂ）は縦断面図で、第３図、第４図において
、符合１〜９は第２図と同様である。また矢印１５．１
６．１７は予備５元ｙれる鉱石の流れの方向を示したも
のである。

なお、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＡ−Ａ欠視図であ
る。

第３図では流動層縦断面は三角形、ｆ：１ＪＪ４図では
矩形であり、仕切板１３は断面形状に合わせて設ける。

第５図、第６図は第３図、第４図の流動層の円周を展開
した断面図で仕切板１３の配列を図示した。０は中心角
を示し、ｈは流動層の層高を；１．シ、矢印１５．１６
．１７は鉱石の流れの方向を示す。開［１部を有しない
仕切板１３は、第５図のように１−下に交互に配設し、
開１」部１４を有するイ１切板１３は第６図のように開
口部１４を交互に−１，ドに設けることができる。

仕切板１３の枚数が多いほど流動層を多段化した効果が
大となるが、普通は３〜６枚で十分な効果が得られる。

仕切板１３は、炉内が高温になるために耐熱性材料によ
って、特に単純な構造のものにするのが望ましい。

第３図、第４図の流動層予備還元炉では流動層を環状に
形成した効果を持つとともに、さらに流動層を多段化し
たのと同様な効果を有し、ガスの反応率の増大および予
備還元率の向１−が達成される。

本発明の流動層予備還元炉の奏する効果をまとめて示す
と次のようになる。

１）流動層を環状に形成することにより炉径を小さく形
成した場合と同等の均一な流動化状態が得られる。特に
流動層縦断面を三角形状に形成したものが好ましい流動
化状態を容易に得ることができる。

２）適正な流動層高が得られる。

３）ガス分散板の面積が小さくなるので、材質強度に問
題がない。

４）導入ガスを均一に分散することかできる。

５）予備還元鉱石は環状の流動層内を円周方向に流れる
ことになるので、供給された鉱石が未反応のまま排出さ
れに〈〈なり、還元率が良くなる。

６）流動層域に仕切板を設置したので、流動化反応が複
数に仕切られた流動を示ずようになってがこ切屑を多段
化したのと同様な効果を発揮し、流動化の偏りや圧力の
変動が減少し、気泡の成長等も抑制され、ガスの反応率
が増大し、均一で安定した流動化が確保でき予Ｕｉｉ　
還元率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な流動層予備還元炉の模式的断面図、第
２図は本発明の実施例の縦断面図、第３図は別の実施例
の（ａ）横断面図、（ｂ）縦断面図、第４図はさらに別
の実施例を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）図
のＡ−Ａ矢視図、第５図、第６図は流動層の円周方向断
面展開図である。 ■・・・予備還元炉、２・・・流動層、３・・・ガス分散板、４・・・高温還元性ガスの導入１」、５・・・原料供給装置、６・・・排出管、７・・・還元剤供給口、８・・・中子、９・・・流動層排ガスの排出口、１３・・・仕切板、１４・・・開ＩＪ部、１５．１６．１７・・・鉱石の流れの方向出願人　　　
川崎製鉄株式会社代理人　　　ブを理士　　小杉佳男第１図第３図（Ｑ）第１頁の続き０発　明　者　崎村博千葉市川崎町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０発　明　者　田中康雄千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内０発　明　者　飯塚幹夫千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内０発　明　者　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３９１−

Claims

【特許請求の範囲】 ■　流動層予備ａ元炉において、炉底部の中心に回心の
中子を立設し、流動層部を環状に形成したことを４）徴
とする流動層予備還元炉。２　流動層予備還元炉において、炉底部の中心に回心の
中子を立設し、流動層部を環状に形成すると共に該流動
層部に複数の垂直の仕切板を放射状に配設したことを特
徴とする流動層予備還元炉。