JPS5948841B2 - 溶融還元設備における粉粒状予備還元鉱石の移送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属酸化物を含有する粉粒状鉱石を予備還元
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で構成された溶融還元設備に
おいて、予備還元炉から予備還元された粉粒状鉱石を溶
融還元炉に移送する装置に関するものである。

近年、各種の金属酸化物を含有する鉱石原料は塊状鉱石
が減少し、粉状若しくは小粒状鉱石が多くなっており、
今後ますます粉粒状鉱石の比率が増加して行く傾向にあ
る。

従来、粉粒状鉱石はバインダーや炭材を添加してペレッ
トや焼結鉱などの塊状物として使用するので、塊成化の
ために余分の資源やエネルギーを必要とするばかりでな
く、焼成を必要とする場合には、焼成炉から排出される
ガス中のＮＯｘ、 ＳＯｘ及びダスト等を処理するため
の費用も多大であるという欠点がある。

またクロム鉱石の製錬によるフェロクロムの製造のよう
に、電気炉で製錬する場合には電力原単位が数千ＫＷＨ
／ｌにも達して、電力料金の高いところでは極めてコス
ト高になる。

本発明者らは先に粉粒状鉱石を塊成化することなしにこ
れを直接使用でき、かつ電力を用いずにこれから溶融金
属を製造できる方法を発明し一二（特願昭５６−６３２
９４）。

この発明の骨子は、予備還元炉において粉粒状鉱石を流
動層形式で予備的に還元し、得られた粉粒状予備還元鉱
石を、上下２段にそれぞれ設けられた複数の羽目を備え
た竪形の溶融還元炉に移送し、これを前記羽目から該溶
融還元炉内に高温空気と共に吹込み、これを溶融還元す
る、という金属酸化物を含有する粉粒状鉱石からの溶融
金属の製造方法である。

しかして予備還元炉と溶融還元炉とから成る溶融還元設
備において、予備還元炉から溶融還元炉への粉粒鉱石の
移送については、通常の粉体移送と比較して次のような
条件が満足される必要がある。

（１）予備還元鉱は、予備還元炉から高温で排出される
こと。

（２）予備還元炉の温度低下を少なくするため、移送距
離は短かいこと。

（３）予備還元鉱を予備還元炉から溶融還元炉の多数の
羽口へ分岐して均等に分配すること。

（４）予備還元炉よりも、予備還元鉱を吹込む前記羽目
部分の方が内圧力が高いので、これによる移送管内での
粉体による閉そくや粉体の逆流を防止できること。

（５）予備還元鉱移送用のキャリヤーガスは、粉体と共
に溶融還元炉内へ吹込まれるので、できるだけ少量が望
ましいこと。

（６）移送途中での予備還元鉱の再酸化を防止できるこ
と。

本発明の目的は、以上のような特別な条件を充足するこ
とによって溶融還元設備において粉粒状の予備還元鉱石
の移送を有効にかつ円滑に安定して行なうことができる
装置を提供することにある。

すなわち本発明の要旨は、次のとおりである。

粉粒状鉱石から溶融金属を製造するための、予備還元炉
と溶融還元炉とから成る溶融還元設備において、該予備
還元炉の流動層に設けた複数の排出口と、該溶融還元炉
に設けた複数の羽目とを複数の予備還元鉱石移送管で連
絡し、該移送管の中間に予備還元鉱石の搬送ガスの吹込
み口を設け、該吹込み口を境にして前記移送管を上下に
それぞれ重力移送部と気体移送部に区分し、該重力移送
部に逆流防止槽を設け、更に前記移送管の気体移送部が
占める高さを、移送管全体が占める高さの３０％以下と
し、かつ前記気体移送部が占める水平方向の距離を移送
管全体か瑞める水平方向の距離の６０％以下とし、前記
予備還元炉の排出口から予備還元された粉粒状の高温状
態にある鉱石を前記移送管の重力移送部に排出させ、続
いて前記ガス吹込み口から供給される搬送ガスによって
前記鉱石を前記移送管の気体移送部を通して前記溶融還
元炉の羽口に送り込むようにしたことを特徴とする、溶
融還元設備における粉粒状予備還元鉱石の移送装置。

以下、本発明を第１図に示す溶融還元設備における予備
還元鉱石の移送装置のフローシートに基づいて説明する
。

粉粒状の金属酸化物を含有する鉱石が供給装置１より予
備還元炉２に供給される。

竪型の溶融還元炉３から排出される高温発生気体の一部
又は全部は、排ガス管１４を通って予備還元炉２に導入
され、必要に応じて供給路４から還元ガス、固体還元剤
、フラックス及び空気などが供給されて、流動層形式に
よって粉粒状鉱石が乾燥、加熱、予備還元される。

予備還元鉱石は排出口５より排出され、移送管６を経て
溶融還元炉３の上段羽ロアから高温空気と共に溶融還元
炉３内に吹込まれる。

溶融還元炉３内には、装入装置８より供給される塊状の
炭素系還元剤よりなる充填層が形成される。

溶融還元炉３に吹込まれた予備還元鉱は、羽口先レース
ウェイ内で溶融し、炉３の下部を滴下する間に還元され
て溶融金属と溶融スラグが生成し、排出口９より適時炉
外へ排出される。

本発明は上述したように予備還元鉱の排出口５と羽ロア
、７′間における予備還元鉱の移送装置を対象とするも
のである。

羽ロア、７′は、溶融還元炉３を速成に取り囲むように
多数個で配置されるので、予備還元炉２の排出口５と移
送管６は対応する吹込み羽口数と同数とする。

上下２段の羽目のそれぞれに予備還元鉱を吹込む場合で
も、移送管を増すことによって同様に行える。

予備還元炉２からの予備還元された鉱石の排出は、各移
送管６に均等に分配できるように溢流管方式とするのが
普通であり、また移送管は、高温物質の移送に適するよ
うに断熱形式とする。

しかして第１図において予備還元炉２、溶融還元炉３、
移送管６、排ガス管１４の各位置を示しているＡ、 Ｂ
、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ、 Ｆ、 Ｇにおける操作時の内圧
の分布は第２図に示されるようになり、予備還元鉱２の
排出口５のＡ点よりも羽ロア。

７′のＥ点の方が圧力が高くなっている。

このため、Ｅ点よりＡ点へ移送管内をガスが逆流しよう
とするので、粉体やガスの逆流と管の閉そくを防止して
、予備還元鉱を円滑に移送することが重要となる。

そこで、円滑移送の要件について各種の試験を行なった
ところ、次の手段が有効であることが分った。

（１）移送管６の途中に逆流防止槽１０を設ける。

（２）移送管６の途中に搬送ガス吹込み口１１を設け、
この吹込み口より予備還元炉２側では粉体の重力による
移送、溶融還元炉３側では気体による移送とする。

そこで、移送管６の途中に搬送ガス吹込み口１１を設け
、第１図において移送管６の吹込み口］１の直上の位置
をＣとし、同じくその直下の位置をＤとすると、移送管
６は、吹込み口１１を境にして上方が重力移送部６ａ（
Ａ−Ｃ間）に、下方が気体移送部６ｂ（Ｄ−Ｅ間）とな
る。

逆流防止槽１０は、移送管６の重力移送部６ａの途中に
設けるが、これはこの部分の移送管の径を他の部分の移
送管の径よりも５〜３０倍にするだけでよく、これによ
り移送管内の逆流を防止し、仮に逆流が起きても逆流を
予備還元炉２側に波及させない効果が得られる。

なお、粉体流量計１２を移、送管６の重力移送部６ａに
設けて固体粒の流出量を検出して、逆流が検知された場
合には、移送管の重力移送部６ａに設けた弁１３で移送
管を遮断することができる。

重力移送部６ａは、粉体シールによるガスの逆流防止に
、また気体移送部６ｂは、高圧下にある溶融還元炉３へ
の粉体吹込みを安定に行なうのに有効である。

このように、移送管６の途中に搬送ガス吹込み口１１を
設けることにより、第２図の圧力分布図上で０点とＤ点
を折れ線ＥＦＧＡ （溶融還元炉の排ガス流路）の両側
に位置させることができるので、移送管６においてガス
による固体粒の逆流が防止される。

更に、移送管６における粉体の逆流を防止するには、移
送管６に対する吹込み口１１の取付は位置が重要である
。

第１図において吹込み口１１の位置によって区分される
移送管６の重力移送部６ａが占める高さをＨｌ、同じく
気体移送部６ｂが占める高さをＨ２とし、かつ重力移送
部６ａが占める水平方向の距離をＬｌ、気体移送部６ｂ
が占める水平方向の距離をＬ２としたとき（したがって
移送管６全体が占める高さと水平方向の距離は、それぞ
れＨ２＋Ｎ２．Ｌ１＋Ｌ２となる。

）、粉体の逆流を防止して移送を安定に行なうのに必要
な、吹込み口の位置によって定まるＨ２／ （Ｈ，＋Ｈ
２）及びＬ２／（Ｌ１＋Ｌ２）の範囲は第３図に示すと
おりである。

第３図から明らかなように、粉体の移送を安定して行な
うのに必要な吹込み口の位置は、移送管の気体移送部か
瑞める高さくＨ２）が移送管全体が占める高さくＨ，＋
Ｈ２）の３０％以下であり、かつ気体移送部が占める水
平方向の距離（Ｌ２）が移送管全体が占める水平方向の
距離（Ｌ工＋Ｌ２）の６０％以下となるような位置とす
る。

本発明の実施例を以下に示す。

実施例 （１）溶融還元炉内径 １．２ｍ（羽目部分）（２）
予備還元炉内径 １．１ｍ （３）送 風 羽 目 上段４本（粉体吹込み）下段
４本 計 ８本 （４）送 風 量 １２０ＯＮ ｍ”／ｈｒ（５
）粉体移送管 内径２０ｍｍ 数 ４本 （６）移送管の配置 垂直方向 Ｈ１＝５．５ｍ Ｈ２−０，７〜０．９ｍ Ｈ２／（Ｈ２＋Ｎ２）＝０．１１〜０．１４水平方向
Ｌｌ−３，４〜４．２ｍ Ｌ２＝１．８〜２．６ｍ Ｌ２／ （Ｌ１＋Ｌ２） ＝０．３５〜０．３８（７）
粉体搬送ガス 種類Ｎ２ （８）逆流防止槽 内径１５０ｍｍ数４ 上記の試験炉を用いて、粉状クロム鉱石（平均粒径０．
２１ｍｍ）からのフェロクロムの製錬の操業と粉状鉄鉱
石（平均粒径０．３７ｍｍ）からの銑鉄の製錬の操業を
行ない、予備還元炉から溶融還元炉への安定な予備還元
鉱移送を行うことができた。

本発明の効果をまとめると次のようになる。

（１）流動層予備還元炉と溶融還元炉を複数の移送管で
連絡することができる。

（２）溶融還元炉の内圧が予備還元炉内圧よりも高いに
もかかわらず、逆流を起こすことなく、粉粒状の予備還
元鉱石を溶融還元炉に吹込むことができる。

（３）逆流が移送管に部分的に生じても、移送管全体に
拡がることを防止できる。

（４）予備還元鉱を溶融還元炉へ、より高い温度で吹込
むことができる。

（５）溶融還元炉の各羽目への予備還元鉱の均等分配が
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による溶融還元設備における予備還元鉱
石の移送装置のフローシート、第２図は第１図の溶融還
元設備の各位置における内圧の分布を示す図表、第３図
は移送管に設けた搬送ガスの吹込み位置と予備還元鉱の
移送についての安定操作範囲との関係を示す図表である
。 １・・・鉱石供給装置、２・・・予備還元炉、３・・・
溶融還元炉、４・・・還元ガス、固体還元剤、空気の供
給路、５・・・予備還元鉱排出口、６・・・予備還元鉱
の移送管、６ａ・・・上記移送管の重力移送部、６ｂ・
・・上記移送管の気体移送部、７，７′・・・予備還元
鉱と高温空気の供給羽目、８・・・固体炭素系還元剤供
給装置、９・・・溶融金属と溶融スラグの排出口、１０
・・・逆流防止槽、１１・・・搬送ガス吹込み口、１１
′・・・搬送ガス吹込み路、１２・・・粉体流量計、１
３・・・遮断弁、１４・・・溶融還元炉の排ガス管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉粒状鉱石から溶融金属を製造中るための、予備還
   元炉と溶融還元炉とから成る溶融還元設備において、該
   予備還元炉の流動層に設けた複数の排出口と、該溶融還
   元炉に設けた複数の羽目とを複数の予備還元鉱石移送管
   で連絡し、該移送管の中間に予備還元鉱石の搬送ガスの
   吹込み口を設け、該吹込み口を境にして前記移送管を上
   下にそれぞれ重力移送部と気体移送部に区分し、該重力
   移送部に逆流防止槽を設はミ更に前記移送管の気体移送
   部が占める高さを、移送管全体が占める高さの３０％以
   下とし、かつ前記気体移送部が占める水平方向の距離を
   移送管全体が占める水平方向の距離の６０％以下とし、
   前記予備還元炉の排出口から予備還元された粉粒状の高
   温状態にある鉱石を前記移送管の重力移送部に排出させ
   、続いて前記ガス吹込み口から供給される搬送ガスによ
   って前記鉱石を前記移送管の気体移送部を通して前記溶
   融還元炉の羽口に送り込むようにしたことを特徴とする
   、溶融還元設備における粉粒状予備還元鉱石の移送装置
   。