JPS6014804B2 - 浮遊式還元プロセスにおけるプロセス制御方法 - Google Patents

浮遊式還元プロセスにおけるプロセス制御方法

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JPS6014804B2
JPS6014804B2 JP8544678A JP8544678A JPS6014804B2 JP S6014804 B2 JPS6014804 B2 JP S6014804B2 JP 8544678 A JP8544678 A JP 8544678A JP 8544678 A JP8544678 A JP 8544678A JP S6014804 B2 JPS6014804 B2 JP S6014804B2
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floating
reduction
iron ore
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JP8544678A
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信 清水
幸長 片橋
徹男 堀江
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IHI Corp
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IHI Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は浮遊式還元プロセスにおけるプロセス制御方法
に関する。
近年、塔内に加熱雰囲気を形成し、この雰囲気中に炭素
粒体ないし粉体を導入して炭素の浮遊層を形成し、該浮
遊層内に酸化鉄原材料を通過させて該浮遊層の一酸化炭
素あるいは水素などの還元ガス雰囲気により前記酸化鉄
原材料を還元しつつ、この還元反応によって生成される
二酸化炭素や水蒸気と炭素粒体とを反応させて一酸化炭
素や水素の還元性雰囲気を生成させ、還元効率を可及的
に高めることのできる浮遊式還元プロセスが注目をあび
ている。
しかして上記浮遊式還元プロセスにあっては、浮遊層の
高さを一定に保持することが、還元鉄の生産量や品質を
一定に保持するために重要である。
なぜならば、ガスの吹き抜け、ガス流量の変動、鉱石滞
留量を一定にし操業を安定化させ、且つ浮遊層中におけ
る金属鉄割合の増加による競結を防止する必要があるた
めである。本発明は上述の観点に鑑みなしたもので、徴
粉炭、チャ−、コークスのうちの任意のひとつ若しくは
いくつかで形成される炭素の浮遊層に鉄鉱石を投入して
還元する浮遊式還元プロセスにおいて、浮遊層の高さを
炉内の圧力損失若しくは電気抵抗のごとく浮遊層の高さ
と検出値とが比例関係になるものによって測定し、該浮
遊層の高さが所定の高さになるよう鉄鉱石及び徴粉炭の
反応塔への供給量を制御することを特徴とするものであ
る。
以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明の一実施例であって内部に徴粉炭等によ
る浮遊層を形成するようにした反応塔1の下部側方には
、送風機2によって昇圧され加熱器3によって加熱され
たプロセスガスを該反応塔1内に送給するプロセスガス
供給管4が取付けられており、反応塔下面には、チャー
やコークスのごとき流動粒子と還元鉄とを分離し、流動
粒子5と還元鉄6を分けて取出し得るようにした分離機
7が設けられている。
反応塔1の上部には、プロセス排ガス排出管8が設けら
れており、該プロセス排ガス排出管8の中途部にはダス
ト除去及び頭熱利用のためのベンチュリースクラバー兼
クーラー9が取付けられている。
反応塔1の上部には、途中から二股に分れたシュート1
0が取付けられており、該シュート10の二股部の一方
にはスクリューフイーダー11が、又他方にはスクリュ
ーフイーダ−12が取付けられている。
更にスクリューフィーダー11上には、鉄鉱右ホッパー
13が、スクリューフイ−ダー12上には徴粉炭ホッパ
ー14が夫々配設されている。スクリューフィーダー1
1,12の駆動用モータ15,16は比率設定器17,
18に連接されており、該比率設定器17,18は、何
れも反応塔1の側部に取付けた圧力損失検出計19にィ
ン夕−ロックされている。
運転に際しては予め実験等により、圧力損失がいくらの
時は浮遊層の高さはいくらになるか、又その時の鉄鉱右
と徴粉炭の比率ご=雛譲雲はいくらにするか、といった
ことを求め且つこれを比率設定器17,18に夫々設定
しておく。
昇圧され加熱されたプロセスガスをプロセスガス供給管
4から反応塔1内に供V給すると共にスクリューフィー
ダー12から徴粉炭を、又スクリューフィーダー11か
ら鉄鉱右を反応塔1内に供給すれば、反応塔1内には微
粉炭等の浮遊層が形成され、鉄鉱石はプロセスガスによ
り還元されて還元鉄となり、反応塔1から分離機7に入
り、ここで還元鉄と流動粒子とが分離され、還元鉄は取
出されるが流動粒子は反応塔1に送られ浮遊層で再使用
される。
プロセスガスは浮遊層内を上昇する間に鉄鉱右を還元し
且つ自らも徴粉炭と接触、反応して還元ガスとなる一方
、徴粉炭と鉄鉱石の抵抗により圧力損失が生じ、△Pだ
け圧力が低下してプロセス排ガス排出管8中へプ。
セス排ガスとして排出され、ベンチュリースクラバー兼
クーラー9でダストの除去及び顕熱の回収が行われ、送
風機2及び加熱器3で再び昇圧、加熱され、プロセスガ
スとしてプロセスガス供鎌倉管4から反応塔1内に循環
供給される。反応塔1内を流れるプロセスガスが浮遊層
を通って△Pだけ圧力が低下すると、その圧力損失△P
が圧力損失検出計19によって検出され、その信号が比
率設定器17,18に送られる。
圧力損失△Pが所定の値の場合には、浮遊層は所定の高
さに保持されているから、駆動モータ15,16の回転
数は不変でスクリューフィーダ−11,12の単位時間
当りの鉄鉱石や徴粉炭の供給量や比率ご=鯵顛覆は不変
である。
圧力損失△Pが所定の値を越えた場合は、浮遊層の高さ
は高過ぎるのであるから、駆動モータ15,16は信号
を受けて回転数が小さくなり、スクリューフィーダー1
1,12の鉄鉱石や徴粉炭は浮遊層の高さが所定の高さ
になるまで、すなわち圧力損失△Pが所定の値になるま
で単位時間当りの量は減少して供給される。
圧力損失△Pがもとの状態に戻れば、供繋台量ももとに
戻る。これらの運転の場合、ご=穣鯵要は常に一定にな
るよう制御が行われる。圧力損失△Pが所定の値に達し
ない場合は、浮遊層の高さは低過ぎるのであるから、駆
動モータ15,16は信号を受けて回転数が大きくなり
、スクリューフィーダ−11,12の鉄鉱石や徴粉炭は
、浮遊層が所定の高さになるまで、すなわち圧力損失△
Pが所定の値になるまで、単位時間当りの量は増加して
供給される。
圧力損失がもとに戻れば、供給量ももとに戻り、又運転
中ごは常に一定状態に保持される。第2図は本発明の他
の実施例であり、前記実施例では圧力損失△Pは浮遊層
の高さ‘こ略比例することを利用しているのに対し、本
実施例では浮遊層の電気抵抗△Rが浮遊層高さに略比例
することを利用している。
図中20は電極、21は電気抵抗検出計であり、又は第
1図に示す符号と同一の符号のものは同一のものを示す
。斯かる構成としても前記実施例と同様浮遊層の高さを
一定状態に保持した運転を行うことができる。第3図は
本発明の更に他の実施例であり、第1図に示す機器のほ
か、プロセス排ガス排出管8中にガス成分分析計25を
設け、該ガス成分分析計25を比率設定器17,18に
インターロックし、圧力損失検出計19と比率設定器1
7,18との間に流量制御器22,23,24を設けた
ものの例である。
図中第1図に示す符号と同一の符号のものは同一のもの
を示す。ガス成分分析計25を設けたことにより、例え
ばプロセス排ガス中の一酸化炭素濃度を分析し、これが
所定の値よりも大きい場合には、プロセス排ガスの還元
度が高過ぎるから、鉄鉱石を増すか徴粉炭を減らすかし
てごを大きくするようスクリューフィーダー11,12
を運転し、一酸化炭素の濃度が所定の値よりも低過ぎる
場合にはプロセス排ガスが充分還元されていないから鉄
鉱石を減らすか徴粉炭を増すかしてごを小さくするよう
スクリューフィーダー11,12を運転する。
従ってスクリューフィーダー11,12の駆動モータ1
5,16の回転数の調整は圧力損失検出計19よりの信
号とガス成分分析計25よりの信号の何れによっても行
うことができる結果、浮遊層の高さを一定に制御できる
と同時にプロセス排ガス中の成分濃度も一定の状態にす
ることができる。第4図は本発明の更に又他の実施例で
あり、第1図や第3図に示す機器のほか、還元鉄6の取
出し径路26を設けて該取出し径路26の途中に還元鉄
内の酸素量若しくは還元率あるいは金属化率又は比重の
ごとき還元特性を分析、検出し得るようにした還元鉄特
性検出計27が設けられている。なお図中第1図及び第
3図に示す符号と同一の符号のものは同一のものを示す
。検出計27によって例えば還元鉄中の酸素量のごとき
還元特性を分析し、これが所定の値よりも4・さし、場
合には、プロセス排ガスの還元度が高過ぎるから、鉄鉱
石を増すか徴粉炭を減らしてごを大きくするようスクリ
ューフィーダー11,12を運転し、還元鉄中の酸素濃
度が所定の値よりも大きい場合にはプロセス排ガスが充
分還元されていないから鉄鉱石を減らすか徴粉炭を増す
かしてごを小さくするようスクリューフイーダ−11,
12を運転する。
従って本実施例でのスクリューフィーダー11,12の
騒動モーター15,16の回転数の調整は、圧力損失検
出計19よりの信号と検出計27よりの信号の何れによ
っても行うことができる結果、浮遊層の高さを一定に制
御できると同時に還元特性も一定の状態にすることがで
きる。なお本発明の実施例においては、浮遊層の高さを
一定に保持する場合について説明したが、比率設定器の
設定値を変えることにより本プロセスの生産能力の変更
をも行い得ること(生産能力を増大させる場合には浮遊
層高さを高くし、生産能力を減少させる場合には浮遊層
高さを低くする。
)、浮遊層高さの検出を電気抵抗検出計で行うようにし
た第2図の実施例のものにガス成分分析計を設けたりあ
るいは還元鉄特性の検出計を取付けても実施し得ること
、ガス成分分析計で分析するガスは一酸化炭素に限らず
、二酸化炭素、水素、水蒸気の何れか若し〈はこれらの
任意の組合せでよいこと、圧力損失検出計あるいは電気
抵抗検出計を使用した反応塔のプロセスにプロセス排ガ
スを検出するためのガス成分分析計及び還元鉄特性の検
出計の両者を設けても実施し得ること、比率設定器と駆
動モーターとの間にコンピューターを入れ、一層精度の
高い制御を行うこともできること、その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿
論である。本発明の浮遊式還元プロセスの制御方法は、
上述のごとき構成であるから、浮遊層の高さを一定に保
持することにより生産量を一定に保持できると共に浮遊
層の高さを変更することにより生産量の変更も可能であ
り、更にはプロセス排ガスのガス成分を分析すること等
により品質の制御も可能となる、等種々の優れた効果を
奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の説明図、第2図は本発明の
他の実施例の説明図、第3図は本発明の更に他の実施例
の説明図、第4図は本発明の更に又他の実施例の説明図
である。 図中1は反応塔、4はプロセスガス供給管、6は還元鉄
、8はプロセス排ガス排出管、11,12はスクリュー
フィーダー、17,18は比率設定器、19は圧力損失
検出計、20は電極、21は電気抵抗検出計、27は還
元鉄特性検出計を示す。 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 微粉炭、チヤー、コークスのうちの任意のひとつ若
    しくはいくつかで形成される炭素の浮遊層に鉄鉱石を投
    入して還元する浮遊式還元プロセスにおいて、浮遊層の
    高さを炉内の圧力損失若しくは電気抵抗のごとく浮遊層
    の高さと検出値とが比例関係になるものによって測定し
    、該浮遊層の高さが所定の高さになるよう鉄鉱石及び微
    粉炭の反応塔への供給量を制御することを特徴とするプ
    ロセス制御方法。 2 微粉炭、チヤー、コークスのうちの任意のひとつ若
    しくはいくつかで形成される炭素の浮遊層に鉄鉱石を投
    入して還元する浮遊式還元プロセスにおいて、浮遊層の
    高さを炉内の圧力損失若しくは電気抵抗のごとく浮遊層
    の高さと検出値とが比例関係になるものによって測定す
    ると共にプロセス排ガス中のガス成分を分析し、鉄鉱石
    及び微粉炭の反応塔への供給比率を浮遊層の高さに応じ
    且つ排ガス中の成分が一定となるよう制御することを特
    徴とするプロセス制御方法。 3 微粉炭、チヤー、コークスのうちの任意のひとつ若
    しくはいくつかで形成される炭素の浮遊層に鉄鉱石を投
    入して還元する浮遊式還元プロセスにおいて、浮遊層の
    高さを炉内の圧力損失若しくは電気抵抗のごとく浮遊層
    の高さと検出値とが比例関係になるものによって測定す
    ると共に製品として取出された還元鉄の酸素量若しくは
    還元率あるいは金属化率又は比重のごとき還元鉄特性を
    検出し、鉄鉱石及び微粉炭の反応塔への供給比率を浮遊
    層の高さに応じ且つ還元鉄特性が一定となるよう制御す
    ることを特徴とするプロセス制御方法。
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