JPS6044366B2 - 流動層予備還元炉の操業方法 - Google Patents
流動層予備還元炉の操業方法Info
- Publication number
- JPS6044366B2 JPS6044366B2 JP19211682A JP19211682A JPS6044366B2 JP S6044366 B2 JPS6044366 B2 JP S6044366B2 JP 19211682 A JP19211682 A JP 19211682A JP 19211682 A JP19211682 A JP 19211682A JP S6044366 B2 JPS6044366 B2 JP S6044366B2
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- Japan
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- temperature
- gas
- reduction
- fluidized bed
- reduction furnace
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流動予備還元炉の操業方法に関するものであ
り、とくに溶融還元炉から発生する高温の排ガスを還元
ガスとし金属酸化物を含む粉粒状鉱石を流動層予備還元
炉で予備還元するときに、低温の炭化水素含有ガスをも
流動化ガスならびに還元剤として一緒に使う新しい操業
方法について提案する。
り、とくに溶融還元炉から発生する高温の排ガスを還元
ガスとし金属酸化物を含む粉粒状鉱石を流動層予備還元
炉で予備還元するときに、低温の炭化水素含有ガスをも
流動化ガスならびに還元剤として一緒に使う新しい操業
方法について提案する。
近年のフェロアロイ製造の技術は、鉱石の資源が低品位
化、粉鉱化の傾向にあるため、そうした鉱石を製錬に当
つてはまず塊成化した後に、一般的には電気炉によつて
製錬するのが普通であるから、電力原単位や数千ＨＷＨ
Ｉｔにも達して極めてコスト高となるという問題点があ
つた。
化、粉鉱化の傾向にあるため、そうした鉱石を製錬に当
つてはまず塊成化した後に、一般的には電気炉によつて
製錬するのが普通であるから、電力原単位や数千ＨＷＨ
Ｉｔにも達して極めてコスト高となるという問題点があ
つた。
そこで最近は、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、溶融還元法が注目されるに
到つている。
ェロアロイ製造技術として、溶融還元法が注目されるに
到つている。
例えば、流動層予備還元炉と竪型溶融還元炉との結合に
かかる装置を用い、粉粒状鉱石から直接フェロアロイを
製造する方法がそれである。この既知の方法は、金属酸
化物含有鉱石の予備還元に必要な還元剤及び熱の供給源
として、溶融還元炉の高温排ガスを利用して流動層形式
により予備還元する方法であり、粉粒状鉱石を塊成化す
ることなく直接使用できる点で前述の方法に比べると低
コストで溶融金属の製造が可能である。上記した既知方
法における予備還元炉としての流動層に必要な主な条件
としては、（１）必要な還元速度が得られる反応温度維
持のたＪ めの熱供給が容易なこと、（２）局部過熱や
高温域での予備還元鉱石の粘着によつて焼結が起り流動
化が阻害されるようなことがないこと、（３）均一かつ
安定な流動化現象が得られること、（４）短い滞留時間
でも必要な還元率が得られること（流動層を多段化する
）、（５）粒子の流動層からの飛び出しによるダスト発
生が少ないこと、などがある。
かかる装置を用い、粉粒状鉱石から直接フェロアロイを
製造する方法がそれである。この既知の方法は、金属酸
化物含有鉱石の予備還元に必要な還元剤及び熱の供給源
として、溶融還元炉の高温排ガスを利用して流動層形式
により予備還元する方法であり、粉粒状鉱石を塊成化す
ることなく直接使用できる点で前述の方法に比べると低
コストで溶融金属の製造が可能である。上記した既知方
法における予備還元炉としての流動層に必要な主な条件
としては、（１）必要な還元速度が得られる反応温度維
持のたＪ めの熱供給が容易なこと、（２）局部過熱や
高温域での予備還元鉱石の粘着によつて焼結が起り流動
化が阻害されるようなことがないこと、（３）均一かつ
安定な流動化現象が得られること、（４）短い滞留時間
でも必要な還元率が得られること（流動層を多段化する
）、（５）粒子の流動層からの飛び出しによるダスト発
生が少ないこと、などがある。
ところが、こうした各種の条件というのは、一般的に言
つて予備還元に必要な流動層の温度が高いほど、その維
持が難しく、しかも溶融還元炉から発生する流動化ガス
中に多量のダストが含まれると、その操業法はさらに、
難しさを増大させるので、各種の新しい方法や装置の開
発が必要となる。
つて予備還元に必要な流動層の温度が高いほど、その維
持が難しく、しかも溶融還元炉から発生する流動化ガス
中に多量のダストが含まれると、その操業法はさらに、
難しさを増大させるので、各種の新しい方法や装置の開
発が必要となる。
第１図に、流動層による粉粒状鉱石予備還元用の従来装
置を示す。
置を示す。
予備還元炉１は竪型で、その胴部に粉粒状鉱石供給口４
を具えており、ここには鉱石ホッパー７がらの鉱石を炉
内に供給するための供給装置６が設置してある。また、
鉱石を滞留させるために炉内に設置したガス分散板（火
格子）３下に当る炉下部には、高温の還元ガ又供給口８
が開口させてある。上記還元ガスとしては、加熱炉、還
元ガス発生炉あるいは溶融還元炉から発生した高温の排
ガスを使い、還元剤ならびに流動化ガスとする。この還
元ガスを炉内に導入することにより、ガス分散板３上の
粉粒状鉱石は流動化して、流動層２を形成し流動還元が
できる。なお、図示の９は還元剤としてメタンなどの炭
化水素含有ガスを供給する還元剤供給口である。また、
図示の１０は排出管で、ここを通じて排出さ．れる流動
層２からの排出ガス中には、ダストを多量に含有するの
でサイクロン１１で除塵する。一方、予備還元鉱石は、
排出管５より排出され、次工程の溶融還元炉などへ移送
される。一般に、流動層での予備還元温度は、鉱石の種
、類や銘柄で異なり、鉄鉱石では、６００〜９００℃位
、クロム鉱石では９５０〜１１００′Ｃ位であり、還元
鉱石の粘着性によつて流動化か阻害される焼結限界温度
としては、鉄鉱石では１０００〜１１００℃位、クロム
鉱石では１２５０〜１３５０℃位である。
を具えており、ここには鉱石ホッパー７がらの鉱石を炉
内に供給するための供給装置６が設置してある。また、
鉱石を滞留させるために炉内に設置したガス分散板（火
格子）３下に当る炉下部には、高温の還元ガ又供給口８
が開口させてある。上記還元ガスとしては、加熱炉、還
元ガス発生炉あるいは溶融還元炉から発生した高温の排
ガスを使い、還元剤ならびに流動化ガスとする。この還
元ガスを炉内に導入することにより、ガス分散板３上の
粉粒状鉱石は流動化して、流動層２を形成し流動還元が
できる。なお、図示の９は還元剤としてメタンなどの炭
化水素含有ガスを供給する還元剤供給口である。また、
図示の１０は排出管で、ここを通じて排出さ．れる流動
層２からの排出ガス中には、ダストを多量に含有するの
でサイクロン１１で除塵する。一方、予備還元鉱石は、
排出管５より排出され、次工程の溶融還元炉などへ移送
される。一般に、流動層での予備還元温度は、鉱石の種
、類や銘柄で異なり、鉄鉱石では、６００〜９００℃位
、クロム鉱石では９５０〜１１００′Ｃ位であり、還元
鉱石の粘着性によつて流動化か阻害される焼結限界温度
としては、鉄鉱石では１０００〜１１００℃位、クロム
鉱石では１２５０〜１３５０℃位である。
ところで、従来の予備還元処理にあつては、予備還元に
必要な還元温度を、高温還元ガスの顕熱によつて維持し
ようとすると、高温の還元ガスの導入が必要となり、そ
のために該還元ガスの温度が上記焼結限界温度を越えて
しまい、還元ガス供給口８およびガス分散板３の近辺で
は、粉粒状鉱石がしばしば焼結限界温度以上に過熱され
るので、焼結塊や付着物の成長があつたりしてガス分−
散板３力泪づまりしたり、流動化反応が阻害されるとい
う欠点が見られた。
必要な還元温度を、高温還元ガスの顕熱によつて維持し
ようとすると、高温の還元ガスの導入が必要となり、そ
のために該還元ガスの温度が上記焼結限界温度を越えて
しまい、還元ガス供給口８およびガス分散板３の近辺で
は、粉粒状鉱石がしばしば焼結限界温度以上に過熱され
るので、焼結塊や付着物の成長があつたりしてガス分−
散板３力泪づまりしたり、流動化反応が阻害されるとい
う欠点が見られた。
さらに、高温還元ガスとして溶融還元炉発生の排ガス
を使用する場合には、発生ガスの温度が高くなるほどダ
ストの含有量も多くなり、ダストのフ付着性もより強く
なるので、同じような問題が生じることがわかつた。
を使用する場合には、発生ガスの温度が高くなるほどダ
ストの含有量も多くなり、ダストのフ付着性もより強く
なるので、同じような問題が生じることがわかつた。
上述したような問題を解決するためには、かかる還元
ガスの導入温度を下げればよいが、単に温度を低下する
だけでは、還元温度が低下し、還元７率が減少すること
になる。
ガスの導入温度を下げればよいが、単に温度を低下する
だけでは、還元温度が低下し、還元７率が減少すること
になる。
そこで、本発明は、還元率を減少させることなしに、還
元ガスの導入温度を下げることにより、上述した従来技
術の問題点を克服するようにしたのである。その有効な
解決の方法として本発明は、メタンなどの炭化水素・含
有ガスの一部を還元ガ又供給口８に達する以前の還元ガ
ス導管１２中に合流させて、その導管１２中で高温還元
ガスによる前記炭化水素含有ガスの予熱にあわせ高温還
元ガス自身の部分的熱分解による吸熱反応を導いてその
温度低下を図り、上述した従来技術の問題点を一挙に解
決するようにしたのである。以下に本発明の構成の詳細
を、第２図に示す好適実施例の図を参照して説明する。
本発明のようにメタン等炭化水素含有のガスを予備還
元炉の還元剤として用いる方法は、クロム鉱石のような
難還元性の鉱石を還元するときにとりわけ有効である。
その理由は、次工程の溶融還元炉発生排ガスを予備還元
用還元剤として使用するようなとき、その発生排ガスの
主成分がＣＯであるために、この排ガスだけではＦｅの
還元には有効でもクロムの還元は困難であることから、
フェロクロムを製錬するのが困難になるか極めて不経済
となることが挙げられる。ところが、該メタン等の炭化
水素含有のガスを還元ガスに混合させる楊合、Ｃｒ２Ｏ
３還元に有効な固体状炭素を還元剤ｉ 中に提供する
ことになり、円滑な予備還元ができるようになるからで
ある。 そこで、本発明は、該炭化水素含有のガスを予
備還元炉に導入することを主たる内容として構成される
方法であり、かかる炭化水素含有ガスの一部を、本来的
な予備還元ガスである溶融還元炉発生排ガス中に、その
還元ガスが供給口８に達する前の段階で合流させること
により、該炭化水素含有ガスの熱分解に伴う吸熱反応で
高温還元ガスの温度低下を図り、高温であることにより
起る上述した弊害を除くようにしたものである。
元ガスの導入温度を下げることにより、上述した従来技
術の問題点を克服するようにしたのである。その有効な
解決の方法として本発明は、メタンなどの炭化水素・含
有ガスの一部を還元ガ又供給口８に達する以前の還元ガ
ス導管１２中に合流させて、その導管１２中で高温還元
ガスによる前記炭化水素含有ガスの予熱にあわせ高温還
元ガス自身の部分的熱分解による吸熱反応を導いてその
温度低下を図り、上述した従来技術の問題点を一挙に解
決するようにしたのである。以下に本発明の構成の詳細
を、第２図に示す好適実施例の図を参照して説明する。
本発明のようにメタン等炭化水素含有のガスを予備還
元炉の還元剤として用いる方法は、クロム鉱石のような
難還元性の鉱石を還元するときにとりわけ有効である。
その理由は、次工程の溶融還元炉発生排ガスを予備還元
用還元剤として使用するようなとき、その発生排ガスの
主成分がＣＯであるために、この排ガスだけではＦｅの
還元には有効でもクロムの還元は困難であることから、
フェロクロムを製錬するのが困難になるか極めて不経済
となることが挙げられる。ところが、該メタン等の炭化
水素含有のガスを還元ガスに混合させる楊合、Ｃｒ２Ｏ
３還元に有効な固体状炭素を還元剤ｉ 中に提供する
ことになり、円滑な予備還元ができるようになるからで
ある。 そこで、本発明は、該炭化水素含有のガスを予
備還元炉に導入することを主たる内容として構成される
方法であり、かかる炭化水素含有ガスの一部を、本来的
な予備還元ガスである溶融還元炉発生排ガス中に、その
還元ガスが供給口８に達する前の段階で合流させること
により、該炭化水素含有ガスの熱分解に伴う吸熱反応で
高温還元ガスの温度低下を図り、高温であることにより
起る上述した弊害を除くようにしたものである。
第２図は、本発明の好適実施例であるが、図示の符号１
〜１０は従来の予備還元炉と同じ構造を示している。
〜１０は従来の予備還元炉と同じ構造を示している。
この第２図に示した予備還元炉１において、本発明は、
上述した炭化水素含有ガスの一部を、高温の還元ガス導
管１２中または還元ガス供給口８の近傍に炭化水素含有
ガス導入口１３，１３″を接続して供給し、また他方で
該炭化水素含有ガスのうちＣｒ２Ｏ３の予備還元に必要
なその残りの分をこ相当する量を予備還元炉１の流動層
２域に設けた炭化水素含有ガ又供給口９から直接流動層
２中へ供給し予備還元炉の操業を行うようにした。溶融
還元炉発生の高温還元ガス導管１２に供給する炭化水素
含有ガスの流量を増すことにより、高温の還元ガス温度
低下により効果的である。
上述した炭化水素含有ガスの一部を、高温の還元ガス導
管１２中または還元ガス供給口８の近傍に炭化水素含有
ガス導入口１３，１３″を接続して供給し、また他方で
該炭化水素含有ガスのうちＣｒ２Ｏ３の予備還元に必要
なその残りの分をこ相当する量を予備還元炉１の流動層
２域に設けた炭化水素含有ガ又供給口９から直接流動層
２中へ供給し予備還元炉の操業を行うようにした。溶融
還元炉発生の高温還元ガス導管１２に供給する炭化水素
含有ガスの流量を増すことにより、高温の還元ガス温度
低下により効果的である。
ただし、難還元性のＣｒ２Ｏ３を予備還元するような場
合、炭化水素の部分的な熱分解量が増して、Ｃｒ２Ｏ３
の還元に有効な量が減少するおそれがある。この点、本
発明にあつては、一部（残部に当る）を流動層２中へ直
接供給する炭化水素含有生ガス量で補うことができる。
ただし、その分全体の炭化水素含有量が増えてコストが
上昇するおそれがある。この意味で両者の供給量のバラ
ンスを図ることが必要であり、高温の還元ガス導管１２
中へ供給する該生ガス供給位置は還元ガス供給口８に近
い方が好ましい。実施例 第２図に示ず装置により、本発明操業方法を実施したそ
の結果を以下に説明する。
合、炭化水素の部分的な熱分解量が増して、Ｃｒ２Ｏ３
の還元に有効な量が減少するおそれがある。この点、本
発明にあつては、一部（残部に当る）を流動層２中へ直
接供給する炭化水素含有生ガス量で補うことができる。
ただし、その分全体の炭化水素含有量が増えてコストが
上昇するおそれがある。この意味で両者の供給量のバラ
ンスを図ることが必要であり、高温の還元ガス導管１２
中へ供給する該生ガス供給位置は還元ガス供給口８に近
い方が好ましい。実施例 第２図に示ず装置により、本発明操業方法を実施したそ
の結果を以下に説明する。
・予備還元炉内径：１．２７７１，
・鉱 石：
フイリツピン産砂クロム（平均粒径０．２ｍ）・供給
量：２６０ｋｇＩｈｒ・溶融還元炉からの発生排ガス量
： １９６０ＮｄＩｈｒ
・発生排ガスの温度：１３８Ｃｆ′Ｃ・炭化水素含有生
ガスニコークス炉発生ガス・高温の還元ガスの導管への
供給量： ４２Ｎｗ
１Ｉｈｒ●流動層への直接供給量：５７ＮイＩｈｒ・高
温の還元ガス供給口における混合ガス温度：
１１９（代）実施例では
、高温の還元ガスの予備還元炉への導入温度が焼結限界
温度以下に低下できたので、高温の還元ガスの導入部付
近での焼結塊や付着物の生成がなく長時間安定な運転が
できた。
量：２６０ｋｇＩｈｒ・溶融還元炉からの発生排ガス量
： １９６０ＮｄＩｈｒ
・発生排ガスの温度：１３８Ｃｆ′Ｃ・炭化水素含有生
ガスニコークス炉発生ガス・高温の還元ガスの導管への
供給量： ４２Ｎｗ
１Ｉｈｒ●流動層への直接供給量：５７ＮイＩｈｒ・高
温の還元ガス供給口における混合ガス温度：
１１９（代）実施例では
、高温の還元ガスの予備還元炉への導入温度が焼結限界
温度以下に低下できたので、高温の還元ガスの導入部付
近での焼結塊や付着物の生成がなく長時間安定な運転が
できた。
しかも、クロムの還元率も良好であつた。図面の簡単な
説明第１図は、従来予備還元設備の路線図、第２図は、
本発明予備還元設備の路線図である。
説明第１図は、従来予備還元設備の路線図、第２図は、
本発明予備還元設備の路線図である。
１・・・予備還元炉、２・・・流動層、３・・・ガス分
散板、４・・・粉粒状鉱石供給口、５・・・予備還元鉱
石排出口、６・・・供給装置、７・・・鉱石ホッパー、
８・・・還元ガス供給口、９・・・炭化水素含有ガス供
給口、１０・・・流動層排ガス排出口、１１・・・サイ
クロン、１“２・・・還元ガス導管、１３，１３″・・
・炭化水素含有ガス供給口。
散板、４・・・粉粒状鉱石供給口、５・・・予備還元鉱
石排出口、６・・・供給装置、７・・・鉱石ホッパー、
８・・・還元ガス供給口、９・・・炭化水素含有ガス供
給口、１０・・・流動層排ガス排出口、１１・・・サイ
クロン、１“２・・・還元ガス導管、１３，１３″・・
・炭化水素含有ガス供給口。
Claims (1)
- １ 粉粒状鉱石を流動層予備還元炉に装入する一方、そ
の炉内には流動化還元ガスを導入して流動化反応を起さ
せることにより、該鉱石の予備還元を行う予備還元炉の
操業方法において、メタン、プロパン等の炭化水素含有
ガスを、予備還元炉へ供給する高温の還元ガス中に一部
混合させることにより、該高温還元ガスの温度を低下さ
せるとともに、上記粉粒状鉱石の予備還元に必要とする
分に相当する残りの炭化水素含有ガスを該予備還元炉内
流動層域へ直接導入することを特徴とする流動層予備還
元炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19211682A JPS6044366B2 (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 流動層予備還元炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19211682A JPS6044366B2 (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 流動層予備還元炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980706A JPS5980706A (ja) | 1984-05-10 |
| JPS6044366B2 true JPS6044366B2 (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=16285930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19211682A Expired JPS6044366B2 (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 流動層予備還元炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044366B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT408233B (de) * | 2000-01-20 | 2001-09-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Wirbelbettaggregat und verfahren zur reduktion von oxidhältigem material |
| JP4933702B2 (ja) * | 2000-04-06 | 2012-05-16 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 可搬型蛍光ｘ線分析計 |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP19211682A patent/JPS6044366B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5980706A (ja) | 1984-05-10 |
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