JPS6118633A - 粉体の移送定量供給装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉体の移送定量供給装置に係り、さらに詳し
くは、空気やガスによって粉体を搬送する装置における
粉体の定量供給装置に関するものである。

例えば、金属酸化物を含有する粉粒状鉱石を予備還元し
た後、溶融還元して溶融金属を製造する装置において、
予備還元炉から溶融還元炉−・予備題元鉱石を導入する
装置では、ガスによって粉体を炉内に定量供給する必要
がある。

またキルンタイプの還元鉄製造方法の排ガス燃焼装置の
ダストの排出部分とか鋳物砂再生炉で砂をかためるバイ
ンダをとばして砂を回収し、運ぶ部分等にも利用できる
。

〔従来の技術〕

近年、各種の金属酸化物を含有する鉱石原料塊状鉱石が
減少し、粉状も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
。従来は粉粒状鉱石に、＜イングーや炭材を添加してペ
レットや焼結鉱などに加工し塊状物として使用していた
が、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およびダスト等を
処理するための費用も多大であるという欠点がある。

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

本発明者らは以上の事情に鑑み、さきに粉粒状鉱石を塊
成化することなく直接使用し、電力を用いずに溶融金属
を製造する方法として、予備還元炉において粉粒状鉱石
を流動層形式で予備還元し、これを竪型の溶融還元炉に
その羽目から高温空気と共に吹込み、これを溶融還元す
る方法を開発し提案している（特開昭５７−１９８２０
５）。

本発明はこのような予備還元炉と溶融還元炉とからなる
溶融還元装置において、粉粒状の予備還元鉱石を予備還
元炉から溶融還元炉へ移送し吹込む装置の一部に用いら
れるものである。溶融還元装置における予備還元鉱石の
移送は、通常の粉体移送と比較して次のような特別な条
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、高温に伴う現象を考慮しなければならない。

に、移送距離は短い方が良い。

３）予備還元炉から多数の羽口へ分岐し、均等に分配す
る必要がある。

４）予備還元炉よりも、予備還元鉱石を吹込む羽目部分
の方が圧力が高いので、移送管内での予備還元鉱石によ
る閉塞や予備還元鉱石の逆流を防止しなければならない
。

５）予備還元鉱石吹込み用の搬送ガスは、予備還元鉱石
とともに溶融還元炉内へ吹込ま・れるので、できるだけ
少微であることが望ましい。

６）移送途中での予備還元鉱石の再酸化を防止できるこ
と。

７）羽口１本当りの予備還元鉱石の吹込み量を制御でき
ること。また完全閉止機能を備えていること。

８）移送管内の予備還元鉱石が稀薄になり、羽目送風ガ
スが移送管内を吹抜ける事故を防止できること。

以北の各条件を満足する予備還元鉱石の移送吹込み装置
として本発明者らは特願昭５７−２１２１９８を提案し
た。その提案は予備還元炉から粉粒状の予備還元鉱石を
移送する移送管の下端に緩傾斜部を接合し、この緩傾斜
部には搬送ガス吹込みノズルを開口し、このノズルより
先端側の緩傾斜部途中に予備還元鉱石の自走を停止させ
る中間部を介装したものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記提案にさらに改善を加え、前記の溶融還元
装置における特別な条件を充足することはもちろん、一
般にガスによって第１の粉体移送管から第２の粉体移送
管に粉体を供給する装置であって、粉体の移送量の調整
が容易で、その制御性が極めて優れた定量供給装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の特徴とするところは
粉体が流下する第１の粉体移送管から第２の粉体移送管
に粉体を供給する装置において、第１の粉体移送管の下
端に粉体の自走を停止させる緩傾斜部を形成してこれを
第２の粉体移送管と連結し、該緩傾斜部中に搬送ガス吹
込みノズルを開口させたことにある。

本発明の装置を好適に使用する対象例として溶融還元装
置の一実施例の系統を第２図について説予備還元炉２は
、粉粒状の金属酸化物を含有する鉱石を供給装置１によ
って供給され、竪形の溶融還元炉３から排出される高温
還元ガスの一部または全部が下方から導入され、必要に
応じて供給０４から粉粒状のフラックス、固体還元剤お
よび還元ガスなどが供給され、流動層形式によって。

粉粒状鉱石を、乾燥、加熱、予備還元する。予備還元し
た鉱石は、フラックスなどとともに、排出口５より排出
され、移送管６および緩傾斜部７を経て、羽目支管８中
の高温空気とともに溶融還元炉３内に吹込まれる。なお
、予備還元鉱石は上記粉粒状フラックス、固体還元剤を
随伴する場合があり、これらを含むものを予備還元鉱石
と総称する。

溶融還元炉３内には、供給装置１２により供給された塊
状の炭素系還元剤よりなる充填層が形成されている。溶
融還元炉３に吹込まれた予備還元鉱石は炉３の内部で溶
融し、炉の下部を滴下する間に還元されて、溶融金属と
溶融スラグとを生成１７、排出口１３より適時炉外へ排
出される。本発明は第１の粉体移送管６から第２の粉体
移送管８へ〜移送される予備還元鉱石等の粉体の定量供
給装置の構造に関するものである。

予備還元鉱石を溶融還元炉に吹込むに当っては溶融還元
炉内における予備還元鉱石の溶融に関する重要な問題点
を考慮しなければならない。吹込まれた予備ぶ元鉱石が
羽口先に形成されたレースウェイｌｌ内で十分に溶融し
ない場合には、レースウェイ前面の炭素系還元剤充填層
へ、粉粒状のまま突入し、この充填層の目づまりの原因
となり炉内で円滑に溶融還元を進行させることが難しい
。このため、レースウェイで円滑に予備還元鉱石を溶融
させることが必要である。予（＃還元鉱石を円滑に溶融
させるポイントは、羽目１本当りの高温送風空気量（酸
素富化空気を含む）に対して最も適切な所定量の予備還
元鉱石を吹込み、過剰の予備還元鉱石を吹込まないこと
である。

複数本の羽目に対して、合計の予備還元η、石の吹込み
量が所定量に制御されている場合でもそれぞれの羽目の
予備還元鉱石の吹込み量にばらつきがある場合には、よ
り多量に予備還元鉱石が吹込まれた羽「１先では、十分
に溶融現象を遂行させることかできず１．炉の不調を招
来する原因のひとつとなる。このことは、難溶融性、難
還元性の金属酸化物を含有する鉱石の場合、特に問題と
なり易い。

以上の問題は１例であり、−・般的なケースとして、定
量的な移送を必要とする場合、定量性のある移送装置が
望まれる。

本発明の移送定量供給装置は、搬送ガス量を調節するこ
とによって予備還元鉱石の第２の粉体移送管、ひいては
溶融還元炉への吹込み量を精度よく制御できるとともに
、搬送ガスの停止により吹込量の完全閉止ができるもの
である。

本発明の一実施例の縦断面図を第１図に示した。粉体が
流下する第１の粉体移送管６は、粉体が自然落下する勾
配に立設されている。その下端に粉体の自走を停止させ
る緩傾斜部７が設けられる。この緩傾斜部７は、粉体が
自走しないで停止するような傾斜と長さとを有している
。第１図の実施例では、第１の粉体移送管６の下端に直
接接合され、はぼ水平に横方向に文だけ突出した形状を
なしている。この実施例では緩傾斜部は円形断面をなし
、さらにその先端部は第２の粉体移送管８に連結する管
９を連結している。

第２の粉体移送管８は第１の粉体移送管６から粉体を供
給される移送管であって、実施例では、第１の移送管６
の下方に位置し、供給された粉体をガス流によって溶融
還元炉のレースウェイ１１へ移送する。

第１の移送管６の下端に形成した緩傾斜部７内の予備還
元鉱石吹込み量を精度よく制御するため、搬送ガス供給
管１０を緩傾斜部７内に挿入し、搬送ガス吹込みノズル
を開口させる。第１図に示す搬送ガス供給管１０の形式
で搬送ガスを供給するのは一例であり、搬送ガスを緩傾
斜部７の壁を通じて供給する構造とすることや複数の搬
送カス導入口を設けることなども可能である。

搬送ガス供給管１０を通して、吹込みノズルから緩傾斜
部７に搬送ガスを供給すると、移送管６および緩傾斜部
７に充填されている予備還元鉱石か、送風木管１４（第
２図参照）より分岐された、第２の粉体移送管である羽
目支管８の送風空気中に吹込まれる。予備還元鉱石はこ
の羽１」送風空気と共に溶融還元炉内のレースウェイ１
１に至り、ここで溶融還元反応が起こる。

このとき予備還元炉の排出口５の部分の圧力１りも羽［
Ｊ支管８内の圧力が高いため、羽「−１支管部分より予
備還元炉の排出口へ向って移送管内をガスが吹抜けよう
とするので、それを防止すること、また粉粒状予備還元
鉱石の逆流や閉塞を防止して、円滑に移送することが重
要である。

第１図に示すように、搬送ガス吹込口ノズル開口から移
送管６と緩傾斜部７との接合位置までの距離（接合位置
を原点とし、緩傾斜部７の先端側を正とする）をＬとし
、Ｍ傾斜部７を円形断面としたときその内径をＤとすれ
ば、Ｌ／Ｄの好適値は粉体の物性、性状、移送、供給条
件等によって決まりその好適な範囲は０≦Ｌ／Ｄ≦５で
ある。

場合により、Ｌ／Ｄ＜０、すなわち移送管６と緩傾斜部
との接合位置よりも後退した位置に搬送カス吹込ノズル
を開口させることも可能であまたＬ／Ｄ＞５となると、
搬送ガスの予備還元鉱石の輸送能力が低下するとともに
、移送管６と緩傾斜部７の接合部付近で予備還元鉱石の
閉塞を起こす例が非常に多く、不適当である。

緩傾斜部７は搬送ガスの吹込みを停止したとき緩傾斜部
内の予備還元鉱石の自走を停止させる作用をなし、搬送
ガス吹込み中は予備還元鉱石の吹込み量の安定性を確保
し、吹込み量の精度の高い制御を可能とするものである
。緩傾斜部７の傾斜角度は水平とすればよいが、使用す
る粉粒体の支配とすることも可能である。従って、本発
明においては、僅かな下り勾配だけでなく、水平状態あ
るいｉ僅かな昇り勾配も含めて緩傾斜部７と言う。この
緩傾斜部７は予備還元炉の流動層排出口５、移送管６、
緩傾斜部７の系統において、予備還元鉱石の重力による
自走作用の最も小さい部分であり、予備還元鉱石吹込み
量のコントロール作用の感度を上昇させる。

予備還元鉱石の自走を停止させるための緩傾斜部７の突
出部の長さを文とし、その内径をＤとすれば、ｕ／Ｄの
好適値は粉体の物性、性状、移送、供給条件、緩傾斜部
７の勾配等によって決まり、その範囲は１≦Ｍ／Ｄ≦１
０である。

見／Ｄ＜１すなわち緩傾斜部の突出長さを緩傾斜部の径
より小さくすると、搬送ガス停止Ｅ時、鉱石の移送の完
全停止ができず、また送風ガ不の逆流防止の機能に不具
合が生ずる。

一方、ｕ／Ｄ＞１０となると、緩傾斜部での粉体の動き
に不安定が生じ、不適当である。

なお、緩傾斜部の内径と送風支管への傾斜管９の内径な
どを適宜、異径にすることも可能である。

また、両炉間の差圧に変動が生じても、例えば、搬送ガ
ス量を操作することにより、所定の吹込み量を維持する
ことが可能である。

本発明は以上のように構成されているので、高温の予備
還元鉱石を圧力の高い羽目支管内に円滑に安定的に精度
よく供給すること、および供給を安定的に停止させるこ
とができる。

なお、一般の粉体のハンドリングにおいては。

吹込み量制御のために機械的な構造を有する供給機など
が用いられるが、本発明では極めて高温の予備還元鉱石
を輸送する必要性からこれらの方法を用いることは得策
でない。

送風ガスが移送管内を吹抜ける現象が生じた場合に移送
管を閉止するため緊思用として遮断弁１５（第２図）を
設置することも可能である。

〔実施例〕

次に、本発明装置を用いた具体例を挙げ、その効果につ
いて説明する。本発明はもちろん本実施例のみに限定さ
れるものではなく、粉鉱石、粉炭、粉コークス、鉄粉等
粉体一般に利用できる。

ｌ）粉体の種類 クロム鉱石　平均粒径０．２　ｍ　ｍ 嵩密度　２．５　ｇ　／　ｅ　ｃ 安息角　３５゜ ？）溶融還元炉内径　　　　　　１．２　ｍ３）予備還
元炉内径　　　　　　１．１　ｍ４）送風羽目　　　　
上段４本（粉体吹込み）下段４木 計８本 ５）送風量　　　　　　１２０　ＯＮｍ’／　ｈ　ｒ６
）移送管　　　　　内径　　　５５ｍｍ緩傾斜部　　　
　内径（Ｄ）３５ｍｍ 第１の移送管の中心が緩傾斜部と接合する位置から搬送
ガスの吹込口までの距離ＣＬ）３５ｍｍ Ｌ／Ｄ　　　　　　　　　　１ 突出部　　　　角度　　　水平 立／Ｄ　　　　　２ ７）搬送ガス　　　　種類Ｎ２ 上記の試験炉を用いて、粉状クロム鉱石（゛Ｆ均粒径０
，２ｍｍ）からのフェロクロムの精錬の操業と粉状の鉄
鉱石（平均粒径０．３７ｍｍ）からの銑鉄の精錬の操業
を行い、予備還元炉から溶融還元ｂＪへの安定した予備
還元鉱石の輸送、吹込みを行うことができた。本発明方
法は、もちろん、この実施例の鉱石に限定されることな
く、各種の鉱石に効果を有するものである。

〔発明の効果〕

以Ｉ−，のような本発明の効果をまとめると次のように
なる。

１）流動層予＠還元炉と溶融還元炉とを複数の移送管と
緩傾斜部でそれぞれ制御性よく連絡でき、またそれぞれ
予備還元鉱石の供給停止もできる。

２）溶融還元炉の圧力が予備還元炉の圧力よりも高いに
もかかわらず予備還元鉱石が逆流しない。また肉圧力差
によらず、粉体の供給量を一定に制御することができる
。

３）移送管内は予備還元鉱石の重力により移送され、緩
傾斜部においてのみ搬送ガスの援助の下で吹込むため、
極めて少量の搬送ガスで予備還元鉱石の円滑な供給を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の部分断面図、第２図は溶融
還元装置の系統図である。 １・・・粉粒状鉱石供給口 ２・・・予備還元炉 ３・・・溶融還元炉 ４・・・粉粒状フラツクス、固体還元剤、還元カスなど
の供給口 ５・・・予備還元炉排出［ｊ ６・・・第１の粉体移送管 ７・・・緩傾斜部 ８・・・第２の粉体移送管（羽１」支管）９・・・連結
管 １０・・・搬送ガス供給管 １１・・・レースウェイ １２・・・固体炭素系還元剤供給装置 １３・・・溶融金属と溶融スラグの排出口１４・・・送
風木管 １５・・・遮断弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　粉体が流下する第１の粉体移送管から第２の粉体移
   送管に粉体を供給する装置におい て、第１の粉体移送管の下端に粉体の自走を停止させる
   緩傾斜部を形成してこれを第２の粉体移送管と連結し、
   該緩傾斜部中に搬送ガス吹込みノズルを開口させたこと
   を特徴とする粉体の移送定量供給装置。