JPS62133009A - 溶融還元装置における予備還元鉱石の定量供給方法 - 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、溶融還元装置における予備還元鉱石の定量供
給方法に関し、粉状鉱石の竪型溶融還元方法に係る技術
であって、予備還元炉から溶融還元炉への粉状鉱石の供
給吹込方法についての開発成果を開示するものである。

〔従来の技術〕

近年、鉄鋸石をはじめ各種の金属酸化物より主として成
る原料鉱石は塊状鉱石よりはむしろ粉、粉状鉱石の方が
多くなりつつあり、今後もますますその比率は増加する
傾向にあると見られる。

粉、粒状鉱石による製錬方法としては流動層を用いて粉
、粒状鉱石を予備還元し、この予備還元鉱石を電気炉、
転炉その他の溶解炉で溶融還元する方式が一般的である
。この場合、従来、予備還元鉱石にバインダーを添加し
て塊成化し、その塊成物を溶鉱炉で溶融還元する方式が
多かった。しかしこのような方式では塊成化費用が多大
となる難点を伴なう、アーク炉やプラズマ又は純酸素を
利用する炉を用いて予備還元鉱を塊成化せず溶融還元す
る方式も企てられているが、立地条件や、電力消費の面
で現在の所、工業的規模での適用が困難になっている。

これに対し発明者らは炭素質固体還元剤の充填層を堅型
炉内部で不断に形成する一方、該炉から排出される還元
性の排ガスを用いて、粉、粒状鉱石を予備還元し、この
部分還元鉱石を必要により加えたフラックスと共に、８
００〜１３００℃の高温の気流搬送ドに竪型炉の十′部
１→壁に１：ｒ２段にわたり配設したそれぞれの複数の
羽［１群を妊して、竪〒！炉内へ吹き込んで溶融還元す
る方υ４を提案している（登録Ｎｏ、１２４０３０４）
。

このような溶融還元装置の系統を第２図にノ。（づいて
説明する。予備還元炉２は供給装置ｌによって粉状鉱石
を供給される。竪型の溶融還元炉３から排出された高温
還元ガスの一部又は全部は予備還元炉２のド方から導入
され、又必要に応じて供給１」４からフラックス、固体
または気体還元剤なども導入され、予備還元炉２内で形
成される流動層により粉状鉱石を予備還元する。予ｆＩ
還元した鉱石は排出口５から排出され、移送管６及び導
入管７を経て羽目支管８内の高温空気と共に溶融還元炉
３内へ吹き込まれる。溶融還元炉３内には塊状の炭素系
還元剤より成る充填層が形成されている。溶融還元炉内
に吹き込まれた予備還元鉱石は炉内で溶融し、充填層を
滴ドする間に還元されて離融金属と溶融スラグとを生成
し、排出口１３より適時炉外へυ１出される。

Ｙ’　Ｍｉｉ　還元鉱７ｊを溶融口元炉の羽［−１に吹
き込むに当っては吹き込まれたｒ備酬元鉱石が羽口先の
レースウェイｌｌ内で１−分に溶融することが必要であ
り、そのためには過剰な量を吹き込まず、常に最も適し
た所定ｊ仕の予備還元鉱石を吹き込むことが必要である
。もし過剰の予備還元鉱石が吹き込まれるとレースウェ
イ内で溶融しにくくなり、充填層の閉塞のｂ；〔因とな
って円滑な操業が困難になるからである。

本発明者らは粉銅石の吹込条件を検討し、上記のような
予備還元処理を省略しても粉、粒状鉱石をそのまま竪型
炉に加熱下の反応性ガスで吹込装入する１９で右利に直
接的な溶融二元を行う技術も開示している（４．シ開閉
５９−１０５８１８）。

更に、本発明者らは上記溶融還元を構成する予備還元炉
２から溶融還元炉３への１０００℃前後の予備還元鉱石
の定ＩＭ的輸送装置についても開発している。このよう
な高温粉体を定量的に輸送できる装置は従来なかったが
、前記輸送装置には下記の利点がある。

１）１０００℃前後の高温粉体をごく少量の搬送カスに
よって定量的に輸送して羽目に吹込むことがｉｉ’）能
、 ２）ｒ備還元炉内の圧力よりも予備還元鉱石を吹き込む
羽目部分の圧力が高く、しかも両者の圧力差が変動して
も安定した粉体輸送性能を維持できる上１羽目送風ガス
の輸送管への逆流を防止することもできる。

このような粉体室（ｒ８供給装置は、装置内に導入する
ガスｒ逢によって粉体輸送量を制御することを基本とし
ているが、粉体は高温であるため装置内へ供給したガス
は温度に応じて熱膨張し、実際には装置内の実ガス量で
粉体輸送量が決まってしまう。

又、操業条件の変更によって粉体の粒径や密度が変化し
た場合にも、ガス呈が一定であっても。

粉体Ｉ噛込１’ｉｌが変化してしまう。従って供給ガス
州を一定にするという方法では粉体輸送量の置針性に問
題を生じることになる。

］二記装置の特徴は、第１図に見られるように、移送管
６のド部に緩傾斜部９を直接接合させ、該緩傾斜部９に
粉体の定量供給を可能ならしめる搬送ガス供給管１０の
先端開口を設置した点にある。導入管７は緩傾斜部９を
羽目支管８に連結するための吹込部から構成されている
。この装置によれば搬送ガス供給管１０から吹き込むガ
ス針によって所定量の粉体を輸送することが可能である
。また、予備還元炉２の排出口５の部分の圧力よりも羽
［１支管８内の圧力が高いことによる送風ガスの移送管
６内への吹抜けも防止することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、予備還元炉から排出する高温予備還元鉱
石の温度や性状（粒度、密度など）が変化した場合は搬
送ガス供給情を−・定にしておくと予備還元鉱石移送量
は変動する。すなわち導入管に吹込んだ搬送ガスは高温
の予備；元鉱石によって熱膨張し、その実Ｆ−ｉによっ
て予備還元鉱石の移送量が決まる。又、予備還元鉱石の
粒度や密度が変化した場合も搬送ガス量に対応する鉱石
移送−１は変化する。従ってこのような温度、粒度、密
度等の変動に対応できる供給ガス量の制御が要求されて
くる。

本発明は予備還元炉から排出する予備還元鉱石の温度、
粒度、密度等が変化しても所定量の移送量を維持するこ
とができる方法について提案するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は導入管の出口側配管の上部に配管内の粉体流の
層厚を測定できる手段を設け、層厚変化に対応する電気
信号を搬送ガス供給調整弁と連結して導入管出口配管内
の粉体流の層厚を所定値に維持するように、搬送ガス供
給量を自動調節することを特徴とする高温粉体の定量供
給方法である。

〔作用〕

本発明を着想した根拠となるデータを第３図に示す。本
発明に係る粉体供給方式は粉体の輸送は屯力落ドをＬ体
とし、わずかの搬送ガスは導入管内＃！側斜面の粉体の
・滞留を抑制する作用をなすためのものである。

この管内の状況は透明管で構成した模型実験で観察する
ことができ、管内では、搬送ガスｊ、＋Ｌに対応した粉
体流の層厚が存在する。従って、管径と層厚及び充填密
度がわかれば層厚から粉体供給速度が求まる。

予め既知の供給速度で模型実験をしておく東でこの関係
を得ることができる。層厚レベル検知手段としては、第
１菌に示すように、導入管７の」二面に、長さが異なる
複数の接触型の温度計、例えば熱電対を挿入しておく。

導入管７中を流動する粉体層は７００〜１０００℃を示
すので温度計がこの粉体に接触すると７００〜１０００
℃を示し、粉体層に接触しない場合は接触した場合より
３００〜５００℃低い温度を示す。従って挿入深さの異
なる熱電対Ａ、Ｂの示す温度から管内の高温粉体流の深
さを推定する事が可能となる。

熱’ｉｆｆ対の挿入長さは必要とする粉体吹込量に応し
て調整すればよい。第１図は実施例の制御系統図を示す
。熱電対１６を供給装置出口配管７内に設置し管内の粉
体層レベルを連続監視する。熱電対１６の管内挿入レベ
ルとしては目標レベルが１点以上、」−限レベルが１点
以上あればよい。上限レベルと「目標レベルの温度差が
３００〜５００℃より小さくなった場合は搬送ガス量自
動制御装置１８により伝送系統１７を介して調整弁１９
を調整し、搬送ガス酸を減少させ、温度差が３００〜５
００℃より大きくなった場合は搬送ガス量を増加させれ
ばよい。

〔実施例〕

粒度の異なる２種の粉体のａ、ｂを用いて溶融還元を行
った。諸元は次の通りである。

溶融還元炉内径：１．２ｍ 予備還元炉内径：１．１ｍ 送風羽目　上段：３本 ｒ段：３本 送風ｆｉｘ：　２００〜３０ＯＮｒｒｒ′／ｈ　ｒ移送
管：内径　５０ｍｍ 導入管：内径　２５ｍｍ 搬送ガス：Ｎ２ガス 」二足試験炉を用いて、粉状のクロム鉱石から溶融フェ
ロクロムを製造する実験を行い、予備還元炉温度を１０
００−１２００°Ｃの範囲で変化させ、また粉体の種類
を変えて実験した。その結果、第４図に示すように本坊
を使用することにより、熱電対Ａ、Ｂ間の温度差を一定
にすること、つまり粉体流の深さを所定値に制御でき、
その管内粉体流の層厚に対応する予備還元鉱石の移送に
を維持することができた。末法を使用しないで搬送ガス
量を一定とした場合、予備還元鉱石の温度が上昇すると
熱膨張により、搬送ガス量が増加する吹込速度が上昇し
ている。また、粉体を密度の大きい粉体ａから小さい粉
体すへと変更した場合は吹込速度が低下している。

第４図において、熱電対Ａのレベルは管の中心、熱電対
Ｂのレベルはこれより５ｍｍ上方にある。予備還元炉の
操業温度をｌ　０００°Ｃから１２００’０へと上昇す
ると、実ガス流速がアップして粉体移送州が増加し、粉
体層厚は熱電対Ｂのレベルに上昇し熱電対Ｂの温度が熱
電対Ａの温Ｉｆｆに１妾近している。この時点で搬送ガ
ス：１１を低下させるＩｌ゛により粉体移送速度は低下
し、熱電対ＡとＢとの温度差は前のレベルに復帰してい
る。

次に粉体密度の小さい粉体すへと変更すると、粉体移送
１′１１が低下し、熱電対Ａとの粉体接触がなくなり熱
電対Ａの温度は降下している。この時点で搬送ガスｊハ
、をアップする・バによって、粉体移送［Ｉ（は増加し
、熱電対Ａの温度レベルは回復している。

このように操業変更による粉体移送速度変化は管内に設
置された２点の熱゛ｉ［対により検知でき、この変化に
対応した搬送ガス着制御を行うことにより畠に粉体の吹
込量を−・定に保つことが可能となる。

〔発明の効果〕

予備還元炉から溶融還元炉へ高温の粉状鉱石を供給する
際、粉体の温度、密度等が変化しても導入管出目の管内
粉体層レベルを一定にする検知手段を１没けて、搬送カ
スｊＩ；−を制す１する・１ｙにより吹込；１；−の定
；１１性を維持することができる。

４　図面のｌ！’７　？ｌ’ｊな説＋！１１第１図は本
発明の実施例の系統図で、第２　＋Ｍは溶融口元装置の
系統図、第３図は実験炉による操業データのグラフ、第
４（４は実施例の操業データを示すグラフ、第５図は粉
体吹込速度と搬送ガス量の関係を示すグラフである。

１・・・粉状鉱石供給口、 ２・・・予備還元炉 ３・・・溶融還元炉 ４・・・粉状フラックス、固体還元剤、還元ガスなどの
供給口 ５・・・予備還元炉排出口 ６・・・移送管 ７・・・導入管 ８・・・羽目支管 ９・・・導入管緩傾斜部 ｌＯ・・・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 １６・・・層厚レベル検知り段（熱電対）１７・・・電
気的信号−の伝送系統 １８・・・搬送ガス量自動制御装置 １つ・・・調整弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　予備還元炉と溶融還元炉とからなる溶融還元装置の
   予備還元炉から溶融還元炉へ配管を通じて粉体を移送し
   、搬送ガス量で吹込量を制御する粉体供給方法において
   、粉体供給出口配管の配管内粉体流の層厚レベルを検知
   する手段を設け、該層厚レベルが所定の値になるように
   搬送ガス供給量を制御することを特徴とする予備還元鉱
   石の定量供給方法。