JPS63216934A - クロム鉱石等の流動層環元方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 鉄鉱石、クロム鉱石等の溶融還元法における、予備還元
のためのクロム鉱石等の流動層還元方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 溶融還元法とは、炭材を還元剤として用い鉄鉱石、クロ
ム鉱石等の金属酸化物を溶融状態で還元するプロセスで
ある。斯かる溶融還元法においては溶融還元炉より多量
の還元性ガスが発生する関係上、該還元性ガスの有効利
用及び溶融還元炉での負荷を少なくする目的で予備還元
が行なわれている。

従来行なわれている予備還元法は第２図に示すように、
１０〜５０μの微粉化クロム鉱石ａにコークス等の還元
剤すと造粒剤Ｃを加えて、造粒器ｄで生ペレットｅを造
粒し、該生ベレットｅを乾燥器ｒで乾燥後、重油等の燃
料９の空気りによる燃焼により１２００〜１３５０℃の
高温に維持されるロータリーキルン型の還元炉ｌ内で、
コークスｊ等の還元性物質を供給することにより還元雰
囲気を調整して６〜８時間還元し、還元生成物である還
元ペレットｋを溶融還元炉用原料として、次の溶融還元
工程に供給するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、酸化クロムのような難還元性の金属酸化物
を還元する場合、予め炭材等の還元剤すと微粉化クロム
鉱石ａを混合してペレットとし、該ベレットを還元炉ｉ
で昇温還元するため、以下のような問題点がある。

（１）還元生成物が還元ペレットに状であるため、還元
剤と還元クロム鉱との分離ができない。

（ｉ）　　還元ベレットｋか溶融還元工程にそのまま入
るため、還元剤の割合が多くなってスラグ量が多くなり
、溶融エネルギーの必要量も多くなる。

（至）還元剤として石炭、コークス等の炭材を使用する
と、予備還元後炭材を分離できないため、炭材中のリン
Ｐ１イオウＳ等の不純物が製品中に混入し、製品品質が
低下する。これを防ぐためには、後処理をする等、余分
の費用が必要となる。

（ト）溶融物中のスラグ量が多くなり、溶融還元工程に
おける精錬時間が長くなって、生産性が低い。

（Ｖ）　　精錬時間が長くなると、耐火物が１５００〜
１７００℃の状態で長時間加熱されるため、耐火物の損
傷が著しい。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上述の問題点を解決し、クロム鉱石と還元剤を
ペレット化することな（予備還元し、予ｆｌ還元後サイ
ズ分離又は比重分離等により還元鉱とチャーを高温の状
態で分離できるようにすることを目的としてなしたもの
で、予熱した鉱石にチャー及び石炭を加えて流動層内で
還元し、還元後に還元鉱とチャーとに高温のまま分離し
、分離した高温状態のチャーの一部を予熱炉に装入して
鉱石と混合し、該チャーを燃焼することにより鉱石を予
熱すると共に、前記分離した高温状態のチャーの一部を
還元炉用炭材として使用することを特徴とするクロム鉱
石等の、流動層還元方法にかかるものである。

［作　　　用コ 鉱石に分離されたばかりの高温状態のチャーが加えられ
て鉱石が加熱され、予熱炉内で酸素若しくは空気が供給
されてチャーが燃焼し、鉱石が更に加熱される。

該加熱鉱石に分離されたばかりの高温状態のチャーと石
炭が加えられ、還元炉内でシンタリングを生ずることな
く流動層還元される。還元された鉱石からチャーが分離
され、該分離されたチャーは高温の状態で前記鉱石の予
熱及び流動層還元工程に使用され、チャーの有する熱エ
ネルギーが有効に利用される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の方法を実施するための予備還元設備で
あり、気流層式、噴流層式若しくは流動層式の予熱炉１
と流動層還元炉２とを予熱鉱石輸送ライン３により直列
に接続し、前記予熱炉１に粉状のクロム鉱石（クロムサ
ンド）を供給する鉱石供給ライン４及び酸素若しくは空
気供給ライン５を接続し、前記流動層還元炉２の取出口
に分離器６を設けて、還元鉱を還元鉱取出ライン７に及
びチャーをチャー取出ライン８に夫々分離し得るように
し、該チャー取出ライン８を二つに分岐したチャー輸送
ライン９．ｌＯにより前記予熱炉Ｉ及び予熱鉱石輸送ラ
イン３に供給し得るようにしである。

前記流動層還元炉２の頂部に粉状石炭を供給する石炭供
給ライン１１を接続し、該流動層還元炉２の底部にガス
予熱器１２を有する還元ガス供給ライン１３を接続し、
該流動層還元炉２上部と前記予熱炉ｌ下部とを排ガスラ
イン１４により連絡しである。図中、Ｉ５は予熱炉排ガ
スラインを示す。

次に、本発明の流動層還元方法を説明する。

水素Ｈ２、窒素Ｎ２、メタンＣＨ４、ＣＯＧ。

ＬＤＧ等を単独で又は混合したガスを、メタン等の炭化
水素ガスが分解しない程度にガス予熱器１２で高温に加
熱して還元ガス供給ライン１３から流動層還元炉２に供
給する。該予熱ガス及び予熱ガス中の水素、−酸化炭素
等の一部の酸化により前記炉２内を１１００〜１３００
℃に保持すると共に、予熱鉱石輸送ライン３からの１２
００〜１３００℃に予熱された予熱クロム鉱石（粒径１
ｍｍ以下）と石炭供給ライン１１から供給される例えば
粒径ｌｆｆ１ｍ以上の石炭とチャー輸送ライン１０から
送られる高温状態のままの粒径１１１１１１１以上のチ
ャーとを流動層化し、還元する。

石炭供給ライン１１から流動層還元炉２内へ投入された
石炭は、直ちに分解し水素、メタン等のガス成分と炭素
成分であるチャーに変る。こられの水素、メタン及び固
体炭素は（チャー輸送ライン９から供給されるチャーも
含む）クロム鉱石の還元剤として非常に有利であり、還
元が促進される。しかも、石炭から揮発分のなくなった
状態のチャー、チャー輸送ラインｌＯから供給されるチ
ャー及び一部のメタンの分解により生じた炭素分は、流
動層還元時に問題となる焼結を防止する。

流動層還元炉２内で還元された後、還元クロム鉱とチャ
ーは分離器Ｂにより例えば粒径が１１以下のものと１■
以上のものに分離され、粒径がｌｌｌ１１以下の還元ク
ロム鉱及びチャーは還元鉱取出ライン７により次工程の
溶融還元工程に送られる。実際問題として石炭及びチャ
ーの流動層還元炉２内粉化に伴い、炭材の１０〜３０％
は還元鉱の中に混入する。該混入した粒径１ｆｆｌＩｍ
以下のチャ〜は、溶融還元炉の還元剤及び燃料として利
用される。

又、分離器６により分離した粒径ｌｌｌｌ１１以上のチ
ャーをチャー取出ライン８からチャー輸送ライン９によ
り予熱炉１に燃料用として供給すると共に予熱鉱石輸送
ライン３に還元剤として石炭の補充用に供給する。

該予熱炉１には鉱石供給ライン４から供給される例えば
粒径１■以下の粉状クロム鉱に前記高温チャーを混合し
て加熱し、酸素／空気供給ライン５から酸素若しくは空
気等の酸素含有ガスを導入し、微粉化チャー及び後述の
水素、未燃ガスを燃焼して粉状クロム鉱を更に予熱する
と共に、前記流動層還元炉２から排出される１１００℃
以上で水素、未燃ガスを含む排ガスを排ガスライン１４
により該予熱炉１に導いて粉状クロム鉱を更に予熱する
。すなわち、該高温の排ガスは予熱炉ｌ内を下部から上
部に流れて、粉状クロム鉱を直接に予熱すると共に排ガ
ス中の水素及び未燃分も燃焼して予熱に寄与し、更に燃
焼したチャーの灰分を予熱炉１内上部に吹き上げ、予熱
炉排ガスライン１５から天分と共に排出する。

従って、予熱炉１の下部から灰分を含まない予熱された
粉状クロム鉱及びチャーが、予熱鉱石輸送ライン３を経
て流動層還元炉２に送られ、且つ前記分離器６により分
離された粒径１１１１以上のチャーがチャー輸送ライン
１０から供給されて、以上の操作により予備還元される
。

なお、本発明のクロム鉱石等の流動層還元方法は上述の
実施例のみに限定されるものではなく、クロム鉱石以外
の鉄鉱石等の他の鉱石にも適用し得ること、予備還元後
の還元鉱とチャーの分離は粒径以外の比重等を用いて行
なってもよいこと等本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のクロム鉱石等の流動層還元方
法によれば、下記の如き種々の優れた効果を発揮する。

（Ｄ　　予熱鉱石と石炭とを流動層内で高温接触させて
還元するようにしたので、従来のように鉱石と還元剤を
ベレット化する必要がなく、還元後に還元鉱石とチャー
を分離することが可能である。

（ＩＤ　　分離したチャーを鉱石の予熱に利用すること
ができ、燃料として有効に利用できる。

■　分離したチャーの一部を還元炉で利用できるため、
石炭の消費量を軽減することができる。

■　分離したチャーは高温の状態にあるので、予熱炉及
び流動層還元炉において熱を有効に利用することができ
る。

■　流動層還元後、チャーを分離することができるので
、溶融還元炉でのスラグ量の軽減と炭材中の有害元素（
イオウ、リン等）の減少を図ることができる。

［相］　溶融還元炉においてスラグ量が著しく軽減され
るため、溶解エネルギーが少なく、精錬時間が短かくな
り、−回のフェロクロム又はステンレス溶製量が増加し
、生産性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流動層還元方法の実施に使用する予備
還元設備の一例を示す説明図、第２図は従来の還元設備
の一例を示す説明図である。 ■は予熱炉、２は流動層還元炉、３は予熱鉱石供給ライ
ン、４は鉱石供給ライン、６は分離器、７は還元鉱取出
ライン、９．ｌＯはチャー輸送ライン、１１は石炭供給
ライン、１３は還元ガス供給ライン、１４は排ガスライ
ン、１５は予熱炉排ガスラインを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）予熱した鉱石にチャー及び石炭を加えて流動層内で
   還元し、還元後に還元鉱とチャーとに高温のまま分離し
   、分離した高温状態のチャーの一部を予熱炉に装入して
   鉱石と混合し、該チャーを燃焼することにより鉱石を予
   熱すると共に、前記分離した高温状態のチャーの一部を
   還元炉用炭材として使用することを特徴とするクロム鉱
   石等の流動層還元方法。