JPH077313Y2 - 鉄鉱石の溶融還元における予備還元設備 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、鉄鉱石の溶融還元において、鉄鉱石を予備
還元及び予熱するための予備還元設備に関する。

〔従来の技術〕

鉄鉱石の溶融還元では、溶融還元炉で発生する排ガスを
利用した鉱石の予備還元（及び予熱）が行われる。そし
て、この予備還元には、流動形式の予備還元炉が適して
おり、この形式の炉が多く用いられている。

溶融還元は事前の塊成化処理を経ない鉄鉱石を利用でき
るという大きな利点があるが、粒度分布が広く、しかも
数mm程度の粗粒を含む鉄鉱石を直接使用する場合、予備
還元炉流動層内の均一な流動化が得にくいという問題が
ある。特に粒径の大きい鉱石は流動層の下部に堆積する
傾向があり、流動化不良を起こしやすい。そのため流動
層を用いた鉱石の予備還元プロセスでは、炉内に導入さ
れる還元性ガスのガス流速を増大させ、粒径の大きな粒
子の流動性を高める必要がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、ガス流速を高くすると微粒鉱石（例えば0.5mm
未満の粒子）が排ガスとともに炉外に飛散してしまうと
いう問題点がある。このような微粒鉱石は集塵機で回収
されるが、通常鉱石は20〜60分程度の炉内滞留時間が必
要とされるのに対し、微粒鉱石の炉内滞留時間は数秒程
度であり、その還元反応率は極めて低いものとならざる
を得ない。したがって、微粒の比率が高い粉鉱石では、
粗粒も含めた還元鉱石の平均還元率を高めることは難し
くなる。また、微粒の比率が比較的小さい粉鉱石も還元
されることによって粉化し、微粒の比率が増大して平均
還元率の低下をもたらす。

また、回収した微粒鉱石を炉内に再循環させる方式も考
えられるが、繰り返し循環させてもその炉内滞留時間か
らして十分な還元率を得ることは事実上難しい。

本考案はこのような従来の問題に鑑み創案されたもの
で、簡易な設備により、粒径分布の広い粉鉱石を流動層
にて適切且つ生産性良く予備還元することができる予備
還元設備を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本考案は、原料鉱石を装入してその予備還元を
行う流動層形式の第１の予備還元炉と、該第１の予備還
元炉から排出される排ガス中に含まれる微粒鉱石を捕集
する集塵装置と、該集塵装置で捕集された微粒鉱石の全
量を装入してその予備還元を行う流動層形式の第２の予
備還元炉とからなることをその基本的特徴とする。

〔作用〕

第１の予備還元炉には原料鉱石が装入される。炉内には
溶融還元炉の発生ガス（高温還元性ガス）が吹き込まれ
て流動層が形成され、鉱石の予備還元と予熱が行われ
る。この第１の予備還元炉では粗粒の鉱石も適正に流動
化できるよう、ガスは比較的高速で吹き込まれる。この
ようなガス吹込みによって微粒鉱石は排ガスとともに炉
外に飛散し、この微粒鉱石は集塵装置で捕集される。捕
集された微粒鉱石は、その全量が第２の予備還元炉内に
装入される。第２の予備還元炉にも溶融還元炉の発生ガ
スが吹き込まれるが、そのガスっは微粒鉱石が飛散しな
い程度の流速にて吹き込まれる。したがって微粒鉱石は
十分な炉内滞留時間が得られ、十分な予備還元率が得ら
れる。

〔実施例〕

図面は本考案の一実施例に係る予備還元設備の概略を示
す説明図である。

図において、１は原料鉱石を装入すべき流動層形式の第
１の予備還元炉、２は該第１の予備還元炉の排ガスから
微粒鉱石を回収すべき集塵装置（例えば、サイクロ
ン）、３は回収された微粒鉱石を装入すべき流動層形式
の第２の予備還元炉である。

各予備還元炉1,3は、炉底に多孔板10,30を有し、この多
孔板10,30上に鉱石が装入される。そして多孔板10,30の
下部に溶融還元炉の発生ガスが導入され、このガスが多
孔板を通じ上方に吹き出され炉内に流動層が形成される
ようになっている。また、多孔板10,30には鉱石排出管1
1,31が接続され、予備還元された鉱石がこの排出管によ
り炉外に排出される。

以上のような予備還元設備では、第１の予備還元炉１に
粒径分布の広い原料鉱石が投入され、溶融還元炉で発生
する還元性排ガスが炉底部から導入される。この予備還
元炉１では、例えば粒径10〜0.5mm程度の粗粒鉱石の処
理を前提とした場合、ガス流速（空塔速度）が６〜10m/
sに調整され、これにより炉内には適正な流動層４が形
成され、予備還元に必要な粗粒鉱石の炉内滞留時間が十
分確保できる。一方、鉱石中に含まれる微粒鉱石（例え
ば粒径0.5mm未満の粒子）は、炉内ガス流速が大きいた
め第１の予備還元炉１から排ガスとともに排出され、集
塵装置２で捕集される。この捕集された微粒鉱石はその
全量が第２の予備還元炉３に装入され、上記と同様、溶
融還元炉の発生ガスが導入された炉内で流動層５を形成
する。この予備還元炉３に供給されるガスは、ガス供給
系のバルブ６によりそのガス流速が第１の予備還元炉１
に導入されるガス流速の1/10程度に調整され、これによ
り、微粒鉱石を炉外に飛散させるようなことなく、予備
還元に必要な炉内滞留時間が十分確保できる。

〔考案の効果〕

以上述べた本考案によれば、次のような効果を得ること
ができる。

ｉ）第１の予備還元炉で分級された微粒鉱石の全量を、
その粒径にあったガス流速の第２の予備還元炉で予備還
元するため、粒度調整を経ない広い粒度分布の原料鉱石
でも、粗粒から微粒に至るまで適正な還元率に予備還元
処理することができる。また、必要に応じて粗粒鉱石と
微粒鉱石の還元反応時間を任意に制御することができ、
それぞれ所定の還元率を得ることができる。特に、第１
の予備還元炉では微粒鉱石の実質的な予備還元は行われ
ず、微粒鉱石の実質的な予備還元は第２の予備還元炉だ
けで行われるため、微粒鉱石の還元率の制御を極めて容
易に行うことができる。

ii）第１の予備還元炉から排出され、捕集された微粒鉱
石を炉内に再循環させないため、第１の予備還元炉では
粒度が揃った鉱石（粗粒主体の鉱石）で流動層が形成さ
れ、このため安定した流動層を形成させることができ
る。

iii）従来の予備還元炉は、微粒鉱石の炉内滞留時間を
なるべく稼ぐために炉高を大きくする配慮がなされてい
るが、本考案では第１の予備還元炉での微粒鉱石の予備
還元処理を全く意図していないため、予備還元炉の炉高
を大きくする必要がなく、従来の予備還元炉に較べて炉
高を低くすることができる。

iv）設備的な面でも、第２の予備還元炉を設けるだけの
簡易な構成により上記の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例に係る予備還元設備の概略を示
す説明図である。 図中、１は第１の予備還元炉、２は集塵装置、３は第２
の予備還元炉を各示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 北野 良幸 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)考案者 荒川 栄 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−11609（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】原料鉱石を装入してその予備還元を行う流
   動層形式の第１の予備還元炉と、該第１の予備還元炉か
   ら排出される排ガス中に同伴される微粒鉱石を捕集する
   集塵装置と、該集塵装置で捕集された微粒鉱石の全量を
   装入してその予備還元を行う流動層形式の第２の予備還
   元炉とを有する鉄鉱石の溶融還元における予備還元設
   備。