JPH01247523A - 溶融還元炉排ガスの改質方法 - Google Patents

溶融還元炉排ガスの改質方法

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JPH01247523A
JPH01247523A JP63078369A JP7836988A JPH01247523A JP H01247523 A JPH01247523 A JP H01247523A JP 63078369 A JP63078369 A JP 63078369A JP 7836988 A JP7836988 A JP 7836988A JP H01247523 A JPH01247523 A JP H01247523A
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JP
Japan
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exhaust gas
reduction furnace
flow rate
powdered coal
fine powdered
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Application number
JP63078369A
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English (en)
Inventor
Hiromitsu Moridera
森寺 弘充
Shigeyuki Yadoumaru
矢動丸 成行
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/22Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by reforming

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

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、溶融還元炉排ガスの還元度及び温度を予備還
元に適したものとする排ガスの改質方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、溶融還元炉で発生する排ガスを利用して鉱石の予
備還元を行うことが一般に知られている。
またこのとき、排ガス改質のために溶融還元炉からの排
ガス中に微粉炭を吹き込むことが知られている。
たとえば、特開昭59−222508号公報には、溶融
容器からの排ガスにより鉄鉱石を予備還元した後、これ
を溶融容器に供給し、02を添加しながら溶融すること
により鉄鉱石から鉄を製造する方法において、溶融容器
からの排ガスを耐火性被覆を有するガス管を介して反応
容器内に導き、この反応容器内の排ガスに微粉炭を混入
することにより排ガスと微粉炭を反応させ、排ガスを還
元する方法が示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来例では、予備還元に用いる排ガ
スの還元度と温度を単独で制御することが困難であった
。すなわち、上記従来例は、微粉炭等の還元剤を適当量
投入し、その還元反応による吸熱作用によって排ガス温
度を制御するものであり、排ガスの還元度は従属的なも
のである。このため、炉内反応の変動や使用原料の変動
によって溶融還元炉出口排ガスの還元度及び温度の変動
があった場合、予備還元炉に導かれる還元ガスの還元度
及び温度を同時に制御することは困難であった。
また、微粉炭は、ガス管を通過した後の温度が低下した
排ガスに混合されるので、排ガスと微粉炭の反応が遅く
、排ガスの還元度を十分高めることができないという問
題があった。
本発明は、上述の問題点を解決するために案出されたも
のであって、排ガスの還元度を高めると共に、排ガス反
応器を通過する排ガスの温度差を利用して、還元度の制
御とは独立して排ガスの温度を制御することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の溶融還元炉排ガスの改質方法は、前記目的を達
成するため、溶融還元炉の直上に微粉炭を吹き込み、該
微粉炭を前記溶融還元炉からの排ガスと共に前記溶融還
元炉に連結された排ガス反応器内を通過させて前記排ガ
スを改質し、前記排ガス反応器の出側の上流側及び下流
側からそれぞれ排ガスを取り出して予備還元炉に供給し
、前記上流側からの排ガスと前記下流側からの排ガスの
流量比を調整することにより前記予備還元炉に供給され
る排ガスの温度を制御することを特徴とする。
〔作用〕
溶融還元炉の直上に微粉炭が吹き込まれると、溶融還元
炉からの高温の排ガスが微粉炭と反応しつつ排ガス反応
器内を通過するので、高い還元度の排ガスが得られる。
このとき、微粉炭量を変えれば反応量が変わるため還元
度が制御される。
また、排ガスが排ガス反応器内を通過するとき、下式に
示す還元反応及び排ガス反応器炉壁からの奪熱により、
排ガスは改質されながらその温度は順次低下する。
C+CO2−2CO C+ H20−CO+ H2 ここで、排ガス反応器の出側の上流側及び下流側から排
ガスを取り出せば、両排ガスの温度は互いに異なったも
のなっている。したがって、両排ガスの流量比を変えて
予備還元炉に供給すれば、排ガスの温度が制御され、予
備還元に適したものとなる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の特
徴を具体的に説明する。
第1図において、lは溶融還元炉を示し、この溶融還元
炉1の上部には炉内発生ガス燃焼用の02ランス2が設
けられ、溶融還元炉1の直上に微粉炭吹込部3が設けら
れている。更に、溶融還元炉1の上方に逆U字状の排ガ
ス反応器4が連結されている。この排ガス反応器4は、
水冷ダクトを備えたボイラ形式のものであり、その出側
の上流側及び下流側には前段排ガス取出口5及び後段排
ガス取出口6が設けられており、両排ガス取出口5゜6
からの排ガスは、それぞれ乾式集塵器7.8に供給され
、排ガスに含まれる異物が集塵ダスト9゜10として回
収される。ますこ、排ガス反応器4の終端からもダス[
1が回収される。なお、この排ガス反応器4には、熱交
換器を組み込んでもよい。
乾式集塵器7からの排ガスは、排ガス流量調整弁14を
介して鉱石予備還元炉12に供給される。また、乾式集
塵器8からの排ガスは、排ガス流量調整弁16を介して
還元排ガス13として他系へ供給されると共に、排ガス
流量調整弁15を介して鉱石予備還元炉12にも供給さ
れる。すなわち、乾式集塵器7からの排ガスと乾式集塵
器8からの排ガスは、混合されて鉱石予備還元炉12に
供給される。
また、乾式集塵器7の出側に排ガス温度・流量計測装置
17が設けられると共に、乾式集塵器8の出側に同様の
排ガス温度・流量計測装置18が設けられ、鉱石予備還
元炉12の入側に排ガス温度・流量・成分計測装置19
が設けられている。これらの計測装置17.18.19
による測定結果は、排ガス流量・微粉炭量制御装置20
に供給され、同制@装置20の出力により前記排ガス流
量調整弁14.15.16の開度が制御され、排ガスの
流量が調整される。
すなわち、計測装置17.18.19により排ガスの温
度、流量が計測され、鉱石予備還元炉12への排ガスが
目標温度、流量となるように各調整弁14.15゜16
の開度が調整される。
鉱石予備還元炉12には鉱石類2Iが供給され、これが
乾式集塵器7.8からの排ガスにより予備還元され、予
備還元鉱石類22及び鉱石予備還元炉出側排ガス23が
排出される。
また、排ガス流量・微粉炭量制御装置20の出力は、微
粉炭吹込部3から溶融還元炉1へ吹き込まれる微粉炭量
を制御するためにも使用される。
図に示されるように、微粉炭24は、ホッパ25に一時
溜められたのちキャリアガス26と混合されてディスト
リビュータ27に供給され、更に、このディストリビュ
ータ27により目的とする溶融還元炉lの微粉炭吹込部
3に分配される。なお、図においては、溶融還元炉1の
系は1系統しか図示していないが、実際には複数系統設
けられており、微粉炭24は、ディストリビュータ27
により各県に分配されている。前記キャリアガス26と
しては、不活性ガス或いは自工程副生ガスを使用するこ
とができる。微粉炭24.キャリアガス26の経路中に
は、それぞれ微粉炭量調整装置28.キャリアガス量調
整装置29が設けられている。
また、排ガス反応器4の下部には、溶融還元炉排ガス温
度・成分測定装置30が設けられており、同測定装置3
0の出力も前記排ガス流量・微粉炭量制御装置20に参
考値として供給されている。そして、同装置20の出力
により微粉炭24及びキャリアガス26の流量が制御さ
れる。すなわち、排ガス温度・流量・成分計測装置19
における排ガス成分測定値が目標成分となるように微粉
炭量調整装置28゜キャリアガス量調整装置29により
微粉炭24及びキャリアガス26の流量が制御される。
なお、このとき、微粉炭24とキャリアガス26の流量
比は一定である。
次に、上述の溶融還元装置の操業例について説明する。
溶融還元炉1内には02  ランス2から適当量の02
 が吹き込まれ、炉内発生ガスが、たとえば、45%の
燃焼率で燃焼する。このように高い燃焼率で炉内発生ガ
スが燃焼するため、排ガス温度も高くなる。また、排ガ
ス中のCo2.  N20濃大する。たとえば、溶融還
元炉lの出側での排ガス温度は1880℃であり、流量
は127ONm3/l (溶鋼)であった。また、ここ
での排ガス成分のパーセント比は、 N2/ C O/ C O2/ H= O/ N2= 
7/47/24/21/ 1であった。
次に、微粉炭吹込部3から200メツシユアンダ一80
%の微粉炭122kg/l(溶鋼)を添加する。溶融還
元炉1からの排ガスは、微粉炭と共に排ガス反応器4内
を通過するが、このとき排ガス反応器4の前段で炉壁に
熱を奪われつつ下記主反応が起きる。
C + N2 0 −C O + N2  2630k
cal/kg(炭素)C + C 02−2 C 0 
 3230kcal/kg(炭素)このとき、排ガス中
のco,、H2oa度は先に述べたように増大している
ため、微粉炭の反応率が大幅に向上し、排ガスの還元性
を高めることができる。
この反応及び奪熱により、排ガス反応器4の前段におけ
る排ガス温度は1200℃となる。
その後は、排ガス反応器4のボイラに吸熱され、排ガス
の温度は、前段排ガス取出口5で1000℃、後段排ガ
ス取出口6で800℃となる。
この両排ガス取出口5,6における排ガス成分のパーセ
ント比は、 H,/Co/Co./H.O/N2 = 14. 7156. 7/14. 8/12. 8
/ 1であった。また、このときの排ガス量は、約15
0ONm3/l(溶鋼)であった。
なお、CとCo2,  H.Oの反応は、排ガス反応H
4の前半で殆ど終了しており、排ガスの温度が1000
℃以下になる排ガス反応器4の後半では反応速度は極め
て緩やかになる。したがって、取出口5と6の排ガス成
分は殆ど同じである。
両排ガス取出口5.6からの排ガスは、混合されて鉱石
予備還元炉12に供給される。
このとき、排ガス流量・微粉炭量制御装置20は、排ガ
ス温度・流量計測装置17. 18及び排ガス温度・流
量・成分計測装置19の検出結果に基づいて、微粉炭量
及び排ガス流量を調整しており、上述の操業例では、排
ガス温度・流量・成分計測装置19における温度が90
0℃となるように自動制御を行っている。たとえば、鉱
石予備還元炉12に供給される排ガスの温度が上昇した
ときは、排ガス流量調整弁15を開いて排ガス取出口6
からの低温側の排ガス流量を増大すると共に、排ガス・
調整弁14を閉めて排ガス取出口5からの高温側の排ガ
スの流量を減少させ、排ガス温度を低下させる。
上述のように、本実施例においては溶融還元炉1からの
高温排熱を利用して還元を行っているので、微粉炭の反
応率が高くなり、より還元性の高い還元ガスを得ること
ができる。また、反応速度が速くなることから、反応に
必要な体積を小さくすることができ、ボイラ形式の水冷
ダクトのような簡単な構造の排ガス反応器が使用できる
ようになる。したがって、特開昭59−222508号
公報に記載されているような、耐火物被覆を有するガス
管及び特殊な構造を有する反応容器を使用する場合に比
べて保守性が高まる。
また、排ガス反応器が小型化されることにより排ガス冷
却用のボイラ施設の規模を縮小することができると共に
、溶融還元プロセスで使用する微粉炭供給設備を共用す
ることができるので、全体の設備が簡略化され設備費の
低減を図ることができる。
更に、本実施例によれば、炉内反応の変動、使用原料の
変動により溶融還元炉l出側の排ガスの温度1組成が変
化しても、排ガス温度・流量計測装置17. ia、排
ガス温度・流量・成分計測装置19゜溶融還元炉排ガス
温度・成分測定装置30により得られた計測結果に基づ
き、排ガス流量調整弁14゜15、16.  微粉炭量
調整装置28.キャリアガス量調整装置29を制御すれ
ば鉱石予備還元炉12に送る排ガスの温度、成分を調整
することができ、安定した操業が可能となる。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明によれば、溶融還元炉の直
上に微粉炭を吹き込み、排ガス反応器通過中に排ガスを
改質すると共に、排ガス反応器から互いに温度の異なる
排ガスを取り出し、両排ガスを混合して予備還元炉に供
給している。したがって、高温の排ガスと微粉炭が反応
し、還元度の高い排ガスを得ることができる。このとき
、微粉炭の吹込量を変えれば排ガスの還元度を制御する
ことができる。また、予備還元炉に供給される温度の異
なる排ガスの流量比を変えれば排ガスの温度が制御され
、予備還元に最適なものとなる。このように、排ガスの
還元度及び温度の双方を最適なものすることができるの
で、常に安定した操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の溶融還元装置の系統図である。 l:溶融還元炉    2:02ランス3:微粉炭吹込
部   4:排ガス反応器5;前段排ガス取出口 6:
後役排ガス取出ロア、8:乾式集塵器   9,10:
集塵ダスト11:ダスト      12:鉱石予備還
元炉13:還元排ガス 14、15.16 :排ガス流量調整弁17.18:排
ガス温度・流m計測装置19:排ガス温度・流量・成分
計測装置20:排ガス流量・微粉炭量制御装置 21:鉱石類      22:予備還元鉱石類23:
鉱石予備還元炉出側排ガス 24:微粉炭      25:ホッパ26:キャリア
ガス   27:デイストリビユータ28:微粉炭量調
整装置 29:キャリアガス量調整装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、溶融還元炉の直上に微粉炭を吹き込み、該微粉炭を
    前記溶融還元炉からの排ガスと共に前記溶融還元炉に連
    結された排ガス反応器内を通過させて前記排ガスを改質
    し、前記排ガス反応器の出側の上流側及び下流側からそ
    れぞれ排ガスを取り出して予備還元炉に供給し、前記上
    流側からの排ガスと前記下流側からの排ガスの流量比を
    調整することにより前記予備還元炉に供給される排ガス
    の温度を制御することを特徴とする溶融還元炉排ガスの
    改質方法。
JP63078369A 1988-03-30 1988-03-30 溶融還元炉排ガスの改質方法 Pending JPH01247523A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102128762A (zh) * 2010-12-28 2011-07-20 上虞市宏兴机械仪器制造有限公司 动态的铁矿石还原性的试验装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102128762A (zh) * 2010-12-28 2011-07-20 上虞市宏兴机械仪器制造有限公司 动态的铁矿石还原性的试验装置

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