JPH02101105A - 流動化環元ガスとしての溶融還元炉発生ガスの温度制御方法 - 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） この発明は、流動化還元ガスとしての溶融還元炉発生ガ
スの温度制御方法に関するものである。

（従来の技術） 鉄鉱石その他の金属鉱石資源は、塊状のものが減少して
粉状のものが増加する傾向にあるが、現在とくに低品位
鉱石の品位を高めるべく浮選や磁選などの選鉱が積極的
にすずめられていることもあって、かような傾向は今後
まずます強まることが予想される。

そこで近年、上記したような粉鉱石から直接溶融金属を
製造するいわゆる溶融還元法、すなわち粉状鉱石を流動
層予備還元炉で予備還元したのち、得られた予備還元鉱
石粉を炭素質還元剤を充てんした溶融還元炉内に導き、
ここで還元しながら液化して溶融金属とする方法が開発
された。

ところでかような溶融還元法で、所定量の溶融金属を安
定して生産するためには、予備還元鉱石粉の還元率を、
必要生産量に見合った還元率とすることが重要である。

というのは粉状鉱石の還元率が生産性に及ぼす影響は殊
の外大きいからである。

粉状鉱石の還元率に、影響を与える因子は色々あるけれ
ども、とくに還元ガスの影響が大きい。従って所望の還
元率を安定して達成するには、還元ガス温度を所定の一
定範囲に制御することが肝要である。

またとくに粉状鉱石の予備還元において、還元温度が高
すぎるとスティッキングきいう現象が起こり、流動層の
運転に支障をきたす。したがってこの意味でも還元ガス
の温度を所定範囲に制御することは重要である。

しかしながら溶融還元炉で発生するガスの温度は、燃料
である石炭やコークスの成分や水分含有量および原料鉱
石の成分や水分含有量に応じてかなり変動する。従って
かかる変動に応じてガス温度を所定温度に制御すること
が必要なわけである。

ここに発生ガスの温度が所定の温度より低い場合には、
溶融還元炉への送風量の増加や送風温度を上昇するなど
して、ガス成分をあまり変化させることなしに比較的容
易にガス温度を上昇させることができる。なお炉頂０□
富化をすれば瞬時に解決できるが、この場合には還元ガ
ス成分が極端に変化してしまう問題がある。

しかしながらガス温度が所定温度よりも高い場合には、
そのガス温度を他に影響を及ぼすことなしに可及的速や
かに、（もしアクションが遅れた場合、前述の問題が発
生するために）適正温度まで低減するこきは極めて難し
かったのである。

すなわちガス温度を降下させるには、Ｈ２Ｏを吹き込ん
でその蒸発潜熱およびＨ２０→１２＋　１／２０２なる
吸熱反応を利用したり、Ｎ２ガスなどの冷却ガスを吹き
込む方法があるが、これらの方法では、還元ガスの成分
が大きく変動するため、粉状鉱石の還元率に悪影響を及
ぼし、ひいては溶融還元操業が不安定になって生産性も
悪化していたのである。

その他特開昭５９−’８０７０７号公報では、還元ガス
の導入管に粉状鉱石を装入し、この粉状鉱石による抜熱
によって還元ガス温度を低下させる方法を提案している
が、この方法では鉱石粉の投入量が変化するため、安定
した流動層の形成が難しいところに問題を残していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、他の
操業因子に悪影響を与えることなしに還元ガスとしての
溶融還元炉発生ガスの温度を的確にコントロールするこ
とができる温度制御方法を提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、溶融還元炉で発生した高温のガス
を流動化還元ガスとして流動層予備還元炉に導入し、同
じく該炉に装入された粉状鉱石を予備還元する一方、こ
の予備還元鉱石粉を上記溶融還元炉に設けた羽口から高
温の酸素含有ガスと共に吹き込むことからなる溶融還元
法において、溶融還元炉の内部上方に水冷管を配設し、
この水冷管に流す水量を調節することによって該溶融還
元炉内で発生するガスの温度をコントロールすることか
らなる流動化還元ガスとしての溶融還元炉発生ガスの温
度制御方法である。

以下この発明を具体的に説明する。

第１図ａ、ｂに、２基の流動層予備還元炉と１基の流動
層溶融還元炉とからなる溶融還元装置を模式で示し、図
中番号１ａ、ｌｂは予備還元炉、２は竪型溶融還元炉、
３（１，３ｂはその羽口、４は炭材この例で石炭の投入
ホッパーである。

上記溶融還元装置においては、溶融還元炉２の炉内に石
炭（炭材）をそのホッパー４から投入すると共に、羽口
群３ａ、　３ｂから含酸素気体を吹き込み、□炉の上部
に炭材の流動層（以下炭材流動層と呼ぶ）５を形成′さ
せる一方、この炭材流動層５の下側には炭材の充てん層
（図示せず）を形成させ、上段の羽口３ａから予備還元
炉ｌａ、　ｌｂで還元処理を施した予備還元鉱石粉を炉
内に吹き込んで溶融金属を得るしくみになっている。

さて図中番号６が、この例で炭材流動層部５に配設した
水冷管、そして７は給水ヘッダー、８は排水ヘッダー、
９は炉内発生ガス温度測定用の温度計であり、ここに水
冷管６に供給する冷却水量を調整することによって発生
ガスの温度を最高２００℃程度低下させることができる
。

（作　用〉 溶融還元炉で発生したガスの温度は、炭材や原料鉱石の
成分および水分含有量に応じて変動することは前述した
とおりであるが、発生ガス温度は一般に所望還元温度よ
りも高温度域で変動する。

そこで発生ガス温度の変動を温度計９によって検出し、
その変動量に応じて給水量を調節することにより、ガス
温度を所望温度に効果的にコントロールすることができ
るのである。

なお炉内発生ガスは、主に、溶融還元炉２の内周壁に沿
って上昇するので、水冷管６もまた炉周に沿う配置とす
れば良く、従って炉内にかような水冷管６を配設したか
らといって炉内における炭材の流動層及び充てん層の形
式に支障をきたすことはない。

（実施例） 前掲第１図に示した溶融還元装置を用いて、次の条件で
溶融還元操業を行った。

・還元ガス量：２５００　　Ｎｍ３／ｈ・石炭投入量：
　１０００　ｋｇ／ｈ ・送風量ニア００　Ｎｍ’／ｈ ・目標還元ガス温度：　１０５０℃ ・水冷管全長：４０ｍ ・管径：５０ｍｒｒｌ ・給水量：１０〜３０ｍ３／ｈにわたって調整水冷管が
ない場合には、還元ガス温度は１０５０〜１２５０℃に
わたって変動していたのに対し、この発明に従い炉内に
水冷管を配し、その給水量を調整したところ、目標ガス
温度：　１０５０℃に対して変動幅を３０℃以内に抑え
ることができた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、溶融還元炉発生ガスを流動
化還元ガスとして使用する場合に、還元ガス成分を変化
させることなしにガス温度を目標温度に制御することが
でき、ひいては溶融還元操業の安定化に偉効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ、ｂ図は、この発明に係る冷却水管を配設した溶
融還元装置の模式図である。 １・・・予備還元炉　　　　２・・・竪型溶融還元炉３
・・・羽口　　　　　　　４・・・炭材投入ホッパー５
・・・炭材流動層　　　　６・・・水冷管７・・・給水
ヘッダー ９・・・温度計 ８・・・排水ヘッダー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融還元炉で発生した高温のガスを流動化還元ガス
   として流動層予備還元炉に導入し、同じく該炉に装入さ
   れた粉状鉱石を予備還元する一方、この予備還元鉱石粉
   を上記溶融還元炉に設けた羽口から高温の酸素含有ガス
   と共に吹き込むことからなる溶融還元法において、 溶融還元炉の内部上方に水冷管を配設し、 この水冷管に流す水量を調節することによって該溶融還
   元炉内で発生するガスの温度をコントロールすることを
   特徴とする流動化還元ガスとしての溶融還元炉発生ガス
   の温度制御方法。