JPH0314887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属酸化物を含有する粉粒状鉱石を予
備還元した後、溶融還元して溶融金属を製造する
装置において、予備還元炉から溶融還元炉への予
備還元鉱石の輸送吹込み装置に関するものであ
る。

近年、各種の金属酸化物を含有する鉱石原料は
塊状鉱石が減少し、粉状もしくは小粒状鉱石が多
くなつており、今後ますます粉粒状鉱石の比率が
増加して行く傾向にある。従来は粉粒状鉱石にバ
インダーや炭材を添加してペレツトや焼結鉱など
に加工し塊状物として使用していたが、塊成化の
ために余分の資源やエネルギーを必要とするばか
りでなく、焼成を必要とする場合には焼成炉から
排出されるガス中のNOx、SOxおよびダスト等
を処理するための費用も多大であるという欠点が
ある。

またクロム鉱石の製錬によるフエロクロムの製
造のように、電気炉で製錬する場合には、電力源
単位が数千KWH／ｔにも達して、電力の高いと
ころではきわめてコスト高になる。

本発明者らは以上の事情に鑑み、さきに粉粒状
鉱石を塊成化することなく直接使用し、電力を用
いずに溶融金属を製造する方法として、予備還元
炉において粉粒状鉱石を流動層形式で予備還元
し、これを竪型の溶融還元炉にその羽口から高温
空気と共に吹込み、これを溶融還元する方法を開
発し提案している（特願昭56−63294）。

本発明は予備還元炉と溶融還元炉とからなる溶
融還元装置において、粉粒状の予備還元鉱石を予
備還元炉から溶融還元炉へ輸送し吹込む装置に係
るものである。溶融還元装置における予備還元鉱
石の輸送は、通常の粉体輸送と比較して次のよう
な特別な条件を満足させる必要がある。

(1) 予備還元鉱石は予備還元炉から高温で排出さ
れるので、高温に伴う現象を考慮しなければな
らない。

(2) 予備還元鉱石の温度低下を少なくするため
に、輸送距離は短い方が良い。

(3) 予備還元炉から多数の羽口へ分岐し、均等に
分配する必要がある。

(4) 予備還元炉の鉱石排出口よりも、予備還元鉱
石を吹込む溶融還元炉の羽口部分の方が圧力が
高いので、輸送管内での予備還元鉱石による閉
塞や予備還元鉱石の逆流あるいは羽口送風ガス
が輸送管内を吹抜ける事故を防止しなければな
らない。

(5) 予備還元鉱石吹込み用の搬送ガスは、予備還
元鉱石とともに溶融還元炉内へ吹込まれるの
で、できるだけ少量であことが望ましい。

(6) 輸送途中での予備還元鉱石の再酸化を防止で
きること。

(7) 羽口１本当りの予備還元鉱石の吹込み量を制
御できること。特に完全閉止機能をそなえてい
ること。

本発明は以上のような特別な条件を充足し予備
還元鉱石の輸送を円滑にする有効な装置を提供す
ることを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の特徴とする
ところは、予備還元炉と溶融還元炉とからなる溶
融還元装置において、予備還元炉の予備還元鉱石
排出口と溶融還元炉の羽口送風支管とを直接輸送
管で接続すると共に、この輸送管路に、Rore＞
ΔPなる条件を満足する位置にロータリーフイダ
ーもしくはスクリユーコンベアを設置したことに
ある。ここでRoreはロータリーフイダーもしく
はスクリユーコンベアと予備還元鉱石排出口間の
輸送管内予備還元鉱石のガスシール抵抗、ΔPは
溶融還元炉送風ガス圧と予備還元鉱石排出口にお
ける圧力との差圧である。

本発明の装置を使用する溶融還元装置の一実施
例を示す系統を第１図について説明する。

予備還元炉２は、粉粒状の金属酸化物を含有す
る鉱石を供給装置１によつて供給され、竪形の溶
融還元炉３から排出される高温還元ガスの一部ま
たは全部が、下方から導入され、必要に応じて供
給口４から粉粒状のフラツクス、固体還元剤およ
び還元ガスなどが供給されて、流動層形式によつ
て、粉粒状鉱石を、乾燥、加熱、予備還元する。
予備還元された鉱石は、フラツクスなどととも
に、排出口５より排出され、輸送管６を経て、羽
口送風支管８中の高温空気とともに溶融還元炉３
内に吹込まれる。なお本発明中記載の予備還元鉱
石には上記粉粒状フラツクス、固体還元剤を随伴
する場合があり、これらを含むものを指称する。

溶融還元炉３内には、供給装置１０により供給
された塊状の炭素系還元剤よりなる充填層が形成
されている。溶融還元炉３のレースウエイ９に吹
込まれた予備還元鉱石は炉３の内部で溶融し、炉
の下部を滴下する間に還元されて、溶融金属と溶
融スラグとを生成し、排出口１１より適時炉外へ
排出される。

本発明は予備還元鉱石排出口５から溶融還元炉
羽口送風支管８へ予備還元鉱石を定量的にしかも
吹抜けや閉塞などの事故を起こさないように安定
して輸送、吹込むための装置に関するものであ
る。

予備還元鉱石を溶融還元炉に吹込むに当つては
溶融還元炉内における予備還元鉱石の溶融に関す
る重要な問題点を考慮しなければならない。吹き
込まれた予備還元鉱石が羽口先に形成されたレー
スウエイ９内で十分に溶融しない場合には、レー
スウエイ前面の炭素系還元剤充填層へ、粉粒状の
まま突入し、この充填層の目ずまりの原因となり
炉内で円滑に溶融還元を進行させることが難し
い。このため、レースウエイ９で円滑に予備還元
鉱石を溶融させることが必要である。予備還元鉱
石を円滑に溶融させるポイントは、羽口１本当り
の高温送風空気量（酸素富化空気を含む）に対し
て最も適切な所定量の予備還元鉱石を吹込み、過
剰の予備還元鉱石を吹込まないことである。

複数本の羽口に対して、合計の予備還元鉱石の
吹込み量が所定量に制御されている場合でもそれ
ぞれの羽口の予備還元鉱石の吹込み量にばらつき
がある場合には、より多量に予備還元鉱石が吹込
まれた羽口先では、十分に溶融現象を遂行させる
ことができず、炉の不調を招来する原因のひとつ
となる。このことは、難容融性、難還元性の金属
酸化物を含有する鉱石の場合、特に問題となり易
い。

本発明の輸送吹込み装置は前記した輸送、吹込
みに必要な条件(1)〜(7)の各項目をすべて満足する
ことができるものである。第２図は本発明の輸送
吹込み装置の一実施例を示す。図示の如く予備還
元鉱石排出口５と羽口送風支管８とを輸送管６で
連結し、その輸送管路の途中にロータリーフイダ
ーもしくはスクリユーコンベア７を設置する。す
なわち鉱石排出口５からロータリーフイダーもし
くはスクリユーコンベア７までの間は重力による
輸送を行ない、ロータリーフイダーもしくはスク
リユーコンベア７で所定量の粉粒体を切り出し、
送風支管８へ供給する。従つて、鉱石排出口５か
らロータリーフイダーもしくはスクリユーコンベ
ア７までの輸送管６の傾斜角度は輸送する粉粒状
の予備還元鉱石の安息角より大きくなるように設
定する。またロータリーフイダーもしくはスクリ
ユーコンベア７の設置位置として、鉱石排出口５
からロータリーフイダーもしくはスクリユーコン
ベア７までの輸送管内予備還元鉱石のガスシール
抵抗が溶融還元炉送風ガスと予備還元炉の鉱石排
出口における圧力との差圧より大きくなる位置と
する。前記したように、本溶融還元装置では溶融
還元炉排ガスを予備還元炉へ導入して流動化予備
還元させるために、必然的に予備還元炉の鉱石排
出口における圧力より溶融還元炉送風ガス圧の方
が高く、低い圧力の所から高い圧力の所へ粉粒状
予備還元鉱石を輸送しなければならず、それに起
因する輸送管内における粉粒体の逆流あるいは送
風ガスの吹抜け事故の防止に対して本発明は極め
て有効である。しかもロータリーフイダーもしく
はスクリユーコンベアで機械的に切り出すので、
粉粒体の輸送、吹込み量の制御性にも優れ、キヤ
リアガスも全く不要である。本溶融還元法では
900〜1050℃程度の高温の粉粒体を輸送するので
ロータリーフイダーもしくはスクリユーコンベア
の構造、材質が問題となるが、本発明者らによれ
ば、たとえばアルミナ系セメント材で内部をコー
テイングしたロータリーフイダーを用いれば、
900〜1050℃の予備還元鉱石を安定して定量切り
出しを行なうことが可能であつた。

ロータリーフイダーもしくはスクリユーコンベ
ア７で所定量ずつ切り出された粉粒体は送風支管
８へ供給されるが、この部分の輸送管径はロータ
リーフイダーもしくはスクリユーコンベアの排出
口径より大きくし、しかもその輸送管の傾斜を粉
粒体の安息角より大きく設定することが望まし
い。そうすることによつてこの部分の輸送管内の
粉粒体の充填状態は粗となり、粉粒体の焼結作用
による閉塞を起こす可能性も少なく予備還元鉱石
を重力により円滑に送風支管８へ供給することが
できる。送風支管８へ供給された粉粒状予備還元
鉱石は送風支管８内を流れる送風空気と共に溶融
還元炉内のレースウエイ９に吹込まれ、ここで溶
融還元反応が起こる。

次に、本発明装置を用いた一具体例を示す。

実施例 (1) 溶融還元炉内径： 1.2ｍ (2) 予備還元炉内径： 1.1ｍ (3) 送風羽口： 上段４本（粉体吹込みも兼ねる） 下段４本 計８本 (4) 送風量： 1200Nm³／hr (5) 輸送管内径： 50mm (6) ロータリーフイダー：
アルミナ系セメント材コーテイング構造 (7) 溶融還元炉送風ガス圧と予備還元炉の鉱石排
出口における圧力との差圧：
1000〜3000mmH₂O (8) 鉱石排出口とロータリーフイダー間の輸送管
落差： ２ｍ 上記の試験炉を用いて、粉状クロム鉱石（平均
粒径0.2mm）からのフエロクロムの製錬の操業を
行い、予備還元炉から溶融還元炉への安定した予
備還元鉱石の輸送、吹込みを行うことが出来た。
本発明方法は、もちろん、この実施例の鉱石に限
定されることなく、各種の鉱石に効果を有するも
のである。

以上のような本発明の効果をまとめると次のよ
うになる。

(1) 流動層予備還元炉と溶融還元炉とを複数の輸
送管でそれぞれ制御性よく連絡できる。

(2) 溶融還元炉の圧力が予備還元炉の圧力よりも
高いにもかかわらず予備還元鉱石が逆流しな
い。

(3) 予備還元炉の鉱石排出口からのロータリーフ
イダーもしくはスクリユーコンベアまでは輸送
管内を重力により輸送し、ロータリーフイダー
もしくはスクリユーコンベアの排出口から送風
支管までは重力あるいはロータリーフイダーも
しくはスクリユーコンベアの推進力で輸送する
ので、キヤリアガスが全く不要であり、しかも
粉粒体輸送量の制御性も良好である。

(4) キヤリアガスを全く使用しないため、予備還
元鉱石を溶融還元炉へより高い温度で吹込むこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶融還元装置の系統図、第２図は本発
明の一実施例の部分断面図である。 １……粉粒状鉱石供給装置、２……予備還元
炉、３……溶融還元炉、４……粉粒状フラツク
ス、固体還元剤、還元ガスなどの供給口、５……
予備還元鉱石排出口、６……輸送管、７……ロー
タリーフイダーもしくはスクリユーコンベア、８
……羽口送風支管、９……レースウエイ、１０…
…固体炭素系還元剤供給装置、１１……溶融金属
と溶融スラグの排出口、１２……送風機、１３…
…加熱炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動層予備還元炉と竪形炭材充填層溶融還元
   炉とから成る溶融還元装置において、予備還元炉
   の予備還元鉱石排出口と溶融還元炉の羽口送風支
   管とを直接輸送管で接続すると共にこの輸送管路
   の途中に、Rore＞ΔPなる条件を満足する位置に
   ロータリーフイダーもしくはスクリユーコンベア
   を設置したことを特徴とする予備還元鉱石の輸送
   吹込み装置。 但し、 Rore：ロータリーフイダーもしくはスクリユー
   コンベアと予備還元鉱石排出口間の輸送管内予
   備還元鉱石のガスシール抵抗。 ΔP：溶融還元炉送風ガス圧と予備還元鉱石排出
   口における圧力との差圧。