JPH03294410A - 循環流動層還元装置のガス吹込み装置 - 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） 本発明は、循環流動層還元炉を用いて鉱石、特に鉄鉱石
を還元する設備に関する。

（従来の技術） 高炉を用いた製鉄法は設備投資が大きく、原燃料面でも
良質の塊成鉱やコークスを必要とする。

このため、これらの設備、原燃料面の制約を解消する溶
融還元法が注目されている。

溶融還元法は溶融還元炉と予備還元炉との２つの大きな
プロセスによって構成されている。予備還元炉には粒子
循環装置を有する流動層、即ち循環流動層を応用する方
法がある。

かかる循環流動還元法は、例えば特開昭６２−２２８８
７８号公報に記載されているように、粉鉱石を装入し、
さらにその底部から主流動ガスである還元ガスを導入し
て流動層を形成するライザーを有し、そのライザーの上
方に固体−ガス分離のためのサイクロンを設け、さらに
同サイクロンに連続してライザー下部に連結したダウン
カマーを設けた構造の装置において、流動層からの粉鉱
石をサイクロンを経て再度流動層に循環しつつ予備還元
される。

この循環流動層還元法においては、他の気泡流動層等に
比べてガス流速が大きいために使用する鉱石粒子の粉度
分布幅を広くできること、生産性が高いという利点があ
る。

また、粉鉱石のガス還元速度はガス組成と還元温度を与
えればガスと粉鉱石の接触（固気接触）の程度に大きく
影響され、この固気接触を良好にすれば還元速度が大き
く、すなわち、ガス利用率（ガスの酸化反応の程度）が
高くなって設備の還元性能を上げることができる。固気
接触の良否には流動層へ導入するガス流れの影響が大き
い。

従来、気泡流動層では均一にガスを流動層内に導入する
ために分散板を用いているが、この分散板はスティッキ
ングの発生を招き易く、鉱石の流動が停止し操業ができ
なくなるという問題がある。

また溶融還元法においては、溶融還元炉から発生するガ
スを流動層還元炉にて使用する場合はガス中にダストや
ヒユームが入っており、分散板でのスティッキングによ
るトラブルが起こりやすい。

このスティッキングは還元温度を低下させれば回避でき
るが、還元温度の低下は還元反応の進行が遅くなり、生
産性、ガス原単位の悪化をもたらすという欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はガス導入部でのスティッキング、鉱石の落下を
回避し、ガスと粉鉱石の接触を良好に保持することによ
って還元性能を高める流動層設備を見出すことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、粉鉱石を装入した流動層塔内に還元ガスを主
要な流動性ガスとして導入して流動還元せしめ、還元鉱
石を同塔の上方から取り出して同塔の下方に循環供給す
る循環流動層還元法において、主要流動ガスの導入管先
端に、水平からの傾斜角が使用粉鉱石の安息角以下のガ
ス旋回用フィンを有するガス導入管を設置することを特
徴とする。

本発明は、例えば第２図に示すような粒子上昇反応管（
ライザー）、粒子循環のための粒・子捕集用すイクロシ
、粒子下降移動層（ダウンカマー）および、ダウンカマ
ーよりライザーへの粒子供給装置を有する粉鉱石の還元
設備である循環流動層において、例えば第１図に示すよ
うなライザー下部からの還元ガス導入装置を設置するも
のである。

（作　　用） 本発明は、以下の知見に基づいて完成した。

循環流動層において、粉鉱石を還元する場合にその還元
性能は還元ガス組成と製品の還元率を与えれば還元ガス
の所要量、すなわちガス原単位によって表される。また
このガス原単位はガスが流動層を１回通過する際のガス
の酸化の程度、すなわちガス利用率で表現される。ガス
利用率は還元温度と流動層内の還元ガスと粉鉱石の接触
（固気接触）の程度で決定される。従来の気泡流動層で
用いられる分散板は内径が小さい多数のガス導入管で構
成されている。

一方スティッキングによるトラブルはガス中のダストや
ヒユームが管壁に衝突して付着物となり起こる。この分
散板でのスティッキングは内径が小さいガス導入管であ
るために付着物が生成しやすく、また小量の付着物でガ
ス導入管を閉鎖する。

したがってガス導入管の内径を大きくすれば、このステ
ィッキングのトラブルは回避できる。

しかしガス導入管の内径の拡大のみでは、ガスの分散す
なわち固気接触か低下することや、粉鉱石のガス導入管
への落下による問題が生ずる。そこで固気接触を改善す
るためにガス導入管の先端に旋回流を起こすフィンを設
ける。さらに粉鉱石の落下を防止するために、フィンの
水平からの傾斜角度を粉鉱石の安息角以下とする。

（実　施　例） 第２図に示す循環流動層および第１図に示すガス導入管
を用いて、粉鉱石を処理した。また比較のために先端に
フィンを設けない構造のガス導入管と比較した。いずれ
もガス導入管の設置本数は１本である。

第３図にライザー高さ方向の空間率分布を示す。

図中Ａは本発明のガス導入管による結果を、図中Ｂは本
発明と比較するための先端フィンを設置しないガス導入
管による結果を示したものである。

本発明のガス導入管を用いると、空間率分布は高さ方向
でより均一になり、ガスと粉鉱石の接触が改善されてい
ることがわかる。また粉鉱石のガス導入管からの落下を
調査したところ、先端にフィンを設けないガス導入管の
場合は、ライザーに滞留する粉鉱石のうち５％がガス導
入管から落下したが、本発明のガス導入管においては粉
鉱石の落下は認められなかった。

さらに、１本ガス導入管においては付着物の生成はほと
んど認められず、スティッキングのトラブルも認められ
なかった。

以上のように、本発明の設備構造とすることによって、
ガスと粉鉱石の良好な接触が得られ、かつ粉鉱石の落下
やスティッキングによるトラブルが解消され安定な操業
が可能である。

（発明の効果） 本発明によって、（１）粒度分布の調査によってスティ
ッキングの発生を防止できることから、循環流動層の還
元温度の上昇が可能となり、ガス利用率を上げることが
できる。（２）循環流動層の生産性を更に上昇できる。

（３）溶融還元法の予備還元プロセスに循環流動層を適
用すれば、同一のガス量でもより予備還元率を上げるこ
とができるので、溶銑製造における石炭原単位を低下で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス導入管を示す説明図、第２図は循
環流動層還元装置を示す説明図、第３図は上昇管での空
間率分布を示す図表である。 １：上昇管（ライザー） ２．３：製品取り出し口　４：還元ガス５：還元ガス導
入管　　　６：ガス旋回フィン７：原料供給口　　　　
　８：還元ガス９：上昇管（ライザー）ｌＯ：サイクロ
ン１１：下降移送管（ダウンカマー） １２、１３：製品取り出し口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　粉鉱石を装入した流動層塔内に還元ガスを主要な流動
   性ガスとして導入して流動還元せしめ、還元鉱石を同塔
   の上方から取り出して、同塔の下方に循環供給する循環
   流動層還元法において、主要流動ガスの導入管先端に、
   水平からの傾斜角が使用粉鉱石の安息角以下のガス旋回
   用フィンを設置したことを特徴とする循環流動層還元装
   置のガス吹込み装置。