JPH04314806A - 溶融還元炉における原料装入装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、予備還元された原料粉
鉱を排ガスの改質に伴って得られたチャーによって溶融
還元する溶融還元炉への原料装入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、かかる溶融還元のための設備
として、粉鉱石を予備還元するための流動層還元装置と
、この還元装置によって略３０％程度まで予備還元され
た鉱石を上方から装入して溶融還元する炉とを連結した
製鉄設備が知られている。

【０００３】かかる溶融還元炉の操業においては、第１
に上方から装入する粉鉱が下方から吹き上げる排ガスに
よって飛散する量を少なくして原料歩留まりを向上する
こと、第２に装入原料が炉内の溶融スラグ層に効率よく
到達して還元反応効率を向上させることが望ましい。

【０００４】図６は、この溶融還元炉の操業状態を示す
図である。

【０００５】同図に示すように、炉の装入孔２１から装
入された粉鉱と塊炭原料は、溶融スラグ層Ｓにおいて、
酸素ランス２２からの酸素ガス２３によって、Ｆｅ　Ｏ
＋Ｃ　　→　　Ｆｅ　＋ＣＯ の反応を生じ、溶融鉄層Ｍを形成する。

【０００６】このように炭素は、溶融還元炉の重要な還
元剤として機能して、溶融還元反応の進行に伴って消費
される。したがって、溶融酸化鉄還元反応を進行させる
ためには、反応速度に見合った速度で予備還元鉱及び炭
素材を溶融炉へ供給し、スラグ層へ混在共存させておく
必要がある。

【０００７】この溶融還元法においては、装入鉱石とし
て予備還元した鉱石を上方から装入することで、その飛
散量を少なくすることができ、その装入歩留まりを９５
％以上に維持することが可能である。

【０００８】他方、装入石炭は主として２０ｍｍ径以上
の塊状のものが使用されており、少量割合の２０ｍｍ以
下の粉炭は、いわゆるインジェクション法によって粉炭
の状態でスラグ層に噴射し吹き込まれる。

【０００９】このインジェクション法をさらに発展させ
たものとして、粉炭吹込みによって生成した炉の排ガス
中のＣＯ２　とＨ２　Ｏを改質し、予備還元ガスとして
再利用することが特開昭６２−６０８０６号公報に開示
されている。この再利用のためのプロセスを図７に示す
。

【００１０】同図に示すように、溶融還元炉２４で生成
した排ガスＧ中へ吹き込まれた粉炭２５は、予備還元炉
２６の流動層へ入り粉鉱石２７とともに予備還元粉鉱２
８として溶融還元炉２４へ循環し、一部は飛散してホッ
トサイクロン等の高温固気分離装置２９で回収される。 この回収された粉炭は、ガス改質過程で石炭破砕、細粒
化し揮発分が抜けてチャー（炭素材）化した性状を呈し
ており、この回収されたチャー３０は溶融還元炉２４に
吹き込み装入され、溶融還元剤として利用されることに
なる。

【００１１】このように粉炭のインジェクション法は単
に粉鉱の飛散防止だけではなく、溶融還元法における粉
炭の利用効率を向上するという効果がある。

【００１２】しかしながら、他方においては、このチャ
ーを吹込み装置を用いて噴射装入しても、吹き込んだチ
ャーのスラグ層における炭素材歩留まりは低く、３０％
程度しかないという欠点がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明において解決す
べき課題は、上記溶融還元において鉄浴の形成に伴って
発生した排ガスの改質の過程で生成したチャーのスラグ
層中への装入歩留まりを増大するための効果的な手段を
見出すことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉炭流入用内
筒と粉鉱流入用外筒とからなる二重管を設け、その先端
を炉内のスラグ浴上に位置させたことを特徴とする溶融
還元炉における原料装入装置であり、外筒からの粉鉱の
吹込み流によって内筒からの粉炭吹込み流を包み込んで
、吹込み粉炭の飛散を防止することによってスラグ浴中
への装入歩留まりを向上させるものである。

【００１５】二重管構造の装入筒の内筒径と外筒径との
比は、粉鉱と粉炭の装入量にもよるが、粉炭の飛散（逸
散）を防止し、溶融還元反応に効果的に寄与させるため
には、０．５から０．９の範囲にあるのが好ましい。

【００１６】

【作用】飛散しやすい比重の小さいチャーのような原料
粉炭流が、比重の大きい装入粉鉱流で包み込まれた状態
で装入されるので、装入過程での粉炭の飛散が防止され
る。また、装入物流のマス　（質量）　効果により鉄浴
スラグ層への到達率が高くなる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の原料装入装置に使用する装入
筒の構造を示し、図２はその断面構造を示す。同図にお
いて、装入筒１は外筒１ａ及び内筒１ｂからなる断面が
円形の二重管構造であり、外筒１ａを粉鉱流入用、内筒
１ｂを粉炭流入用としている。装入筒１の下端部は径を
絞り込み外筒１ａのみの単管構造とした。したがって、
筒の中心部を落下する飛散しやすい軽量の原料粉炭が、
装入筒１内の外周部を落下する粉鉱によって包み込まれ
カバーされながらスラグ層Ｓへ装入される。なお、図に
おいてハッチ部分は粉鉱が流れる部分を示す。

【００１８】図３は粉鉱と粉炭の装入装置のシステムを
示し、図４はその操業状態を示す。

【００１９】同図において、粉鉱は粉鉱ホッパー２から
切出し装置４をへて装入装置６へ、また粉炭は粉炭ホッ
パー３から切出し装置５を経て装入装置６にそれぞれ送
られる。ここで装入筒１の外筒１ａに粉鉱が内筒１ｂに
粉炭がそれぞれ装入される。そして装入筒１内を落下し
て溶融還元炉７へ飛散することなく装入される。装入さ
れた粉鉱と粉炭原料は溶融スラグ層Ｓにおいて、酸素ラ
ンス８からの酸素ガス９によって、溶融鉄層Ｍを形成す
る。

【００２０】上記装入装置を用いた操業結果の一例を示
す。表１は使用した粉炭の化学組成、表２はその物理性
状（粒度分布）、また、表３は予備還元鉱の化学性状、
表４はその粒度分布を示す。なお、使用した装入筒１は
、内筒径γ１と外筒径γ２　の比を０．８とした。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】上記材料を用いて、装入Ｏ２　量を１８，
０００Ｎｍ３　／Ｈ、装入鉱石量を４０．０ｔ／Ｈ、粉
炭装入量を２４．３ｔ／Ｈとしたところ、溶融還元炉排
ガス量は６４．０００Ｎｍ３　／Ｈ、溶銑生産量は２６
．４ｔ／Ｈ（６３０ｔ／Ｄ）、スラグ生産量は１１．８
ｔ／Ｈであった。

【００２６】図５はスラグ層への炭材の投入歩留まりを
示す。ここで、Ａは粉体を単味で上方装入した場合、Ｂ
は上記実施例の二重管で装入した場合、Ｃは予備還元鉱
の鉱石粉を装入した場合をそれぞれ示す。

【００２７】この例から明らかなように本装置によると
、粉炭の歩留りが従来の３０％より８５％に上昇した。

【００２８】併せて粉炭吹き込み装置が不要となり、設
備費及び整備費軽減に伴って生産性が大幅に向上した。

【００２９】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００３０】（１）粉炭の炉内への歩留まりが向上して
、炉の生産性が向上する。

【００３１】（２）溶融還元炉への原料装入装置設備費
が軽減される。

【００３２】（３）従来高温部に設置された設備が炉上
方に設置されるとともに、簡略化されたので故障頻度が
低減し整備費が軽減される。

【００３３】（４）粉炭装入比率が向上し、併せて従来
廃棄されていた粉炭も回収装入可能となり、原料歩留ま
りが向上する。

【００３４】（５）溶融スラグ層への到達率が高まり、
溶融還元反応の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原料装入装置に使用する装入筒の縦断
面図である。

【図２】図１に示す装入筒の横断断面である。

【図３】粉鉱と粉炭の装入装置のシステム例を示す図で
ある。

【図４】図３に示す装入装置の操業状態を示す図である
。

【図５】スラグ層への炭材の投入歩留まりを示す図であ
る。

【図６】溶融還元炉の操業状態を示す図である。

【図７】ガス改質炉におけるガス／原料の流れシステム
フローである。

【符号の説明】

１　　装入筒 １ａ　　外筒 １ｂ　　内筒 ２　　粉鉱ホッパー ３　　粉炭ホッパー ４　　切出し装置 ５　　切出し装置 ６　　装入装置 ７　　溶融還元炉 ８　　酸素吹込ランス ９　　酸素ガス Ｓ　　溶融スラグ層 Ｍ　　溶鉄層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　粉炭流入用内筒と粉鉱流入用外筒とか
   らなる二重管構造とした装入筒を設け、その先端を炉内
   のスラグ浴上に位置させたことを特徴とする溶融還元炉
   における原料装入装置。