JPH0448016A - 鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元炉 - Google Patents

鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元炉

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JPH0448016A JP2158154A JP15815490A JPH0448016A JP H0448016 A JPH0448016 A JP H0448016A JP 2158154 A JP2158154 A JP 2158154A JP 15815490 A JP15815490 A JP 15815490A JP H0448016 A JPH0448016 A JP H0448016A
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弦治 金谷
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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、鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元炉
の改良に関する。
〔従来の技術〕
鉄鉱石の溶融還元では、設備を溶融還元炉と流動層式の
予備還元炉とから構成し、溶融還元炉で発生する排ガス
を予@還元炉流動層の流動化、還元ガスとして利用する
方法が経済上好ましい。そして、この流動層としては、
技術的完成度が高く、しかも鉱石の予熱、還元に伴う粉
化を抑制できるという点から、バブリング流動層が特に
有利である。
このような方式の予備還元炉は、その内部にガス噴出用
の多数のノズル孔(ガス通孔)を有する分散板を備えて
おり、この分散板の上方に形成される予備還元室に鉄鉱
石が装入され、分散板下方のガス吹込室(風箱)に溶融
還元炉からの還元ガスが導入される。この還元ガスは、
分散板のノズル孔を通じて上方の予備還元室に吹き出さ
れ、これにより流動層が形成され、鉄鉱石の予備還元と
予熱がなされる。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような予備還元炉では、還元ガス中に含まれるダス
トの分散板への付着が大きな問題となる。
すなわち、溶融還元炉から発生する排ガスには多量のダ
ストが含まれており、このうち10μ−以下の微粒ダス
トは、多くの場合サイクロン等の除塵装置では除去でき
ず、このような微粒ダストを含む還元ガスがそのまま予
備還元炉に導入されてしまう。
上記ダストはSA’Na、に等のアルカリ化合物を多く
含んでいるため、900℃を超えるような温度の還元ガ
ス中では粘着性を持ち、このため予備還元炉に導入され
たダストは分散板下面やノズル孔内面に付着することに
なる。特に、ガス吹込室に導入された還元ガスはノズル
孔を通過する際に縮流され、ノズル孔内のガス流速は極
めて高く(流速:約100 m/sec程度)なるため
、ノズル孔内面ではダストが特に強固に付着し易い、こ
のようなダストによる付着物は次第に成長し、遂には還
元ガスの円滑な流れを妨げ、適正な流動層を形成できな
くなる。第9図はこのような状況を示すもので、1は流
動層、2は分散板、3は分散板下方のガス吹込室、4は
付着、成長したダストである。 本発明は、このような
従来の問題に鑑みなされたもので、分散板に対するダス
トの付着を効果的に防止できる予備還元炉の提供をその
目的とする。〔課題を解決するための手段〕このため本
発明は、次のような構成を有する。
(])鉄鉱石の溶融還元設備における流動層式の予備還
元炉において、分散板を、内部に冷却用流体を通すため
の流路が形成され、且つ上下方向に多数のノズル孔が貫
設された金属構造体により構成し5該金属構造体に冷却
用流体の導入口と排出口を設けた予備還元炉。
(2)金属構造体の上面に、耐火物層を設けた上記(1
)の予備還元炉。
(3)鉄鉱石の溶融還元設備における流動層式の予備還
元炉において、分散板を、内部に冷却用流体を通すため
の流路が形成され、且つ上下方向に多数のノズル孔が貫
設された金属構造体により構成し、該金属構造体に冷却
用流体の導入口と排出口を設け1分散板の下方には、少
なくとも2本のガス噴出管を水平移動可能に設けた予備
還元炉。
(4)金属構造体の上面に、耐火物層を設けた上記(3
)の予備還元炉。
〔作用〕
導入口から水や窒素ガス等の冷却用流体を、内部に流路
を有する金属構造体からなる分散板内に流す。これによ
り、分散板下面およびノズル孔内面の温度が低下し、こ
れらの面に還元ガス中のダストが付着しても急速に固化
し、容易に剥離する。
通常、予備還元炉内に導入される還元ガスの温度は10
00〜1200’c程度であるが、ダストが最も強固に
付着するノズル孔内面について言えば。
その表面温度を数百℃程度に冷却することにより、ダス
トは容易に剥離可能な状態となる。
また、分散板の下方にガス噴出管を備えた上記(3)の
構成によれば、仮に分散板下面やノズル孔の入口にダス
トが付着しても、ガス噴出管がら適宜ガスを噴出させる
ことにより、ダストを容易に剥離させることができる。
特に、本発明ではダストが分散板下面等に付着しても、
分散板の冷却により容易に剥離できる状態にあり、した
がって、ガス噴出管からのガスの吹き付けにより、付着
したダストは容易に除去される。
ガス噴出管は、常時は炉外に後退させておき、適宜炉内
に進入させ1分散板下面に向けてガス吹き付けを行う。
このガスとしては窒素ガス等の不活性ガスが用いられる
次に5分散板を構成する金属構造体の上面に耐火物層を
設けた上記(2)、(4)の構成によれば、その耐火物
層により、分散板上面からの抜熱にょる流動層内部の温
度低下が防止されるとともに、流動する鉱石粒子の接触
による分散板上面の摩耗も適切に防止される。
上述したように、分散板の冷却によりダストの付着は防
止されるが、反面、分散板上面からの抜熱による流動層
内部の温度低下という問題を生じるおそれがある。一方
1分散板の上面やノズル孔の出口では、ダストが付着し
ても流動化した鉱石粒子の激しい運動により簡単に剥離
することから、ノズル孔内部や分散板下面に較べてダス
ト付着のおそれは少なく、むしろ鉱石粒子の接触による
摩耗が問題となる。そこで、上記(2) (4)の構成
では、ダスト付着があまり問題とならない分散板上面を
耐火物層とすることにより、分散板による流動層からの
抜熱を抑制し、しかも分散板上面の摩耗も防止できるよ
うにしたものである。
なお、分散板の冷却により、ノズル孔内を通過する還元
ガスの温度が低下するという問題が考えられる。しかし
1分散板は金属構造体で構成され。
しかも内部の冷却用流体により冷却されることから、大
きな強度を有している。したがって、分散板はその厚さ
を小さくすることが可能であり、これによってノズル孔
を通過する還元ガスとノズル孔内面との接触面積を小さ
くでき、ガスの温度低下を適切に防止できる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すもので、5は予備還元
炉本体、8は炉内部を仕切る分散板であり、この分散板
8の上部が予備還元室6を、また、下部がガス吹込室7
をそれぞれ構成している。このガス吹込室7にはガス吹
込口9が設けられ、これに溶融還元炉からのガス導管1
0が接続されている。
前記分散板8は、内部に冷却流体用の流路16が形成さ
れた金属構造体により構成され、その流路16の仕切壁
30等を上下方向に貫通するようにして多数のノズル孔
15が形成されている。そして、この分散板8を構成す
る金属構造体には、前記流路16に通じる冷却用流体の
導入口11と排出口12とが、それぞれ設けられている
分散板8の中央部には鉱石の排出孔13が設けられ、こ
の排出孔13に抜出管14が接続されている。
分散板8を構成する金属構造体は、通常鋳物等で作られ
るが、その内部構造には特に限定はない。
第2図は、分散板の内部構造の他の例を示すもので、分
散板8の内部は仕切壁32により排出孔13を中心に複
数(4つ)の流路16に分割され、各流路16内には、
流体を蛇行状に流すための仕切壁33が設けられている
。そして、これら仕切壁32.33はそれぞれ複数の管
状部を有しており、この管状部の内部がノズル孔15を
構成している。
仕切壁32により形成された各流路16には、それぞれ
冷却流体の導入口11と排出口12が設けられている。
また、第3図は分散板の内部構造の他の例を示すもので
、分散板8の内部には多数の流路16が並列的に設けら
れ、これら流路16の両端はヘッダ部26.27に連通
している。これらのヘッダ部26.27には、それぞれ
冷却用流体の導入口11と排出口12とが設けられ、こ
れらに冷却用流体の導入管28と排出管29が接続され
ている。
そして、各流路16の仕切壁30にはノズル孔15が貫
設されている。
なお本発明は、第1図に示すような上面が中心向かって
コーン状に傾斜している分散板に限らず。
上面が平面状である分散板等についても適用できる。
第4図および第5図は、分散板の上面に耐火物層を設け
た構造の一実施例を示すものである。
分散板8aの本体たる金属構造体Aの上面には、耐火物
層17が設けられている。この耐火物WJ17内のノズ
ル孔部分を形成するため、金属構造体Aの上面には耐火
物M17を貫通する管部31が突設されている。
なお、その他の構成は第1図に示すものと同様であり、
同一の符号を付して、その説明は省略する。
第6図は、鉱石の排出孔13が分散板8bの側方に設け
られた構造の一実施例を示すもので、分散板8bは、そ
の上面が前記排出孔13に向けて下向きに傾斜した構造
となっている。
なお、その他の構成は第1図に示すものと同様であり、
同一の符号を付して、その説明は省略する。
また、このような形式の分散板についても、第4図に示
すような、上面に耐火物層を設けた構造とすることがで
きる。
第7図および第8図は、分散板の下方にガス噴出管を設
ける場合の一実施例を示すもので、分散板の構成は、第
1図に示すものと同様であるので、その説明は省略する
分散板8の下方には、抜出W14を挾むようにして2本
のガス噴出管18が水平移動可能に設けられている。こ
のガス噴出管18には、分散板の下面方向に向いた複数
のガス噴出口19が設けられている。
炉本体5には、その側壁を貫通する鞘管2oが設けられ
、ガス噴出管18はこの鞘管20を通じてガス吹込室7
内に出没可能である。
ガス噴出管18を水平移動させるために、炉体の外部に
駆動機構21が設けられている。この駆動機構21は、
例えば、往復移動するチェーン等からなっており、ガス
噴出管18の炉外部に突出した部分にこのチェーンが係
止されている。したがって、このチェーンの往復運動に
より、ガス噴出管18は鞘管20を通じてガス吹込室7
内に出没することができる。
ガス噴出4W18の炉外に突出した後端にはガス吹込管
22が接続され、このガス吹込管22には、ガス供給源
23からの導924が接続されている。
図中25は、導管24の途中に設けられるバルブである
なお、ガス噴出管18は図示しない駆動機構によりその
軸線を中心として回転できるようにしてもよい。
また、このガス噴出管は、第4図や第6図に示すような
分散板を備えた炉についても適用できることは言うまで
もない。
次に、上記各実施例の作用について説明する。
導入口11から分散板8.8a、8b内に導入された水
等の冷却用流体は、複数の流路16を流れ排出口12か
ら排出される。この冷却用流体により分散板下面および
ノズル孔15の内面の温度が低下し、これらの面に還元
ガス中の粘着性のダストが付着しても急速に固化し、ガ
ス流等により容易に剥離することになる。
また、第4図および第5図に示す実施例では、分散板8
aの上面に設けられた耐火物/!17により、分散板上
面からの抜熱による流動層内部の温度低下が防止され、
しかも、流動する鉱石粒子の接触による分散板上面の摩
耗も適切に防止される。
また、第7図および第8図に示す実施例では。
仮に分散板下面やノズル孔の入口にダストが付着しても
、ガス噴出管18から適宜ガスを噴出させることにより
、ダストを容易に剥離させることができる。
ガス噴出管18は、常時は炉外に後退させておき、駆動
機構21により適宜ガス吹込室7内に進入させ、分散板
8の下面に向けてガスを噴出させる。
なお、従来の耐火物製の分散板は、一般に700町程度
の厚さを有しているが、上述したような本発明の分散板
は、その本体が金属製で、しかも冷却されることから大
きな強度を有しており、このため200nn程度の厚さ
とすることができる。
したがって、ノズル孔を通過する還元ガスとノズル孔内
面との接触面積は、従来の耐火物製の分散板に較べて非
常に小さく、このためノズル孔を通過する際の還元ガス
の温度低下はほとんど問題とならない。
〔発明の効果〕
以上述べた本発明によれば、分散板下面やノズル孔内で
のダストの付着が効果的に防止されるため、還元ガスの
流動層内への吹き込みを安定して行わせることができる
また、分散板の上面に耐火物層を有する構造では1分散
板上面からの抜熱による流動層内部の温度低下を防止で
きるとともに、流動する鉱石粒子の接触による分散板上
面の摩耗も適切に防止でき、鉄鉱石の予備還元をより合
理的に実施できる。
また、分散板下方にガス噴出管を有する構造では、仮に
分散板下面やノズル孔の入口にダストが付着しても、ガ
ス噴出管からのガスの噴出によりダストを容易に剥離さ
せることができる。特に本発明では、ダストが分散板下
面等に付着しても、分散板の冷却により容易に剥離でき
る状態にあることから、上記ガスの吹き付けによりダス
トを容易に除去することができ、ダスト付着による問題
をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す縦断面図である。第
2図は分散板の内部構造の一例を示す水平断面図である
。第3図は分散板の内部構造の他の例を示す水平断面図
である。第4図および第5図は、本発明の他の実施例を
示すもので、第4図は縦断面図、第5図は分散板の一部
を示す平面図である。第6図は本発明の他の実施例を示
す縦断面図である。第7図および第8図は本発明の他の
実施例を示すもので、第7図は縦断面図5第8図は第7
図中■−■線に沿う断面図である。第9図は従来の予備
還元炉におけるダストの付着状況を示す説明図である。 図において、5は炉本体、6は予備還元室、7はガス吹
込室、8.8a、8bは分散板、11は導入口、12は
排出口、13は排出孔、14は抜出管、15はノズル孔
、16は流路、17は耐火物層、18はガス噴出管、1
9はガス噴出口、Aは金属構造体である。 第4図 第1図 第5図 第8図 手続補正書(1劃 平成2年9月27日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)流動層式の予備還元炉において、分散板を、内部
    に冷却用流体を通すための流路が形成され、且つ上下方
    向に多数のノズル孔が貫設された金属構造体により構成
    し、該金属構造体に冷却用流体の導入口と排出口を設け
    たことを特徴とする鉄鉱石の溶融還元設備における予備
    還元炉。
  2. (2)金属構造体の上面に、耐火物層を設けたことを特
    徴とする請求項(1)に記載の鉄鉱石の溶融還元設備に
    おける予備還元炉。
  3. (3)流動層式の予備還元炉において、分散板を、内部
    に冷却用流体を通すための流路が形成され、且つ上下方
    向に多数のノズル孔が貫設された金属構造体により構成
    し、該金属構造体に冷却用流体の導入口と排出口を設け
    、分散板の下方には、少なくとも2本のガス噴出管を水
    平移動可能に設けたことを特徴とする鉄鉱石の溶融還元
    設備における予備還元炉。
  4. (4)金属構造体の上面に、耐火物層を設けたことを特
    徴とする請求項(3)に記載の鉄鉱石の溶融還元設備に
    おける予備還元炉。
JP2158154A 1990-02-27 1990-06-16 鉄鉱石の溶融還元設備における予備還元炉 Expired - Lifetime JPH0826380B2 (ja)

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