JPS5980706A - 流動層予備還元炉の操業方法 - Google Patents
流動層予備還元炉の操業方法Info
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- JPS5980706A JPS5980706A JP19211682A JP19211682A JPS5980706A JP S5980706 A JPS5980706 A JP S5980706A JP 19211682 A JP19211682 A JP 19211682A JP 19211682 A JP19211682 A JP 19211682A JP S5980706 A JPS5980706 A JP S5980706A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流動予備還元炉の操業方法に関するものであ
り、どくに溶融還元炉から発生する高温の排ガスを還元
ガスとし金属酸化物を含む粉粒状鉱石を流動層予備還元
炉で予備還元するときに、低温の炭化水素含有ガスをも
流動化ガスならびに還元剤として一緒に使う新しい操業
方法について提案する。
り、どくに溶融還元炉から発生する高温の排ガスを還元
ガスとし金属酸化物を含む粉粒状鉱石を流動層予備還元
炉で予備還元するときに、低温の炭化水素含有ガスをも
流動化ガスならびに還元剤として一緒に使う新しい操業
方法について提案する。
近年のフェロアロイ製造の技術は、鉱石の資源が低品位
化、粉鉱化の傾向にあるため、そうした鉱石を製錬に当
ってはまず塊成化した後に、一般的には電気炉によって
製錬するのが普通であるから、電力原単位が数千ＫＷＨ
／ｌにも達して極めてコスト高となるという問題点があ
った。
化、粉鉱化の傾向にあるため、そうした鉱石を製錬に当
ってはまず塊成化した後に、一般的には電気炉によって
製錬するのが普通であるから、電力原単位が数千ＫＷＨ
／ｌにも達して極めてコスト高となるという問題点があ
った。
そこで最近は、電力によらないフェロクロムその他のフ
ェロアロイ製造技術として、溶融還元法が注目されるに
到っている。例えば、流動層予備還元炉と竪型溶融還元
炉との結合にかかる装置を用い、粉粒状鉱石から直接フ
ェロアロイを製造する方法がそれである。この既知の方
法は−、金属酸化物含有鉱石の予備還元に必要な還元剤
及び熱の供給源として、溶融還元炉の高温排ガスを利用
して流動層形式により予備還元する方法であり、粉粒状
鉱石を塊成化することなく直接使用できる点で前述の方
法に比べると低コストで溶融金属の製造が可能である。
ェロアロイ製造技術として、溶融還元法が注目されるに
到っている。例えば、流動層予備還元炉と竪型溶融還元
炉との結合にかかる装置を用い、粉粒状鉱石から直接フ
ェロアロイを製造する方法がそれである。この既知の方
法は−、金属酸化物含有鉱石の予備還元に必要な還元剤
及び熱の供給源として、溶融還元炉の高温排ガスを利用
して流動層形式により予備還元する方法であり、粉粒状
鉱石を塊成化することなく直接使用できる点で前述の方
法に比べると低コストで溶融金属の製造が可能である。
上記した既知方法における予備還元炉としての流動層に
必要な主な条件としては、 （１） 必要なｊ京元速度が得られる反応温度維持のた
めの熱供給が容易なこと、 （２） 局部過熱や高温域での予備還元鉱石の粘着によ
って焼結が起り流動化が阻害されるようなことがないこ
と、 （３） 均一かつ安定な流動化現象が得られること、 （４） 短い滞留時間でも必要な還元率が得られること
（流動層を多段化する）、 （５） 粒子の流動層からの飛び出しによるダスト発生
が少ないこと、 などがある。
必要な主な条件としては、 （１） 必要なｊ京元速度が得られる反応温度維持のた
めの熱供給が容易なこと、 （２） 局部過熱や高温域での予備還元鉱石の粘着によ
って焼結が起り流動化が阻害されるようなことがないこ
と、 （３） 均一かつ安定な流動化現象が得られること、 （４） 短い滞留時間でも必要な還元率が得られること
（流動層を多段化する）、 （５） 粒子の流動層からの飛び出しによるダスト発生
が少ないこと、 などがある。
ところが、こうした各種の条件というのは、一般的に言
って予備還元に必要な流動層の温度が高いほど、その維
持が難しく、しかも溶融還元炉から発生する流動化ガス
中に多量のダストが含まれると、その操業法はさらに、
難しさを増大さゼるので、各種の新しい方法や装置の開
発が必要となる。
って予備還元に必要な流動層の温度が高いほど、その維
持が難しく、しかも溶融還元炉から発生する流動化ガス
中に多量のダストが含まれると、その操業法はさらに、
難しさを増大さゼるので、各種の新しい方法や装置の開
発が必要となる。
第１図に、流動層による粉粒状鉱石予備還元用の従来装
置を示ず。予備還元炉１は竪型で、その胴部に粉粒状鉱
石供給口４を具えており、ここには鉱石ホッパー７から
の鉱石を炉内に供給するための供給装置６が設置しであ
る。また、鉱石を滞留させるために炉内に設置したガス
分散板（火格子）３下に当る炉下部には、高温の還元ガ
ス供給口８が開口させである。上記還元ガスとしては、
加熱炉、還元ガス発生炉あるいは溶融還元炉から発生し
た高温の排ガスを使い、還元剤ならびに流動化ガスとす
る。この還元ガスを炉内に導入することにより、ガス分
散板３上の粉粒状鉱石は流動化して、流動層２を形成し
流動還元ができる。なお、図示の９は還元剤としてメタ
ンなどの炭化水素含有ガスを供給する還元剤供給口であ
る。また、図示の１０は排出管で、ここを通じて排出さ
れる流動層２からの排出ガス中には、ダストを多足に含
有するのでサイクロン１１で除塵する。一方、予備還元
鉱石は、排出管５より排出され、次工程の溶融還元炉な
どへ移送される。
置を示ず。予備還元炉１は竪型で、その胴部に粉粒状鉱
石供給口４を具えており、ここには鉱石ホッパー７から
の鉱石を炉内に供給するための供給装置６が設置しであ
る。また、鉱石を滞留させるために炉内に設置したガス
分散板（火格子）３下に当る炉下部には、高温の還元ガ
ス供給口８が開口させである。上記還元ガスとしては、
加熱炉、還元ガス発生炉あるいは溶融還元炉から発生し
た高温の排ガスを使い、還元剤ならびに流動化ガスとす
る。この還元ガスを炉内に導入することにより、ガス分
散板３上の粉粒状鉱石は流動化して、流動層２を形成し
流動還元ができる。なお、図示の９は還元剤としてメタ
ンなどの炭化水素含有ガスを供給する還元剤供給口であ
る。また、図示の１０は排出管で、ここを通じて排出さ
れる流動層２からの排出ガス中には、ダストを多足に含
有するのでサイクロン１１で除塵する。一方、予備還元
鉱石は、排出管５より排出され、次工程の溶融還元炉な
どへ移送される。
一般に、流動層での予備還元温度は、鉱石の種類や銘柄
で異なり、鉄鉱石では、６００〜９００℃位、クロム鉱
石では９５０〜１１００℃位であり、還元鉱石の粘着性
によって流動化が阻害される焼結限界温度としては、鉄
鉱石では１０００〜１１００℃位、クロム鉱石では１２
５０〜１３５０℃位である。
で異なり、鉄鉱石では、６００〜９００℃位、クロム鉱
石では９５０〜１１００℃位であり、還元鉱石の粘着性
によって流動化が阻害される焼結限界温度としては、鉄
鉱石では１０００〜１１００℃位、クロム鉱石では１２
５０〜１３５０℃位である。
ところで、従来の予備還元処理にあっては、予備還元に
必要な還元温度を、高温還元ガスの顕熱によって維持し
ようとすると、高温の還元ガスの導入が必要となり、そ
のために該還元ガスの温度が上記焼結限界温度を越えて
しまい、還元ガス供給口８およびガス分散板３の近辺で
は、粉粒状鉱石がしばしば焼結限界温度以上に過熱され
るので、焼結塊や付着物の成長があったりしてガス分散
板３が目づまりしたり、流動化反応が阻害されるという
欠点が見られた。
必要な還元温度を、高温還元ガスの顕熱によって維持し
ようとすると、高温の還元ガスの導入が必要となり、そ
のために該還元ガスの温度が上記焼結限界温度を越えて
しまい、還元ガス供給口８およびガス分散板３の近辺で
は、粉粒状鉱石がしばしば焼結限界温度以上に過熱され
るので、焼結塊や付着物の成長があったりしてガス分散
板３が目づまりしたり、流動化反応が阻害されるという
欠点が見られた。
さらに、高温還元ガスどして溶融還元炉発生の排ガスを
使用する場合には、発生ガスの温度が高くなるほどダス
トの含有量も多くなり、ダスｈの付着性もより強くなる
ので、同しような問題が生じることがわかった。
使用する場合には、発生ガスの温度が高くなるほどダス
トの含有量も多くなり、ダスｈの付着性もより強くなる
ので、同しような問題が生じることがわかった。
上述したような問題を解決するためには、かかる還元ガ
スの導入温度を下げればよいが、単に温度を低下するだ
けでは、還元温度が低下し、還元率が減少することにな
る。そこで、本発明は、還元率を減少させることなしに
、還元ガスの導入温度を下げることにより、上述した従
来技術の問題点を克服するようにしたのである。その有
効な解決の方法として本発明は、メタンなどの炭化水糸
含有ガスの一部を還元ガス供給口８に達する以前の還元
ガス導管１２中に合流させて、その導管１２中で高温還
元ガスによる前記炭化水素含有ガスの予熱にあわせ高温
還元ガス自身の部分的熱分解による吸熱反応を導いてそ
の温度低下を図り、上述した従来技術の問題点を一挙に
解決するようにしたのである。以下に本発明の構成の詳
細を、第２図に示す好適実施例の図を参照して説明する
。
スの導入温度を下げればよいが、単に温度を低下するだ
けでは、還元温度が低下し、還元率が減少することにな
る。そこで、本発明は、還元率を減少させることなしに
、還元ガスの導入温度を下げることにより、上述した従
来技術の問題点を克服するようにしたのである。その有
効な解決の方法として本発明は、メタンなどの炭化水糸
含有ガスの一部を還元ガス供給口８に達する以前の還元
ガス導管１２中に合流させて、その導管１２中で高温還
元ガスによる前記炭化水素含有ガスの予熱にあわせ高温
還元ガス自身の部分的熱分解による吸熱反応を導いてそ
の温度低下を図り、上述した従来技術の問題点を一挙に
解決するようにしたのである。以下に本発明の構成の詳
細を、第２図に示す好適実施例の図を参照して説明する
。
本発明のようにメタン等炭化水素含有のガスを予備還元
炉の還元剤として用いる方法は、クロム鉱石のような難
還元性の鉱石を還元するときにとりわけ有効である。そ
の理由は、次工程の溶融還元炉発生排ガスを予備還元用
還元剤として使用するようなとぎ、その発生排ガスの主
成分がＣＯであるために、この排ガスだけではＦｅの還
元には有効でもクロムの還元は困難であることがら、フ
ェロクロムを製錬するのが困難になるが極めて不経済と
なることが挙げられる。ところが、該メタン等の炭化水
素含有のガスを還元ガスに混合さける場合、ｒｃｒ２０
３還元に有効な固体状炭素を還元剤中に提供することに
なり、円滑な予備還元ができるようになるからである。
炉の還元剤として用いる方法は、クロム鉱石のような難
還元性の鉱石を還元するときにとりわけ有効である。そ
の理由は、次工程の溶融還元炉発生排ガスを予備還元用
還元剤として使用するようなとぎ、その発生排ガスの主
成分がＣＯであるために、この排ガスだけではＦｅの還
元には有効でもクロムの還元は困難であることがら、フ
ェロクロムを製錬するのが困難になるが極めて不経済と
なることが挙げられる。ところが、該メタン等の炭化水
素含有のガスを還元ガスに混合さける場合、ｒｃｒ２０
３還元に有効な固体状炭素を還元剤中に提供することに
なり、円滑な予備還元ができるようになるからである。
そこで、本発明は、該炭化水素含有のガスを予備還元炉
に導入することを主たる内容として構成される方法であ
り、かかる炭化水素含有ガスの一部を、本来的な予備還
元ガスである溶融還元炉発生排ガス中に、その還元ガス
が供給口８に達する前の段階で合流させることにより、
該炭化水素含有ガスの熱分解に伴う吸熱反応で高温還元
ガスの温度低下を図り、高温であることにより起る上述
した弊害を除くようにしたのである。
に導入することを主たる内容として構成される方法であ
り、かかる炭化水素含有ガスの一部を、本来的な予備還
元ガスである溶融還元炉発生排ガス中に、その還元ガス
が供給口８に達する前の段階で合流させることにより、
該炭化水素含有ガスの熱分解に伴う吸熱反応で高温還元
ガスの温度低下を図り、高温であることにより起る上述
した弊害を除くようにしたのである。
Ｎ２図は、本発明の好適実施例であるが、図示の符号１
〜１０は従来の予備還元炉と同じ構造を示している。こ
の第２図に示した予備還元炉１において、本発明は、上
述した炭化水素含有ガスの一部を、高温の還元ガス導管
１２中または還元ガス供給口８の近傍に炭化水素含有ガ
ス導入口１３゜１３′を接続して供給し、また他方で該
炭化水素含有ガスのうちＣｒ２Ｏ３の予備還元に必要な
その残りの分に相当する量を予備還元炉１の流動層２域
に設けた炭化水素含有ガス供給口９から直接流動層２中
へ供給し予備還元炉の操業を行うようにした。
〜１０は従来の予備還元炉と同じ構造を示している。こ
の第２図に示した予備還元炉１において、本発明は、上
述した炭化水素含有ガスの一部を、高温の還元ガス導管
１２中または還元ガス供給口８の近傍に炭化水素含有ガ
ス導入口１３゜１３′を接続して供給し、また他方で該
炭化水素含有ガスのうちＣｒ２Ｏ３の予備還元に必要な
その残りの分に相当する量を予備還元炉１の流動層２域
に設けた炭化水素含有ガス供給口９から直接流動層２中
へ供給し予備還元炉の操業を行うようにした。
溶融還元炉発生の高温還元ガス導管１２に供給する炭化
水素含有ガスの流量を増すことにより、高温の還元ガス
温度低下により効果的である。ただし、難還元性のＣｒ
２Ｏ３を予備還元するような場合、炭化水素の部分的な
熱分解歯が増して、Ｃｒ２Ｑ３の還元に有効な量が減少
するおそれがある。この点、本発明にあっては、一部（
残部に当る）を流動層２中へ直接供給する炭化水素含有
生ガス量で補うことができる。ただし、その弁全体の炭
化水素含有量が増えてコストが上界するおそれがある。
水素含有ガスの流量を増すことにより、高温の還元ガス
温度低下により効果的である。ただし、難還元性のＣｒ
２Ｏ３を予備還元するような場合、炭化水素の部分的な
熱分解歯が増して、Ｃｒ２Ｑ３の還元に有効な量が減少
するおそれがある。この点、本発明にあっては、一部（
残部に当る）を流動層２中へ直接供給する炭化水素含有
生ガス量で補うことができる。ただし、その弁全体の炭
化水素含有量が増えてコストが上界するおそれがある。
この意味で両者の供給量のバランスを図ることが必要で
あり、高温の還元ガス導管１２中へ供給する該生ガス供
給位置は還元ガス供給口８に近い方が好ましい。
あり、高温の還元ガス導管１２中へ供給する該生ガス供
給位置は還元ガス供給口８に近い方が好ましい。
実施例
第２図に示す装置により、本発明操業方法を実施したそ
の結果を以下に説明する。
の結果を以下に説明する。
・予備還元炉内径 ：１．２ｍ
・鉱 石 ： フィリピン産砂クロム（平均粒径０．
２ ｍｍ＞ ・供 給 ｕ ： ２６０
ｋｇ／ｈｒ・溶融還元炉からの 発生排ガスｆｆｌ ： １９６０ Ｎ１１ｌ
／ｈｒ・発生排ガスの温度 ： １３８０ ℃・炭
化水素含有生ガス ：コークス炉発生ガス・高温の還
元ガスの 導管への供給ｍ ： ４２Ｎｍ３／ｈｒ・流
動層への直接供給閤 ： ５７Ｎｍ”／ｈｒ・高温の
還元ガス供給口 における混合ガス温度 ： １１９０ ℃実施例で
は、高温の還元ガスの予備還元炉への導入温度が焼結限
界温度以下に低下できたので、高温の還元ガスの導入部
付近での焼結塊や付着物の生成がなく長時間安定な運転
ができた。しかも、クロムの還元率も良好であった。
２ ｍｍ＞ ・供 給 ｕ ： ２６０
ｋｇ／ｈｒ・溶融還元炉からの 発生排ガスｆｆｌ ： １９６０ Ｎ１１ｌ
／ｈｒ・発生排ガスの温度 ： １３８０ ℃・炭
化水素含有生ガス ：コークス炉発生ガス・高温の還
元ガスの 導管への供給ｍ ： ４２Ｎｍ３／ｈｒ・流
動層への直接供給閤 ： ５７Ｎｍ”／ｈｒ・高温の
還元ガス供給口 における混合ガス温度 ： １１９０ ℃実施例で
は、高温の還元ガスの予備還元炉への導入温度が焼結限
界温度以下に低下できたので、高温の還元ガスの導入部
付近での焼結塊や付着物の生成がなく長時間安定な運転
ができた。しかも、クロムの還元率も良好であった。
第１図は、従来予備還元設備の路線図、第２図は、本発
明予備還元設備の路線図である。 １・・・予備還元炉 ２・・・流動層３・・・ガス
分散板 ４・・・粉粒状鉱石供給口５・・・予備還
元鉱石排出口 ６・・・供給装置 ７・・・鉱石ホッパー８・・
・還元ガス供給口 ９・・・炭化水素含有ガス供給口 １０・・・流動層排ガス排出口 １１・・・ザイクロン １２・・・還元ガス導管１
３．１３’・・・炭化水素含有ガス供給口特許出願人
川崎製鐵株式会社 第１頁の続き ■発 明 者 藤田勉 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 ■発 明 者 浜田俊二 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内
明予備還元設備の路線図である。 １・・・予備還元炉 ２・・・流動層３・・・ガス
分散板 ４・・・粉粒状鉱石供給口５・・・予備還
元鉱石排出口 ６・・・供給装置 ７・・・鉱石ホッパー８・・
・還元ガス供給口 ９・・・炭化水素含有ガス供給口 １０・・・流動層排ガス排出口 １１・・・ザイクロン １２・・・還元ガス導管１
３．１３’・・・炭化水素含有ガス供給口特許出願人
川崎製鐵株式会社 第１頁の続き ■発 明 者 藤田勉 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 ■発 明 者 浜田俊二 千葉市川崎町１番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内
Claims (1)
- １、 粉粒状鉱石を流動層予備還元炉に装入する一方、
その炉内には流動化還元ガスを導入して流動化反応を起
させることにより、該鉱石の予備還元を行う予備還元炉
の操業方法において、メタン、プロパン等の炭化水素含
有ガスを、予備還元炉へ供給する高温の還元ガス中に一
部混合させることにより、該高温還元ガスの温度を低下
させるとともに、上記粉粒状鉱石の予備還元に必要とす
る分に相当する残りの炭化水素含有ガスを該予備還元炉
内流動層域へ直接導入することを特徴とする流動層予備
還元かの操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19211682A JPS6044366B2 (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 流動層予備還元炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19211682A JPS6044366B2 (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 流動層予備還元炉の操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980706A true JPS5980706A (ja) | 1984-05-10 |
| JPS6044366B2 JPS6044366B2 (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=16285930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19211682A Expired JPS6044366B2 (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 流動層予備還元炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044366B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001053544A1 (de) * | 2000-01-20 | 2001-07-26 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh & Co | Wirbelbettaggregat zur reduktion von oxidhältigem material |
| JP2002286662A (ja) * | 2000-04-06 | 2002-10-03 | Seiko Instruments Inc | 可搬型蛍光ｘ線分析計 |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP19211682A patent/JPS6044366B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001053544A1 (de) * | 2000-01-20 | 2001-07-26 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh & Co | Wirbelbettaggregat zur reduktion von oxidhältigem material |
| JP2002286662A (ja) * | 2000-04-06 | 2002-10-03 | Seiko Instruments Inc | 可搬型蛍光ｘ線分析計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6044366B2 (ja) | 1985-10-03 |
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