JPS6311609A - 鉄鉱石の予備還元装置 - 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、溶融還元法に使用するため、鉄鉱石を流動層
で還元する鉄鉱石の予備還元装置に関する。

〔従来の技術〕

鉄鉱石を還元して溶銑を製造するために、高炉を使用す
る方法、シャフト炉で還元した鉄鉱石を電気炉で８解す
る方法等が従来から採用されている。

高炉を使用する方法においては、熱源及び還元剤として
多量のコークスを使用している。また、鉄源である鉄鉱
石は、炉内における通気性、還元性を向上させるために
通常焼結され、焼結鉱とし、高炉に装入されている。こ
のようなことから、該高炉法は、強粘結炭を乾溜するた
めのコークス炉設備及び焼結鉱を製造するだめの焼結設
備を必要とする。したがって、該高炉法には、多大な設
備費は勿論のこと、多くのエネルギー及び労働が必要と
なる。このため、高炉法には処理コストが高くなるとい
う欠点があった。更に、強粘結炭は世界的に賦存量が少
なく、シかもその分布が地域的に偏っているため、供給
が不安定である。

一方、シャフト炉による鉄鉱石の還元法では、鉄鉱石を
ペレット化する前処理を行うことが必要となり、また還
元剤、熱源として高価な天然ガス等を多量に消費すると
いう欠点がある。

このような従来の溶鉄製造技術に代わるものとして、溶
融還元製錬法が注目を浴びている。この方法で使用する
溶融還元炉は、使用する原料に制約を受けることなく、
より小規模な設置Ｊｍにより鉄系合金の溶湯を製造する
ことを目的として開発されたものである。

このような溶融還元法の一つとして、本発明者等は、先
に第４図に示すようなフローで構成される方法を特願昭
５９−１８４０５６号として提案した。

この方法によるとき、次のようにして溶銑が製造される
。す々わち、鉄鉱石１及び石灰石２は、流動層予熱炉３
内で石炭４と空気５との燃焼反応で生じた熱によって加
熱される。その結果、石灰石’ｌ　（ＣａＣＯ８）は、
生石灰（Ｃａｂ）となって流動層予備還元炉６に供給さ
れる。

流動層予備還元炉６内では、流動状態の予熱鉱石及び生
石灰に、石炭７及び酸素又は酸素含有ガス８が吹き込ま
れる。この石炭７は、流動層予備還元炉６内で予熱鉱石
と熱交換し、また酸素との反応による部分燃焼によって
熱分解する。これにより、石炭７は還元性のガスを発生
すると共に、チャー９となる。

他方、溶融還元Ｆ１０で発生したガス又はそのガスを脱
炭酸処理して得られる還元ガス１１は、流動層予備還元
炉６からの燃料ガス１２との熱交換によって７００〜９
００℃に昇温された後、流動層予７ｊ通還元炉６に吹き
込まれる。流動層予備還元炉６に吹き込まれた還元ガス
１１は、石炭７の熱分解により生成した還元ガスと混合
されて、流動状態にある高温の粉粒状鉄鉱石を還元し、
還元鉱１３を生成する。

また、流動層予熱炉３内に生成した生石灰１４は、予熱
鉱石と共に流ｌＪＪ層予備還元炉６に装入きれ、流動ノ
ー予備還元炉６内にあるガスの脱硫を行う。

次いで、該生石灰１４は、還元鉱１３及びチャー９と共
に流ｌｄＪ層予備還元炉６から排出される。

このようにして得られた還元鉱１３．チャー９及び生石
灰１４に対して、溶融還元炉１０に２ける熱バランス上
必要な石炭、コークス等の炭材が外部から加えられ、混
練される。仄いで、混合物は、ブリケットマシン等の塊
成化装置１５によってブリケット１６１Ｃ成形された後
、装入装置１７によって溶融還元炉１０に装入される。

この溶融還元炉１０内には、上吹きランス１８から酸素
１９が浴に向かって吹き付けられると共に、底吹き羽目
加から浴中に酸素及び炭材が吹き込まれている。そして
、ブリケット１６に含まれている炭、　材、底吹き羽口
加から酸素と共に吹き込まれている炭材、装入装置１７
から供給されたコークス２１等の炭材は、上吹きランス
１８から供給された酸素と反応し、溶融還元炉１０内に
多量の熱を発生する。

この発生熱によって、ブリケット１６中の還元鉱１３が
溶解し、還元が進行して溶銑なとなる。

−万、還元鉱１３中の脈石と炭材及び生石灰１４とが反
応して、スラグムが生成する。このスラグ凪は、溶、独
還元炉１０内に貯留し、時間が経過するにつれその址ヲ
増していく。そこ−１該スラグ２３を間欠的又は連続的
に炉外に排出する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような溶融還元法においては、特にその開発過程か
らしても明らかなように、使用可能な原料の範囲の拡大
、予備還元の効率化、溶融還元炉における製錬反応の促
進等を如何にして達成するかが今後の訊題である。

しかし、粒度分布の広い粉鉱石、石炭等の原料を使用す
ると、流動層予備還元炉での流動性確保が非常に難かし
く、操業性に問題があった。すなわち細粒子を飛散させ
ないようにすると、粗粒子の流動が悪化もしくは停止し
、粗粒子の還元反応性が著しく低下すると共に凝集のト
ラブルが生じる、一方還元反応を促進させるため、粗粒
子の流動性を高めようと流動層内の還元ガスの空塔速度
を速くすると、細粒子の流動層からの飛散が犬となる。

このため飛散粒子をサイクロン等の粒子捕集器で捕集し
、粒子循環装置で再度流動；Ａ内に戻す粒子循環方式を
採用することになる。この場合粒度分布が広いと粒子の
循環量は甚大、ケものとなシ循環装置が非常に大きくな
り合理的でなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明は流動層予備還元炉を前段と後段の複数段
に分け、前段の流動層予備還元デで予備還元反応を行う
と共に細、粗粒に風フルイでフルイ分けし、細、粗相の
流動層予備還元炉を後段に別に設けることにより、予備
還元反応の促進を図ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の鉄鉱石予備還元装置はその目的を達成するため
俗融還元法に使用する予備還元鉱石を製造する設備にお
いて、前段の流動）−予備還元炉に粒子循環装置を付設
し、該循環装置から排出される鉱石を別個に設けた後段
の流動層予備還元炉へ導く経路を設けたことを特徴とす
る、鉄鉱石の予備還元装置である。

〔作用〕

前段の流動層予備還元炉に鉱石を装入し、炉下部から還
元ガスを給気し、鉱石を流動化し、還元する。この前段
の流動層還元炉に粒子循環装置を付設する。細粒状の鉱
石が流動層から飛散する程度に還元ガスの空塔速度を犬
にし、飛散した細粒子をサイクロンで捕集し、その一部
を後段の細粒用予備還元炉へ切出し、残りを流動層下部
へ戻す。

流！Ｊｈ１−から飛散しない粗粒状の鉱石は流動層炉下
部で濃厚流動層を形成し、所定の還元度まで還元される
。このように前段の流動層予備還元炉で細粒状と粗粒状
の鉱石に風フルイしつつ、ある程度の還元反応を行わせ
、後段の流動層予備還元炉で細粒状の鉱石を所定の還元
度まで還元させる。

鉱石を細、粗粒状に整粒しそれぞれ別個の流動層予備還
元炉で還元することによって、それぞれ適正な空塔速度
の確保が出来効率的な還元反応の促進が得られる。また
還元速度は鉱石の粒度の影響が大であり、粒度が犬にな
ると還元速度は著しく低下する。このため粒度の広い粉
鉱石を還元する場合、均一な還元が難かしく細粒の還元
度が粗粒のそれに比べ進み高還元度となり、還元鉱同志
の付着性が増し細粒同志による凝集、あるいは粗粒への
凝集が生じ、流動性の悪化、さらに流動化停止トラブル
が発生する危険があった。したがって細、粗粒に整粒し
還元することにより、還元の均一性が向上し、高還元度
への進行による粉鉱石の凝集トラブルが回避出来る。他
方還元鉱はそれぞれの流動層予備還元炉から切出され、
別個の搬送経路を経て溶融還元炉まで搬送する。したが
って細粒状及び粗粒状の還元鉱を効率的な製錬反応を行
わせるに必要な溶融還元炉内部の、所定の個所に送り込
むことが出来る。

〔実施例〕

以下実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

第１図は本発明の流動層還元装置の要部を示すものであ
る。なお第１図において第４図に示したものと同じ材料
・機構等は同じ符号で指示している。鉄鉱石等の原料を
前段の流動ノー予備還元炉６に装入し、下部から還元ガ
ス１１を給気し、鉄鉱石を流動還元する。還元ガスの空
塔速度を細粒状の鉄鉱石が飛散する程度まで犬にして、
細粒状鉄鉱石を流動層から飛散させ、これをサイクロン
２４で捕集し、その下のホッパ５で一時貯え、所定量を
切出装置２６で後段の細粒用流動層予備還元炉ｎに装入
すると共に、残りは循環切出装置路で流ｌ（力層予備還
元炉６の下部へ戻し、ホッパ乙のレベルをコントロール
する。後段の細粒用流動層予備還元炉ｎにはｃｏ、Ｈ２
＋７ツチな還元ガス１１が給気され細粒の鉄鉱石を流動
還元する。還元された粗粒状鉱石は排出装置四で細粒状
鉱石は排出装置刃でそれぞれ所定量切出される。

このように細粒用の流動層予備還元炉２７を別に設ける
ことによシ、それぞれの粒度に応じた空塔速度を選択出
来ることと、粒度分布がかなり整粒されるため均一還元
性も向上し、効率的な鉄鉱石の予備還元が行われる。

なお流動層予備還元炉６、ｎにおいて鉄鉱石、石灰石等
に石炭・チャ等を混在させることによって石炭・チャに
よる還元ガスの炉内再生機能を持たせることが出来る。

また細粒用流動層予備還元炉においては、第２図に示す
ごとく、飛散粒子捕集用サイクロン３１とその下に一時
貯留するホッパー３２と循環切出装置３３を備え池数粒
子を流動層へ再循環させる循環式流動層予備還元炉を採
用することも出来る。

また還元ガスのガス利用率を向上させるため、第３図に
示すように流動層予備還元炉６とｎをガス連結管あで連
結する場合もある。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては流動層予備還
元炉を前後段のａａｌｌｉ１設け、前段で風篩幼果によ
って細、粗粒状鉱石に篩分け、細粒状鉱石を後段の流動
層予備還元炉に供給し還元することにより、それぞれ適
正な空塔速度の確保が可能で磁石の良好な流動状態が得
られ、かつ還元の均一性が向上し効率的な還元反応の促
進が図れる。

また粒度分布の広い粉鉱を積極的に処理することが出来
るため、粉鉱石及び一般炭を原料として使用することが
可能となった。このようにして本発明は溶融還元法によ
り溶銑を製造する上で多大の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の予備還元設備の要部を示す説明図、第
２図は流動ノー予備還元炉の別の実施例を示す説明図、
第３図は前段と後段の還元ガス連結管の接続例を示す説
明図、＠４図は本発明者等が先に提案した溶融還元法の
概略を説明する説明図である。 １は鉄鉱石、２は石灰石、６は前段の流動層予備還元炉
、１１は還元ガス、１２は燃料ガス、２４はサイクロン
、δはホッパー、がは切出装置、ｎは後段の流動層予備
還元炉、脂は循環切出装置、四は粗粒排出装置、（資）
は細粒の排出装置、３１はサイクロン、３２はホッパー
、：う３は循環切出装置、Ｕは述続管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融還元法に使用する予備還元鉱石を製造する設備にお
   いて、複数個の流動層予備還元炉を配設し、一方の流動
   層予備還元炉に粒子循環装置を付設し、該粒子循環装置
   から排出される鉱石を他方の流動層予備還元炉へ導く経
   路を設けたことを特徴とする鉄鉱石の予備還元装置。