JPH0723493B2 - 鉄鉱石流動層還元装置の運転停止方法 - Google Patents

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・高炉法等に使用するための、鉄鉱
石を流動層還元炉で還元する鉄鉱石還元装置の運転停止
方法に関する。

［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溶解す
る方法等が従来から採用されている。

近時このような従来の溶銑製造技術に代わるものとし
て、溶融還元精練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、より小規模な設備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。

上述する溶融還元法の一例として、本発明者らは先に第
３図に示すフローで構成される方法を特開昭61-64807号
公報に提案している。

この方法によるとき、次のようにして溶銑が製造され
る。即ち鉄鉱石101及び石灰石102は流動層予熱炉103内
で石炭104と空気105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102（CaCO₃）は石灰石（Ca
O）となって流動層還元炉106に供給される。

流動層還元炉106内では流動状態の予熱鉱石及び生石灰
に石灰107及び酸素又は酸素含有ガスが吹き込まれる。
この石灰107は、流動層還元炉106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、石灰107は、還元性のガスを発生する
と共に、チャー109となる。

他方、溶融還元炉110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111は、流動層106からの
燃料ガス112との熱交換によって700〜900℃に昇温され
た後、流動層還元炉106に吹き込まれる。

流動層還元炉106に吹き込まれた還元ガス111は石灰107
の熱分解により生成した還元ガスと混合され、流動状態
にある高温の粉粒状鉄鉱石を還元し、還元鉱113を生成
する。

また、流動層予熱炉103内に生成した生石灰114は、予熱
鉱石と共に流動層還元炉106に装入されて、流動層還元
炉106内にあるガスの脱硫を行う。

次いで、該生石灰114は、還元鉱113及びチャー109と共
に流動層還元炉106から排出される。

このようにして得られた還元鉱113、チャー109及び生石
灰114に対して、溶融還元炉110に於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。

次いで、混合物は、ブリケットマシン等の塊成化装置11
5によってブリケット116に成型された後、装入装置117
によって溶融還元炉110に装入される。

この溶融還元炉110には、上吹きランス118から酸素119
が浴に向かって吹き付けられると共に、底吹き羽口120
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116に含まれている炭材、底吹き羽
口120から酸素と共に吹き込まれている炭材、装入装置1
17から供給されたコークス121等の炭材は、上吹きラン
ス118から供給された酸素と反応し、溶融還元炉110内に
大量の熱を発生する。

この発生熱によって、ブリケット116中の還元鉱113が溶
解し、還元が進行して溶銑となる。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般に粒度の大きさが還元速度に影響を及ぼし、細、粗
粒子のそれぞれに適した還元ガスの空速度がある。

従って粒度分布の広い粉鉱石を還元する場合に、細粒の
粉鉱石の方が粗粒の粉鉱石より還元が進み高還元度とな
り、還元鉱同志の付着性が増し細粒同志による凝集、或
いは粗粒への凝集が生じ、流動性の悪化、更に流動化停
止のトラブルが発生する危険もある。

本発明は循環流動層還元炉の停止時における運転方法を
提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は流動層予備還元炉に外部粒子循環装置を付設し
た流動層予備還元炉の停止時に、還元炉に冷ガス体を吹
き込んで炉温を700℃以下に冷却した後、操業を停止す
ることを特徴とする。

以下本発明を図面について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。

流動層還元炉に外部粒子循環装置を付設し、流動層還元
炉６に上部に設けられている出口にサイクロン31を接続
し還元ガス11と同伴し飛散してきた細粒子を捕捉してい
る。

そしてサイクロン31の下部には捕捉した粒子を一時溜め
るホッパ32が接続され、このホッパ32で一時貯え所定量
を循環切出装置33で流動層還元炉６に戻すものである。

一方流動層還元炉６の炉内には複数のガス吹出し口34が
形成されている。また流動層還元炉６の炉底部に充填層
37が形成され、充填層37内に炉底吹き込みノズル38が設
けられている。

図中39は粉鉱石、石灰石等の原料25を流動層還元炉６に
装入する為の切出弁、40,42は還元ガスの吹き出し量を
調整するための流量調節弁、43は細粒状の還元鉱の切出
弁、44は細粒状の還元鉱の切出弁である。

次に切出弁から粉鉱石、石灰石等の原料25を流動層還元
炉６に装入し還元ガス11を流量調節弁40,42を介してガ
ス吹出し口34,38より吹込むと、最上部のガス吹込みノ
ズル34の上方は全てのガス吹込みノズルの吹き出し量が
加わり、細粒状の原料粒子の終末速度Utより大きい速度
となり、細粒状の原料粒子は還元ガスと反応しながら流
動層還元炉６の上方へ飛散する。

他方粗粒状の原料は細粒状の原料に比べ終末速度Utが大
きい為、ガス吹出し口34で飛散せず、炉下部の充填層37
まで下降する。充填層37内の粗粒子は炉下部に位置する
炉底吹き込みノズル38により適正な流量の還元ガスによ
り還元が確実になされ、切出弁44から粗粒状の還元鉱が
排出され次工程へ送られる。

一方細粒子は流動層還元炉６内で飛散され、炉上部の出
口からサイクロン31で捕捉され、ホッパ32、循環切出装
置33を介し、再び還元が行われる。

そして所望の還元を得られた細粒子の還元鉱は切出弁43
から排出され次工程へ送られる。

上述の操業において流動層還元炉６は800〜900℃に保持
されている。

ところで何らかの異常発生あるいは運転計画により流動
還元炉の操業を停止せざるを得ない情況がある。しかし
ながら800〜900℃の高温状態で流動還元炉の操業を停止
すると、炉内の粉鉱石が還元度合に関係なくスティッキ
ング（粘着）が生じることを見出した。

即ちスティッキングによって粉鉱石同志が付着して、大
粒あるいは大塊になり、かつ極端な場合は全体が固まっ
てしまうことがある。このため運転再開が流動不安のた
め不可能となる。

このため炉停止時には炉内の鉱石の滞留量を空にすれ
ば、このトラブルは回避できるが、緊急時の停止時では
間に間に合わないし、排出された鉱石の処理、顕熱ロス
等マイナス面が大である。

従ってこのトラブルをうまく回避するための手段をうる
ため、以下に説明する実験を行い、効果的な手法を得
た。

即ち本発明者らの実験によると、流動層還元炉における
粉鉱石の塊化率は第２図の通りである。

即ち700℃のとき保持時間３時間を境にして４時間で塊
化率５％未満を示すが、900℃においては保持時間１時
間で塊化率30％であった。従って700℃において極めて
著るしい臨界点を示す。

そこで本発明においては、流動層還元炉の停止時にあた
り、底吹ノズル38から冷ガスを吹き込み、炉内温度700
℃以下の冷却を得て操業を停止するときは、粉鉱石のス
ティッキングの発生をみない。

又流動層還元炉の起動に当っても、700℃に保持して流
動層を生成した後昇温するときは、炉内の粉鉱石は正常
である。

［発明の効果］ 本発明は流動層還元炉における停止時に、炉内温度を70
0℃以下に低下させて炉の操業を停止することで、炉内
原料のスティッキングを防止しうるので、装置の操業安
全上効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明図、第２図は塊化率の図表、第３
図は従来法の説明図である。 1:鉄鉱石、2:石灰石 6:流動層還元炉、11:還元ガス 25:原料、31:サイクロン 32:ホッパ、33:循環切出装置 34:ガス吹出し口、37:充填層 38:炉底吹き込みノズル、39:切出弁 40,42:流量調節弁、43,44:切出弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】還元鉱石を製造する設備において、流動層
   還元部の運転停止時に、還元炉に冷ガスを吹き込んで炉
   温を700℃以下に冷却した後、操業を停止することを特
   徴とする鉄鉱石流動層還元装置の運転停止方法。