JPS59180278A - 流動層予備還元炉 - Google Patents
流動層予備還元炉Info
- Publication number
- JPS59180278A JPS59180278A JP5156683A JP5156683A JPS59180278A JP S59180278 A JPS59180278 A JP S59180278A JP 5156683 A JP5156683 A JP 5156683A JP 5156683 A JP5156683 A JP 5156683A JP S59180278 A JPS59180278 A JP S59180278A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluidized bed
- furnace
- reduction
- gas
- fluidized
- Prior art date
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- Pending
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- Manufacture Of Iron (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
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】
本発明は金7M酸化物を含有する粉粒状鉱石を予備昂元
1.た後、溶融還元して溶融金属を製造する方法に使用
する、予備還元炉と溶融還元炉とを直夕11に結合して
成る溶融還元装置における流動層予備還元炉に関するも
のである。
1.た後、溶融還元して溶融金属を製造する方法に使用
する、予備還元炉と溶融還元炉とを直夕11に結合して
成る溶融還元装置における流動層予備還元炉に関するも
のである。
近41″、金属醇化物を含有するη、石の資源は低品位
化、粉鉱化の傾向にある。鉱石の製錬によるフェロアロ
イの製造は通常電気炉によっているが、電力原単位は数
千KWH/lにも達し、極めてコスト高となる。
化、粉鉱化の傾向にある。鉱石の製錬によるフェロアロ
イの製造は通常電気炉によっているが、電力原単位は数
千KWH/lにも達し、極めてコスト高となる。
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の溶融還元法が注I」されている。
ロイ製造技術としての溶融還元法が注I」されている。
本発明者らはさきに予備還元炉と溶融還元炉とを直列に
結合した装置を用い、粉粒状鉱石から溶融金属を製造す
る方法を提案したが、その方法は各種鉱石の製錬に応用
可能である。
結合した装置を用い、粉粒状鉱石から溶融金属を製造す
る方法を提案したが、その方法は各種鉱石の製錬に応用
可能である。
しかして、その方法では、金属酸化物を含有する鉱石の
予備還元に必要な遷元剤および熱の供給源として溶融還
元炉の高温の槓ガスを利用する。
予備還元に必要な遷元剤および熱の供給源として溶融還
元炉の高温の槓ガスを利用する。
予備a元炉は、粉粒状鉱石を塊成化することなく i[
’f接使用するので流動層形式である。流動層での良好
な流動化状態を得るには、流動層の形状および導入ガス
の分散が重要であることが知られており、溶融還元法の
ように高温の排ガスを予備還元炉へ導入する場合には特
に重要である。
’f接使用するので流動層形式である。流動層での良好
な流動化状態を得るには、流動層の形状および導入ガス
の分散が重要であることが知られており、溶融還元法の
ように高温の排ガスを予備還元炉へ導入する場合には特
に重要である。
第1図に、一般的な流動層予備還元炉を示した。lは竪
型炉本体、2は流動層、3はカス分散板で、二元ガス導
入1コ4から還元ガスを炉内に導入することにより、ガ
ス分散板3上の粉粒状鉱石をがi勧化して流動層2を形
成し、流動予備還元を行う。5は流動層に粉粒状祈1石
原料を供給する装置、6は予備還元生成物の抽出管、7
は還元剤としてメタンなどの)焚化水素含イJガスを供
給する還元剤供給1−J、9はt、IIカスの4Jt
+、l冒!である。
型炉本体、2は流動層、3はカス分散板で、二元ガス導
入1コ4から還元ガスを炉内に導入することにより、ガ
ス分散板3上の粉粒状鉱石をがi勧化して流動層2を形
成し、流動予備還元を行う。5は流動層に粉粒状祈1石
原料を供給する装置、6は予備還元生成物の抽出管、7
は還元剤としてメタンなどの)焚化水素含イJガスを供
給する還元剤供給1−J、9はt、IIカスの4Jt
+、l冒!である。
−1−記還元カスとしては溶融還元炉から発生した高温
のtllカスを還元剤ならひに流動化カスとして使用す
る。
のtllカスを還元剤ならひに流動化カスとして使用す
る。
この流動層の形状および導入カスの分散に関し、Y・@
還元炉では次の機能が必要である。
還元炉では次の機能が必要である。
・、1) 溶融還元炉からの1ooo〜1700 ’C
の高温還元カスの導入かり能であること。
の高温還元カスの導入かり能であること。
・防 高温排ガス中の多量の微細タストの影響を受けに
くいこと。
くいこと。
(3) 炉内均一な流動化が+If能であること。
\4+ M7い滞留時間でも必要な還元率が得られる
こと。
こと。
(5) 流動層高が適正であること。
流動層の流動化状態を良好にするためには、ガス分散板
でのカスの圧力損失を流動層での圧力損失の10%以1
−にするのがよいとされている。従来、カス分nk板と
しては、多孔板、焼結板、バブルキャンプ方式のものな
とが用いられている。
でのカスの圧力損失を流動層での圧力損失の10%以1
−にするのがよいとされている。従来、カス分nk板と
しては、多孔板、焼結板、バブルキャンプ方式のものな
とが用いられている。
多孔板やバブルキャンプ形式のカス分散板では1000
〜1700°Cの高温ガスの導入に対して材質および強
度上の問題が生じるし、焼結板では高温ガス中のタスト
によって目詰りが起こる。またカス分散板を用いない噴
流によって吹き上げる方式の流動層もあるが、このよう
なカス分散板を用いない形式では、圧力損失が少なすぎ
て良好な流動化状1ハ4を得ることはできない。
〜1700°Cの高温ガスの導入に対して材質および強
度上の問題が生じるし、焼結板では高温ガス中のタスト
によって目詰りが起こる。またカス分散板を用いない噴
流によって吹き上げる方式の流動層もあるが、このよう
なカス分散板を用いない形式では、圧力損失が少なすぎ
て良好な流動化状1ハ4を得ることはできない。
さらに、流動層を固体反応装置として用いる場合には、
流動層容積と平均滞留時間の考慮か必要である。鋲、石
の予備還元反応には一定の時間が必要であり、反応時間
が足りないと還元率が低ドレ、時間が長過ぎると予備還
元錆+ r+が焼結する可能性が多くなる。滞留時間を
考慮して一定の容積の流動層を形成する場合に層高が低
過ぎるとカスか吹抜けしやすくなり、層高が高過ぎると
流動層の圧力損失が増えて流動化ガスを送るための動力
費か増加する。
流動層容積と平均滞留時間の考慮か必要である。鋲、石
の予備還元反応には一定の時間が必要であり、反応時間
が足りないと還元率が低ドレ、時間が長過ぎると予備還
元錆+ r+が焼結する可能性が多くなる。滞留時間を
考慮して一定の容積の流動層を形成する場合に層高が低
過ぎるとカスか吹抜けしやすくなり、層高が高過ぎると
流動層の圧力損失が増えて流動化ガスを送るための動力
費か増加する。
本発明の]」的は、還元カスの分散化を十分に行うこと
かでき、流動層の層高を適正に保つことができ、流動層
の形成が効果的に行われるようにし、かつ短い滞留時間
でも必要な還元率を得ることのできる。流動層部m還元
炉を提供することにある。
かでき、流動層の層高を適正に保つことができ、流動層
の形成が効果的に行われるようにし、かつ短い滞留時間
でも必要な還元率を得ることのできる。流動層部m還元
炉を提供することにある。
)−足口的を達成するため、本発明は、流動層部((f
i還元炉において、炉底部の中心に同心の中子をン設し
、流動層部を環状に形成したことを特徴とする流動層予
備還元炉を要旨とするものである。
i還元炉において、炉底部の中心に同心の中子をン設し
、流動層部を環状に形成したことを特徴とする流動層予
備還元炉を要旨とするものである。
さらに本発明は、炉底部の中心に同心の中子をへ″f設
し、流動層部を環状に形成した上記構成にさらに流動層
部に複数の垂直の仕切板を放射状に配設したことを特徴
とする流動層予備還元炉であって、流動層を複数に区分
して流動層多段化類似の効果をイづ加することにより上
記目的を達成し、特1こ短い滞留時間でも高い還元率を
得ることができるものである。
し、流動層部を環状に形成した上記構成にさらに流動層
部に複数の垂直の仕切板を放射状に配設したことを特徴
とする流動層予備還元炉であって、流動層を複数に区分
して流動層多段化類似の効果をイづ加することにより上
記目的を達成し、特1こ短い滞留時間でも高い還元率を
得ることができるものである。
以下、図面に従って本発明について訂細に説明する。本
発明の予備還元炉の概略を第2図に縦断面で示す。
発明の予備還元炉の概略を第2図に縦断面で示す。
予備還元炉1は竪型であって、はぼ中央の側壁には、例
えばクロム鉱石のような金属酸化物を含有する粉粒状鉱
石とフランクスなどの原料とを(」(給する供給1コ5
、予備還元された鉱7−Iの排出1−]6が設けられ、
上部側壁には、予備還元の際の刊カスの料量(」9が設
けられている。炉底部には中子8を立設して、炉1内に
環状の流動層を形成するように構成されている。高温の
還元+Lガスは供給r′J4を経て、流動層底部のカス
分散機構3より流動層内へ導入され、粉粒状鋲、石の流
動層2が形成される。
えばクロム鉱石のような金属酸化物を含有する粉粒状鉱
石とフランクスなどの原料とを(」(給する供給1コ5
、予備還元された鉱7−Iの排出1−]6が設けられ、
上部側壁には、予備還元の際の刊カスの料量(」9が設
けられている。炉底部には中子8を立設して、炉1内に
環状の流動層を形成するように構成されている。高温の
還元+Lガスは供給r′J4を経て、流動層底部のカス
分散機構3より流動層内へ導入され、粉粒状鋲、石の流
動層2が形成される。
クロム鉱石の予備還元の場合には、コークス炉ガスなと
のCH,含有ガスを供給すると、予’d:I還元反応速
度が著しく促進されるので、コークス炉ガスのように溶
融還元炉排ガスよりも低温で供給するカスは、供給■コ
アより流動層2内に導入する。
のCH,含有ガスを供給すると、予’d:I還元反応速
度が著しく促進されるので、コークス炉ガスのように溶
融還元炉排ガスよりも低温で供給するカスは、供給■コ
アより流動層2内に導入する。
本発明において予備還元炉1の炉底部の形状は限定され
るものではないが、円筒形、倒立円錐台形またはこれら
の複合形などとすることができ、中r−も同様に種々の
形とすることができ、これらの種々の炉形状と種々の中
イ形状との組み合わせとすることができる。もっとも、
これら以外の形状、例えば多角形などを刊除するもので
はない。
るものではないが、円筒形、倒立円錐台形またはこれら
の複合形などとすることができ、中r−も同様に種々の
形とすることができ、これらの種々の炉形状と種々の中
イ形状との組み合わせとすることができる。もっとも、
これら以外の形状、例えば多角形などを刊除するもので
はない。
予(fit a元炉の炉底部が円筒型で、中−fの形状
が円打形の場合には、環状に形成される流動層の縦断面
はI(方形となり、長方形の底辺をカス分散板とすれば
そこから流動化カスが導入される。第2図に示す例は予
備還元炉の炉底部が倒立円錐台形で、中央部に円錐台形
の中子を設置した場合であり、環状に形成される流動層
の縦断面は三角形に近い形になる。流動化ガスはこの縦
断面の三角形の頃点に相当する位置から、多孔板あるい
はスリント構造のカス分散板3によってがも動層内へ導
入される。高温ガスを導入して予備還元を行う場合にほ
この縦断面が三角形に近い形の方が良好な流動化状態を
得ることができ好ましい。
が円打形の場合には、環状に形成される流動層の縦断面
はI(方形となり、長方形の底辺をカス分散板とすれば
そこから流動化カスが導入される。第2図に示す例は予
備還元炉の炉底部が倒立円錐台形で、中央部に円錐台形
の中子を設置した場合であり、環状に形成される流動層
の縦断面は三角形に近い形になる。流動化ガスはこの縦
断面の三角形の頃点に相当する位置から、多孔板あるい
はスリント構造のカス分散板3によってがも動層内へ導
入される。高温ガスを導入して予備還元を行う場合にほ
この縦断面が三角形に近い形の方が良好な流動化状態を
得ることができ好ましい。
本発明の予備還元炉は炉心部に中子をヴ設することによ
って流動層を環状に形成し、炉底部にカス分散板を設け
る構造としたので、炉底径を不必要に絞ることなく炉底
径を小さくしたと同様な効果を得ることかでき、従って
分散性のよい炉内均一・な流動化を容易に達成すること
ができる。またガス分散板の面積を小さくすることがで
きるので強度、材質の制約が少ない。さらに流動層の層
高を適正に設定することができ、また流動層が環状に形
成されるので、供給鉱石が排出「]ヘショートパスする
ことがなく還元率を高めることができる。
って流動層を環状に形成し、炉底部にカス分散板を設け
る構造としたので、炉底径を不必要に絞ることなく炉底
径を小さくしたと同様な効果を得ることかでき、従って
分散性のよい炉内均一・な流動化を容易に達成すること
ができる。またガス分散板の面積を小さくすることがで
きるので強度、材質の制約が少ない。さらに流動層の層
高を適正に設定することができ、また流動層が環状に形
成されるので、供給鉱石が排出「]ヘショートパスする
ことがなく還元率を高めることができる。
次に、第3図、第4図は流動層中心部に中子8をS’7
設し、さらに流動層内に仕切板13を設けた本発明の第
2の発明の実施例である。第3図、第4図の(a)は横
断面図、(b)は縦断面図で、第3図、第4図において
、符合1〜9は第2図と同様である。また矢印15.1
6.17は予備5元yれる鉱石の流れの方向を示したも
のである。
設し、さらに流動層内に仕切板13を設けた本発明の第
2の発明の実施例である。第3図、第4図の(a)は横
断面図、(b)は縦断面図で、第3図、第4図において
、符合1〜9は第2図と同様である。また矢印15.1
6.17は予備5元yれる鉱石の流れの方向を示したも
のである。
なお、第4図(b)は第4図(a)のA−A欠視図であ
る。
る。
第3図では流動層縦断面は三角形、f:1JJ4図では
矩形であり、仕切板13は断面形状に合わせて設ける。
矩形であり、仕切板13は断面形状に合わせて設ける。
第5図、第6図は第3図、第4図の流動層の円周を展開
した断面図で仕切板13の配列を図示した。0は中心角
を示し、hは流動層の層高を;1.シ、矢印15.16
.17は鉱石の流れの方向を示す。開[1部を有しない
仕切板13は、第5図のように1−下に交互に配設し、
開1」部14を有するイ1切板13は第6図のように開
口部14を交互に−1,ドに設けることができる。
した断面図で仕切板13の配列を図示した。0は中心角
を示し、hは流動層の層高を;1.シ、矢印15.16
.17は鉱石の流れの方向を示す。開[1部を有しない
仕切板13は、第5図のように1−下に交互に配設し、
開1」部14を有するイ1切板13は第6図のように開
口部14を交互に−1,ドに設けることができる。
仕切板13の枚数が多いほど流動層を多段化した効果が
大となるが、普通は3〜6枚で十分な効果が得られる。
大となるが、普通は3〜6枚で十分な効果が得られる。
仕切板13は、炉内が高温になるために耐熱性材料によ
って、特に単純な構造のものにするのが望ましい。
って、特に単純な構造のものにするのが望ましい。
第3図、第4図の流動層予備還元炉では流動層を環状に
形成した効果を持つとともに、さらに流動層を多段化し
たのと同様な効果を有し、ガスの反応率の増大および予
備還元率の向1−が達成される。
形成した効果を持つとともに、さらに流動層を多段化し
たのと同様な効果を有し、ガスの反応率の増大および予
備還元率の向1−が達成される。
本発明の流動層予備還元炉の奏する効果をまとめて示す
と次のようになる。
と次のようになる。
1)流動層を環状に形成することにより炉径を小さく形
成した場合と同等の均一な流動化状態が得られる。特に
流動層縦断面を三角形状に形成したものが好ましい流動
化状態を容易に得ることができる。
成した場合と同等の均一な流動化状態が得られる。特に
流動層縦断面を三角形状に形成したものが好ましい流動
化状態を容易に得ることができる。
2)適正な流動層高が得られる。
3)ガス分散板の面積が小さくなるので、材質強度に問
題がない。
題がない。
4)導入ガスを均一に分散することかできる。
5)予備還元鉱石は環状の流動層内を円周方向に流れる
ことになるので、供給された鉱石が未反応のまま排出さ
れに〈〈なり、還元率が良くなる。
ことになるので、供給された鉱石が未反応のまま排出さ
れに〈〈なり、還元率が良くなる。
6)流動層域に仕切板を設置したので、流動化反応が複
数に仕切られた流動を示ずようになってがこ切屑を多段
化したのと同様な効果を発揮し、流動化の偏りや圧力の
変動が減少し、気泡の成長等も抑制され、ガスの反応率
が増大し、均一で安定した流動化が確保でき予Uii
還元率が向上する。
数に仕切られた流動を示ずようになってがこ切屑を多段
化したのと同様な効果を発揮し、流動化の偏りや圧力の
変動が減少し、気泡の成長等も抑制され、ガスの反応率
が増大し、均一で安定した流動化が確保でき予Uii
還元率が向上する。
第1図は一般的な流動層予備還元炉の模式的断面図、第
2図は本発明の実施例の縦断面図、第3図は別の実施例
の(a)横断面図、(b)縦断面図、第4図はさらに別
の実施例を示し、(a)は横断面図、(b)は(a)図
のA−A矢視図、第5図、第6図は流動層の円周方向断
面展開図である。 ■・・・予備還元炉、 2・・・流動層、 3・・・ガス分散板、 4・・・高温還元性ガスの導入1」、 5・・・原料供給装置、 6・・・排出管、 7・・・還元剤供給口、 8・・・中子、 9・・・流動層排ガスの排出口、 13・・・仕切板、 14・・・開IJ部、 15.16.17・・・鉱石の流れの方向出願人
川崎製鉄株式会社 代理人 ブを理士 小杉佳男 第1図 第3図 (Q) 第1頁の続き 0発 明 者 崎村博 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 0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 0発 明 者 田中康雄 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 0発 明 者 飯塚幹夫 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 0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 391−
2図は本発明の実施例の縦断面図、第3図は別の実施例
の(a)横断面図、(b)縦断面図、第4図はさらに別
の実施例を示し、(a)は横断面図、(b)は(a)図
のA−A矢視図、第5図、第6図は流動層の円周方向断
面展開図である。 ■・・・予備還元炉、 2・・・流動層、 3・・・ガス分散板、 4・・・高温還元性ガスの導入1」、 5・・・原料供給装置、 6・・・排出管、 7・・・還元剤供給口、 8・・・中子、 9・・・流動層排ガスの排出口、 13・・・仕切板、 14・・・開IJ部、 15.16.17・・・鉱石の流れの方向出願人
川崎製鉄株式会社 代理人 ブを理士 小杉佳男 第1図 第3図 (Q) 第1頁の続き 0発 明 者 崎村博 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 0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 0発 明 者 田中康雄 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 0発 明 者 飯塚幹夫 千葉市川崎町1番地川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 0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 391−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ 流動層予備a元炉において、炉底部の中心に回心の
中子を立設し、流動層部を環状に形成したことを4)徴
とする流動層予備還元炉。 2 流動層予備還元炉において、炉底部の中心に回心の
中子を立設し、流動層部を環状に形成すると共に該流動
層部に複数の垂直の仕切板を放射状に配設したことを特
徴とする流動層予備還元炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5156683A JPS59180278A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 流動層予備還元炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5156683A JPS59180278A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 流動層予備還元炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59180278A true JPS59180278A (ja) | 1984-10-13 |
Family
ID=12890513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5156683A Pending JPS59180278A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 流動層予備還元炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59180278A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03501644A (ja) * | 1987-10-23 | 1991-04-11 | トーフテック リミテット | 物質を流体の流れにさらす方法 |
KR100360110B1 (ko) * | 2000-12-20 | 2002-11-07 | 주식회사 포스코 | 고효율 및 역혼합방지용 유동층 반응로 |
-
1983
- 1983-03-29 JP JP5156683A patent/JPS59180278A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03501644A (ja) * | 1987-10-23 | 1991-04-11 | トーフテック リミテット | 物質を流体の流れにさらす方法 |
KR100360110B1 (ko) * | 2000-12-20 | 2002-11-07 | 주식회사 포스코 | 고효율 및 역혼합방지용 유동층 반응로 |
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