JPH0351766B2 - - Google Patents
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- JPH0351766B2 JPH0351766B2 JP19999086A JP19999086A JPH0351766B2 JP H0351766 B2 JPH0351766 B2 JP H0351766B2 JP 19999086 A JP19999086 A JP 19999086A JP 19999086 A JP19999086 A JP 19999086A JP H0351766 B2 JPH0351766 B2 JP H0351766B2
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- Japan
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- communication pipe
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- pipe
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- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、流動層反応装置による鉱石、特に鉄
鉱石の還元方法に関するものである。
鉱石の還元方法に関するものである。
（従来の技術）
鉄鉱石を還元して溶鉄を得る方法として、最も
普遍的に現用されているプロセスは高炉による方
法である。しかし、高炉製鉄法における安定した
操業を維持するためには、良質の塊成鉱やコーク
スを必要とし、これらを製造するためのコスト上
昇、および原料選択の制約などの問題点が指摘さ
れている。
普遍的に現用されているプロセスは高炉による方
法である。しかし、高炉製鉄法における安定した
操業を維持するためには、良質の塊成鉱やコーク
スを必要とし、これらを製造するためのコスト上
昇、および原料選択の制約などの問題点が指摘さ
れている。
これらの課題を解決するひとつの手段として、
鉄鉱石を、石炭の部分酸化熱により加熱・溶解し
ながら、還元する溶融還元プロセスが研究・開発
さ減てきた。たとえば、特願昭59−184056号にお
いて、流動層反応炉内に鉄鉱石、石炭、酸素含有
ガスを装入し、反応を進行せしめて、鉄鉱石およ
びチヤーを得、この予備還元鉱石およびチヤーな
らびに、別の系から供給される石炭とを混合、塊
成化して得られるブリケツトを、上底吹転炉型反
応器に装入し、前記予備還元鉱石を、溶融還元す
ることを特徴とする製鉄法が示されている。
鉄鉱石を、石炭の部分酸化熱により加熱・溶解し
ながら、還元する溶融還元プロセスが研究・開発
さ減てきた。たとえば、特願昭59−184056号にお
いて、流動層反応炉内に鉄鉱石、石炭、酸素含有
ガスを装入し、反応を進行せしめて、鉄鉱石およ
びチヤーを得、この予備還元鉱石およびチヤーな
らびに、別の系から供給される石炭とを混合、塊
成化して得られるブリケツトを、上底吹転炉型反
応器に装入し、前記予備還元鉱石を、溶融還元す
ることを特徴とする製鉄法が示されている。
また、予備還元工程については、たとえばベル
ギー特許第826521号公報において、循環流動層を
用いて、炭材を酸素との部分燃焼反応によりガス
化し、一部をチヤー化すると共に、この反応で発
生したガスによつて、鉄鉱石を還元するプロセス
が開示されている。また特開昭51−99671号公報
においては、反応器の形状を工夫して、酸化領域
における既還元鉱石粒子の再酸化を、抑制する方
法が示されている。
ギー特許第826521号公報において、循環流動層を
用いて、炭材を酸素との部分燃焼反応によりガス
化し、一部をチヤー化すると共に、この反応で発
生したガスによつて、鉄鉱石を還元するプロセス
が開示されている。また特開昭51−99671号公報
においては、反応器の形状を工夫して、酸化領域
における既還元鉱石粒子の再酸化を、抑制する方
法が示されている。
しかし、反応塔内のガス流速などについては、
Chemical Engineering Progress67、58〜63
（1971）及び特開昭51−99671号公報では、単に粒
子の輸送という観点のみから、ガス流速が定めら
れており、反応塔に導入されたガスおよび炭素物
質と、O2との反応により生成したガスの還元に
利用される効率は、必ずしも保証されていない。
Chemical Engineering Progress67、58〜63
（1971）及び特開昭51−99671号公報では、単に粒
子の輸送という観点のみから、ガス流速が定めら
れており、反応塔に導入されたガスおよび炭素物
質と、O2との反応により生成したガスの還元に
利用される効率は、必ずしも保証されていない。
元来、流動層反応塔は、反応物質を希薄層にお
いて反応させるため、充填層型の反応塔に比較す
ると、容積当りの生産性が低く、またガスの利用
効率が悪い欠点がある。特に循環流動層は、通過
ガス量が多く、その傾向が顕著である。
いて反応させるため、充填層型の反応塔に比較す
ると、容積当りの生産性が低く、またガスの利用
効率が悪い欠点がある。特に循環流動層は、通過
ガス量が多く、その傾向が顕著である。
このため本発明者らは特願昭61−73754号とし
て、反応塔の途中からも還元性ガスを吹込み生産
性を向上させる方法を提案した。
て、反応塔の途中からも還元性ガスを吹込み生産
性を向上させる方法を提案した。
しかしながら、このような流動層による鉱石の
還元においては、粒子充填密度の高い移動層型反
応装置に比べて、排ガスの酸化度が低くなる問題
点がある。
還元においては、粒子充填密度の高い移動層型反
応装置に比べて、排ガスの酸化度が低くなる問題
点がある。
すなわち鉱石を循環流動させるためには、反応
塔のガス流速を粒子の終末速度以上にする必要が
あり、そのため空間率が0.85程度もしくはそれ以
上で操業される結果、一経路で接触する粒子数が
限られ、充分なガス利用率が得にくく、ひいては
生産性が劣ることになる点である。
塔のガス流速を粒子の終末速度以上にする必要が
あり、そのため空間率が0.85程度もしくはそれ以
上で操業される結果、一経路で接触する粒子数が
限られ、充分なガス利用率が得にくく、ひいては
生産性が劣ることになる点である。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は流動層還元炉から排出された排ガスに
随伴する鉱石を回収し、下降連絡管を介して再度
流動層還元炉に装入するようにした鉱石類の循環
流動層還元方法において、下降連絡管の粒子移動
層の上下の圧力差を調節し、鉱石の流動化開始速
度以下の速度の還元性ガスを、下降連絡管内を流
通させ、下降連絡管内で還元反応を行わせること
を特徴とするものである。
随伴する鉱石を回収し、下降連絡管を介して再度
流動層還元炉に装入するようにした鉱石類の循環
流動層還元方法において、下降連絡管の粒子移動
層の上下の圧力差を調節し、鉱石の流動化開始速
度以下の速度の還元性ガスを、下降連絡管内を流
通させ、下降連絡管内で還元反応を行わせること
を特徴とするものである。
以下図面により本発明について説明する。
第１図は本発明方法を適用する装置の説明図、
第２図は従来法の説明図である。
第２図は従来法の説明図である。
第１図において２は鉱石１を還元する反応塔
で、その下部には鉱石１の装入口１６および成品
１０の排出口１７を設けてあり、また上方にはサ
イクロン３と連結する連結管１８を設けてある。
なお８はサイクロン３に設けた排気口である。
で、その下部には鉱石１の装入口１６および成品
１０の排出口１７を設けてあり、また上方にはサ
イクロン３と連結する連結管１８を設けてある。
なお８はサイクロン３に設けた排気口である。
さらにこのサイクロン３には直列に上部下降連
絡管１４、ホツパー４、下部下降連絡管１５、ニ
ユーマチツクバルブ６等が設けられており、該ニ
ユーマチツクバルブ６は反応塔２の下端と連絡さ
れている。
絡管１４、ホツパー４、下部下降連絡管１５、ニ
ユーマチツクバルブ６等が設けられており、該ニ
ユーマチツクバルブ６は反応塔２の下端と連絡さ
れている。
また１１は反応塔２の上部とホツパー４との間
を連絡する導圧管で、その中間には圧力制御弁１
３を設けてある。１２はホツパー４と反応塔２の
下端との間に挿入した差圧計である。
を連絡する導圧管で、その中間には圧力制御弁１
３を設けてある。１２はホツパー４と反応塔２の
下端との間に挿入した差圧計である。
また第２図において、５はホツパー４とニユー
マチツクバルブ６との間に設けた下降連絡管、９
はフイーダーガスの導入口である。
マチツクバルブ６との間に設けた下降連絡管、９
はフイーダーガスの導入口である。
第２図に示すような従来の循環型流動反応装置
においては、反応塔２に吹込まれた還元ガスは反
応塔２内の鉱石を還元しつつ上昇し、連絡管１８
を経てサイクロン３に至り、固気分離された後、
排気口８から排ガスとして排出される。
においては、反応塔２に吹込まれた還元ガスは反
応塔２内の鉱石を還元しつつ上昇し、連絡管１８
を経てサイクロン３に至り、固気分離された後、
排気口８から排ガスとして排出される。
一方サイクロン３で回収された粒状の鉱石は、
ホツパー４、下降連結管５、ニユーマチツクバル
ブ６を経て反応塔２内に戻され、再度還元反応を
受ける。この場合通常は、反応塔２内では高さ方
向に粒子のホールドアツプに見合つた圧力損失が
あり、下部が最も高い圧力を示し、かつ反応塔内
の圧力勾配も下部の方が大きいが、この圧力差も
しくはサイクロン３での圧力損失をも考慮した圧
力差により、下降連結管５からサイクロン３の方
向への反応塔内の還元ガスの吹抜けを防止するた
めに、下降連結管５を流下する鉱石によつて、粒
体シールがなされるように、下降連結管５に所要
の長さをもたせている。
ホツパー４、下降連結管５、ニユーマチツクバル
ブ６を経て反応塔２内に戻され、再度還元反応を
受ける。この場合通常は、反応塔２内では高さ方
向に粒子のホールドアツプに見合つた圧力損失が
あり、下部が最も高い圧力を示し、かつ反応塔内
の圧力勾配も下部の方が大きいが、この圧力差も
しくはサイクロン３での圧力損失をも考慮した圧
力差により、下降連結管５からサイクロン３の方
向への反応塔内の還元ガスの吹抜けを防止するた
めに、下降連結管５を流下する鉱石によつて、粒
体シールがなされるように、下降連結管５に所要
の長さをもたせている。
本発明はこのような従来法における下降連結管
の部分においても、鉱石の還元反応を行わせるよ
うにしたものである。すなわち下降連結管内は、
鉱石の粒子の空間率が反応塔内より低い移動層と
して降下してくるので、この部分に適度な還元性
ガスを流すことにより、下降連結管においても反
応を進行させようとするものである。
の部分においても、鉱石の還元反応を行わせるよ
うにしたものである。すなわち下降連結管内は、
鉱石の粒子の空間率が反応塔内より低い移動層と
して降下してくるので、この部分に適度な還元性
ガスを流すことにより、下降連結管においても反
応を進行させようとするものである。
そのため本発明においては、下降連結管をサイ
クロン３とホツパー４との間の上部下降連絡管１
４と、ホツパー４とニユーマチツクバルブ６との
間の下部下降連絡管１５とに分割し、サイクロン
３に連絡する上部下降連絡管１４の部分において
反応塔２との間をシールし、ホツパー４の下方に
位置する下部下降連絡管１５において、還元反応
を行わせることを特徴とするものである。
クロン３とホツパー４との間の上部下降連絡管１
４と、ホツパー４とニユーマチツクバルブ６との
間の下部下降連絡管１５とに分割し、サイクロン
３に連絡する上部下降連絡管１４の部分において
反応塔２との間をシールし、ホツパー４の下方に
位置する下部下降連絡管１５において、還元反応
を行わせることを特徴とするものである。
すなわち本発明においては、反応塔２内におい
て従来法と同様の鉱石の還元を行うのみならず、
反応塔２の上部と、上部下降連絡管１４の下方に
設けたホツパー４との間に導圧管１１を設けてい
るので、該導圧管１１に設けた圧力制御弁１３を
調節し、サイクロン３とホツパー４との差圧を調
整すると、上部下降連絡管１４内の鉱石粒子は、
サイクロン３とホツパー４との間を適度にシール
する作用を営むことになる。
て従来法と同様の鉱石の還元を行うのみならず、
反応塔２の上部と、上部下降連絡管１４の下方に
設けたホツパー４との間に導圧管１１を設けてい
るので、該導圧管１１に設けた圧力制御弁１３を
調節し、サイクロン３とホツパー４との差圧を調
整すると、上部下降連絡管１４内の鉱石粒子は、
サイクロン３とホツパー４との間を適度にシール
する作用を営むことになる。
一方下部下降連絡管１５には、反応塔２の下部
とホツパー４との差圧により、還元ガスの一部が
ニユーマチツクバルブ６を介して流入し、該連絡
管１５内の鉱石粒子は還元される。このとき下部
下降連絡管１５に流入する還元ガスの量は、前記
圧力制御弁１３を調節することにより調節するこ
とができる。
とホツパー４との差圧により、還元ガスの一部が
ニユーマチツクバルブ６を介して流入し、該連絡
管１５内の鉱石粒子は還元される。このとき下部
下降連絡管１５に流入する還元ガスの量は、前記
圧力制御弁１３を調節することにより調節するこ
とができる。
また下部下降連絡管１５に流れる還元ガスの流
速は、該管内での鉱石粒子の流動化およびサイク
ロン３への鉱石粒子、ガスの吹抜けを防止し、サ
イクロン回収効率の低下や、循環量制御性の悪化
などを回避するために、鉱石流動化開始速度以下
にする必要がある。
速は、該管内での鉱石粒子の流動化およびサイク
ロン３への鉱石粒子、ガスの吹抜けを防止し、サ
イクロン回収効率の低下や、循環量制御性の悪化
などを回避するために、鉱石流動化開始速度以下
にする必要がある。
この場合流動化開始の検知は、下部下降連絡管
の高さ方向の圧力勾配により検知可能である。す
なわち、流動化開始以下のガス流速では、ガス流
速と圧力勾配はほぼ比例するが、流動化開始後は
圧力勾配はガス流速に依存せず、ほぼ一定値を示
すため判別が可能である。
の高さ方向の圧力勾配により検知可能である。す
なわち、流動化開始以下のガス流速では、ガス流
速と圧力勾配はほぼ比例するが、流動化開始後は
圧力勾配はガス流速に依存せず、ほぼ一定値を示
すため判別が可能である。
このようにして本発明においては反応塔のみな
らず、下部下降連絡管の部分においても還元反応
が進行するので、生産性が向上する。特に下部下
降連絡管では、鉱石粒子が充填状態で降下してい
るので、相対的な鉱石量／ガス量の比率が大きく
なり、平衡状態に近いガス利用率を得ることが可
能である。
らず、下部下降連絡管の部分においても還元反応
が進行するので、生産性が向上する。特に下部下
降連絡管では、鉱石粒子が充填状態で降下してい
るので、相対的な鉱石量／ガス量の比率が大きく
なり、平衡状態に近いガス利用率を得ることが可
能である。
（実施例）
目標予備還元率60％として、鉄分68％の鉄鉱石
10t／m2hrを反応塔内に装入し、入口ガスの組成
および温度が、H215％、CO82.5％、H2O0.5％、
CO22.0％、900℃の条件で10500Nm3／m2hrのガス
を吹込み鉄鉱石の還元を行なつた。
10t／m2hrを反応塔内に装入し、入口ガスの組成
および温度が、H215％、CO82.5％、H2O0.5％、
CO22.0％、900℃の条件で10500Nm3／m2hrのガス
を吹込み鉄鉱石の還元を行なつた。
本発明方法と従来法の生産性を第３図に対比し
て示す。横軸は全吹込み還元性ガスのうち、下部
下降連絡管へ分配されたガスの比率であり、縦軸
は従来法の生産性を100とした場合の相対生産性
である。
て示す。横軸は全吹込み還元性ガスのうち、下部
下降連絡管へ分配されたガスの比率であり、縦軸
は従来法の生産性を100とした場合の相対生産性
である。
本発明方法の場合３％のガス分配により約4.4
％生産性が向上した。
％生産性が向上した。
（発明の効果）
以上説明したように本発明は、下降連絡管にお
いても鉱石の還元を行わせることにより、生産性
を向上させることができ、その効果は大きい。
いても鉱石の還元を行わせることにより、生産性
を向上させることができ、その効果は大きい。
第１図は本発明の説明図、第２図は従来法の説
明図、第３図は本発明の効果を示すグラフであ
る。 ２：反応塔、３：サイクロン、１１：導圧管、
１２：差圧計、１３：圧力制御弁、１４：上部下
降連絡管、１５：下部下降連絡管。
明図、第３図は本発明の効果を示すグラフであ
る。 ２：反応塔、３：サイクロン、１１：導圧管、
１２：差圧計、１３：圧力制御弁、１４：上部下
降連絡管、１５：下部下降連絡管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応塔から排出された排ガスに随伴する鉱石
を回収し、下降連絡管を介して再度反応塔に装入
するようにした鉱石類の循環流動還元方法におい
て、下降連絡管の粒子移動層の上下の圧力差を調
節し、鉱石の流動化開始速度以下の速度の還元性
ガスを下降連絡管内に流通させ、下降連絡管内で
還元反応を行わせることを特徴とする鉱石類の循
環流動還元方法。 ２ 反応塔の入側と出側とを連絡する下降連絡管
を、上部下降連絡管と下部下降連絡管とに分割
し、さらに反応塔の出側と上部下降連絡管の出側
端部との間に導圧管を設けるとともに、該導圧管
の中間部に圧力制御弁を設け、さらに下部下降連
絡管の上下に差圧計を設けたことを特徴とする鉱
石類の循環流動還元装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19999086A JPS6357710A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 鉱石類の循環流動還元方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19999086A JPS6357710A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 鉱石類の循環流動還元方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6357710A JPS6357710A (ja) | 1988-03-12 |
| JPH0351766B2 true JPH0351766B2 (ja) | 1991-08-07 |
Family
ID=16416958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19999086A Granted JPS6357710A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 鉱石類の循環流動還元方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6357710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190062957A (ko) * | 2017-11-29 | 2019-06-07 | 주식회사 포스코 | 고로 |
-
1986
- 1986-08-28 JP JP19999086A patent/JPS6357710A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190062957A (ko) * | 2017-11-29 | 2019-06-07 | 주식회사 포스코 | 고로 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6357710A (ja) | 1988-03-12 |
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