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JPH075950B2 - Preheating device in iron ore preliminary reduction facility - Google Patents
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JPH075950B2 - Preheating device in iron ore preliminary reduction facility - Google Patents

Preheating device in iron ore preliminary reduction facility

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JPH075950B2
JPH075950B2 JP7157586A JP7157586A JPH075950B2 JP H075950 B2 JPH075950 B2 JP H075950B2 JP 7157586 A JP7157586 A JP 7157586A JP 7157586 A JP7157586 A JP 7157586A JP H075950 B2 JPH075950 B2 JP H075950B2
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Japan
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fluidized bed
cyclone
preheating furnace
furnace
raw material
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達彦 江頭
信義 西原
洋一 林
力 片山
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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
予備還元炉で還元するに先立って予熱する装置に関す
る。
The present invention relates to an apparatus for preheating iron ore prior to reducing it in a fluidized bed preliminary reduction furnace for use in a smelting reduction method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
In order to reduce iron ore to produce hot metal, a method of using a blast furnace, a method of melting iron ore reduced in a shaft furnace in an electric furnace, and the like have been conventionally adopted.

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ための焼結設備
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、し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。
In the method using a blast furnace, a large amount of coke is used as a heat source and a reducing agent. Further, iron ore, which is an iron source, is usually sintered in order to improve air permeability and reducing property in the furnace, and is charged into a blast furnace as a sintered ore. For this reason, the blast furnace method requires coke oven equipment for dry distillation of strong coking coal and sintering equipment for producing sinter. Therefore, the blast furnace method requires a large amount of energy and labor as well as a large amount of equipment cost. Therefore, the blast furnace method has a drawback that the processing cost is high. Moreover, the supply of strong coking coal is unstable because the amount of endowment is small worldwide and the distribution is unevenly distributed locally.

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。
On the other hand, the iron ore reduction method using the shaft furnace has a drawback in that it requires pretreatment for pelletizing the iron ore and consumes a large amount of reducing agent, expensive natural gas as a heat source, and the like.

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。
As an alternative to such conventional hot metal production technology, the smelting reduction smelting method has been attracting attention. The smelting reduction furnace used in this method is not restricted by the raw materials used,
It was developed for the purpose of producing a molten iron-based alloy by a smaller-scale facility.

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7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。
As one of such smelting reduction methods, the inventors of the present invention have proposed a method including the flow shown in FIG.
Proposed as No. 59-184056.

この方法によるとき、次のようにして溶銑が製造され
る。すなわち、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、石炭石2(CaCO3)は、生石灰
(CaO)となって流動層予備還元炉6に供給される。
According to this method, hot metal is manufactured as follows. That is, the iron ore 1 and the limestone 2 are heated by the heat generated by the combustion reaction between the coal 4 and the air 5 in the fluidized bed preheating furnace 3. As a result, the coal stone 2 (CaCO 3 ) becomes quicklime (CaO) and is supplied to the fluidized bed preliminary reduction furnace 6.

流動層予備還元炉6内では、流動状態の予熱鉱石及び生
石炭に、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。これによって、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。
In the fluidized bed preliminary reduction furnace 6, coal 7 and oxygen or oxygen-containing gas 8 are blown into the preheated ore and raw coal in a fluidized state. The coal 7 exchanges heat with preheated ore in the fluidized bed preliminary reduction furnace 6 and is thermally decomposed by partial combustion due to reaction with oxygen. As a result, the coal 7 generates a reducing gas and becomes char 9.

他方、溶融還元炉10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700〜900℃に昇温
された後、流動層予備還元炉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、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。
On the other hand, the gas generated in the smelting reduction furnace 10 or the reducing gas 11 obtained by decarbonating the gas is the fluidized bed preliminary reduction furnace 6
After being heated to 700 to 900 ° C. by heat exchange with the fuel gas 12 from the above, it is blown into the fluidized bed preliminary reduction furnace 6. The reducing gas 11 blown into the fluidized bed preliminary reduction furnace 6 is mixed with the reducing gas generated by the thermal decomposition of the coal 7, and reduces the high temperature powdery iron ore in a fluidized state to generate the reduced ore 13.

また、流動層予熱炉3内に生成した生石灰14は、予熱鉱
石と共に流動層予備還元炉6に装入され、流動層予備還
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と共に流動層予備還元炉6か
ら排出される。
The quicklime 14 produced in the fluidized bed preheating furnace 3 is charged into the fluidized bed preliminary reduction furnace 6 together with the preheated ore to desulfurize the gas in the fluidized bed preliminary reduction furnace 6. Then the quicklime 14
Is discharged from the fluidized bed preliminary reduction furnace 6 together with the reduction ore 13 and the char 9.

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にお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15によってブリケット16に成形された後、装入装置17
によって溶融還元炉10に装入される。
Reduced ore 13, char 9 and quicklime thus obtained
Carbon materials such as coal and coke necessary for heat balance in the smelting reduction furnace 10 are externally added to 14, and kneaded. Next, the mixture is molded into a briquette 16 by an agglomerating device 15 such as a briquette machine, and then a charging device 17
Is charged into the smelting reduction furnace 10.

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、底吹き羽口20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20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22となる。
In the smelting reduction furnace 10, oxygen 19 is blown toward the bath from the top blowing lance 18, and oxygen and carbonaceous material are blown into the bath from the bottom blowing tuyere 20. Then, the carbonaceous material contained in the briquette 16, the carbonaceous material blown together with oxygen from the bottom blowing tuyere 20, the carbonaceous material such as the coke 21 supplied from the charging device 17 is supplied from the top blowing lance 18. And reacts with oxygen to generate a large amount of heat in the smelting reduction furnace 10.
The generated heat melts the reduction ore 13 in the briquette 16 and the reduction proceeds to form hot metal 22.

一方、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23が生成する。このスラグ23は、溶融還元炉
10内に貯留し、時間が経過するにつれその量を増してい
く。そこで、該スラグ23を間欠的又は連続的に炉外に排
出する。
On the other hand, the gangue in the reduced ore 13 reacts with the carbonaceous material and the quick lime 14 to generate the slag 23. This slag 23 is a smelting reduction furnace
It will be stored within 10 and its amount will increase over time. Therefore, the slag 23 is discharged out of the furnace intermittently or continuously.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

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、熱回収の効率化、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課題である。
In such a smelting reduction method, as is clear from the development process in particular, how to expand the range of usable raw materials, improve the efficiency of heat recovery, promote the smelting reaction in the smelting reduction furnace, etc. It is a future issue whether to achieve it.

しかし、一般炭、粉鉱石等の廉価な原料を使用すると、
処理過程で多量の粉塵が発生し、また炉内の通気性が悪
くなりガス流速をあげることができないので、高炉操業
と同様に粉粒体を塊状化して使用している。
However, if you use cheap raw materials such as steam coal and powdered ore,
Since a large amount of dust is generated during the treatment process and the gas permeability cannot be increased due to poor air permeability in the furnace, the powder and granules are lumped and used as in the blast furnace operation.

なお、石灰石の流動層焼成装置としては、特開昭57−63
128号公報で提案されたものがある。この装置は、石
炭、コークス粉等の固体燃料を用いて、石灰石、ドロマ
イト等を流動層で燃焼焼成するものであり、サイクロン
群を組み込んだ炉外管路を原料の予熱に使用している。
すなわち、流動層予熱炉の煙道から排出された排ガスに
よって投入原料をサイクロンまで搬送する過程で、その
投入原料を予熱する、いわゆるサスペンションプレヒー
タが採用されている。そして、予熱された原料は、サイ
クロンで排ガスから分離され、ホッパーを経て流動層予
熱炉に送り込まれる。
As a fluidized bed calcining device for limestone, Japanese Patent Laid-Open No. 57-63
There is one proposed in the 128 publication. This apparatus burns and calcines limestone, dolomite, etc. in a fluidized bed using a solid fuel such as coal and coke powder, and uses an out-of-reactor pipeline incorporating a cyclone group for preheating of raw materials.
That is, a so-called suspension preheater is used that preheats the input material in the process of conveying the input material to the cyclone by the exhaust gas discharged from the flue of the fluidized bed preheating furnace. Then, the preheated raw material is separated from the exhaust gas by a cyclone and sent to the fluidized bed preheating furnace through the hopper.

この特開昭57−63128号公報記載の装置においては、下
段サイクロンと流動層予熱炉とを結ぶ配管の途中に気体
トラップを設け、該気体トラップにより高圧ガスが流動
層予熱炉から原料投入口を経て吹き抜けることを防いで
いる。
In the device described in JP-A-57-63128, a gas trap is provided in the middle of the pipe connecting the lower cyclone and the fluidized bed preheating furnace, and the gas trap causes the high-pressure gas to flow from the fluidized bed preheating furnace to the raw material inlet. It prevents it from passing through.

しかし、この装置を用いて鉄鉱石の予熱を行おうとする
とき、鉄鉱石の比重が大きいため、流動層予熱炉内に高
圧でキャリアガスを吹き込むことが必要となる。すなわ
ち、鉄鉱石予熱の場合の流動層予熱炉の流動圧損は、石
灰、ドロマイト等の焼成の場合に比較して非常に大きな
ものである。
However, when attempting to preheat iron ore using this apparatus, it is necessary to blow a carrier gas into the fluidized bed preheating furnace at high pressure because the iron ore has a large specific gravity. That is, the flow pressure loss of the fluidized bed preheating furnace in the case of iron ore preheating is much larger than that in the case of firing lime, dolomite, or the like.

この流動圧損は、流動層予熱炉とサイクロン下部との圧
力差として表れる。そのため、サイクロンの下部に設け
た気体トラップによりシールを行う方式では、ガスリー
クの防止を完全に行うことができない。たとえば、流動
層予熱炉内の高圧ガスが、サイクロンの下部から流動層
予熱炉に至る原料供給配管を逆向きに吹き抜け、下段サ
イクロンによる粉粒体の捕集効率が劣化する。また、連
結管内で微粉鉄鉱石、石灰石等が浮遊し、降下しがたく
なり、原料の供給が不安定になる。
This fluid pressure loss appears as a pressure difference between the fluidized bed preheating furnace and the lower portion of the cyclone. Therefore, the method of sealing by the gas trap provided in the lower part of the cyclone cannot completely prevent the gas leak. For example, the high-pressure gas in the fluidized bed preheating furnace blows backward through the raw material supply pipe from the lower part of the cyclone to the fluidized bed preheating furnace, and the efficiency of collecting the granular material by the lower cyclone deteriorates. In addition, fine iron ore, limestone, etc. float in the connecting pipe, making it difficult to descend, and the supply of raw materials becomes unstable.

そこで、本発明は、サスペンションプレヒータと流動層
予熱炉とをニューマチックフィーダーを介して結合する
ことによって、一般炭、粉鉱石等の廉価な原料の使用及
び排熱の有効利用を可能とし、流動層予熱炉に対する原
料の安定供給を確保し、溶融還元法の生産性を向上させ
ることを目的とする。
Therefore, the present invention enables the use of inexpensive raw materials such as steam coal and powdered ore and the effective utilization of waste heat by connecting the suspension preheater and the fluidized bed preheating furnace via a pneumatic feeder. The objective is to secure a stable supply of raw materials to the preheating furnace and improve the productivity of the smelting reduction method.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の予熱装置は、その目的を達成するために、溶融
還元法に使用する鉄鉱石を流動層予備還元炉で還元する
に先立って予熱する流動層予熱炉において、該流動層予
熱炉の下部及び炉床にそれぞれ石炭供給口及び流動燃焼
用空気吹込み用開口部を設け、該流動層予熱炉からサイ
クロンまで延びる排ガス煙道の途中に、鉄鉱石供給口を
設け、該サイクロンで捕集した鉄鉱石を前記流動層予熱
炉の下部に装入するため、該サイクロンと前記流動層予
熱炉の下部を結ぶ管路にニューマチックフィーダーを配
置したことを特徴とする。
In order to achieve the object, the preheating apparatus of the present invention is a fluidized bed preheating furnace for preheating iron ore used in a smelting reduction method prior to reducing it in a fluidized bed prereduction furnace. And, a coal supply port and an opening for blowing air for fluidized combustion are provided in the hearth, respectively, and an iron ore supply port is provided in the middle of the exhaust gas flue extending from the fluidized bed preheating furnace to the cyclone, and the iron ore is collected by the cyclone. In order to load the iron ore into the lower part of the fluidized bed preheating furnace, a pneumatic feeder is arranged in a pipe line connecting the cyclone and the lower part of the fluidized bed preheating furnace.

〔作用〕[Action]

すなわち、本発明においては、流動層予熱炉から排出さ
れる排ガスと鉄鉱石、石灰石等の製鉄原料とを向流接触
させることにより、その排ガスが保有する熱を製鉄原料
に与える。また、排ガスに含まれている粉塵は、サイク
ロンにより排ガスから分離されて製鉄原料と共に再び流
動層予熱炉に投入される。このように、流動層予熱炉に
サイクロンを付設したことにより、粉粒状原料の使用、
熱の有効利用及び粒塵の再利用が可能となる。
That is, in the present invention, the exhaust gas discharged from the fluidized bed preheating furnace is brought into countercurrent contact with the iron-making raw material such as iron ore, limestone or the like, so that the heat held by the exhaust gas is given to the iron-making raw material. Further, the dust contained in the exhaust gas is separated from the exhaust gas by the cyclone and is again charged into the fluidized bed preheating furnace together with the iron-making raw material. In this way, by using the cyclone in the fluidized bed preheating furnace, the use of powdered and granular raw materials,
Effective use of heat and reuse of particulate dust are possible.

そして、サイクロンにより排ガスから分離された粉塵を
含む製鉄原料は、ホッパーに一時的に蓄えられた後、ニ
ューマチックフィーダーにより流動層予熱炉に投入され
る。このニューマチックフィーダーは、サイクロンと流
動層予熱炉との間の圧力差に拘らず、流動層予熱炉に対
する製鉄原料の安定供給を行うものである。
Then, the ironmaking raw material containing dust separated from the exhaust gas by the cyclone is temporarily stored in the hopper and then charged into the fluidized bed preheating furnace by the pneumatic feeder. This pneumatic feeder stably supplies the iron-making raw material to the fluidized bed preheating furnace regardless of the pressure difference between the cyclone and the fluidized bed preheating furnace.

すなわち、ニューマチックフィーダーは、機械的に動く
部分がなく、しかもホッパーからニューマチックフィー
ダーに至る管路に充填されている粉体をガスシールとし
て利用することができる。このため、流動層予熱炉内の
大きな流動圧損に対しても、充分なシールが可能とな
り、またサイクロンの粉粒体捕集機能に悪影響を与えな
い。
That is, the pneumatic feeder has no mechanically moving parts, and the powder filled in the conduit from the hopper to the pneumatic feeder can be used as a gas seal. Therefore, sufficient sealing is possible even with a large fluid pressure loss in the fluidized bed preheating furnace, and the cyclone powder collecting function is not adversely affected.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。 Hereinafter, the features of the present invention will be specifically described with reference to examples.

第1〜5図は、それぞれ流動層予熱炉から排出される排
ガスに浮遊する粒塵を、鉄鉱石、石灰石等の原料と共に
再び流動層予熱炉に戻す原料供給系についての実施例を
示す。
1 to 5 show examples of a raw material supply system in which particulate dust floating in exhaust gas discharged from a fluidized bed preheating furnace is returned to the fluidized bed preheating furnace together with raw materials such as iron ore and limestone.

第1図は、サイクロンを二基設けた例を示す。FIG. 1 shows an example in which two cyclones are provided.

本例においては、鉄鉱石1、石灰石2等の原料は、供給
ホッパー24に投入される。他方、流動層予熱炉3から排
出される排ガスは、第1煙道25、第1サイクロン26、第
2煙道27及び第2サイクロン28を経て第3煙道29から放
出される。
In this example, raw materials such as iron ore 1 and limestone 2 are put into the supply hopper 24. On the other hand, the exhaust gas discharged from the fluidized bed preheating furnace 3 is discharged from the third flue 29 via the first flue 25, the first cyclone 26, the second flue 27 and the second cyclone 28.

このとき、図に示すように第2煙道27が垂直方向から水
平方向に曲がった後の個所に、供給ホッパー24からの配
管30を接続することが好ましい。このように配管30を第
2煙道27に接続すると、供給ホッパー24から送られた原
料のうち、粉粒状の大部分は、排ガスの流れに乗って第
2サイクロン28に送られる。そして、その粉粒状の原料
は、第2サイクロン28で排ガスと分離され、配管31を経
て第1煙道25に落下する。
At this time, as shown in the figure, it is preferable to connect the pipe 30 from the supply hopper 24 to the portion after the second flue 27 is bent from the vertical direction to the horizontal direction. When the pipe 30 is connected to the second flue 27 in this way, most of the raw material sent from the supply hopper 24 in the form of powder is sent to the second cyclone 28 along with the flow of exhaust gas. Then, the powdery raw material is separated from the exhaust gas by the second cyclone 28, and falls into the first flue 25 through the pipe 31.

落下した原料のうち、粗粒のものは、第1煙道25内を垂
直に落下して流動層予熱炉3内に送られる。他方、細粒
の原料は、排ガスの流れに乗って第1サイクロン26に送
られる。この第1サイクロン26には、供給ホッパー24か
ら供給された原料のうち、粗粒部分が第2煙道27を落下
して送られている。そして、第1サイクロン26で捕集さ
れた粉粒体は、配管32を経てホッパー33に落下し、そこ
に一時的に貯留される。
Among the dropped raw materials, coarse particles fall vertically in the first flue 25 and are fed into the fluidized bed preheating furnace 3. On the other hand, the fine-grained raw material is sent to the first cyclone 26 along with the flow of exhaust gas. The coarse particles of the raw material supplied from the supply hopper 24 are sent to the first cyclone 26 by dropping through the second flue 27. Then, the powder particles collected by the first cyclone 26 fall through the pipe 32 into the hopper 33, and are temporarily stored therein.

すなわち、細粒の原料は、第2煙道27、第2サイクロン
28、配管31、第1煙道25及び第1サイクロン26を循環す
る。この循環経路で、流動層予熱炉3から排出された排
ガスにより加熱される。
That is, the raw material of the fine particles is the second flue 27, the second cyclone.
28, a pipe 31, a first flue 25 and a first cyclone 26 are circulated. In this circulation path, it is heated by the exhaust gas discharged from the fluidized bed preheating furnace 3.

ホッパー33の下方には、配管34を介してニューマチック
フィーダー35が設けられている。該ニューマチックフィ
ーダー35にその底部からキャリアガス36を吹き込むと
き、ニューマチックフィーダー35内に蓄えられている原
料は、そのキャリアガス吹込み量に応じて配管37を経て
流動層予熱炉3内に吹き込まれる。このとき、ホッパー
33内の原料レベルをレベル計で監視しながら、キャリア
ガス36吹込み量を制御することが好ましい。このように
すると、ホッパー33内の原料レベルを常に適正に維持し
ながら、予熱された原料がニューマチックフィーダー35
により流動層予熱炉3に送り込まれる。
A pneumatic feeder 35 is provided below the hopper 33 via a pipe 34. When the carrier gas 36 is blown into the pneumatic feeder 35 from its bottom, the raw material stored in the pneumatic feeder 35 is blown into the fluidized bed preheating furnace 3 through the pipe 37 according to the amount of the blown carrier gas. Be done. At this time, the hopper
It is preferable to control the blowing amount of the carrier gas 36 while monitoring the raw material level in 33 with a level meter. In this way, the preheated raw material is supplied to the pneumatic feeder 35 while maintaining the raw material level in the hopper 33 at an appropriate level.
Is sent to the fluidized bed preheating furnace 3.

なお、このキャリアガス36として、流動化空気を流動層
予熱炉3に吹き込む配管38から分岐させたものを使用す
ることができる。このようにすると、炉内の還元雰囲気
に悪影響を与えることがない。
As the carrier gas 36, one obtained by branching from a pipe 38 for blowing fluidized air into the fluidized bed preheating furnace 3 can be used. In this way, the reducing atmosphere in the furnace is not adversely affected.

この例にみられるように、ホッパー33から配管34を経て
ニューマチックフィーダー35に至る間が粉粒状の原料に
よって充填されているので、流動層予熱炉3内の圧力に
抗して充分なガスシールを行うことができる。したがっ
て、流動層予熱炉3内の圧力が、第1サイクロン26に悪
影響を与えることがない。
As seen in this example, since the space from the hopper 33 to the pneumatic feeder 35 through the pipe 34 is filled with the granular material, sufficient gas sealing can be achieved against the pressure in the fluidized bed preheating furnace 3. It can be performed. Therefore, the pressure in the fluidized bed preheating furnace 3 does not adversely affect the first cyclone 26.

第2図は、高い生産性を得るため高負荷で流動層予熱炉
3を稼動する場合の例である。
FIG. 2 shows an example of operating the fluidized bed preheating furnace 3 under a high load in order to obtain high productivity.

この場合、多量のチャーが混入している排ガスが、流動
層予熱炉3から排出される。この排ガスは、第1煙道25
a、第1サイクロン26a、第2煙道27a、第2サイクロン2
8a、第3煙道29a及び第3サイクロン39aを経て第4煙道
40aから系外に放出される。
In this case, the exhaust gas containing a large amount of char is discharged from the fluidized bed preheating furnace 3. This exhaust gas is the first flue 25
a, first cyclone 26a, second flue 27a, second cyclone 2
8a, 3rd flue 29a and 3rd cyclone 39a and then 4th flue
It is released from the system from 40a.

他方、供給ホッパー24から供給された原料は、配管30a
を通り第3煙道29aに至る。そのうち、細粒の原料は、
排ガスの流れに乗って第3サイクロン39aに送られ、該
第3サイクロン39aにより排ガスと分離された後、配管3
1aを落下する。このようにして、細粒の原料は、第3煙
道29a、第3サイクロン39a、配管31a、第2煙道27a、第
2サイクロン28a及び第3煙道29aを循環し、この循環経
路で排ガスの熱により加熱される。
On the other hand, the raw material supplied from the supply hopper 24 is the pipe 30a.
Through the 3rd flue 29a. Among them, the raw material of fine grain is
The exhaust gas flow is sent to the third cyclone 39a, separated from the exhaust gas by the third cyclone 39a, and then the pipe 3
Drop 1a. In this way, the fine-grain raw material circulates through the third flue 29a, the third cyclone 39a, the pipe 31a, the second flue 27a, the second cyclone 28a, and the third flue 29a, and the exhaust gas is circulated in this circulation path. It is heated by the heat of.

第1サイクロン26a及び第2サイクロン28aで排ガスと分
離された原料は、配管32aを経てホッパー33aに一時的に
貯留される。このホッパー33a内の原料は、第1図の例
と同様にしてニューマチックフィーダー35aにより適宜
流動層予熱炉3内に切り出される。
The raw material separated from the exhaust gas in the first cyclone 26a and the second cyclone 28a is temporarily stored in the hopper 33a via the pipe 32a. The raw material in the hopper 33a is appropriately cut into the fluidized bed preheating furnace 3 by the pneumatic feeder 35a in the same manner as in the example of FIG.

このとき、空気をキャリアガスとして使用すると、流動
層予熱炉3から排出される排ガスに多量のチャーが混入
しているので、ニューマチックフィーダー35a内で異常
燃焼が発生するおそれがある。そこで、この異常燃焼を
防止するため、系外に放出される排ガスの一部を配管41
を介してニューマチックフィーダー35aに返送し、キャ
リアガスとして使用している。その他は、第1図の例と
同様である。
At this time, if air is used as the carrier gas, since a large amount of char is mixed in the exhaust gas discharged from the fluidized bed preheating furnace 3, abnormal combustion may occur in the pneumatic feeder 35a. Therefore, in order to prevent this abnormal combustion, part of the exhaust gas discharged to the outside of the system is piped.
It is sent back to the pneumatic feeder 35a via and used as a carrier gas. Others are the same as the example of FIG.

第3図は、流動層予備還元炉6内で鉱石を還元した後の
残CO分圧の高い還元ガスを、ニューマチックフィーダー
35bのキャリアガスとして使用した例を示す。第3図に
おいては、その還元ガスは流動層予熱炉3の下部にも送
り込まれ、石炭7と混合燃焼させている。すなわち、キ
ャリアガスは、配管42を介して流動層予熱炉3の下部及
びニューマチックフィーダー35bに送り込まれている。
この還元ガスにより、配管34を下降した原料は更に加熱
されることになる。その他は、第1図の場合と同様であ
る。
Fig. 3 shows the reducing gas with high residual CO partial pressure after reducing the ore in the fluidized bed preliminary reduction furnace 6
An example of using it as a carrier gas for 35b is shown. In FIG. 3, the reducing gas is also sent to the lower portion of the fluidized bed preheating furnace 3 and mixed and burned with the coal 7. That is, the carrier gas is sent to the lower portion of the fluidized bed preheating furnace 3 and the pneumatic feeder 35b through the pipe 42.
The raw material that has descended through the pipe 34 is further heated by this reducing gas. Others are the same as in the case of FIG.

第4図は、原料の供給口を流動層予熱炉3の上方に設け
た例を示す。このとき、供給ホッパー24cから配管30c内
を落下する原料は、流動層予熱炉3から上昇してくる排
ガスと向流接触し、排ガス煙道25c内で風篩によって分
級される。分級された原料のうち、細粒部分は排ガスと
共にサイクロン26cに送られ、気流搬送に向かない粗粒
部分は直接に流動層予熱炉3内に落下する。
FIG. 4 shows an example in which the feed port for the raw material is provided above the fluidized bed preheating furnace 3. At this time, the raw material falling from the supply hopper 24c in the pipe 30c comes into countercurrent contact with the exhaust gas rising from the fluidized bed preheating furnace 3, and is classified by the wind screen in the exhaust gas flue 25c. Of the classified raw material, the fine-grained portion is sent to the cyclone 26c together with the exhaust gas, and the coarse-grained portion which is not suitable for the air current transportation falls directly into the fluidized bed preheating furnace 3.

この向流接触により排ガスと熱交換され昇温した原料
は、ホッパー33c内に一時的に蓄えられた後、分配式ニ
ューマチックフィーダー35cに送られる。捕集原料は、
この分配式ニューマチックフィーダー35cによって複数
区分に分けられ、流動層予熱炉3に装入される。
The raw material which has been heat-exchanged with the exhaust gas due to this countercurrent contact and has been heated is temporarily stored in the hopper 33c and then sent to the distribution pneumatic feeder 35c. The raw material for collection is
It is divided into a plurality of sections by the distribution type pneumatic feeder 35c and charged into the fluidized bed preheating furnace 3.

また、第5図は、流動層予熱炉3の上部に配置されたサ
イクロン28dへの原料投入を、斜め管43により行った例
を示す。流動層予熱炉3から排出された排ガスは、第1
煙道25d、第1サイクロン26d、第2煙道27d、斜め管4
3、第2サイクロン28d及び第3煙道29dを経て系外に放
出される。
Further, FIG. 5 shows an example in which the raw material is charged into the cyclone 28d arranged in the upper part of the fluidized bed preheating furnace 3 by the oblique pipe 43. The exhaust gas discharged from the fluidized bed preheating furnace 3 is
Flue 25d, first cyclone 26d, second flue 27d, diagonal pipe 4
3, it is discharged to the outside of the system through the second cyclone 28d and the third flue 29d.

他方、供給ホッパー24から供給された原料は、排ガスの
流れに乗って斜め管43を経て第2サイクロン28dに至
る。この過程で、斜め管43内を原料が送られるので、粒
度の大きなものは斜め管43の内部を転動する。したがっ
て、斜め管43内が投入原料で閉塞されることがない。
On the other hand, the raw material supplied from the supply hopper 24 rides on the flow of the exhaust gas and reaches the second cyclone 28d via the oblique pipe 43. In this process, the raw material is fed through the oblique pipe 43, so that the one having a large particle size rolls inside the oblique pipe 43. Therefore, the inside of the oblique pipe 43 is not blocked by the input material.

第2サイクロン28dで排ガスと分離された原料は、第1
図の例と同様に、配管31、第1煙道25d、第1サイクロ
ン26d、第2煙道27d、斜め管43、第2サイクロン28dを
循環し、この循環過程で排ガスにより加熱される。そし
て、順次、第1サイクロン26dにより排ガスから分離さ
れて、第1図の例と同様にして、ニューマチックフィー
ダーにより流動層予熱炉3内に送り込まれる。
The raw material separated from the exhaust gas in the second cyclone 28d is the first
Similar to the example of the figure, the pipe 31, the first flue 25d, the first cyclone 26d, the second flue 27d, the oblique pipe 43, and the second cyclone 28d are circulated, and are heated by the exhaust gas in this circulation process. Then, it is sequentially separated from the exhaust gas by the first cyclone 26d and fed into the fluidized bed preheating furnace 3 by the pneumatic feeder in the same manner as in the example of FIG.

以上の各例にみられるように、流動層予熱炉3の出口に
接続されている排ガス煙道27の途中に、原料装入部を設
けている。これにより、装入原料は、流動層予熱炉3か
らの高温の排ガスと熱交換する。そして、排ガスに含ま
れていた粉塵は、原料と共にサイクロンで排ガスから分
離される。分離された捕集原料は、ホッパー33,33a〜33
d内に定量蓄えられている状態で、逐次ニューマチック
フィーダー35,35a〜35dにより流動層予熱炉3に供給さ
れる。
As seen in each of the above examples, the raw material charging part is provided in the middle of the exhaust gas flue 27 connected to the outlet of the fluidized bed preheating furnace 3. Thereby, the charged raw material exchanges heat with the high temperature exhaust gas from the fluidized bed preheating furnace 3. Then, the dust contained in the exhaust gas is separated from the exhaust gas by a cyclone together with the raw material. The separated collection materials are hoppers 33, 33a-33.
While being quantitatively stored in d, they are successively supplied to the fluidized bed preheating furnace 3 by the pneumatic feeders 35, 35a to 35d.

この場合、最下段のサイクロン26,26a,28a,26c,26dと流
動層予熱炉3の下部との間に、流動圧損、サイクロン圧
損等により数百mm水柱以上の圧力差がある。したがっ
て、配管31におけるガスシールが不完全であるとき、流
動層予熱炉3からサイクロン26,26a,28a,26c,26dへのガ
スのリークが生じる。このリークにより、サイクロン2
6,26a,28a,26c,26d内におけるガス流れが乱れることに
なり、サイクロン26,26a,28a,26c,26dによる原料粒子の
捕集効率が激減し、製品歩留まりが悪化する原因とな
る。
In this case, there is a pressure difference of several hundred mm or more between the lowermost cyclone 26, 26a, 28a, 26c, 26d and the lower part of the fluidized bed preheating furnace 3 due to fluid pressure loss, cyclone pressure loss or the like. Therefore, when the gas seal in the pipe 31 is incomplete, gas leaks from the fluidized bed preheating furnace 3 to the cyclones 26, 26a, 28a, 26c and 26d. This leak caused a cyclone 2
The gas flow in 6,26a, 28a, 26c, 26d will be disturbed, and the collection efficiency of the raw material particles by the cyclones 26, 26a, 28a, 26c, 26d will be drastically reduced, which will cause the product yield to deteriorate.

このガスリークを避けるため、配管31の途中にロータリ
フィーダを設け、ガスシール及び原料粒子切り出し量の
コントロールを行う方法が考えられる。しかし、切り出
される原料粒子が高温であり、しかも摩耗性の高いもの
であるため、ロータリフィーダの回転部を水冷すること
が必要となる。その結果、原料粒子が冷却される欠点が
生じ、また回転体の摩耗も問題となる。
In order to avoid this gas leak, a method of providing a rotary feeder in the middle of the pipe 31 to control the gas seal and the amount of raw material particles cut out can be considered. However, since the raw material particles to be cut out are high in temperature and have high wear resistance, it is necessary to water-cool the rotating part of the rotary feeder. As a result, there is a drawback that the raw material particles are cooled, and wear of the rotating body also poses a problem.

これに対して、ニューマチックフィーダー35,35a〜35c
を用いた場合、ホッパー33,33a,33c及び配管34内に充填
されている原料粒子によりガスシールが行われる。ま
た、原料粒子は、キャリアガスにより加圧されて流動層
予熱炉3に向けて切り出される。
On the other hand, pneumatic feeders 35, 35a to 35c
When is used, gas sealing is performed by the raw material particles with which the hoppers 33, 33a, 33c and the pipe 34 are filled. The raw material particles are pressurized by the carrier gas and cut out toward the fluidized bed preheating furnace 3.

このニューマチックフィーダー35は、第6図に示すよう
な構造をもっている。ニューマチックフィーダー35の底
部にガス吹込みヘッダ44を設け、そこに吹き込ま れるキャリアガス36により、配管34を下降してきた粉粒
状の原料を配管37を介して流動層予熱炉3に送り込む。
第6図の例では、このガス吹込みヘッダ44を複数の分割
ヘッダ44a〜44cに分割している。そして、それぞれの分
割ヘッダ44a〜44cに送り込まれるキャリアガス36の流量
が調整できるように、キャリアガス供給管45を分岐し、
それぞれの分岐管45a〜45cに流量調整弁46a〜46cを設け
ている。
The pneumatic feeder 35 has a structure as shown in FIG. A gas blowing header 44 is provided on the bottom of the pneumatic feeder 35, and the carrier gas 36 blown into the pneumatic feeder 35 feeds the granular material that has descended through the pipe 34 into the fluidized bed preheating furnace 3 through the pipe 37.
In the example of FIG. 6, this gas blowing header 44 is divided into a plurality of divided headers 44a to 44c. Then, the carrier gas supply pipe 45 is branched so that the flow rate of the carrier gas 36 sent to each of the divided headers 44a to 44c can be adjusted,
Flow control valves 46a to 46c are provided on the respective branch pipes 45a to 45c.

少量の粉粒状原料を流動層予熱炉3に切り出す場合に
は、図示のように流量調整弁46aを経て分割ヘッダ44aに
キャリアガス36を吹き込む。これにより、分割ヘッダ44
aの上にある粉粒状原料のみが流動化されて、ニューマ
チックフィーダー35から配管37を経て流動層予熱炉3内
に流れ込む。この粉粒状原料の流量を増加させる場合に
は、順次分割ヘッダ44b,44cへのキャリアガス36の吹込
み、及びその吹込み量を増加させれば良い。
When cutting a small amount of powdery granular material into the fluidized bed preheating furnace 3, the carrier gas 36 is blown into the divided header 44a through the flow rate adjusting valve 46a as shown in the figure. This allows the split header 44
Only the granular material on the top of a is fluidized and flows into the fluidized bed preheating furnace 3 from the pneumatic feeder 35 through the pipe 37. In order to increase the flow rate of the powdery granular material, the carrier gas 36 may be sequentially blown into the divided headers 44b and 44c, and the blowing amount may be increased.

このように、ニューマチックフィーダー35には回転部が
ないので、水冷、摩耗等に起因する問題が生じない。ま
た、キャリアガスの吹込み条件を制御することにより、
粉粒状原料の切り出し量を精度良く且つ広範囲にわたっ
て調整することが可能になる。
As described above, since the pneumatic feeder 35 has no rotating portion, problems caused by water cooling, abrasion, etc. do not occur. In addition, by controlling the blowing conditions of the carrier gas,
It is possible to adjust the cut-out amount of the powdery granular material accurately and over a wide range.

なお、流動層予熱炉3の下部には石炭7が供給されてお
り、流動層予熱炉3の炉床には配管38を経て流動化空気
を吹き込む開口部が設けられている。この流動化空気に
よって、石炭7は、ニューマチックフィーダー35から送
り込まれた原料と流動層予熱炉3内で混合流動する。そ
して、流動層予熱炉3内において、石炭7が燃焼し、原
料を加熱する。燃焼用空気は別にフリーボード部へ二次
空気として供給する場合もある。
Coal 7 is supplied to the lower part of the fluidized bed preheating furnace 3, and the hearth of the fluidized bed preheating furnace 3 is provided with an opening for blowing fluidized air through a pipe 38. The fluidized air causes the coal 7 to mix and flow with the raw material fed from the pneumatic feeder 35 in the fluidized bed preheating furnace 3. Then, in the fluidized bed preheating furnace 3, the coal 7 burns to heat the raw material. Combustion air may be separately supplied to the freeboard section as secondary air.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に説明したように、本発明の鉱石予熱装置において
は、流動層予熱炉から延びる排ガス煙道に原料投入機構
を組み込んでいる。このため、排ガスが保有する熱を有
効に回収することが可能になり、また排ガスに浮遊する
粉塵も鉄源として再利用される。その結果、粉塵が発生
しやすい粉鉱石、一般炭等の低級原料を使用することが
でき、また流動層予熱炉内における燃料消費量の節減が
図られる。更に、排ガスとの熱交換により加熱された原
料はニューマチックフィーダーを介して流動層予熱炉に
投入されるので、流動層予熱炉内のガスが投入経路を逆
方向に吹き抜けることがなく、流動層予熱炉への原料投
入が安定した条件下で行われ、且つサイクロンの捕集効
率も低下しない。このようにして、歩留りが向上し、溶
融還元法の生産性、経済性の向上が図られる。
As described above, in the ore preheating device of the present invention, the raw material charging mechanism is incorporated in the exhaust gas flue extending from the fluidized bed preheating furnace. Therefore, it becomes possible to effectively recover the heat of the exhaust gas, and the dust floating in the exhaust gas is reused as an iron source. As a result, it is possible to use low-grade raw materials such as powdered ore and steam coal that easily generate dust, and it is possible to reduce fuel consumption in the fluidized bed preheating furnace. Furthermore, since the raw material heated by heat exchange with the exhaust gas is introduced into the fluidized bed preheating furnace through the pneumatic feeder, the gas in the fluidized bed preheating furnace does not blow through the introduction path in the opposite direction, and the fluidized bed preheating furnace does not blow. The raw material is put into the preheating furnace under stable conditions, and the cyclone collection efficiency does not decrease. In this way, the yield is improved, and the productivity and economic efficiency of the smelting reduction method are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1〜5図は、それぞれ本発明実施例において流動層予
熱炉から延びる排ガス煙道に組み込んだ原料供給系を示
す。また、第6図は本発明において使用するニューマチ
ックフィーダーの一例を示し、第7図は本発明者等が先
に開発した溶融還元法の概略図である。
1 to 5 each show a raw material supply system incorporated in an exhaust gas flue extending from a fluidized bed preheating furnace in an embodiment of the present invention. Further, FIG. 6 shows an example of a pneumatic feeder used in the present invention, and FIG. 7 is a schematic view of the smelting reduction method previously developed by the present inventors.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 力 福岡県北九州市八幡東区枝光1丁目1番1 号 新日本製鐵株式會社八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭61−64807(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Riki Katayama 1-1-1, Emitsu, Hachiman-to-ku, Kitakyushu, Kitakyushu, Fukuoka Japan Nippon Steel & Co., Ltd. Yawata Works (56) Reference JP-A-61-64807 ( JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溶融還元法に使用する鉄鉱石を流動層予備
還元炉で還元するに先立って予熱する流動層予熱炉にお
いて、 該流動層予熱炉の下部及び炉床にそれぞれ石炭供給口及
び流動燃焼用空気吹込み用開口部を設け、 該流動層予熱炉からサイクロンまで延びる排ガス煙道の
途中に、鉄鉱石供給口を設け、 該サイクロンで捕集した鉄鉱石を前記流動層予熱炉の下
部に装入するため、該サイクロンと前記流動層予熱炉の
下部を結ぶ管路にニューマチックフィーダを配置したこ
とを特徴とする鉄鉱石予備還元設備における予熱装置。
1. A fluidized bed preheating furnace in which iron ore used in a smelting reduction method is preheated prior to being reduced in a fluidized bed preliminary reduction furnace. An opening for blowing air for combustion is provided, an iron ore supply port is provided in the middle of an exhaust gas flue extending from the fluidized bed preheating furnace to the cyclone, and iron ore collected by the cyclone is provided at a lower portion of the fluidized bed preheating furnace. A preheater in an iron ore pre-reduction facility, characterized in that a pneumatic feeder is arranged in a pipe line connecting the cyclone and a lower part of the fluidized bed preheating furnace for charging into the iron ore pre-reduction facility.
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