(57)【要約】  本発明の一実施例による溶鉄製造装置は、ｉ）鉄鉱石を還元及び焼成して還元体に変換する１つ以上の流動還元炉、ｉｉ）還元体が装入されて、内部に酸素を取り込んで溶鉄を製造する溶融ガス化炉、及びｉｉｉ）溶融ガス化炉から排出される還元ガスを流動還元炉に供給する還元ガス供給管を含む。流動還元炉は、その内部に配置されて、粉鉱を捕集するサイクロンを含む。炭素含有ガスを取り込んで、粉鉱の粘着を防止するガス吹き込み装置がサイクロンに連結される。
2009521606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石を還元及び焼成して還元体に変換する１つ以上の流動還元炉、
前記還元体が装入されて、内部に酸素を取り込んで鎔鉄を製造する溶融ガス化炉、及び
前記溶融ガス化炉から排出される還元ガスを前記流動還元炉に供給する還元ガス供給管、
を含み、
前記流動還元炉は、その内部に配置されて、前記粉鉱を捕集するサイクロンを含み、
炭素含有ガスを取り込んで、前記粉鉱の粘着を防止するガス吹き込み装置が前記サイクロンに連結される、溶鉄製造装置。
【請求項２】
前記ガス吹き込み装置は、前記流動還元炉の上下方向に前記流動還元炉と連結される、請求項１に記載の溶鉄製造装置。
【請求項３】
前記ガス吹き込み装置は、前記流動還元炉の上部と連結される、請求項２に記載の溶鉄製造装置。
【請求項４】
前記サイクロンの上部に配置されて、ガスを排出させる排ガスダクト、及び
前記サイクロンと前記排ガスダクトを連結するフランジ、
を含み、
前記ガス吹き込み装置は、前記フランジを貫通して前記サイクロンの内部に連結されるガス吹き込み導管、
を含む、請求項３に記載の溶鉄製造装置。
【請求項５】
前記ガス吹き込み導管は、前記サイクロンを螺旋形態に囲んで形成される、請求項４に記載の溶鉄製造装置。
【請求項６】
前記ガス吹き込み導管のうちの一部は、前記サイクロンをスプリング形態に囲んで形成される、請求項５に記載の溶鉄製造装置。
【請求項７】
前記流動還元炉は、前記ガス吹き込み装置に連結されて、前記サイクロンの内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置をさらに含む、請求項１に記載の溶鉄製造装置。
【請求項８】
前記不活性ガス供給装置は、
前記ガス吹き込み装置に連結される不活性ガス供給管、及び
前記不活性ガス供給管を周期的に開閉する自動バルブ、
を含む、請求項７に記載の溶鉄製造装置。
【請求項９】
前記不活性ガスは窒素である、請求項７に記載の溶鉄製造装置。
【請求項１０】
前記サイクロンは、
前記粉鉱を捕集するコーン部、及び
前記コーン部の下端に連結されて、捕集された前記粉鉱を下部に排出するディップレッグ部、
を含み、
複数の前記ガス吹き込み装置は、前記ディップレッグ部に連結される、請求項１に記載の溶鉄製造装置。
【請求項１１】
前記ガス吹き込み装置は、前記コーン部と前記ディップレッグ部の間の連結地点に連結される第１ガス吹き込み装置を含む、請求項１０に記載の溶鉄製造装置。
【請求項１２】
前記ディップレッグ部の下端に連結される第２ガス吹き込み装置をさらに含む、請求項１０に記載の溶鉄製造装置。
【請求項１３】
前記コーン部と前記ディップレッグ部の間の連結地点、及び前記ディップレッグ部の下端の間に予め設定された距離で離隔して連結される、２つ以下の第３ガス吹き込み装置をさらに含む、請求項１０に記載の溶鉄製造装置。
【請求項１４】
前記炭素含有ガスはメタンを含む、請求項１に記載の溶鉄製造装置。
【請求項１５】
前記ガス吹き込み装置と前記サイクロンが連結される部位で、前記ガスの流速は４ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓである、請求項１に記載の溶鉄製造装置。
【請求項１６】
前記ガス吹き込み装置は、前記流動還元炉のうちの前記溶融ガス還元炉に直接連結された流動還元炉に設置される、請求項１に記載の溶鉄製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉鉱を利用した溶融還元製鉄工程において、流動還元炉の内部のサイクロン内で粉鉱が互いに粘着するのを防止する溶鉄製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼産業は、自動車、造船、家電、建設などの産業全体に基礎素材を供給する核心基幹産業であって、人類の発展と共に歩んできた最も歴史の古い産業の１つである。鉄鋼産業の中枢的な役割を担う製鉄所では、原料として鉄鉱石及び石炭を利用して溶融状態の銑鉄である溶鉄を製造した後、これから鋼鉄を製造して、各需要先に供給している。
【０００３】
現在、全世界の鉄生産量の６０％程度が１４世紀に開発された高炉法によって生産されている。高炉法は、焼結過程を経た鉄鉱石及び有煙炭を原料として製造されたコークスなどを高炉に共に入れて、酸素を吹き込んで鉄鉱石を鉄に還元して、溶鉄を製造する方法である。
【０００４】
溶鉄生産設備の大半をなしている高炉法は、その反応特性上、一定水準以上の強度を有し、炉内の通気性を確保することができる粒度を有した原料を要求するので、前記のように、燃料及び還元剤として使用する炭素源としては特定の原料炭を加工処理したコークスに依存し、鉄源としては一連の塊成化工程を経た焼結鉱に主に依存している。
【０００５】
それによって、現在の高炉法では、コークス製造設備及び焼結設備などの原料予備処理設備が必要であるので、高炉以外の付帯設備を構築する必要があるだけでなく、付帯設備で発生する諸般の環境汚染物質に対する環境汚染防止設備を設置する必要があるので、投資費用が多大で、製造原価が急激に上昇する問題点がある。
【０００６】
このような高炉法の問題点を解決するために、世界各国の製鉄所では、燃料及び還元剤として一般炭を直接使用し、鉄源として全世界の鉱石生産量の８０％以上を占める粉鉱を直接使用して、溶鉄を製造する溶融還元製鉄法の開発に多くの努力を注いでいる。
【０００７】
溶融還元製鉄法は、予備還元及び最終還元からなる２段階還元法が主流をなしている。従来の溶鉄製造装置は、気泡流動層が形成される流動還元炉、及びこれに連結されて、石炭充填層が形成される溶融ガス化炉からなる。常温の粉鉱及び副原料は流動還元炉に装入されて、予備還元される。
【０００８】
流動還元炉には、溶融ガス化炉から高温の還元ガスが供給されるので、常温の粉鉱及び副原料が高温の還元ガスと接触して昇温する。これと同時に、常温の粉鉱及び副原料は、９０％以上還元され、３０％以上焼成されて、溶融ガス化炉内に装入される。
【０００９】
一方、流動還元炉の内部には、流動層から飛散する微粉の粉鉱を捕集して、重力落下させて再び流動層の内部に循環させる複数のサイクロンが設置される。
【００１０】
サイクロンの内部には、高密度の粉鉱の流れが形成されるが、この時、流動還元炉の操業温度は７００℃以上であり、粉鉱は還元ガスと持続的に接触する。このような条件で、粉鉱の表面の粘着性、つまり粉鉱粒子間の物理的付着程度が高くなる。
【００１１】
したがって、サイクロンの内部で粉鉱粒子は互いに粘着して、サイクロンは流動還元炉の操業中に還元ガスの流れによって持続的に振動するので、このような粘着はより促進される。
【００１２】
このような粉鉱粒子間の粘着によって形成された粉鉱粘着物が一定の大きさ以上になると、サイクロンが粘着物によって詰まって粉鉱の流れが中断される。このように、サイクロン内の粉鉱の流れが中断されると、粉鉱の回収が不可能になるので、莫大な粉鉱の損失が発生する。
【００１３】
また、サイクロン内に形成された粘着物を除去するために相当な作業時間がかかるので、粘着物によってサイクロンが詰まる現象は、流動還元炉の稼動率を大きく低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、流動還元工程で、サイクロン内の粉鉱の粒子によって粘着物が形成されるのを防止する、溶鉄製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一実施例による溶鉄製造装置は、ｉ）鉄鉱石を還元及び焼成して還元体に変換する１つ以上の流動還元炉、ｉｉ）還元体が装入されて、内部に酸素を取り込んで溶鉄を製造する溶融ガス化炉、及びｉｉｉ）溶融ガス化炉から排出される還元ガスを流動還元炉に供給する還元ガス供給管を含み、流動還元炉は、その内部に配置されて、粉鉱を捕集するサイクロンを含み、炭素含有ガスを取り込んで、粉鉱の粘着を防止するガス吹き込み装置がサイクロンに連結される。
【００１６】
また、ガス吹き込み装置は、流動還元炉の上下方向に流動還元炉と連結される。
【００１７】
また、ガス吹き込み装置は、流動還元炉の上部と連結される。
【００１８】
また、本発明の一実施例による溶鉄製造装置は、ｉ）サイクロンの上部に配置されて、ガスを排出させる排ガスダクト、及びｉｉ）サイクロン及び排ガスダクトを連結するフランジをさらに含み、ガス吹き込み装置は、フランジを貫通して、サイクロンの内部に連結されるガス吹き込み導管を含む。
【００１９】
また、ガス吹き込み導管は、サイクロンを螺旋形に囲んで形成され、ガス吹き込み導管のうちの一部は、サイクロンをスプリング形態で囲んで形成される。
【００２０】
また、流動還元炉は、ガス吹き込み装置に連結されて、サイクロンの内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置をさらに含む。
【００２１】
また、不活性ガス供給装置は、ｉ）ガス吹き込み装置に連結される不活性ガス供給管、及びｉｉ）不活性ガス供給管を周期的に開閉する自動バルブを含む。
【００２２】
この時、不活性ガスは窒素でよい。
【００２３】
また、サイクロンは、ｉ）粉鉱を捕集するコーン（ｃｏｎｅ）部、及びｉｉ）コーン部の下端に連結されて、捕集された粉鉱を下部に排出するディップレッグ（ｄｉｐｌｅｇ）部を含み、複数のガス吹き込み装置は、ディップレッグ部に連結される。
【００２４】
また、ガス吹き込み装置は、ｉ）コーン部とディップレッグ部の間の連結地点に連結される第１ガス吹き込み装置、ｉｉ）ディップレッグ部の下端に連結される第２ガス吹き込み装置、及びｉｉｉ）第１ガス吹き込み装置と第２ガス吹き込み装置の間に予め設定された距離で離隔して連結される、２つ以下の第３ガス吹き込み装置を含む。
【００２５】
この時、炭素含有ガスはメタンを含む。
【００２６】
また、ガス吹き込み装置とサイクロンが連結される部位で、ガスの流速は４ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓである。
【００２７】
また、ガス吹き込み装置は、流動還元炉のうちの溶融ガス還元炉に直接連結された流動還元炉に設置される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の一実施例による溶鉄製造装置によれば、粉鉱を利用した流動還元工程で、流動還元炉のサイクロン内で粉鉱が粘着するのを抑制することによって、粉鉱の損失を防止することができる。
【００２９】
また、粘着物の形成が抑制されることによって、粘着物の除去のための時間がかからないので、流動還元炉の稼動率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下で、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように、最も好ましい実施例及び添付した図面を参照して、本発明を詳細に説明する。このような実施例は、単に本発明を例示するためのものであり、本発明はこれに限定されない。
【００３１】
図１は本発明の実施例による溶鉄製造装置１００の概略図である。図１に示した溶鉄製造装置１００の構造は、単に本発明を例示するためのものであり、本発明はこれに限定されない。したがって、これを他の構造に変形することもでき、その他の装置を含むこともできる。
【００３２】
図１に示したように、溶鉄製造装置１００は、流動還元炉１０、溶融ガス化炉３０、及び還元ガス供給管４０を含む。
【００３３】
また、溶鉄製造装置１００は、流動還元炉１０と溶融ガス化炉３０の間に連結された塊成体製造装置５０、高温均配圧装置６０、及び還元体保管槽６１をさらに含むことができる。それ以外にも、溶鉄製造装置１００は、溶鉄製造に必要なその他の多様な装置をさらに含むことができる。
【００３４】
流動還元炉１０は、その内部に流動層が形成されて、流動層の粉鉱などを還元して還元体に変換するように、順次に連結されている。各流動還元炉１０は、溶融ガス化炉３０の石炭充填層から排出された還元ガスが、還元ガス供給管４０を通じて供給される。
【００３５】
流動還元炉１０は、還元ガスが流入して流れるようにし、鉄鉱石を通過させて還元体に変換する。
【００３６】
一方、流動還元炉は、複数配置され、図１では、一例として、予熱還元炉１０ａ、第１予備還元炉１０ｂ、第２予備還元炉１０ｃ、及び最終還元炉１０ｄを含む。
【００３７】
塊成体製造装置５０は、溶融ガス化炉３０内での通気性の確保のために、還元体を塊成化する。塊成体製造装置５０は、装入ホッパー（ｈｏｐｐｅｒ）５２、一対のロール５４、破砕機５６、そして保管槽５８を含む。それ以外にも、塊成体製造装置５０は、必要に応じてその他の装置を含むことができる。
【００３８】
装入ホッパー５２は、鉄を含む混合体を還元した還元体を保管する。一対のロール５４は、還元体をプレスして、塊成化された還元体に製造する。破砕機５６は、塊成化された還元体を適当な大きさに破砕する。保管槽５８は、破砕した還元体を臨時で保管する。
【００３９】
高温均配圧装置６０は、塊成体製造装置５０と溶融ガス化炉３０の間に設置される。高温均配圧装置６０は、圧力の調節のために、溶融ガス化炉３０の上部に設置される。溶融ガス化炉３０の内部は高圧であるので、高温均配圧装置６０が圧力を均一に調節して、破砕した還元体を溶融ガス化炉３０に容易に装入するようにする。還元体保管槽６１は、還元体を臨時で保管することができる。
【００４０】
溶融ガス化炉３０には、塊状炭材、例えば塊炭または微粉炭を成型した成型炭を供給して、石炭充填層を形成する。溶融ガス化炉３０に供給された塊状炭材は、石炭充填層の上部での熱分解反応、及び下部での酸素による燃焼反応によってガス化される。ガス化反応によって溶融ガス化炉３０で発生する高温還元ガスは、最終還元炉１０ｄの後端に連結されている還元ガス供給管４０を通じて流動還元炉１０に順次に供給されて、還元剤及び流動化ガスとして利用される。
【００４１】
本発明の一実施例による溶鉄製造装置１００の流動還元炉１０について、以下でより詳細に説明する。図２は流動還元炉１０及びガス吹き込み装置２０を示した概略図である。
【００４２】
図２に示したように、流動還元炉１０の内側下部には分散板１２が配置されて、下部から流入される還元ガスを上部に分散させることによって、流動還元炉１０の内部でガス及び粉鉱が均一な流れを形成するようにする。
【００４３】
また、流動還元炉１０は、その内部で微粉の粉鉱を捕集するサイクロン１４を備える。
【００４４】
図２には２つのサイクロン１４を示したが、これは単に本発明を例示するためのものであり、本発明はこれに限定されない。したがって、サイクロン１４は異なる個数で設置されることもできる。
【００４５】
サイクロン１４の上部は、じょうごのような形状からなるコーン部１４ａに形成され、サイクロン１４の下部は、コーン部１４ａに連結設置されて、一定の直径を有する管形状からなるディップレッグ（ｄｉｐｌｅｇ）部１４ｂに形成される。流動還元炉１０の操業中に、前記ディップレッグ部１４ｂには高密度の粉鉱の流れが形成される。
【００４６】
また、流動還元炉１０の上部には、サイクロン１４のガスを外部に排出させる排ガスダクト１６、及びサイクロン１４及び排ガスダクト１６を連結するフランジ１８が設置される。
【００４７】
また、１つ以上の流動還元炉１０のうち、特に溶融ガス化炉３０と直接連結された最終還元炉１０ｄ（図１参照）は、溶融ガス化炉３０から排出された高温の還元ガスが供給されるので、内部温度が７００℃以上になって、粉鉱の粘着現象が顕著になる可能性が高い。したがって、ガス吹き込み装置２０を設置して、炭素含有ガスをサイクロン１４に供給することによって、粉鉱が互いに粘着するのを防止する必要がある。
【００４８】
ガス吹き込み装置２０は、ガス供給管２０２及びガス吹き込み導管２０４を含む。ガス供給管２０２には、流量計２０６及び流量調節バルブ２０８が設置される。流量計２０６で炭素含有ガスの量を測定し、流量調節バルブ２０８でサイクロン１４の内部に供給される炭素含有ガスの量を調節することができる。
【００４９】
この時、炭素含有ガスは、最終還元炉の操業温度である７００℃で熱分解によって固形炭素粉が生成されて、分解反応が吸熱反応であるガスが好ましいので、メタン（ＣＨ４）が一定量以上、約５０％以上含まれているガスを使用することができる。例えば、炭素含有ガスとしては、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ、液化天然ガス）を使用することができる。
【００５０】
メタンは、サイクロン１４に吹き込まれて、粉鉱の流れで下記のような反応によって分解される。
【００５１】
［化式１］
ＣＨ４→Ｃ＋２Ｈ２
【００５２】
前記分解反応によって生成される炭素粉は、サイクロン１４のディップレッグ部１４ｂ内の粉鉱粒子の表面に析出し、これによって粉鉱粒子間の粘着を防止するようになる。
【００５３】
また、［化学式１］の分解反応は、メタン１モル（ｍｏｌ）当たり９０,４０３Ｋｃａｌの熱が吸収される吸熱反応であるので、炭素含有ガスが吹き込まれる付近の温度が分解反応によって低くなって、粉鉱粒子間の粘着がさらに防止される。
【００５４】
図２に示したように、ガス吹き込み導管２０４は、流動還元炉１０の上下方向に流動還元炉１０と連結される。流動還元炉１０が高温であり、上下方向にのびた形態からなる点を考慮する時、熱膨張及び熱収縮は主に上下方向に発生する。したがって、側面方向にガス吹き込み導管２０４を連結すると、流動還元炉１０の熱膨張及び熱収縮によってガス吹き込み導管２０４が破損する。これを防止するために、ガス吹き込み導管２０４を上下方向に連結する。特に、流動還元炉１０の上部にガス吹き込み導管２０４を連結するのが設計上容易である。
【００５５】
一方、ディップレッグ部１４ｂ及びガス吹き込み導管２０４の連結部位２１０で、炭素含有ガスの流速が４ｍ／ｓより小さい場合には、ガス吹き込み導管２０４内に粉鉱が逆流してガス吹き込み導管２０４の連結部位を詰まらせる危険があり、流速が８ｍ／ｓ以上である場合には、ガス吹き込み導管２０４の連結部位２１０から吹き込まれるガスの推進力によって粉鉱の流れが妨害される危険がある。
【００５６】
したがって、サイクロン１４のディップレッグ部１４ｂに吹き込まれる炭素含有ガスは、ディップレッグ部１４ｂ及びガス吹き込み導管２０４の連結部位２１０での流速が４ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓになるようにする。
【００５７】
一方、ガス吹き込み装置２０のガス供給管２０２には、サイクロン１４の内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置２２が連結設置される。
【００５８】
不活性ガス供給装置２２は、ガス供給管２０２と連結される不活性ガス供給管２２０、及び不活性ガス供給管２２０に設置されて、不活性ガス供給管２２０を周期的に開閉する自動バルブ２２２を含む。不活性ガスとしては、一例として窒素（Ｎ２）を使用することができる。
【００５９】
このような構成によって、不活性ガスも、不活性ガス供給管２０２及びガス吹き込み導管２０４を通じてサイクロン１４の内部に周期的に供給される。このように不活性ガスを供給することによって、ガス吹き込み導管２０４が詰まるのを防止することができる。つまり、炭素含有ガスがガス吹き込み導管２０４を通過する途中で分解されて、ガス吹き込み導管２０４の内部に残留する炭素を不活性ガスとして押し出してサイクロン１４に排出して、ガス吹き込み導管２０４が詰まるのを防止する。
【００６０】
以上のように構成されるガス吹き込み装置２０は、サイクロン１４ごとに複数が設置されるが、ガス吹き込み装置２０は、粉鉱の流れが停滞する可能性がある部分、つまり粉鉱の流れが始まるサイクロン１４のコーン部１４ａ及びディップレッグ部１４ｂが連結される位置、及び粉鉱の流れが終わるディップレッグ部１４ｂの下端に設置するのが好ましい。
【００６１】
したがって、ガス吹き込み装置２０は、その連結部位２１０ａがサイクロン１４のコーン部１４ａ及びディップレッグ部１４ｂが連結される位置に形成される第１ガス吹き込み装置２０ａ、及びその連結部位２１０ｂがディップレッグ部１４ｂの下端に形成される第２ガス吹き込み装置２０ｂを含む。
【００６２】
また、ディップレッグ部１４ｂには、予め設定された間隔でガス吹き込み装置２０の連結部位２１０がさらに形成されることができる。しかし、過度に多くの部位からサイクロン１４にガスが吹き込まれる場合、むしろ粉鉱の流れが妨害されるので、連結部位２１０ｃが第１ガス吹き込み装置２０ａ及び第２ガス吹き込み装置２０ｂの連結部位２１０ａ、２１０ｂの間に形成される２つ以下の第３ガス吹き込み装置２０ｃを追加的に設置することができる。
【００６３】
図２には、一例として４つのガス吹き込み装置２０が設置された溶鉄製造装置の構成を示したが、本発明はこれに限定されない。
【００６４】
以下、ガス吹き込み導管２０４の構成をより詳細に説明する。図３はサイクロン１４及びサイクロン１４に螺旋形に設置されたガス吹き込み導管２０４を示した概略図であり、図４はガス吹き込み導管２０４のまた他の例であって、ガス吹き込み導管２０４の一部がスプリング形態に形成された構成を示した概略図である。
【００６５】
図３及び図４に示したように、ガス吹き込み導管２０４は、フランジ１８を貫通して流動還元炉の内部に形成されて、サイクロン１４のディップレッグ部１４ｂに連結される。
【００６６】
ガス吹き込み導管２０４は、螺旋またはコイル形状でサイクロン１４の表面を囲むように形成されることができる。特に、図４に示したように、ガス吹き込み導管２０４の長さが長い場合、その一部をスプリング形態に形成することができる。したがって、ガス吹き込み導管２０４が長くても、弾力的に設置が可能であり、熱膨張にも耐えることができるようになる。
【００６７】
流動還元炉の内部の昇温及び冷却によってサイクロン１４が膨張または収縮して、ガス吹き込み導管２０４及びサイクロン１４のディップレッグ部１４ｂの間の連結部位２１０はそれにともなう剪断力を受けるようになる。しかし、図３に示したように、ガス吹き込み導管２０４が螺旋またはコイル形状に形成されることによって、連結部位１０に加えられる剪断力が吸収されて、連結部位２１０の破損が防止される。
【００６８】
また、前記形態のガス吹き込み導管２０４は、流動還元炉内に形成される還元ガスの流れによるサイクロン１４の振動を吸収することもできる。
【００６９】
一方、ガス吹き込み導管２０４及びサイクロン１４のディップレッグ部１４ｂの間の連結部位２１０は溶接されて、ガス吹き込み導管２０４を通じて吹き込まれる炭素含有ガスがサイクロン１４の外部に漏出しないようにすることができる。
【００７０】
以下、実験例を通して本発明を説明する。このような実験例は、単に本発明を例示するためのものであり、本発明はこれに限定されない。
【００７１】
実験例
還元ガスを含むガスに一定時間接触させた粉鉱を板上に置いて、粉鉱が置かれた板を、０°を基準にして時計回りに徐々に回転させた。この時の粉鉱の崩壊角度を測定した。また、ガスの温度を変化させて、何度も実験を実施した。ここで、崩壊角度は重力によって粉鉱が板から離脱し始める角度を意味し、粘着現象が発生してそれ以上粉鉱が板から離脱しない時を１８０°で示す。
【００７２】
実験例１
還元ガス及びメタンが５０％含まれているガスを混合させて、一定時間接触させた粉鉱の崩壊角度を測定した。
【００７３】
実験例２
還元ガス及びメタンが１００％含まれているガスを混合させて、一定時間接触させた粉鉱の崩壊角度を測定した。
【００７４】
比較例
本実験例に対する比較例として、還元ガスだけに一定時間接触させた粉鉱の崩壊角度を測定した。
【００７５】
図５は実験例及び比較例の実験結果を示したグラフである。図５に示されているように、還元ガス及びメタンを５０％含むガスを混合して接触させた実験例１での粉鉱の粘着温度は約７６０℃であった。また、還元ガス及びメタンを１００％含むガスを混合して接触させた実験例２での粉鉱の粘着温度は約８００℃であった。また、還元ガスだけに接触させた比較例での粉鉱の粘着温度は約７２５℃であった。
【００７６】
このように、実験例１及び実験例２の粘着温度は、比較例の粘着温度より各々約３５℃及び７５℃程高かった。つまり、本実験結果によれば、ガスの温度を次第に高める場合、比較例で先に粘着現象が発生するようになり、実験例の場合にはより高い温度で粘着現象が発生する。つまり、実験例１及び実験例２は、比較例に比べて粘着現象があまり起こらなかった。
【００７７】
これは、炭素含有ガスのメタンが分解されて形成された炭素が粉鉱の表面に析出されることによって、粉鉱粒子間の粘着が困難になったことを意味する。したがって、本発明によれば、流動還元炉、特に最終還元炉の操業温度である７００℃以上で粉鉱の粘着現象が顕著に減少するようになる。
【００７８】
前記では、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することができ、これも本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施例による溶鉄製造装置の概略図である。
【図２】図１の溶鉄製造装置に設置された流動還元炉及びガス吹き込み装置の概略図である。
【図３】図２の流動還元炉に設置されたサイクロン及びガス吹き込み導管を示した概略図である。
【図４】図２の流動還元炉に設置されたサイクロン及び他の形態のガス吹き込み導管を示した概略図である。
【図５】サイクロン内で粉鉱が粘着する温度を示したグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１００  溶鉄製造装置
１０  流動還元炉
１０ａ  予熱還元炉
１０ｂ  第１予備還元炉
１０ｃ  第２予備還元炉
１０ｄ  最終還元炉
１２  分散板
１４  サイクロン
１４ａ  コーン部
１４ｂ  ディップレッグ部
１６  排ガスダクト
１８  フランジ
２０  ガス吹き込み装置
２０２  ガス供給管
２０４  ガス吹き込み導管
２０６  流量計
２０８  流量調節バルブ
２１０  連結部位
２２  不活性ガス供給装置
２２０  不活性ガス供給管
２２２  自動バルブ
３０  溶融ガス化炉
４０  還元ガス供給管
５０  塊成体製造装置
５２  装入ホッパー
５４  一対のロール
５６  破砕機
５８  保管槽
６０  高温均配圧装置
６１  還元体保管槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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