JPH08245212A - アイアンカーバイドの製造方法および装置 - Google Patents
アイアンカーバイドの製造方法および装置Info
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- JPH08245212A JPH08245212A JP7051086A JP5108695A JPH08245212A JP H08245212 A JPH08245212 A JP H08245212A JP 7051086 A JP7051086 A JP 7051086A JP 5108695 A JP5108695 A JP 5108695A JP H08245212 A JPH08245212 A JP H08245212A
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- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
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- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動層型反応炉を用いて鉄酸化物からアイア
ンカーバイドを製造する反応速度を向上する。 【構成】 流動層型反応炉１には、粉末状の鉱石を予熱
炉２で熱風によって予熱して装入する。予熱炉２の排ガ
ス中から、集塵機３で鉄酸化物粒子を回収し、還元炉４
で還元する。還元鉄粒子は、流動層型反応炉１の流路の
途中に投入され、アイアンカーバイドを生成する反応を
触媒として促進させる。
ンカーバイドを製造する反応速度を向上する。 【構成】 流動層型反応炉１には、粉末状の鉱石を予熱
炉２で熱風によって予熱して装入する。予熱炉２の排ガ
ス中から、集塵機３で鉄酸化物粒子を回収し、還元炉４
で還元する。還元鉄粒子は、流動層型反応炉１の流路の
途中に投入され、アイアンカーバイドを生成する反応を
触媒として促進させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘマタイトなどの鉄酸
化物から鉄炭化物であるアイアンカーバイドを製造する
方法および装置に関する。
化物から鉄炭化物であるアイアンカーバイドを製造する
方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）粒子を流動層型
反応炉に装入し、反応ガスによって流動化させながらア
イアンカーバイド（Ｆｅ3 Ｃ）粒子を製造する先行技術
は、たとえば特表平６−５０１９８３号公表特許公報に
開示されている。この先行技術では、予熱した鉄鉱石粒
子を流動層型反応炉に装入し、一酸化炭素（ＣＯ）など
を含む反応ガスによって炭化させ、セメンタイト（Ｆｅ
3 Ｃ）などのアイアンカーバイド粒子を製造する。ヘマ
タイトなどの鉄酸化物を多く含む鉄鉱石を効率的に鉄炭
化物に転化させることができれば、鉄炭化物は電気炉等
の製鋼炉で鉄源として直接使用可能であるので、鉄鉱石
から鉄を取出す有力な技術となる。
反応炉に装入し、反応ガスによって流動化させながらア
イアンカーバイド（Ｆｅ3 Ｃ）粒子を製造する先行技術
は、たとえば特表平６−５０１９８３号公表特許公報に
開示されている。この先行技術では、予熱した鉄鉱石粒
子を流動層型反応炉に装入し、一酸化炭素（ＣＯ）など
を含む反応ガスによって炭化させ、セメンタイト（Ｆｅ
3 Ｃ）などのアイアンカーバイド粒子を製造する。ヘマ
タイトなどの鉄酸化物を多く含む鉄鉱石を効率的に鉄炭
化物に転化させることができれば、鉄炭化物は電気炉等
の製鋼炉で鉄源として直接使用可能であるので、鉄鉱石
から鉄を取出す有力な技術となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６は、特表平６−５
０１９８３の第８図として表されている反応時間の経過
に対する組成の変化を示す。時間０で装入する鉄酸化物
には、Ｆｅ3Ｏ4が約６０％、Ｆｅ2Ｏ3が約４０％含まれ
ている。装入された鉄酸化物は、鉄炭化物（Ｆｅ3 Ｃ）
に転化されるが、反応後期（４〜６時間）においては、
鉄炭化物の生成スピードが著しく低下する。Ｆｅ3Ｏ4や
ＦｅＯなどの鉄酸化物を減少させ、鉄炭化物（Ｆｅ3
Ｃ）を高転化率で得るためには、さらに長時間の反応を
要することが判る。流動層型反応炉では、長時間にわた
って粒子を炉内に滞留させるためには、長い流路を必要
とする。また、多量の鉄炭化物を得るためには、流路断
面積も大きくしなければならない。したがって、高転化
率で鉄炭化物を多量に得るためには、大型の流動層型反
応炉を設置する必要がある。
０１９８３の第８図として表されている反応時間の経過
に対する組成の変化を示す。時間０で装入する鉄酸化物
には、Ｆｅ3Ｏ4が約６０％、Ｆｅ2Ｏ3が約４０％含まれ
ている。装入された鉄酸化物は、鉄炭化物（Ｆｅ3 Ｃ）
に転化されるが、反応後期（４〜６時間）においては、
鉄炭化物の生成スピードが著しく低下する。Ｆｅ3Ｏ4や
ＦｅＯなどの鉄酸化物を減少させ、鉄炭化物（Ｆｅ3
Ｃ）を高転化率で得るためには、さらに長時間の反応を
要することが判る。流動層型反応炉では、長時間にわた
って粒子を炉内に滞留させるためには、長い流路を必要
とする。また、多量の鉄炭化物を得るためには、流路断
面積も大きくしなければならない。したがって、高転化
率で鉄炭化物を多量に得るためには、大型の流動層型反
応炉を設置する必要がある。
【０００４】本発明の目的は、反応後期における鉄炭化
物生成速度を向上させ、流動層型反応炉の大型化を招か
ずに効率的な製造を行うことができるアイアンカーバイ
ドの製造方法および装置を提供することである。
物生成速度を向上させ、流動層型反応炉の大型化を招か
ずに効率的な製造を行うことができるアイアンカーバイ
ドの製造方法および装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄酸化物粒子
を流動層型反応炉に装入し、反応ガスによって流動化さ
せながら炭化させるアイアンカーバイドの製造方法にお
いて、投入された鉄酸化物粒子の流路の途中から、鉄
（Ｆｅ）粒子を投入することを特徴とするアイアンカー
バイドの製造方法である。また本発明は、前記鉄粒子の
投入を複数個所で行い、投入する鉄粒子の粒径を、下流
側になるほど小さくすることを特徴とする。また本発明
の前記鉄粒子は、鉄酸化物粒子を予熱する際の排ガス中
から回収し、還元して生成することを特徴とする。さら
に本発明は、鉄酸化物粒子を流動層型反応炉に装入し、
反応ガスによって流動化させながら炭化させるアイアン
カーバイドの製造装置において、鉄酸化物粒子を熱風に
よって予熱する予熱手段と、予熱手段の排ガス中から鉄
酸化物粒子を回収する回収手段と、回収手段によって回
収された鉄酸化物粒子を還元して流動層型反応炉内に投
入する還元手段とを含むことを特徴とするアイアンカー
バイドの製造装置である。また本発明の前記還元手段と
流動層型反応炉との間には、還元された鉄酸化物粒子を
粒径に従って複数等級に分級する分級手段が設けられ、
流動層型反応炉内に、投入される鉄酸化物粒子の流路の
途中の複数個所で、下流側になるほど粒径が小さい等級
の還元された粒子を投入することを特徴とする。
を流動層型反応炉に装入し、反応ガスによって流動化さ
せながら炭化させるアイアンカーバイドの製造方法にお
いて、投入された鉄酸化物粒子の流路の途中から、鉄
（Ｆｅ）粒子を投入することを特徴とするアイアンカー
バイドの製造方法である。また本発明は、前記鉄粒子の
投入を複数個所で行い、投入する鉄粒子の粒径を、下流
側になるほど小さくすることを特徴とする。また本発明
の前記鉄粒子は、鉄酸化物粒子を予熱する際の排ガス中
から回収し、還元して生成することを特徴とする。さら
に本発明は、鉄酸化物粒子を流動層型反応炉に装入し、
反応ガスによって流動化させながら炭化させるアイアン
カーバイドの製造装置において、鉄酸化物粒子を熱風に
よって予熱する予熱手段と、予熱手段の排ガス中から鉄
酸化物粒子を回収する回収手段と、回収手段によって回
収された鉄酸化物粒子を還元して流動層型反応炉内に投
入する還元手段とを含むことを特徴とするアイアンカー
バイドの製造装置である。また本発明の前記還元手段と
流動層型反応炉との間には、還元された鉄酸化物粒子を
粒径に従って複数等級に分級する分級手段が設けられ、
流動層型反応炉内に、投入される鉄酸化物粒子の流路の
途中の複数個所で、下流側になるほど粒径が小さい等級
の還元された粒子を投入することを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明に従えば、鉄酸化物粒子を流動層型反応
炉に装入し、アイアンカーバイドに転化させる流路の途
中に鉄粒子を投入する。鉄粒子は反応ガスに含まれる一
酸化炭素（ＣＯ）を分解して２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ2 の反応
を促進させる触媒としての作用を有し、鉄酸化物から鉄
炭化物であるアイアンカーバイドへの転化を促進させ
る。このように反応後期に触媒として鉄粒子を投入する
ことによって、アイアンカーバイドの生成速度を向上さ
せることができる。
炉に装入し、アイアンカーバイドに転化させる流路の途
中に鉄粒子を投入する。鉄粒子は反応ガスに含まれる一
酸化炭素（ＣＯ）を分解して２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ2 の反応
を促進させる触媒としての作用を有し、鉄酸化物から鉄
炭化物であるアイアンカーバイドへの転化を促進させ
る。このように反応後期に触媒として鉄粒子を投入する
ことによって、アイアンカーバイドの生成速度を向上さ
せることができる。
【０００７】また本発明に従えば、流動層型反応炉内の
流路に複数個所から鉄粒子を投入する。投入する鉄粒子
の粒径は、下流側になるほど小さくするので、流路の終
端までの短い時間でも容易に触媒としての作用を果した
後、自らも鉄炭化物に転化する。
流路に複数個所から鉄粒子を投入する。投入する鉄粒子
の粒径は、下流側になるほど小さくするので、流路の終
端までの短い時間でも容易に触媒としての作用を果した
後、自らも鉄炭化物に転化する。
【０００８】また本発明に従えば、流動型反応炉に装入
する鉄酸化物粒子を予熱する際の排ガス中から、鉄酸化
物粒子を回収し、還元して流動層型反応炉の流路の途中
に投入する鉄粒子を生成する。予熱する際の排ガスに混
じって排出される鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装
入される鉄酸化物粒子よりも粒径が小さい。そのような
微粒子を還元して流路の途中から投入するので、短い時
間でも触媒としての作用を有効に果した後、鉄炭化物と
なる。
する鉄酸化物粒子を予熱する際の排ガス中から、鉄酸化
物粒子を回収し、還元して流動層型反応炉の流路の途中
に投入する鉄粒子を生成する。予熱する際の排ガスに混
じって排出される鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装
入される鉄酸化物粒子よりも粒径が小さい。そのような
微粒子を還元して流路の途中から投入するので、短い時
間でも触媒としての作用を有効に果した後、鉄炭化物と
なる。
【０００９】さらに本発明に従えば、予熱手段で予熱し
た鉄酸化物粒子を流動層型反応炉に装入し、アイアンカ
ーバイドを製造する。予熱手段の排ガス中から回収手段
によって鉄酸化物粒子が回収され、還元手段によって還
元され、流動層型反応炉に投入される。排ガス中から回
収される鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装入される
予熱された鉄酸化物粒子よりも粒径が小さい。したがっ
て、還元手段によって還元されて流動層型反応炉の流路
に投入される鉄粒子は、流動層型反応炉内で反応する酸
化鉄粒子よりも粒径が小さくなるので、鉄酸化物を鉄炭
化物に転化させる反応の触媒として反応をより短時間で
促進させた後、自らも鉄炭化物となる。
た鉄酸化物粒子を流動層型反応炉に装入し、アイアンカ
ーバイドを製造する。予熱手段の排ガス中から回収手段
によって鉄酸化物粒子が回収され、還元手段によって還
元され、流動層型反応炉に投入される。排ガス中から回
収される鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装入される
予熱された鉄酸化物粒子よりも粒径が小さい。したがっ
て、還元手段によって還元されて流動層型反応炉の流路
に投入される鉄粒子は、流動層型反応炉内で反応する酸
化鉄粒子よりも粒径が小さくなるので、鉄酸化物を鉄炭
化物に転化させる反応の触媒として反応をより短時間で
促進させた後、自らも鉄炭化物となる。
【００１０】また本発明に従えば、還元手段によって還
元された鉄粒子は、分級手段によって粒径に従う複数等
級に分級される。流動層型反応炉内の流路には、複数個
所から、下流側になるほど粒径が小さい等級の還元され
た粒子を投入する。粒径が小さい等級の鉄粒子は、短い
時間でも有効に作用し、鉄酸化物から鉄炭化物を生成す
る速度を向上させた後、自らも鉄炭化物となる。
元された鉄粒子は、分級手段によって粒径に従う複数等
級に分級される。流動層型反応炉内の流路には、複数個
所から、下流側になるほど粒径が小さい等級の還元され
た粒子を投入する。粒径が小さい等級の鉄粒子は、短い
時間でも有効に作用し、鉄酸化物から鉄炭化物を生成す
る速度を向上させた後、自らも鉄炭化物となる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例によるアイアンカ
ーバイド製造装置の簡略化した構成を示す。流動層型反
応炉１では、ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）の粒子を原料とし
て装入して、アイアンカーバイド（Ｆｅ3Ｃ）の粒子を
得る炭化反応を起こさせる。装入するヘマタイトは、粉
末状の鉱石として、一旦熱風によって予熱炉２で予熱す
る。予熱炉２および流動層型反応炉１における操業条件
は、前述の先行技術とほぼ同様である。たとえば、予熱
は５００℃〜９００℃の温度で熱風によって行い、流動
層型反応炉１内での反応が５００℃以上で行えるように
する。
ーバイド製造装置の簡略化した構成を示す。流動層型反
応炉１では、ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）の粒子を原料とし
て装入して、アイアンカーバイド（Ｆｅ3Ｃ）の粒子を
得る炭化反応を起こさせる。装入するヘマタイトは、粉
末状の鉱石として、一旦熱風によって予熱炉２で予熱す
る。予熱炉２および流動層型反応炉１における操業条件
は、前述の先行技術とほぼ同様である。たとえば、予熱
は５００℃〜９００℃の温度で熱風によって行い、流動
層型反応炉１内での反応が５００℃以上で行えるように
する。
【００１２】予熱炉２で鉱石を予熱した熱風は、排ガス
として排出され、集塵機３に導かれる。サイクロンなど
によって実現される集塵機３では、排ガス中に含まれる
微粒子を分離する。この微粒子は、原料の鉱石に含まれ
ている鉄酸化物微粒子であり、集塵機３は回収手段とし
て排ガス中から鉄酸化物微粒子を回収することになる。
回収された鉄酸化物微粒子は、還元手段である還元炉４
に投入される。還元炉４では、水素（Ｈ2 ）などを含む
還元ガスによって鉄酸化物を還元し、鉄（Ｆｅ）を得
る。還元炉４によって還元された鉄粒子は流動層型反応
炉１の流路の途中に投入される。
として排出され、集塵機３に導かれる。サイクロンなど
によって実現される集塵機３では、排ガス中に含まれる
微粒子を分離する。この微粒子は、原料の鉱石に含まれ
ている鉄酸化物微粒子であり、集塵機３は回収手段とし
て排ガス中から鉄酸化物微粒子を回収することになる。
回収された鉄酸化物微粒子は、還元手段である還元炉４
に投入される。還元炉４では、水素（Ｈ2 ）などを含む
還元ガスによって鉄酸化物を還元し、鉄（Ｆｅ）を得
る。還元炉４によって還元された鉄粒子は流動層型反応
炉１の流路の途中に投入される。
【００１３】流動層型反応炉１は、予熱された鉄酸化物
粒子を反応ガスによって流動化させ、内部の流路に沿っ
て移動させながら炭化させてアイアンカーバイド粒子に
転化させる。反応は流路に沿って進行し、反応の後期に
相当する流路の途中から鉄粒子を投入することによっ
て、炭化反応が促進され、生成速度が向上する。なお流
動層型反応炉１、予熱炉２および還元炉４では、それぞ
れ異なる雰囲気を使用するので、これらの間にはロック
ホッパ５，６，７を介在させ、雰囲気が混じり合うこと
を防止する。各ロックホッパ５，６，７では、一旦粒子
を貯留し、雰囲気を窒素（Ｎ2 ）などに置換した後、さ
らに下流側の装置に用いる雰囲気に置換する。
粒子を反応ガスによって流動化させ、内部の流路に沿っ
て移動させながら炭化させてアイアンカーバイド粒子に
転化させる。反応は流路に沿って進行し、反応の後期に
相当する流路の途中から鉄粒子を投入することによっ
て、炭化反応が促進され、生成速度が向上する。なお流
動層型反応炉１、予熱炉２および還元炉４では、それぞ
れ異なる雰囲気を使用するので、これらの間にはロック
ホッパ５，６，７を介在させ、雰囲気が混じり合うこと
を防止する。各ロックホッパ５，６，７では、一旦粒子
を貯留し、雰囲気を窒素（Ｎ2 ）などに置換した後、さ
らに下流側の装置に用いる雰囲気に置換する。
【００１４】鉄粒子を投入することによって、流動層型
反応炉１の流路内では、反応ガスに含まれる一酸化炭素
（ＣＯ）が分解され、２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ2 の反応が促進
されるものと考えられる。このような触媒としての効果
は、たとえばＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＴＲＡＮＳ
ＡＣＴＩＯＮＳ ＶＯＬＵＭＥ ５，ＪＡＮＵＡＲＹ
１９７４ ｐ．１１〜２５に紹介されている。図６か
ら、反応後期に鉄（Ｆｅ）が少なくなるのでアイアンカ
ーバイドの生成速度が低下すると考えられ、反応後期に
触媒として作用する鉄を添加するようにしたところ、ア
イアンカーバイドの生成速度が向上した。
反応炉１の流路内では、反応ガスに含まれる一酸化炭素
（ＣＯ）が分解され、２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ2 の反応が促進
されるものと考えられる。このような触媒としての効果
は、たとえばＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＴＲＡＮＳ
ＡＣＴＩＯＮＳ ＶＯＬＵＭＥ ５，ＪＡＮＵＡＲＹ
１９７４ ｐ．１１〜２５に紹介されている。図６か
ら、反応後期に鉄（Ｆｅ）が少なくなるのでアイアンカ
ーバイドの生成速度が低下すると考えられ、反応後期に
触媒として作用する鉄を添加するようにしたところ、ア
イアンカーバイドの生成速度が向上した。
【００１５】図２および図３は、本発明の他の実施例の
簡略化した構成を示す。図２は平面断面図、図３は正面
断面図をそれぞれ示し、図２は図３の切断面線II−IIか
ら見た状態、図３は図２の切断面線III−IIIから見た状
態にそれぞれ相当する。本実施例の流動層型反応炉１０
は、圧力容器として有利な円筒形外形を有する。流路を
長くするために、内部を仕切１１で仕切る。流動層は分
散板１２に設けられるノズル１３から噴出す反応ガスに
よって流動化される。流動層の流路は、原料である鉄酸
化物粒子の装入口１４から炭化物であるアイアンカーバ
イドの排出口１５までの間に形成される。この流路に沿
って鉄酸化物粒子が移動する際に、反応ガスによって炭
化される。図６に示すように、原料の装入直後には流動
層型反応炉１０内部で鉄（Ｆｅ）が生成されて、炭化物
生成反応が促進されるけれども、反応の後半では鉄（Ｆ
ｅ）が減少し、触媒作用が低下する。本実施例では、流
路の後半に複数の投入口１６，１７を設け、鉄粒子を投
入する。
簡略化した構成を示す。図２は平面断面図、図３は正面
断面図をそれぞれ示し、図２は図３の切断面線II−IIか
ら見た状態、図３は図２の切断面線III−IIIから見た状
態にそれぞれ相当する。本実施例の流動層型反応炉１０
は、圧力容器として有利な円筒形外形を有する。流路を
長くするために、内部を仕切１１で仕切る。流動層は分
散板１２に設けられるノズル１３から噴出す反応ガスに
よって流動化される。流動層の流路は、原料である鉄酸
化物粒子の装入口１４から炭化物であるアイアンカーバ
イドの排出口１５までの間に形成される。この流路に沿
って鉄酸化物粒子が移動する際に、反応ガスによって炭
化される。図６に示すように、原料の装入直後には流動
層型反応炉１０内部で鉄（Ｆｅ）が生成されて、炭化物
生成反応が促進されるけれども、反応の後半では鉄（Ｆ
ｅ）が減少し、触媒作用が低下する。本実施例では、流
路の後半に複数の投入口１６，１７を設け、鉄粒子を投
入する。
【００１６】複数の投入口１６，１７から投入する鉄
は、還元炉４で回収した鉄酸化物粒子を還元し、さらに
サイクロンなどによって実現される分級器２０で粒子の
粒径に従った等級に分級する。たとえば装入口１４から
ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）を１〜０．１ｍｍの粒径で装入
する場合、回収されて還元される鉄（Ｆｅ）は、０．１
５〜０．１ｍｍの粒径を有するように設計する。分級器
２０は、鉄（Ｆｅ）の粒子を、０．１５〜０．１３ｍｍ
と０．１３〜０．１ｍｍとの等級に分級し、小さい等級
の鉄粒子を下流側の投入口１７から投入する。下流側の
投入口１７が、流路の終端である排出口１５に上流側の
投入口１６よりも近く、短時間で触媒として有効に作用
し、自らも鉄炭化物となる小さな粒径の鉄粒子を投入す
ることが好ましい。
は、還元炉４で回収した鉄酸化物粒子を還元し、さらに
サイクロンなどによって実現される分級器２０で粒子の
粒径に従った等級に分級する。たとえば装入口１４から
ヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）を１〜０．１ｍｍの粒径で装入
する場合、回収されて還元される鉄（Ｆｅ）は、０．１
５〜０．１ｍｍの粒径を有するように設計する。分級器
２０は、鉄（Ｆｅ）の粒子を、０．１５〜０．１３ｍｍ
と０．１３〜０．１ｍｍとの等級に分級し、小さい等級
の鉄粒子を下流側の投入口１７から投入する。下流側の
投入口１７が、流路の終端である排出口１５に上流側の
投入口１６よりも近く、短時間で触媒として有効に作用
し、自らも鉄炭化物となる小さな粒径の鉄粒子を投入す
ることが好ましい。
【００１７】図３に示すように、流動層型反応炉１０で
は、下方の反応ガス入口２１から、一酸化炭素（ＣＯ）
を含む反応ガスを導入し、上方の反応ガス出口２２から
排出させる。分散板１２の下方には風箱部２３が形成さ
れ、導入された反応ガスを一旦蓄える。風箱部２３内の
反応ガスは、分散板１２に設けられているノズル１３を
介して噴出し、分散板１２の上方に流動層２４を形成さ
せる。仕切１１は、形成される流動層２４の高さよりも
高くしておく。この上方の風塔部２５は、断面積を大き
くし、反応ガスの流速を減少させて、流動層２４から粒
子が飛散することを防ぐ。
は、下方の反応ガス入口２１から、一酸化炭素（ＣＯ）
を含む反応ガスを導入し、上方の反応ガス出口２２から
排出させる。分散板１２の下方には風箱部２３が形成さ
れ、導入された反応ガスを一旦蓄える。風箱部２３内の
反応ガスは、分散板１２に設けられているノズル１３を
介して噴出し、分散板１２の上方に流動層２４を形成さ
せる。仕切１１は、形成される流動層２４の高さよりも
高くしておく。この上方の風塔部２５は、断面積を大き
くし、反応ガスの流速を減少させて、流動層２４から粒
子が飛散することを防ぐ。
【００１８】図４は、原料として装入するＦｅ2Ｏ3の量
と、後から投入するＦｅの量とに関する操業条件を示
す。図４（１）ではＦｅを６％、図４（２）ではＦｅを
１０％、それぞれ投入する。流動層型反応炉１０内が５
つの空間に仕切られているので、各空間におけるＦｅの
添加量は、それぞれ、
と、後から投入するＦｅの量とに関する操業条件を示
す。図４（１）ではＦｅを６％、図４（２）ではＦｅを
１０％、それぞれ投入する。流動層型反応炉１０内が５
つの空間に仕切られているので、各空間におけるＦｅの
添加量は、それぞれ、
【００１９】
【数１】
【００２０】となる。Ｆｅ添加量は、最大５０％、最小
１０％の範囲内とすることが望ましい。
１０％の範囲内とすることが望ましい。
【００２１】図５は、実線で原料として投入するＦｅ2
Ｏ3の粒径分布と、２点鎖線で転化されたアイアンカー
バイドの粒径分布の一例を示す。Ｆｅ2Ｏ3は０．１〜１
ｍｍに分布しており、その１０％なら０．１５ｍｍ以
下、６％なら０．１３ｍｍ以下をそれぞれカットし、回
収して鉄粒子として投入すればよい。
Ｏ3の粒径分布と、２点鎖線で転化されたアイアンカー
バイドの粒径分布の一例を示す。Ｆｅ2Ｏ3は０．１〜１
ｍｍに分布しており、その１０％なら０．１５ｍｍ以
下、６％なら０．１３ｍｍ以下をそれぞれカットし、回
収して鉄粒子として投入すればよい。
【００２２】以上説明した各実施例では、流動層型反応
炉に投入する鉄粒子を、原料として装入する鉄酸化物粒
子の一部を還元して生成しているけれども、予め生成し
た鉄粒子を投入するようにしてもよい。本実施例のよう
に還元直後の鉄粒子を使用すれば、酸化の少ない純鉄に
近い粒子を投入することができ、投入量が少なくても触
媒作用を充分に発揮して効率よくアイアンカーバイドを
製造することができる。
炉に投入する鉄粒子を、原料として装入する鉄酸化物粒
子の一部を還元して生成しているけれども、予め生成し
た鉄粒子を投入するようにしてもよい。本実施例のよう
に還元直後の鉄粒子を使用すれば、酸化の少ない純鉄に
近い粒子を投入することができ、投入量が少なくても触
媒作用を充分に発揮して効率よくアイアンカーバイドを
製造することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、触媒とし
て作用する鉄粒子を流動層型反応炉の反応時間の後期に
投入し、鉄酸化物からアイアンカーバイドを生成する速
度を向上させることができる。アイアンカーバイドの組
成を得るに要する時間が短縮されるので、生産効率が向
上し、流動層型反応炉などの設備も小型化することがで
きる。
て作用する鉄粒子を流動層型反応炉の反応時間の後期に
投入し、鉄酸化物からアイアンカーバイドを生成する速
度を向上させることができる。アイアンカーバイドの組
成を得るに要する時間が短縮されるので、生産効率が向
上し、流動層型反応炉などの設備も小型化することがで
きる。
【００２４】また本発明によれば、流動層型反応炉内に
投入する鉄粒子の粒径を、下流側ほど小さくするので、
流路終端までの短い時間で有効にアイアンカーバイド生
成速度の向上を図ることができる。
投入する鉄粒子の粒径を、下流側ほど小さくするので、
流路終端までの短い時間で有効にアイアンカーバイド生
成速度の向上を図ることができる。
【００２５】また本発明によれば、予熱した鉄酸化物粒
子からの排ガス中に含まれる鉄酸化物粒子を回収し、還
元して流動層型反応炉の流路に投入する。排ガス中から
回収される鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装入され
る鉄酸化物粒子よりも粒径が小さい。還元して投入され
る鉄粒子の粒径も装入される鉄炭化物粒子の粒径よりも
小さくなるので、還元直後の鉄微粒子を投入し、アイア
ンカーバイドの生成反応速度の促進を有効に図ることが
できる。
子からの排ガス中に含まれる鉄酸化物粒子を回収し、還
元して流動層型反応炉の流路に投入する。排ガス中から
回収される鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装入され
る鉄酸化物粒子よりも粒径が小さい。還元して投入され
る鉄粒子の粒径も装入される鉄炭化物粒子の粒径よりも
小さくなるので、還元直後の鉄微粒子を投入し、アイア
ンカーバイドの生成反応速度の促進を有効に図ることが
できる。
【００２６】さらに本発明によれば、予熱手段で鉄酸化
物粒子を熱風によって予熱する際に、排ガス中から鉄酸
化物粒子を回収手段が回収し、還元手段によって還元し
て流動層型反応炉内に投入する。流動層型反応炉に装入
される予熱された鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装
入され、流路に沿って流動しながら炭化されてアイアン
カーバイドが製造される。この流路に鉄粒子が投入され
るので、その触媒作用によって炭化反応が促進され、ア
イアンカーバイドの生成速度が向上する。これによって
アイアンカーバイドの製造時間を短縮し、比較的小さな
流動層型反応炉でも多量のアイアンカーバイドを製造す
ることができる。
物粒子を熱風によって予熱する際に、排ガス中から鉄酸
化物粒子を回収手段が回収し、還元手段によって還元し
て流動層型反応炉内に投入する。流動層型反応炉に装入
される予熱された鉄酸化物粒子は、流動層型反応炉に装
入され、流路に沿って流動しながら炭化されてアイアン
カーバイドが製造される。この流路に鉄粒子が投入され
るので、その触媒作用によって炭化反応が促進され、ア
イアンカーバイドの生成速度が向上する。これによって
アイアンカーバイドの製造時間を短縮し、比較的小さな
流動層型反応炉でも多量のアイアンカーバイドを製造す
ることができる。
【００２７】また本発明によれば、還元手段と流動層型
反応炉との間に設ける分級手段によって、鉄粒子を分級
する。流動層型反応炉の流路の下流側で粒径の小さな等
級の鉄粒子を投入し、短時間でも有効な炭化反応促進作
用を行わせ、鉄粒子自らも短時間で鉄炭化物となる。
反応炉との間に設ける分級手段によって、鉄粒子を分級
する。流動層型反応炉の流路の下流側で粒径の小さな等
級の鉄粒子を投入し、短時間でも有効な炭化反応促進作
用を行わせ、鉄粒子自らも短時間で鉄炭化物となる。
【図１】本発明の一実施例の製造装置の簡略化した構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例の製造装置の簡略化した平
面断面図である。
面断面図である。
【図３】図２の実施例の製造装置の簡略化した正面断面
図である。
図である。
【図４】図２の実施例の操業条件の例を示す模式図であ
る。
る。
【図５】原料および製品の粒度分布の一例を示すグラフ
である。
である。
【図６】先行技術の反応時間と組成との関係を示すグラ
フである。
フである。
１，１０ 流動層型反応炉 ２ 予熱炉 ３ 集塵機 ４ 還元炉 １１ 仕切 １２ 分散板 １３ ノズル １４ 装入口 １５ 排出口 １６，１７ 投入口 ２０ 分級器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 義雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 中谷 純也 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 鉄酸化物粒子を流動層型反応炉に装入
し、反応ガスによって流動化させながら炭化させるアイ
アンカーバイドの製造方法において、 投入された鉄酸化物粒子の流路の途中から、鉄粒子を投
入することを特徴とするアイアンカーバイドの製造方
法。 - 【請求項２】 前記鉄粒子の投入を複数個所で行い、投
入する鉄粒子の粒径を、下流側になるほど小さくするこ
とを特徴とする請求項１記載のアイアンカーバイドの製
造方法。 - 【請求項３】 前記鉄粒子は、鉄酸化物粒子を予熱する
際の排ガス中から回収し、還元して生成することを特徴
とする請求項１または２記載のアイアンカーバイドの製
造方法。 - 【請求項４】 鉄酸化物粒子を流動層型反応炉に装入
し、反応ガスによって流動化させながら炭化させるアイ
アンカーバイドの製造装置において、 鉄酸化物粒子を熱風によって予熱する予熱手段と、 予熱手段の排ガス中から鉄酸化物粒子を回収する回収手
段と、 回収手段によって回収された鉄酸化物粒子を還元して流
動層型反応炉内に投入する還元手段とを含むことを特徴
とするアイアンカーバイドの製造装置。 - 【請求項５】 前記還元手段と流動層型反応炉との間に
は、還元された鉄酸化物粒子を粒径に従って複数等級に
分級する分級手段が設けられ、 流動層型反応炉内に、投入される鉄酸化物粒子の流路の
途中の複数個所で、下流側になるほど粒径が小さい等級
の還元された粒子を投入することを特徴とする請求項４
記載のアイアンカーバイドの製造装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7051086A JP2635945B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | アイアンカーバイドの製造方法および装置 |
| PCT/JP1996/000608 WO1996028381A1 (en) | 1995-03-10 | 1996-03-11 | Process for producing iron carbide and equipment therefor |
| AU48911/96A AU695168B2 (en) | 1995-03-10 | 1996-03-11 | Process for producing iron carbide and equipment therefor |
| DE19681132T DE19681132T1 (de) | 1995-03-10 | 1996-03-11 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Eisenkarbid |
| AT0902096A ATA902096A (de) | 1995-03-10 | 1996-03-11 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von eisenkarbid |
| US08/896,293 US5945083A (en) | 1995-03-10 | 1997-07-07 | Process for producing iron carbide and equipment therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7051086A JP2635945B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | アイアンカーバイドの製造方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08245212A true JPH08245212A (ja) | 1996-09-24 |
| JP2635945B2 JP2635945B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=12877017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7051086A Expired - Fee Related JP2635945B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | アイアンカーバイドの製造方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635945B2 (ja) |
| AT (1) | ATA902096A (ja) |
| AU (1) | AU695168B2 (ja) |
| DE (1) | DE19681132T1 (ja) |
| WO (1) | WO1996028381A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998030497A1 (en) * | 1997-01-13 | 1998-07-16 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Iron carbide manufacturing process and apparatus |
| WO1998038342A1 (fr) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de production de carbure de fer |
| WO1998038129A1 (fr) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de production de carbure de fer |
| KR100476813B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-03-17 | 주식회사 포스코 | 세멘타이트의 제조방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945083A (en) * | 1995-03-10 | 1999-08-31 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Process for producing iron carbide and equipment therefor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1310050A (en) * | 1970-11-11 | 1973-03-14 | Tsnii Chernoimetallurgii Im I | Carbonized iron production |
| JPS52886B1 (ja) * | 1970-12-24 | 1977-01-11 | ||
| US3885023A (en) | 1973-02-15 | 1975-05-20 | Phillips Petroleum Co | Preparation of iron carbide (Fe{hd 3{b C) |
| US5137566A (en) * | 1990-08-01 | 1992-08-11 | Iron Carbide Holdings, Limited | Process for preheating iron-containing reactor feed prior to being treated in a fluidized bed reactor |
| US5737566A (en) * | 1993-12-20 | 1998-04-07 | Motorola, Inc. | Data processing system having a memory with both a high speed operating mode and a low power operating mode and method therefor |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP7051086A patent/JP2635945B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-11 DE DE19681132T patent/DE19681132T1/de not_active Withdrawn
- 1996-03-11 AU AU48911/96A patent/AU695168B2/en not_active Ceased
- 1996-03-11 AT AT0902096A patent/ATA902096A/de not_active Application Discontinuation
- 1996-03-11 WO PCT/JP1996/000608 patent/WO1996028381A1/ja not_active Ceased
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998030497A1 (en) * | 1997-01-13 | 1998-07-16 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Iron carbide manufacturing process and apparatus |
| WO1998038342A1 (fr) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de production de carbure de fer |
| WO1998038129A1 (fr) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de production de carbure de fer |
| AU714898B2 (en) * | 1997-02-28 | 2000-01-13 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Production method of iron carbide |
| US6261531B1 (en) | 1997-02-28 | 2001-07-17 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Production method of iron carbide |
| US6416728B2 (en) | 1997-02-28 | 2002-07-09 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing iron carbide |
| KR100476813B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2005-03-17 | 주식회사 포스코 | 세멘타이트의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1996028381A1 (en) | 1996-09-19 |
| JP2635945B2 (ja) | 1997-07-30 |
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| ATA902096A (de) | 2001-12-15 |
| AU4891196A (en) | 1996-10-02 |
| AU695168B2 (en) | 1998-08-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |