JPH01283308A - メルトダウン・ガス化器操作方法および該方法実施のためのメルトダウン・ガス化器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は請求項１の概念の定義に従う方法およびその方
法を実施するためのメルトダウン・ガス［ヒ器に関する
ものである。　　　　　　゛（従来の技術及び問題点） １）Ｅ−ＰＳ３０３４５３９　　から、塊状鉄鉱石から
の熔融鋳鉄の直接的製造が知られており、その工程にお
いては、鉄鉱石は還元溶鉱炉中で熱還元ガスによって海
綿鉄へ還元され１次いでメルトダウン・ガス化器へ供給
される。このガス化器において、必要とさ八る熱と還元
ガスは装填石炭および吹込み酸素含有ガスとから生成さ
れる。流動床は上方から装填される石炭とガス化器下部
中へ吹込まれる酸素含有ガスとで形成され、ガス化器中
では、同じように上から供給される海綿鉄がゆっくりと
下がって精錬される。リング状導管から供給される放射
方向の酸素ノズルが同じ簡さで設けられ、かつ、タルト
ダウン・ガス化器の周囲にわたって分布されていて酸素
含有ガスが吹込まれる。この酸素ノズルは必然的に、メ
ルトダウン・ガス化器内部、特に該ノズル前端において
で支配的である高温に耐えるために水冷されろ。ノズル
前端におけるこの領域においては、流動床はそこで支配
的である高温に基づいてペースト状または液状の物質へ
転化される。

上記の酸素含有ガスの供給の突然の不足がおこる場合に
は、上記のペースト状または液状の塊は上記水冷ノズル
の中へ外向きに圧され、その中で固化する。もしその後
にメルトダウン・ガス（ヒ器が再び運転に入るならば、
酸素含有ガスはその閉塞ノズルのために吹込みが不可能
であるか、あるいは量が減った状態で以てのみ吹込まれ
る。

類似の問題は、運転圧力をゆっくりと下げ酸素含有ガス
量をゆっ（つと下げながら上記メルトダウン・ガス化器
の運転を計画停止するときにおこる。きめられた量が不
足して（ると、該ガスの流れはもはや全ノズルについて
保証されない。そのメルトダウン・ガス化器の内部にお
ける上記のべ一スト状または液状の塊はそこで上記酸素
ノズルの少なくとも一部の中へ侵入し、その中で上記水
冷のために固化する。メルトダウン・ガス化器を再び運
転に入りせるときには、酸素含有ガスは。

ノズルの閉塞に基づく、冷ノズルのひろがりとガス化器
の煉瓦内張との間の通路を通して、制御できない姿の小
量で流れる。ホット・スポットにおいて焔の燃え上がり
および非制御性の燃焼がおこり、その火焔はそれ自身が
また煉瓦積みへ向い、さらにはガス化器の平板内張にも
向℃・、従ってそれらの損傷を避けることができない。

ノズルに対する冷却水供給系の不足は必然的にノズルへ
の損傷をもたらす。冷却水の不足は自動的に設備全体の
不首尾をひきおこし、従って液状またはペースト状の流
動床の物質が上記ノズル中へ浸入してそれらを閉塞する
危険性が存在する。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は従って、上述の不首尾あるいはまたメル
トダウン・ガス化器の運転中の計画的変更の場合におけ
る。流動床物質の侵入とその後の同化に基づく酸素ノズ
ルの閉塞を防止することであり、そしてまた、上記ノズ
ルの冷却水供給の不足の場合における、ノズル損傷の原
因となるノズルの熱負荷を防ぐことである。

この問題は、請求項１の特性づけ部分の中で述べられて
いる通りの特徴によって、本発明に従って解決されろ。

本発明の方法の利点のあるそれ以上の展開、およびその
方法を実施するための好まし℃・デバイスは副請求項（
ｓｕｂｃｌａｉｍ）　　から生ずる。

決められた量以下への上記酸素供給の不足または減少の
場合において酸素供給を切離し、その代りにメルトダウ
ン・ガス化器の中へ酸素ノズルを通して不活性ガスを吹
込むことにより、上記通路中の自由通路の維持が、メル
トダウン・ガス化器の不首尾または停止がおこる場合に
お（・でも安全に守られ、従って、酸素含有ガスは再び
側倒１され得る状況で再始動時に吹込まれ、上記ガスと
炭素担持物との間の反応が計画通りに発現し得るように
なる。不活性ガスは、上記ノズルの緊急冷却用の、４却
水供給不足１１．５の冷却剤不足に際する、冷却剤とし
て同時に作用し、そして、ノズル中に残留する水と一緒
に、上記ノズルの＠端面にお（・てペースト状の流動床
物質を固化し、このようにして、まだ固（ししていな見
・流動床物質によってノズルがさらに侵入されることを
妨げる。

不活性ガスの所要量は、それの導入の引金になることの
おこる瞬間における上記メルトダウン・ガス化器の運転
圧力に依存する。特定の運転圧力はその神の出来事のど
れとも相関させることができるので、不活性ガス吹込量
は、どんな出来事がその種の導入の引金になるかに応じ
て、夫際に制御できる。

（実施例） 以下の図において示すとおりの実施態様を参照しながら
、本発明はより詳細に記述される。

図１および２に従うプラントは既知の方式で組立てられ
た直接還元溶鉱炉１を各々含み、それへ鉄鉱石と必要な
１うばフラックス物質が上から添加される。配管２は上
記熔鉱炉１の下部の中へ還元ガスを供給し、還元ガスは
その中を上昇し、自流的に降りてくる鉄鉱石を還元する
。消耗された還元ガスは熔鉱炉ガスとして熔鉱炉の上部
領域から抜出される。

鉄鉱石の還元によって生成される海綿鉄は落下管６中を
通ってメルトダウン・ガス化器４の中へ落下し、その中
へ、その他に、石炭またはコークのような固体炭素担持
物が配管５を通して供給され、そして、酸素含有ガスが
ノズル６を通して吹込まれる。落下管６と配管５は上記
メルトダウン・ガス化器４の上部領域の中へ排出し、ノ
ズル６はそれの下部領域の中へ排出する。

上昇する酸素含有ガスと向流的に降下する炭素担持粒子
とはメルトダウン・ガス化器４の中で流動床を形成し、
かつその中で、それらの粒子は炭素相持体と酸素との反
応によって生成される熱によって熔融する。メルトダウ
ン・ガス（ヒ器４の底で集まる液状鋳鉄とそこで浮遊す
る液状スラグとはタップ７から周期的に抜出される。

炭素相持体と酸素との反応によって生成されるガスは配
管８を通してメルトダウン・ガス化器４から抜出され、
もし必要ならば適当な温度へ冷却したのちに、配管２を
通して熔鉱炉１の中へ流入する前に、サイクロン９中で
精製される。

メルトダウン・ガスイヒ器４の周縁の周りに同じ高さで
等間隔に置かれたノズル６は、酸素含有ガスが配管１１
に供給される閉鎖回路配管１０と連結される。制御弁１
２と流量計１６とがその配管１１の中に挿入される。酸
素含有ガス供給量はこのようにして流量計１３によって
測定され、制御弁１２によって制御される。

不活性ガス、特に窒素、を配管１１中へ排出する配管１
４を通して配管１１中へ供給することができろ。制御弁
１５と流量計１６とは同じように上記配管１４中へ挿入
される。

図１による実施態様においては、流量計１６によって見
１１ｆされろ流量が決められた限度以下に落ちるときに
は、酸素含有ガス用制御弁１２は自動的に閉ち、不′／
ｆ５件ガス用制御弁は自動的に開き、従って、不活性ガ
スが酸素含有ガスの代りにノズ（］Ｏ） ル６を通してメルトダウン・ガス化器４の中に流れるよ
うになる。吹込まれる不活性ガスはノズルの開きが侵入
液とその後に同化する流動床物質とによって閉塞される
のを妨げる。不活性ガスは同時にノズル用冷却用媒体と
して働き、ノズルへの冷却水供給が不足するときにノズ
ルな旨ずぎる熱負荷から保護する。

酸素含有ガスの供給減少には各種の理由があり得る。そ
れはある不首尾の場合において唐突的に起るからしれず
、あるいはまた、プラントを意図的に停止させるときに
継続的になされてもよ（・０不活性ガスの供給は時間に
応じて制御されるのが好ましく、はじめにそれぞれの出
来事にとって可能である最大ガス量がノズル６を通して
送られ、その後、弁１５を経て制御的に減少を行わせる
にする。不活性ガスの初期量はどういう出来事が上記ガ
スの供給の引金になるか、あるいは、その出来事の瞬間
におけるメルトダウン・ガスｒヒ器４中の支配的圧力、
に依存する。この量は、メルトダウン・ガス化器の計画
的停止作業の間にお（・て。

運転圧力と酸素供給とをゆっくりと低減させたのちには
、酸素含有ガスの正規量の約１５％へ調節し、そして、
突然の中断による不首尾の場合には正規運転圧力におけ
る酸素供給のｆＪ２５％へ、そして、水冷系が不足して
不活性ガスが追加的冷却機能を補わねばならない時には
ほぼ６０％へ、調節することが有利であることが証明さ
れた。

図２による実施態様にお（・では、制御弁１８が中に挿
入されかつ不活性ガス供給に同じように使用される補充
配管１７は、配管１４中へ排出する。

不活性ガスはこのようにして二つの平行配管を通して供
給されることができ、配管１７を通してよりも配管１４
を通してより多くの量が供給びれる。

制御弁１５と１８の制御機構は不活性ガス供給のはじめ
において両制御弁が開いているような方式で作動し、そ
して、制御弁１５はある時間の経過後に旨いて閉ちられ
て比較的少量の不活性ガスが配管１７を通して供給され
るようになる。この実施態様は、制御弁１５が連続的制
御を必要とせず、試料開閉弁の形で組立てられるという
利点をもつ。

（Ｊ２） この特色はプラントの安全状態をまた増加する。

ここで示される方法の使用はすべてのノズルの開きを自
由状態に維持し、ノズル開きと熱流動床物質との間の通
路状の連結を開いたままに保ち、冷却水供給の不足がお
こるときに酸素ノズルが損傷するのを妨げるということ
が、実際において示された。

【図面の簡単な説明】

図１は第一の実施態様に従う、鋳鉄製造プラントの模式
図である。 図２は第二の実施態様に従う、鋳鉄製造プラントの模式
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄鉱石含有装填材料あるいはそれから直接的還元に
   よって得られる海綿鉄が、炭素担持物の添加と、酸素ノ
   ズルを通しての、酸素によってつくり出される流動床の
   中への酸素含有ガスの吹込み、とによって精錬され、そ
   して、液状の鋳鉄またはスチール出発物質をつくるよう
   還元される、メルトダウン・ガス化器の操作方法であっ
   て、 酸素供給が予定量以下へ不足または減少する際、および
   、酸素ノズル（６）の水冷系の停止時において、なおも
   存在する酸素供給源を切りはなし、不活性ガスをメルト
   ダウン・ガス化器（４）の中へ上記酸素ノズル（６）を
   保護するために、上記酸素ノズル（６）を通して代りに
   供給することを特徴とする、方法。 ２、上記不活性ガスの供給をある予定時間間隔後に減ら
   すことを特徴とする、請求項１記載の方法。 ３、不活性ガス吹込量をどんな出来事がその供給の引金
   となるかに応じて制御することを特徴とする、請求項１
   または２に記載の方法。 ４、不活性ガス量を、運転圧力および酸素供給のゆるや
   かな低下の後にメルトダウン・ガス化器の作業を中断す
   る際には酸素含有ガスの正規量のほぼ１５％へ、正規運
   転圧力における酸素供給を中断する際には酸素含有ガス
   の正規量のほぼ２５％へ、そして、水冷系の不足時には
   酸素含有ガスの正規量のほぼ３０％へ、調節することを
   特徴とする、請求項３記載の方法。 ５、窒素を不活性ガスとして使用することを特徴とする
   、請求項１から４のいずれかに記載の方法。 ６、炭素担持物を添加するための装填用装置と酸素含有
   ガス吹込用ノズルとを備え、かつ、請求項１から５のい
   づれかによる方法を実施するための流動床を備え、その
   場合において、酸素ノズルが配給されている閉鎖回路配
   管が酸素含有ガス供給用に設けられている、メルトダウ
   ン・ガス化器であって、 上記閉鎖回路配管（１０）が酸素含有ガス用装填配管（
   １１）と不活性ガス用装填配管（１４）との両方へ連結
   され、かつ、流量制御弁（１２、１５）が両供給配管（
   １１、１４）中で挿入されている、ことを特徴とする、
   ガス化器。 ７、流量計（１３）が酸素含有ガス用供給配管（１１）
   中に配置され、制御弁（１２、１５）が酸素含有ガス測
   定量に応じて制御可能であって、酸素含有ガス測定量が
   予定水準より少なくなるときにはいつでも、酸素含有ガ
   ス用制御弁（１２）が閉ぢられ不活性ガス用制御弁（１
   ５）が開かれるようになる、請求項６記載のメルトダウ
   ン・ガス化器。 ８、不活性ガス用供給配管が供給量が異なる二つの平行
   配管（１４、１７）から成り、その各々にそれ自身の制
   御弁（１５、１８）が設けられ、そして、両制御弁（１
   ５、１８）が不活性ガス供給開始時に開いておりかつあ
   る予定時間間隔後において小さい方の流量をもつ配管（
   １７）中の制御弁（１８）が開いている、ことを特徴と
   する、請求項６または７記載のメルトダウン・ガス化器
   。