JPH0219167B2 - - Google Patents
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- JPH0219167B2 JPH0219167B2 JP62050404A JP5040487A JPH0219167B2 JP H0219167 B2 JPH0219167 B2 JP H0219167B2 JP 62050404 A JP62050404 A JP 62050404A JP 5040487 A JP5040487 A JP 5040487A JP H0219167 B2 JPH0219167 B2 JP H0219167B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
- C21B11/02—Making pig-iron other than in blast furnaces in low shaft furnaces or shaft furnaces
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/20—Arrangements for treatment or cleaning of waste gases
- F27D17/22—Arrangements for treatment or cleaning of waste gases for removing solid constituents
- F27D17/25—Arrangements for treatment or cleaning of waste gases for removing solid constituents using cyclones
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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
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
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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
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- Manufacture Of Iron (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鉄鉱石の溶融還元方法に関するもので
その方法では酸化鉄が実質的に液体状態で還元さ
れそしてその方法のヒートバランスに要するエネ
ルギーを、炭素質燃料を溶融物に供給することに
よつてそして生じる反応ガス、主にCOとH2を後
燃焼させることにより発生させる。
その方法では酸化鉄が実質的に液体状態で還元さ
れそしてその方法のヒートバランスに要するエネ
ルギーを、炭素質燃料を溶融物に供給することに
よつてそして生じる反応ガス、主にCOとH2を後
燃焼させることにより発生させる。
予備還元された鉄鉱石を石炭と鉄鉱石を還元す
るために用いた反応ガスと共に溶融（melt−
down）させる。
るために用いた反応ガスと共に溶融（melt−
down）させる。
西ドイツ公開公報第3133575号に係る方法は浴
表面に吹込まれた浴表面に沿つて送られまた部分
的に燃焼した酸素によつて溶融物上の空間内に吸
引された鉄溶融物からの反応ガスと該鉄溶融物へ
移つた熱を有することによつて溶融容器内での熱
供給を改良する。
表面に吹込まれた浴表面に沿つて送られまた部分
的に燃焼した酸素によつて溶融物上の空間内に吸
引された鉄溶融物からの反応ガスと該鉄溶融物へ
移つた熱を有することによつて溶融容器内での熱
供給を改良する。
この周知方法では液状鉄を、鉄鉱石を鉄浴反応
器に添加することにより製造する。同時に形成さ
れた炭素ガス鉄鉱石を予め還元するために使用で
きる。しかしながらこの方法での燃料消耗は比較
的高い。
器に添加することにより製造する。同時に形成さ
れた炭素ガス鉄鉱石を予め還元するために使用で
きる。しかしながらこの方法での燃料消耗は比較
的高い。
西ドイツ特許第2743303号公報に係る方法は同
じ欠点を有する。この方法では塊状炭を鉄浴上に
置かれた流動床に供給し、ガスは鉄鉱石を予備還
元させる。ガス相で予備還元された鉄鉱石から液
状鉄1tを製造するために900Kgの高品位石炭を必
要とする。しかしながらこの方法はかなり多くの
ガスを生じそのガスの利用性が実質的に該方法の
経済性を決める。
じ欠点を有する。この方法では塊状炭を鉄浴上に
置かれた流動床に供給し、ガスは鉄鉱石を予備還
元させる。ガス相で予備還元された鉄鉱石から液
状鉄1tを製造するために900Kgの高品位石炭を必
要とする。しかしながらこの方法はかなり多くの
ガスを生じそのガスの利用性が実質的に該方法の
経済性を決める。
西ドイツ公開第3418085号公報は鉄鉱石を鉄鉱
還元容器内で溶融容器からの反応ガスで約50％の
金属化率に還元する。鉄鉱石から鉄を製造する方
法を記載しこの方法では鉄溶融物から出る反応ガ
スを溶融容器で30ないし40％だけ後燃焼させ発生
した熱をかなり溶融物に移す。次にその反応ガス
を還元し、同時に天然ガス又は粉炭のような還元
剤の添加により溶融集合体から鉄鉱石還元容器へ
の途中で冷却する。
還元容器内で溶融容器からの反応ガスで約50％の
金属化率に還元する。鉄鉱石から鉄を製造する方
法を記載しこの方法では鉄溶融物から出る反応ガ
スを溶融容器で30ないし40％だけ後燃焼させ発生
した熱をかなり溶融物に移す。次にその反応ガス
を還元し、同時に天然ガス又は粉炭のような還元
剤の添加により溶融集合体から鉄鉱石還元容器へ
の途中で冷却する。
他の周知方法は92ないし94％の金属比率の実質
的に予備還元された鉄鉱石を用いる。その鉱石は
炭素質固体エネルギーキヤリヤーと酸素と共に溶
融容器内で溶解される。発生するガスは該鉱石を
予備還元しガスの利用を改良するために循環し
CO2部を除く。
的に予備還元された鉄鉱石を用いる。その鉱石は
炭素質固体エネルギーキヤリヤーと酸素と共に溶
融容器内で溶解される。発生するガスは該鉱石を
予備還元しガスの利用を改良するために循環し
CO2部を除く。
上記後の２つの方法は最小の燃料消費に達する
ため３つの段階、すなわち後燃焼での溶融物還
元、溶融容器からの廃ガスの熱風還元及びガス相
での鉄鉱石の予備還元を一方で組合せ、他方で石
炭と後燃焼のない酸素での溶融予備還元用のガス
の利用とガス再循環中のCO2の除去を組合せてい
る。これらの方法は鉄鉱石から鉄1t製造するため
に石炭約600Kg必要とする。
ため３つの段階、すなわち後燃焼での溶融物還
元、溶融容器からの廃ガスの熱風還元及びガス相
での鉄鉱石の予備還元を一方で組合せ、他方で石
炭と後燃焼のない酸素での溶融予備還元用のガス
の利用とガス再循環中のCO2の除去を組合せてい
る。これらの方法は鉄鉱石から鉄1t製造するため
に石炭約600Kg必要とする。
本発明は外部源例えば炭素質燃料から少ない比
率のエネルギーを要する方法を提供する問題に基
づく。
率のエネルギーを要する方法を提供する問題に基
づく。
本発明の方法は互いに効果的に独立している反
応空間に吹き込む酸素含有ガス噴射内で２日以上
連続的に反応ガスを後燃焼（afterburning）させ
ることによつてこの問題を解決する。
応空間に吹き込む酸素含有ガス噴射内で２日以上
連続的に反応ガスを後燃焼（afterburning）させ
ることによつてこの問題を解決する。
用語“効果的に独立した反応空間”は１つの酸
素含有ガス噴射が他の（複数の）ガス噴射を独立
して後燃焼させるために周囲からガスを吹込む空
間を云うものとする。これらの反応空間は通常反
応ガスの流れの方向に後続して配置される。
素含有ガス噴射が他の（複数の）ガス噴射を独立
して後燃焼させるために周囲からガスを吹込む空
間を云うものとする。これらの反応空間は通常反
応ガスの流れの方向に後続して配置される。
本発明によれば反応ガスを、最初の後燃焼段階
後、酸素含有燃焼ガスに再び吹込まれることによ
つて少なくとも２回後燃焼させ、そして発生する
ほとんどのエネルギーを溶融物還元用に用い例え
ば導入された粉砕された鉱石を溶融し、それによ
つて鉄鉱石をウスタイト段階に予備還元してもよ
い。
後、酸素含有燃焼ガスに再び吹込まれることによ
つて少なくとも２回後燃焼させ、そして発生する
ほとんどのエネルギーを溶融物還元用に用い例え
ば導入された粉砕された鉱石を溶融し、それによ
つて鉄鉱石をウスタイト段階に予備還元してもよ
い。
本発明の好ましい実施態様は第１の後燃焼ガス
噴射を当てた場所よりも第２の後燃焼ガス噴射を
当てた場所により少ない還元条件があることであ
る。第２段階で高後燃焼率を得るために還元性を
第１の後燃焼噴射の当たる場所と比較して低くす
る必要がある。というのはガス噴射は一般に高酸
化率を有し溶融容器で液相と反応すると思われる
からである。
噴射を当てた場所よりも第２の後燃焼ガス噴射を
当てた場所により少ない還元条件があることであ
る。第２段階で高後燃焼率を得るために還元性を
第１の後燃焼噴射の当たる場所と比較して低くす
る必要がある。というのはガス噴射は一般に高酸
化率を有し溶融容器で液相と反応すると思われる
からである。
本発明によればガス噴射が作用する反応空間は
２つの分かれてはいるが直接続いた容器を具備す
る。例えば第１の反応容器は第２の反応容器、例
えば溶解サイクロンと接続するドラムタイプの転
炉でよい。しかしながら十分に驚くべきことに１
つの容器内でも後燃焼ガス噴射の反応空間は反応
ガスの２段階後燃焼を可能にするように分離して
おけることが示された。反応ガスを、互いに効果
的に独立した反応空間内に吹込む酸素含有ガス噴
射で２回以上連続して後燃焼させることが本発明
の本質的な特徴である。
２つの分かれてはいるが直接続いた容器を具備す
る。例えば第１の反応容器は第２の反応容器、例
えば溶解サイクロンと接続するドラムタイプの転
炉でよい。しかしながら十分に驚くべきことに１
つの容器内でも後燃焼ガス噴射の反応空間は反応
ガスの２段階後燃焼を可能にするように分離して
おけることが示された。反応ガスを、互いに効果
的に独立した反応空間内に吹込む酸素含有ガス噴
射で２回以上連続して後燃焼させることが本発明
の本質的な特徴である。
本発明によれば以下の方法は溶融反応炉の動作
中同じ容器内での２段階後燃焼の信頼性ある調整
と総後燃焼高率の達成と溶融物への発生熱の信頼
性ある再移動に対して支持し得る効果を有する。
浴撹拌は、第２及び後続の後燃焼ガス噴射が当た
る場所より第１の後燃焼ガス噴射が当たる場所す
なわち高還元性域で明らかに大になるように導入
反応剤又は循環ガス量及び種類により設定する必
要がある。
中同じ容器内での２段階後燃焼の信頼性ある調整
と総後燃焼高率の達成と溶融物への発生熱の信頼
性ある再移動に対して支持し得る効果を有する。
浴撹拌は、第２及び後続の後燃焼ガス噴射が当た
る場所より第１の後燃焼ガス噴射が当たる場所す
なわち高還元性域で明らかに大になるように導入
反応剤又は循環ガス量及び種類により設定する必
要がある。
第１後燃焼ガス噴射は金属飛沫が主に生じる領
域の鉄浴の表面に当たる。しかし第２後燃焼ガス
噴射は、ほとんど完全に燃焼したガスに還元効果
をほとんど有さない溶融物上のスラグとかなり接
触する。
域の鉄浴の表面に当たる。しかし第２後燃焼ガス
噴射は、ほとんど完全に燃焼したガスに還元効果
をほとんど有さない溶融物上のスラグとかなり接
触する。
第２反応空間より大きな還元性を持たせて第１
反応空間に浴深さを作ることは好ましいことがわ
かつた。鉄浴が第２反応空間に実質的に残されず
液体スラグだけなら特に好ましい。
反応空間に浴深さを作ることは好ましいことがわ
かつた。鉄浴が第２反応空間に実質的に残されず
液体スラグだけなら特に好ましい。
粉砕された鉱石は本発明によれば第２反応域空
間内に部分的にあるいは完全に供給される。液相
すなわち溶融物で十分な濃度移動と塊移動は２つ
の反応空間で行なう必要がある。反応空間１内で
大きな浴撹拌はこの目的のために十分である。エ
ネルギーキヤリヤー、主に炭素質燃料を第１後燃
焼空間領域の溶融物に供給し、反応ガスを第１後
燃焼にかける。しかしながら、還元される鉱石の
ような酸化物質を反応空間２内に好ましく添加し
第２後燃焼ガス噴射に効果を与える。
間内に部分的にあるいは完全に供給される。液相
すなわち溶融物で十分な濃度移動と塊移動は２つ
の反応空間で行なう必要がある。反応空間１内で
大きな浴撹拌はこの目的のために十分である。エ
ネルギーキヤリヤー、主に炭素質燃料を第１後燃
焼空間領域の溶融物に供給し、反応ガスを第１後
燃焼にかける。しかしながら、還元される鉱石の
ような酸化物質を反応空間２内に好ましく添加し
第２後燃焼ガス噴射に効果を与える。
本発明によれば後燃焼ガス噴射をその反応空間
内に種々配置してもよい。後燃焼の最適度を得る
ためノズルの直径とガスが通る距離が非常に重要
である。例えば後燃焼ガス噴射を直角に浴に向け
る。しかしながらガス噴射が通過するのに長い距
離を得るには斜め配置が適当である。第１、第２
の後燃焼ガス噴射を平行に向けることができるが
溶融反応炉の幾何学配置に関し対向的斜め配置が
良い条件を与える。
内に種々配置してもよい。後燃焼の最適度を得る
ためノズルの直径とガスが通る距離が非常に重要
である。例えば後燃焼ガス噴射を直角に浴に向け
る。しかしながらガス噴射が通過するのに長い距
離を得るには斜め配置が適当である。第１、第２
の後燃焼ガス噴射を平行に向けることができるが
溶融反応炉の幾何学配置に関し対向的斜め配置が
良い条件を与える。
エネルギーキヤリヤーの低い消耗度、従つて本
方法の高経済性は本発明によれば第１反応空間内
で30ないし50％、第２後燃焼段階で60ないし100
％の後燃焼率で得られる。すでに述べた方法に加
えて、高後燃焼率を得るために酸素含有ガスとし
て予熱大気すなわち熱風を用いることは有用であ
ることがわかつた。驚くべきことに本発明の方法
では酸素キヤリヤは溶融反応炉のガス空間で望ま
しくない加熱をおこさない。熱風は一時的に及
び／又は局部的に酸素又は酸素と予熱空気の所定
の混合物で置換される。
方法の高経済性は本発明によれば第１反応空間内
で30ないし50％、第２後燃焼段階で60ないし100
％の後燃焼率で得られる。すでに述べた方法に加
えて、高後燃焼率を得るために酸素含有ガスとし
て予熱大気すなわち熱風を用いることは有用であ
ることがわかつた。驚くべきことに本発明の方法
では酸素キヤリヤは溶融反応炉のガス空間で望ま
しくない加熱をおこさない。熱風は一時的に及
び／又は局部的に酸素又は酸素と予熱空気の所定
の混合物で置換される。
廃ガスが溶融反応炉（又は２つの区域を有する
上記組合せ反応容器）を出る際又はその後すぐに
好ましく冷却され同時に粉炭や天然ガスのような
還元剤の添加により還元しそれによつて発熱力が
増大する。この方法で廃ガス流の一部のみを処理
してもよい。本発明の好ましい態様では廃ガス流
の一部が反応空間１から排出されこのガスを使用
する工程用の空気を予熱するため上記方法で還元
される。
上記組合せ反応容器）を出る際又はその後すぐに
好ましく冷却され同時に粉炭や天然ガスのような
還元剤の添加により還元しそれによつて発熱力が
増大する。この方法で廃ガス流の一部のみを処理
してもよい。本発明の好ましい態様では廃ガス流
の一部が反応空間１から排出されこのガスを使用
する工程用の空気を予熱するため上記方法で還元
される。
本発明によれば２つの反応空間の液相内の交差
交換はこれが例えば反応空間の間のエネルギーバ
ランスを有するので有利である。しかしながら液
相でのこの交差交換は本発明の方法を実施するた
めに絶対的に必要でない。本方法は酸化鉄を、液
体域の第１系から分離する第２の接続した反応容
器内で溶融する方法で実施することもできそれに
よつて酸化鉄は熱的はウスタイトに分解され次に
この溶融物を反応空間に供給する。
交換はこれが例えば反応空間の間のエネルギーバ
ランスを有するので有利である。しかしながら液
相でのこの交差交換は本発明の方法を実施するた
めに絶対的に必要でない。本方法は酸化鉄を、液
体域の第１系から分離する第２の接続した反応容
器内で溶融する方法で実施することもできそれに
よつて酸化鉄は熱的はウスタイトに分解され次に
この溶融物を反応空間に供給する。
もしも鉱石を第２の後燃焼ガス噴射と共に微細
粒で吹込むならば、その鉱石を同時に加熱される
ように後燃焼ガス噴射内に導入することにより熱
の利用を向上させることが有用であろう。これを
達成するため0.3mm以下の粒度と後燃焼ガス噴射
に粉砕鉱石を分配することも有用であることがわ
かつた。本発明によれば微細粒鉱石の分配は導入
点のガス噴射に乱流を促進するためその鉱石が約
50ないし200ｍ／秒のできるだけ遅い速度吹込ま
れるならば得ることができる。
粒で吹込むならば、その鉱石を同時に加熱される
ように後燃焼ガス噴射内に導入することにより熱
の利用を向上させることが有用であろう。これを
達成するため0.3mm以下の粒度と後燃焼ガス噴射
に粉砕鉱石を分配することも有用であることがわ
かつた。本発明によれば微細粒鉱石の分配は導入
点のガス噴射に乱流を促進するためその鉱石が約
50ないし200ｍ／秒のできるだけ遅い速度吹込ま
れるならば得ることができる。
本発明を概略図と限定しない典型的な情報に基
づいて詳細に説明する。
づいて詳細に説明する。
ドラム状溶融（melt−down、溶落ち）反応器
１をその対称軸の廻りを回転させる。熱風を、導
管２を介して２つの羽口３と４に供給する。
１をその対称軸の廻りを回転させる。熱風を、導
管２を介して２つの羽口３と４に供給する。
後燃焼ガス噴射を上方から浴表面に向ける。第
１の反応空間を上吹込み穴３下方に形成し第２の
反応空間を上吹込み穴４下方に形成する。炭素質
燃料、主に粉炭を、ノズル５を通して溶融解物に
供給する。他の鉱石を供給管６を介して、穴４を
介する第２の後燃焼ガスと共に吹込む。溶融反応
炉１を矢印で示す。第１図でわかるように、上吹
きが高い安定性を示すため２つの反応空間は互い
に効果的に独立、すなわち実質的にガス相で分離
している。
１の反応空間を上吹込み穴３下方に形成し第２の
反応空間を上吹込み穴４下方に形成する。炭素質
燃料、主に粉炭を、ノズル５を通して溶融解物に
供給する。他の鉱石を供給管６を介して、穴４を
介する第２の後燃焼ガスと共に吹込む。溶融反応
炉１を矢印で示す。第１図でわかるように、上吹
きが高い安定性を示すため２つの反応空間は互い
に効果的に独立、すなわち実質的にガス相で分離
している。
多量でないガスを上方域すなわち上吹き穴のす
ぐ近くに吹込むことと共に後燃焼の安定性は第２
図に示すように互いの方に２つの後燃焼ガス吹込
みすることにより利用される。しかしながらガス
が空間で交差しないようにノズルを配置しなけれ
ばならない。
ぐ近くに吹込むことと共に後燃焼の安定性は第２
図に示すように互いの方に２つの後燃焼ガス吹込
みすることにより利用される。しかしながらガス
が空間で交差しないようにノズルを配置しなけれ
ばならない。
溶融反応炉１０、第１反応炉空間及びそれに接
続した第２反応炉１１を有する本発明方法の変形
例を第３図に示す。反応空間１１内で溶融反応炉
１０からの排気ガスをノズル１３からの２つの後
燃焼ガスで燃やす。同時に供給管６を通してノズ
ル１３に供給される鉄鉱石を溶融しFeOに熱的に
還元する。溶融ウスタイトは水冷管１４を介して
第１反応炉１、すなわち溶融反応炉内に入る。こ
のように液状ウスタイトは耐火材料と接触せずに
第１反応炉空間内の溶融物中に流れる。
続した第２反応炉１１を有する本発明方法の変形
例を第３図に示す。反応空間１１内で溶融反応炉
１０からの排気ガスをノズル１３からの２つの後
燃焼ガスで燃やす。同時に供給管６を通してノズ
ル１３に供給される鉄鉱石を溶融しFeOに熱的に
還元する。溶融ウスタイトは水冷管１４を介して
第１反応炉１、すなわち溶融反応炉内に入る。こ
のように液状ウスタイトは耐火材料と接触せずに
第１反応炉空間内の溶融物中に流れる。
第４図は本発明の他の実施例を示す。溶融反応
炉１からの排気ガスはロータリー導管（lead
through）を介して流れ、供給管１７を介して石
灰及び供給管１８を介して微細鉱石の添加により
直接隣りの冷却室１６内で冷却される。同時にこ
れらの粉末物質は排気ガス中に含有した金属滴を
取りこむ。本発明の特に有利な実施態様では石灰
と鉱石を供給しガスを連続的に冷却する。これは
石灰の脱酸が高温で生じ次に鉱石を加熱すること
を意味する。冷却後粉末物質をサイクロン１９で
分離しそしてガス−固体混合物を前もつて任意に
冷却される。サイクロン１９前で再循環排ガスを
添加することはこの目的のために有利であること
がわかつた。次に予熱鉱石（約700℃）と石灰の
混合物を、導管２０を介して上吹き装置４の後燃
焼ガス噴射内にサイクロン１９から供給する。一
部の排ガス流は導管２１を介して溶融反応炉から
廃熱ボイラへ直接供給されこのガス比率は例えば
熱風を製造するために利用される。
炉１からの排気ガスはロータリー導管（lead
through）を介して流れ、供給管１７を介して石
灰及び供給管１８を介して微細鉱石の添加により
直接隣りの冷却室１６内で冷却される。同時にこ
れらの粉末物質は排気ガス中に含有した金属滴を
取りこむ。本発明の特に有利な実施態様では石灰
と鉱石を供給しガスを連続的に冷却する。これは
石灰の脱酸が高温で生じ次に鉱石を加熱すること
を意味する。冷却後粉末物質をサイクロン１９で
分離しそしてガス−固体混合物を前もつて任意に
冷却される。サイクロン１９前で再循環排ガスを
添加することはこの目的のために有利であること
がわかつた。次に予熱鉱石（約700℃）と石灰の
混合物を、導管２０を介して上吹き装置４の後燃
焼ガス噴射内にサイクロン１９から供給する。一
部の排ガス流は導管２１を介して溶融反応炉から
廃熱ボイラへ直接供給されこのガス比率は例えば
熱風を製造するために利用される。
鉄1tを製造するため約33％揮発成分と7200kca
ｌ／Kgの熱発生力Huのガス炎炭を下浴ノズルを介
して第４図の容器と同じ溶融容器内に吹込む。第
１反応空間の後燃焼ガス噴射からの熱伝達用のキ
ヤリヤーとして、総量約５％の鉱石をノズル５を
介して補助的に流せる。羽口３を介して1800m3の
熱風を約1200℃の予熱温度で吹込む。第１反応炉
空間で40％後燃焼が次に得られる。すなわち反応
空間１からガス出口へ出る廃ガスは平均40％の酸
化度を有する。第２の反応空間では同じ温度の他
の800Nm3の熱風を羽口４を介して吹込みそれに
よつて総後燃料度は80％である。第２反応空間中
のこの後燃焼ガス噴射とともに約700℃に予熱し
た鉱石と石灰を浴上に同様に吹込む。これは
1.3Gcalのかなりの熱含量と化学的な、すなわち
0.4Gcalの潜熱含量の2100m3の体積の廃ガスを生
じる。ロータリー導管１５を通過した後鉱石ｔ当
たり約300Kgの総石灰石量を添加することにより
この廃ガスを同時に冷却する。約1200℃の平均温
度を得る。更に約800℃に温度を下げるために再
循環廃ガス500Nm3をサイクロン前に直接添加す
る。
ｌ／Kgの熱発生力Huのガス炎炭を下浴ノズルを介
して第４図の容器と同じ溶融容器内に吹込む。第
１反応空間の後燃焼ガス噴射からの熱伝達用のキ
ヤリヤーとして、総量約５％の鉱石をノズル５を
介して補助的に流せる。羽口３を介して1800m3の
熱風を約1200℃の予熱温度で吹込む。第１反応炉
空間で40％後燃焼が次に得られる。すなわち反応
空間１からガス出口へ出る廃ガスは平均40％の酸
化度を有する。第２の反応空間では同じ温度の他
の800Nm3の熱風を羽口４を介して吹込みそれに
よつて総後燃料度は80％である。第２反応空間中
のこの後燃焼ガス噴射とともに約700℃に予熱し
た鉱石と石灰を浴上に同様に吹込む。これは
1.3Gcalのかなりの熱含量と化学的な、すなわち
0.4Gcalの潜熱含量の2100m3の体積の廃ガスを生
じる。ロータリー導管１５を通過した後鉱石ｔ当
たり約300Kgの総石灰石量を添加することにより
この廃ガスを同時に冷却する。約1200℃の平均温
度を得る。更に約800℃に温度を下げるために再
循環廃ガス500Nm3をサイクロン前に直接添加す
る。
本発明を説明するために他の実施例は本方法の
特に単純な変形に関する。
特に単純な変形に関する。
外形長さ約10ｍ、直径６ｍ及び60cm厚さの耐火
物ライニングを有する、長いドラム状溶融反応炉
内で１時間当たり約60tの液状鉄を製造する。第
１反応炉域で鉄1t当たり約600Kgのガス炎炭を好
ましくは浴下ノズルを通して鉄浴に供給する。炭
素の燃焼に必要な酸素の全量を、約５ｍの長さを
有する６本のノズルを介して反応空間１の浴表面
上に多少の分布で吹込む。
物ライニングを有する、長いドラム状溶融反応炉
内で１時間当たり約60tの液状鉄を製造する。第
１反応炉域で鉄1t当たり約600Kgのガス炎炭を好
ましくは浴下ノズルを通して鉄浴に供給する。炭
素の燃焼に必要な酸素の全量を、約５ｍの長さを
有する６本のノズルを介して反応空間１の浴表面
上に多少の分布で吹込む。
第１反応空間域の浴表面下に総量約５％の鉱石
を導入することは有用であるとわかつた。
を導入することは有用であるとわかつた。
廃ガスは溶融反応炉のガス出口への途中で、第
２反応空間を通る。この反応空間２内で熱風を、
反応空間１内と同じ上吹き技術で浴に吹込む。熱
風は微粒鉱石を伴ない熱風と接触して加熱する。
鉱石と上吹き予熱空気の添加により酸化鉄含有量
は第２反応空間の浴表面域でスラグになりそれは
反応空間１より明らかに高い。第２反応空間２内
で得た後燃焼率は約80％でこの熱量の90％を反応
空間１内のように浴に移す。浴撹拌を改良し、そ
れと共に後燃焼ガス噴射からの熱移動に好ましい
効果を与えるために反応空間２の領域での浴表面
下に粉炭を伴なうか又は伴なわなくとも不活性ガ
スを導入することは有効であることがわかつた。
２反応空間を通る。この反応空間２内で熱風を、
反応空間１内と同じ上吹き技術で浴に吹込む。熱
風は微粒鉱石を伴ない熱風と接触して加熱する。
鉱石と上吹き予熱空気の添加により酸化鉄含有量
は第２反応空間の浴表面域でスラグになりそれは
反応空間１より明らかに高い。第２反応空間２内
で得た後燃焼率は約80％でこの熱量の90％を反応
空間１内のように浴に移す。浴撹拌を改良し、そ
れと共に後燃焼ガス噴射からの熱移動に好ましい
効果を与えるために反応空間２の領域での浴表面
下に粉炭を伴なうか又は伴なわなくとも不活性ガ
スを導入することは有効であることがわかつた。
第１図と第２図は上吹手段の種々の配置を有す
るドラム状溶融反応炉の縦断面図であり；第３図
はそれに接続する第２反応容器を有する溶融反応
炉の縦断面図であり；第４図は出口側で接続した
廃ガス用冷却室と近接サイクロンを有するドラム
状溶融反応炉を示す。 １…反応溶融反応炉、２…導管、３，４…上吹
穴、５…ノズル、１０…溶融反応炉、１１…第２
反応区域、１３…ノズル、１４…水冷管。
るドラム状溶融反応炉の縦断面図であり；第３図
はそれに接続する第２反応容器を有する溶融反応
炉の縦断面図であり；第４図は出口側で接続した
廃ガス用冷却室と近接サイクロンを有するドラム
状溶融反応炉を示す。 １…反応溶融反応炉、２…導管、３，４…上吹
穴、５…ノズル、１０…溶融反応炉、１１…第２
反応区域、１３…ノズル、１４…水冷管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化鉄が実質的に液体状態で還元されそして
その方法の熱バランスに要するエネルギーを、炭
素質燃料を溶融物に供給することと、生じる反応
ガス主にCOとH2を後燃焼させることにより発生
させる鉄鉱石の溶融還元法において、 該反応ガスを、互いに効果的に独立した反応空
間内に吹込む酸素含有ガス噴射で２回以上連続し
て後燃焼させることを特徴とする鉄鉱石の溶融還
元法。 ２ 前記ガス噴射の反応空間を該反応ガスの流れ
の方向に後続させて配置し且つ該還元性が第２又
は他の後燃焼ガス噴射の当たる場所で小さいこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 強い浴撹拌を溶融反応炉内の溶融物の高還元
性を有する領域で保持されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 前記２以上の段階の後燃焼を１つの容器又は
２つの関連した容器で行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
項に記載の方法。 ５ 粉砕された鉱石を後燃焼のために該第２又は
他の反応空間内に導入することを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項
に記載の方法。 ６ 塊の移動が後燃焼のために２つの第１反応空
間の間の液相で生じることを特徴とする特許請求
の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記
載の方法。 ７ 前記炭素質燃料を後燃焼のために第１反応空
間内に、従つて最も高い還元性域に導入すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項ま
でのいずれか１項に記載の方法。 ８ 前記酸素含有ガス噴射を反応空間で浴表面に
対して斜めに導入することを特徴とする特許請求
の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に記
載の方法。 ９ 30ないし50％の後燃焼率を前記高還元性の反
応空間での第１後燃焼段階で設定し、そして60な
いし100％の後燃焼率を第２後燃焼段階で設定す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
８項までのいずれか１項に記載の方法。 １０ 予熱空気を後燃焼のための酸素含有ガスと
して用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項から第９項までのいずれか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863607775 DE3607775A1 (de) | 1986-03-08 | 1986-03-08 | Verfahren zur schmelzreduktion von eisenerz |
| DE3607775.5 | 1986-03-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62263908A JPS62263908A (ja) | 1987-11-16 |
| JPH0219167B2 true JPH0219167B2 (ja) | 1990-04-27 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (15)
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| DE69120109T2 (de) * | 1990-03-13 | 1996-11-28 | CRA Services Ltd., Melbourne, Victoria | Verfahren zum Herstellen von Metallen und Legierungen in einem Schmelzreduktionsgefäss |
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| DE4042176C2 (de) * | 1990-12-29 | 1993-12-09 | Tech Resources Pty Ltd | Verfahren zur Reduktion von Metalloxiden im schmelzflüssigen Zustand |
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| DE4213007C1 (de) * | 1992-04-21 | 1993-12-16 | Tech Resources Pty Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Abdichten von Düsen in der umgebenden feuerfesten Ausmauerung |
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| DE4307484A1 (de) * | 1993-03-10 | 1994-09-15 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Direktreduktion von eisenoxidhaltigen Materialien mit festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln |
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| NL9500264A (nl) * | 1995-02-13 | 1996-09-02 | Hoogovens Staal Bv | Werkwijze voor het produceren van vloeibaar ruwijzer. |
| NL9500600A (nl) * | 1995-03-29 | 1996-11-01 | Hoogovens Staal Bv | Inrichting voor het produceren van vloeibaar ruwijzer door directe reductie. |
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| AUPO426396A0 (en) | 1996-12-18 | 1997-01-23 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing iron |
| AUPO426096A0 (en) | 1996-12-18 | 1997-01-23 | Technological Resources Pty Limited | Method and apparatus for producing metals and metal alloys |
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| AUPP483898A0 (en) | 1998-07-24 | 1998-08-13 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process & apparatus |
| AUPP554098A0 (en) | 1998-08-28 | 1998-09-17 | Technological Resources Pty Limited | A process and an apparatus for producing metals and metal alloys |
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-
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