JPH0368081B2 - - Google Patents

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
化器に関するものである。

（従来の技術及び問題点） DE−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、鉄鉱石は還元熔鉱炉中で熱還元ガスによ
つて海綿鉄へ還元され、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
要とされ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つくりと下
がつて精錬される。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高さで設けられ、か
つ、メルトダウン・ガス化器の周囲にわたつて分
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
温に耐えるための水冷される。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・ガス化器
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
いは量が減つた状態で以てのみ吹込まれる。

類似の問題は、運転圧力をゆつくりと下げ酸素
含有ガス量をゆつくり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くると、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ペ
ー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
再び運転に入らせるときには、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。ホツト・スポツトにお
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い、従つてそ
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、従つて液状
またはペースト状の流動床の物質が上記ノズル中
へ侵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） 本発明の目的は従つて、上述の不首尾あるいは
またメトルダウン・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
固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つて、本発明に従つ
て解決される。

本発明の方法の利点が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いデバイス
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いても安全
に守られ、従つて、酸素含有ガスは再び制御され
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、冷却水供給不足時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、上記ノズルの前端面において
ペースト状の流動床物質を固化し、このようにし
て、まだ固化していない流動床物質によつてノズ
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
はその種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、実際に制
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熔鉱炉１を各々含み、それへ
鉄鉱石と必要ならばフラツ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、向流
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。

鉄鉱石の還元によつて生成される海綿鉄は落下
管３中を通つてメルトダウン・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３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落下する炭素
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
素担持体と酸素との反応によつて生成される熱に
よつて熔融する。メルトダウン・ガス化器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
はタツプ７から周期的に抜出される。

炭素担持体と酸素との反応によつて生成される
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・ガス化器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１２と流量計１３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によつて測定され、制御
弁１２によつて制御される。

不活性ガス、特に窒素、を配管１１中へ排出す
る配管１４を通して配管１１中へ供給することが
できる。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１３に
よつて見出される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
的に閉ぢ、不活性ガス用制御弁は自動的に開き、
従つて、不活性ガスが酸素含有ガスの代りにノズ
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固化する流動床物質と
によつ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を高すぎる熱
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
起るかもしれず、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い。

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つて
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・ガス化器
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い
て、運転圧力と酸素供給とをゆつくりと低減させ
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約25％へ、そ
して、水冷系が不足して不活性ガスが追加的冷却
機能を捕わねばならない時にはほぼ30％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いては、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さ
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
の経過後において閉ぢ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。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
   還元によつ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、酸素によつてつく
   り出される流動床の中への酸素含有ガスの吹込
   み、とによつて精錬され、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つて、 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
   あつて、 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つて、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１５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１５，１８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。