JPH0416525B2 - - Google Patents
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- JPH0416525B2 JPH0416525B2 JP61014911A JP1491186A JPH0416525B2 JP H0416525 B2 JPH0416525 B2 JP H0416525B2 JP 61014911 A JP61014911 A JP 61014911A JP 1491186 A JP1491186 A JP 1491186A JP H0416525 B2 JPH0416525 B2 JP H0416525B2
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Classifications
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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
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- 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
- C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
-
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- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
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- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
- C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
-
- 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
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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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- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、最初に直接還元シヤフト炉内で高温
還元ガスによつて鉄鉱石を還元して海綿鉄とし、
得られたこの海綿鉄を溶解ガス化炉内で炭素キヤ
リアと酸素含有ガスとの供給および上記還元ガス
の少なくとも一部の生成を伴なつて溶解する、鉄
鉱石から銑鉄を製造する方法に関する。
還元ガスによつて鉄鉱石を還元して海綿鉄とし、
得られたこの海綿鉄を溶解ガス化炉内で炭素キヤ
リアと酸素含有ガスとの供給および上記還元ガス
の少なくとも一部の生成を伴なつて溶解する、鉄
鉱石から銑鉄を製造する方法に関する。
このような方法の一つはドイツ特許第3034539
号によつて公知である。この従来技術において
は、上記方法の後半の工程については、溶解ガス
化炉内で、その中に直接装入される石炭と吹き込
まれる酸素含有ガスとから、海綿鉄の溶解に必要
な熱と還元ガスとを生成する。その後、ガス流の
第一の部分は、冷却および除塵されてからシヤフ
ト炉の還元領域に吹き込まれる。
号によつて公知である。この従来技術において
は、上記方法の後半の工程については、溶解ガス
化炉内で、その中に直接装入される石炭と吹き込
まれる酸素含有ガスとから、海綿鉄の溶解に必要
な熱と還元ガスとを生成する。その後、ガス流の
第一の部分は、冷却および除塵されてからシヤフ
ト炉の還元領域に吹き込まれる。
しかしこの方法の欠点は、湿つた冷たい石炭が
装入されると石炭装入口すなわちガス化炉の炉頂
付近が冷却され、それによつて還元ガス中のCO2
とH2Oが望ましくない高濃度になることである。
これは当然、シヤフト炉内で得られる海綿鉄の還
元の程度を低下させることになる。コークスは通
常約10％の湿気を含んでいる。褐炭を高温乾溜し
たコークスは搬送前にこの湿気量を有しているは
ずであり、溶解ガス化炉への装入前にこれを乾燥
することは火炎発生の危険があるために不可能で
ある。したがつて、炭素キヤリアを溶解ガス化炉
に直接装入する方法は熱的な均衡を非常に損う。
装入されると石炭装入口すなわちガス化炉の炉頂
付近が冷却され、それによつて還元ガス中のCO2
とH2Oが望ましくない高濃度になることである。
これは当然、シヤフト炉内で得られる海綿鉄の還
元の程度を低下させることになる。コークスは通
常約10％の湿気を含んでいる。褐炭を高温乾溜し
たコークスは搬送前にこの湿気量を有しているは
ずであり、溶解ガス化炉への装入前にこれを乾燥
することは火炎発生の危険があるために不可能で
ある。したがつて、炭素キヤリアを溶解ガス化炉
に直接装入する方法は熱的な均衡を非常に損う。
この公知方法においては、還元シヤフト炉で消
費される還元ガスが再生されないから、海綿鉄を
充分に金属化するために多量の還元ガスが必要で
ある。
費される還元ガスが再生されないから、海綿鉄を
充分に金属化するために多量の還元ガスが必要で
ある。
シヤフト炉内で生成する海綿鉄の金属化は還元
ガス温度にも依存している。この温度が高くなる
ほど、鉄鉱石の還元速度は大きくなり、またシヤ
フト炉への非焼成造滓材の供給量を増加すること
ができる。しかし、この公知方法においては、海
綿鉄粒の溶融と固着（caking）の危険があるた
めに、還元ガスの温度を任意に高めることは不可
能である。このことは、海綿鉄のシヤフト炉内で
の移動および特に炉からの排出を非常に妨たげ
る。
ガス温度にも依存している。この温度が高くなる
ほど、鉄鉱石の還元速度は大きくなり、またシヤ
フト炉への非焼成造滓材の供給量を増加すること
ができる。しかし、この公知方法においては、海
綿鉄粒の溶融と固着（caking）の危険があるた
めに、還元ガスの温度を任意に高めることは不可
能である。このことは、海綿鉄のシヤフト炉内で
の移動および特に炉からの排出を非常に妨たげ
る。
そこで、本発明の目的は、溶解ガス化炉の熱的
均衡を改善し、それによつてCOとH2とを含有す
るガスの量すなわち還元ガスの量を低減できるよ
うに前記タイプの方法を改良することである。ま
た、鉄鉱石および／あるいは海綿鉄粒の固着も回
避できる。
均衡を改善し、それによつてCOとH2とを含有す
るガスの量すなわち還元ガスの量を低減できるよ
うに前記タイプの方法を改良することである。ま
た、鉄鉱石および／あるいは海綿鉄粒の固着も回
避できる。
本発明によるこの問題の解決方法は、直結還元
シヤフト炉に供給される鉄鉱石に炭素キヤリアも
混入することである。
シヤフト炉に供給される鉄鉱石に炭素キヤリアも
混入することである。
この方法の有利な改良点は、鉄鉱石に混入され
る炭素キヤリアとしてコークス、望ましくは高温
乾溜コークスを用い、混入比率を低くして溶解ガ
ス化炉に供給することである。鉄鉱石に混入する
炭素キヤリアの量は、全炭素キヤリア量に対して
５〜60％、望ましくは10〜30％の比率である。こ
こで、有利な点は、直接還元シヤフト炉内ガスの
一部は、溶解ガス化炉で生成したガスを冷却する
ために、このガスに混入されることであり、更に
詳しくは、直接還元シヤフト炉のバツスル面と底
部とで混入されることであり、直接還元シヤフト
炉内ガスは、バツスル面と底部とで異なる温度を
設定するために異なる量比で、溶解ガス化炉ガス
と混合されることである。結局、直接還元シヤフ
ト炉内の鉄鉱石の予熱および／あるいは乾燥のた
めに、この鉄鉱石に非焼成造滓材および／あるい
は焼成造滓材を添加することができる。
る炭素キヤリアとしてコークス、望ましくは高温
乾溜コークスを用い、混入比率を低くして溶解ガ
ス化炉に供給することである。鉄鉱石に混入する
炭素キヤリアの量は、全炭素キヤリア量に対して
５〜60％、望ましくは10〜30％の比率である。こ
こで、有利な点は、直接還元シヤフト炉内ガスの
一部は、溶解ガス化炉で生成したガスを冷却する
ために、このガスに混入されることであり、更に
詳しくは、直接還元シヤフト炉のバツスル面と底
部とで混入されることであり、直接還元シヤフト
炉内ガスは、バツスル面と底部とで異なる温度を
設定するために異なる量比で、溶解ガス化炉ガス
と混合されることである。結局、直接還元シヤフ
ト炉内の鉄鉱石の予熱および／あるいは乾燥のた
めに、この鉄鉱石に非焼成造滓材および／あるい
は焼成造滓材を添加することができる。
以下、図に示す実施態様について、本発明を更
に詳しく説明する。
に詳しく説明する。
図示したプラントは、直接還元シヤフト炉１と
その下方に配置された溶解ガス化炉２とを本質的
な構成要素として有する。塊状の鉄鉱石が管３に
よつて公知の方法でシヤフト炉に供給されるのが
望ましい。還元ガスはバツスル面にある管４を経
由してシヤフト炉２に吹き込まれ、下向きに移動
する鉄鉱石の流れに逆らつて上昇し、鉄鉱石の還
元を行なう。シヤフト炉内を流れた後、このガス
は管５を経由して高炉ガスとして除去される。
その下方に配置された溶解ガス化炉２とを本質的
な構成要素として有する。塊状の鉄鉱石が管３に
よつて公知の方法でシヤフト炉に供給されるのが
望ましい。還元ガスはバツスル面にある管４を経
由してシヤフト炉２に吹き込まれ、下向きに移動
する鉄鉱石の流れに逆らつて上昇し、鉄鉱石の還
元を行なう。シヤフト炉内を流れた後、このガス
は管５を経由して高炉ガスとして除去される。
鉄鉱石は還元されて海綿鉄となり、下方への流
路６によつて溶解ガス化炉２に入る。同時に、溶
解ガス化炉２で生成した還元ガスはこの流路６と
これに対応するシヤフト炉底部の開口部とを経由
してシヤフト炉内に入り、たとえば海綿鉄の冷却
あるいは加炭のために使われ得る。海綿鉄とは別
に、炭素キヤリアが高温乾溜コークスの形で管７
を経由して、また酸素含有ガスが図示してない管
を経由して溶解ガス化炉に供給される。溶解ガス
化炉２で生成した還元ガスは本質的な成分として
COとH2を含有し温度は約1000℃であり、管８内
での冷却ガスの添加によつて約850℃に冷却され
る。この冷却ガスは供給源９から管１０を経由し
て管８まで搬送される。供給源９は管１１を経由
して流路６とも連結しており、それによつて、溶
解ガス化炉２から流路６を通つて上昇する還元ガ
スも望む温度に冷却することができる。供給源９
は、適宜冷却、浄化を行なつた後に、シヤフト炉
１から管５によつて除去された高炉ガスの供給を
受ける。冷却された還元ガスは管８を経由してサ
イクロン分離器１２に入り、そこで塵粒子を除去
され、管１３によつて溶解ガス化炉２に戻る。浄
化された約850℃の望ましい温度の還元ガスは管
４を経由してシヤフト炉１に入る。高温乾溜コー
クスは最初に管１４を経由してスクリーン１５ま
で搬送され、管７を経由して溶解ガス化炉２に装
入される細粒部分と、管１６を経由してシヤフト
炉１の炉頂に装入される粗粒部分とに分粒され
る。
路６によつて溶解ガス化炉２に入る。同時に、溶
解ガス化炉２で生成した還元ガスはこの流路６と
これに対応するシヤフト炉底部の開口部とを経由
してシヤフト炉内に入り、たとえば海綿鉄の冷却
あるいは加炭のために使われ得る。海綿鉄とは別
に、炭素キヤリアが高温乾溜コークスの形で管７
を経由して、また酸素含有ガスが図示してない管
を経由して溶解ガス化炉に供給される。溶解ガス
化炉２で生成した還元ガスは本質的な成分として
COとH2を含有し温度は約1000℃であり、管８内
での冷却ガスの添加によつて約850℃に冷却され
る。この冷却ガスは供給源９から管１０を経由し
て管８まで搬送される。供給源９は管１１を経由
して流路６とも連結しており、それによつて、溶
解ガス化炉２から流路６を通つて上昇する還元ガ
スも望む温度に冷却することができる。供給源９
は、適宜冷却、浄化を行なつた後に、シヤフト炉
１から管５によつて除去された高炉ガスの供給を
受ける。冷却された還元ガスは管８を経由してサ
イクロン分離器１２に入り、そこで塵粒子を除去
され、管１３によつて溶解ガス化炉２に戻る。浄
化された約850℃の望ましい温度の還元ガスは管
４を経由してシヤフト炉１に入る。高温乾溜コー
クスは最初に管１４を経由してスクリーン１５ま
で搬送され、管７を経由して溶解ガス化炉２に装
入される細粒部分と、管１６を経由してシヤフト
炉１の炉頂に装入される粗粒部分とに分粒され
る。
分粒は、粗粒部分の大きさがスクリーンの網目
寸法で約10〜50mm、全コークス量に対する比率が
５〜60％、望ましくは10〜30％となるようにす
る。湿つた冷たいコークスは管７を経由して溶解
ガス化炉にのみ供給されるように、管１６を経由
してシヤフト炉１に供給されるコークスはシヤフ
ト炉内で予熱、乾燥される。これによつてガス化
炉の熱的均衡を相当改善することができ、その結
果溶解ガス化炉内で生成する還元ガスの質も向上
する。シヤフト炉１に供給されるコークスのもう
一つの効果は、鉄鉱石の還元によつて還元ガスか
ら得られるCO2とH2Oが一部COとH2に戻ること
である。したがつてその結果は酸化鉄と炭素から
鉄と一酸化炭素が形成される高炉における直接還
元と近似している。したがつて、還元ガスの必要
量は少なく、全体として炭素と酸素の節約効果が
ある。
寸法で約10〜50mm、全コークス量に対する比率が
５〜60％、望ましくは10〜30％となるようにす
る。湿つた冷たいコークスは管７を経由して溶解
ガス化炉にのみ供給されるように、管１６を経由
してシヤフト炉１に供給されるコークスはシヤフ
ト炉内で予熱、乾燥される。これによつてガス化
炉の熱的均衡を相当改善することができ、その結
果溶解ガス化炉内で生成する還元ガスの質も向上
する。シヤフト炉１に供給されるコークスのもう
一つの効果は、鉄鉱石の還元によつて還元ガスか
ら得られるCO2とH2Oが一部COとH2に戻ること
である。したがつてその結果は酸化鉄と炭素から
鉄と一酸化炭素が形成される高炉における直接還
元と近似している。したがつて、還元ガスの必要
量は少なく、全体として炭素と酸素の節約効果が
ある。
シヤフト炉１の中で石炭と鉄鉱石を混合するこ
とにより、海綿鉄が炉内で引つ掛ることが少なく
なる。そのため、シヤフト炉１を比較的高温で操
業することができ、それによつて還元の程度も増
加する。
とにより、海綿鉄が炉内で引つ掛ることが少なく
なる。そのため、シヤフト炉１を比較的高温で操
業することができ、それによつて還元の程度も増
加する。
シヤフト炉１の中のバツスル面上へ吹き込まれ
る還元ガスのCO2含有量が比較的多い場合にも、
還元の程度は高くなる。このCO2はシヤフト炉内
でコークスによつて一部分がCOに変わり、鉄鉱
石の還元に参画する。
る還元ガスのCO2含有量が比較的多い場合にも、
還元の程度は高くなる。このCO2はシヤフト炉内
でコークスによつて一部分がCOに変わり、鉄鉱
石の還元に参画する。
還元ガスを高温化することおよびシヤフト炉１
内でコークスによつてCO2からCOへ変換できる
ことによつて、石灰石やドロマイトのような非焼
成造滓材をシヤフト炉に装入することができ、こ
れらをシヤフト炉内で予熱、非酸性化できる。こ
の目的で管１７があり、シヤフト炉１上部の装入
口に接続されている。
内でコークスによつてCO2からCOへ変換できる
ことによつて、石灰石やドロマイトのような非焼
成造滓材をシヤフト炉に装入することができ、こ
れらをシヤフト炉内で予熱、非酸性化できる。こ
の目的で管１７があり、シヤフト炉１上部の装入
口に接続されている。
図は、鉄鉱石から銑鉄を製造するためのプラン
トを表わす説明図である。 １：直接還元シヤフト炉、２：溶解ガス化炉、
９：冷却ガス供給源、１２：サイクロン分離器、
１５：スクリーン。
トを表わす説明図である。 １：直接還元シヤフト炉、２：溶解ガス化炉、
９：冷却ガス供給源、１２：サイクロン分離器、
１５：スクリーン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直接還元シヤフト炉内で高温還元ガスによつ
て鉄鉱石を最初に還元して海綿鉄とし、得られた
該海綿鉄を溶解ガス化炉２内で炭素キヤリアと酸
素含有ガスとの供給および該還元ガスの少なくと
も一部の生成を伴つて溶解する、鉄鉱石から銑鉄
を製造する方法であつて、該直接還元シヤフト炉
１に炭素キヤリアも供給することを特徴とする、
銑鉄の製造方法。 ２ 前記直接還元シヤフト炉に供給される前記炭
素キヤリアがコークスを含有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の銑鉄の製造方法。 ３ 前記直接還元シヤフト炉１に前記炭素キヤリ
アと前記鉄鉱石とが一緒に装入されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
銑鉄の製造方法。 ４ 前記炭素キヤリアが褐炭（リグナイト）を高
温乾溜したコークスから成り、該コークスの粗粒
部分が前記直接還元シヤフト炉１に供給されかつ
該コークスの細粒部分が前記溶解ガス化炉２に供
給されることを特徴とする特許請求の範囲第２項
または第３項に記載の銑鉄の製造方法。 ５ 前記直接還元シヤフト炉に供給される前記コ
ークスの寸法がスクリーンの網目寸法で10〜50mm
であることを特徴とする特許請求の範囲第２項か
ら第４項までのいずれか１項に記載の銑鉄の製造
方法。 ６ 前記炭素キヤリアの前記直接還元シヤフト炉
への供給量が全炭素キヤリア使用量に対して５〜
60％、望ましくは10〜30％の割合であることを特
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項に記載の銑鉄の製造方法。 ７ 前記直接還元シヤフト炉１の炉内ガスの一部
が、前記溶解ガス化炉２で生成するガスの冷却用
として該生成するガスに供給されることを特徴と
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項に記載の銑鉄の製造方法。 ８ 前記溶解ガス化炉２で生成する前記ガスが、
前記直接還元シヤフト炉１のバツスル面と底部領
域とに供給されること、および該直接還元シヤフ
ト炉１の前記炉内ガスが、該バツスル面と該底部
領域とにおいて、異なる温度を設定するための異
なる量比で、該供給された該溶解ガス化炉２の該
ガスと混合されることを特徴とする特許請求の範
囲第７項記載の銑鉄の製造方法。 ９ 前記直接還元シヤフト炉の中で前記鉄鉱石に
非焼成造滓材が添加され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
に記載の銑鉄の製造方法。 １０ 前記鉄鉱石を予熱および／あるいは乾燥す
るために、該鉄鉱石に焼成造滓材が添加されるこ
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項に記載の銑鉄の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3503493.9 | 1985-01-31 | ||
| DE19853503493 DE3503493A1 (de) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | Verfahren zur herstellung von roheisen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177309A JPS61177309A (ja) | 1986-08-09 |
| JPH0416525B2 true JPH0416525B2 (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=6261443
Family Applications (1)
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