JPH04318110A - 錬鉄または鋼前段階物質の生産プラントの始動法とその装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接還元高炉内で還元
ガスを用いて微粒子装入物質を還元してスポンジ鉄を生
産し、炭素含有物と酸素含有ガスの供給の下で熔融ガス
化装置の中でスポンジ鉄を溶解するとともに、同時に、
還元ガスを生成し、生成した還元ガスを直接還元高炉に
注入する錬鉄または鋼前段階物質（Ｓｔａｈｌｖｏｒｍ
ａｔｅｒｉａｌ）の生産プラントの始動法、および、そ
の方法のための装置に関する。すなわち、本発明に係る
錬鉄または鋼前段階物質の生産プラントは、直接還元高
炉と、熔融ガス化装置とからなり、直接還元高炉で、還
元ガスを用いて微粒子装入物質を還元してスポンジ鉄を
生産するものであり、熔融ガス化装置では、炭素含有物
と酸素含有ガスの供給の下で熔融ガス化装置の中で上記
のスポンジ鉄を溶解するとともに、同時に還元ガスを生
成し、生成した還元ガスを直接還元高炉に注入する。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ特許ＤＥ−Ｃ−３，７２７，１４
６号において、酸素含有ガス化材を用いて炭素を含む燃
料をガス化するガス化装置の始動法が開示されている。 この方法では、燃焼性ガス混合物が、ガス化装置の下側
部分と連通する燃焼室において過圧下で発火され、燃焼
される。しかし、この種の方法では、ガス化温度（約８
００〜１０００℃）にほぼ対応する温度までガス化装置
を加熱できるだけである。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】しかし、直接還元高炉
内で還元ガスを用いて微粒子装入物質を還元してスポン
ジ鉄を生産し、炭素含有物と酸素含有ガスの供給の下で
熔融ガス化装置の中でスポンジ鉄を溶解するとともに、
同時に、還元ガスを生成し、生成した還元ガスを直接還
元高炉に注入する錬鉄または鋼前段階物質の生産プラン
トにおいては、熔融ガス化装置内の処理温度はずっと高
いので、始動には、実質的にさらに高い温度が必要であ
る。すなわち、ガス化温度は、約２０００℃に達し、熔
融ガス化装置の液ため領域（Ｓｕｍｐｂｅｒｅｉｃｈ）
での温度は約１５００℃であり、スラグと錬鉄のための
タップ開口の領域での温度は、少なくとも１３５０℃で
ある。

【０００４】本発明の目的は、上述の種類のプラントの
始動において、熔融ガス化装置の中での高温と直接還元
高炉の十分な加熱とが達成できる始動法および装置を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係る始動法においては、直接還元高炉内で
還元ガスを用いて微粒子装入物質を還元してスポンジ鉄
を生産し、炭素含有物と酸素含有ガスの供給の下で熔融
ガス化装置の中で上記のスポンジ鉄を溶解するとともに
、同時に、還元ガスを生成し、生成した還元ガスを上記
の直接還元高炉に注入する錬鉄または鋼前段階物質の生
産プラントにおいて、まず、空になっている熔融ガス化
装置が燃焼ガスによって加熱され、生成されたスモーク
ガスが空になっている直接還元高炉の中に導入され、コ
ークスまたは脱ガスされた石炭が直接還元高炉の中に装
入され、直接還元高炉内に導入された上記のスモークガ
スがこのコークスまたは石炭を通って顕熱を放出し、こ
れにより上記のコークスまたは石炭が発火温度に加熱さ
れ、上記の熔融ガス化装置の中に熱い状態で装入され、
酸素含有ガスまたは酸素の注入により着火され、ガス化
のために役立つ第２のコークスまたは石炭のベッドが、
上記のコークスまたは石炭の焼かれたベッドの上に装入
され、上記の微粒子装入物質が直接還元高炉の中に装入
される

【０００６】この方法を実現するために、好ましくは、
プラントの始動の前に熔融ガス化装置の底に配置される
管ダクトを通って、酸素含有ガスまたは酸素が供給され
る。この管ダクトは、プラントの操業の間に熔融して、
失われる。これにより、高価な余分な手段を用いずに、
始動に必要なガスだけが特に簡単な方法で供給できる。

【０００７】本発明に係るこの始動法を実行するための
装置は、塊状の石炭鉱石のための少なくとも１本の装入
物質供給ダクトと、少なくとも１本の還元ガス供給ダク
トと、直接還元高炉の中で生成される還元生産物のため
の少なくとも１本の還元生産物ダクトと、直接還元高炉
の中で生成されたトップガスのためのトップガス排出ダ
クトとを備えた直接還元高炉と、直接還元高炉から還元
生産物を供給するために上記の還元生産物ダクトが接続
される熔融ガス化装置であって、酸素含有ガスと炭素含
有物をそれぞれ供給するための複数の供給ダクト手段と
、直接還元高炉内に接続され、上記の熔融ガス化装置で
生成された還元ガスを供給するために備えられる上記の
還元ガス供給ダクトと、錬鉄とスラグをそれぞれタップ
するタップ手段とを備えた熔融ガス化装置とからなり、
１つのバルブが上記の還元ガス供給ダクトに設けられ、
少なくとも１台の加熱バーナーが上記の熔融ガス化装置
に設けられる。

【０００８】好ましい実施例によれば、さらに、錬鉄の
融点でほぼ熔融する材料（このましくは鋼）からなるガ
ス管ダクトが、はじめ空である熔融ガス化装置の底に設
けられ、上記のガス管ダクトは、上記の熔融ガス化装置
から側壁に設けた開口を通って外側に突き出る接続部品
を有する。

【０００９】好ましくは、上記の加熱バーナーが、上記
の熔融ガス化装置の下から最初の１／３の高さにて、上
記の熔融ガス化装置に取り付け可能であり、かつ、取り
外し可能である。

【００１０】

【作用】本発明に係る錬鉄または鋼前段階物質の生産プ
ラントは、直接還元高炉と熔融ガス化装置とからなる。 この生産プラントの始動において、空の熔融ガス化装置
内で、燃焼ガスの燃焼によりスモークガスが生成され、
このスモークガスにより、熔融ガス化装置が暖められる
。さらに、このスモークガスは、還元ガス供給ダクトを
介して直接還元高炉に供給されて、直接還元高炉を十分
に加熱する。次に、塊状の石炭鉱石は、装入物質供給ダ
クトから直接還元高炉に装入され、熔融ガス化装置にお
いて生成された還元ガスが還元生産物供給ダクトを経て
導入されることにより着火点にまで加熱され、その後、
還元生産物供給ダクトを通って熔融ガス化装置に供給さ
れて、燃やされる。したがって、熔融ガス化装置は、高
温にできる。これにより、生産プラントは始動され、微
粒子装入物質が直接還元高炉に装入されて、通常の操業
が始まる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例に
ついて説明する。図１は、錬鉄の生産のためのプラント
の操業時の図式的な図である。ここで、１は、直接還元
高炉を示す。直接還元高炉１の直接還元ゾーン２の中に
、塊状の酸化鉄を含む装入物質４が、供給ダクト３を通
って頂部から装入され、もし希望ならば、未燃焼のフラ
ックスが供給ダクト５を介して導入される。高炉１は、
熔融ガス化装置６と連通する。熔融ガス化装置６におい
て、還元ガスは、炭素含有物と酸素含有ガスとから生産
され、この還元ガスは、供給ダクト７を介して高炉１に
供給される。供給ダクト７に、ガス洗浄・冷却手段８が
備えられる。

【００１２】熔融ガス化装置６は、固体の塊状の炭素含
有物のための供給ダクト９と、希望ならば、酸素含有ガ
スのための複数本の供給ダクト１０、１１、室温で気体
または液体である炭素含有物（たとえば炭化水素）およ
び焼かれたフラックスのための供給ダクト１２、１３を
取り付ける。溶解錬鉄１６および溶解スラグ１７は、そ
れぞれ、熔融ガス化装置６において熔融ガス化ゾーン１
５の下に別々に設けられるタップ１８、１９を介して抜
き出される。

【００１３】蝶形バルブとして設計される１個のバルブ
２２が、各供給ダクト７に設けられる。熔融ガス化装置
６の下部領域にて、円筒部２３から拡大部２４へ移る部
分の高さ付近で、外部の加熱バーナー２５が備えられ、
このバーナー２５は、コークスガスまたは天然ガスで操
作できる（図２〜図４参照）。これらの加熱バーナー２
５は、暖める間だけ作動し、プラントが操業状態になっ
た後で、熔融ガス化装置６から取り外しできる。

【００１４】プラントの始動は、次のようになされる。 まず、ガスダクト２６が、まだ冷えた空の熔融ガス化装
置６の中に導入される（図２参照）。このガスダクト２
６は、熔融ガス化装置の底２７の上に配置され、ガスダ
クト２６の結合部品２８は、外方向に、１点で熔融ガス
化装置６の側壁開口を通って配置される。ガス管ダクト
２６は、鋼管からなり、複数のガス出口２９が、ガス管
ダクト２６の上側に設けられ、ほぼ全底面にわたって複
数の同心円としてまたはファン状に一様に存在する。こ
のガス管ダクト２６の機能は、後で図３によりさらに詳
細に説明される。

【００１５】ガス管ダクト２６を設けた後で、加熱バー
ナー２５は、スイッチが入れられる。生成するスモーク
ガス３０は、繰り返す暖化条件により空の熔融ガス化装
置６の耐熱レンガを熱するために役立ち、蝶形バルブ２
２が開放状態になっている供給ダクト７を通って流れ、
ダクト２０を通って、まだ空である直接還元高炉１の中
に流れ、乾燥し、また、直接還元高炉１を熱する。この
状況は、図２に示される。

【００１６】この後、図３に示されるように、コークス
３１または脱ガスされた石炭生産物（たとえば壊れた電
極やオイルコークス）が、直接還元高炉１の中に装入さ
れる。コークス３１の量は、熔融ガス化装置６の下部円
筒部２３の容積にほぼ対応する。加熱バーナー２５を用
いた連続加熱中に生成するスモークガス３０が装入され
たコークスの間を確実に流れ、一方、供給ダクト７を通
って最小抵抗の道を採らないようにするために、蝶形バ
ルブ２２が閉じられる。こうして、スモークガス３０は
、ダクト２０のみを通って流れ、コークス３１を発火点
（約６５０℃）まで熱する。

【００１７】発火点に達した後で、コークス３１は、ダ
クト２０を通って熔融ガス化装置６の中に導入される。 同時に、空気３２または酸素がガス管ダクト２６を通っ
て導かれ、したがって、コークス３１は、着火し、燃え
る。このとき、約１２００℃から１５００℃の温度が作
られる。この状況は、図４に示される。

【００１８】この温度に達した後で、加熱バーナー２５
のスイッチは切られ、取り除かれる（図５）。上昇され
た温度は、後に続く熔融操業において、スラグ１７と錬
鉄１６の溶解状態を保護する。

【００１９】熔融ガス化装置６の中に既に存在するコー
クスベッド３１の上への微細なコークスまたは微細な石
炭３３の引き続く装入の後で（これらは冷えた状態で装
入される）、微細なコークスまたは微細な石炭３３は、
ガス管ダクト２６を通って別の底の空気の中に吹き込む
ことによって、発火点に達せられる。酸素含有ガスのた
めの供給ダクト１０、１１と、希望ならば、炭素含有物
などのための供給ダクト１２、１３が作動された後で、
ガス化が、熔融ガス化装置６の中で通常のように開始す
る。そのとき、ＨＯスラグ、希望ならばスポンジ鉄、添
加物（生石灰、ドロマイト）、希望ならばフラックス（
ＣａＦ２）および鉱石を含む始動用微粒子装填物の直接
還元高炉１への装入が開始される。熔融ガス化装置６の
中でガス化の間に生成する還元ガスは、蝶形バルブ２２
が開いた後で、直接還元高炉１の中に、鉱石の還元のた
めに、ダクト７を通って公知の方法で導入される。

【００２０】ガス化が熔融ガス化装置６の中で開始した
後で、ガス管ダクト２６が閉じられ、側壁開口を通って
外向きに突き出るこのダクトの端が、熔融ガス化装置６
の内部の中へ押され、側壁開口は閉じられる。プラント
のこれ以後の操業において、ガス管ダクト２６は、溶解
し、熔融操業が損なわれない。なお、トップガス排出ダ
クト２１は、直接還元高炉１の中で生成されたトップガ
スの排出のために設けられる。

【００２１】この後、このプラントの操業においては、
直接還元高炉１内で、熔融ガス化装置６の中で生成され
た還元ガスを用いて微粒子装入物質３３を還元してスポ
ンジ鉄を生産し、熔融ガス化装置６に供給する。このス
ポンジ鉄を炭素含有物と酸素含有ガスの供給の下で熔融
ガス化装置６の中で溶解するとともに、同時に、還元ガ
スを生成し、生成した還元ガスを直接還元高炉１に注入
する。

【００２２】

【発明の効果】直接還元高炉内で還元ガスを用いて微粒
子装入物質を還元してスポンジ鉄を生産し、炭素含有物
と酸素含有ガスの供給の下で熔融ガス化装置の中でこの
スポンジ鉄を溶解するとともに、同時に、還元ガスを生
成し、生成した還元ガスを直接還元高炉に注入する錬鉄
または鋼前段階物質の生産プラントにおいて、始動の際
に、熔融ガス化装置の中での高温と直接還元高炉の十分
な加熱とが達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】錬鉄の生産のためのプラントの図式的な図であ
る。

【図２】操業の始動の前の１工程を示すプラントの図で
ある。

【図３】コークスまたは脱ガスされた石炭生産物の直接
還元高炉の中への装入の工程を示す図である。

【図４】コークスのダクトを通っての熔融ガス化装置の
中への導入と、空気または酸素のガスダクトを通っての
導入と、コークスの着火と燃焼の工程を示す図である。

【図５】加熱バーナーのスイッチの切断と除去の工程を
示す図である。

【符号の説明】

１…直接還元高炉、　　３…装入物質供給ダクト、　　
４…塊状石炭鉱石、６…熔融ガス化装置、　　７…還元
ガス供給ダクト、９…固体炭素含有物供給ダクト、１０
，１１…酸素含有ガス供給ダクト、　　１２…炭素含有
物供給ダクト、１３…フラックス供給ダクト、　　１６
…錬鉄、１７…スラグ、　　１８…錬鉄タップ手段、　
　１９…スラグタップ手段、２０…還元生産物ダクト、
　　２１…トップガス排出ダクト、２２…バルブ、　　
２５…加熱バーナー、２６…ガス管ダクト、　　１８…
結合部品、３１…第１のコークスベッド、　　３３…第
２のコークスベッド、３４…微粒子装入物。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　直接還元高炉内で還元ガスを用いて微
   粒子装入物質を還元してスポンジ鉄を生産し、炭素含有
   物と酸素含有ガスの供給の下で熔融ガス化装置の中で上
   記のスポンジ鉄を溶解するとともに、同時に還元ガスを
   生成し、生成した還元ガスを上記の直接還元高炉に注入
   する錬鉄または鋼前段階物質の生産プラントにおいて、
   熔融ガス化装置が空にされ、直接還元高炉が空にされ、
   熔融ガス化装置が燃焼ガスによって生成されるスモーク
   ガスにより熱せられ、このスモークガスが空の直接還元
   高炉の中に導入され、コークスまたは脱ガスされた石炭
   が直接還元高炉の中に装入され、直接還元高炉内に導入
   された上記のスモークガスがこのコークスまたは石炭を
   通って顕熱を放出し、これにより発火温度に加熱された
   上記のコークスまたは石炭が、熔融ガス化装置の中に熱
   い状態で装入され、酸素含有ガスまたは酸素が熔融ガス
   化装置の中に注入されて、上記のコークスまたは石炭に
   、コークスまたは石炭の焼かれたベッドを形成させ、ガ
   ス化のために役立つ第２のコークスまたは石炭のベッド
   が、上記のコークスまたは石炭の焼かれたベッドの上に
   装入され、上記の微粒子装入物質が直接還元高炉の中に
   装入されることを特徴とする錬鉄または鋼前段階物質の
   生産プラントの始動法。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載された方法において、
   さらに、錬鉄または鋼前段階物質の生産の始動の前に、
   上記の酸素含有ガスまたは酸素を上記の熔融ガス化装置
   の中に供給するために、上記の熔融ガス化装置の底にガ
   ス管ダクトを配置し、このガス管ダクトは、この装置の
   操業の間に熔融して失われることを特徴とする方法。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載された始動法を実行す
   る装置であって、塊状の石炭鉱石のための少なくとも１
   本の装入物質供給ダクトと、少なくとも１本の還元ガス
   供給ダクトおよび直接還元高炉の中で生成される還元生
   産物のための少なくとも１本の還元生産物ダクトと、直
   接還元高炉の中で生成されたトップガスのためのトップ
   ガス排出ダクトとを備えた直接還元高炉と、直接還元高
   炉から還元生産物を供給するために上記の還元生産物ダ
   クトが接続される熔融ガス化装置であって、酸素含有ガ
   スと炭素含有物をそれぞれ供給するための複数の供給ダ
   クト手段と、直接還元高炉内に接続され、上記の熔融ガ
   ス化装置で生成された還元ガスを供給するために備えら
   れる上記の還元ガス供給ダクトと、錬鉄とスラグをそれ
   ぞれタップするタップ手段とを備えた熔融ガス化装置と
   からなり、１つのバルブが上記の還元ガス供給ダクトに
   設けられ、少なくとも１台の加熱バーナーが上記の熔融
   ガス化装置に設けられることを特徴とする装置。
4. 【請求項４】　　請求項３に記載された装置において、
   上記のバルブが蝶形バルブからなることを特徴とする装
   置。
5. 【請求項５】　　請求項３に記載された装置において、
   さらに、上記の熔融ガス化装置は、錬鉄の融点でほぼ熔
   融する材料からなるガス管ダクトを底部に備え、上記の
   はじめ空である熔融ガス化装置は、側壁に開口を備え、
   上記のガス管ダクトは、上記の熔融ガス化装置から上記
   の側壁開口を通って外側に突き出る接続部品を有するこ
   とを特徴とする装置。
6. 【請求項６】　　請求項５に記載された装置において、
   上記のガス管ダクトが鋼からなることを特徴とする装置
   。
7. 【請求項７】　　請求項３に記載された装置において、
   上記の加熱バーナーが、上記の熔融ガス化装置の下から
   １／３の高さに設けられ、上記の熔融ガス化装置に取り
   付け可能であり、かつ、取り外し可能であることを特徴
   とする装置。