JPH06346127A - 固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法 - Google Patents
固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法Info
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- JPH06346127A JPH06346127A JP6657094A JP6657094A JPH06346127A JP H06346127 A JPH06346127 A JP H06346127A JP 6657094 A JP6657094 A JP 6657094A JP 6657094 A JP6657094 A JP 6657094A JP H06346127 A JPH06346127 A JP H06346127A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】一次エネルギー必要量をできるだけ低く保ち、
熱を自給自足するか或は低圧蒸気で低品位の外来熱を使
用して、余分なエネルギーを発生せずかつ製品品質を向
上する、固形状炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接
還元する方法。 【構成】還元物は熔融器３５内で完全に還元かつ熔融さ
れ、熔融物から離脱するガスは、少なくとも５０容量％
の酸素含量を有する含酸素ガスが熔融物上に吹送される
ことにより、熔融物の直上において後燃焼されて４０〜
７０容量％（窒素を除いて算出）のＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏを含
む混合ガスを生み、後燃焼時の発生熱は大幅に熔融物に
移送され、部分的に後燃焼された混合ガスは含酸素ガス
の供給による第２の後燃焼の際に完全に後燃焼されるよ
うに構成する、固形状炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する方法。
熱を自給自足するか或は低圧蒸気で低品位の外来熱を使
用して、余分なエネルギーを発生せずかつ製品品質を向
上する、固形状炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接
還元する方法。 【構成】還元物は熔融器３５内で完全に還元かつ熔融さ
れ、熔融物から離脱するガスは、少なくとも５０容量％
の酸素含量を有する含酸素ガスが熔融物上に吹送される
ことにより、熔融物の直上において後燃焼されて４０〜
７０容量％（窒素を除いて算出）のＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏを含
む混合ガスを生み、後燃焼時の発生熱は大幅に熔融物に
移送され、部分的に後燃焼された混合ガスは含酸素ガス
の供給による第２の後燃焼の際に完全に後燃焼されるよ
うに構成する、固形状炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固形状含炭素還元剤を
用いて含酸化鉄原料を直接還元する際、この含酸化鉄原
料は、第１の膨張流動床（"expandierte Wirbelschich
t" ；定義は
用いて含酸化鉄原料を直接還元する際、この含酸化鉄原
料は、第１の膨張流動床（"expandierte Wirbelschich
t" ；定義は
【０００６】を参照）内において固形状含炭素還元剤及
び流動化ガスの供給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポ
テンシャル(Reduktionspotential )が高々ＦｅＯ段階ま
での還元に達する程度に短い上記流動床内の上記流動化
ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の膨張流動床か
ら排出されたガス−固体−サスペンジョンは第２の膨張
流動床内に導かれ、この第２の流動床内には強還元性ガ
スが流動化ガスとして導入され、この第２の流動床の上
部からは強還元性ガス及び生成した炭化含炭素物(abges
chweltes kohlenstoffhaltiges Material)の大部分が排
出され、この炭化含炭素物は上記強還元性ガスから分離
されて上記第１の流動床内に再循環され、上記強還元性
ガスの一部分はガス清浄過程及びＣＯ2 除去過程を経て
上記第２の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記
第２の流動床の下部からは５０〜８０％の金属分を含む
還元物が上記炭化含炭素物の残部と共に排出され、循環
される上記炭化含炭素物の量は装入される上記含酸化鉄
原料の量の数倍ないし数十倍に達し、上記第１の流動床
から上記第２の流動床に導かれる上記ガス−固体−サス
ペンジョンの熱含量は上記第２の流動床内の熱消費の補
償に利用される固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原
料を直接還元する方法に関する。
び流動化ガスの供給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポ
テンシャル(Reduktionspotential )が高々ＦｅＯ段階ま
での還元に達する程度に短い上記流動床内の上記流動化
ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の膨張流動床か
ら排出されたガス−固体−サスペンジョンは第２の膨張
流動床内に導かれ、この第２の流動床内には強還元性ガ
スが流動化ガスとして導入され、この第２の流動床の上
部からは強還元性ガス及び生成した炭化含炭素物(abges
chweltes kohlenstoffhaltiges Material)の大部分が排
出され、この炭化含炭素物は上記強還元性ガスから分離
されて上記第１の流動床内に再循環され、上記強還元性
ガスの一部分はガス清浄過程及びＣＯ2 除去過程を経て
上記第２の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記
第２の流動床の下部からは５０〜８０％の金属分を含む
還元物が上記炭化含炭素物の残部と共に排出され、循環
される上記炭化含炭素物の量は装入される上記含酸化鉄
原料の量の数倍ないし数十倍に達し、上記第１の流動床
から上記第２の流動床に導かれる上記ガス−固体−サス
ペンジョンの熱含量は上記第２の流動床内の熱消費の補
償に利用される固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原
料を直接還元する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】低品位鉄鉱石の採取及び選鉱の際、微粉
粒鉱の発生がますます増大しつつある。そしてこれら微
粉粒鉱を熔融温度よりも低い温度で直接還元するには流
動床プロセスが特に適している。その理由はこのプロセ
スが物質移動及び熱移動の両面で非常に有利であるから
である。このような直接還元を固形状含炭素還元剤を用
いて行う際、次の諸過程が順序通りに進行することが必
要である。即ち、鉱石及び石炭の加熱、石炭の低温乾留
(Schwelen)、石炭のガス化、鉱石の還元及び場合によっ
ては最終産物の冷却である。
粒鉱の発生がますます増大しつつある。そしてこれら微
粉粒鉱を熔融温度よりも低い温度で直接還元するには流
動床プロセスが特に適している。その理由はこのプロセ
スが物質移動及び熱移動の両面で非常に有利であるから
である。このような直接還元を固形状含炭素還元剤を用
いて行う際、次の諸過程が順序通りに進行することが必
要である。即ち、鉱石及び石炭の加熱、石炭の低温乾留
(Schwelen)、石炭のガス化、鉱石の還元及び場合によっ
ては最終産物の冷却である。
【０００３】ＥＰ特許公報第２５５１８０号明細書によ
り、二つの直列に接続された流動床内で微粉粒状含酸化
鉄原料を直接還元する冒頭に述べた方法が公知である。
この方法の好ましい実施態様において、ａ）上記第１の
流動床から排出されたのち第２の流動床内に流入するガ
ス−固体−サスペンジョンの流入温度は上記第２の流動
床の上部から排出される強還元性ガスの温度よりも３０
〜８０℃高いと共に、循環される上記炭化含炭素物の量
は装入される上記含酸化鉄原料の量の１０〜５０倍に達
し、ｂ）上記第２の流動床の下部からの排出物から上記
炭化含炭素物が分離されると共に、この分離された炭化
含炭素物の少なくとも一部は上記第１の流動床内に再循
環され、ｃ）上記含酸化鉄原料は上記第１の流動床内に
投入される前に上記第２の流動床からの強還元性ガスに
よって予熱され、ｄ）上記還元物は熔融反応器内で完全
に還元かつ熔融されると共に、この熔融反応器の排ガス
は強還元性ガスとして上記第２の流動床内へ導かれ、
ｅ）上記分離された炭化含炭素物の一部は上記熔融反応
器内に装入される。この方法の利点は、流動床内で固形
状含炭素還元剤を用いて直接還元を行う際に殊に含酸素
ガスの供給用ノズルにおける局部的過熱及び付着物形成
が回避されること及び、故障のない上記流動床内直接還
元操業が可能であることである。必要な熱量を得るため
に含酸素ガスが導入される上記第１の流動床内には金属
鉄は実質的に全く存在せず、金属鉄の再酸化も上記ノズ
ルの局部的過熱も回避される。これらは上記第２の流動
床内においても同じく回避されるが、その理由はここに
は含酸素ガスが導入されないからである。上記第２の流
動床から上記第１の流動床内への金属鉄の再循環は同じ
く回避される。
り、二つの直列に接続された流動床内で微粉粒状含酸化
鉄原料を直接還元する冒頭に述べた方法が公知である。
この方法の好ましい実施態様において、ａ）上記第１の
流動床から排出されたのち第２の流動床内に流入するガ
ス−固体−サスペンジョンの流入温度は上記第２の流動
床の上部から排出される強還元性ガスの温度よりも３０
〜８０℃高いと共に、循環される上記炭化含炭素物の量
は装入される上記含酸化鉄原料の量の１０〜５０倍に達
し、ｂ）上記第２の流動床の下部からの排出物から上記
炭化含炭素物が分離されると共に、この分離された炭化
含炭素物の少なくとも一部は上記第１の流動床内に再循
環され、ｃ）上記含酸化鉄原料は上記第１の流動床内に
投入される前に上記第２の流動床からの強還元性ガスに
よって予熱され、ｄ）上記還元物は熔融反応器内で完全
に還元かつ熔融されると共に、この熔融反応器の排ガス
は強還元性ガスとして上記第２の流動床内へ導かれ、
ｅ）上記分離された炭化含炭素物の一部は上記熔融反応
器内に装入される。この方法の利点は、流動床内で固形
状含炭素還元剤を用いて直接還元を行う際に殊に含酸素
ガスの供給用ノズルにおける局部的過熱及び付着物形成
が回避されること及び、故障のない上記流動床内直接還
元操業が可能であることである。必要な熱量を得るため
に含酸素ガスが導入される上記第１の流動床内には金属
鉄は実質的に全く存在せず、金属鉄の再酸化も上記ノズ
ルの局部的過熱も回避される。これらは上記第２の流動
床内においても同じく回避されるが、その理由はここに
は含酸素ガスが導入されないからである。上記第２の流
動床から上記第１の流動床内への金属鉄の再循環は同じ
く回避される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は冒頭に述べた
含酸化鉄原料を直接還元する方法において、一次エネル
ギー必要量をできるだけ低く保ち、熱を自給自足するか
或は低圧蒸気で例示される低品位の外来熱を使用してこ
の方法を実施すると共に余分なエネルギーを発生せずか
つ製品品質を向上するものである。
含酸化鉄原料を直接還元する方法において、一次エネル
ギー必要量をできるだけ低く保ち、熱を自給自足するか
或は低圧蒸気で例示される低品位の外来熱を使用してこ
の方法を実施すると共に余分なエネルギーを発生せずか
つ製品品質を向上するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、固形状含炭素
還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する際、この含
酸化鉄原料は、第１の膨張流動床内において固形状含炭
素還元剤及び流動化ガスの供給下かつ弱還元性条件下並
びに還元ポテンシャルが高々ＦｅＯ段階までの還元に達
する程度に短い上記流動床内の上記流動化ガスの滞留時
間内に還元され、上記第１の膨張流動床から排出された
ガス−固体−サスペンジョンは第２の膨張流動床内に導
かれ、この第２の流動床内には強還元性ガスが流動化ガ
スとして導入され、この第２の流動床の上部からは強還
元性ガス及び生成した炭化含炭素物の大部分が排出さ
れ、この炭化含炭素物は上記強還元性ガスから分離され
て上記第１の流動床内に再循環され、上記強還元性ガス
の一部分はガス清浄過程及びＣＯ2 除去過程を経て上記
第２の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記第２
の流動床の下部からは５０〜８０％の金属分を含む還元
物が上記炭化含炭素物の残部と共に排出され、循環され
る上記炭化含炭素物の量は装入される上記含酸化鉄原料
の量の数倍ないし数十倍に達し、上記第１の流動床から
上記第２の流動床に導かれる上記ガス−固体−サスペン
ジョンの熱含量は上記第２の流動床内の熱消費の補償に
利用される固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を
直接還元する方法において、上記還元物は熔融反応器内
で完全に還元かつ熔融され、この熔融物から離脱するガ
スは、少なくとも５０容量％の酸素含量を有する含酸素
ガスがこの熔融物上に吹送されることより、この熔融物
の直上において後燃焼されて４０〜７０容量％（窒素を
除いて算出）のＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏを含む混合ガスを生み、
上記後燃焼時の発生熱は大幅に上記熔融物に移送され、
上記の部分的に後燃焼された混合ガスは含酸素ガスの供
給による第２の後燃焼の際に完全に後燃焼されるように
固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元す
る方法を構成した。
還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する際、この含
酸化鉄原料は、第１の膨張流動床内において固形状含炭
素還元剤及び流動化ガスの供給下かつ弱還元性条件下並
びに還元ポテンシャルが高々ＦｅＯ段階までの還元に達
する程度に短い上記流動床内の上記流動化ガスの滞留時
間内に還元され、上記第１の膨張流動床から排出された
ガス−固体−サスペンジョンは第２の膨張流動床内に導
かれ、この第２の流動床内には強還元性ガスが流動化ガ
スとして導入され、この第２の流動床の上部からは強還
元性ガス及び生成した炭化含炭素物の大部分が排出さ
れ、この炭化含炭素物は上記強還元性ガスから分離され
て上記第１の流動床内に再循環され、上記強還元性ガス
の一部分はガス清浄過程及びＣＯ2 除去過程を経て上記
第２の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記第２
の流動床の下部からは５０〜８０％の金属分を含む還元
物が上記炭化含炭素物の残部と共に排出され、循環され
る上記炭化含炭素物の量は装入される上記含酸化鉄原料
の量の数倍ないし数十倍に達し、上記第１の流動床から
上記第２の流動床に導かれる上記ガス−固体−サスペン
ジョンの熱含量は上記第２の流動床内の熱消費の補償に
利用される固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を
直接還元する方法において、上記還元物は熔融反応器内
で完全に還元かつ熔融され、この熔融物から離脱するガ
スは、少なくとも５０容量％の酸素含量を有する含酸素
ガスがこの熔融物上に吹送されることより、この熔融物
の直上において後燃焼されて４０〜７０容量％（窒素を
除いて算出）のＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏを含む混合ガスを生み、
上記後燃焼時の発生熱は大幅に上記熔融物に移送され、
上記の部分的に後燃焼された混合ガスは含酸素ガスの供
給による第２の後燃焼の際に完全に後燃焼されるように
固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元す
る方法を構成した。
【０００６】「膨張流動床」("expandierte Wirbelschi
cht" )とは、固体粒子の沈降終速度よりも大きな流動化
ガス速度で操業される(oberhalb der Schwebegeschwind
igkeit der Feststoffteilchen betrieben )大きく膨張
した流動床のことである。「古典的」("klassisch" )な
流動床では、濃密相とその上に位置するガス空間とは著
しい密度段差により互いに区分けされている。これに対
して上記膨張流動床は、明確な境界面なしに種々の分布
状態が存在すると云う原理的な特徴を有する。つまり濃
密相とその上に位置するダスト空間との間に密度段差は
存在せず、固体粒子の濃度は流動床反応器内で下から上
へ向けて段々と減少する。そしてこの反応器の上部から
ガス−固体−サスペンジョンが排出される。この操業条
件をフルード数及びアルキメデス数で規定すれば、相当
する範囲は次のとおりである。
cht" )とは、固体粒子の沈降終速度よりも大きな流動化
ガス速度で操業される(oberhalb der Schwebegeschwind
igkeit der Feststoffteilchen betrieben )大きく膨張
した流動床のことである。「古典的」("klassisch" )な
流動床では、濃密相とその上に位置するガス空間とは著
しい密度段差により互いに区分けされている。これに対
して上記膨張流動床は、明確な境界面なしに種々の分布
状態が存在すると云う原理的な特徴を有する。つまり濃
密相とその上に位置するダスト空間との間に密度段差は
存在せず、固体粒子の濃度は流動床反応器内で下から上
へ向けて段々と減少する。そしてこの反応器の上部から
ガス−固体−サスペンジョンが排出される。この操業条
件をフルード数及びアルキメデス数で規定すれば、相当
する範囲は次のとおりである。
【０００７】 及び／又は ０．０１ ≦ Ａｒ ≦ １００、 ここで である。ここで、ｕ ガスの相対速度（ｍ／ｓ）、
Ａｒ アルキメデス数、Ｆｒ フルード数、ρg
ガス密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ρk 固体粒子密度（ｋ
ｇ／ｍ3 ）、ｄk 球形固体粒子の直径（ｍ）、ν
動粘度（ｍ2 ／ｓ）及びｇ 重力定数（ｍ／ｓ
2 ）。
Ａｒ アルキメデス数、Ｆｒ フルード数、ρg
ガス密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ρk 固体粒子密度（ｋ
ｇ／ｍ3 ）、ｄk 球形固体粒子の直径（ｍ）、ν
動粘度（ｍ2 ／ｓ）及びｇ 重力定数（ｍ／ｓ
2 ）。
【０００８】上記固形状含炭素還元剤として、無煙炭か
ら亜炭に至る全ての石炭類並びに、例えば油母頁岩、石
油コークス或は選炭ボタのような含炭素鉱石や廃材が利
用できる。これらはすべて常温で固体状態に在る。上記
第１の流動床内に導入される含酸素ガスは少なくとも酸
素冨化された空気であるのが好ましい。このガスの上記
第１の流動床内での滞留時間はほぼ０．５〜３秒の範囲
にある。この滞留時間はこの流動床の反応器の高さを選
択して調節する。またこの滞留時間は上記限界値の範囲
内でガス流速の制御により調節が可能である。上記含酸
化鉄原料の上記第１の流動床内での滞留時間はほぼ０．
２〜１．５分である。上記第１の流動床内の固形物の平
均密度は、空の炉室空間につき１００〜３００ｋｇ／ｍ
2 である。遊離酸素を含むガスが上記第２の流動床内に
導入されることはない。上記第２の流動床内では、ガス
の滞留時間は３秒を超えるように、また上記含酸化鉄原
料の滞留時間はほぼ１５〜４０分になるように調節され
る。上記第２の流動床の反応器の高さが上記第１の流動
床の反応器の高さよりも大きいのはこの理由による。上
記第１の流動床からのガス−固体−サスペンジョンの導
入口より低い位置に在る、上記第２の流動床の下部内の
固形物の平均密度は、空の炉室空間につき３００〜６０
０ｋｇ／ｍ2 である。上記第２の流動床の上部内の固形
物の平均密度は５０〜２００ｋｇ／ｍ2 である。上記第
２の流動床への上記ガス−固体−サスペンジョンの導入
口は、この流動床への上記強還元性ガスの供給口より１
ｍ以上高い位置かつこの流動床反応器の全高の３０％以
下の位置に設置される。これらの操業条件を遵守すれ
ば、上記第２の流動床内において炭化含炭素物及び含鉄
還元物間の強力な相互分離が達成される。上記第２の流
動床反応器内で必要な熱量は上記第１の流動床反応器か
らのガス−固体−サスペンジョンにより供給されるが、
この熱量の大半は熱媒体として働く上記炭化含炭素物に
より供給される。このために上記第１の流動床内の温度
は上記第２の流動床からの排出温度よりも高い値に調節
される。そしてそのために必要な上記第１の流動床の過
熱度は上記炭化含炭素物の循環量に見合うように決めら
れる。上記第１及び第２の流動床内の温度は上記炭化含
炭素物の反応性に依存して８５０〜１１００℃の範囲に
ある。上記還元物が上記第２の流動床の下部から取り出
される際、付随して或程度の量の炭化含炭素物が取り出
される。上記第１及び第２の流動床は大きな加圧なしに
或は２０ｂａｒ以下の加圧下で運転されることができ
る。上記第２の流動床からの排ガスの一部は循環経路か
ら取り出され、循環ガスの再加熱にための燃料ガスとし
て利用される。上記熔融物から離脱するガスの第１の後
燃焼のために使用される上記含酸素ガスはノズルを通し
て吹送される。これらのノズルは上記熔融反応器の側壁
内に、好ましくは上記熔融物の表面に向けて傾けて設置
配列され、上記含酸素ガスの噴流がこの表面に打ち当る
ようになっている。上記第１の後燃焼の際に発生した熱
量の５０％以上、好ましくは７０％以上が上記熔融物に
伝達される。第２の後燃焼は空気の供給下で行われるの
が適切である。上記熔融反応器の排ガスの熱量のうち上
記熔融物に伝達されなかった部分は、蒸気発生に利用さ
れるのが好ましい。この時発生する蒸気はＣＯ2 スクラ
バーに利用されるのが好都合である。
ら亜炭に至る全ての石炭類並びに、例えば油母頁岩、石
油コークス或は選炭ボタのような含炭素鉱石や廃材が利
用できる。これらはすべて常温で固体状態に在る。上記
第１の流動床内に導入される含酸素ガスは少なくとも酸
素冨化された空気であるのが好ましい。このガスの上記
第１の流動床内での滞留時間はほぼ０．５〜３秒の範囲
にある。この滞留時間はこの流動床の反応器の高さを選
択して調節する。またこの滞留時間は上記限界値の範囲
内でガス流速の制御により調節が可能である。上記含酸
化鉄原料の上記第１の流動床内での滞留時間はほぼ０．
２〜１．５分である。上記第１の流動床内の固形物の平
均密度は、空の炉室空間につき１００〜３００ｋｇ／ｍ
2 である。遊離酸素を含むガスが上記第２の流動床内に
導入されることはない。上記第２の流動床内では、ガス
の滞留時間は３秒を超えるように、また上記含酸化鉄原
料の滞留時間はほぼ１５〜４０分になるように調節され
る。上記第２の流動床の反応器の高さが上記第１の流動
床の反応器の高さよりも大きいのはこの理由による。上
記第１の流動床からのガス−固体−サスペンジョンの導
入口より低い位置に在る、上記第２の流動床の下部内の
固形物の平均密度は、空の炉室空間につき３００〜６０
０ｋｇ／ｍ2 である。上記第２の流動床の上部内の固形
物の平均密度は５０〜２００ｋｇ／ｍ2 である。上記第
２の流動床への上記ガス−固体−サスペンジョンの導入
口は、この流動床への上記強還元性ガスの供給口より１
ｍ以上高い位置かつこの流動床反応器の全高の３０％以
下の位置に設置される。これらの操業条件を遵守すれ
ば、上記第２の流動床内において炭化含炭素物及び含鉄
還元物間の強力な相互分離が達成される。上記第２の流
動床反応器内で必要な熱量は上記第１の流動床反応器か
らのガス−固体−サスペンジョンにより供給されるが、
この熱量の大半は熱媒体として働く上記炭化含炭素物に
より供給される。このために上記第１の流動床内の温度
は上記第２の流動床からの排出温度よりも高い値に調節
される。そしてそのために必要な上記第１の流動床の過
熱度は上記炭化含炭素物の循環量に見合うように決めら
れる。上記第１及び第２の流動床内の温度は上記炭化含
炭素物の反応性に依存して８５０〜１１００℃の範囲に
ある。上記還元物が上記第２の流動床の下部から取り出
される際、付随して或程度の量の炭化含炭素物が取り出
される。上記第１及び第２の流動床は大きな加圧なしに
或は２０ｂａｒ以下の加圧下で運転されることができ
る。上記第２の流動床からの排ガスの一部は循環経路か
ら取り出され、循環ガスの再加熱にための燃料ガスとし
て利用される。上記熔融物から離脱するガスの第１の後
燃焼のために使用される上記含酸素ガスはノズルを通し
て吹送される。これらのノズルは上記熔融反応器の側壁
内に、好ましくは上記熔融物の表面に向けて傾けて設置
配列され、上記含酸素ガスの噴流がこの表面に打ち当る
ようになっている。上記第１の後燃焼の際に発生した熱
量の５０％以上、好ましくは７０％以上が上記熔融物に
伝達される。第２の後燃焼は空気の供給下で行われるの
が適切である。上記熔融反応器の排ガスの熱量のうち上
記熔融物に伝達されなかった部分は、蒸気発生に利用さ
れるのが好ましい。この時発生する蒸気はＣＯ2 スクラ
バーに利用されるのが好都合である。
【０００９】この操業方法の利点は、上記第１及び第２
の流動床内の還元系と、上記熔融反応器内の処理対象系
とが、ガス流に関しては相互に独立して操業される点に
ある。これにより上記両系はそれぞれ最適条件下で操業
されることができる。上記炭化含炭素物から発生した全
熱量は上記両系全体内で最適条件下で利用され、過剰量
のエネルギーが放出される必要性は全くない。一次エネ
ルギー必要量は最小に止められる。
の流動床内の還元系と、上記熔融反応器内の処理対象系
とが、ガス流に関しては相互に独立して操業される点に
ある。これにより上記両系はそれぞれ最適条件下で操業
されることができる。上記炭化含炭素物から発生した全
熱量は上記両系全体内で最適条件下で利用され、過剰量
のエネルギーが放出される必要性は全くない。一次エネ
ルギー必要量は最小に止められる。
【００１０】上記第２の後燃焼は上記熔融反応器の上部
内で含酸素ガスの吹き込みによって行われることができ
る。上記第２の後燃焼に必要な含酸素ガス、特に空気は
上記熔融反応器の上部内に吹き込まれ、ここで上記第２
の後燃焼が完全に行われる。
内で含酸素ガスの吹き込みによって行われることができ
る。上記第２の後燃焼に必要な含酸素ガス、特に空気は
上記熔融反応器の上部内に吹き込まれ、ここで上記第２
の後燃焼が完全に行われる。
【００１１】上記第２の後燃焼は上記熔融反応器の外で
行われることができる。この場合、上記第２の後燃焼
は、上記熔融反応器に後置された燃焼室内で行われる。
行われることができる。この場合、上記第２の後燃焼
は、上記熔融反応器に後置された燃焼室内で行われる。
【００１２】本発明の課題を解決するためのもう一つの
手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨張流
動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガスの供
給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが高々
ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動床内
の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の
膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジョン
は第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床内に
は強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この第２
の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭化含
炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上記強
還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再循環
され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及びＣ
Ｏ2 除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガスとし
て再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０〜８
０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残部と
共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は装入
される上記含酸化鉄原料の量の数倍ないし数十倍に達
し、上記第１の流動床から上記第２の流動床に導かれる
上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２の
流動床内の熱消費の補償に利用される固形状含炭素還元
剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法において、
上記第２の流動床の下部からの排出物は第３の流動床内
に装入され、上記第２の流動床の排ガスの分流はガス清
浄過程及びＣＯ2 除去過程を経て上記第３の流動床へ流
動化ガスとして再循環され、上記第３の流動床からの排
ガスは上記第２の流動床の下部内へ二次ガスとして導入
され、上記第３の流動床内の還元物は更に還元されて９
５％以下の金属分を含むに至り、しかる後にこの還元物
は上記第３の流動床から排出されるように固形状含炭素
還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法を構成
することができる。上記ＣＯ2 スクラバーから循環され
る流動化ガスのうち約１０〜２０％が上記第１の流動床
内に、約３５〜６０％が上記第２の流動床内に、約２５
〜４５％が上記第３の流動床内に導かれる。上記第２の
流動床の下部においてこの流動床反応器の全高の最大限
３０％に相当する部分には、上記第３の流動床からの排
ガスが二次ガスとして導入される。
手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨張流
動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガスの供
給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが高々
ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動床内
の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の
膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジョン
は第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床内に
は強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この第２
の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭化含
炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上記強
還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再循環
され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及びＣ
Ｏ2 除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガスとし
て再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０〜８
０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残部と
共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は装入
される上記含酸化鉄原料の量の数倍ないし数十倍に達
し、上記第１の流動床から上記第２の流動床に導かれる
上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２の
流動床内の熱消費の補償に利用される固形状含炭素還元
剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法において、
上記第２の流動床の下部からの排出物は第３の流動床内
に装入され、上記第２の流動床の排ガスの分流はガス清
浄過程及びＣＯ2 除去過程を経て上記第３の流動床へ流
動化ガスとして再循環され、上記第３の流動床からの排
ガスは上記第２の流動床の下部内へ二次ガスとして導入
され、上記第３の流動床内の還元物は更に還元されて９
５％以下の金属分を含むに至り、しかる後にこの還元物
は上記第３の流動床から排出されるように固形状含炭素
還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法を構成
することができる。上記ＣＯ2 スクラバーから循環され
る流動化ガスのうち約１０〜２０％が上記第１の流動床
内に、約３５〜６０％が上記第２の流動床内に、約２５
〜４５％が上記第３の流動床内に導かれる。上記第２の
流動床の下部においてこの流動床反応器の全高の最大限
３０％に相当する部分には、上記第３の流動床からの排
ガスが二次ガスとして導入される。
【００１３】この操業方法の利点は前述の操業方法の利
点に加えて、上記直接還元が強還元性条件下で２段階に
亙って行われる結果、上記還元性ガスの利用効率が向流
操業により大幅に改善される点にある。即ち上記ガスの
利用効率を悪化することなく、金属分をより多く含む還
元物が得られる。
点に加えて、上記直接還元が強還元性条件下で２段階に
亙って行われる結果、上記還元性ガスの利用効率が向流
操業により大幅に改善される点にある。即ち上記ガスの
利用効率を悪化することなく、金属分をより多く含む還
元物が得られる。
【００１４】上記還元物は熔融反応器内で完全に還元か
つ熔融され、この熔融物から離脱するガスは、少なくと
も５０容量％の酸素含量を有する含酸素ガスがこの熔融
物上に吹送されることより、この熔融物の直上において
後燃焼されて４０〜７０容量％（窒素を除いて算出）の
ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏを含む混合ガスを生み、上記後燃焼時の
発生熱は大幅に上記熔融物に移送され、上記の部分的に
後燃焼された混合ガスは含酸素ガスの供給による第２の
後燃焼の際に完全に後燃焼されることができる。
つ熔融され、この熔融物から離脱するガスは、少なくと
も５０容量％の酸素含量を有する含酸素ガスがこの熔融
物上に吹送されることより、この熔融物の直上において
後燃焼されて４０〜７０容量％（窒素を除いて算出）の
ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏを含む混合ガスを生み、上記後燃焼時の
発生熱は大幅に上記熔融物に移送され、上記の部分的に
後燃焼された混合ガスは含酸素ガスの供給による第２の
後燃焼の際に完全に後燃焼されることができる。
【００１５】上記第２の後燃焼は上記熔融反応器の上部
内で含酸素ガスの吹き込みによって行われることができ
る。
内で含酸素ガスの吹き込みによって行われることができ
る。
【００１６】上記第２の後燃焼は上記熔融反応器の外で
行われることができる。
行われることができる。
【００１７】上記第２の流動床の下部からの排出物から
は上記炭化含炭素物の過剰量が高温下の分離操作により
除去され、その際に上記還元物中の炭素含量は最大限５
重量％に調節され、上記還元物は高温状態で稠密化され
ることができる。この高温下の分離操作は篩分け、空気
選鉱(Sichten )又は磁力選鉱の操作により実行でき、６
００〜８００℃の温度で行われる。上記稠密化は、ブリ
ケッティング又は条板状物の圧延形成に続いて粉砕を行
って達成できる。このようにして終わりには非常に安定
な成形品が製造され、この成形品は販売されたり、或は
例えば電気炉内で熔融されることができる。
は上記炭化含炭素物の過剰量が高温下の分離操作により
除去され、その際に上記還元物中の炭素含量は最大限５
重量％に調節され、上記還元物は高温状態で稠密化され
ることができる。この高温下の分離操作は篩分け、空気
選鉱(Sichten )又は磁力選鉱の操作により実行でき、６
００〜８００℃の温度で行われる。上記稠密化は、ブリ
ケッティング又は条板状物の圧延形成に続いて粉砕を行
って達成できる。このようにして終わりには非常に安定
な成形品が製造され、この成形品は販売されたり、或は
例えば電気炉内で熔融されることができる。
【００１８】本発明の課題を解決するための更にもう一
つの手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄
原料を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨
張流動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガス
の供給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが
高々ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動
床内の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第
１の膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジ
ョンは第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床
内には強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この
第２の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭
化含炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上
記強還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再
循環され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及
びＣＯ2 除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガス
として再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０
〜８０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残
部と共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は
装入される上記含酸化鉄原料の量の数倍ないし数十倍に
達し、上記第１の流動床から上記第２の流動床に導かれ
る上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２
の流動床内の熱消費の補償に利用される固形状含炭素還
元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法におい
て、上記第２の流動床の下部からの排出物からは上記炭
化含炭素物の過剰量が高温下の篩分け操作により除去さ
れ、その際に上記還元物中の炭素含量は最大限５重量％
に調節され、上記還元物は高温状態で稠密化されるよう
に固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元
する方法を構成することができる。
つの手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄
原料を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨
張流動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガス
の供給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが
高々ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動
床内の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第
１の膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジ
ョンは第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床
内には強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この
第２の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭
化含炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上
記強還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再
循環され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及
びＣＯ2 除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガス
として再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０
〜８０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残
部と共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は
装入される上記含酸化鉄原料の量の数倍ないし数十倍に
達し、上記第１の流動床から上記第２の流動床に導かれ
る上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２
の流動床内の熱消費の補償に利用される固形状含炭素還
元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法におい
て、上記第２の流動床の下部からの排出物からは上記炭
化含炭素物の過剰量が高温下の篩分け操作により除去さ
れ、その際に上記還元物中の炭素含量は最大限５重量％
に調節され、上記還元物は高温状態で稠密化されるよう
に固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元
する方法を構成することができる。
【００１９】この操業方法の利点は、得られた製品の性
質がこの製品の次の加工に有利なように改良される点に
ある。更にこの製品の再酸化及びダスチング(Verstaubu
ng )の危険が回避されるので、この製品の輸送及び保管
にも非常に有利である。
質がこの製品の次の加工に有利なように改良される点に
ある。更にこの製品の再酸化及びダスチング(Verstaubu
ng )の危険が回避されるので、この製品の輸送及び保管
にも非常に有利である。
【００２０】
【実施例】以下本発明の実施例につき図１〜２を参照し
ながら説明する。図１は２基の流動床と、後置され還元
熔融及び後燃焼が行われる１基の熔融反応器とによる操
業方式の流れ図である。図２は３基の流動床と、後置さ
れ還元熔融及び後燃焼が行われる１基の熔融反応器とに
よる操業方式の流れ図である。
ながら説明する。図１は２基の流動床と、後置され還元
熔融及び後燃焼が行われる１基の熔融反応器とによる操
業方式の流れ図である。図２は３基の流動床と、後置さ
れ還元熔融及び後燃焼が行われる１基の熔融反応器とに
よる操業方式の流れ図である。
【００２１】図１〜２において、微粉粒状鉄鉱石は懸濁
床式熱交換器(Suspensionswaermeaustauscher)（図示せ
ず）内で予熱された後、導管２を経て第１の流動床１内
へ導入される。第１の流動床１内へは、微粉炭が導管３
を、酸素が導管４を、流動化ガスが導管５をそれぞれ経
て導入される。第２の流動床７内へは、ガス−固体−サ
スペンジョンが導管６を、流動化ガスが導管８をそれぞ
れ経て導入される。炭化含炭素物の大分量を含むガス−
固体−サスペンジョンは導管９を経て分離用サイクロン
１０へ導かれる。
床式熱交換器(Suspensionswaermeaustauscher)（図示せ
ず）内で予熱された後、導管２を経て第１の流動床１内
へ導入される。第１の流動床１内へは、微粉炭が導管３
を、酸素が導管４を、流動化ガスが導管５をそれぞれ経
て導入される。第２の流動床７内へは、ガス−固体−サ
スペンジョンが導管６を、流動化ガスが導管８をそれぞ
れ経て導入される。炭化含炭素物の大分量を含むガス−
固体−サスペンジョンは導管９を経て分離用サイクロン
１０へ導かれる。
【００２２】分離された固形物は導管１１を経て第１の
流動床１内へ再循環される。分離用サイクロン１０から
離脱する排ガスは導管１２を経由（上記微粉粒状鉄鉱石
の予熱用の懸濁床式熱交換器（図示せず）を経由）して
廃熱利用ボイラー１３内に導かれる。この廃熱利用ボイ
ラー１３内には、水が導管１４を経て導かれ、蒸気が導
管１５を経て排出される。冷却された排ガスは導管１６
を経てガス清浄器１７内に導かれる。ガス清浄器１７か
らは、分離されたダストが導管１８を、清浄排ガスが導
管１９をそれぞれ経て取り出される。この清浄排ガスか
らは、ＣＯ2 スクラバー２０内でＣＯ2 が除去される。
ただしこの清浄排ガスはＣＯ2 スクラバー２０の前で冷
却される必要がある。この冷却の際、同時に水蒸気が凝
縮する（図示せず）。
流動床１内へ再循環される。分離用サイクロン１０から
離脱する排ガスは導管１２を経由（上記微粉粒状鉄鉱石
の予熱用の懸濁床式熱交換器（図示せず）を経由）して
廃熱利用ボイラー１３内に導かれる。この廃熱利用ボイ
ラー１３内には、水が導管１４を経て導かれ、蒸気が導
管１５を経て排出される。冷却された排ガスは導管１６
を経てガス清浄器１７内に導かれる。ガス清浄器１７か
らは、分離されたダストが導管１８を、清浄排ガスが導
管１９をそれぞれ経て取り出される。この清浄排ガスか
らは、ＣＯ2 スクラバー２０内でＣＯ2 が除去される。
ただしこの清浄排ガスはＣＯ2 スクラバー２０の前で冷
却される必要がある。この冷却の際、同時に水蒸気が凝
縮する（図示せず）。
【００２３】洗浄液内に吸収されたＣＯ2 は蒸気が導管
２２を経て脱着器２１内に導入されることにより駆逐さ
れ、導管２３を経て排出される。ＣＯ2 スクラバー２０
と脱着器２１との結び付きは単に摸式的に図示されてい
る。ＣＯ2 が除去された強還元性ガスは導管２４を経て
再加熱器２５内に導かれる。この再加熱器２５内には、
導管１９からの清浄排ガスの分流が導管２６を、燃焼用
空気が導管２７をそれぞれ経て導かれる。導管２６から
のガス分流は導管２６ａを経て酸素発生器（図示せず）
内に導かれる。上記再加熱された強還元性ガスは流動化
ガスとして導管５及び８をそれぞれ経て第１の流動床１
及び第２の流動床７に導かれる。再加熱器２５からの燃
焼ガスは導管２８を経て煙突に導かれる。還元物と上記
炭化含炭素物の一部とは第２の流動床７から導管２９を
経て排出される。
２２を経て脱着器２１内に導入されることにより駆逐さ
れ、導管２３を経て排出される。ＣＯ2 スクラバー２０
と脱着器２１との結び付きは単に摸式的に図示されてい
る。ＣＯ2 が除去された強還元性ガスは導管２４を経て
再加熱器２５内に導かれる。この再加熱器２５内には、
導管１９からの清浄排ガスの分流が導管２６を、燃焼用
空気が導管２７をそれぞれ経て導かれる。導管２６から
のガス分流は導管２６ａを経て酸素発生器（図示せず）
内に導かれる。上記再加熱された強還元性ガスは流動化
ガスとして導管５及び８をそれぞれ経て第１の流動床１
及び第２の流動床７に導かれる。再加熱器２５からの燃
焼ガスは導管２８を経て煙突に導かれる。還元物と上記
炭化含炭素物の一部とは第２の流動床７から導管２９を
経て排出される。
【００２４】図２では上記還元物が第３の流動床３０内
に導かれると共に、第３の流動床３０内には上記強還元
性ガスが流動化ガスとして導管３１を経て導かれる。更
に還元された上記還元物は導管３２を経て排出される。
第３の流動床３０からの排ガスは二次ガスとして導管３
３を経て第２の流動床７内に導かれる。
に導かれると共に、第３の流動床３０内には上記強還元
性ガスが流動化ガスとして導管３１を経て導かれる。更
に還元された上記還元物は導管３２を経て排出される。
第３の流動床３０からの排ガスは二次ガスとして導管３
３を経て第２の流動床７内に導かれる。
【００２５】図１の導管２９を経て排出される上記還元
物、或は図２の導管３２を経て排出される上記更に還元
された還元物は、導管３４を経て熔融反応器３５内に装
入される。熔融反応器３５の底部からはノズル３６を通
って酸素、ノズル３７を通って炭化石炭(abgeschwelte
Kohle)が熔融物内に吹送される。スラグ排出口３８を通
ってスラグ、出銑口３９を通って熔鉄が排出される。酸
素はまた、上記熔融物の表面に向けて傾けて設置配列さ
れた上吹き酸素ノズル４０を通して上記熔融物の表面上
に吹送され、これにより上記熔融物から離脱するガスの
第１の後燃焼が行われる。空気は空気ノズル４１を通し
て熔融反応器３５の上部内に吹送され、これにより第２
の後燃焼が行われる。排ガスは導管４２を経て熱交換器
４３内に導かれる。熱交換器４３内には、導管４４を経
て水が導入され、導管４５を経て蒸気が排出される。冷
却された上記排ガスは導管４６を経てガス清浄器４７内
に導入される。分離されたダストはガス清浄器４７から
ダスト排出口４８を経て排出される。清浄排ガスは導管
４９を経て上記煙突に導かれる。
物、或は図２の導管３２を経て排出される上記更に還元
された還元物は、導管３４を経て熔融反応器３５内に装
入される。熔融反応器３５の底部からはノズル３６を通
って酸素、ノズル３７を通って炭化石炭(abgeschwelte
Kohle)が熔融物内に吹送される。スラグ排出口３８を通
ってスラグ、出銑口３９を通って熔鉄が排出される。酸
素はまた、上記熔融物の表面に向けて傾けて設置配列さ
れた上吹き酸素ノズル４０を通して上記熔融物の表面上
に吹送され、これにより上記熔融物から離脱するガスの
第１の後燃焼が行われる。空気は空気ノズル４１を通し
て熔融反応器３５の上部内に吹送され、これにより第２
の後燃焼が行われる。排ガスは導管４２を経て熱交換器
４３内に導かれる。熱交換器４３内には、導管４４を経
て水が導入され、導管４５を経て蒸気が排出される。冷
却された上記排ガスは導管４６を経てガス清浄器４７内
に導入される。分離されたダストはガス清浄器４７から
ダスト排出口４８を経て排出される。清浄排ガスは導管
４９を経て上記煙突に導かれる。
【００２６】試験例：下記の部位符号は図２についての
ものである。微粉粒状鉄鉱石は２段階方式により懸濁床
式熱交換器内で８２０℃に予熱された。 部位２ ： 上記鉄鉱石７８．４ｔ／ｈ。 部位２９： 前還元された還元度７５％の上記鉄鉱石５
８．２ｔ／ｈ及び炭化石炭５．９ｔ／ｈ、９５０℃。 部位３８： ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝１．２のスラグ６．３
ｔ／ｈ。 部位３９： １５５０℃の、２．４％Ｃを含む熔銑５
２．１ｔ／ｈ。 部位３ ： 粒径＜５ｍｍの、１％Ｈ2 Ｏを含む微粉炭
２７．５ｔ／ｈ。 部位４ ： ９９．５％Ｏ2 を含む酸素ガス１０，３０
０ｓｍ3 ／ｈ（ｓｍ3 は「標準立方米」）。 部位１２： ５６０℃の、４７％ＣＯ、１９％ＣＯ2 、
１８％Ｈ2 、１３％Ｈ2Ｏ、０．５％ＣＨ4 及び３％Ｎ
2 を含むガス１０１，０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位１９： ガス７５，２００ｓｍ3 ／ｈ。 部位２６： ガス１５，４００ｓｍ3 ／ｈ。 部位５ ： ７５０℃の、１％ＣＯ2 を含むガス８，０
００ｓｍ3 ／ｈ。 部位８ ： ７５０℃の、１％ＣＯ2 を含むガス３１，
８００ｓｍ3 ／ｈ。 部位３１： ７５０℃の、１％ＣＯ2 を含むガス２０，
０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位３５： ９９．５％Ｏ2 を含む酸素ガス５，８００
ｓｍ3 ／ｈ：第１の後燃焼： 部位４１： 空気１５，０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位４２： 排ガス１７，０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位１５： ５ｂａｒの蒸気２４ｔ／ｈ。 部位４５： ５ｂａｒの蒸気３６ｔ／ｈ。 部位２２： ５ｂａｒの蒸気６１ｔ／ｈ。 部位２３： ＣＯ2 １５，２００ｓｍ3 ／ｈ。
ものである。微粉粒状鉄鉱石は２段階方式により懸濁床
式熱交換器内で８２０℃に予熱された。 部位２ ： 上記鉄鉱石７８．４ｔ／ｈ。 部位２９： 前還元された還元度７５％の上記鉄鉱石５
８．２ｔ／ｈ及び炭化石炭５．９ｔ／ｈ、９５０℃。 部位３８： ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝１．２のスラグ６．３
ｔ／ｈ。 部位３９： １５５０℃の、２．４％Ｃを含む熔銑５
２．１ｔ／ｈ。 部位３ ： 粒径＜５ｍｍの、１％Ｈ2 Ｏを含む微粉炭
２７．５ｔ／ｈ。 部位４ ： ９９．５％Ｏ2 を含む酸素ガス１０，３０
０ｓｍ3 ／ｈ（ｓｍ3 は「標準立方米」）。 部位１２： ５６０℃の、４７％ＣＯ、１９％ＣＯ2 、
１８％Ｈ2 、１３％Ｈ2Ｏ、０．５％ＣＨ4 及び３％Ｎ
2 を含むガス１０１，０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位１９： ガス７５，２００ｓｍ3 ／ｈ。 部位２６： ガス１５，４００ｓｍ3 ／ｈ。 部位５ ： ７５０℃の、１％ＣＯ2 を含むガス８，０
００ｓｍ3 ／ｈ。 部位８ ： ７５０℃の、１％ＣＯ2 を含むガス３１，
８００ｓｍ3 ／ｈ。 部位３１： ７５０℃の、１％ＣＯ2 を含むガス２０，
０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位３５： ９９．５％Ｏ2 を含む酸素ガス５，８００
ｓｍ3 ／ｈ：第１の後燃焼： 部位４１： 空気１５，０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位４２： 排ガス１７，０００ｓｍ3 ／ｈ。 部位１５： ５ｂａｒの蒸気２４ｔ／ｈ。 部位４５： ５ｂａｒの蒸気３６ｔ／ｈ。 部位２２： ５ｂａｒの蒸気６１ｔ／ｈ。 部位２３： ＣＯ2 １５，２００ｓｍ3 ／ｈ。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
一次エネルギー必要量をできるだけ低く保ち、熱を自給
自足するか或は低圧蒸気で例示される低品位の外来熱を
使用して冒頭に述べた方法を実施できると共に余分なエ
ネルギーを発生せずかつ製品品質を向上することができ
る。
一次エネルギー必要量をできるだけ低く保ち、熱を自給
自足するか或は低圧蒸気で例示される低品位の外来熱を
使用して冒頭に述べた方法を実施できると共に余分なエ
ネルギーを発生せずかつ製品品質を向上することができ
る。
【図１】２基の流動床と１基の熔融反応器とによる操業
の流れ図
の流れ図
【図２】３基の流動床と１基の熔融反応器とによる操業
の流れ図
の流れ図
１ 第１の流動床 ２ 導管 ３ 導管 ４ 導管 ５ 導管 ６ 導管 ７ 第２の流動床 ８ 導管 ９ 導管 １０ 分離用サイクロン １１ 導管 １２ 導管 １３ 廃熱利用ボイラー １４ 導管 １５ 導管 １６ 導管 １７ ガス清浄器 １８ 導管 １９ 導管 ２０ ＣＯ2 スクラバー ２１ 脱着器 ２２ 導管 ２３ 導管 ２４ 導管 ２５ 再加熱器 ２６ 導管 ２６ａ 導管 ２７ 導管 ２８ 導管 ２９ 導管 ３０ 第３の流動床 ３１ 導管 ３２ 導管 ３３ 導管 ３４ 導管 ３５ 熔融反応器 ３６ ノズル ３７ ノズル ３８ スラグ排出口 ３９ 出銑口 ４０ 上吹き酸素ノズル ４１ 空気ノズル ４２ 導管 ４３ 熱交換器 ４４ 導管 ４５ 導管 ４６ 導管 ４７ ガス清浄器 ４８ ダスト排出口 ４９ 導管
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、固形状含炭素
還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する際、この含
酸化鉄原料は、第１の膨張流動床内において固形状含炭
素還元剤及び流動化ガスの供給下かつ弱還元性条件下並
びに還元ポテンシャルが高々ＦｅＯ段階までの還元に達
する程度に短い上記流動床内の上記流動化ガスの滞留時
間内に還元され、上記第１の膨張流動床から排出された
ガス−固体−サスペンジョンは第２の膨張流動床内に導
かれ、この第２の流動床内には強還元性ガスが流動化ガ
スとして導入され、この第２の流動床の上部からは強還
元性ガス及び生成した炭化含炭素物の大部分が排出さ
れ、この炭化含炭素物は上記強還元性ガスから分離され
て上記第１の流動床内に再循環され、上記強還元性ガス
の一部分はガス清浄過程及びＣＯ２除去過程を経て上記
第２の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記第２
の流動床の下部からは５０〜８０％の金属分を含む還元
物が上記炭化含炭素物の残部と共に排出され、循環され
る上記炭化含炭素物の量は装入される上記含酸化鉄原料
の量より多く、例えば数倍ないし数十倍に達し、上記第
１の流動床から上記第２の流動床に導かれる上記ガス−
固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２の流動床内の
熱消費の補償に利用される固形状含炭素還元剤を用いて
含酸化鉄原料を直接還元する方法において、上記還元物
は熔融反応器内で完全に還元かつ熔融され、この熔融物
から離脱するガスは、少なくとも５０容量％の酸素含量
を有する含酸素ガスがこの熔融物上に吹送されることよ
り、この熔融物の直上において後燃焼されて４０〜７０
容量％（窒素を除いて算出）のＣＯ２＋Ｈ２Ｏを含む混
合ガスを生み、上記後燃焼時の発生熱は大幅に上記熔融
物に移送され、上記の部分的に後燃焼された混合ガスは
含酸素ガスの供給による第２の後燃焼の際に完全に後燃
焼されるように固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原
料を直接還元する方法を構成した。
還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する際、この含
酸化鉄原料は、第１の膨張流動床内において固形状含炭
素還元剤及び流動化ガスの供給下かつ弱還元性条件下並
びに還元ポテンシャルが高々ＦｅＯ段階までの還元に達
する程度に短い上記流動床内の上記流動化ガスの滞留時
間内に還元され、上記第１の膨張流動床から排出された
ガス−固体−サスペンジョンは第２の膨張流動床内に導
かれ、この第２の流動床内には強還元性ガスが流動化ガ
スとして導入され、この第２の流動床の上部からは強還
元性ガス及び生成した炭化含炭素物の大部分が排出さ
れ、この炭化含炭素物は上記強還元性ガスから分離され
て上記第１の流動床内に再循環され、上記強還元性ガス
の一部分はガス清浄過程及びＣＯ２除去過程を経て上記
第２の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記第２
の流動床の下部からは５０〜８０％の金属分を含む還元
物が上記炭化含炭素物の残部と共に排出され、循環され
る上記炭化含炭素物の量は装入される上記含酸化鉄原料
の量より多く、例えば数倍ないし数十倍に達し、上記第
１の流動床から上記第２の流動床に導かれる上記ガス−
固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２の流動床内の
熱消費の補償に利用される固形状含炭素還元剤を用いて
含酸化鉄原料を直接還元する方法において、上記還元物
は熔融反応器内で完全に還元かつ熔融され、この熔融物
から離脱するガスは、少なくとも５０容量％の酸素含量
を有する含酸素ガスがこの熔融物上に吹送されることよ
り、この熔融物の直上において後燃焼されて４０〜７０
容量％（窒素を除いて算出）のＣＯ２＋Ｈ２Ｏを含む混
合ガスを生み、上記後燃焼時の発生熱は大幅に上記熔融
物に移送され、上記の部分的に後燃焼された混合ガスは
含酸素ガスの供給による第２の後燃焼の際に完全に後燃
焼されるように固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原
料を直接還元する方法を構成した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 である。ここで、ｕ ガスの相対速度（ｍ／ｓ）、
Ａｒ アルキメデス数、Ｆｒ フルード数、ρｇ
ガス密度（ｋｇ／ｍ３）、ρｋ 固体粒子密度（ｋ
ｇ／ｍ３）、ｄｋ 球形固体粒子の直径（ｍ）、ν
動粘度（ｍ２／ｓ）及びｇ 重力定数（ｍ／ｓ
２）。
Ａｒ アルキメデス数、Ｆｒ フルード数、ρｇ
ガス密度（ｋｇ／ｍ３）、ρｋ 固体粒子密度（ｋ
ｇ／ｍ３）、ｄｋ 球形固体粒子の直径（ｍ）、ν
動粘度（ｍ２／ｓ）及びｇ 重力定数（ｍ／ｓ
２）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】本発明の課題を解決するためのもう一つの
手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨張流
動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガスの供
給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが高々
ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動床内
の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の
膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジョン
は第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床内に
は強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この第２
の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭化含
炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上記強
還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再循環
され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及びＣ
Ｏ２除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガスとし
て再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０〜８
０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残部と
共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は装入
される上記含酸化鉄原料の量より多く、例えば数倍ない
し数十倍に達し、上記第１の流動床から上記第２の流動
床に導かれる上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量
は上記第２の流動床内の熱消費の補償に利用される固形
状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方
法において、上記第２の流動床の下部からの排出物は第
３の流動床内に装入され、上記第２の流動床の排ガスの
分流はガス清浄過程及びＣＯ２除去過程を経て上記第３
の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記第３の流
動床からの排ガスは上記第２の流動床の下部内へ二次ガ
スとして導入され、上記第３の流動床内の還元物は更に
還元されて９５％以下の金属分を含むに至り、しかる後
にこの還元物は上記第３の流動床から排出されるように
固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元す
る方法を構成することができる。上記ＣＯ２スクラバー
から循環される流動化ガスのうち約１０〜２０％が上記
第１の流動床内に、約３５〜６０％が上記第２の流動床
内に、約２５〜４５％が上記第３の流動床内に導かれ
る。上記第２の流動床の下部においてこの流動床反応器
の全高の最大限３０％に相当する部分には、上記第３の
流動床からの排ガスが二次ガスとして導入される。
手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨張流
動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガスの供
給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが高々
ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動床内
の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の
膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジョン
は第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床内に
は強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この第２
の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭化含
炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上記強
還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再循環
され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及びＣ
Ｏ２除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガスとし
て再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０〜８
０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残部と
共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は装入
される上記含酸化鉄原料の量より多く、例えば数倍ない
し数十倍に達し、上記第１の流動床から上記第２の流動
床に導かれる上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量
は上記第２の流動床内の熱消費の補償に利用される固形
状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方
法において、上記第２の流動床の下部からの排出物は第
３の流動床内に装入され、上記第２の流動床の排ガスの
分流はガス清浄過程及びＣＯ２除去過程を経て上記第３
の流動床へ流動化ガスとして再循環され、上記第３の流
動床からの排ガスは上記第２の流動床の下部内へ二次ガ
スとして導入され、上記第３の流動床内の還元物は更に
還元されて９５％以下の金属分を含むに至り、しかる後
にこの還元物は上記第３の流動床から排出されるように
固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元す
る方法を構成することができる。上記ＣＯ２スクラバー
から循環される流動化ガスのうち約１０〜２０％が上記
第１の流動床内に、約３５〜６０％が上記第２の流動床
内に、約２５〜４５％が上記第３の流動床内に導かれ
る。上記第２の流動床の下部においてこの流動床反応器
の全高の最大限３０％に相当する部分には、上記第３の
流動床からの排ガスが二次ガスとして導入される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】本発明の課題を解決するための更にもう一
つの手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄
原料を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨
張流動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガス
の供給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが
高々ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動
床内の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第
１の膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジ
ョンは第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床
内には強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この
第２の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭
化含炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上
記強還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再
循環され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及
びＣＯ２除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガス
として再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０
〜８０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残
部と共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は
装入される上記含酸化鉄原料の量より多く、例えば数倍
ないし数十倍に達し、上記第１の流動床から上記第２の
流動床に導かれる上記ガス−固体−サスペンジョンの熱
含量は上記第２の流動床内の熱消費の補償に利用される
固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元す
る方法において、上記第２の流動床の下部からの排出物
からは上記炭化含炭素物の過剰量が高温下の篩分け操作
により除去され、その際に上記還元物中の炭素含量は最
大限５重量％に調節され、上記還元物は高温状態で稠密
化されるように固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原
料を直接還元する方法を構成することができる。
つの手段として、固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄
原料を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨
張流動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガス
の供給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが
高々ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動
床内の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第
１の膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジ
ョンは第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床
内には強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この
第２の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭
化含炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上
記強還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再
循環され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及
びＣＯ２除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガス
として再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０
〜８０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残
部と共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は
装入される上記含酸化鉄原料の量より多く、例えば数倍
ないし数十倍に達し、上記第１の流動床から上記第２の
流動床に導かれる上記ガス−固体−サスペンジョンの熱
含量は上記第２の流動床内の熱消費の補償に利用される
固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元す
る方法において、上記第２の流動床の下部からの排出物
からは上記炭化含炭素物の過剰量が高温下の篩分け操作
により除去され、その際に上記還元物中の炭素含量は最
大限５重量％に調節され、上記還元物は高温状態で稠密
化されるように固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原
料を直接還元する方法を構成することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン・ヒルシュ ドイツ連邦共和国61381フリードリヒスド ルフ・レーメルシュトラーセ７ (72)発明者 ベルント・ケステルス ドイツ連邦共和国60437フランクフルト・ アム・マイン・リルケシュトラーセ９ (72)発明者 フリッツ・ローゼ ドイツ連邦共和国61352バート・ホンブル ク・ホルツベーク９
Claims (9)
- 【請求項１】固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨張流
動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガスの供
給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが高々
ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動床内
の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の
膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジョン
は第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床内に
は強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この第２
の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭化含
炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上記強
還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再循環
され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及びＣ
Ｏ2 除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガスとし
て再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０〜８
０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残部と
共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は装入
される上記含酸化鉄原料の量の数倍ないし数十倍に達
し、上記第１の流動床から上記第２の流動床に導かれる
上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２の
流動床内の熱消費の補償に利用される固形状含炭素還元
剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法において、 上記還元物は熔融反応器内で完全に還元かつ熔融され、
この熔融物から離脱するガスは、少なくとも５０容量％
の酸素含量を有する含酸素ガスがこの熔融物上に吹送さ
れることより、この熔融物の直上において後燃焼されて
４０〜７０容量％（窒素を除いて算出）のＣＯ2 ＋Ｈ2
Ｏを含む混合ガスを生み、上記後燃焼時の発生熱は大幅
に上記熔融物に移送され、上記の部分的に後燃焼された
混合ガスは含酸素ガスの供給による第２の後燃焼の際に
完全に後燃焼されることを特徴とする方法。 - 【請求項２】上記第２の後燃焼が上記熔融反応器の上部
内で含酸素ガスの吹き込みによって行われる請求項１の
方法。 - 【請求項３】上記第２の後燃焼が上記熔融反応器の外で
行われる請求項２の方法。 - 【請求項４】固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨張流
動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガスの供
給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが高々
ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動床内
の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の
膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジョン
は第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床内に
は強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この第２
の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭化含
炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上記強
還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再循環
され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及びＣ
Ｏ2 除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガスとし
て再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０〜８
０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残部と
共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は装入
される上記含酸化鉄原料の量の数倍ないし数十倍に達
し、上記第１の流動床から上記第２の流動床に導かれる
上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２の
流動床内の熱消費の補償に利用される固形状含炭素還元
剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法において、 上記第２の流動床の下部からの排出物は第３の流動床内
に装入され、上記第２の流動床の排ガスの分流はガス清
浄過程及びＣＯ2 除去過程を経て上記第３の流動床へ流
動化ガスとして再循環され、上記第３の流動床からの排
ガスは上記第２の流動床の下部内へ二次ガスとして導入
され、上記第３の流動床内の還元物は更に還元されて９
５％以下の金属分を含むに至り、しかる後にこの還元物
は上記第３の流動床から排出されることを特徴とする方
法。 - 【請求項５】上記還元物は熔融反応器内で完全に還元か
つ熔融され、この熔融物から離脱するガスは、少なくと
も５０容量％の酸素含量を有する含酸素ガスがこの熔融
物上に吹送されることより、この熔融物の直上において
後燃焼されて４０〜７０容量％（窒素を除いて算出）の
ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏを含む混合ガスを生み、上記後燃焼時の
発生熱は大幅に上記熔融物に移送され、上記の部分的に
後燃焼された混合ガスは含酸素ガスの供給による第２の
後燃焼の際に完全に後燃焼される請求項４の方法。 - 【請求項６】上記第２の後燃焼が上記熔融反応器の上部
内で含酸素ガスの吹き込みによって行われる請求項４又
は５の方法。 - 【請求項７】上記第２の後燃焼が上記熔融反応器の外で
行われる請求項４〜６のいずれか１項の方法。 - 【請求項８】上記第２の流動床の下部からの排出物から
は上記炭化含炭素物の過剰量が高温下の分離操作により
除去され、その際に上記還元物中の炭素含量は最大限５
重量％に調節され、上記還元物は高温状態で稠密化され
る請求項４の方法。 - 【請求項９】固形状含炭素還元剤を用いて含酸化鉄原料
を直接還元する際、この含酸化鉄原料は、第１の膨張流
動床内において固形状含炭素還元剤及び流動化ガスの供
給下かつ弱還元性条件下並びに還元ポテンシャルが高々
ＦｅＯ段階までの還元に達する程度に短い上記流動床内
の上記流動化ガスの滞留時間内に還元され、上記第１の
膨張流動床から排出されたガス−固体−サスペンジョン
は第２の膨張流動床内に導かれ、この第２の流動床内に
は強還元性ガスが流動化ガスとして導入され、この第２
の流動床の上部からは強還元性ガス及び生成した炭化含
炭素物の大部分が排出され、この炭化含炭素物は上記強
還元性ガスから分離されて上記第１の流動床内に再循環
され、上記強還元性ガスの一部分はガス清浄過程及びＣ
Ｏ2 除去過程を経て上記第２の流動床へ流動化ガスとし
て再循環され、上記第２の流動床の下部からは５０〜８
０％の金属分を含む還元物が上記炭化含炭素物の残部と
共に排出され、循環される上記炭化含炭素物の量は装入
される上記含酸化鉄原料の量の数倍ないし数十倍に達
し、上記第１の流動床から上記第２の流動床に導かれる
上記ガス−固体−サスペンジョンの熱含量は上記第２の
流動床内の熱消費の補償に利用される固形状含炭素還元
剤を用いて含酸化鉄原料を直接還元する方法において、 上記第２の流動床の下部からの排出物からは上記炭化含
炭素物の過剰量が高温下の篩分け操作により除去され、
その際に上記還元物中の炭素含量は最大限５重量％に調
節され、上記還元物は高温状態で稠密化されることを特
徴とする方法。
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