JPH08199215A - 鉱石の装入方法 - Google Patents
鉱石の装入方法Info
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- JPH08199215A JPH08199215A JP7043110A JP4311095A JPH08199215A JP H08199215 A JPH08199215 A JP H08199215A JP 7043110 A JP7043110 A JP 7043110A JP 4311095 A JP4311095 A JP 4311095A JP H08199215 A JPH08199215 A JP H08199215A
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- ore
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- compressed gas
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- 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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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧縮ガスと反応炉圧力容器を通って移動する
ガスとを可能な限り多く節約しながら、この反応炉圧力
容器の容量を最適条件で利用して、反応炉圧力容器内で
不便の無い還元の進行を可能にした、鉱石の装入方法お
よびこの方法を行うための設備を提供する。 【構成】 鉱石の一部を少なくとも１つの別の運搬圧力
容器中３５，３６に導入して、圧縮ガスによってこの容
器内でも加圧し、かつ、いったん一方の運搬圧力容器３
５，３６から、次に別の運搬圧力容器３５，３６から交
互に送給することにより、反応炉圧力容器１中への鉱石
の装入を連続的に遂行し、圧縮ガスをプロセスガスの量
的部分または構成部分としてプロセスガスから得て、鉱
石と共に該容器にフィードバックする。
ガスとを可能な限り多く節約しながら、この反応炉圧力
容器の容量を最適条件で利用して、反応炉圧力容器内で
不便の無い還元の進行を可能にした、鉱石の装入方法お
よびこの方法を行うための設備を提供する。 【構成】 鉱石の一部を少なくとも１つの別の運搬圧力
容器中３５，３６に導入して、圧縮ガスによってこの容
器内でも加圧し、かつ、いったん一方の運搬圧力容器３
５，３６から、次に別の運搬圧力容器３５，３６から交
互に送給することにより、反応炉圧力容器１中への鉱石
の装入を連続的に遂行し、圧縮ガスをプロセスガスの量
的部分または構成部分としてプロセスガスから得て、鉱
石と共に該容器にフィードバックする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプロセスガスが流通する
反応炉圧力容器(reactor pressure vessel)中への微細
粒鉱石、特に鉄鉱石、の装入方法であって、最初に鉱石
を運搬圧力容器(conveying pressure vessel)中に導入
し、圧縮ガスによってこの容器内で加圧し、次にこの圧
縮ガスによって運搬ダクトを通して反応炉圧力容器中に
運搬する方法に関し、さらにこの方法を実行するための
設備に関する。
反応炉圧力容器(reactor pressure vessel)中への微細
粒鉱石、特に鉄鉱石、の装入方法であって、最初に鉱石
を運搬圧力容器(conveying pressure vessel)中に導入
し、圧縮ガスによってこの容器内で加圧し、次にこの圧
縮ガスによって運搬ダクトを通して反応炉圧力容器中に
運搬する方法に関し、さらにこの方法を実行するための
設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】微細粒鉄鉱石の直接還元は、５００℃か
ら８５０℃の温度で、１から２０バールの圧力で、大部
分においてできる限り閉じた還元ガス循環系を有する、
反応炉圧力容器中で行われる。
ら８５０℃の温度で、１から２０バールの圧力で、大部
分においてできる限り閉じた還元ガス循環系を有する、
反応炉圧力容器中で行われる。
【０００３】反応炉圧力容器中に微細粒鉄鉱石を装入す
るために、加圧とい流し系(pressurized sluice syste
m)を設けることが知られている（US-A-5,082,251）。こ
れを行うには、まず微細粒鉱石を圧力容器中に充填し、
この圧力容器を、上記反応炉圧力容器に向かう送給ダク
トを閉じる際に、この圧力反応炉の圧力にする。この後
で、反応炉圧力容器に向かう出口ダクトを開け、重力に
よって微細鉱石を反応炉圧力容器中に流す。この方法に
おいては、大気温度および高温の両方で装入を遂行して
もよい。この様な加圧とい流し系の空間的配置は、重力
を利用するため、圧力反応炉の上方でのみ可能である。
このため系全体の構造的な高さの大きいものが要求さ
れ、したがって構造にかかる出費がかさみ、また複雑な
運搬手段が要求される。
るために、加圧とい流し系(pressurized sluice syste
m)を設けることが知られている（US-A-5,082,251）。こ
れを行うには、まず微細粒鉱石を圧力容器中に充填し、
この圧力容器を、上記反応炉圧力容器に向かう送給ダク
トを閉じる際に、この圧力反応炉の圧力にする。この後
で、反応炉圧力容器に向かう出口ダクトを開け、重力に
よって微細鉱石を反応炉圧力容器中に流す。この方法に
おいては、大気温度および高温の両方で装入を遂行して
もよい。この様な加圧とい流し系の空間的配置は、重力
を利用するため、圧力反応炉の上方でのみ可能である。
このため系全体の構造的な高さの大きいものが要求さ
れ、したがって構造にかかる出費がかさみ、また複雑な
運搬手段が要求される。
【０００４】the Journal of Metals, 1957年４月, 第5
86頁から第590頁,"The H-Iron Process" により、初期
に示された種類の方法が知られているが、この方法にお
いては、回収タンク(collecting tank)を経由して空気
圧で高温の微細鉱石を運搬圧力容器中に導入する。運搬
圧力容器を充填した直後に、水素ガスによって加圧す
る。この場合、水素ガスは鉄鉱石の還元のためのプロセ
スガスとして供される。この際、運搬圧力容器と反応炉
圧力容器との間の運搬ダクトは開いている。この結果、
微細鉱石は短時間で反応炉圧力容器中に流れ込む。
86頁から第590頁,"The H-Iron Process" により、初期
に示された種類の方法が知られているが、この方法にお
いては、回収タンク(collecting tank)を経由して空気
圧で高温の微細鉱石を運搬圧力容器中に導入する。運搬
圧力容器を充填した直後に、水素ガスによって加圧す
る。この場合、水素ガスは鉄鉱石の還元のためのプロセ
スガスとして供される。この際、運搬圧力容器と反応炉
圧力容器との間の運搬ダクトは開いている。この結果、
微細鉱石は短時間で反応炉圧力容器中に流れ込む。
【０００５】この様な不連続の装入は、還元プロセスに
悪影響を与える。品質が不均一になり、好ましくない利
用率(utilization factor)で反応炉圧力容器にかかる応
力が一様でない。
悪影響を与える。品質が不均一になり、好ましくない利
用率(utilization factor)で反応炉圧力容器にかかる応
力が一様でない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの不
都合および困難を回避することをめざし、圧縮ガスと反
応炉圧力容器を通って移動するガスとを可能な限り多く
節約しながら、この反応炉圧力容器の容量を最適条件で
利用して、反応炉圧力容器内で不便の無い還元の進行を
可能にした、初期に示された種類の方法およびこの方法
を行うための設備を提供することを目的とする。
都合および困難を回避することをめざし、圧縮ガスと反
応炉圧力容器を通って移動するガスとを可能な限り多く
節約しながら、この反応炉圧力容器の容量を最適条件で
利用して、反応炉圧力容器内で不便の無い還元の進行を
可能にした、初期に示された種類の方法およびこの方法
を行うための設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉱石の一部を
少なくとも１つの別の運搬圧力容器中に導入して、圧縮
ガスによってこの容器内でも加圧し、かつ、いったん一
方の運搬圧力容器から、次に別の運搬圧力容器から交互
に送給することにより、反応炉圧力容器中への鉱石の装
入を連続的に遂行し、圧縮ガスをプロセスガスの量的部
分(quantitative portion)または構成部分(component p
ortion)としてプロセスガスから得て、鉱石と共に該容
器にフィードバックすることにより、上記目的を達成す
る。
少なくとも１つの別の運搬圧力容器中に導入して、圧縮
ガスによってこの容器内でも加圧し、かつ、いったん一
方の運搬圧力容器から、次に別の運搬圧力容器から交互
に送給することにより、反応炉圧力容器中への鉱石の装
入を連続的に遂行し、圧縮ガスをプロセスガスの量的部
分(quantitative portion)または構成部分(component p
ortion)としてプロセスガスから得て、鉱石と共に該容
器にフィードバックすることにより、上記目的を達成す
る。
【０００８】本発明によれば反応炉の利用率がより良く
なるので、ここを通る処理量(throughput)をかなり増加
することができる。さらに、本発明の様に連続的に装入
が行われる反応炉圧力容器の稼働様式は、不連続的な稼
働に要求される回路(circuitry)をもはや必要としない
ので、実質的に単純化される。このように、全体とし
て、プロセスがかなり単純化されることに加え、大きな
経済的効果が達成される。
なるので、ここを通る処理量(throughput)をかなり増加
することができる。さらに、本発明の様に連続的に装入
が行われる反応炉圧力容器の稼働様式は、不連続的な稼
働に要求される回路(circuitry)をもはや必要としない
ので、実質的に単純化される。このように、全体とし
て、プロセスがかなり単純化されることに加え、大きな
経済的効果が達成される。
【０００９】EP-A-0 027 909から、炭じん等の微細粒原
料(stock)を連続的に運搬するための設備が知られてい
る。この設備は、空気圧で充填と移出とが交互に行われ
る、２つの圧力容器を備えている。圧縮空気の働きによ
って、運搬される原料は、これらの圧力容器から連続的
に消費機器(consumer)に供給される。用いられる圧縮空
気は、運搬される原料を運搬する運搬ダクトにコンプレ
ッサを経由して送給され、したがって炭じんの消費機器
に送給される、大気である。
料(stock)を連続的に運搬するための設備が知られてい
る。この設備は、空気圧で充填と移出とが交互に行われ
る、２つの圧力容器を備えている。圧縮空気の働きによ
って、運搬される原料は、これらの圧力容器から連続的
に消費機器(consumer)に供給される。用いられる圧縮空
気は、運搬される原料を運搬する運搬ダクトにコンプレ
ッサを経由して送給され、したがって炭じんの消費機器
に送給される、大気である。
【００１０】本発明によれば、反応炉圧力容器を含む循
環中に、少なくとも部分的にプロセスガスを導くことに
より、さらにプロセスの単純化を達成することができ
る。
環中に、少なくとも部分的にプロセスガスを導くことに
より、さらにプロセスの単純化を達成することができ
る。
【００１１】圧縮ガスとしてはＣＯ2を用いることが好
ましく、これはＣＯ2スクラビングによって反応炉圧力
容器内で起こるプロセスのプロセスガスから得られる。
運搬ガスとしてＣＯ2を用いることの効果は、主に、Ｃ
Ｏ2は可燃性ではないため、反応炉圧力容器内で進行す
るプロセスを阻害したり影響を与えたりしないことにあ
る。さらに、ＣＯ2はふたたび分離することができ、利
用可能なまま残存する。
ましく、これはＣＯ2スクラビングによって反応炉圧力
容器内で起こるプロセスのプロセスガスから得られる。
運搬ガスとしてＣＯ2を用いることの効果は、主に、Ｃ
Ｏ2は可燃性ではないため、反応炉圧力容器内で進行す
るプロセスを阻害したり影響を与えたりしないことにあ
る。さらに、ＣＯ2はふたたび分離することができ、利
用可能なまま残存する。
【００１２】鉱石を還元するために供される還元ガス
は、運搬圧力容器から反応炉圧力容器中に鉱石を運搬す
るための圧縮ガスとしても好適に用いられる。
は、運搬圧力容器から反応炉圧力容器中に鉱石を運搬す
るための圧縮ガスとしても好適に用いられる。
【００１３】圧縮ガスを最大２０バールの圧力に予備圧
縮(pre-compress)し、存在する圧力変動を均衡にしなが
ら運搬圧力容器中に噴射することは効果的である。
縮(pre-compress)し、存在する圧力変動を均衡にしなが
ら運搬圧力容器中に噴射することは効果的である。
【００１４】運搬される量を正確に決定するために、運
搬圧力容器を連続的に計重することは効果的であり、運
搬容器の計量された重りの機能として、制御ループ(con
trolloop)を経由して、運搬圧力容器の一方からの交互
送給と運搬圧力容器の一方の充填とをそれぞれ遂行し、
制御範囲は、各場合における適用範囲と同等にされる。
搬圧力容器を連続的に計重することは効果的であり、運
搬容器の計量された重りの機能として、制御ループ(con
trolloop)を経由して、運搬圧力容器の一方からの交互
送給と運搬圧力容器の一方の充填とをそれぞれ遂行し、
制御範囲は、各場合における適用範囲と同等にされる。
【００１５】乾燥機および予熱器を鉱石用に有し、鉱石
供給ダクトを経由して運搬圧力容器を連続的に配置し、
この運搬圧力容器中に圧縮ガスダクトが入り、この運搬
圧力容器から運搬ダクトが出て、反応炉圧力容器に至
る、本発明による方法を実行するための設備は、少なく
とも１つの別の運搬圧力容器を備え、鉱石供給ダクトは
一方のまたは別の運搬圧力容器に交互に流通する接続を
する(flow-connect)ことができ、かつ運搬圧力容器の各
々は運搬ダクトを経由して反応炉圧力容器に接続をする
ことができ、かつ圧縮ガスダクトは閉止装置を介して運
搬圧力容器の各々に交互に流通する接続をすることがで
き、圧縮ガスダクトは循環系を構成する運搬圧力容器と
運搬ダクトとを経由して反応炉圧力容器に流通する接続
をしたことを特徴とする。
供給ダクトを経由して運搬圧力容器を連続的に配置し、
この運搬圧力容器中に圧縮ガスダクトが入り、この運搬
圧力容器から運搬ダクトが出て、反応炉圧力容器に至
る、本発明による方法を実行するための設備は、少なく
とも１つの別の運搬圧力容器を備え、鉱石供給ダクトは
一方のまたは別の運搬圧力容器に交互に流通する接続を
する(flow-connect)ことができ、かつ運搬圧力容器の各
々は運搬ダクトを経由して反応炉圧力容器に接続をする
ことができ、かつ圧縮ガスダクトは閉止装置を介して運
搬圧力容器の各々に交互に流通する接続をすることがで
き、圧縮ガスダクトは循環系を構成する運搬圧力容器と
運搬ダクトとを経由して反応炉圧力容器に流通する接続
をしたことを特徴とする。
【００１６】追加的に圧縮ガスダクトが閉止装置を介し
て、運搬圧力容器から反応炉圧力容器中に進む運搬ダク
トの各々に交互に流通する接続ができるようにすること
は効果的である。
て、運搬圧力容器から反応炉圧力容器中に進む運搬ダク
トの各々に交互に流通する接続ができるようにすること
は効果的である。
【００１７】均一な運搬を保護する(safegurad)ため
に、圧縮ガスダクト中に、コンプレッサおよび圧力変動
を好適に均衡にする均圧室(equalizing reservoir)が設
けられる。
に、圧縮ガスダクト中に、コンプレッサおよび圧力変動
を好適に均衡にする均圧室(equalizing reservoir)が設
けられる。
【００１８】運搬された鉱石の量を決定するために、好
ましい実施態様によれば、運搬圧力容器には計重手段が
設けられ、圧縮ガスダクト中と鉱石供給ダクト中とに設
けられた閉止装置は制御手段を経由して計重手段に接続
される。
ましい実施態様によれば、運搬圧力容器には計重手段が
設けられ、圧縮ガスダクト中と鉱石供給ダクト中とに設
けられた閉止装置は制御手段を経由して計重手段に接続
される。
【００１９】運搬圧力容器から反応炉圧力容器に進む運
搬ダクトの、内部には耐熱摩耗保護が、外部には断熱材
が好適に設けられる。
搬ダクトの、内部には耐熱摩耗保護が、外部には断熱材
が好適に設けられる。
【００２０】
【実施例】次に、図面によって図解される代表的な実施
態様により、本発明をさらに詳細に説明する。
態様により、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２１】本発明による設備は、連続的に直列に配置
され、回転層反応炉(whirl layer reactors)１〜４とし
て配列された、４つの反応炉圧力容器を有する。ここ
で、微細鉱石などの酸化鉄含有物質は、運搬ダクト５を
経由して最初の回転層反応炉１に導かれ、そして運搬ダ
クト６を経由して一方の回転層反応炉からもう一方の回
転層反応炉に導かれ、完全に還元された物質（海綿鉄）
はブリケッティングプラント７で熱間または冷間方式で
ブリケット化される(hot- or cold-briquetted)。必要
であれば、還元鉄は、図示されない不活性ガス系によっ
て、ブリケッティングの際に再酸化から保護される。
され、回転層反応炉(whirl layer reactors)１〜４とし
て配列された、４つの反応炉圧力容器を有する。ここ
で、微細鉱石などの酸化鉄含有物質は、運搬ダクト５を
経由して最初の回転層反応炉１に導かれ、そして運搬ダ
クト６を経由して一方の回転層反応炉からもう一方の回
転層反応炉に導かれ、完全に還元された物質（海綿鉄）
はブリケッティングプラント７で熱間または冷間方式で
ブリケット化される(hot- or cold-briquetted)。必要
であれば、還元鉄は、図示されない不活性ガス系によっ
て、ブリケッティングの際に再酸化から保護される。
【００２２】還元ガスは、一方の回転層反応炉４からも
う一方の回転層反応炉３〜１に、鉱石の流れに関して逆
流で導かれ、炉頂ガス(top gas)として炉頂ガス吐出ダ
クト８を経由してガスの流れ方向でみて最後の回転層反
応炉１から導出され、湿式スクラバ９で冷却されスクラ
ブされる。還元ガスの生成は、ダクト１１を通って供給
され、かつ脱硫プラント１２で脱硫された天然ガスを、
改質炉１０で改質することにより遂行される。天然ガス
および蒸気から形成されるこの改質されたガス（以下、
「改質ガス」）は、本質的にはＨ2、ＣＯ、ＣＨ4、Ｈ2
ＯおよびＣＯ2からなる。この改質ガスは改質ガスダク
ト１３を通っていくつかの熱交換器１４に送給され、そ
こで大気温度まで冷却され、こうしてガスから水が凝縮
される。
う一方の回転層反応炉３〜１に、鉱石の流れに関して逆
流で導かれ、炉頂ガス(top gas)として炉頂ガス吐出ダ
クト８を経由してガスの流れ方向でみて最後の回転層反
応炉１から導出され、湿式スクラバ９で冷却されスクラ
ブされる。還元ガスの生成は、ダクト１１を通って供給
され、かつ脱硫プラント１２で脱硫された天然ガスを、
改質炉１０で改質することにより遂行される。天然ガス
および蒸気から形成されるこの改質されたガス（以下、
「改質ガス」）は、本質的にはＨ2、ＣＯ、ＣＨ4、Ｈ2
ＯおよびＣＯ2からなる。この改質ガスは改質ガスダク
ト１３を通っていくつかの熱交換器１４に送給され、そ
こで大気温度まで冷却され、こうしてガスから水が凝縮
される。
【００２３】還元ガスダクト１３は、コンプレッサ１５
によって炉頂ガスが圧縮された後で、炉頂ガス吐出ダク
ト８に至る。こうして形成された混合ガスはＣＯ2スク
ラバ１６を通り、ＣＯ2が除かれ、次に還元ガスとして
利用できるようになる。この還元ガスは、還元ガス送給
ダクト１７を通って、ＣＯ2スクラバ１６に続くように
配置されたガス加熱器１８中で約８００℃の還元ガス温
度まで加熱され、ガスの流れ方向に見て最初の回転層反
応炉４に送給され、そこで微細鉱石と反応して、直接還
元された鉄を生成する。回転層反応炉４〜１は直列に配
置される；還元ガスは、接続ダクト１９を通って、一方
の回転層反応炉からもう一方の回転層反応炉に到達す
る。
によって炉頂ガスが圧縮された後で、炉頂ガス吐出ダク
ト８に至る。こうして形成された混合ガスはＣＯ2スク
ラバ１６を通り、ＣＯ2が除かれ、次に還元ガスとして
利用できるようになる。この還元ガスは、還元ガス送給
ダクト１７を通って、ＣＯ2スクラバ１６に続くように
配置されたガス加熱器１８中で約８００℃の還元ガス温
度まで加熱され、ガスの流れ方向に見て最初の回転層反
応炉４に送給され、そこで微細鉱石と反応して、直接還
元された鉄を生成する。回転層反応炉４〜１は直列に配
置される；還元ガスは、接続ダクト１９を通って、一方
の回転層反応炉からもう一方の回転層反応炉に到達す
る。
【００２４】炉頂ガスの一部は、Ｎ2などの不活性ガス
の富化を避けるために、ガス循環系８，１７，１９から
スルースされる(sleuced)。このスルースされた炉頂ガ
スは分岐ダクト２０を通って、還元ガスを加熱するため
のガス加熱器１８に送給され、そしてそこで燃焼され
る。エネルギーが不足した場合には、送給ダクト２１を
通して供給される天然ガスによって補充される。
の富化を避けるために、ガス循環系８，１７，１９から
スルースされる(sleuced)。このスルースされた炉頂ガ
スは分岐ダクト２０を通って、還元ガスを加熱するため
のガス加熱器１８に送給され、そしてそこで燃焼され
る。エネルギーが不足した場合には、送給ダクト２１を
通して供給される天然ガスによって補充される。
【００２５】改質炉１０から出る改質ガスの顕熱(sensi
ble heat)は、改質炉スモークガス(smoke gases)の顕熱
と同様に、換熱器２２中で利用されて脱硫プラント１２
を通過した後の天然ガスを予熱し、改質に要する蒸気を
生成し、かつダクト２３を通ってガス加熱器に供給され
る燃焼用空気を、そして必要であればさらに還元ガス
を、予熱する。ダクト２４を通って改質炉１０に供給さ
れる燃焼用空気も同様に予熱される。
ble heat)は、改質炉スモークガス(smoke gases)の顕熱
と同様に、換熱器２２中で利用されて脱硫プラント１２
を通過した後の天然ガスを予熱し、改質に要する蒸気を
生成し、かつダクト２３を通ってガス加熱器に供給され
る燃焼用空気を、そして必要であればさらに還元ガス
を、予熱する。ダクト２４を通って改質炉１０に供給さ
れる燃焼用空気も同様に予熱される。
【００２６】全ての回転層反応炉１〜４において一つの
かつ同一の水準で反応温度を一定に保ち、それによって
エネルギー需要のさらなる削減を達成するために、高温
で新しい還元ガスを、分岐ダクト２７を通して、還元ガ
スの流れ方向に見て最初の回転層反応炉４に続いて配置
される回転層反応炉１から３に、回転層反応炉１，２お
よび３あたり約１０％の量で直接送給する。こうして、
還元ガス制御に関して、回転層反応炉１〜４は直列に配
置されるだけでなく、還元ガスの微小部分の供給に関し
ては並行でもあり、一方、還元ガスの導出および移送に
関しては、回転層反応炉１〜４は、図説された実施態様
において、専ら直列に配置される。
かつ同一の水準で反応温度を一定に保ち、それによって
エネルギー需要のさらなる削減を達成するために、高温
で新しい還元ガスを、分岐ダクト２７を通して、還元ガ
スの流れ方向に見て最初の回転層反応炉４に続いて配置
される回転層反応炉１から３に、回転層反応炉１，２お
よび３あたり約１０％の量で直接送給する。こうして、
還元ガス制御に関して、回転層反応炉１〜４は直列に配
置されるだけでなく、還元ガスの微小部分の供給に関し
ては並行でもあり、一方、還元ガスの導出および移送に
関しては、回転層反応炉１〜４は、図説された実施態様
において、専ら直列に配置される。
【００２７】回転層反応炉として設計された最初の反応
炉圧力容器１中に微細鉱石を導入する前に、この微細鉱
石を、ふるい分けおよび乾燥などの鉱石調製および好ま
しくは予熱にかける。乾燥するために、回転層乾燥予熱
器(drier-preheater)２８を設け、この中で微細鉱石を
乾燥するだけでなく、３００から７００℃に予熱する。
この回転層乾燥予熱器２８に、運搬ベルト２９を経由し
て微細鉱石を供給し、そしてバーナ３２を経由して加熱
ガス３０を空気３１とともに供給する。この高温の微細
鉱石は、鉱石供給ダクト３３を通して中継コンテナ３４
に供給され、そしてそこから、弁３７を経由して、２つ
の運搬圧力容器３５，３６中に、すなわち任意にこれら
それぞれの一つの中に、到達する。この運搬圧力容器３
５，３６は、弁３９を経由してＣＯ2圧縮ガスダクト３
８にそれぞれ流通する接続が可能で、ここには、約２０
バールまでＣＯ2を圧縮するコンプレッサ４０および連
続的に配置された均圧室４１が、ＣＯ2圧縮ガスダクト
３８中に設けられる。この均圧室は、ＣＯ2の交互ブリ
ーディング(bleeding)で起こる短期の圧力変動を均等に
する。図面から明らかなように、ＣＯ2運搬ガスは還元
プロセスから、すなわちこのプロセスの循環中で行われ
る方法でＣＯ2スクラバ１６から得られる。
炉圧力容器１中に微細鉱石を導入する前に、この微細鉱
石を、ふるい分けおよび乾燥などの鉱石調製および好ま
しくは予熱にかける。乾燥するために、回転層乾燥予熱
器(drier-preheater)２８を設け、この中で微細鉱石を
乾燥するだけでなく、３００から７００℃に予熱する。
この回転層乾燥予熱器２８に、運搬ベルト２９を経由し
て微細鉱石を供給し、そしてバーナ３２を経由して加熱
ガス３０を空気３１とともに供給する。この高温の微細
鉱石は、鉱石供給ダクト３３を通して中継コンテナ３４
に供給され、そしてそこから、弁３７を経由して、２つ
の運搬圧力容器３５，３６中に、すなわち任意にこれら
それぞれの一つの中に、到達する。この運搬圧力容器３
５，３６は、弁３９を経由してＣＯ2圧縮ガスダクト３
８にそれぞれ流通する接続が可能で、ここには、約２０
バールまでＣＯ2を圧縮するコンプレッサ４０および連
続的に配置された均圧室４１が、ＣＯ2圧縮ガスダクト
３８中に設けられる。この均圧室は、ＣＯ2の交互ブリ
ーディング(bleeding)で起こる短期の圧力変動を均等に
する。図面から明らかなように、ＣＯ2運搬ガスは還元
プロセスから、すなわちこのプロセスの循環中で行われ
る方法でＣＯ2スクラバ１６から得られる。
【００２８】２つの運搬圧力容器３５，３６のそれぞれ
から、運搬ダクト５が出て、そしてこれら運搬ダクト
は、弁４２を介して、ダクトに似た方法で、最初の反応
炉圧力容器１に個々に接続可能である。
から、運搬ダクト５が出て、そしてこれら運搬ダクト
は、弁４２を介して、ダクトに似た方法で、最初の反応
炉圧力容器１に個々に接続可能である。
【００２９】均圧室４１から出るＣＯ2圧縮ガスダクト
３８は、弁４４を介して、最初の反応炉圧力容器１中に
微細鉱石をそれぞれが運搬するための一つの運搬ダクト
５と、ダクトに似た方法で接続可能となるように、分岐
４３を有する。運搬圧力容器３５，３６の各々は、いく
つかの弁に関して破線で示されるように、制御手段４６
を経由して、圧縮ガスダクトの弁３９，４４と鉱石供給
ダクト３３中および運搬ダクト５中にそれぞれ設けられ
た弁３７および４２とに連絡する、計重手段の計重セル
４５上に載置される。
３８は、弁４４を介して、最初の反応炉圧力容器１中に
微細鉱石をそれぞれが運搬するための一つの運搬ダクト
５と、ダクトに似た方法で接続可能となるように、分岐
４３を有する。運搬圧力容器３５，３６の各々は、いく
つかの弁に関して破線で示されるように、制御手段４６
を経由して、圧縮ガスダクトの弁３９，４４と鉱石供給
ダクト３３中および運搬ダクト５中にそれぞれ設けられ
た弁３７および４２とに連絡する、計重手段の計重セル
４５上に載置される。
【００３０】この装入設備は、以下のように機能する：
計重手段４５，４６がそれぞれの圧力容器が完全に充填
されたことを示すまで、高温の鉱石が２つの運搬圧力容
器３５，３６の一つに装入される。この後で、付属弁(p
ertaining valve)３７を閉じることにより鉱石供給ダク
ト３３が閉じられ、５０から２００℃にまで予熱された
ＣＯ2が入った、装入された運搬圧力容器は、付属弁３
９を開けることにより、運搬圧力に達せられる。運搬圧
力（約２０バール）に到達したらすぐに、反応炉圧力容
器１に向かう付属運搬ダクト５が開けられ、微細鉱石が
適度な速度で反応炉圧力容器１中に導入される。
計重手段４５，４６がそれぞれの圧力容器が完全に充填
されたことを示すまで、高温の鉱石が２つの運搬圧力容
器３５，３６の一つに装入される。この後で、付属弁(p
ertaining valve)３７を閉じることにより鉱石供給ダク
ト３３が閉じられ、５０から２００℃にまで予熱された
ＣＯ2が入った、装入された運搬圧力容器は、付属弁３
９を開けることにより、運搬圧力に達せられる。運搬圧
力（約２０バール）に到達したらすぐに、反応炉圧力容
器１に向かう付属運搬ダクト５が開けられ、微細鉱石が
適度な速度で反応炉圧力容器１中に導入される。
【００３１】この間、最初の運搬圧力容器３５，３６の
内容物を空けた後で微細鉱石の装入のために利用できる
ように、２番目の運搬圧力容器３５，３６が微細鉱石で
充填される。いったんは一方の、次いで他方の運搬圧力
容器３５，３６からの、このような適度な装入により、
単位時間あたり一定量で、反応炉圧力容器１に連続的に
微細鉱石を供給することが可能である。これは、２つよ
り多い運搬圧力容器３５，３６を用いても実現できるこ
とはいうまでもない。
内容物を空けた後で微細鉱石の装入のために利用できる
ように、２番目の運搬圧力容器３５，３６が微細鉱石で
充填される。いったんは一方の、次いで他方の運搬圧力
容器３５，３６からの、このような適度な装入により、
単位時間あたり一定量で、反応炉圧力容器１に連続的に
微細鉱石を供給することが可能である。これは、２つよ
り多い運搬圧力容器３５，３６を用いても実現できるこ
とはいうまでもない。
【００３２】反応炉圧力容器１に進む運搬ダクト５は、
内側に耐熱摩耗保護(heat-resistant wear protection)
を備え、外側に断熱材を備える。熱の損失を防ぐため
に、運搬圧力容器３５，３６も同様に断熱される。さら
に、熱膨張を支持するための手段が設けられる。作業の
安全性を高めるために、２つの独立した圧力導入系を設
置することも可能である。
内側に耐熱摩耗保護(heat-resistant wear protection)
を備え、外側に断熱材を備える。熱の損失を防ぐため
に、運搬圧力容器３５，３６も同様に断熱される。さら
に、熱膨張を支持するための手段が設けられる。作業の
安全性を高めるために、２つの独立した圧力導入系を設
置することも可能である。
【００３３】ＣＯ2は特に、反応炉圧力容器内に出現す
る還元ガス雰囲気を阻害せず、かつ簡単な方法でプロセ
スから導出でき、かつ可燃性ではないので、運搬ガスと
して効果的であることが示された。
る還元ガス雰囲気を阻害せず、かつ簡単な方法でプロセ
スから導出でき、かつ可燃性ではないので、運搬ガスと
して効果的であることが示された。
【００３４】運搬ガスの特定的消費量は、総計で、鉄鉱
石のトンあたり２０から３５Ｎｍ3ＣＯ2になる。１２０
ｔ／ｈで運搬を行ったときの全体の消費量は、総計で、
最大４２００Ｎｍ3／ｈになる。本発明による装入方法
を適用した場合、ＣＯ2は約２％程度の、妨害にならな
い(non-disturbing)量で還元ガス中に存在する。しか
し、運搬ガスとしてプロセス中に生ずるその他のガスを
用いることも可能である。
石のトンあたり２０から３５Ｎｍ3ＣＯ2になる。１２０
ｔ／ｈで運搬を行ったときの全体の消費量は、総計で、
最大４２００Ｎｍ3／ｈになる。本発明による装入方法
を適用した場合、ＣＯ2は約２％程度の、妨害にならな
い(non-disturbing)量で還元ガス中に存在する。しか
し、運搬ガスとしてプロセス中に生ずるその他のガスを
用いることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】本発明によって達成される効果は、次の
ように要約される： - 連続稼働による高い経済性、 - 反応炉のより良い利用率による、高い処理量の達成、 - 実質的な回路の削減による、単純化された操作、 - 従来の系と比較して装備がほとんど要求されない、 - ミル床面(mill floor)から装入が遂行されるため、反
応炉建造物の構造的高さが低い、 - 鋼鉄構造に関する出費の削減、 - 加圧しない(pressure-less)方法で鉱石の予熱が遂行
されるために、燃焼空気を圧縮するための出費がかから
ない、 - 運搬ガスとして、プロセス中で利用可能なガスを用い
る、 - プロセス中で生じる運搬ガスを用いるため、還元プロ
セスに影響がない、 - 先行する回転層乾燥およびそれに続く予熱に関する、
好ましいエネルギー効率。
ように要約される： - 連続稼働による高い経済性、 - 反応炉のより良い利用率による、高い処理量の達成、 - 実質的な回路の削減による、単純化された操作、 - 従来の系と比較して装備がほとんど要求されない、 - ミル床面(mill floor)から装入が遂行されるため、反
応炉建造物の構造的高さが低い、 - 鋼鉄構造に関する出費の削減、 - 加圧しない(pressure-less)方法で鉱石の予熱が遂行
されるために、燃焼空気を圧縮するための出費がかから
ない、 - 運搬ガスとして、プロセス中で利用可能なガスを用い
る、 - プロセス中で生じる運搬ガスを用いるため、還元プロ
セスに影響がない、 - 先行する回転層乾燥およびそれに続く予熱に関する、
好ましいエネルギー効率。
【００３６】本発明による装入方法およびそれに関連す
る本発明による設備により、低温の鉱石(cold ore)を装
入してもよい。
る本発明による設備により、低温の鉱石(cold ore)を装
入してもよい。
【００３７】本発明による装入方法および本発明による
設備は、循環中に大量に還元ガスが導かれる上述の還元
プロセスに関してだけではなく、例えば１度だけ反応炉
圧力容器を通って還元ガスが流れるような、他の還元プ
ロセスに関しても利用できる。
設備は、循環中に大量に還元ガスが導かれる上述の還元
プロセスに関してだけではなく、例えば１度だけ反応炉
圧力容器を通って還元ガスが流れるような、他の還元プ
ロセスに関しても利用できる。
【図１】 本発明の装入方法の実施態様を説明する図で
ある。
ある。
１，２，３，４……回転層反応炉（反応炉圧力容器）、
５……運搬ダクト、２８……乾燥予熱器、３３……鉱石
供給ダクト、３５，３６……運搬圧力容器、３７，３
９，４４……閉止装置、３８……圧縮ガスダクト、４０
……コンプレッサ、４１……均圧室、４５……計重セル
（計重手段）、４６……制御ループ（制御手段）。
５……運搬ダクト、２８……乾燥予熱器、３３……鉱石
供給ダクト、３５，３６……運搬圧力容器、３７，３
９，４４……閉止装置、３８……圧縮ガスダクト、４０
……コンプレッサ、４１……均圧室、４５……計重セル
（計重手段）、４６……制御ループ（制御手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール・ツェルマク オーストリア・アー−4470・エンス・シュ ロスガッセ・７ (72)発明者 コンスタンチン・ミリオニス オーストリア・アー−8413・エステー・ゲ オルゲン・アー／デー・スティーフリン グ・122 (72)発明者 ゲロ・テスマー オーストリア・アー−4040・リンツ・ブル テンストラッセ・21 (72)発明者 ロイ・ハーバート・ウィップ・ジュニア アメリカ合衆国・フロリダ・33176・マイ アミ・エスダブリュ・138ス・ストリー ト・10340
Claims (12)
- 【請求項１】 プロセスガスを通す反応炉圧力容器
（１）中への、鉄鉱石などの微細粒鉱石の装入方法であ
って、最初に鉱石を運搬圧力容器（３５，３６）中に導
入し、圧縮ガスによって該容器内で加圧し、続いてこの
圧縮ガスによって運搬ダクト（５）を通して反応炉圧力
容器（１）中に運搬する方法において、鉱石の一部を少
なくとも１つの別の運搬圧力容器（３５，３６）中に導
入して、圧縮ガスによって該容器内でも加圧し、かつ、
いったん一方の運搬圧力容器（３５，３６）から、続い
て別の運搬圧力容器（３５，３６）から交互に送給する
ことにより、反応炉圧力容器（１）中への鉱石の装入を
連続的に遂行し、圧縮ガスをプロセスガスの量的部分ま
たは構成部分としてプロセスガスから得て、鉱石と共に
該容器にフィードバックすることを特徴とする鉱石の装
入方法。 - 【請求項２】 反応炉圧力容器（１）を含む循環中に、
少なくとも部分的にプロセスガスを導くことを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 ＣＯ2スクラビングによって反応炉圧力
容器（１）内で起こるプロセスのプロセスガスから得ら
れる、ＣＯ2を圧縮ガスとして用いることを特徴とする
請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 鉱石を還元するために供される還元ガス
を、運搬圧力容器（３５，３６）から反応炉圧力容器
（１）中に鉱石を運搬するための圧縮ガスとして用いる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項５】 圧縮ガスを最大２０バールの圧力に予備
圧縮し、存在する圧力変動を均衡にしながら運搬圧力容
器（３５，３６）中に噴射することを特徴とする請求項
１から４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 運搬圧力容器（３５，３６）を連続的に
計重し、運搬容器（３５，３６）の計量された重りの機
能として、制御ループ（４６）を経由して、運搬圧力容
器（３５，３６）の一方からの交互送給と運搬圧力容器
（３５，３６）の一方の充填とをそれぞれ遂行すること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項７】 鉱石を高温状態で装入することを特徴と
する請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 乾燥機および予熱器（２８）を鉱石用に
有し、鉱石供給ダクト（３３）を経由して運搬圧力容器
（３５，３６）を連続的に配置し、この運搬圧力容器中
に圧縮ガスダクト（３８）が入り、この運搬圧力容器か
ら運搬ダクト（５）が出て、反応炉圧力容器（１）に至
る、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実行
するための設備において、少なくとも１つの別の運搬圧
力容器（３５，３６）を備え、鉱石供給ダクト（３３）
は閉止装置（３７）を介して一方のまたは別の運搬圧力
容器（３５，３６）に交互に流通する接続をすることが
でき、かつ運搬圧力容器（３５，３６）の各々は運搬ダ
クト（５）を経由して反応炉圧力容器（１）に接続をす
ることができ、かつ圧縮ガスダクト（３８）は閉止装置
（３９）を介して運搬圧力容器（３５，３６）の各々に
交互に流通する接続をすることができ、圧縮ガスダクト
（３８）は循環系を構成する運搬圧力容器（３５，３
６）と運搬ダクト（５）とを経由して反応炉圧力容器
（１）に流通する接続をしたことを特徴とする設備。 - 【請求項９】 追加的に圧縮ガスダクト（３８）が閉止
装置（４４）を介して、運搬圧力容器（３５，３６）か
ら反応炉圧力容器（１）中に進む運搬ダクト（５）の各
々に交互に流通する接続をすることができることを特徴
とする請求項８に記載の設備。 - 【請求項１０】 圧縮ガスダクト（３８）中に、コンプ
レッサ（４０）と圧力変動を均衡にする均圧室（４１）
とを設けたことを特徴とする請求項８または９に記載の
設備。 - 【請求項１１】 運搬圧力容器（３５，３６）に計重手
段（４５）が設けられ、圧縮ガスダクト（３８）中と鉱
石供給ダクト（３３）中とに設けられた閉止装置（３
７，３９）を制御手段（４６）を経由して計重手段（４
５）に接続したことを特徴とする請求項８から１０のい
ずれか一項に記載の設備。 - 【請求項１２】 運搬圧力容器（３５，３６）から反応
炉圧力容器（１）に進む運搬ダクト（５）の内部に耐熱
摩耗保護を設け、外部に断熱材を設けたことを特徴とす
る請求項８から１１のいずれか一項に記載の設備。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0046594A AT400447B (de) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | Verfahren und anlage zum chargieren von erz |
| AT465/94 | 1994-03-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199215A true JPH08199215A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3176526B2 JP3176526B2 (ja) | 2001-06-18 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04311095A Expired - Fee Related JP3176526B2 (ja) | 1994-03-04 | 1995-03-02 | 鉱石の装入方法 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0671474B1 (ja) |
| JP (1) | JP3176526B2 (ja) |
| KR (1) | KR0156653B1 (ja) |
| AT (1) | AT400447B (ja) |
| AU (1) | AU681480B2 (ja) |
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| CA (1) | CA2143920C (ja) |
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| MY (1) | MY130235A (ja) |
| PE (1) | PE43095A1 (ja) |
| RU (1) | RU2105070C1 (ja) |
| ZA (1) | ZA951790B (ja) |
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| DE19541150C2 (de) * | 1995-10-25 | 1997-10-09 | Mannesmann Ag | Verfahren und Einrichtung zum Behandeln von Reststoffen |
| US5976219A (en) * | 1996-05-02 | 1999-11-02 | Cominco Ltd. | Method and apparatus for recycling of scrap metal |
| WO2011001282A2 (en) | 2009-06-29 | 2011-01-06 | Bairong Li | Metal reduction processes, metallurgical processes and products and apparatus |
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| KR20170018718A (ko) | 2015-08-10 | 2017-02-20 | 삼성전자주식회사 | 비정질 합금을 이용한 투명 전극 및 그 제조 방법 |
| CN115108327A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-09-27 | 安徽理工大学 | 一种具有碳封存功能的充填膏体气裹运输装置 |
| CN119869190B (zh) * | 2025-02-17 | 2025-11-28 | 西北大学 | 一体式脱硫脱碳颗粒分离的外循环喷动流化床及运行方法 |
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| IT1147487B (it) * | 1981-01-21 | 1986-11-19 | Danieli Eng Spa | Perfezionamenti ai caricatori per forni elettrici e caricatori per forni elettrici cosi' perfezionati |
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