JPH10251720A - 鉄の精製方法 - Google Patents
鉄の精製方法Info
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- JPH10251720A JPH10251720A JP10020851A JP2085198A JPH10251720A JP H10251720 A JPH10251720 A JP H10251720A JP 10020851 A JP10020851 A JP 10020851A JP 2085198 A JP2085198 A JP 2085198A JP H10251720 A JPH10251720 A JP H10251720A
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Classifications
-
- 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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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性が高く、酸素の使用量が低減する、鉄
の精製方法を提供する。 【解決手段】 二次反応器を使用して鉄鉱石を部分的に
還元し、また炭素含有物質を部分的に酸化し、それによ
って部分的に還元された二次的鉄鉱石とチャコール、お
よび二酸化炭素対一酸化炭素の含有比率が約０.２５以
上のカロリーガスを形成させる。カロリーガスは部分的
に還元された二次的鉄鉱石とチャコールから分離され、
得られた高温の固体が実質的に冷却されることなく一次
反応器内に導入される。鉄生成物の全て又は一部が、一
次反応器内で生成した部分的に還元された鉄鉱石から形
成される。二次反応器は一次反応器よりも低い温度で操
作されるので、鉄生成物の一部は低い温度で処理され、
そのため精製に要する酸素の必要量が低減され、熱効率
が向上する。
の精製方法を提供する。 【解決手段】 二次反応器を使用して鉄鉱石を部分的に
還元し、また炭素含有物質を部分的に酸化し、それによ
って部分的に還元された二次的鉄鉱石とチャコール、お
よび二酸化炭素対一酸化炭素の含有比率が約０.２５以
上のカロリーガスを形成させる。カロリーガスは部分的
に還元された二次的鉄鉱石とチャコールから分離され、
得られた高温の固体が実質的に冷却されることなく一次
反応器内に導入される。鉄生成物の全て又は一部が、一
次反応器内で生成した部分的に還元された鉄鉱石から形
成される。二次反応器は一次反応器よりも低い温度で操
作されるので、鉄生成物の一部は低い温度で処理され、
そのため精製に要する酸素の必要量が低減され、熱効率
が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鉱石を鉄含有生
成物に還元する、鉄鉱石の精製方法に関する。詳しく
は、本発明は、炭素含有物質（例えば石炭）から形成さ
れたチャコール（木炭）が鉄鉱石の還元の際にガス化さ
れる方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、チャコ
ールが形成され、精製されるべき鉄鉱石の全てまたは一
部が二次反応器内で部分的に還元され、そして得られた
チャコールと部分的に還元された鉄鉱石が鉄含有生成物
を製造するために高温の一次反応器に供給される方法に
関する。
成物に還元する、鉄鉱石の精製方法に関する。詳しく
は、本発明は、炭素含有物質（例えば石炭）から形成さ
れたチャコール（木炭）が鉄鉱石の還元の際にガス化さ
れる方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、チャコ
ールが形成され、精製されるべき鉄鉱石の全てまたは一
部が二次反応器内で部分的に還元され、そして得られた
チャコールと部分的に還元された鉄鉱石が鉄含有生成物
を製造するために高温の一次反応器に供給される方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】様々
な鉄精製プロセスがあり、その中には電気アーク、平
炉、高炉、ＣＯＲＥＸプロセス（商標名）、およびＲＯ
ＭＥＬＴプロセス（商標名）で用いられるような一次溶
融精錬反応器を使用するプロセスがある。そのような反
応器の全てにおいて、鉄鉱石と石炭またはコークスのよ
うな炭素含有物質からなる装填物が反応器内に導入され
る。炭素含有材料をガス化するために酸素または酸素富
化空気も反応器内に導入され、水素と一酸化炭素を含有
する還元ガスが生成する。還元ガスは鉄鉱石を還元する
ように作用し、それによって鋼または鉄と分離スラグ相
の混合物のような鉄含有物質が生成する。
な鉄精製プロセスがあり、その中には電気アーク、平
炉、高炉、ＣＯＲＥＸプロセス（商標名）、およびＲＯ
ＭＥＬＴプロセス（商標名）で用いられるような一次溶
融精錬反応器を使用するプロセスがある。そのような反
応器の全てにおいて、鉄鉱石と石炭またはコークスのよ
うな炭素含有物質からなる装填物が反応器内に導入され
る。炭素含有材料をガス化するために酸素または酸素富
化空気も反応器内に導入され、水素と一酸化炭素を含有
する還元ガスが生成する。還元ガスは鉄鉱石を還元する
ように作用し、それによって鋼または鉄と分離スラグ相
の混合物のような鉄含有物質が生成する。
【０００３】ＣＯＲＥＸプロセスにおいては、鉄鉱石と
フラックスが高炉に導入され、鉄は固体金属に還元さ
れ、そしてフラックスは溶融ガス化器内で生成された還
元ガスでか焼される。石炭または石炭の揮発分の燃焼に
よって予熱された石炭（ホットチャコールとして知られ
る）が、高炉からの直接還元された鉄とフラックスおよ
び酸素とともに溶融ガス化器内に導入される。チャコー
ルはガス化され、高炉からの鉄鉱石はさらに還元されて
溶融し、それによって鉄とスラグの溶融混合物が生成
し、この混合物は生成物流れとして取り出すことができ
る。ＲＯＭＥＬＴプロセスで用いられるような一次溶融
精錬反応器においては、酸素、鉄鉱石、および石炭が反
応器内に導入され、鉄とスラグの生成物が生成する。
フラックスが高炉に導入され、鉄は固体金属に還元さ
れ、そしてフラックスは溶融ガス化器内で生成された還
元ガスでか焼される。石炭または石炭の揮発分の燃焼に
よって予熱された石炭（ホットチャコールとして知られ
る）が、高炉からの直接還元された鉄とフラックスおよ
び酸素とともに溶融ガス化器内に導入される。チャコー
ルはガス化され、高炉からの鉄鉱石はさらに還元されて
溶融し、それによって鉄とスラグの溶融混合物が生成
し、この混合物は生成物流れとして取り出すことができ
る。ＲＯＭＥＬＴプロセスで用いられるような一次溶融
精錬反応器においては、酸素、鉄鉱石、および石炭が反
応器内に導入され、鉄とスラグの生成物が生成する。
【０００４】上述のいずれのプロセスにおいても、反応
器の生産性を最大にするのが好ましい。さらに、上述の
プロセスの全てにおいて、処理された酸素、すなわち約
９５％以上の純度を有する酸素または酸素富化空気が用
いられる。そのような処理された酸素は製造コストに寄
与する。従って、必要な処理された酸素の使用量を低減
させることによって、少なくとも酸素の使用に関して
は、製造コストが低減するか、あるいはコストを増大さ
せずに生産性が高くなる。後に詳細に説明するが、本発
明は、上述のプロセスのいずれとも関連して用いること
ができる方法であって、反応器の生産性を高めるととも
に処理された酸素の使用を低減させる方法を提供する。
器の生産性を最大にするのが好ましい。さらに、上述の
プロセスの全てにおいて、処理された酸素、すなわち約
９５％以上の純度を有する酸素または酸素富化空気が用
いられる。そのような処理された酸素は製造コストに寄
与する。従って、必要な処理された酸素の使用量を低減
させることによって、少なくとも酸素の使用に関して
は、製造コストが低減するか、あるいはコストを増大さ
せずに生産性が高くなる。後に詳細に説明するが、本発
明は、上述のプロセスのいずれとも関連して用いること
ができる方法であって、反応器の生産性を高めるととも
に処理された酸素の使用を低減させる方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は鉄の精製方法に
関し、この方法においては、鉄鉱石の供給物、炭素含有
物質、および酸素含有ガスが二次反応器に供給されて、
生成物が生産される。その生成物は、二酸化炭素対一酸
化炭素の含有比率が約０.２５以上のカロリーガスと、
チャコールと部分的に還元された鉄鉱石を含む高温の固
体、とを含む。この点に関して、ここで及び特許請求の
範囲で用いられている "部分的に還元された鉄鉱石”と
いう言葉は、いくらかの酸化第二鉄（Ｆe2Ｏ3）、主要
量の酸化第一鉄（ＦeＯ）、および還元によって鉄鉱石
（主として酸化第二鉄）から生成したいくらかの金属鉄
の混合物を意味する。ここで及び特許請求の範囲で用い
られている "カロリーガス”という言葉は、主として、
水、一酸化炭素、二酸化炭素、およびいくらかの水素と
炭化水素を含有するガスを意味する。カロリーガスの少
なくとも約９０％は二次反応器内で生成した生成物から
分離されて、中間供給物が形成される。中間供給物はそ
の高温固体を実質的に冷却することなく一次反応器に導
入され、部分的に還元された鉄鉱石は一次反応器内でさ
らに還元されて鉄含有液体生成物の少なくとも一部を形
成する。二次反応器は一次反応器の温度よりも低い温度
で作動する。
関し、この方法においては、鉄鉱石の供給物、炭素含有
物質、および酸素含有ガスが二次反応器に供給されて、
生成物が生産される。その生成物は、二酸化炭素対一酸
化炭素の含有比率が約０.２５以上のカロリーガスと、
チャコールと部分的に還元された鉄鉱石を含む高温の固
体、とを含む。この点に関して、ここで及び特許請求の
範囲で用いられている "部分的に還元された鉄鉱石”と
いう言葉は、いくらかの酸化第二鉄（Ｆe2Ｏ3）、主要
量の酸化第一鉄（ＦeＯ）、および還元によって鉄鉱石
（主として酸化第二鉄）から生成したいくらかの金属鉄
の混合物を意味する。ここで及び特許請求の範囲で用い
られている "カロリーガス”という言葉は、主として、
水、一酸化炭素、二酸化炭素、およびいくらかの水素と
炭化水素を含有するガスを意味する。カロリーガスの少
なくとも約９０％は二次反応器内で生成した生成物から
分離されて、中間供給物が形成される。中間供給物はそ
の高温固体を実質的に冷却することなく一次反応器に導
入され、部分的に還元された鉄鉱石は一次反応器内でさ
らに還元されて鉄含有液体生成物の少なくとも一部を形
成する。二次反応器は一次反応器の温度よりも低い温度
で作動する。
【０００６】本発明はＣＯＲＥＸプロセスのようなプロ
セスに適用されるので、鉄の生成物は鉄鉱石および高炉
と二次反応器の間で分離されたフラックス供給物とから
形成されると考えられる、と認められる。そのような場
合、二次反応器から一次反応器への得られた中間供給物
は、鉄含有生成物の一部だけを形成する。一次溶融精錬
反応器においては、処理すべき部分的に還元された鉄鉱
石のすべてが、通常は二次反応器から供給されるだろ
う。ここでさらに言及すべき点は、ここで及び特許請求
の範囲で用いられている "実質的な冷却”という言葉は
二次反応器の温度から２００℃を越える冷却または周囲
温度の２００℃以内の冷却を意味する、ということであ
る。
セスに適用されるので、鉄の生成物は鉄鉱石および高炉
と二次反応器の間で分離されたフラックス供給物とから
形成されると考えられる、と認められる。そのような場
合、二次反応器から一次反応器への得られた中間供給物
は、鉄含有生成物の一部だけを形成する。一次溶融精錬
反応器においては、処理すべき部分的に還元された鉄鉱
石のすべてが、通常は二次反応器から供給されるだろ
う。ここでさらに言及すべき点は、ここで及び特許請求
の範囲で用いられている "実質的な冷却”という言葉は
二次反応器の温度から２００℃を越える冷却または周囲
温度の２００℃以内の冷却を意味する、ということであ
る。
【０００７】一次反応器の生産性と熱効率は、その熱移
動速度と効率によって限定される。二次反応器は、鉄鉱
石を還元するのに要するエネルギーおよびフラックスと
還元された鉄鉱石を溶融させて溶融金属とスラグ相生成
物を生成させるのに要するエネルギーの総量を低減させ
ることによって、一次反応器の容量を増大させる。二次
反応器はまた、石炭揮発物質を除去し、また合理的な二
酸化炭素と一酸化炭素の比率の範囲内で低温において鉄
鉱石供給物を部分的に還元することによって、一次プロ
セスの熱効率を増大させる。この故に、空気または一次
反応器で必要とするよりも低い酸素富化量の酸素富化空
気を二次反応器内でオキシダントの部分で用いることが
でき、それ自体、処理された酸素の必要量を低減させる
だろう。
動速度と効率によって限定される。二次反応器は、鉄鉱
石を還元するのに要するエネルギーおよびフラックスと
還元された鉄鉱石を溶融させて溶融金属とスラグ相生成
物を生成させるのに要するエネルギーの総量を低減させ
ることによって、一次反応器の容量を増大させる。二次
反応器はまた、石炭揮発物質を除去し、また合理的な二
酸化炭素と一酸化炭素の比率の範囲内で低温において鉄
鉱石供給物を部分的に還元することによって、一次プロ
セスの熱効率を増大させる。この故に、空気または一次
反応器で必要とするよりも低い酸素富化量の酸素富化空
気を二次反応器内でオキシダントの部分で用いることが
でき、それ自体、処理された酸素の必要量を低減させる
だろう。
【０００８】
【好ましい実施態様の説明】図１を参照すれば、一次反
応器１０が設けられ、これは例えば、熱エネルギーの形
で別個の入力を受けることのできる平炉である。他の可
能性としては、高炉の羽口領域の溶融領域、ＣＯＲＥＸ
プロセスの溶融ガス化器、または一次溶融精錬プロセス
（例えばＲＯＭＥＬＴ一次溶融反応器）である。この点
に関して、"溶融ガス化器”という言葉は、部分的に還
元されたまたは実質的に還元された鉄が還元されてそし
て溶融し、それによって、ガス化を受ける石炭コークス
またはチャコールの存在下で液体金属鉄富化相が形成さ
れるような、あらゆる反応器を示す。ここで及び特許請
求の範囲で用いられている "高炉の羽口領域”は、溶融
ガス化器の一種である。最後に、ここで及び特許請求の
範囲で用いられている "溶融精錬反応器”とは、鉄鉱
石、炭素源、および酸素が液体溶融物に添加されるよう
な、あらゆる反応器を示す。
応器１０が設けられ、これは例えば、熱エネルギーの形
で別個の入力を受けることのできる平炉である。他の可
能性としては、高炉の羽口領域の溶融領域、ＣＯＲＥＸ
プロセスの溶融ガス化器、または一次溶融精錬プロセス
（例えばＲＯＭＥＬＴ一次溶融反応器）である。この点
に関して、"溶融ガス化器”という言葉は、部分的に還
元されたまたは実質的に還元された鉄が還元されてそし
て溶融し、それによって、ガス化を受ける石炭コークス
またはチャコールの存在下で液体金属鉄富化相が形成さ
れるような、あらゆる反応器を示す。ここで及び特許請
求の範囲で用いられている "高炉の羽口領域”は、溶融
ガス化器の一種である。最後に、ここで及び特許請求の
範囲で用いられている "溶融精錬反応器”とは、鉄鉱
石、炭素源、および酸素が液体溶融物に添加されるよう
な、あらゆる反応器を示す。
【０００９】例示のために、本発明を一次溶融精錬反応
器を参照して説明する。これにおいては、鉄鉱石、石
炭、およびフラックスが一次反応器１０内に供給物１２
として供給される。供給物１４として酸素富化空気また
は高純度酸素も一次反応器１０に導入され、排ガス流れ
１６および鉄鉱石とスラグ生成物流れ１８が生成する。
供給物２０として鉄鉱石および任意にフラックス（炭酸
カルシウム）および石炭供給物２２が二次反応器２４内
に供給される。供給物２０は、精製されフラックス作用
を受けるべき鉄鉱石の全供給物の一部を構成する。石炭
は、空気供給物２６Ａおよび／または２６Ｂとして導入
される空気によって部分的に酸化され、チャコールを形
成する。石炭の揮発物含有量は優先的に減少する。この
ようにして、鉄鉱石は部分的に還元され、フラックスは
か焼され、そして石炭は最初の石炭供給物中の固定炭素
の損失量を最少にしつつ予熱される。そのような石炭は
一次反応器のための非常に望ましい供給原料である。二
次反応器２４に導入される鉄鉱石は、チャコールと、石
炭の部分酸化によって生成するカロリーガスとによって
部分的に還元され、それによって高温で部分的に還元さ
れた固体鉱石が生成する。
器を参照して説明する。これにおいては、鉄鉱石、石
炭、およびフラックスが一次反応器１０内に供給物１２
として供給される。供給物１４として酸素富化空気また
は高純度酸素も一次反応器１０に導入され、排ガス流れ
１６および鉄鉱石とスラグ生成物流れ１８が生成する。
供給物２０として鉄鉱石および任意にフラックス（炭酸
カルシウム）および石炭供給物２２が二次反応器２４内
に供給される。供給物２０は、精製されフラックス作用
を受けるべき鉄鉱石の全供給物の一部を構成する。石炭
は、空気供給物２６Ａおよび／または２６Ｂとして導入
される空気によって部分的に酸化され、チャコールを形
成する。石炭の揮発物含有量は優先的に減少する。この
ようにして、鉄鉱石は部分的に還元され、フラックスは
か焼され、そして石炭は最初の石炭供給物中の固定炭素
の損失量を最少にしつつ予熱される。そのような石炭は
一次反応器のための非常に望ましい供給原料である。二
次反応器２４に導入される鉄鉱石は、チャコールと、石
炭の部分酸化によって生成するカロリーガスとによって
部分的に還元され、それによって高温で部分的に還元さ
れた固体鉱石が生成する。
【００１０】二次反応器２４の中では、カロリーガスが
二酸化炭素と一酸化炭素を０.２５以上の比率で含有す
るように、反応が行われる。カロリーガスは、主として
部分的に還元された鉄鉱石、か焼されたフラックス、お
よびチャコールからなる高温の固体から分離され、次い
で二次反応器２４からカロリーガス流れ２７として排出
される。後にも説明するが、そのような分離は流動床反
応器によって達成され、高温の固体からカロリーガスの
約９０％以上が分離されるべきである。高温の固体、お
よび高温の固体から分離されないカロリーガスの全て
が、中間供給物２８として一次反応器１０内に供給され
る。一次反応器１０において、高温のチャコールがガス
化され、これによって、鉄鉱石とフラックスを溶融させ
る熱と、主として水素、一酸化炭素、およびかなり少量
の二酸化炭素と水生成物を含有する還元ガスとが生成す
る。一酸化炭素と水素は、部分的に酸化された鉄とまだ
還元されていなかった鉄鉱石を還元する。反応熱は得ら
れた鉄とスラグを溶融させ、これは鉄鉱石とスラグの生
成物流れ１８として除去される。
二酸化炭素と一酸化炭素を０.２５以上の比率で含有す
るように、反応が行われる。カロリーガスは、主として
部分的に還元された鉄鉱石、か焼されたフラックス、お
よびチャコールからなる高温の固体から分離され、次い
で二次反応器２４からカロリーガス流れ２７として排出
される。後にも説明するが、そのような分離は流動床反
応器によって達成され、高温の固体からカロリーガスの
約９０％以上が分離されるべきである。高温の固体、お
よび高温の固体から分離されないカロリーガスの全て
が、中間供給物２８として一次反応器１０内に供給され
る。一次反応器１０において、高温のチャコールがガス
化され、これによって、鉄鉱石とフラックスを溶融させ
る熱と、主として水素、一酸化炭素、およびかなり少量
の二酸化炭素と水生成物を含有する還元ガスとが生成す
る。一酸化炭素と水素は、部分的に酸化された鉄とまだ
還元されていなかった鉄鉱石を還元する。反応熱は得ら
れた鉄とスラグを溶融させ、これは鉄鉱石とスラグの生
成物流れ１８として除去される。
【００１１】供給物２０中に含まれる第二の鉄鉱石は、
好ましくは、直径が約１００〜約５０００ミクロンの範
囲のものである。好ましい石炭の供給物２２は比較的大
きな石炭の粒子であり、好ましくは、直径が約１〜５０
ｍｍの範囲のものである。そのような石炭の使用によっ
て、高価な石炭粉砕装置を用いる必要がなくなる。
好ましくは、直径が約１００〜約５０００ミクロンの範
囲のものである。好ましい石炭の供給物２２は比較的大
きな石炭の粒子であり、好ましくは、直径が約１〜５０
ｍｍの範囲のものである。そのような石炭の使用によっ
て、高価な石炭粉砕装置を用いる必要がなくなる。
【００１２】空気供給物２６Ａおよび／または２６Ｂを
様々な方法によって石炭および鉄鉱石と接触させること
ができる。二次反応器２４自体は、図２に示すように外
部循環流反応器であったり、図３に示すように流動固体
床であったり、あるいは図４に示すように内部循環流動
床である。あるいは、空気供給物２６Ａおよび２６Ｂは
好ましくは、図２、図３、および図４に示す各々のタイ
プの反応器の内部に形成された拡張された固体床３０の
上と下の二つの補助流れ２６Ａおよび２６Ｂとして供給
することができる。鉄鉱石、フラックス、およびチャコ
ール床からのカロリーガス中の一酸化炭素は補助流れ２
６Ａによって供給される酸素と反応し、より酸化された
二次反応器の熱量を生成し、二次反応器２４の熱効率を
高めるだろう。生じた熱は、主として二次反応器の壁へ
の伝導と二次反応器２４の壁からの輻射によって、拡張
された固体床３０へ移動するだろう。
様々な方法によって石炭および鉄鉱石と接触させること
ができる。二次反応器２４自体は、図２に示すように外
部循環流反応器であったり、図３に示すように流動固体
床であったり、あるいは図４に示すように内部循環流動
床である。あるいは、空気供給物２６Ａおよび２６Ｂは
好ましくは、図２、図３、および図４に示す各々のタイ
プの反応器の内部に形成された拡張された固体床３０の
上と下の二つの補助流れ２６Ａおよび２６Ｂとして供給
することができる。鉄鉱石、フラックス、およびチャコ
ール床からのカロリーガス中の一酸化炭素は補助流れ２
６Ａによって供給される酸素と反応し、より酸化された
二次反応器の熱量を生成し、二次反応器２４の熱効率を
高めるだろう。生じた熱は、主として二次反応器の壁へ
の伝導と二次反応器２４の壁からの輻射によって、拡張
された固体床３０へ移動するだろう。
【００１３】上述したように、二次反応器２４内で生成
するカロリーガスの中の二酸化炭素対一酸化炭素の比率
は、約０.２５以上であるべきである。そのような比率
にする目的は、熱効率と鉄鉱石を還元する必要性との間
のバランスをとるためである。独立した酸素供給物は、
最適な二酸化炭素対一酸化炭素の比率を実質的に増大さ
せる。別の言い方をすれば、二酸化炭素が多いほど熱効
率は高いが、しかし鉄の還元を達成するための一酸化炭
素の生成量は少なく、逆もまた同様である。この比率
は、空気と石炭の供給率およびガスと固体の接触時間を
適切に調整することによってコントロールすることがで
きる。従って、床の高さが重要になる。というのは、そ
れがガスと固体の接触時間に影響すると考えられるから
である。床が高いほど、ガスと固体の間の物質移動効率
は高い。物質移動効率が高いと二酸化炭素の濃度は低下
し、このことは鉄鉱石の還元効率の観点からは好まし
い。しかし、床が高いことはプロセスの熱収支の観点か
らは好ましくない。これらのファクターの間のバランス
から、床の高さを約１〜約５メートルとし、床の高さ対
容器の直径の比率をおおむね約０.２〜５にする必要が
ある。床の高さ対容器の直径の比率は、床の高さの絶対
値よりも重要ではない。
するカロリーガスの中の二酸化炭素対一酸化炭素の比率
は、約０.２５以上であるべきである。そのような比率
にする目的は、熱効率と鉄鉱石を還元する必要性との間
のバランスをとるためである。独立した酸素供給物は、
最適な二酸化炭素対一酸化炭素の比率を実質的に増大さ
せる。別の言い方をすれば、二酸化炭素が多いほど熱効
率は高いが、しかし鉄の還元を達成するための一酸化炭
素の生成量は少なく、逆もまた同様である。この比率
は、空気と石炭の供給率およびガスと固体の接触時間を
適切に調整することによってコントロールすることがで
きる。従って、床の高さが重要になる。というのは、そ
れがガスと固体の接触時間に影響すると考えられるから
である。床が高いほど、ガスと固体の間の物質移動効率
は高い。物質移動効率が高いと二酸化炭素の濃度は低下
し、このことは鉄鉱石の還元効率の観点からは好まし
い。しかし、床が高いことはプロセスの熱収支の観点か
らは好ましくない。これらのファクターの間のバランス
から、床の高さを約１〜約５メートルとし、床の高さ対
容器の直径の比率をおおむね約０.２〜５にする必要が
ある。床の高さ対容器の直径の比率は、床の高さの絶対
値よりも重要ではない。
【００１４】二次反応器２４は、一次反応器および固体
を移送するのに用いられる手段の操作圧力とほぼ等しい
かあるいはそれよりも大きい圧力で操作するべきであ
る。中間供給物２８が短い固体移送ラインまたはホット
スクリューフィーダーやスターバルブのような機械装置
によって構成される場合、二つの反応器内部の圧力はほ
ぼ同じになるだろう。ガス輸送の場合、二次反応器２４
内部の圧力を一次反応器１０よりも高く設定して、それ
らの反応器の間の配管内の圧力損失を補償する必要があ
るだろう。用いられる輸送のタイプがいかなるものであ
っても、固体は一次反応器１０内へ、二次反応器２４内
での初期の状態からの顕著な熱損失を受けることなく、
言い換えれば、反応器の間を輸送される間に約２００℃
以上の温度損失を受けることなく、供給されることが重
要である。二次反応器２４の操作温度は、石炭の自熱発
火温度よりも高く、しかし全ての供給要素の焼結温度よ
りも低くなければならない。すなわち、二次反応器の操
作温度範囲は、約４００℃〜約１２００℃の範囲である
のが好ましい。好ましい温度範囲は約７００℃〜約９５
０℃である。二次反応器２４の操作温度と比較して、一
次反応器１０の操作温度は約１５００℃〜約１８００℃
の範囲である。二次反応器の温度を低くすることによっ
て二次反応器２４に空気を用いることができ、そして処
理された酸素の必要量を実質的に低減させることができ
る。
を移送するのに用いられる手段の操作圧力とほぼ等しい
かあるいはそれよりも大きい圧力で操作するべきであ
る。中間供給物２８が短い固体移送ラインまたはホット
スクリューフィーダーやスターバルブのような機械装置
によって構成される場合、二つの反応器内部の圧力はほ
ぼ同じになるだろう。ガス輸送の場合、二次反応器２４
内部の圧力を一次反応器１０よりも高く設定して、それ
らの反応器の間の配管内の圧力損失を補償する必要があ
るだろう。用いられる輸送のタイプがいかなるものであ
っても、固体は一次反応器１０内へ、二次反応器２４内
での初期の状態からの顕著な熱損失を受けることなく、
言い換えれば、反応器の間を輸送される間に約２００℃
以上の温度損失を受けることなく、供給されることが重
要である。二次反応器２４の操作温度は、石炭の自熱発
火温度よりも高く、しかし全ての供給要素の焼結温度よ
りも低くなければならない。すなわち、二次反応器の操
作温度範囲は、約４００℃〜約１２００℃の範囲である
のが好ましい。好ましい温度範囲は約７００℃〜約９５
０℃である。二次反応器２４の操作温度と比較して、一
次反応器１０の操作温度は約１５００℃〜約１８００℃
の範囲である。二次反応器の温度を低くすることによっ
て二次反応器２４に空気を用いることができ、そして処
理された酸素の必要量を実質的に低減させることができ
る。
【００１５】本発明を好ましい実施態様に関して説明し
たが、当業者であれば、本発明の精神と範囲からはずれ
ることなく、多くの付加、省略、および変更を行うこと
ができよう。
たが、当業者であれば、本発明の精神と範囲からはずれ
ることなく、多くの付加、省略、および変更を行うこと
ができよう。
【図１】本発明に従う方法を遂行するための装置の概略
図である。
図である。
【図２】図１に示す装置において用いられる二次反応器
の別の実施態様の概略図である。
の別の実施態様の概略図である。
【図３】図１に示す装置において用いられる二次反応器
のさらに別の実施態様の概略図である。
のさらに別の実施態様の概略図である。
【図４】図１に示す装置において用いられる二次反応器
のさらに別の実施態様の概略図である。
のさらに別の実施態様の概略図である。
Claims (10)
- 【請求項１】 鉄の精製方法であって：鉄鉱石の供給
物、炭素含有物質、および酸素含有ガスを二次反応器に
供給し、それによって二酸化炭素対一酸化炭素の含有比
率が約０.２５以上のカロリーガスと、チャコールと部
分的に還元された鉄鉱石を含む高温の固体、とを含む生
成物を生成する工程と；前記二次反応器内で生成された
前記生成物から前記カロリーガスの約９０％以上を分離
し、それによって中間供給物を形成する工程と；前記中
間供給物を一次反応器内に、前記高温の固体を実質的に
冷却することなく、導入する工程；および前記部分的に
還元された鉄鉱石を一次反応器の内部で還元し、それに
よって鉄含有生成物の少なくとも一部を形成する工程；
を含み、前記二次反応器は前記一次反応器の温度よりも
低い温度で操作される、鉄の精製方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記鉄鉱石の供給物と前記炭素含有物質が前記二次
反応器内で床を形成し、酸素含有ガスが前記床の上と下
の位置で前記二次反応器に供給され、それによって一酸
化炭素を、前記床へ移送される反応熱において酸素と反
応させる、方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記温度は約４００℃〜１２００℃の温度範囲であ
る、方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記温度は約７００℃〜９５０℃の温度範囲であ
る、方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記鉄鉱石の供給物は約１００〜約５０００ミクロ
ンの範囲の大きさの微細な鉄鉱石であり、前記炭素含有
物質は約１〜約５０ｍｍの範囲の大きさの粒状の石炭で
ある、方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記二次反応器は流動床反応器、内部循環流動床反
応器、または循環流反応器である、方法。 - 【請求項７】 請求項３に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記二次反応器は流動床反応器、内部循環流動床反
応器、または循環流反応器である、方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記一次反応器は溶融ガス化器または溶融精錬反応
器である、方法。 - 【請求項９】 請求項７に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記一次反応器は溶融ガス化器または溶融精錬反応
器である、方法。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の鉄の精製方法であっ
て、前記二次反応器内にフラックスを供給する工程をさ
らに含む、方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US816232 | 1997-03-13 | ||
| US08/816,232 US5938815A (en) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | Iron ore refining method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251720A true JPH10251720A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=25220031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10020851A Pending JPH10251720A (ja) | 1997-03-13 | 1998-02-02 | 鉄の精製方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5938815A (ja) |
| EP (1) | EP0864658B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10251720A (ja) |
| AT (1) | ATE216432T1 (ja) |
| AU (1) | AU725795B2 (ja) |
| CZ (1) | CZ56098A3 (ja) |
| DE (1) | DE69804891T2 (ja) |
| ID (1) | ID20054A (ja) |
| PL (1) | PL325309A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA981981B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPN226095A0 (en) | 1995-04-07 | 1995-05-04 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
| AUPO426396A0 (en) | 1996-12-18 | 1997-01-23 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing iron |
| AUPO426096A0 (en) | 1996-12-18 | 1997-01-23 | Technological Resources Pty Limited | Method and apparatus for producing metals and metal alloys |
| AUPO944697A0 (en) * | 1997-09-26 | 1997-10-16 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
| US6193781B1 (en) * | 1997-12-09 | 2001-02-27 | The Boc Group, Inc. | Method of smelting iron ore |
| ID26484A (id) * | 1997-12-26 | 2001-01-11 | Nippon Kokan Kk | Metode pemurnian besi lelehan dan metode reduksi pelelehan untuk memproduksi besi lelehan |
| AUPP442598A0 (en) | 1998-07-01 | 1998-07-23 | Technological Resources Pty Limited | Direct smelting vessel |
| AUPP483898A0 (en) | 1998-07-24 | 1998-08-13 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process & apparatus |
| MY119760A (en) | 1998-07-24 | 2005-07-29 | Tech Resources Pty Ltd | A direct smelting process |
| AUPP554098A0 (en) | 1998-08-28 | 1998-09-17 | Technological Resources Pty Limited | A process and an apparatus for producing metals and metal alloys |
| AUPP570098A0 (en) | 1998-09-04 | 1998-10-01 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| AUPP647198A0 (en) | 1998-10-14 | 1998-11-05 | Technological Resources Pty Limited | A process and an apparatus for producing metals and metal alloys |
| AUPP805599A0 (en) | 1999-01-08 | 1999-02-04 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| AUPQ083599A0 (en) | 1999-06-08 | 1999-07-01 | Technological Resources Pty Limited | Direct smelting vessel |
| AUPQ152299A0 (en) | 1999-07-09 | 1999-08-05 | Technological Resources Pty Limited | Start-up procedure for direct smelting process |
| AUPQ205799A0 (en) | 1999-08-05 | 1999-08-26 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| AUPQ213099A0 (en) | 1999-08-10 | 1999-09-02 | Technological Resources Pty Limited | Pressure control |
| AUPQ308799A0 (en) | 1999-09-27 | 1999-10-21 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| AUPQ346399A0 (en) | 1999-10-15 | 1999-11-11 | Technological Resources Pty Limited | Stable idle procedure |
| AUPQ365799A0 (en) | 1999-10-26 | 1999-11-18 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting apparatus and process |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3028231A (en) * | 1959-01-01 | 1962-04-03 | British Iron Steel Research | Processing of metallic ores |
| JPS5472707A (en) * | 1977-11-22 | 1979-06-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Direct reduction method for iron oxide |
| JPS5785911A (en) * | 1980-11-18 | 1982-05-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Direct reduction and melting method for iron oxide |
| JPS6164807A (ja) * | 1984-09-03 | 1986-04-03 | Nippon Steel Corp | 鉄鉱石の溶融還元方法 |
| JPH0635610B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1994-05-11 | 日本鋼管株式会社 | 銑鉄の製造方法 |
| DE3737262A1 (de) * | 1987-11-03 | 1989-05-24 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zur vorbehandlung eines stueckigen kohlenstofftraegers |
| AT390622B (de) * | 1988-10-25 | 1990-06-11 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und anlage zur herstellung von fluessigem roheisen |
| DE4206828C2 (de) * | 1992-03-04 | 1996-06-20 | Tech Resources Pty Ltd | Schmelzreduktionsverfahren mit hoher Produktivität |
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