JPS6036608A - 高炉システム - Google Patents
高炉システムInfo
- Publication number
- JPS6036608A JPS6036608A JP59134991A JP13499184A JPS6036608A JP S6036608 A JPS6036608 A JP S6036608A JP 59134991 A JP59134991 A JP 59134991A JP 13499184 A JP13499184 A JP 13499184A JP S6036608 A JPS6036608 A JP S6036608A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- arc
- blast furnace
- outlet
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
- C21B5/002—Heated electrically (plasma)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
-
- 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
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
−6=
本発明は、電弧(以F、単に「アーク」という)ヒータ
を用いて、製鉄工程で通常使用されているコークスli
+を減少させるべく、高炉の羽[−1を介して充填又は
装入さ第1る噴射還元性ガス即ち噴射燃料を加熱する方
式の鉄又は鉄台金製」告用高3)7]に関する。
を用いて、製鉄工程で通常使用されているコークスli
+を減少させるべく、高炉の羽[−1を介して充填又は
装入さ第1る噴射還元性ガス即ち噴射燃料を加熱する方
式の鉄又は鉄台金製」告用高3)7]に関する。
訓かは、鉄鉱石等の鉄含有祠料を還元して鋳鉄にするた
めに全111.異的に使用されている装置である。晶か
は極めて古い技術であり、最近20年間の努力はその規
模の拡大に向けられている。
めに全111.異的に使用されている装置である。晶か
は極めて古い技術であり、最近20年間の努力はその規
模の拡大に向けられている。
この鑵兄王稈のために、炉内で予熱された空気によって
コークスを燃焼させて、鉄含有材料を捲き込む還元反応
のための還元性ガス及び熱を得る。
コークスを燃焼させて、鉄含有材料を捲き込む還元反応
のための還元性ガス及び熱を得る。
現在使用されている高炉システムは、シャ71・(炉絢
)の1一部に取りつけたガス取入口上、ガス分離器、鼾
、高炉ガス加熱炉と、噴入羽口とを有する耐火物被覆自
立シャフト炉から成る。
)の1一部に取りつけたガス取入口上、ガス分離器、鼾
、高炉ガス加熱炉と、噴入羽口とを有する耐火物被覆自
立シャフト炉から成る。
シャフトの−に部、中央部ノ★び下部区域は、夫々スタ
ック(Stack)、ボッシュ(bosh)及びハース
(雇earth) と呼ばれている。運転時には、負荷
又は装入物(t〕urden)と呼ばれている鉄含有鉱
石、コークス及びフラックスを炉の頂部から導入する。
ック(Stack)、ボッシュ(bosh)及びハース
(雇earth) と呼ばれている。運転時には、負荷
又は装入物(t〕urden)と呼ばれている鉄含有鉱
石、コークス及びフラックスを炉の頂部から導入する。
この負荷は、還元性ガスの−L昇流と向流して、ゆっく
りと下降する。水冷された羽目を通って予熱された空気
又は風が装入物中に導入され、コークスを燃焼させて一
酸化炭素を生成し熱を発生させる。−酸化炭素によって
鉄含有材料は鉄に還元され、鉄はコークスの燃焼によっ
て発生ずる熱及び送入された空気に含まれる熱の一部分
によって熔解される。還元反応によって生成し7た熔解
した鉄及びスラグは、ハースに集められ、出[]を通っ
てハースからeり出されて、7 イljl’ 7 ”
/ ッチ(1rOn notches)及ヒスラグ・ノ
ツチ(slag notches)となる。過剰の還元
性ガス及び熱はスタックを通って上”R−L 、スタッ
クに収納されている負荷の予熱及び予備還元を行なう。
りと下降する。水冷された羽目を通って予熱された空気
又は風が装入物中に導入され、コークスを燃焼させて一
酸化炭素を生成し熱を発生させる。−酸化炭素によって
鉄含有材料は鉄に還元され、鉄はコークスの燃焼によっ
て発生ずる熱及び送入された空気に含まれる熱の一部分
によって熔解される。還元反応によって生成し7た熔解
した鉄及びスラグは、ハースに集められ、出[]を通っ
てハースからeり出されて、7 イljl’ 7 ”
/ ッチ(1rOn notches)及ヒスラグ・ノ
ツチ(slag notches)となる。過剰の還元
性ガス及び熱はスタックを通って上”R−L 、スタッ
クに収納されている負荷の予熱及び予備還元を行なう。
この還元性ガス及び熱は炉の頂部から出てゆき、ガス取
入口に入る。この段階における上記のガス類は、排出ガ
ス(off−gas)と呼ばれている。排出ガスは、ガ
ス分離器に導かれ、随伴するほとんど全部の粒状物質が
ガスから除れ 去さ廿る。清浄になった排出ガスは、吹込み空気加熱炉
に入り、そこで燃やされて、羽[1を通って噴入される
吹込み空気を加熱する。空気加熱炉中で加熱された吹込
み空気の温度は約1000℃である。従来法による高炉
システムの構造及び操業に関するもつと詳しい説明は、
ピッツバ\ン ーグ(Pittsburgh )のユナイテッド・ステ
ーセ・スチー717*、]−ポレ’/ −i 7 (U
nited 5tate85teelCorporat
ion) から1971年に刊行サレタ[鋼の製造、成
形及び処理J (The Making Shapin
gand ’J”reating of 5teel)
と題する報文(第9回改訂版)の422〜472頁にあ
る。
入口に入る。この段階における上記のガス類は、排出ガ
ス(off−gas)と呼ばれている。排出ガスは、ガ
ス分離器に導かれ、随伴するほとんど全部の粒状物質が
ガスから除れ 去さ廿る。清浄になった排出ガスは、吹込み空気加熱炉
に入り、そこで燃やされて、羽[1を通って噴入される
吹込み空気を加熱する。空気加熱炉中で加熱された吹込
み空気の温度は約1000℃である。従来法による高炉
システムの構造及び操業に関するもつと詳しい説明は、
ピッツバ\ン ーグ(Pittsburgh )のユナイテッド・ステ
ーセ・スチー717*、]−ポレ’/ −i 7 (U
nited 5tate85teelCorporat
ion) から1971年に刊行サレタ[鋼の製造、成
形及び処理J (The Making Shapin
gand ’J”reating of 5teel)
と題する報文(第9回改訂版)の422〜472頁にあ
る。
従来法の高炉の操業においては、製造される高温の金属
1トンについて多情のコークスを必要とする。米国にお
ける代表的な高炉の場合、高温度金属1トン当たり約5
17.5〜(1150ポンド)のコークスを必要とする
が、このコークスは高価な高品位冶金用石炭から製造さ
れる。コ 9− 一りスの製造に伴なうコスト及び環境−1−の問題を考
えた場合、製造される高温度金属1トン当たりについて
使用するコークス計を減少させることができる鋳鉄製造
用の高炉ができれば好都合である。
1トンについて多情のコークスを必要とする。米国にお
ける代表的な高炉の場合、高温度金属1トン当たり約5
17.5〜(1150ポンド)のコークスを必要とする
が、このコークスは高価な高品位冶金用石炭から製造さ
れる。コ 9− 一りスの製造に伴なうコスト及び環境−1−の問題を考
えた場合、製造される高温度金属1トン当たりについて
使用するコークス計を減少させることができる鋳鉄製造
用の高炉ができれば好都合である。
高炉の羽目から電弧によって過熱された還元性ガスを噴
射注入することにより、高炉でのコークスの使用比率を
著しく減少させる研究がなされている。ベルギーのりエ
ージ、:11 (T、iege)にある金属学研究所、
製鉄及び還元センタ一部門(Department o
f Ironmaking and Reductio
nCentre de Recherches Met
allurgj、que )ニ所属しているエヌeボン
ジス、アール・ビダル及びニー・ポース(N、pOng
his、R,Bidal and A、Poos )
ニより[過熱還元性ガスを用いた高炉の操業」と題L
−C1979年3月261」にミシガン州、デトロイト
にあ:6−c −(ム−−y 777 L/ :/ ス
(AIME Conference)に提出された報文
には、電弧炉によって過熱された還7C性ガスを羽IJ
から噴入する弔−羽口実験高炉が記載されている。この
実験用高炉では 10− 電弧炉又はプラズマ炉を使用して、2000℃以−Lの
温度の過熱還元性ガスを生成させ、この過熱還元性ガス
を十羽目に直接噴射注入してコークスの装入比率を最大
限75%に減少させる。羽目の鼻部に位置するプラズマ
炉内で天然ガスを空気又はC02の何れかで改質するこ
とにより、還元性ガスが得られる。従って、電弧炉で過
熱された還元性ガスの噴射注入により高炉のコークス比
を大幅に低下させることができるということが開示され
ている。著者等により特記されているもう一つの利点は
、噴射注入される還元性ガスの温度を変えることにより
鉄中の珪素含有量を容易に制御できるということである
。著者等の指摘によれば、その種の変動に対する珪素の
応答は事実上瞬間的であり、従来法の高炉でみられる長
い運転中11一時間及び応答時間を避けることができる
。[製鉄用高炉を電気的に点火する方法及び装置−1と
題する米国特許第4 、247 。
射注入することにより、高炉でのコークスの使用比率を
著しく減少させる研究がなされている。ベルギーのりエ
ージ、:11 (T、iege)にある金属学研究所、
製鉄及び還元センタ一部門(Department o
f Ironmaking and Reductio
nCentre de Recherches Met
allurgj、que )ニ所属しているエヌeボン
ジス、アール・ビダル及びニー・ポース(N、pOng
his、R,Bidal and A、Poos )
ニより[過熱還元性ガスを用いた高炉の操業」と題L
−C1979年3月261」にミシガン州、デトロイト
にあ:6−c −(ム−−y 777 L/ :/ ス
(AIME Conference)に提出された報文
には、電弧炉によって過熱された還7C性ガスを羽IJ
から噴入する弔−羽口実験高炉が記載されている。この
実験用高炉では 10− 電弧炉又はプラズマ炉を使用して、2000℃以−Lの
温度の過熱還元性ガスを生成させ、この過熱還元性ガス
を十羽目に直接噴射注入してコークスの装入比率を最大
限75%に減少させる。羽目の鼻部に位置するプラズマ
炉内で天然ガスを空気又はC02の何れかで改質するこ
とにより、還元性ガスが得られる。従って、電弧炉で過
熱された還元性ガスの噴射注入により高炉のコークス比
を大幅に低下させることができるということが開示され
ている。著者等により特記されているもう一つの利点は
、噴射注入される還元性ガスの温度を変えることにより
鉄中の珪素含有量を容易に制御できるということである
。著者等の指摘によれば、その種の変動に対する珪素の
応答は事実上瞬間的であり、従来法の高炉でみられる長
い運転中11一時間及び応答時間を避けることができる
。[製鉄用高炉を電気的に点火する方法及び装置−1と
題する米国特許第4 、247 。
732号明細書には、−酸化炭素を含有するガスの混合
物を直立シャフト炉に噴射注入して鉄鉱石を還元する技
術が開示されている。この炉もコークスの消費を減少さ
せる利点を持つ。
物を直立シャフト炉に噴射注入して鉄鉱石を還元する技
術が開示されている。この炉もコークスの消費を減少さ
せる利点を持つ。
上記の2種類の炉は、電弧加熱器を使用して還元性ガス
を過熱することによりコークス比を実質的に減少させる
ことを示す例であり、電弧加熱器を加熱状態にする電気
は従来法の電源かカ ら供給される。従って、電弧炉の消費電剣が高な(すこ
とができる。
を過熱することによりコークス比を実質的に減少させる
ことを示す例であり、電弧加熱器を加熱状態にする電気
は従来法の電源かカ ら供給される。従って、電弧炉の消費電剣が高な(すこ
とができる。
従って、本発明による高炉システムは、金属及び金属鉱
石の還元を行なう高炉システムであって、システムの内
部で還元される金属鉱石を収納する供給手段を有する高
炉で、前記供給手段には排出口が設けられている高炉と
、前記金属鉱石を還元するために前記供給手段の内部と
連通配置され還元剤を含有するアーク加熱されたガスを
供給する電気アーク加熱器で、アーク加熱ガスの一部分
は前記排出口から出るよう設計された電気アーク加熱器
と、排気「]と連結され前記のアーク加熱ガスの一部分
を受け取る発電手段とから成り、前記のアーク加熱ガス
の一部分は発電手段の内部で利用され、電気エネルギー
を発生し、この電気エネルギーが電気アーク加熱器に供
給されてアーク加熱器を励起するよう構成されたことを
特徴とする高炉システムである。
石の還元を行なう高炉システムであって、システムの内
部で還元される金属鉱石を収納する供給手段を有する高
炉で、前記供給手段には排出口が設けられている高炉と
、前記金属鉱石を還元するために前記供給手段の内部と
連通配置され還元剤を含有するアーク加熱されたガスを
供給する電気アーク加熱器で、アーク加熱ガスの一部分
は前記排出口から出るよう設計された電気アーク加熱器
と、排気「]と連結され前記のアーク加熱ガスの一部分
を受け取る発電手段とから成り、前記のアーク加熱ガス
の一部分は発電手段の内部で利用され、電気エネルギー
を発生し、この電気エネルギーが電気アーク加熱器に供
給されてアーク加熱器を励起するよう構成されたことを
特徴とする高炉システムである。
好ましくは、高炉システムでは電気アーク加熱器を用い
て吹込み空気即ち還元用ガス等の流体を過熱し、次いで
羽目を介して高炉に吹き込んで製鉄に必要なコークス比
を実質的に減少させる。炉頂部から出るガス類を燃焼さ
せることにより、電気をつくり電気アーク加熱器用の電
13− る。この実施例では、高炉から出る排ガスをタービンの
内部で燃焼させてタービンの出力軸を駆動させ、出力軸
により発電機を駆動させて電気をつくる。排ガス類は、
燃焼タービンに入る前に、ガス浄化器(スフラッパ型)
で浄化されて随伴する粒子が除去される。排ガスは、燃
焼タービンに入って作動効率を向にさせるに先立ち、浄
化されたガスを圧縮するために水蒸気タービン駆動コン
プレッサを使用する。燃焼タービン の如き配置により、高炉排ガスを利用して、電気アーク
加熱器用の実質的にクローズド・ループ型のシステムを
構成することができる。
て吹込み空気即ち還元用ガス等の流体を過熱し、次いで
羽目を介して高炉に吹き込んで製鉄に必要なコークス比
を実質的に減少させる。炉頂部から出るガス類を燃焼さ
せることにより、電気をつくり電気アーク加熱器用の電
13− る。この実施例では、高炉から出る排ガスをタービンの
内部で燃焼させてタービンの出力軸を駆動させ、出力軸
により発電機を駆動させて電気をつくる。排ガス類は、
燃焼タービンに入る前に、ガス浄化器(スフラッパ型)
で浄化されて随伴する粒子が除去される。排ガスは、燃
焼タービンに入って作動効率を向にさせるに先立ち、浄
化されたガスを圧縮するために水蒸気タービン駆動コン
プレッサを使用する。燃焼タービン の如き配置により、高炉排ガスを利用して、電気アーク
加熱器用の実質的にクローズド・ループ型のシステムを
構成することができる。
本発明のもう一つの実施例では、石炭を高炉に噴射注入
する手法が用いられる。この実施例の場合、電気アーク
加熱器によって石炭及び吹込み空気が過熱されて、−酸
化炭素と鉄含有相生 料を還元するために用いる還元性ガス七が形成される。
する手法が用いられる。この実施例の場合、電気アーク
加熱器によって石炭及び吹込み空気が過熱されて、−酸
化炭素と鉄含有相生 料を還元するために用いる還元性ガス七が形成される。
14−
添附の図面を参照しつ\、例示を目的として以下に本発
明について説明する。
明について説明する。
第1図は、直立シャフトを画成する耐火性シェルフを持
つ高炉5を示す図であり、シャフトの上部、中間部及び
下部区域は、夫々、スタック9、ボッシュ11及びハー
ス13と呼ばれており、シェルフは基部8に支持されて
いる。ボッシュ11の上端部附近に配設された羽口17
は、シャフトに収納された負荷(装入物)19に還元性
ガスを導入するために使用されでいる。耐火性シェルフ
は外壁21及び耐火性ライニング23を有し、シェルフ
の上部は内側及び外側に傾斜し鐘形カバー25により」
二端部が閉鎖されていて、カバー25を通]2て負荷1
9が炉5に投入される。随伴する粒子及び水蒸気を含有
する過剰の還元性ガスは、ガス取入口27を介して炉頂
から出て、後述する発電手段に運ばれる。負荷即ち装入
物の主要な構成物は、金属鉱石、燃料及びフラックスで
あり、例を挙げれば鉄鉱石、コークス及び石灰である。
つ高炉5を示す図であり、シャフトの上部、中間部及び
下部区域は、夫々、スタック9、ボッシュ11及びハー
ス13と呼ばれており、シェルフは基部8に支持されて
いる。ボッシュ11の上端部附近に配設された羽口17
は、シャフトに収納された負荷(装入物)19に還元性
ガスを導入するために使用されでいる。耐火性シェルフ
は外壁21及び耐火性ライニング23を有し、シェルフ
の上部は内側及び外側に傾斜し鐘形カバー25により」
二端部が閉鎖されていて、カバー25を通]2て負荷1
9が炉5に投入される。随伴する粒子及び水蒸気を含有
する過剰の還元性ガスは、ガス取入口27を介して炉頂
から出て、後述する発電手段に運ばれる。負荷即ち装入
物の主要な構成物は、金属鉱石、燃料及びフラックスで
あり、例を挙げれば鉄鉱石、コークス及び石灰である。
これらの原料は、炉内を上昇するガス類と向流して下降
し、最高温度の領域であるボッシュ11に至る。鉱石か
ら元素状金属への還元を最高に行なっている区域はボッ
シュ11であり、金属はハース16に流れ、時が来ると
取出口を開けて抜き取られる。還元反応によって生成す
るスラグもハース13に流れ、溶融金属の上部に浮き」
二る。
し、最高温度の領域であるボッシュ11に至る。鉱石か
ら元素状金属への還元を最高に行なっている区域はボッ
シュ11であり、金属はハース16に流れ、時が来ると
取出口を開けて抜き取られる。還元反応によって生成す
るスラグもハース13に流れ、溶融金属の上部に浮き」
二る。
一つの羽目でも高炉の操業を行なうこともできるけれど
も、普通は第1図に示すようにボッシュ11の下部附近
に複数の羽目を配役する。ガスを羽目17に送って炉に
吹き込むための導管即ちバストル・パイプ(bustl
e pipe)がプレナム又はヘッダーを形成する羽目
17に接続されてい熱器が各羽口17とバスi・ル・パ
イプ29 ノ中間ニ配設されている。電気アーク加熱器
50の入[]52は管61を介してパストル・パイプと
連通しており、出口54は羽目17の尾端部と連通して
いる。
も、普通は第1図に示すようにボッシュ11の下部附近
に複数の羽目を配役する。ガスを羽目17に送って炉に
吹き込むための導管即ちバストル・パイプ(bustl
e pipe)がプレナム又はヘッダーを形成する羽目
17に接続されてい熱器が各羽口17とバスi・ル・パ
イプ29 ノ中間ニ配設されている。電気アーク加熱器
50の入[]52は管61を介してパストル・パイプと
連通しており、出口54は羽目17の尾端部と連通して
いる。
電気アーク加熱器50は少なくとも一つの電極とアーク
室とを有1−1電極は電圧源と接続されていてアーク室
で電弧を生じる。二つ又はそれ以上の電極を設ける場合
には、電極は円筒形であり断面形状は環形きする。その
場合、電極は軸方向に離間し、アークを発生する環形ギ
ャップを形成する。電気アーク加熱器50は、自動安定
型の直流又は単相交流装置の何れかであり、出力レベル
は約5000kW程度のものにする。電気アーク加熱器
50は、米国特許第3.665.792号及水門細書に
おけるアーク加熱器50の記載は基本的な構造及び操作
のみに限定しておく。
室とを有1−1電極は電圧源と接続されていてアーク室
で電弧を生じる。二つ又はそれ以上の電極を設ける場合
には、電極は円筒形であり断面形状は環形きする。その
場合、電極は軸方向に離間し、アークを発生する環形ギ
ャップを形成する。電気アーク加熱器50は、自動安定
型の直流又は単相交流装置の何れかであり、出力レベル
は約5000kW程度のものにする。電気アーク加熱器
50は、米国特許第3.665.792号及水門細書に
おけるアーク加熱器50の記載は基本的な構造及び操作
のみに限定しておく。
炉操業中は、炭素質燃料及び酸素含有ガスのガス状混合
物かバス]・ル・パイプ29に導入され、電気アーク加
熱器の入口52を介して炉に入りアの −り室内♀電弧によって加熱される。加熱により、−酸
化炭素等の還元性ガスを含有する過熱ガス流の温度は、
約り000℃〜約2500℃の温度範囲になる。アーク
加熱ガス流は電気アーク加 17− 熱器50の出口54から出て、羽目17を介してボッシ
ュ11に射入され、そこで炉内の負荷と接触する。アー
ク加熱されたガス流は負荷19と反応して金属及びスラ
グを生成し、金1萬及びスラグはハース13に集められ
る。ガスは、粒子を随伴している負荷19を通り抜けて
」三方に送られ、スタック9の内部で負荷が予備的に還
元され且つ予熱される。
物かバス]・ル・パイプ29に導入され、電気アーク加
熱器の入口52を介して炉に入りアの −り室内♀電弧によって加熱される。加熱により、−酸
化炭素等の還元性ガスを含有する過熱ガス流の温度は、
約り000℃〜約2500℃の温度範囲になる。アーク
加熱ガス流は電気アーク加 17− 熱器50の出口54から出て、羽目17を介してボッシ
ュ11に射入され、そこで炉内の負荷と接触する。アー
ク加熱されたガス流は負荷19と反応して金属及びスラ
グを生成し、金1萬及びスラグはハース13に集められ
る。ガスは、粒子を随伴している負荷19を通り抜けて
」三方に送られ、スタック9の内部で負荷が予備的に還
元され且つ予熱される。
炭素燃料及び酸素含有ガスの予熱は必要ない。
ガスをアーク加熱器によって過熱して、燃料を過熱ガス
流中に射出注入する。炭素燃料は、天然ガス、オイル(
石油)、又は好ましくは、細かく粉砕した石炭であり、
酸素含有ガスは空気である。更に酸素含有ガスは、一般
にある量の水分を含有しでおり、炉内では水分は水蒸気
、一般的には過熱されたスチームの形で存在する。
流中に射出注入する。炭素燃料は、天然ガス、オイル(
石油)、又は好ましくは、細かく粉砕した石炭であり、
酸素含有ガスは空気である。更に酸素含有ガスは、一般
にある量の水分を含有しでおり、炉内では水分は水蒸気
、一般的には過熱されたスチームの形で存在する。
この水蒸気及び過剰のアーク加熱ガス、即ち排ガスは炉
頂から出てガス取入口27に入り、そこからガス・スフ
ラッパ35に運ばれる。
頂から出てガス取入口27に入り、そこからガス・スフ
ラッパ35に運ばれる。
ガス・スフラッパ65において、これらの排ガ 18−
スが浄化されて、天性的に全ての随伴粒子及び水蒸気が
除去される。S化工程は単−膜力式でもよく二段方式で
もよいが、二段方式は相粒子を取る第−丁ニ程に、残留
している粒子をできるだけ多く除去する第二[程即ち最
終工程とを有する。次いで、排ガスはベンチュリー・ウ
オッシャ−(venturi washer) のよう
な湿式浄化器ろ7に入る。こ\て、ガスは水洗されて残
留している粒子が除去され1梵もに、排ガス温度は洗滌
水の温度附近にまで下がる。この温度での飽和量よりも
過剰の水分は、沈下して水が除かれて、除かれた水は排
ガスによって運ばれる。
除去される。S化工程は単−膜力式でもよく二段方式で
もよいが、二段方式は相粒子を取る第−丁ニ程に、残留
している粒子をできるだけ多く除去する第二[程即ち最
終工程とを有する。次いで、排ガスはベンチュリー・ウ
オッシャ−(venturi washer) のよう
な湿式浄化器ろ7に入る。こ\て、ガスは水洗されて残
留している粒子が除去され1梵もに、排ガス温度は洗滌
水の温度附近にまで下がる。この温度での飽和量よりも
過剰の水分は、沈下して水が除かれて、除かれた水は排
ガスによって運ばれる。
峰
洗滌水の温度は佇通は室温である。剰化され冷却された
排ガスは発電システム41に運ばれて、該システムの内
部で浄化されたガスが燃焼されて電気が発生I7、この
電気は電力供給部46に伝達されて電気アーク加熱器5
0の電力源となる。
排ガスは発電システム41に運ばれて、該システムの内
部で浄化されたガスが燃焼されて電気が発生I7、この
電気は電力供給部46に伝達されて電気アーク加熱器5
0の電力源となる。
本明細書では鉄鉱石を還元して元素状の鉄にする高炉を
開示j7、説明を加えであるが、開示した炉又は開示し
た炉に幾つかの修正を加えて、銅、鉛、場、卯鉛等の他
の金属又はマンガン鉄(フエロマンガネーゼ)等の鉄合
金の鉱石の還元に使用することもできる。
開示j7、説明を加えであるが、開示した炉又は開示し
た炉に幾つかの修正を加えて、銅、鉛、場、卯鉛等の他
の金属又はマンガン鉄(フエロマンガネーゼ)等の鉄合
金の鉱石の還元に使用することもできる。
第2図に示すように、符号100で示す発電シ交換器1
06とから成る。スフラッパを出る浄化され冷却された
ガス(末ガス・コンプレッサ102Aに入り、そこで圧
縮されて燃焼ター ビン104Aに入る。燃焼タービン
104 Aに入ったガスの燃焼によって、タービンの出
力軸が回転させられ、タービンの出力軸が発′市機10
4 Bを回転させて電気を発生し、発生しまた電気は導
体107を通ってアーク加熱器の電力供給部108に伝
イっる。
06とから成る。スフラッパを出る浄化され冷却された
ガス(末ガス・コンプレッサ102Aに入り、そこで圧
縮されて燃焼ター ビン104Aに入る。燃焼タービン
104 Aに入ったガスの燃焼によって、タービンの出
力軸が回転させられ、タービンの出力軸が発′市機10
4 Bを回転させて電気を発生し、発生しまた電気は導
体107を通ってアーク加熱器の電力供給部108に伝
イっる。
この際、たとえば運転開始時のように排ガスの晴が発電
機の作動に充分なhlでない場合には、他の電力#、(
図示せず)を電力供給部108に接続してアーク加熱器
を作動させることもできる。
機の作動に充分なhlでない場合には、他の電力#、(
図示せず)を電力供給部108に接続してアーク加熱器
を作動させることもできる。
排ガス喰が発電機の作動に充分な程度の41になった吉
きに、この他の電源の接続を切る。
きに、この他の電源の接続を切る。
燃焼タービン104A中の燃焼生成物を熱交換器106
の一次側106Aに排出して、その内部に含まれている
熱エネルギーを回収する。熱交換器106の二次側10
6Bの人D106C及び106Dは、夫々、スチーム・
タービン102Bの出口102D及び102Cに接続す
る。
の一次側106Aに排出して、その内部に含まれている
熱エネルギーを回収する。熱交換器106の二次側10
6Bの人D106C及び106Dは、夫々、スチーム・
タービン102Bの出口102D及び102Cに接続す
る。
熱交換媒体、好ましくは水は二次側106Bに収納され
、熱交換器106の一次側106Aを通過するガスから
二次側が受け取る熱によって蒸発させられる。燃焼生成
物は、−次側から排気されて大気に抜き取られる。蒸発
した熱交換媒体は、熱交換器106の二次側106Bの
出口106Dを出て、スチーム・タービン102Bの入
口102Cに入り、タービン102Bの出力軸10ろを
回転させ、出力軸103がコンプレッサ102Aを駆動
する。蒸発[7た熱交換媒体はタービン102Bの内部
で凝縮し、熱交換器106の二次側106Bに還流され
る。スチーム・タービンの出口 102Dと熱交換器1
06の入口106Cとを接続する管に補充水110の供
給部を設け、熱交換媒体の損失 21− を補償するこ乏もできる。
、熱交換器106の一次側106Aを通過するガスから
二次側が受け取る熱によって蒸発させられる。燃焼生成
物は、−次側から排気されて大気に抜き取られる。蒸発
した熱交換媒体は、熱交換器106の二次側106Bの
出口106Dを出て、スチーム・タービン102Bの入
口102Cに入り、タービン102Bの出力軸10ろを
回転させ、出力軸103がコンプレッサ102Aを駆動
する。蒸発[7た熱交換媒体はタービン102Bの内部
で凝縮し、熱交換器106の二次側106Bに還流され
る。スチーム・タービンの出口 102Dと熱交換器1
06の入口106Cとを接続する管に補充水110の供
給部を設け、熱交換媒体の損失 21− を補償するこ乏もできる。
符号200で示す第6図中の高炉システムは、石炭噴射
を利用するシステムである。この高炉システムは、高炉
202と、発電システム204と、符号206で示す石
炭噴射システムとから成る。
を利用するシステムである。この高炉システムは、高炉
202と、発電システム204と、符号206で示す石
炭噴射システムとから成る。
高炉202及び発電システムは、夫々、′!S1図に示
す高炉及び第2図に示す発電システムと実質的に同じも
のであり、これらの構成部分については上で説明済であ
る。細かく粉砕された石炭を供給し続けるためにタンク
206Aを設けである。石炭は重力によってタンク20
6Aから抜き取るか或いは排出速度の制御のために使用
される弁206 Bを介して空気圧作動方式又は振動方
式により抜き取られ、空気圧作動コンベア等の従来法の
搬送手段を介1−で流動床反応器206Cに運ばれる。
す高炉及び第2図に示す発電システムと実質的に同じも
のであり、これらの構成部分については上で説明済であ
る。細かく粉砕された石炭を供給し続けるためにタンク
206Aを設けである。石炭は重力によってタンク20
6Aから抜き取るか或いは排出速度の制御のために使用
される弁206 Bを介して空気圧作動方式又は振動方
式により抜き取られ、空気圧作動コンベア等の従来法の
搬送手段を介1−で流動床反応器206Cに運ばれる。
流動床反応器206Cの内部では、ガス入口を介I、て
空気が導入されて石炭き混合され流動性のある混合物を
形成し、この混合物は反応器206Cの出口を介して排
出されてサイクロン型分離器206Dに入る。分離器2
06Dで、22− マイナス48メソシコより大きな石炭粒子はザイクロン
渦によって石炭、7./空気混合物から分離される。残
留混合物は、パストル・パイプ202Bを介してアーク
加熱器202人に移送されて、還を 尾骨のガスを群成すべく加熱される。
空気が導入されて石炭き混合され流動性のある混合物を
形成し、この混合物は反応器206Cの出口を介して排
出されてサイクロン型分離器206Dに入る。分離器2
06Dで、22− マイナス48メソシコより大きな石炭粒子はザイクロン
渦によって石炭、7./空気混合物から分離される。残
留混合物は、パストル・パイプ202Bを介してアーク
加熱器202人に移送されて、還を 尾骨のガスを群成すべく加熱される。
既存の高炉古木発明の一実施例である高炉とを比1:2
Lだ結束を表1に示す。表かられかるように、コー
クス比を55%以−■−減少さぜることがてきる。
Lだ結束を表1に示す。表かられかるように、コー
クス比を55%以−■−減少さぜることがてきる。
表 1
石 炭 比 N/A 1325 )ン/Bアーク加熱電
力 N/A 94000 kw川に、使用する石炭はど
の種類でもよ(、従って高品位の冶金用のコークス1製
造用石炭の必要量を減少させることができる。
力 N/A 94000 kw川に、使用する石炭はど
の種類でもよ(、従って高品位の冶金用のコークス1製
造用石炭の必要量を減少させることができる。
本発明を例示する各種の実施例は、アー り加熱された
還元性カスを噴射注入するこみによって製鉄に必要なコ
ークス比を減少させると上もに、正常な操業下においで
は#−iから排出されたくすhいう二重の利益を提供す
る実質的に閉鎖ループ型の高炉を実現するものといえる
。
還元性カスを噴射注入するこみによって製鉄に必要なコ
ークス比を減少させると上もに、正常な操業下においで
は#−iから排出されたくすhいう二重の利益を提供す
る実質的に閉鎖ループ型の高炉を実現するものといえる
。
第1図は、高炉システムの工程図である。
第2図は、発電システムの工程図である。
第6図は、石炭を噴射注入する手法を利用する本発明の
別の実施例の工程図である。 35・・・ガス・スフラッパ、ろ7・・・湿式浄化器、
41・・発電システム、43・・・電力供給部、108
・・・電力供給部、204・・発電システム。
別の実施例の工程図である。 35・・・ガス・スフラッパ、ろ7・・・湿式浄化器、
41・・発電システム、43・・・電力供給部、108
・・・電力供給部、204・・発電システム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 金属及び金属鉱石の還元を行なう高炉システムで
あって、その内部で還元される金属鉱石を収納する排出
日付き供給手段を有する高炉と、前記金属鉱石を還元す
るために前記供給手段の内部上連通関係に配置され還元
剤を含有するアーク加熱されたガスを供給する電気アー
ク加熱器で、アーク加熱ガスの一部分は前記排出口から
出るよう設計された電気アーク加熱器と、排出1]と連
結され前記のアーク加熱ガスの一部分を受け取る発電手
段吉からなり、前記のアーク加熱ガスの一部分は発電手
段の内部で利用されて電気エネルギーを発生し、この電
気エネルギーが電気アーク加熱器に供給されてアーク加
熱器を付勢するよう構成されたことを特徴とする高炉シ
ステム。 2、 直立シャフトを画成する耐火性シェルを有し、前
記シャフトに負荷(装入物)及び反応生成物が収納され
、炭素含有燃料と酸素含有ガスとのガス状混合物をシャ
フトに噴射する手段であって少なくとも一つの電気アー
ク式加熱器を有する手段を有し、前記電気アーク式加熱
器は電極及びアーク部材から成り、前記電極は電源に接
続されていてアーク室内で電気アークを発生させるため
の電極であり、アーク室き連通してガス状混合物をアー
ク室に導入して還元剤を含有するアーク加熱されたガス
流を形成する入口手段と、アーク室とシャフトの中間に
あり、アーク加熱されたガス流を通過せしめてシャフト
に噴入し装入物と接触させるアーク室とシャフトとを連
通させる出口手段とを有し、アーク加熱されたガス流は
装入物と反応し、反応生成物は金属とスラグと水蒸気と
から成り、アーク加熱されたガス流は上方に流れて粒子
を随伴する装入物及び水蒸気を通過してシャフト内部の
装入物の予備還元及び予熱を行なうよう構成されており
、シャフトの頂部と連通し水と随伴粒予きを含み高炉か
ら排出されアーク加熱されたガス流の一部分を受け入れ
且つアーク加熱されたガス流から実質的に全部の随伴粒
子及び水蒸気を浄化して取り除くガス浄化手段を有]2
、更に、ガス浄化器と連通していて浄化されたガスを受
C取り燃焼させて電気アーク加熱手段で使用する電気を
発生させる発電手段を有する高炉を組み入れたこ古を特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の高炉システム。 6、 酸素含有ガスが空気であることを特徴とする特許
請求の範1/IJ @2項に記載の高炉システム。 4、 金属鉱石が鉄鉱石であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項乃至第6項の何れかに記載の高炉システ
ム。 5、 アーク加熱されたガス流の温度が約り000℃〜
約2500℃の範囲内にあることを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第4項の何れかに記載の高炉システム
。 6、 耐火性シェルを貫いて延びボッシュと連通してい
るノーズ端部と尾端部とを持つ羽目と、炭素含有燃料及
び酸素含有ガスのガス状混合物をボッシュに噴射注入す
る手段と、少なくとも一つの電気アーク加熱器と、アー
ク加熱されたガス流を通過させることができ装入物り接
触させるためにボッシュに前記ガス流を噴射させ、アー
ク加熱されたガス流は装入物と反応し、反応生成物は金
属とスラグ吉水蒸気きを含有し、アーク加熱されたガス
流が粒子及び水蒸気を随伴する装入物を通り抜Ijて」
一方に流れてスタックの内部で装入物の予備還元と予熱
とを行なうようにアーク室古羽口の尾端部の中間に配設
され両者を連通させている出口手段と、シャフトm部か
ら排出される過剰のアーク加熱ガス流及び水蒸気を受け
入れるガス取入手段とを有し、ガス取入手段の−L端部
はシャフト頂部上連通しており、川に、ガス取入手段の
下流端部と連通していて高炉から排出されるガスから実
質的に全部の随伴粒子及び水蒸気を除去して浄化を行な
うガス・スフラッパ手段を有するこ吉を特徴とする特許
請求の範囲第1項乃至第5項の何れかに記載の高炉シス
テム。 乙 人口部がガス・スフラッパ手段の出口と連通しガス
・スフラッパから出る浄化されたガスを王縮するガス・
コンプレッサ古、入口部がガス・コンプレッサの出口と
連通し圧縮されたガスが内部で燃焼させられてタービン
の出力軸を回転させるよう構成した燃焼タービンと、タ
ービンの出力軸の回転により発電機で電気が発生するよ
うタービンの出力軸に接続された発電手段と、−次側及
び二次側を持ち二次側には熱伝達媒体が収納され一次側
入口は燃焼タービンのガス出口と連通している熱交換器
であって、高温の燃焼生成物が燃焼タービンから熱交換
器の一次側に送られて熱を二次側に伝えて蒸発作用を及
はし自身は冷却され、冷却された燃焼生成物は一次側出
口から抜き取られるよう構成されている熱交換器と、コ
ンプレッサ・タービンとから成り、前記コンプレッサの
ガス入口及びガス出口は夫々熱交換器の二次側出口及び
入口と連通していて蒸発した二次側媒体がこれらの入
5− 口・出目を通って入ってタービンの出力軸を回転させる
きともに内部で訂縮し、冷却された二次側媒体は熱交換
器に還流され、コンプレッサ・タービンの出力軸はガス
・コンプレッサに接続され目、つガス・コンプレッサを
駆動するよう構成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第6項に記載の高炉システム。 8、 ガス状混合物を噴射注入する手段が、細か(粉砕
された石炭を保持するタンクと、細かく粉砕された石炭
を酸素含有ガスと混合させる流動床反応器と、タンク及
び流動床反応器と連通し細かく粉砕された石炭をタンク
から反応器に運ぶ搬送手段と、流動床反応器と連通し該
反応器の内部に酸素含有ガスを導入するためのガス入[
1手段と、電気アーク加熱器の入口手段と連通しガス状
混合物を電気アーク加熱器に搬入するための反応器出口
手段とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項
乃至第7項の何れかに記載の高炉システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/509,121 US4509177A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Electric arc-fired blast furnace system |
| US509121 | 1995-07-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036608A true JPS6036608A (ja) | 1985-02-25 |
Family
ID=24025355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59134991A Pending JPS6036608A (ja) | 1983-06-29 | 1984-06-28 | 高炉システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4509177A (ja) |
| EP (1) | EP0130800A3 (ja) |
| JP (1) | JPS6036608A (ja) |
| KR (1) | KR850000532A (ja) |
| BR (1) | BR8403092A (ja) |
| CA (1) | CA1236151A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5322544A (en) * | 1992-05-29 | 1994-06-21 | Nucor Corporation | Melting a mixture of scrap metal using scrap rubber |
| US5695543A (en) * | 1996-05-10 | 1997-12-09 | D & S Technologies, Inc. | Method for metal reduction of steel waste products |
| US20040000147A1 (en) * | 2001-01-23 | 2004-01-01 | Reginald Wintrell | Systems and methods for harvesting energy from direct iron-making off gases |
| US6519942B2 (en) * | 2001-01-23 | 2003-02-18 | Reginald Wintrell | Systems and methods for harvesting energy from direct iron-making off gases |
| US20060157899A1 (en) * | 2005-01-15 | 2006-07-20 | Lew Holdings, Llc | Single vessel blast furnace and steel making/gasifying apparatus and process |
| CA2698251C (en) * | 2007-09-04 | 2014-06-03 | Cardero Resource Corporation | Direct processing of metallic ore concentrates into ferroalloys |
| AT506640B1 (de) * | 2008-03-17 | 2010-07-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US823561A (en) * | 1905-01-28 | 1906-06-19 | Enrique A Touceda | Metallurgical apparatus. |
| GB958731A (en) * | 1962-06-29 | 1964-05-27 | Ass Elect Ind | Means for supplying heated air to blast furnaces |
| US3663792A (en) * | 1970-03-02 | 1972-05-16 | Westinghouse Electric Corp | Apparatus and method of increasing arc voltage and gas enthalpy in a self-stabilizing arc heater |
| BE752793A (en) * | 1970-06-30 | 1970-12-30 | Centre Rech Metallurgique | Injecting hot reducing gas into a blast furn- - ace |
| BE756555A (en) * | 1970-09-23 | 1971-03-23 | Centre Rech Metallurgique | Introducing heated reformed gas into a - furnace |
| US4017272A (en) * | 1975-06-05 | 1977-04-12 | Bamag Verfahrenstechnik Gmbh | Process for gasifying solid carbonaceous fuel |
| US4247732A (en) * | 1979-08-21 | 1981-01-27 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for electrically firing an iron blast furnace |
| BR8200062A (pt) * | 1981-01-15 | 1982-10-26 | Asea Ltd | Processo de recuperacao de energia a partir de corrente de gas residual de vaso de processamento metalurgico e instalacao para producao de ferro ou aco pelo dito processo |
-
1983
- 1983-06-29 US US06/509,121 patent/US4509177A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-06-14 CA CA000456563A patent/CA1236151A/en not_active Expired
- 1984-06-25 BR BR8403092A patent/BR8403092A/pt unknown
- 1984-06-28 EP EP84304401A patent/EP0130800A3/en not_active Withdrawn
- 1984-06-28 JP JP59134991A patent/JPS6036608A/ja active Pending
- 1984-06-29 KR KR1019840003714A patent/KR850000532A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8403092A (pt) | 1985-05-28 |
| KR850000532A (ko) | 1985-02-27 |
| EP0130800A2 (en) | 1985-01-09 |
| CA1236151A (en) | 1988-05-03 |
| US4509177A (en) | 1985-04-02 |
| EP0130800A3 (en) | 1985-04-24 |
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