JPS6338403B2 - - Google Patents

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JPS6338403B2
JPS6338403B2 JP55172639A JP17263980A JPS6338403B2 JP S6338403 B2 JPS6338403 B2 JP S6338403B2 JP 55172639 A JP55172639 A JP 55172639A JP 17263980 A JP17263980 A JP 17263980A JP S6338403 B2 JPS6338403 B2 JP S6338403B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluidized bed
reduction reactor
coal
bed reduction
heating chamber
Prior art date
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Expired
Application number
JP55172639A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5798615A (en
Inventor
Yukinaga Katahashi
Tetsuo Horie
Kazumi Iwasada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP17263980A priority Critical patent/JPS5798615A/ja
Publication of JPS5798615A publication Critical patent/JPS5798615A/ja
Publication of JPS6338403B2 publication Critical patent/JPS6338403B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0033In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石炭流動層式還元製鉄方法に関する
もので、とくに、石炭と鉄鉱石を同一炉内で処理
して、石炭をガス化し、そのガスと炭素質流動層
内で鉄鉱石を還元する方法において、反応に必要
な熱を燃焼加熱室で補なつて流動層式還元反応炉
の温度を850〜950℃に維持して還元を行なう方法
に関するものである。
従来のこの種の技術としては、浮遊式直接製鉄
法に関するものがあり、石炭流動層中に鉄鉱石粉
を落下させ、鉄鉱石粉が石炭流動層中を通過する
間に鉄に還元しようとするものであるが、この方
法の炉内反応は、 Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 Fe2O3+3C=2Fe+3CO の各反応が起り、全体としては吸熱反応である。
このため、炉内の温度を保持するためにガス顕熱
だけでは不足するので、外部から熱を与える必要
がある。その一つの方法としては、O2を吹込ん
で燃焼熱を利用する方法があるが、この場合は炉
内還元雰囲気の還元成分が下ることにより、金属
化率を高めることができない。また、もう一つの
方法としては、ラジアントチユーブまたは二重円
筒として加熱する方法があるが、この方法による
と、燃焼のために燃料を必要とすることと、流動
層還元炉の圧力をある程度高くするために炉壁を
耐圧構造とする必要があり、大型化した場合に、
構造が複雑となつて設備費が高くなる。また伝熱
面積を大きくするためには、ラジアントチユーブ
の本数を増加するか、二重円筒式の場合は径を大
きくすることができなく、1ユニツト当りの生産
量を大きくすることが困難である。またラジアン
トチユーブ用燃料として還元使用ずみのチヤーを
使用するためには、ガス化装置が必要であり、設
備費が高くつく。
本発明は、装置の大型化が可能であつて、大量
生産に適し、かつ、比較的設備費および運転費を
低減することができる石炭流動層式還元製鉄方法
を提供することを目的とするものである。
以下、本発明の実施態様について、図面を参照
しながら説明する。
第1図において、1は装置本体で、石炭と鉄鉱
石を炉内で処理して該鉄鉱石を還元する流動層式
還元反応炉2と、この反応炉2に隣接して設けら
れて該反応炉2の反応に必要な熱を補なう流動層
式燃焼加熱室3とからなり、かつ、前記反応炉2
と加熱室3とは、第2図に拡大して示されている
ように、レンガなどの耐火材仕切壁23を介して
交互に組合わされている。該装置本体1の外殻
は、第2図にみられるように、側壁耐火物24と
炉体鉄皮25で構成されている。また第1図にお
いて、4は鉄鉱石粉を収容するホツパ、5は石炭
粉を収容するホツパで、ともに該装置本体1の上
部に並設され、それぞれのシユートからロータリ
フイーダなどにより、所定の割合いで定量ずつ前
記各反応炉2の内頂部に供給するようになつてい
る。6は前記各反応炉2の内頂部に連通状に設け
られた炉頂排ガス取出し管、7はその合流管、8
はサイクロン、9はベンチユリスクラバ式クー
ラ、10はコンプレツサ、11はプリヒータ、1
2は前記コンプレツサ10の吐出側から分岐して
ガスの一部を該プリヒータ11への燃料として供
給する燃料管、13は前記プリヒータ11で加熱
される水の水管、14は該プリヒータ11で加熱
された水蒸気の蒸気管、15はガスと水蒸気の合
流管、16は前記加熱室3への空気管、17は該
空気管16の途中に設けられたブロワ、18は前
記合流管15の途中に設けられた圧力制御弁、1
9は前記空気管16の途中に設けられた圧力制御
弁、20は前記各加熱室3の内頂部に連通状に設
けられた燃焼排ガス管である。なお前記反応炉2
内の圧力を検出して、その圧力が所定の値を保つ
ように制御弁18で制御するとともに、前記加熱
室3内の圧力を検出して、前記反応炉2内の圧力
と該加熱室3内の圧力が、ほぼ等圧となるよう
に、制御弁19で自動的に制御するようになつて
いる。
図示のように構成された石炭流動層式還元製鉄
装置においては、粉状の鉄鉱石と粉状の石炭は、
それぞれのホツパ4と5から所定量ずつ流動層式
還元反応炉2に供給され、そして供給された前記
石炭は、合流管15を経て炉下部散気板21(第
2図参照)の散気孔から吹込まれた850〜950℃の
還元ガスにより流動化される。このうち、石炭の
ある部分はガス化して還元度の高いガスとなり、
炭素質は該反応炉2の内部でチヤー化して流動層
を形成する。すなわち、粉状の鉄鉱石は該反応炉
2の上部から投入され、上記還元ガス雰囲気およ
び炭素質流動層を通過する間に還元されて金属化
率約90%の還元鉄となる。このときの還元反応は
前述したように吸熱反応となるためと、850〜950
℃の高温還元を維持するためには、ガス顕熱だけ
では充分にまかなうことができないので、外部加
熱を必要とする。したがつて、装置本体1を、反
応炉2と加熱室3を交互に継ぎ合わせた形とし、
伝熱面積を大きくとるようにしてある。しかも、
図示の場合は、加熱室3は反応炉2と同様な流動
層タイプとすることにより、後述するように、反
応炉2での生成物であるチヤーCを燃料として使
用することが可能である。
ところで、前記反応炉2で還元生成された還元
鉄Dは反応炉2の下部から抽出され、図示されて
いない電気炉などで溶解される。また還元後の排
ガスは炉頂で集められ、つまり、炉頂排ガス取出
し管6から合流管7に集められ、サイクロン8で
除じんしたのち、ベンチユリスクラバ式クーラ9
で洗浄と冷却がなされ、さらに清浄化されたガス
はコンプレツサ10で昇圧され、そしてプリヒー
タ11で昇温したのち、還元ガスとして反応炉2
の底部に再循環される。
第2図において、は前記反応炉2内の還元流
動層、は前記加熱室3内の燃焼流動層であり、
各流動層との高さH1とH2は、それぞれの散
気板21と22を通して送風される風量により制
御される。前述のように、散気板21に送風され
る気体は流動層を出たガスFを再生し、再循環
使用される。このガスはCO、H2、CO2、H2O、
CmHn、N2の混合気体である。また鉄鉱石Aお
よび石炭Bは流動層を形成するに必要なサイズ
に調整して前述のように炉頂部から供給される。
この流動層中で還元された還元鉄DはチヤーC
とともに下部から抽出され、分級されたのち、還
元鉄Dのみが製鋼用原料となり、分級されたチヤ
ーCは流動層の燃料として供給される。ここで
チヤーCが不足する場合には、石炭B′が補助燃
料として供給される場合もある。また散気板22
に供給される気体は燃焼用空気で、第1図で示し
たブロワ17から送風される。そして耐火材仕切
壁23は加熱面となるので、熱伝導率のよい炭化
けい素質を使用するがよく、また該耐火材仕切壁
23の変形やリークならびに崩壊を防止するた
め、両流動層との圧力は、ほぼ等圧となるよ
うに制御される。なおチヤーCを別用途に使用
し、他の燃料が経済的に供給可能な場合は、燃焼
加熱室3を流動層としないで、この加熱室3で
バーナ燃焼をさせることもある。また各流動層の
高さH1とH2は、必ずしも同一にしなくてもよ
い。
その他、装置本体1には、炉体サポート用ビー
ムやバツクステーなどが必要であるが、図示を省
略してある。また第2図のEは灰などの燃焼廃棄
物を示し、Gは燃焼排ガスを示したものである。
つぎに、実験例について説明する。
(1) 使用鉱石 使用した鉱石は、外国産ヘマタイトで、その
粒径は、0.25mm〜1.0mm、その成分は、成Feが
66.2%、酸素が28.14%、炭素が0.06%、水分が
0.09%、脈石が5.51%、比重が5.02g/c.c.であ
る。
(2) 使用石炭 使用した石炭は、国内産褐炭で、その発熱量
が6350Kcal/Kg、固定炭素が37.7%、揮発分が
45.0%、水分が5.51%、灰分が11.5%、Sが
0.29%である。
(3) 使用ガス 使用ガス化は、コークスガスである。
(4) 使用した鉱石と使用した石炭の重量割合は、
鉱石7に対して石炭3の割合にした。
(5) 反応炉炉内温度と燃焼加熱炉温度 反応炉炉内温度は920℃、燃焼加熱炉温度は
1060℃である。
(6) 入口ガスの成分と温度 入口ガスの成分はH2が55%、COが35%、
CH4が5%、N2が5%、温度は870℃である。
(7) 出口ガスの成分と温度 出口ガスの成分は、H2が44%、COが35%、
CO2が4%、CH4が5%、N2が3%、H2Oが
9%、温度は920℃である。
(8) 仕切壁材質 仕切壁材質は炭化けい素である。
(9) 製品 平均滞留時間を20分として、金属化率90%の
製品が得られた。
上述のように、第1番目の発明は、石炭と鉄鉱
石を流動層式還元反応炉の炉内で処理して該鉄鉱
石を還元し、かつ、耐火材仕切壁を介して前記流
動層式還元反応炉と燃焼加熱室とを隣接させて交
互に組合わせて該流動層式還元反応炉の反応に必
要な熱を前記燃焼加熱室から補なつて該流動層式
還元反応炉の温度を850〜950℃に維持して前記還
元を行なう方法であるから、石炭をガス化して使
用する場合に比較してタールの発生防止ならびに
ダストを除去する装置が不要であり、また流動層
式還元反応炉の細長比を大きくとれるため、伝熱
面積を任意所望に選択することができるうえ、燃
焼加熱室と還元反応炉が一体化されているので、
熱損失が少なく、かつ、生産量は炉容一定のユニ
ツトの継ぎたしであり、後から追加することによ
り、能力の向上を簡単に行なうことができる。ま
た燃焼加熱室を出た排ガスを還元循環ガス化の予
熱やプロセス蒸気の製造用として使用することが
できる。
また第2番目の発明は、前記第1番目の発明に
加えて、前記流動層式還元反応炉では石炭ガス化
により発生した排ガスを循環利用し、しかも、燃
焼加熱室の燃料として該反応炉で生成したチヤー
を使用することができるように流動層式燃焼室と
したから、還元反応に使用した副産物のチヤーを
そのまま燃料として使用することができるので、
経済的であり、かつ、その他の固体燃料をも燃焼
加熱室の燃料として使用することができる。しか
も、各々の流動層の高さをほぼ一定に保つことが
できるので、効率の高い伝熱面積を作ることがで
き、また加熱室が流動層燃焼であるため、加熱面
の温度を上下一定に保つことが可能であり、還元
流動層の温度を一定に保つことができる。
さらに、第3番目の発明は、前記第1番目の発
明に加えて、該反応炉の圧力と加熱室の圧力とが
ほぼ等圧になるようにする圧力制御をするから、
該反応炉と加熱室をほぼ等圧にし、両端の仕切壁
はレンガ構造で充分に耐えるものとなり、すなわ
ち、該反応炉と加熱室の間は差圧を小さくできる
ため、耐圧構造とする必要がなくなり、かつ、リ
ークなどの心配もなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する装置の一例を示した
説明図、第2図は第1図の装置本体の一部を切欠
して示した拡大断面立面図である。 1…装置本体、2…流動層式還元反応炉、3…
流動層式燃焼加熱室、4,5…ホツパ、6…炉頂
排ガス取出し管、7…炉頂排ガス合流管、8…サ
イクロン、9…ベンチユリスクラバ式クーラ、1
0…コンプレツサ、11…プリヒータ、12…燃
料管、13…水管、14…蒸気管、15…合流
管、16…空気管、17…ブロワ、18,19…
圧力制御弁、20…燃焼排ガス管、21,22…
散気板、23…耐火材仕切壁、24…側壁耐火
物、25…炉体鉄皮。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 石炭と鉄鉱石を流動層式還元反応炉の炉内で
    処理して該鉄鉱石を還元し、かつ、耐火材仕切壁
    を介して前記流動層式還元反応炉と燃焼加熱室と
    を隣接させて交互に組合わせて該流動層式還元反
    応炉の反応に必要な熱を前記燃焼加熱室から補な
    つて該流動層式還元反応炉の温度を850〜950℃に
    維持して前記還元を行なうことを特徴とする、石
    炭流動層式還元製鉄方法。 2 石炭と鉄鉱石を流動層式還元反応炉の炉内で
    処理して該鉄鉱石を還元し、かつ、耐火材仕切壁
    を介して前記流動層式還元反応炉と流動層式燃焼
    加熱室とを隣接させて交互に組合わせて該流動層
    式還元反応炉の反応に必要な熱を前記流動層式燃
    焼加熱室から補なつて該流動層式還元反応炉の温
    度を850〜950℃に維持し、しかも、該流動層式還
    元反応炉には石炭ガス化により発生した排ガスを
    循環利用するとともに、該流動層式燃焼加熱室に
    は該流動層式還元反応炉で発生したチヤーを燃料
    として前記還元を行なうことを特徴とする、石炭
    流動層式還元製鉄方法。 3 石炭と鉄鉱石を流動層式還元反応炉の炉内で
    処理して該鉄鉱石を還元し、かつ、耐火材仕切壁
    を介して前記流動層式還元反応炉と流動層式燃焼
    加熱室とを隣接させて交互に組合わせて該流動層
    式還元反応炉の反応に必要な熱を前記流動層式燃
    焼加熱室から補なつて該流動層式還元反応炉の温
    度を850〜950℃に維持し、しかも、該流動層式還
    元反応炉の圧力と該流動層式燃焼加熱室の圧力と
    がほぼ等圧になるように圧力制御して前記還元を
    行なうことを特徴とする、石炭流動層式還元製鉄
    方法。
JP17263980A 1980-12-09 1980-12-09 Coal fluidized bed type reduced iron making device Granted JPS5798615A (en)

Priority Applications (1)

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JP17263980A JPS5798615A (en) 1980-12-09 1980-12-09 Coal fluidized bed type reduced iron making device

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JP17263980A JPS5798615A (en) 1980-12-09 1980-12-09 Coal fluidized bed type reduced iron making device

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Publication Number Publication Date
JPS5798615A JPS5798615A (en) 1982-06-18
JPS6338403B2 true JPS6338403B2 (ja) 1988-07-29

Family

ID=15945604

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JP17263980A Granted JPS5798615A (en) 1980-12-09 1980-12-09 Coal fluidized bed type reduced iron making device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH039503U (ja) * 1989-06-09 1991-01-29

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH039503U (ja) * 1989-06-09 1991-01-29

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JPS5798615A (en) 1982-06-18

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