CN102822315B - 立式竖炉、铁焦制造设备及铁焦的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种立式竖炉，其可使设备简单化、且操作条件也并不复杂化；本发明涉及的立式竖炉1为通过使由炉顶装入的填装物燃烧、气化、干馏或还原来连续制造目标产品的立式竖炉，其特征在于，为了在炉长度方向的中心位置的下方形成规定长度的高温均热带，在炉长度方向上设置2段高温气体吹入风口11及13。

Description

立式竖炉、铁焦制造设备及铁焦的制造方法
技术领域
本发明涉及立式竖炉、具备该立式竖炉的制造铁焦的铁焦制造设备以及使用了该设备的铁焦的制造方法，所述立式竖炉通过使由炉顶装入的填装物燃烧、气化、干馏或还原来连续制造目标产品。
背景技术
在高炉操作中，通常使用冶金用焦炭，该冶金用焦炭是通过利用炼焦炉对煤进行干馏而制造得到的。冶金用焦炭具有用于使高炉内的通气良好的间隔物的作用、作为还原材料的作用、作为热源的作用等。
近年来，从使焦炭的反应性提高的观点出发，已知有在煤中混合铁矿石来得到冶金用的铁焦的技术。作为利用通常的室式炼焦炉对以煤、铁矿石等铁源原料为原料进行干馏来制造铁焦的技术，一直对下述的方法1)和2)进行研究：1)将煤和铁矿石粉的混合物装入室式炼焦炉的方法和2)对煤和铁矿石进行冷成型(即在室温成型)并将该成型物装入室式炼焦炉的方法等(参照非专利文献1)。
另一方面，作为焦炉焦炭制造方法所涉及的焦炭制造方法，开发了连续式成型焦炭制造法。连续式成型焦炭制造法中，使用立式竖炉作为干馏炉，通过冷成型将煤成型为规定的尺寸后，装入立式竖炉，使用循环载热体气体进行加热，由此来对成型碳进行干馏，制造成型焦炭，其中，所述立式竖炉由粘土质耐火砖构成，并非由硅耐火砖构成的。已确认到，对于立式竖炉来说，即使大量使用资源埋藏量丰富且廉价的非微粘结煤，也可以制造具有和通常的室式炼焦炉同等强度的焦炭。但是，使用的煤的粘结性较高时，成型碳在竖炉内软化融着，使得竖炉操作变得困难，同时导致变形或破裂等焦炭品质下降。
作为连续式成型焦炭制造方法的一例，已知有专利文献1所述的方法。在该方法中，设置有直接连接干馏炉的干馏炉的冷却室，以干馏炉炉顶气体作为冷却用气体向冷却室的下部导入，从冷却室上部将通过了该冷却室的大部分气体排出，以该排出的气体作为加热用热介质气体向干馏炉中间部的导入口供给。
在专利文献1所述的方法中，需要采用一些措施从干馏炉的冷却室吸引通过了冷却室内的红热焦炭层的气体，调节流量和温度，并且升压至吹入低温干馏室风口所需要的压力。因此，为了利用经济的设备来进行这种升压，提出了使用喷射器(ejector)的方法，其中，利用鼓风机对炉顶气体的一部分进行升压，将其作为驱动气体来吸引冷却室出口气体，将排出气体供给至低温干馏室风口(参照专利文献2)。
图5是专利文献2记载的第1图的简略化示意图。根据图5来说明专利文献2公开的连续式成型焦炭制造方法。从由低温干馏室102、高温干馏室103及冷却室104构成的立式竖炉105的炉顶向炉内装入结块碳101，结块碳101在炉内下降过程中利用从风口106、107导入的加热用热介质气体对其进行干馏。进而，利用从冷却气体导入口108导入、并从排出口109排出的冷却用气体对干馏后的结块碳101进行冷却，从而得到成型焦炭110，并从干馏炉下部排出。
另一方面，从炉顶被抽出的气体被直接冷却装置111及间接冷却装置112冷却，利用未图示的鼓风机进行升压，一部分作为回收气体被引导至体系外，剩余部分则作为循环气体在系统内循环。循环气体的一部分作为冷却用气体从冷却气体导入口108导入至冷却室104内。另外，循环气体剩余的一部分通过未图示的鼓风机进行升压，并作为利用加热装置115进行了加热的高温干馏用热介质气体从风口107导入到干馏炉内。剩余的循环气体通过未图示的鼓风机、加热装置117调节其压力、流量、温度，导入至喷射器118作为其驱动气体。喷射器118由排出口109吸引冷却区域出口气体，该冷却区域出口气体与驱动气体混合后，升压到所需压力，作为低温干馏用热介质气体从风口106导入到干馏炉内。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭56-47234号公报
专利文献2：日本特公昭60-6390号公报
非专利文献
非专利文献1：日本燃料协会“焦炭技术年报”(燃料協会「コ一クス技術年報」)1958，p.33-51
发明内容
发明所要解决的问题
作为铁焦的制造方法，如非专利文献1所公开的那样，对具备进行结块化的成型工序和之后的干馏工序的方法进行了研究，所述干馏工序中，利用通常的室式炼焦炉对结块化的成型物进行干馏从而得到铁焦产品。
但是，通常的室式炼焦炉是由硅耐火砖构成的，因此装入铁矿石时，铁矿石与作为硅耐火砖的主要成分的二氧化硅发生反应，生成低熔点的铁橄榄石而导致硅耐火砖的损伤。因此，实际情况是利用室式炼焦炉制造铁焦的技术并没有在工业中实施。
专利文献2所示的示例是在连续制造成型焦炭时使用立式竖炉的示例，而不是制造铁焦的示例。但是，如上所述，如专利文献2公开的立式竖炉是由粘土耐火砖构成的而不是由硅耐火砖构成的，因此认为即使在用于铁焦制造的情况下，也不会发生像使用硅耐火砖的通常的室式炼焦炉中的问题。因此在制造铁焦时，考虑在干馏工序中使用由粘土耐火砖构成的、例如专利文献2所公开的立式竖炉。但是，将专利文献2公开的立式竖炉应用于铁焦制造时，仍然残留有如下所示的各种问题。
首先，如图5所示，专利文献2的立式竖炉中，从设置于立式竖炉105本体中途的、用于抽出冷却气体的排出口109将气体抽出，因此需要使用喷射器118等，从而使设备变得复杂。另外，会使从排出口109排出的冷却气体与从位于排出口109上部的风口107向高温干馏室103供给的高温干馏用热介质气体的气体平衡、流量控制等操作条件变得复杂。另外，从排出口109抽出的气体是通过与干馏结束后的高温焦炭的热交换而升温的高温气体。另一方面，专利文献2中，通过将该高温气体从风口106导入至低温干馏室102而进行再利用，因此在该过程中有可能产生热损失。在今后的制铁过程中，节能化是不可避免的，使铁焦制造所需的能量尽可能降低的设计思想是必要的，而产生热损失却并非是上策。
在制造铁焦时，除煤的干馏外还需要进行氧化铁的还原，与成型焦炭制造相比，氧化铁的还原在活性化的高温部需要热量。因此推测，如专利文献2的成型焦炭制造那样，先将高温气体抽出到炉外而在低温干馏室102(干馏炉中间部)进行再利用，此情况在热平衡方面并非是上策。另外，铁焦制造的情况下，需要进行含铁物质的还原，不能直接使用以往的成型焦炭制造方法，需要重新考虑各风口的气体量的分配等操作的各种要素。
如上所述，将专利文献2公开的立式竖炉用作铁焦制造时的干馏炉仍然残留有各种各样的问题。并且，不仅只是在铁焦制造时用作干馏炉的情况下，例如作为使煤、废弃物等填装物燃烧、气化的燃烧·气化炉；使塑料或生物质等气化的气化炉；还原金属氧化物的还原炉；对废料等进行溶融的溶融炉使用时，这些问题的一部分也是共通的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种立式竖炉，其设备简单、且操作条件也并不复杂。另外，本发明的其他目的在于，提供一种铁焦制造设备及铁焦的制造方法，该铁焦制造设备在使用立式竖炉作为冶金用的铁焦的干馏炉时，可以使设备和操作简单化，减少使用能量。
解决课题的方法
为了解决上述问题并达成目的，本发明的立式竖炉为通过使由炉顶装入的填装物燃烧、气化、干馏或还原来连续制造目标产品的立式竖炉，其特征在于，为了在炉长度方向的中心位置的下方形成规定长度的高温均热带，在炉长度方向上设置2段以上的高温气体吹入风口。
为了解决上述问题并达成目的，本发明的铁焦制造设备的特征在于，该铁焦制造设备具备上述发明的立式竖炉，从该立式竖炉的炉顶部装入含碳物质和含铁物质的成型物，从而连续制造作为产品的铁焦。
为了解决上述问题并达成目的，本发明的铁焦的制造方法为使用下述立式竖炉来制造铁焦的铁焦的制造方法，所述立式竖炉为了在炉长度方向的中心位置的下方形成规定长度的高温均热带而具备：高温气体吹入风口，其用于吹入高温气体，在炉长度方向设置有2段以上；低温气体吹入风口，其设置于所述炉长度方向的中心位置的上方并用于吹入低温气体；冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；炉内气体排出口，其设置于炉顶部并用于将炉内气体排出；
其特征在于，从炉顶部装入含碳物质和含铁物质的成型物，从所述低温气体吹入风口吹入用于干馏成型物的低温气体，从高温气体吹入风口吹入比该低温气体温度高的气体，从冷却气体吹入口吹入用于冷却作为产品的铁焦的冷却气体，并且从炉顶部的炉内气体排出口将气体排出。
发明的效果
根据本发明的立式竖炉，可以提供一种立式竖炉，其可使设备简单化、不会使操作条件复杂化。另外，根据本发明的铁焦制造设备及铁焦的制造方法，可以提供一种铁焦制造设备及铁焦的制造方法，该铁焦制造设备在使用立式竖炉作为冶金用的铁焦的干馏炉时，可以使设备和操作简单化，减少使用能量。
附图说明
图1是用于说明至完成本发明为止的经过的说明图，其是表示高温气体吹入风口设置为2段时的由一维数学模型得到的炉内的成型物的温度分布的图表。
图2是用于说明至完成本发明为止的经过的说明图，其是表示高温气体吹入风口设置为1段时的由一维数学模型得到的炉内的成型物的温度分布的图表。
图3是涉及本发明的一个实施方式的铁焦制造设备的模式图。
图4是表示本发明的实施例中所使用的铁焦制造试验装置的概要的说明图。
图5是说明专利文献2所公开的立式竖炉的概要的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图，以将本发明的一个实施方式的立式竖炉用作铁焦制造设备使用的情况作为示例来进行说明。
[发明概要]
首先，以下以制造铁焦的情况为例，对至完成本发明为止的经过进行详细说明。本发明人认为，在将含有含碳物质、含铁物质和粘合剂的原料成型为成型物，对该成型物进行干馏，由此来制造铁焦时，优选使用兼备冷却功能的立式竖炉而并非室式炼焦炉。需要说明的是，下文中，使用碳材料、即煤作为含碳物质、使用铁矿石(矿石)作为含铁物质来进行说明。
在铁焦制造中，不仅是煤的干馏需要热量，所含有的矿石的还原也需要热量，并且成型焦炭制造的操作的各种要素也无法直接使用。考虑到这些问题，所以，本发明人通过干馏·还原所涉及的基础特性的调查、基于此的干馏炉的模拟，从而对铁焦制造时的立式竖炉操作的各种要素进行了研究。
首先，作为基本的特性，本发明人对铁矿石在成型物的干馏过程中的还原举动进行了调查。氧化铁在铁焦制造过程中的还原可以大致区分为由固体碳引起的直接还原(参照下式(1))、基于由煤产生的H2气体及CO气体的气体还原(参照下式(2)、式(3))。
Fe2O3+3C→2Fe+3CO-ΔH298=-676.1(kcal/kg-Fe2O3)···(1)
Fe2O3+3H2→2Fe+3H2O-ΔH298=-142.5(kcal/kg-Fe2O3)···(2)
Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2-ΔH298=+42.0(kcal/kg-Fe2O3)···(3)
式(1)的直接还原伴随有较大的吸热反应。通过间歇式小型炉中，通过在使N2流通下升温来对煤和铁矿石的成型物进行干馏，由排气组成来解析上述的还原方式。其结果可知，在成型物的温度为800℃以上的情况下，由C引起的直接还原(式(1))的比率急剧增加，还原时的吸热量增大。因此，在铁焦制造过程中，需要按照补偿成型物的温度为800℃以上的吸热反应的方式来进行操作设计。
接着，通过一维的数学式模型推算炉内的温度分布。图1中示出了使用下述的本发明的铁焦制造设备的情况的计算结果，其中，铁焦制造设备没有冷却气体抽出风口。且高温气体吹入风口为2段。另外，图2中示出了关于使用没有冷却气体抽出风口、且高温气体吹入风口只有1段的示例的计算结果。
图1及图2是算出满足成型物能够在900℃的区域保持1～2小时的目标温度分布的气体条件后的结果。在图1中，A是低温气体吹入风口位置，以800Nm3/t吹入600℃的气体。B是高温气体吹入风口位置，以950Nm3/t吹入990℃的气体。C是高温气体吹入风口位置，与B同样地以950Nm3/t吹入990℃的气体。D是冷却气体吹入风口位置，以1987Nm3/t吹入35℃的气体。E是铁焦排出口的位置。图2中，A是低温气体吹入风口位置，以1200Nm3/t吹入的500℃的气体。B是高温气体吹入风口位置，以2400Nm3/t吹入980℃的气体。D是冷却气体吹入风口位置，以1983Nm3/t吹入35℃的气体。E是铁焦排出口的位置。
关于高温气体吹入风口仅有1段的设备的示例，低温气体吹入风口和高温气体吹入风口之间存在能够使成型物在900℃的区域中保持1个小时左右的区间。但是，该示例中，高温气体吹入风口处需要大量的气体，进一步为了使炉顶温度降低至规定温度还需要向低温气体吹入风口供给气体，从而使得炉顶气体量变多。因此使得炉内压力变高，在设备方面无法说是经济的。另一方面，关于高温气体吹入风口为2段的设备的示例，各风口的气体量少，炉内的压力也降低。
如此，通过使高温气体吹入风口为2段，从而在炉内中的高温气体吹入风口之间形成高温均热带，由此能够减少气体量，控制为较低的炉内压力。
本发明是基于由上述实验结果得到的见解而完成的，具体来说，具备以下构成。
[铁焦制造设备的构成]
在本发明实施方式中，使用立式竖炉对含碳物质和含铁物质的成型物进行连续干馏，由此制造焦炭中生成有金属铁的铁焦。该铁焦制造设备构成有立式竖炉中的炉内气体排出口的下方的料线水平线(原料装入基准水平线)以下的带域，所述带域分为低温干馏区域、高温干馏区域、冷却区域。将从料线水平线(原料装入基准水平线)到低温气体吹入风口之间作为低温干馏区域、将从低温气体吹入风口到在炉长度方向上下段的高温气体吹入风口之间做为高温干馏区域、将从下段的高温气体吹入风口到冷却气体吹入风口之间作为冷却区域。该铁焦制造设备为如下结构：即由低温干馏区域的下部、高温干馏区域的中间部及下部、冷却区域的下部这4个处供给热介质气体，炉内气体仅从炉顶部排出。如此，该铁焦制造设备中，通过去除以往的成型焦炭制造时所设置的冷却气体抽出风口，从而使设备简单化。
图3中示列出了本实施方式的铁焦制造设备的构成。对于本实施方式的铁焦制造设备中所使用的立式竖炉1来说，在竖炉本体3中的由低温干馏区域5a和高温干馏区域5b形成的干馏区域5中进行成型物的干馏和还原，在下部的冷却区域7进行铁焦的冷却。立式竖炉1在竖炉本体3的侧方相当于低温干馏区域5a的下部的位置上具有低温气体吹入风口9。立式竖炉1在竖炉主体3的侧方相当于高温干馏区域5b的中间部和下部的位置上具有高温气体吹入风口11及13。立式竖炉1在竖炉主体3的侧方相当于冷却区域7下部的位置上具有冷却气体吹入风口15。立式竖炉1在竖炉主体3的炉顶部具有成型物的装入口17和排出炉内气体的炉内气体排出口19。立式竖炉1在竖炉主体3的下部具有排出铁焦的铁焦排出口21。
在竖炉本体3的上方设置有用于将填装物填装至装入口17的成型物填装装置23。在连接于炉内气体排出口19的排出气体配管上连接有第1循环气体冷却装置25、第2循环气体冷却装置27。为了利用由第2循环气体冷却装置27进行了冷却的循环气体作为低温气体而具备能够进行低温加热的低温气体加热装置29，以及为了利用由第2循环气体冷却装置27进行了冷却的循环气体作为高温气体而具备能够进行高温加热的高温气体加热装置31。
[铁焦的制造方法]
对使用如上所述构成的铁焦制造设备来制造铁焦的铁焦制造方法进行说明。制造铁焦时，成型物填装装置23将由含碳物质和含铁物质生成的成型物从竖炉本体3的装入口17装入。装入的成型物在干馏区域5被干馏后，在冷却区域7进行冷却，从竖炉本体3下部的铁焦排出口21以铁焦的形式排出。低温气体加热装置29从低温气体吹入风口9吹入用于对成型物进行干馏的加热气体(低温气体)。高温气体加热装置31从高温气体吹入风口11及13吹入用于对成型物进行干馏的加热气体(高温气体)。使从高温气体吹入风口11及13吹入的高温气体为比从低温气体吹入风口9吹入的低温气体温度高的气体。通过使从高温气体吹入风口11及13吹入的高温气体为温度几乎相同的气体，由此在炉内高温气体吹入风口之间形成高温的均热带。第2循环气体冷却装置27从冷却气体吹入风口15吹入用于冷却铁焦的冷却气体。吹入的气体仅从炉顶部的炉内气体排出口排出。低温气体吹入风口9设置在炉长度方向的中心位置上方，在其下方设置有高温气体吹入风口11及13、冷却气体吹入风口15。
用于在炉内的高度方向上形成具有规定长度的高温均热带5c的高温气体吹入风口11及13设置在炉长度方向的中心位置的下方。在高温气体吹入风口11及13之间所形成的高温均热带5c的规定长度优选设定为从料线水平线(原料装入基准水平线)到铁焦排出口21的长度的8%～33%。高温均热带5c在高度方向的长度小于炉长的8%时，无法得到煤的干馏和矿石的还原所需要的热量，生产性变差。另一方面，高温均热带5c在高度方向的长度超过炉长的33%时，低温干馏区域5a处的升温速度急剧变大而产生热开裂，进一步使冷却区域7的冷却不充分，需要在铁焦排出口21之后另外设置冷却设备，所以并非是经济的。
从低温气体吹入风口9吹入的低温气体是为了调整炉顶气体温度和竖炉内的固体的升温速度而被吹入的气体，优选使该低温气体为400℃～700℃左右。从高温气体吹入风口11及13吹入的高温气体是用于固体升温至最高温度而吹入的气体，优选使该高温气体为800℃～1000℃左右。从冷却气体吹入风口15吹入的冷却气体是为了对由炉内的干馏而制造得到的铁焦进行冷却而吹入的气体，优选使该冷却气体为25℃～80℃左右。
利用第1循环气体冷却装置25、第2循环气体冷却装置27对从炉顶部的炉内气体排出口19排出的炉内气体进行冷却，一部分由低温气体加热装置29加热，然后从低温气体吹入风口9吹入到炉内。另一部分由高温气体加热装置31加热，然后从高温气体吹入风口11及13吹入到炉内。其余部分从冷却气体吹入风口15吹入到炉内。
如上所述，本实施方式中，使用了具有设置于高度不同的位置的四段风口、且除炉顶部以外不具有其它气体排出口的立式竖炉1。从设置于低温干馏区域5a的下部的低温气体吹入风口9吹入低温气体。从设置于高温干馏区域5b的中间部及下部的高温气体吹入风口11及13吹入高温气体。从设置于冷却区域7的下部的冷却气体吹入风口15吹入冷却气体。从而通过对由含碳物质和含铁物质构成的成型物连续进行干馏来制造铁焦。
本实施方式中，仅通过炉顶部进行炉内气体的排出，所以不需要如专利文献2所示那样的将由喷射器抽出的气体与从炉顶排出的气体混合来作为加热用热介质气体、并再次返回竖炉内这样的复杂工序。炉内气体的流动也是从炉下部向炉上部的单一方向，设备上也变得简便，也不需要为了调整冷却气体吹入风口15的气体温度而进行气体流量调整等复杂的操作。本实施方式中，通过使高温气体吹入风口为二段，可以在炉内高温气体吹入风口之间在高度方向上形成高温均热带5c，可以说是适合于除煤的干馏外还需要进行氧化铁的还原的铁焦制造的结构。
上述实施方式中，由高温气体加热装置31加热的高温气体在途中分流而分别供应给高温气体吹入风口11、13。因此，供给到各高温气体吹入风口11、13的气体温度基本相同，即使在炉内也能够容易地在高温气体吹入风口之间形成高温均热带5c。即使从高温气体吹入风口11、13吹入相同温度的气体，但填装物一边从上方受到热的供给一边向下方移动，同时产生铁矿石的还原反应。因此，与炉内的上部相比，下部的温度稍高，严格来说在炉内上下会形成温度梯度。因此，本说明书中所述的形成高温均热带，严格来说并不是形成相同的温度领域的意思，而是形成一个作为用于使填装物升温到最高温度所需的温度领域有用的温度领域的意思。例如，只要填装物的温度在800℃～1000℃左右的范围即可。
从高温气体吹入风口11、13吹入的高温气体并不需要为相同温度。例如，可以使从上侧的高温气体吹入风口11吹入的气体温度高于从下侧的高温气体吹入风口13吹入的气体温度。作为气体温度的调整方法，例如可以通过在吹入之前，将低温气体混入到从较低温侧的风口13侧吹入的高温气体，由此来调整吹入温度。具体地说，可以设置用于使从低温气体加热装置29排出的低温气体的一部分混入到供给至风口13的高温气体的配管，并在该配管上设置流量调节阀。这种流量调节阀及配管作为本发明的流量调整装置而发挥作用。
从高温气体吹入风口11、13吹入的高温气体的流量不需要相同。为了形成规定的温度领域也可在高温气体吹入风口11、13处设置气体流量偏差。作为设置气体流量偏差的方法，可以在向风口11、13供给高温气体的配管上设置流量调整阀。该流量调节阀作为本发明的流量调整装置而发挥作用。
通过能够对从风口11、13吹入的高温气体的流量及温度进行调整，从而能够进行炉内的成型物的温度控制。为了更加确实地进行温度控制，优选在风口之间设置测量气体温度的温度测量装置，并基于该温度测量装置的测量值调整从风口11、13吹入的高温气体的流量及温度。作为测量成型物的温度的测量装置的示例，可以举出为了避免因填装物落下而造成的损害而在炉壁附近插入热电偶等。
由于可以调整气体流量，所以也可以进行如下所示的操作。为了促进铁焦的冷却，也可以使下侧的高温气体吹入风口13吹入的气体流量低于上侧的高温气体吹入风口11吹入的气体流量，在上方形成规定的温度领域，使冷却区域7在炉长度方向变长。通过将高温气体吹入风口设置为2段，结果能够抑制吹入的总气体流量，减小气体处理体系的设备规模。
由以上说明可知，本发明的立式竖炉为了在炉长度方向的中心位置的下方形成规定长度的高温均热带而在炉长度方向设置了2段以上的高温气体吹入风口。由此，即使在作为处理对象的填装物在还原等反应中伴随大量吸热反应的情况下，也能够供给补偿这样的吸热反应的热量，能够稳定地制造目标产品。利用本发明的铁焦制造设备，能够实现设备、操作的简单化以及降低能源消耗，能够连续进行铁焦的制造。由此可以将反应性高的铁焦用于高炉操作中，具有降低还原材料比的效果。
实施例
为了确认本发明的效果，使用图4所示的铁焦制造试验装置，在高温气体吹入风口为2段的情况和1段的情况下，实施铁焦的制造试验。图4中，和图1相同的部分标注相同的符号。对于图4所示的立式竖炉1，其全长13.0m，将从炉上端面到供料线水平线设定为0.65m、将供料线水平线到低温气体吹入风口9的中心设定为3.5m、将低温气体吹入风口9的中心到上段的高温气体吹入风口11的中心设定为3.0m、将从高温气体吹入风口11的中心到下段的高温气体吹入风口13的中心设定为2.0m、将下段的高温气体吹入风口13的中心到冷却气体吹入风口的中心设定为2.85m、将冷却气体吹入风口的中心到排出口21设定为1.0m。立式竖炉1的横截面面积为1.67m2，填装物的下降速度为1.6m/h。表1示出了铁焦制造中的操作的各种要素，表2示出了制造得到的铁焦的性质状态。
[表1]
[表2]
2段高温气体吹入风口 1段高温气体吹入风口
干馏后强度DI150/6(-) 82.8 82.2
还原率(%) 84.2 78.1
在基于这次的铁焦制造试验装置的温度、下降速度条件下，以转鼓强度指数表示干馏后的强度，DI150/6(150旋转后的6mm指数)的目标值设为82。另外，还原率的目标值设为80%。如表2所示，高温气体吹入风口为2段的情况下，强度、还原率均超过了目标值，但高温气体吹入风口为1段的情况下，虽然强度超过了目标值，但还原率没有达到目标值。据推测，这是由于没有充分确保在900℃温度领域的滞留时间，结果使还原率停留在较低的值。
由本实验确认到，通过将高温气体吹入风口设置为2段，从而在炉内形成高温均热带，由此能够稳定进行伴随有较大吸热反应的铁焦制造。
上述示例中，示出了将高温气体吹入风口设为2段的示例，但也可将高温气体吹入风口设为3段以上。在上述的示例中，示出了将用于形成高温均热带的高温气体吹入风口11及13设置于炉长度方向的中心位置的下方的示例，但只要高温均热带形成于炉长度方向中心位置的下方，也可以通过例如控制高温气体的吹入方向而使上侧的高温气体吹入风口11在炉长度方向中心位置以上的高度。
由上述的实施例的结果可知，通过将高温气体吹入风口设为2段而形成高温均热带，由此而产生的效果并不是仅在将立式竖炉用作铁焦制造时的干馏炉的情况下才能得到的。在例如用作使煤、废弃物等填装物燃烧、气化的燃烧·气化炉；使塑料或生物质等气化的气化炉；还原金属氧化物的还原炉；对废料等进行溶融的溶融炉的情况下，也能够得到该效果
以上，对适用由本发明人完成的发明的实施方式进行了说明，但并不能由本实施方式的构成本发明公开的一部分的描述及附图限定本发明。也就是说，基于本实施方式由本领域技术人员等完成的其它的实施方式、实施例以及运用技术等全都包含在本发明的范畴内。
产业上的利用可能性
本发明可适用于立式竖炉、通过具备该立式竖炉而能够制造铁焦的铁焦制造设备以及铁焦的制造方法，所述立式竖炉通过使由炉顶装入的填装物燃烧、气化、干馏或还原来连续制造目标产品。
符号说明
1立式竖炉
3竖炉本体
5干馏区域
5a低温干馏区域
5b高温干馏区域
5c高温均热带
7冷却区域
9低温气体吹入风口
11、13高温气体吹入风口
15冷却气体吹入风口
17装入口
19炉内气体排出口
21铁焦排出口
23成型物填装装置
25第1循环气体冷却装置
27第2循环气体冷却装置
29低温气体加热装置
31高温气体加热装置

Claims (24)

1.一种铁焦制造设备，其特征在于，该铁焦制造具备立式竖炉，从该立式竖炉的炉顶部装入含碳物质和含铁物质的成型物，从而连续制造作为产品的铁焦，该立式竖炉通过使由炉顶装入的填装物干馏来连续制造目标产品，为了在炉长度方向的中心位置的下方形成规定长度的高温均热带，在炉长度方向设置有2段以上的高温气体吹入风口，所形成的高温均热带的规定长度为炉长的8％～33％。
2.如权利要求1所述铁焦制造设备，其特征在于，设置有流量调整装置，该流量调整装置用于调整向所述以2段以上的方式设置的高温气体吹入风口供给的高温气体的流量。
3.如权利要求1所述的铁焦制造设备，其特征在于，设置有气体温度调整装置，其用于调整向所述以2段以上的方式设置的高温气体吹入风口供给的高温气体的温度。
4.如权利要求2所述的铁焦制造设备，其特征在于，设置有气体温度调整装置，其用于调整向所述以2段以上的方式设置的高温气体吹入风口供给的高温气体的温度。
5.如权利要求2～4任一项所述的铁焦制造设备，其特征在于，设置有用于测量所述高温均热带的温度的温度测量装置。
6.如权利要求1～4任一项所述的铁焦制造设备，其特征在于，在所述炉长度方向的中心位置的上方设置有用于吹入低温气体的低温气体吹入风口。
7.如权利要求5所述的铁焦制造设备，其特征在于，在所述炉长度方向的中心位置的上方设置有用于吹入低温气体的低温气体吹入风口。
8.如权利要求1～4中任一项所述的铁焦制造设备，其特征在于，将所述高温气体的吹入风口的段数设置为2段。
9.如权利要求5所述的铁焦制造设备，其特征在于，将所述高温气体的吹入风口的段数设置为2段。
10.如权利要求6所述的铁焦制造设备，其特征在于，将所述高温气体的吹入风口的段数设置为2段。
11.如权利要求7所述的铁焦制造设备，其特征在于，将所述高温气体的吹入风口的段数设置为2段。
12.如权利要求1～4中任一项所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
13.如权利要求5所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
14.如权利要求6所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
15.如权利要求7所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
16.如权利要求8所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
17.如权利要求9所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
18.如权利要求10所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
19.如权利要求11所述的铁焦制造设备，其特征在于，该立式竖炉具备：冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体的吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；以及炉内气体排出口，其仅设置于炉顶部设置、并用于排出炉内气体。
20.如权利要求14所述的铁焦制造设备，其特征在于，该铁焦制造设备具备排出气体的循环装置，该循环装置使由炉内气体排出口排出的气体从低温气体吹入风口、高温气体吹入风口和冷却气体吹入风口吹向竖炉内。
21.如权利要求15所述的铁焦制造设备，其特征在于，该铁焦制造设备具备排出气体的循环装置，该循环装置使由炉内气体排出口排出的气体从低温气体吹入风口、高温气体吹入风口和冷却气体吹入风口吹向竖炉内。
22.如权利要求18所述的铁焦制造设备，其特征在于，该铁焦制造设备具备排出气体的循环装置，该循环装置使由炉内气体排出口排出的气体从低温气体吹入风口、高温气体吹入风口和冷却气体吹入风口吹向竖炉内。
23.如权利要求19所述的铁焦制造设备，其特征在于，该铁焦制造设备具备排出气体的循环装置，该循环装置使由炉内气体排出口排出的气体从低温气体吹入风口、高温气体吹入风口和冷却气体吹入风口吹向竖炉内。
24.一种铁焦的制造方法，其为使用下述立式竖炉来制造铁焦的铁焦的制造方法，所述立式竖炉为了在炉长度方向的中心位置的下方形成规定长度的高温均热带而具备：高温气体吹入风口，其以2段以上的方式设置于炉长度方向并用于吹入高温气体；低温气体吹入风口，其设置于所述炉长度方向的中心位置的上方并用于吹入低温气体；冷却气体吹入风口，其设置于所述高温气体吹入风口的下方并用于吹入冷却气体；炉内气体排出口，其设置于炉顶部并用于将炉内气体排出；
其特征在于，所形成的高温均热带的规定长度为炉长的8％～33％，从炉顶部装入含碳物质和含铁物质的成型物，从所述低温气体吹入风口吹入用于干馏成型物的低温气体，从高温气体吹入风口吹入比该低温气体温度高的气体，从冷却气体吹入风口吹入用于冷却作为产品的铁焦的冷却气体，并且从炉顶部的炉内气体排出口将气体排出。
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