JP2001502755A - 金属溶融物を製造するための溶融ガス化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 金属溶融物と還元ガスとを製造するための溶融ガス化器（１０）は、酸素含有ガス・炭素含有材料・金属含有材料のための供給ダクト（１７，１６，９）を備えている。溶融ガス化器（１０）内で生成した還元ガスを取り出すための少なくとも１つのガス取出ダクト（１２）が溶融ガス化器（１０）から導出されている。金属溶融物およびスラグのための取出孔（１８）も設けられている。徴粉化された金属含有材料を煉炭化することなく処理するために、かつ、微粉化された金属含有材料を、溶融ガス化器（１０）内で発生した還元ガスによって溶融ガス化器（１０）から運び去らせないために、溶融ガス化器（１０）の頂部を閉塞するドーム（３０）の領域には、金属含有物を供給するための少なくとも１つの供給ダクト（９）が設けられている。溶融ガス化器（１０）の内部には、金属含有物のための供給ダクト（９）の開口箇所よりも下方に、鉛直線に向けて傾斜している耐火性傾斜壁（３３）が配置されている。重力の作用によって溶融ガス化器（１０）の内部に沈降する金属含有物は、傾斜壁（３３）に衝突する。さらに、傾斜壁（３３）の上方には、加熱手段（３８）が設けられており、この加熱手段によって、金属含有物のための供給ダクト（９）の開口箇所と、傾斜壁（３３）と、の間の領域が加熱されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 金属溶融物を製造するための溶融ガス化器 本発明は、少なくとも部分的に還元されておりかつ微粒状成分を含有したとり わけスポンジ状鉄のような金属含有物を原料として、好ましくは銑鉄溶融物のよ うな金属溶融物と、石炭のガス化による還元ガスと、を製造するための溶融ガス 化器に関するものであって、溶融ガス化器内に投入される酸素含有ガス・炭素含 有物・金属含有物のための供給ダクトと、溶融ガス化器内で発生した還元ガスを 溶融ガス化器から取り出すための少なくとも１つのガス取出ダクトと、金属溶融 物のためのまたスラグのための取出口と、を備えている。 欧州特許明細書第０ ０１０ ６２７号により、例えば還元されたスポンジ状鉄 のような特に鉄を含有した材料を、溶融ガス化器のフードの中央に設けられた供 給開口を通して上方から供給して、重力の作用によって溶融ガス化器内に粒子を 落下させ、溶融ガス化器内に位置した流動床内において減速させることは、公知 である。塊状の石炭は、溶融ガス化器のフードの側方に設けられたまたは溶融ガ ス化器の頂部を閉塞するためのドームに設けられた供給用開口を通して、同様に 重力の作用によって、供給される。溶融ガス化器内において形成された還元ガス ば、鉄含有材料のための中央に設けられた供給用開口を通して抽出される。 この種のプロセスは、特に微粒状スポンジ状鉄のような微粒状金属含有物の処 理には適切ではない。というのは、微粒状金属含有物が、溶融ガス化領域におい て発生し溶融ガス化器のフードまたはドームの中央に設けられた供給用開口から 抽出される還元ガスの明確なガス流によって、溶融ガス化器から即座に運び去ら れるからである。このような徴粒状金属含有物の持ち去りは、溶融ガス化器の上 部領域すなわち溶融ガス化領域よりも上の領域における温度によって助けられて いる。つまり、その領域の温度は、溶融を起こすには低すぎて、供給箇所におい て微粒子が凝集し、上昇流に抗して溶融ガス化領域へと沈降することができるか らである。 欧州特許出願公開明細書第０ ２１７ ３３１号により、予還元された微粒鉱石 を溶融ガス化器内に導入し、炭素を含有した還元剤を供給しつつプラズマバーナ ーによって完全に還元して溶融させることが公知である。予還元された微粒鉱石 またはスポンジ状鉄粉は、溶融ガス化器の下部に設けられたプラズマバーナーへ と供給される。この方法の欠点は、予還元された微粒鉱石を、下部溶融領域内に すなわち溶融物が集まっている領域内に、直接的に導入することによって、完全 な還元を、もはや保証できないことであり、また、銑鉄のさらなる処理のために 必要な化学化合物をいかなる手段によっても得ることができないことである。そ の上、予還元された微粒鉱石の大部分の供給が、溶融ガス化器の下部領域におい て石炭から形成された流動床または固定床のために、実現できない。というのは 、十分な量の溶融生成物を、プラズマバーナーの高温領域から持ち去ることがで きないからである。予還元された微粒鉱石の大部分の供給は、プラズマバーナー を、すぐに熱的にまた機械的に傷めてしまう。 欧州特許明細書第０ １１１ １７６号により、スポンジ状鉄粒子の微粒フラク ションを、溶融ガス化器のヘッドから石炭流動床の近傍へと下方に突出する下向 きパイプを通して、溶融ガス化器内に供給することが、公知である。下向きパイ プの端部には、徴粒フラクションの速度を最小化するためのバッフルプレートが 設けられている。これにより、粒状フラクションは、下向きパイプから、非常に 小さな出口速度でもって供給される。供給箇所においては、溶融ガス化器内の温 度は、非常に低く、そのため、供給された微粒フラクションの瞬時的な溶融が防 止されている。このことおよび下向きパイプからの出口速度が小さいことのため に、供給された微粒フラクションの実質的な部分は、溶融ガス化器内で生成され た還元ガスとともに、再度溶融ガス化器から運び出されてしまうこととなる。微 粒のものを含有したスポンジ状鉄粒子の大部分の供給が、あるいは、微粒フラク ションだけの供給が、この方法では、行うことができない。 欧州特許出願公開明細書第０ ５９４ ５５７号により、スポンジ状鉄の微粒フ ラクションを、搬送ガスによって、溶融ガス化器内の溶融ガス化領域により形成 された流動床内へと直接的に供給することが公知である。しかしながら、これは 不利である。というのは、流動床内に微粒フラクションが直接的に吹き付けられ ることの結果として、フィルタのように機能する流動床が妨害されることにより 、流動床のガス循環が、乱されるからである。その結果、ガスの突発的なガス噴 出が起こって、流動床の閉塞性を壊してしまう。これにより、炭素含有物に対す るガス化プロセスが、また、還元された鉄鉱石に対する溶融プロセスが、著しく 妨害される。 欧州特許出願公開明細書第０ ５７６ ４１４号により、微粒状金属含有物を、 ダストバーナーによる溶融ガス化領域内に導入することが公知である。この方法 では、溶融性能が小さい。これは、高温炎内における粒子の滞留時間が短いこと による。 本発明は、上記欠点および困難さを解決することを目標としており、本発明の 目的は、煉炭化する必要なく微粒状金属含有物を処理することができ、一方にお いては、おそらく予還元された状態でのまたは完全に還元された状態での供給微 粒子の、溶融ガス化器内で生成された還元ガスによる持ち去りを、信頼性高く避 けることができ、他方においては、必要に応じて、微粒子の最終還元を行い得る ような、最初に規定した種類の溶融ガス化器を提供することである。本発明の他 の目的は、溶融ガス化領域の流動床内において、金属含有物および炭素含有物の できるだけ一様な分布を得ることである。 本発明によれば、上記目的は、溶融ガス化器の頂部を閉塞するドームの領域に 好ましくは中央領域に、金属含有物を供給するための少なくとも１つの供給ダク トを設け、溶融ガス化器の内部に、金属含有物のための供給ダクトの開口箇所よ りも下方において、鉛直線に向けて傾斜しているとともに金属含有物が重力によ って沈降した際に衝突することとなる耐火性傾斜壁を配置し、傾斜壁の上方に、 好ましくは石炭バーナーとされた加熱手段を設け、この加熱手段によって、金属 含有物のための供給ダクトの開口箇所と、傾斜壁と、の間の領域を加熱可能とす ることによって得られる。 この構成により、金属含有物は、傾斜壁上に落下し、傾斜壁に沿ってスライド する。加熱手段によって、傾斜壁と、溶融ガス化器のドームと、の間の領域が、 金属含有物の融点以上に維持される。金属含有物は、傾斜壁に対しての衝突によ ってまた傾斜壁に沿ってのスライドによって減速され、部分溶融や凝集を起こす ことができる。ドームの領域に還元性ガスの明確な流れがあったにしても、金属 含有物は、そのように凝集されたことによって、流動床によって形成された溶融 ガス化領域へと沈降して、溶融ガス化領域を通り、溶融ガス化領域内において、 完全に溶融する。溶融ガス化器からの微粒状金属含有物の運び去りが、効果的に 回避されている。 好ましい実施形態においては、傾斜壁は、下方を向いた頂点を有した円錐台ま たはピラミッドからなる包囲型壁として構成され、金属含有物のための複数の供 給ダクトが、溶融ガス化器のドーム内に設けられ、これら供給ダクトのすべてが 、包囲型壁の鉛直方向上方に位置した領域内に設けられているとともに、包囲型 壁の内表面を向いて配置されている。この場合、包囲型壁は、燃焼チャンバとみ なすことができる領域を形成する。燃焼チャンバは、溶融ガス化器の他の空間と は明確に隔離されており、このため、金属含有物の部分溶融や凝集のための供給 すべきエネルギーを、最小化することができる。 さらに、そのようにして形成された燃焼チャンバ内の温度を一様とするために 、包囲型壁の上方に、複数の加熱手段が設けられることが好ましい。この場合、 加熱手段は、金属含有物のための供給ダクトの開口箇所と、包囲型壁が溶融ガス 化器のドームに対して連結されている箇所と、の間に設けられることが適切であ る。 塊状の炭素含有物を供給するために、好ましくは、ドームの中央領域に、かつ 、包囲型壁の下部開口の上方に、供給ダクトが設けられている。これにより、溶 融ガス化器の中央における流動床の構造を最適化することができる。この場合、 加えて、塊状の炭素含有物のためのおよび付加的に予還元された鉄含有物のため のさらなる供給ダクトが、包囲型壁の鉛直方向上方に位置する領域よりも外側の 領域に設けられていることが適切である。 本発明は、微粒成分を少なくとも部分的に備えたとりわけ鉄鉱石のような鉱石 とフラックスとからなる供給物質を原料として、特に銑鉄のような金属溶融物を 製造するためのプラントであって、 直列接続された少なくとも２つの流動床炉と、溶融ガス化器と、を具備し、鉱 石が、流動床炉から流動床炉へと、搬送ダクトを通して一方向に搬送され、還元 ガスが、流動床炉から流動床炉へと、還元ガス連結ダクトを通して反対方向に搬 送され、溶融ガス化器には、鉱石の流通の最後に配置された流動床炉からの還元 物を導くための供給ダクトと、鉱石の流通の最後に配置された流動床炉へと連通 するガス取出ダクトと、が設けられていることを特徴とするプラントに対して特 に好適である。 以下、本発明を、添付図面に例示としての実施形態を参照して詳細に説明する 。図１は、例示のためだけに、特に銑鉄のような金属溶融物の製造のための、あ るいは、液体鉄鋼半製品の製造のための、プラントの全体を概略的に示す図であ る。図２は、図１の詳細を拡大して示す図である。 図１に示すプラントには、直列接続された３つの流動床炉１〜３が設けられて いる。この場合、少なくとも一部が微粒材料であるような、例えば徴粒鉱石のよ うな酸化鉄含有材料が、鉱石供給ダクト４を通して、第１流動床炉１へと供給さ れる。第１流動床炉１においては、微粒鉱石を予熱して可能であれば予還元を行 うという予熱ステージ５が行われる。引き続いて、流動床炉１から、流動床炉２ へと、さらには流動床炉３へと、搬送ダクト６を通して搬送が行われる。流動床 炉２の内部においては、予還元ステージ７において予還元が行われ、流動床炉３ の内部においては、最終還元ステージ８として、微粒鉱石からスポンジ状鉄への 最終的なまたは完全な還元が行われる。 完全に還元された材料、すなわちスポンジ状鉄は、搬送ダクト９を通して、と りわけ後述するような特定の様式で、溶融ガス化器１０へと供給される。溶融ガ ス化器１０の内部においては、流動床によって形成された溶融ガス化領域１１に おいて、石炭のような炭素含有物と酸素含有ガスとから、ＣＯとＨ₂とを含む還 元ガスが生成される。この還元ガスは、還元ガス供給ダクト１２を通して、微粒 鉱石の流れ方向の最後に位置した流動床炉３内に供給される。還元ガスは、その 後、微粒鉱石の流れに対向して、特に連結ダクト１３を通して、流動床炉３から 流動床炉２へとさらには流動床炉１へと導かれる。そして、還元ガスは、頂部ガ ス（top gas）として、頂部ガス抽出ダクト１４を通して、流動床炉１から導出 される。頂部ガスは、その後、湿式スクラバ１５において、冷却され洗浄される 。 溶融ガス化器１０には、固体炭素含有物のための供給ダクト１６と、酸素含有 ガスのための供給ダクト１７と、付加的に、炭化水素のような室温で液体や気体 の炭素含有物のための、および、焼融剤のための供給ダクトと、が設けられてい る。溶融ガス化器１０の内部においては、溶融した銑鉄または溶融した鉄鋼半製 品と、溶融したスラグとが、溶融ガス化領域１１の下方に集まっており、流出口 １８から流出する。 溶融ガス化器１０から流出して流動床炉３へと流入する還元ガス供給ダクト１ ２には、高温ガスサイクロンのようなダスト分離手段１９が設けられている。サ イクロン内で分離されたダスト粒子は、リターンダクト２０を通して、溶融ガス 化器１０に供給される。ダスト粒子は、搬送手段としての窒素とともに、酸素吹 付のなされているバーナー２１を通して、供給される。 微粒鉱石の予還元が行われている流動床炉２に対しては、ずっと少ない量の還 元ガスが供給される。このような還元ガスは、量が少ないことに加えて還元能力 も弱い。しかしながら、予還元の目的のためには、それで十分である。この段階 で達成されるべき還元度合いは、最終還元ステージ８における還元度合いよりも 小さく、この段階では、「こびりつき」は起こらない。流動床炉２を出た反応済 みの還元ガスは、ダクト１３を通してスクラバ２２へと供給される。洗浄された 反応済み還元ガスの一部は、出口ガス導出ダクト２３を通して導出される。残り の洗浄された反応済み還元ガスは、コンプレッサ２４を介してダクト１３を通し て、予熱ステージ５つまり流動床炉１へと供給される。 還元ガスの温度調節の可能性は、ガス再循環ダクト２５によってもたらされて いる。ガス再循環ダクト２５は、設けられることが好ましいものであって、還元 ガス供給ダクト１２から派生しており、還元ガスの一部を、スクラバ２６および コンプレッサ２７を通して、還元ガス供給ダクト１２へと戻している。特に、高 温ガスサイクロン１９よりも前の位置において、還元ガス供給ダクト１２へと戻 している。 微粒鉱石の予熱温度を調節するために、予熱ステージ５に対しては、つまり、 流動床炉１に対しては、空気または酸素といった酸素含有ガスが、ダクト２８を 通して供給されている。これにより、予熱ステージ５に対して供給された反応済 み還元ガスの、部分的な燃焼が起こる。 本発明においては、スポンジ状鉄および炭素含有物の供給は、図２に拡大して 示すような、分離型供給ユニット２９によって行われる。 溶融ガス化器１０の頂部を閉塞しているドーム３０の内部３１の中央において 、供給ユニット２９は、溶融ガス化器の鉛直軸３２に向けて傾斜するよう構成さ れた傾斜壁３３を備えている。図示した好ましい実施形態においては、この傾斜 壁３３は、円錐台またはピラミッドからなる包囲型壁（enveloping wall）とし て構成されている。円錐台またはピラミッドの頂点３４は、溶融ガス化器１０の 鉛直方向中央軸または長さ方向中央軸３２上に位置している。包囲型壁３３は、 耐火性材料から形成されていて、付加的に、支持構造３５によって内部補強され ている。この支持構造３５は、スチールプレートジャケットから形成することが できる。 包囲型壁３３のうちの、長さ方向中央軸３２の方向に溶融ガス化器１０のドー ム３０から突出した領域においては、スポンジ状鉄のためのダクト９が、溶融ガ ス化器１０に流入している。溶融ガス化器１０内へと重力の作用によって供給ダ クト９から落下投入されるスポンジ状鉄の粒子は、包囲型壁３３に衝突し、図示 矢印で示すように、包囲型壁３３を伝って、包囲型壁３３のうちの、溶融ガス化 領域１１に対して対向している下部開口３６へと到達し、そして、この開口３６ から流出し、とりわけ溶融ガス化器１０内で生成した還元ガスの上昇流に対向し つつ、溶融ガス化領域１１の流動床に向けて沈降し、溶融ガス化領域１１へと到 達して、そこで溶融する。 包囲型壁３３によって囲まれた領域３７は、好ましくは微粉石炭と酸素とを使 用したバーナーとして動作している加熱手段３８によって加熱されている。バー ナー３８は、包囲型壁３３によって囲まれた領域３７内の温度を維持する。この 領域３７は、スポンジ状鉄の融点を超える、燃焼チャンバと見なすことができる 。これにより、スポンジ状鉄粒子の凝集および部分的溶融が保証され、その結果 、微粒子からそのようにして形成された大径粒子が、還元ガスがなす強い対向流 にもかかわらず、溶融ガス化領域の流動床へと到達することができ、還元ガスに つれて運び去られることがない。 また、溶融ガス化器１０内へのダストの再循環が、バーナー３８によって可能 である。例えば、ダスト分離手段１９からくるダストは、特にダクト３８’を通 して、溶融ガス化器１０内へと戻すことができる。 スポンジ状鉄が傾斜壁３３に衝突して傾斜壁３３に沿ってスライドする際には 、スポンジ状鉄は、減速される。そして、凝集を実際に引き起こすに十分な時間 にわたって、燃焼チャンバ３７内の高温に滞留する。図示実施形態のような燃焼 チャンバ３７の形成は、厳密には、必要ではない。微粒子が衝突するような単一 平面からなる傾斜壁とすることもできる。しかしながら、燃焼チャンバは、エネ ルギー供給を最小としつつスポンジ状鉄の微粒子の効果的な凝集または部分溶融 を引き起こし得るという利点がある。さらに、溶融ガス化器１０のドーム３０に は、複数の傾斜壁３３を設けることができる。 石炭のような炭素含有物が、溶融ガス化器１０のドーム３０の領域に開口しか つ包囲型壁３３よりも径方向外方に位置する供給ダクト１６を通して、導入され る。塊状石炭は、また、溶融ガス化器１０のうちの、包囲型壁３３によって形成 された燃焼チャンバ３７内へと、例えば、塊状炭素含有物のためのまた付加的に は予還元された鉄含有物のための、さらなる供給ダクト１６’をなす中央開口を 通して、導入することができる。炭素含有物のための供給ダクト１６，１６’の この構成に基づいて、スポンジ状鉄が流動床の断面上にほぼ均等に分散され得る よう、流動床の構造を最適化することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年８月８日（１９９８．８．８） 【補正内容】 明細書 金属溶融物を製造するための溶融ガス化器 本発明は、少なくとも部分的に還元されておりかつ微粒状成分を含有したとり わけスポンジ状鉄のような金属含有物を原料として、好ましくは銑鉄溶融物のよ うな金属溶融物と、石炭のガス化による還元ガスと、を製造するための溶融ガス 化器に関するものであって、溶融ガス化器内に投入される酸素含有ガス・炭素含 有物・金属含有物のための供給ダクトと、溶融ガス化器内て発生した還元ガスを 溶融ガス化器から取り出すための少なくとも１つのガス取出ダクトと、金属溶融 物のためのまたスラグのための取出口と、を備え、酸素含有ガスのための供給ダ クトについては、溶融ガス化器の下部領域に設けられている。 欧州特許明細書第０ ０１０ ６２７号により、例えば還元されたスポンジ状鉄 のような特に鉄を含有した材料を、溶融ガス化器のフードの中央に設けられた供 給開口を通して上方から供給して、重力の作用によって溶融ガス化器内に粒子を 落下させ、溶融ガス化器内に位置した流動床内において減速させることは、公知 である。塊状の石炭は、溶融ガス化器のフードの側方に設けられたまたは溶融ガ ス化器の頂部を閉塞するためのドームに設けられた供給用開口を通して、同様に 重力の作用によって、供給される。溶融ガス化器内において形成された還元ガス は、鉄含有材料のための中央に設けられた供給用開口を通して抽出される。 この種のプロセスは、特に微粒状スポンジ状鉄のような微粒状金属含有物の処 理には適切ではない。というのは、微粒状金属含有物が、溶融ガス化領域におい て発生し溶融ガス化器のフードまたはドームの中央に設けられた供給用開口から 抽出される還元ガスの明確なガス流によって、溶融ガス化器から即座に運び去ら れるからである。このような微粒状金属含有物の持ち去りは、溶融ガス化器の上 部領域すなわち溶融ガス化領域よりも上の領域における温度によって助けられて いる。つまり、その領域の温度は、溶融を起こすには低すぎて、供給箇所におい て微粒子が凝集し、上昇流に抗して溶融ガス化領域へと沈降することができるか らである。 欧州特許出願公開明細書第０ ２１７ ３３１号により、予還元された微粒鉱石 を溶融ガス化器内に導入し、炭素を含有した還元剤を供給しつつプラズマバーナ ーによって完全に還元して溶融させることが公知である。予還元された徴粒鉱石 またはスポンジ状鉄粉は、溶融ガス化器の下部に設けられたプラズマバーナーへ と供給される。この方法の欠点は、予還元された微粒絋石を、下部溶融領域内に すなわち溶融物が集まっている領域内に、直接的に導入することによって、完全 な還元を、もはや保証できないことであり、また、銑鉄のさらなる処理のために 必要な化学化合物をいかなる手段によっても得ることができないことである。そ の上、予還元された微粒鉱石の大部分の供給が、溶融ガス化器の下部領域におい て石炭から形成された流動床または固定床のために、実現できない。というのは 、十分な量の溶融生成物を、プラズマバーナーの高温領域から持ち去ることがで きないからである。予還元された微粒鉱石の大部分の供給は、プラズマバーナー を、すぐに熱的にまた機械的に傷めてしまう。 欧州特許明細書第０ １１１ １７６号により、スポンジ状鉄粒子の微粒フラク ションを、溶融ガス化器のヘッドから石炭流動床の近傍へと下方に突出する下向 きパイプを通して、溶融ガス化器内に供給することが、公知である。下向きパイ プの端部には、微粒フラクションの速度を最小化するためのバッフルプレートが 設けられている。これにより、粒状フラクションは、下向きパイプから、非常に 小さな出口速度でもって供給される。供給箇所においては、溶融ガス化器内の温 度は、非常に低く、そのため、供給された微粒フラクションの瞬時的な溶融が防 止されている。このことおよび下向きパイプからの出口速度が小さいことのため に、供給された微粒フラクションの実質的な部分は、溶融ガス化器内で生成され た還元ガスとともに、再度溶融ガス化器から運び出されてしまうこととなる。微 粒のものを含有したスポンジ状鉄粒子の大部分の供給が、あるいは、微粒フラク ションだけの供給が、この方法では、行うことができない。 欧州特許出願公開明細書第０ ５９４ ５５７号により、スポンジ状鉄の微粒フ ラクションを、搬送ガスによって、溶融ガス化器内の溶融ガス化領域により形成 された流動床内へと直接的に供給することが公知である。しかしながら、これは 不利である。というのは、流動床内に微粒フラクションが直接的に吹き付けられ ることの結果として、フィルタのように機能する流動床が妨害されることにより 、流動床のガス循環が、乱されるからである。その結果、ガスの突発的なガス噴 出が起こって、流動床の閉塞性を壊してしまう。これにより、炭素含有物に対す るガス化プロセスが、また、還元された鉄鉱石に対する溶融プロセスが、著しく 妨害される。 欧州特許出願公開明細書第０ ５７６ ４１４号により、微粒状金属含有物を、 ダストバーナーによる溶融ガス化領域内に導入することが公知である。この方法 では、溶融性能が小さい。これは、高温炎内における粒子の滞留時間が短いこと による。 独国特許出願公告明細書第１１ ５４ ８１７には、微粉化された鉄鉱石とフラ ックスと燃料と酸素およびまたは空気とを、バーナーを通して、反応チャンバ内 に導入する方法が記載されている。この方法においては、ます最初に、強度に酸 化性のバーナー炎が生成されて、反応関連物質が、溶融するまで加熱される。そ の後、さらなる還元操作のために、炎に対して燃料が吹き付けられる。この炎は 、溶融チャンバ内に位置する溶融物に対して向けられている。 本発明は、上述のような欠点および困難さを解決することを目標としており、 本発明の目的は、煉炭化する必要なく微粒状金属含有物を処理することができ、 一方においては、おそらく予還元された状態でのまたは完全に還元された状態で の供給微粒子の、溶融ガス化器内で生成された還元ガスによる持ち去りを、信頼 性高く避けることができ、他方においては、必要に応じて、微粒子の最終還元を 行い得るような、最初に規定した種類の溶融ガス化器を提供することである。本 発明の他の目的は、溶融ガス化領域の流動床内において、金属含有物および炭素 含有物のできるだけ一様な分布を得ることである。 本発明によれば、上記目的は、溶融ガス化器の頂部を閉塞するドームの領域に 好ましくは中央領域に、金属含有物を供給するための少なくとも１つの供給ダク トを設け、溶融ガス化器の内部に、金属含有物のための供給ダクトの開口箇所よ りも下方において、鉛直線に向けて傾斜しているとともに金属含有物が重力によ って沈降した際に衝突することとなる耐火性傾斜壁を配置し、傾斜壁の上方に、 好ましくは石炭バーナーとされた加熱手段を設け、この加熱手段によって、金属 含有物のための供給ダクトの開口箇所と、傾斜壁と、の間の領域を加熱可能とす ることによって得られる。 この構成により、金属含有物は、傾斜壁上に落下し、傾斜壁に沿ってスライド する。加熱手段によって、傾斜壁と、溶融ガス化器のドームと、の間の領域が、 金属含有物の融点以上に維持される。金属含有物は、傾斜壁に対しての衝突によ ってまた傾斜壁に沿ってのスライドによって減速され、部分溶融や凝集を起こす ことができる。ドームの領域に還元性ガスの明確な流れがあったにしても、金属 含有物は、そのように凝集されたことによって、流動床によって形成された溶融 ガス化領域へと沈降して、溶融ガス化領域を通り、溶融ガス化領域内において、 完全に溶融する。溶融ガス化器からの微粒状金属含有物の運び去りが、効果的に 回避されている。 好ましい実施形態においては、傾斜壁は、下方を向いた頂点を有した円錐台ま たはピラミッドからなる包囲型壁として構成され、金属含有物のための複数の供 給ダクトが、溶融ガス化器のドーム内に設けられ、これら供給ダクトのすべてが 、包囲型壁の鉛直方向上方に位置した領域内に設けられているとともに、包囲型 壁の内表面を向いて配置されている。この場合、包囲型壁は、燃焼チャンバとみ なすことができる領域を形成する。燃焼チャンバは、溶融ガス化器の他の空間と は明確に隔離されており、このため、金属含有物の部分溶融や凝集のための供給 すべきエネルギーを、最小化することができる。 さらに、そのようにして形成された燃焼チャンバ内の温度を一様とするために 、包囲型壁の上方に、複数の加熱手段が設けられることが好ましい。この場合、 加熱手段は、金属含有物のための供給ダクトの開口箇所と、包囲型壁が溶融ガス 化器のドームに対して連結されている箇所と、の間に設けられることが適切であ る。 請求の範囲 １．少なくとも部分的に還元されておりかつ微粒状成分を含有したとりわけスポ ンジ状鉄のような金属含有物を原料として、好ましくは銑鉄溶融物のような金属 溶融物と、石炭のガス化による還元ガスと、を製造するための溶融ガス化器（１ ０）であって、酸素含有ガス・炭素含有物・金属含有物のための供給ダクトであ りかつ前記溶融ガス化器（１０）に連通する供給ダクト（１７，１６，９）と、 前記溶融ガス化器（１０）内で生成した還元ガスを溶融ガス化器から取り出すた めに前記溶融ガス化器（１０）から導出された少なくとも１つのガス取出ダクト （１２）と、金属溶融物のためのおよびスラグのための取出口（１８）と、を備 え、前記酸素含有ガスのための供給ダクト（１７）については、前記溶融ガス化 器（１０）の下部領域に配置されてなり、 前記溶融ガス化器（１０）の頂部を閉塞するドーム（３０）の領域には好まし くは中央領域には、金属含有物を供給するための少なくとも１つの供給ダクト（ ９）が設けられ、 前記溶融ガス化器（１０）の内部（３１）には、金属含有物のための前記供給 ダクト（９）の開口箇所よりも下方に、鉛直線に向けて傾斜しているとともに金 属含有物が重力によって沈降した際に衝突することとなる耐火性傾斜壁（３３） が配置され、 該傾斜壁（３３）の上方には、好ましくは石炭バーナーとされた加熱手段（３ ８）が設けられ、この加熱手段によって、金属含有物のための前記供給ダクト（ ９）の前記開口箇所と前記傾斜壁（３３）との間の領域が加熱されるようになっ ていることを特徴とする溶融ガス化器。 ２．前記傾斜壁（３３）は、下方を向いた頂点（３４）を有した円錐台またはビ ラミッドからなる包囲型壁（３３）として構成され、 金属含有物のための複数の供給ダクト（９）が、前記溶融ガス化器（１０）の 前記ドーム（３０）内に設けられ、これら供給ダクト（９）のすべてが、前記包 囲型壁（３３）の鉛直方向上方に位置した領域内に設けられているとともに、前 記包囲型壁（３３）の内表面を向いて配置されていることを特徴とする請求項１ 記載の溶融ガス化器。 ３．前記包囲型壁（３３）の上方に、複数の加熱手段（３８）が設けられている ことを特徴とする請求項２記載の溶融ガス化器。 ４．前記加熱手段は、金属含有物のための前記供給ダクト（９）の開口箇所と、 前記包囲型壁（３３）が前記溶融ガス化器（１０）の前記ドーム（３０）に対し て連結されている箇所と、の間に設けられていることを特徴とする請求項３記載 の溶融ガス化器。 ５．塊状の炭素含有物のための供給ダクト（１６’）が、前記ドーム（３０）の 中央に、かつ、前記包囲型壁（３３）の下部開口（３６）の上方に、設けられて いることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の溶融ガス化器。 ６．塊状の炭素含有物のためのおよび付加的に予還元された鉄含有物のためのさ らなる供給ダクト（１６）が、前記包囲型壁（３３）の鉛直方向上方に位置する 領域よりも外側の領域に設けられていることを特徴とする請求項５記載の溶融ガ ス化器。 ７．微粒成分を少なくとも部分的に備えたとりわけ鉄鉱石のような鉱石とフラッ クスとからなる供給物質を原料として、特に銑鉄のような金属溶融物を製造する ためのプラントであって、 直列接続された少なくとも２つの流動床炉（１〜３）と、請求項１記載の溶融 ガス化器（１０）と、を具備し、 前記鉱石は、流動床炉（１）から流動床炉（２，３）へと、搬送ダクト（６） を通して一方向に搬送され、還元ガスは、流動床炉（３）から流動床炉（２，１ ）へと、還元ガス連結ダクト（１３）を通して反対方向に搬送され、 前記溶融ガス化器（１０）には、前記鉱石の流通の最後に配置された前記流動 床炉（３）からの還元物を導くための供給ダクト（９）と、前記鉱石の流通の最 後に配置された前記流動床炉（３）へと連通するガス取出ダクト（１２）と、が 設けられていることを特徴とするプラント（図１）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 リサーチ インスティテュート オブ イ ンダストリアル サイエンス アンド テ クノロジー インコーポレイテッド ファ ンデイション 大韓民国 ポハン シティ ヒョーチャ― トン サン―32 (72)発明者 ツェッツェ， アルベルト オーストリア国 アー―4020 リンツ ベ スレヘムストラッセ 50 【要約の続き】 ３）の上方には、加熱手段（３８）が設けられており、 この加熱手段によって、金属含有物のための供給ダクト （９）の開口箇所と、傾斜壁（３３）と、の間の領域が 加熱されるようになっている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも部分的に還元されておりかつ微粒状成分を含有したとりわけスポ ンジ状鉄のような金属含有物を原料として、好ましくは銑鉄溶融物のような金属 溶融物と、石炭のガス化による還元ガスと、を製造するための溶融ガス化器（１ ０）であって、酸素含有ガス・炭素含有物・金属含有物のための供給ダクトであ りかつ前記溶融ガス化器（１０）に連通する供給ダクト（１７，１６，９）と、 前記溶融ガス化器（１０）内で生成した還元ガスを溶融ガス化器から取り出すた めに前記溶融ガス化器（１０）から導出された少なくとも１つのガス取出ダクト （１２）と、金属溶融物のためのおよびスラグのための取出口（１８）と、を備 えてなり、 前記溶融ガス化器（１０）の頂部を閉塞するドーム（３０）の領域には好まし くは中央領域には、金属含有物を供給するための少なくとも１つの供給ダクト（ ９）が設けられ、 前記溶融ガス化器（１０）の内部（３１）には、金属含有物のための前記供給 ダクト（９）の開口箇所よりも下方に、鉛直線に向けて傾斜しているとともに金 属含有物が重力によって沈降した際に衝突することとなる耐火性傾斜壁（３３） が配置され、 該傾斜壁（３３）の上方には、好ましくは石炭バーナーとされた加熱手段（３ ８）が設けられ、この加熱手段によって、金属含有物のための前記供給ダクト（ ９）の前記開口箇所と前記傾斜壁（３３）との間の領域が加熱されるようになっ ていることを特徴とする溶融ガス化器。 ２．前記傾斜壁（３３）は、下方を向いた頂点（３４）を有した円錐台またはピ ラミッドからなる包囲型壁（３３）として構成され、 金属含有物のための複数の供給ダクト（９）が、前記溶融ガス化器（１０）の 前記ドーム（３０）内に設けられ、これら供給ダクト（９）のすべてが、前記包 囲型壁（３３）の鉛直方向上方に位置した領域内に設けられているとともに、前 記包囲型壁（３３）の内表面を向いて配置されていることを特徴とする請求項１ 記載の溶融ガス化器。 ３．前記包囲型壁（３３）の上方に、複数の加熱手段（３８）が設けられている ことを特徴とする請求項２記載の溶融ガス化器。 ４．前記加熱手段は、金属含有物のための前記供給ダクト（９）の開口箇所と、 前記包囲型壁（３３）が前記溶融ガス化器（１０）の前記ドーム（３０）に対し て連結されている箇所と、の間に設けられていることを特徴とする請求項３記載 の溶融ガス化器。 ５．塊状の炭素含有物のための供給ダクト（１６’）が、前記ドーム（３０）の 中央に、かつ、前記包囲型壁（３３）の下部開口（３６）の上方に、設けられて いることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の溶融ガス化器。 ６．塊状の炭素含有物のためのおよび付加的に予還元された鉄含有物のためのさ らなる供給ダクト（１６）が、前記包囲型壁（３３）の鉛直方向上方に位置する 領域よりも外側の領域に設けられていることを特徴とする請求項５記載の溶融ガ ス化器。 ７．微粒成分を少なくとも部分的に備えたとりわけ鉄鉱石のような鉱石とフラッ クスとからなる供給物質を原料として、特に銑鉄のような金属溶融物を製造する ためのプラントであって、 直列接続された少なくとも２つの流動床炉（１〜３）と、請求項１記載の溶融 ガス化器（１０）と、を具備し、 前記鉱石は、流動床炉（１）から流動床炉（２，３）へと、搬送ダクト（６） を通して一方向に搬送され、還元ガスは、流動床炉（３）から流動床炉（２，１ ）へと、還元ガス連結ダクト（１３）を通して反対方向に搬送され、 前記溶融ガス化器（１０）には、前記鉱石の流通の最後に配置された前記流動 床炉（３）からの還元物を導くための供給ダクト（９）と、前記鉱石の流通の最 後に配置された前記流動床炉（３）へと連通するガス取出ダクト（１２）と、が 設けられていることを特徴とするプラント（図１）。