JP2001505618A - 液状銑鉄または液状鋼予備生成物を製造するためのプロセス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鉄鉱石（５）およびフラックスから構成されているとともに微粒状の部分を少なくとも部分的に含有する投入物質から液状銑鉄（４３）または液状鋼予備生成物を製造するために、前記鉄鉱石は、流動床法による少なくとも二つの還元段（１，２）において海綿鉄へと直接還元され、海綿鉄は、カーボン含有体および酸素含有ガスの供給下で溶け落ちガス化領域（３９）内において溶融されるとともに、ＣＯおよびＨ₂を含有する還元ガスが生成され、該運元ガスは、各還元段（１，２）の還元領域内に導入されるとともに該還元領域で反応し、頂部ガスとして排出され、選択的に消費者に供給されるプロセスに関する。還元ガスを有効に活用することにより、均一な鉄鉱石の還元率を得るために、・第一の還元（１）段において、鉄鉱石（５）は、還元ガスによって、少なくとも一つの粗粒部分と少なくとも一つの微粒部分とから成る異なる粒径分布を有する少なくとも二つの部分に選別され、・前記各部分は、別々の流動床（６，１５）内で還元ガスによって還元され、・還元ガスは、粗粒部分を含有する第一の流動床（６）を維持するとともに、該第一の流動床から微粒部分を選別し、・さらに還元ガスは、次の流動床（１５）内の微粒部分の運元が所定の時間内で所定の金属化率となる量および／または化学成分で行われるように該次の流動床（１５）内に追加的に直接導入され、・前記第一の流動床（６）および前記次の流動床（１５）から還元済み鉄鉱石（５）が排出され、・第一の還元段（１）において還元された微粒部分および粗粒部分は、前記第一の還元段（１）と同様に操作される少なくとも一つの次の還元段（２）においてさらに還元されるとともに、微粒部分は、酸素の投入により好ましくはバーナー（３８）により凝集化されつつ最後の還元段（２）から溶け落ちガス化領域（３９）へと導入され、かつ、粗粒部分は、重力に従って溶け落ちガス化領域（３９）内に直接的に導入される。

Description

【発明の詳細な説明】 液状銑鉄または液状鋼予備生成物を製造するためのプロセス 本発明は、鉄鉱石およびフラックスから構成されているとともに微粒状の部分 を少なくとも部分的に含有する投入物質から液状銑鉄または液状鋼予備生成物（ liquid steel pre-products）を製造するためのプロセスおよび該プロセスを実 施するプラントに関する。鉄鉱石は、流動床法による少なくとも二つの還元段に おいて海綿鉄へと直接還元される。海綿鉄は、カーボン含有体および酸素含有ガ スの供給下で溶け落ちガス化領域内において溶融されるとともに、ＣＯおよびＨ₂ を含有する還元ガスが生成される。該還元ガスは、各還元段の還元領域内に導 入されるとともに該還元領域で反応し、頂部ガスとして排出され、選択的に消費 者に供給される。 この種の方法は、例えば欧州特許第０ ５９４ ５５７号公開公報に開示されて いる。この既知の方法によれば、好ましい実施形態において、局所的に分離され ているとともに直列接続された二つの還元領域において還元か行われる。第一の 還元領域から排出される還元ガスは第二の還元領域へと供給される。還元ガスは 、微粒鉱石の流れ方向ここでは対向流として第一の還元領域に先だって接続され ており、該第一の領域から加圧されることにより予熱領域へと供給される。 単一の段による直接還元すなわち単一の還元領域のみを用いる直接還元に比べ て有利な効果は、還元ガスの消費量を低く抑えることができるということ。すな わち以下の理由による：還元プロセスにおいて技術上は、少なくとも７５０℃の 還元温度が必要とされる。そのため、還元領域から排出されるときの還元ガスの 温度は最低でも７５０℃の温度が不可欠である。 技術上の理由から溶融ガス化炉からの還元ガスを９５０℃を超える温度とする ことはできないので、約２００℃の温度勾配のみが利用できるだけである。これ は、還元ガスの顕熱のうち約１／３しか利用できないことを意味する。このよう な温度を維持するために、単一段の還元プロセスに対して、還元に必要な量の還 元ガスが得られるまで還元ガスを数回にわたって用いることが必要とされる。結 果として、還元ガスを十分に活用しないことになり、溶融ガス化炉内において多 くの石炭を消費することになる。 この既知のプロセスは所定の価値を有しているが、異なった粒径を有する鉱石 を処理するとき即ち微粒鉱石の部分を僅かに多く有する鉱石（例えば並の鉱石） を処理するときに鉄鉱石の微粒部分と粗粒部分とがあるので、異なった還元率が 得られることがある。粒径を整えることは困難であり、鉄鉱石の粗粒部分の滞留 時間とは別に微粒部分の滞留時間を反応炉内で調節することは、この既知のプロ セスに対しては不可能である。 既知のプロセスにおいて、溶融ガス化炉の直前に配置された還元領域からの完 全に還元された微粒鉱石部分は、粗粒部分とは別に、すなわち溶け落ちガス化炉 の固定床の上方に形成された流動床の高さ位置において該溶け落ちガス化領域へ と投入される。ここで、溶け落ちガス化領域内で生成された還元ガスと共に微粒 部分が運び出されるのが回避される。もし流動床が投入された微粒部分によって 過不可とされた場合には、流動床が崩壊するとともに引き続きガスがせき止めら れる。結果としてガスの突然の噴出が引き起こされる。これにより、カーボン含 有体のガス化プロセスおよび還元済み鉄鉱石すなわち海綿鉄の溶融プロセスがか なり妨害されることになる。発生した還元ガスの圧力や発生量の制御不可能な変 動、および還元プロセスに対して望ましくない還元成分を有する還元ガスの組成 が生じうる。 韓国特許出願第９４−３８９８０号には、冒頭に説明した形式のプロセスが開 示されている。ここでは、溶け落ちガス化領域の直前に配置された還元領域にお いて、予還元された微粒鉱石部分が、還元ガスによって排出されるとともに別個 の微粒鉱石用還元領域へと供給されるようになっている。完全に還元された微粒 鉱石は、欧州特許第０５ ９４５ ５７号公開公報のように微粒鉱石用還元領域か ら溶融ガス化炉内の流動床領域へと導かれ、したがって、上述した妨害が溶融ガ ス化炉内で生じうることになる。 韓国特許出願第９４−３８９８０号によれば、鉄鉱石は、第一の還元領域で予 還元されるとともに、微粒鉱石部分と粗粒鉱石部分とが共に単一の還元領域内で 還元される。この結果として、欧州特許第０５ ９４５ ５７号公開公報に関連し て説明した欠点すなわち還元領域における微粒鉱石部分および粗粒鉱石部分の還 元率の不均一が引き起こされる。 本発明は、これらの欠点および困難を回避することをねらいとする。本発明の 目的は、鉄鉱石の微粒部分および粗粒部分の還元率を均一化すること、即ち還元 ガスの活用を高めるために少なくとも二段とされた多段の還元プロセスを採用す ることによって、冒頭に説明した形式のプロセスおよび該プロセスを実施するプ ラントを提供することである。特に、本発明によれば、溶け落ちガス化領域にお ける還元ガスの生成プロセスおよび溶け落ちプロセスに関する妨害が回避される 。 本発明によれば、冒頭に記載した形式のプロセスに対して以下の特徴的な構成 を組み合わせることにより、上記各目的は達成される： ・第一の還元段において、鉄鉱石は、還元ガスによって、少なくとも一つの粗 粒部分と少なくとも一つの微粒部分とから成る異なる粒径分布を有する少なくと も二つの部分に選別され、 ・前記各部分は、別々の流動床内で還元ガスによって還元され、 ・還元ガスは、粗粒部分を含有する第一の流動床を維持するとともに、該第一 の流動床から微粒部分を選別し、 ・さらに還元ガスは、次の流動床内の微粒部分の還元が所定の時間内で所定の 金属化率となる量および／または化学成分で行われるように該次の流動床内に追 加的に直接導入され、 ・前記第一の流動床および前記次の流動床から還元済み鉄鉱石が排出され、 ・第一の還元段において還元された微粒部分および粗粒部分は、前記第一の還 元段と同様に操作される次の還元段においてさらに還元されるとともに、 微粒部分は、酸素の投入により好ましくはバーナーにより凝集化されつつ最後 の還元段から溶け落ちガス化領域へと導入され、かつ、 粗粒部分は、重力に従って溶け落ちガス化領域内に直接的に導入される。 バーナーを用いることによって溶け落ち容器内に還元された微粒部分を投入す る技術は、韓国特許出願第９２−２７５０２号に開示されている。しかし、還元 ガスによる還元は単一段において行われるものであり、また、単一段のプロセス において予還元されただけの鉄鉱石の溶け落ちは、いわゆる“浴内（in-bath） ”法によって行われている。この方法によれば、固定床および流動床が存在しな い、 溶融スラグに覆われた溶融金属のみが反応炉内に存在するだけである。投入され た石炭はスラグ層内でガス化されるとともに、該スラグ層内で、投入された予還 元済み鉄鉱石が完全に還元される。しかし、この還元プロセスは、冒頭に説明し た形式のプロセスおよび本発明のプロセスとは完全に異なるものである。つまり 、予還元は、ＣＯおよび／またはＨ₂によるＦｅ₂Ｏ₂の還元によってせいぜいＦ ｅＯの段階までしか到達せず、この予還元された鉄鉱石は、カーボンを用いて即 ちＦｅＯ＋Ｃ＝Ｆｅ＋ＣＯという反応により溶け落ち容器内で完全に還元される という点で異なる。したがって、これらの“浴内”法による溶融プロセスは、冒 頭に説明した形式のプロセスと根本的に異なるものである。なぜなら、還元ガス による還元は、ほんの僅かな程度すなわち約３０％の還元率でしか行われていな いからである。溶け落ち反応炉内で完全な還元を行うには、本発明のプロセスと 比較した場合には、多くのカーボンが必要とされる。それどころか、冒頭に説明 した形式および本発明の方法によれば、還元ガスのみによって、９０％或いはそ れ以上の還元率を得ることができる。“浴内”では固定床および流動床が存在し ないので、本発明の課題すなわち流動床への過負荷というような課題は生じるこ とはない。 好ましい態様によれば、両還元段において、本発明により選別された微粒部分 の粒径分布は、前記第一の流動床へと導かれる還元ガスの単位時間当たりの供給 量を調節することにより全体の粒径分布の関数として調節されるとともに、同時 に、微粒部分の還元率は、微粒部分に追加的に直接供給される二次還元ガスの量 を調節することにより調節することができる。 本発明によるプロセスの単純化された態様によれば、第一の還元段において還 元された微粒部分および粗粒部分は共に、次の還元段の第一の流動床においてさ らに還元され、微粒部分は、再び選別されて次の流動床に供給されるとともに、 該流動床内でさらに還元される。 好ましくは、第一の還元段において還元された微粒部分は、前記次の還元段の 前記次の流動床へと直接供給されるとともに、該流動床内でさらに還元される。 最初に記載した本発明のプロセスの他の単純化した変形プロセスによれば、微 粒部分は、バーナーによって導入される代わりに、溶け落ちガス化領域内に開口 する酸素供給手段の近傍において溶け落ちガス化領域内に導入される。 直列的に接続された少なくとも二つの還元ユニットを備え、第一の反応炉内に は、鉄鉱石およびフラックスを含有する投入物質用のコンベアダクトと、還元ガ ス用のガス供給ダクトと、前記反応炉内で形成された還元生成物のため及び反応 炉を備えた次の還元ユニットへと導くためのコンベアダクトと、頂部ガスのため のガス排出ダクトと、が走行しており、還元ガス用の前記ガス供給ダクトは、前 記次の還元ユニットからの還元ガスのためのガス排出ダクトを形成し、前記次の 還元ユニット内で形成された還元生成物用の次のコンベアダクトが、酸素含有ガ スおよびカーボン含有体のための供給ダクトと、銑鉄あるいは鋼予備生成物およ びスラグのためのタップとが設けられた溶融ガス化炉内に走行し、前記次の還元 ユニット内に走行する前記溶融ガス化炉内で生成された還元ガスのための還元ガ ス供給ダクトが該溶融ガス化炉から出発している、本発明によるプロセスを実施 するプラントにおいて、前記各還元ユニットのそれぞれには、鉄鉱石の流れ方向 に直列に接続された少なくとも二つの反応炉が設けられ、前記各反応炉のそれぞ れに対して並列的に導くための還元ガス用の一つのガス供給ダクトが設けられ、 還元ガス排出手段が、鉄鉱石の流れ方向に見た場合に一番目となる前記反応炉か ら、同一の還元ユニットに設けられた鉄鉱石の微粒部分を還元するための第二の 反応炉内へと走行し、還元生成物用のコンベアダクトが、前記各反応炉から出発 し、前記二つのコンベアダクトはさらに、第一の還元ユニットから次の還元ユニ ット内へと走行し、最後の還元ユニットを形成するとした場合の前記次の還元ユ ニットから出発する前記各コンベアダクトは、前記溶融ガス化炉内に別々に導か れ、すなわち、最後の還元ユニットの第一の反応炉から出発するコンベアダクト は、前記溶融ガス化炉内に直接的に進入するとともに、最後の還元ユニットの第 二の反応炉から出発するコンベアダクトは、酸素が豊富な部分において、好まし くはバーナーを介して前記溶融ガス化炉内に進入することを特徴とする。 好ましい態様によれば、前記第一の還元ユニットから導かれる前記二つのコン ベアダクトは共に、前記次の還元ユニットへと進入する。 還元ユニットの前記次の反応炉から導かれる前記コンベアダクトは、続けて配 置された還元ユニットの前記次の反応炉内に直接走行している。 他の好ましい態様によれば、前記第一の還元ユニットの前方には、鉄鉱石用の 予熱炉が設けられており、該予熱炉には、前記第一の還元ユニットから頂部ガス を導くガスダクトが進入していることを特徴とする。 本発明は、以下に、各実施形態を参照してさらに詳細に説明される。図１〜図 ３はそれぞれ、本発明によるプラントの好適な実施形態を概略的に示した図であ る。図４は、改良された実施形態による溶融ガス化炉を備えた例示的な実施形態 に関する図である。 図１に示した本発明によるプラントには、連続的に直列に接続された還元段あ るいは還元ユニット１，２が設けられている。少なくとも微少部分（以下に「微 粒部分」という。）と、粗目部分（以下に「粗粒部分」という。）と、を有する とともに選択的に既に予熱された（選択的にフラックスが混合された）鉄鉱石が 、鉱石供給ダクト３を介して第一の還元ユニット１へと供給される。ここでは、 予還元および、鉄鉱石が予熱されていない場合にはさらに予熱が行われる。この 第一の還元ユニット１は、以下の構成とされている。 還元ユニット１には、鉄鉱石５で形成された第一の流動床６を収容する第一の 反応炉４が設けられている。反応炉４を取り囲む円形ダクト８から出発するガス 供給ダクト７を介して半径方向に対称に供給される還元ガスによって、流動床６ は維持されている。鉱石供給ダクト３は、反応炉４に対して側方から進入してい る。 円錐台状に先細りとされた反応炉４の下端部には、予還元済みの鉄鉱石のため の排出手段１０が設けられている。流動床６の上方に所定距離だけ離間した位置 おいて円形断面１１を適切に有する第一の反応炉４の上端部には、略垂直方向に 向けられているとともに断面１３を有する還元ガス排出手段１２が設けられてい る。この断面１３は、好ましくは、反応炉の断面１１に比べて縮径された円形断 面１３とされている。したがって、排出手段１２はノズル状の縮径部を形成する ことになる。排出手段１２を垂直方向に配置することによって、上方に流れる還 元ガスによって思いがけず飛沫同伴してしまうより大きな鉱石粒子、および還元 中に流動床６内で形成された塊状物の再循環が可能となる。 第一の反応炉４の上方には、次の流動床１５を備えた次の反応炉１４が直接的 に設けられている。半径方向に対称に即ち本実施形態では中心を合わせて配置さ れたガス供給開口部１７を介して、第一の反応炉４の排出手段１２が、第一の反 応炉４の断面１１よりも大きい円形断面１６を有する前記次の反応炉１４内に進 入している。鉄鉱石５の一部分すなわち粒径分布のうち小さい範囲に属する粒径 を有する部分（微粒部分）を飛沫同伴させるとともに第一の反応炉４から排出さ れる還元ガスが、ガス供給開口部１７を介して流動床１５内に進入しかつ該流動 床を維持する。第二の反応炉１４が第一の反応炉４に対して半径方向外方に片持 ち支持されるように、円形リング形状に即ち外方に延伸する円形リング状拡大部 １８を設けることにより、第二の反応炉１４の下端部も同様に円錐台形に縮径さ れている。 拡大部１８において、次の反応炉１４には、ガス供給ダクト２０を介して二次 還元ガスを直接供給しかつ流入するために、半径方向に対称に配列されたガス分 配底部１９が設けられている。この二次還元ガスの流れはさらに、第一の反応炉 ４から反応炉１４内へと流れる還元ガスの流れと共に、次の反応炉１４内の流動 床１５を維持するだけでなく、流動床１５内に存在する鉄鉱石５を十分に還元す るために供されている。このときに、第一の反応炉４から流れ出す還元ガスの還 元能力がさらに利用されることになる。比較的大きな鉱石粒子またはこれら粒子 により形成された塊状物が、第一の反応炉４内の流動床６内に落下して復帰する とともに該流動床でさらに還元されるように、穿孔された底部、ふるい状底部、 バルブが取り付けられたトレー（valve tray）またはバブル状プレート（bubble plate）等として構成することができるガス分配底部１９は、中心に配置された ガス供給開口部１７に向けてテーパー状に（略円錐台状に）形成されている。各 ガス供給ダクト７，２０は、平行に配置してガスを流すために設けられている。 次の反応炉１４の上端部には、半径方向外方に向けられた即ち外方に片持ち支 持する拡張部２１が設けられている。これにより、流動床１５の上方に所定距離 だけ離間した位置において、例えば流動床１５内の速度の約半分の速度となるよ うな顕著なガス速度の降下が行われる。この結果として、排出ダクト２２を介し て頂部へと運ばれる使用済み還元ガスと共に排出されるダストの量が劇的に減少 することになる。使用済み還元ガスはサイクロン２３内で洗浄され、これにより 選別された微粒子は、サイクロン２３から、再循環ダクト２４を介して次の反応 炉１４の流動床１５内へと選択的に復帰させられる。次の反応炉１４には、該反 応炉１４内で還元された鉄鉱石５のためのコンベアダクトとして構成された排出 手段２５が別個に設けられている。 粗粒部分および微粒部分から成る部分内すなわち異なる粒径分布を有する部分 内に流れ込む還元ガスを用いた風による選別（windsifting）によって、幅広い 粒径範囲（例えば０．０１〜８ｍｍ）を有する投入後の鉄鉱石５の選別が還元ユ ニット１の内部において行われる。この結果として、流動化のための流れ条件と 、粒子の焼きに対する鉄鉱石の滞留時間と、が最適となるように調節できる。 下方の第一の反応炉４から運ばれる微粒子は、ノズル状縮径部１２を通過して 上方に流れる加速された還元ガスによって再び上方に飛沫同伴されるので、この 縮径部１２によって第一の反応炉４内に微粒子が復帰して流れ込むのを妨げてい る。各還元ガス供給ダクト８，２０に体積流量制御装置２６を設けることにより 、ガス流れを最適化するとともに、それぞれの粒径部分すなわちそれぞれの流動 床６，１５に対して還元ガス内の鉱石粒子の滞留時間を最適化することができる 。したがって、微粒部分および粗粒部分のいずれに対しても可能な限り低い還元 ガスの消費量で粉状鉱石の金属化率を所定の値にしかも所定の時間内で正確に調 節することができる。 排出手段１０により第一の反応炉４から運び出される還元された鉄鉱石５の粗 粒部分は、コンベアダクトとして構成された固体物排出手段２７を介して前方に 運搬される。浄化後のガスは、サイクロン２３に接続されたダクト２８を通過し て、該ガス内に含まれる残余ダストと共に引き出される。 第二の還元ユニット２は、予還元された鉄鉱石を海綿鉄へと完全に還元を行う ものであり、この還元ユニット２には、別個に配列された即ち各々別々に配列さ れた二つの反応炉２９，３０が設けられている。粗粒部分用のコンベアダクト２ ７と微粒部分用のコンベアダクト２５とは共に、還元されるべき材料を収容する 直列に配列された二つの反応炉のうちの第一の反応炉２９に進入する。この第一 の反応炉２９には、ガス供給ダクト３１を介して該反応炉の底部から還元ガスが 供給される。ここでも、風による選別が行われ、予還元された微粒鉱石が選別さ れる。すなわち、微粒部分は、還元ガスと共に、第一の反応炉２９の上端部に設 けられたガス排出ダクト３２を介して還元ユニット２の第二の反応炉３０へと供 給される。 変形例としては、図１に破線で示したように、排出手段２５を介して排出され る微粒部分を、コンベアダクト２５’を介して、第二の還元ユニット２の第二の 反応炉３０へと直接的に供給することもできる。 この第二の反応炉３０に対して、供給ダクト３３を介して該反応炉の底部から 還元ガスが供給される。この還元ガスは、ガス排出手段３２を介して第二の還元 ユニット２の第一の反応炉２９から流出する還元ガスと共に、反応炉３０の上方 に拡径するドーム部を通過して第一の還元ユニット１へと供給される。還元ガス 用の各ガス供給ダクト３１，３３は、ガスを流動させるために平行に配列されて おり、体積流量制御装置２６がそれぞれ設けられている。 コンベアダクト３４を介して第二の還元ユニット２の第一の反応炉２９から排 出される粗粒部分は、重力に従って溶融ガス化炉３５へと導かれる。排出ダクト ３６を介して第二の還元ユニット２の第二の反応炉３０から排出される徴粒部分 は、溶融ガス化炉３５のドーム部３７に設けられたバーナー３８を介して該溶融 ガス化炉へと導かれる。微粒部分が重力に従って溶け落ちガス化領域３９内に入 り込むように、バーナー３８は微粒部分の各粒子を凝集させる。 溶融ガス化炉３５内の溶け落ちガス化領域３９において、ＣＯおよびＨ₂を含 有する還元ガスが、石炭と酸素含有ガスとから生成される。この還元ガスは、還 元ガス供給ダクト４０を介して第二の還元ユニット２の二つの反応炉２９，３０ に導かれる。 溶融ガス化炉３５には、固体状カーボン含有体用の供給ダクト４１と、酸素含 有ガス用の供給ダクト４２とが設けられており、選択的に、室温において液体ま たは気体とされる炭化水素等のカーボン含有体用の供給ダクト及び、か焼済みフ ラックス用の供給ダクトが設けられる。溶融ガス化炉３５内の溶け落ちガス化領 域３９の下方には、溶融銑鉄４３または溶融鋼予備材料（steel pre-material） および溶融スラグ４４が収集され、タップ４５を介して排出される。 スラグ４４の上方には、カーボン含有体（コークス）から成る固定床Ｉが形成 さ れるとともに、その上方には、カーボン含有体（コークス粒子）の粗粒部分から 成る流動床と、その上方に微粒部分から成る流動床とから構成される流動床IIが 形成される。 溶融ガス化炉３５から出発しかつ二つの反応炉２９，３０内へと走行する還元 ガス供給ダクト４０には、高温ガスサイクロン等の脱ダスト手段４６が設けられ ている。高温ガスサイクロン４６により分離されたダスト粒子は、輸送手段とし ての窒素ガスと共に復帰ダクト４７を介して、酸素が吹き付けられるバーナー４ ８を通過して溶融ガス化炉３５へと供給される。バーナー４８は、流動床IIの高 さ位置または流動床IIの上方に設けることができる。 還元ガスの温度を調節するために、好ましくは、ガス再循環ダクト４９が設け られる。このガス再循環ダクト４９は、還元ガス供給ダクト４０から分岐し、ス クラバ５０およびコンプレッサー５１を介して、還元ガス供給ダクト４０すなわ ち高温ガスサイクロン４６の前方位置に還元ガスの一部を復帰させる。 図２に示した実施形態によれば、第一の還元ユニット１の前方に予熱段５２が 接続されている。この予熱段５２には、第一の還元ユニット１から排出される予 熱ガスとしての頂部ガスの一部が供給されるとともに、空気供給ダクト５３を介 して空気が供給される。二つの還元ユニット１，２は同様の構成とされている。 すなわち、各還元ユニットは、図１の実施形態における第一の還元ユニット１と 同様の構成とされている。 図３によれば、第一の還元ユニット１は図１の実施形態の第二の還元ユニット ２に対応しており、第二の還元ユニット２は図１の実施形態の第一の還元ユニッ ト１に対応している。 図４には、本発明によるプラントの変形例の詳細が示されている。つまり、完 全に還元された微粒部分は、バーナー３８を介さずに直接的に溶融ガス化炉３５ 内へと導かれる。本変形例においても微粒部分の各粒子の迅速な凝集化を行い、 かつ溶融ガス化炉３５から外方に排出される還元ガスによって微粒部分の粒子が 排出されるのを回避するために、溶融ガス化炉３５の内部へと向かう排出ダクト ３６の入り口部分近傍には酸素供給ダクト４２’が進入している。図４において 破線で示したダクト３６’および破線で示した酸素供給ダクト４２”によって示 したように、排出ダクト３６の入り口部分は、溶融ガス化炉３５の下方に傾斜す る部分に設けることもできる。 本発明によれば、プロセス技術に関する有利点は以下のようである：もっとも 重要なことは、粗粒部分と微粒部分との選別を、比較的感度よくかつ正確に調節 可能に行ったことである。これにより、できるだけ多くの部分を重力により直接 投入することができるとともに、厳密に必要とされる部分のみが、バーナー３８ または酸素が豊富な部分を介して溶融ガス化炉３５内へと投入することができる ことである。この結果として、低い能力のバーナーでも十分使用に耐えうるので 溶融ガス化炉３５のドーム部３７に対して低い温度負荷を供給することになり、 そのため、全エネルギー消費量が低く抑えられるとともに、還元ガスによる冷却 も比較的少ない量のみが必要とされるだけである。これはさらに、固着（sticki ng）の危険性も減少させることになる。溶融ガス化炉内がダストで充満すること を回避するように、微粒部分は投入中に溶融される。以下の化学反応によって微 粒部分を溶融するためのエネルギーが削減され、カーボンを追加的に供給するこ となくバーナーを操作することができる：２Ｆｅ＋Ｏ₂＝２ＦｅＯ 本発明は、図に示した例示的な実施形態に限定されることはなく、種々の観点 から改良を施すことができる。還元段または還元ユニットの数に関しては、当業 者であれば自由に選択することができる。これらの数は、所望のプロセル流れ及 び投入材料の機能に応じて選択することができる。

【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 液状銑鉄または液状鋼予備生成物を製造するためのプロセス 本発明は、鉄鉱石およびフラックスから構成されているとともに微粒状の部分 を少なくとも部分的に含有する投入物質から液状銑鉄または渣状鋼予備生成物（ liquid steel pre-products）を製造するためのプロセスおよび該プロセスを実 施するプラントに関する。鉄鉱石は、流動床法による少なくとも二つの還元段に おいて海綿鉄へと直接還元される。海綿鉄は、カーボン含有体および酸素含有ガ スの供給下で溶け落ちガス化領域内において溶融されるとともに、ＣＯおよびＨ₂ を含有する還元ガスが生成される。該還元ガスは、各還元段の還元領域内に導 入されるとともに該還元領域で反応し、頂部ガスとして排出され、選択的に消費 者に供給される。 連続溶融を伴う鉱石の還元を行うプロセスは、例えば欧州特許第０ ５９４ ５ ５７号公開公報に開示されている。この既知の方法によれば、好ましい実施形態 において、局所的に分離されているとともに直列接続された二つの還元領域にお いて還元が行われる。第一の還元領域から排出される還元ガスは第二の還元領域 へと供給される。還元ガスは、微粒鉱石の流れ方向ここでは対向流として第一の 還元領域に先だって接続されており、該第一の領域から加圧されることにより予 熱領域へと供給される。二つの還元領域はそれぞれ、流動床内で微粒固体粒子の 還元を行う上方区画と、より粗い目の固体粒子が下降するとともにこれら粒子が 飛沫しかつ通過する固定床（flown-through fixed bed）内で還元される下方区 両とを有している。 単一の段による直接還元すなわち単一の還元領域のみを用いる直接還元に比べ て有利な効果は、還元ガスの消費量を低く抑えることができるということ。すな わち以下の理由による：還元プロセスにおいて技術上は、少なくとも７５０℃の 還元温度が必要とされる。そのため、還元領域から排出されるときの還元ガスの 温度は最低でも７５０℃の温度が不可欠である。 技術上の理由から溶融ガス化炉からの還元ガスを９５０℃を超える温度とする ことはできないので、約２００℃の温度勾配のみが利用できるだけである。これ は、還元ガスの顕熱のうち約１／３しか利用できないことを意味する。このよう な温度を維持するために、単一段の還元プロセスに対して、還元に必要な量の還 元ガスが得られるまで還元ガスを数回にわたって用いることが必要とされる。結 果として、還元ガスを十分に活用しないことになり、溶融ガス化炉内において多 くの石炭を消費することになる。 この既知のプロセスは所定の価値を有しているが、異なった粒径を有する鉱石 を処理するとき即ち微粒鉱石の部分を僅かに多く有する鉱石（例えば並の鉱石） を処理するときに鉄鉱石の微粒部分と粗粒部分とがあるので、異なった還元率が 得られることがある。粒径を整えることは困難であり、鉄鉱石の粗粒部分の滞留 時間とは別に微粒部分の滞留時間を反応炉内で調節することは、この既知のプロ セスに対しては不可能である。 既知のプロセスにおいて、溶融ガス化炉の直前に配置された還元領域からの完 全に還元された微粒鉱石部分は、粗粒部分とは別に、すなわち溶け落ちガス化炉 の固定床の上方に形成された流動床の高さ位置において該溶け落ちガス化領域へ と投入される。ここで、溶け落ちガス化領域内で生成された還元ガスと共に微粒 部分が運び出されるのが回避される。もし流動床が投入された微粒部分によって 過不可とされた場合には、流動床が崩壊するとともに引き続きガスがせき止めら れる。結果としてガスの突然の噴出が引き起こされる。これにより、カーボン含 有体のガス化プロセスおよび還元済み鉄鉱石すなわち海綿鉄の溶融プロセスがか なり妨害されることになる。発生した還元ガスの圧力や発生量の制御不可能な変 動、および還元プロセスに対して望ましくない還元成分を有する還元ガスの組成 が生じうる。 韓国特許出願第９４−３８９８０号には、冒頭に説明した形式のプロセスが開 示されている。ここでは、溶け落ちガス化領域の直前に配置された還元領域にお いて、予還元された微粒鉱石部分が、還元ガスによって排出されるとともに別個 の微粒鉱石用還元領域へと供給されるようになっている。完全に還元された微粒 鉱石は、欧州特許第０ ５９４ ５５７号公開公報のように微粒鉱石用還元領域か ら溶融ガス化炉内の流動床領域へと導かれ、したがって、上述した妨害が溶融ガ ス化炉内で生じうることになる。 韓国特許出願第９４−３８９８０号によれば、鉄鉱石は、第一の還元領域で予 還元されるとともに、微粒鉱石部分と粗粒鉱石部分とが共に単一の還元領域内で 還元される。この結果として、欧州特許第０ ５９４ ５５７号公開公報に関連し て説明した欠点すなわち還元領域における微粒鉱石部分および粗粒鉱石部分の還 元率の不均一が引き起こされる。 本発明は、これらの欠点および困難を回避することをねらいとする。本発明の 目的は、鉄鉱石の微粒部分および粗粒部分の還元率を均一化すること、即ち還元 ガスの活用を高めるために少なくとも二段とされた多段の還元プロセスを採用す ることによって、冒頭に説明した形式のプロセスおよび該プロセスを実施するプ ラントを提供することである。特に、本発明によれば、溶け落ちガス化領域にお ける還元ガスの生成プロセスおよび溶け落ちプロセスに関する妨害が回避される 。 本発明によれば、冒頭に記載した形式のプロセスに対して以下の特徴的な構成 を組み合わせることにより、上記各目的は達成される： ・前記二つの還元段は、別個とされた二つの流動床をそれぞれ有しており、第 一の還元段において、鉄鉱石は、還元ガスによって、少なくとも一つの粗粒部分 と少なくとも一つの微粒部分とから成る異なる粒径分布を有する少なくとも二つ の部分に選別され、 ・前記各部分は、別々の流動床内で還元ガスによって還元され、 ・還元ガスは、粗粒部分を含有する第一の流動床を維持するとともに、該第一 の流動床から微粒部分を選別し、 ・さらに還元ガスは、次の流動床内の徴粒部分の還元が所定の時間内で所定の 金属化率となる量および／または化学成分で行われるように該次の流動床内に追 加的に直接導入され、 ・前記第一の流動床および前記次の流動床から還元済み鉄鉱石が排出され、 ・第一の還元段において還元された微粒部分および粗粒部分は、前記第一の還 元段と同様に操作される次の還元段においてさらに還元されるとともに、 微粒部分は、酸素の投入により好ましくはバーナーにより凝集化されつつ最後 の還元段から溶け落ちガス化領域へと導入され、かつ、 粗粒部分は、重力に従って溶け落ちガス化領域内に直接的に導入される。 バーナーを用いることによって溶け落ち容器内に還元された徴粒部分を投入す る技術は、韓国特許出願第９２−２７５０２号に開示されている。しかし、還元 ガスによる還元は単一段において行われるものであり、また、単一段のプロセス において予還元されただけの鉄鉱石の溶け落ちは、いわゆる“浴内（in-bath） ”法によって行われている。この方法によれば、固定床および流動床が存在しな い、溶融スラグに覆われた溶融金属のみが反応炉内に存在するだけである。投入 された石炭はスラグ層内でガス化されるとともに、該スラグ層内で、投入された 予還元済み鉄鉱石が完全に還元される。しかし、この還元プロセスは、冒頭に説 明した形式のプロセスおよび本発明のプロセスとは完全に異なるものである。つ まり、予還元は、ＣＯおよび／またはＨ₂によるＦｅ₂Ｏ₃の還元によってせいぜ いＦｅＯの段階までしか到達せず、この予還元された鉄鉱石は、カーボンを用い て即ちＦｅＯ＋Ｃ＝Ｆｅ＋ＣＯという反応により溶け落ち容器内で完全に還元さ れるという点で異なる。したがって、これらの“浴内”法による溶融プロセスは 、冒頭に説明した形式のプロセスと根本的に異なるものである。なぜなら、還元 ガスによる還元は、ほんの僅かな程度すなわち約３０％の還元率でしか行われて いないからである。溶け落ち反応炉内で完全な還元を行うには、本発明のプロセ スと比較した場合には、多くのカーボンが必要とされる。それどころか、冒頭に 説明した形式および本発明の方法によれば、還元ガスのみによって、９０％或い はそれ以上の還元率を得ることができる。“浴内”では固定床および流動床が存 在しないので、本発明の課題すなわち流動床への過負荷というような課題は生じ ることはない。 好ましい態様によれば、両還元段において、本発明により選別された微粒部分 の粒径分布は、前記第一の流動床へと導かれる還元ガスの単位時間当たりの供給 量を調節することにより全体の粒径分布の関数として調節されるとともに、同時 に、微粒部分の還元率は、微粒部分に追加的に直接供給される二次還元ガスの量 を調節することにより調節することができる。 本発明によるプロセスの単純化された態様によれば、第一の還元段において還 元された微粒部分および粗粒部分は共に、次の還元段の第一の流動床においてさ らに還元され、微粒部分は、再び選別されて次の流動床に供給されるとともに、 該流動床内でさらに還元される。 好ましくは、第一の還元段において還元された微粒部分は、前記次の還元段の 前記次の流動床へと直接供給されるとともに、該流動床内でさらに還元される。 最初に記載した本発明のプロセスの他の単純化した変形プロセスによれば、微 粒部分は、バーナーによって導入される代わりに、溶け落ちガス化領域内に開口 する酸素供給手段の近傍において溶け落ちガス化領域内に導入される。 直列的に接続された少なくとも二つの還元ユニットを備え、第一の反応炉内に は、鉄鉱石およびフラックスを含有する投入物質用のコンベアダクトと、還元ガ ス用のガス供給ダクトと、前記反応炉内で形成された還元生成物のため及び反応 炉を備えた次の還元ユニットへと導くためのコンベアダクトと、頂部ガスのため のガス排出ダクトと、が走行しており、還元ガス用の前記ガス供給ダクトは、前 記次の還元ユニットからの還元ガスのためのガス排出ダクトを形成し、前記次の 還元ユニット内で形成された還元生成物用の次のコンベアダクトが、酸素含有ガ スおよびカーボン含有体のための供給ダクトと、銑鉄あるいは鋼予備生成物およ びスラグのためのタップとが設けられた溶融ガス化炉内に走行し、前記次の還元 ユニット内に走行する前記溶融ガス化炉内で生成された還元ガスのための還元ガ ス供給ダクトが該溶融ガス化炉から出発している、本発明によるプロセスを実施 するプラントにおいて、前記各還元ユニットのそれぞれには、鉄鉱石の流れ方向 に直列に接続された少なくとも二つの反応炉が設けられ、前記各反応炉は、別個 の流動床を有しており、前記各反応炉のそれぞれに対して並列的に導くための還 元ガス用の一つのガス供給ダクトが設けられ、還元ガス排出手段が、鉄鉱石の流 れ方向に見た場合に一番目となる前記反応炉から、同一の還元ユニットに設けら れた鉄鉱石の微粒部分を還元するための第二の反応炉内へと走行し、還元生成物 用のコンベアダクトが、前記各反応炉から出発し、前記二つのコンベアダクトは さらに、第一の還元ユニットから次の還元ユニット内へと走行し、最後の還元ユ ニットを形成するとした場合の前記次の還元ユニットから出発する前記各コンベ アダクトは、前記溶融ガス化炉内に別々に導かれ、すなわち、最後の還元ユニッ トの第一の反応炉から出発するコンベアダクトは、前記溶融ガス化炉内に直接的 に進入するとともに、最後の還元ユニットの第二の反応炉から出発するコンベア ダクトは、酸素が豊富な部分において、好ましくはバーナーを介して前記溶融ガ ス化炉内に進入することを特徴とする。 好ましい態様によれば、前記第一の還元ユニットから導かれる前記二つのコン ベアダクトは共に、前記次の還元ユニットへと進入する。 還元ユニットの前記次の反応炉から導かれる前記コンベアダクトは、続けて配 置された還元ユニットの前記次の反応炉内に直接走行している。 他の好ましい態様によれば、前記第一の還元ユニットの前方には、鉄鉱石用の 予熱炉が設けられており、該予熱炉には、前記第一の還元ユニットから頂部ガス を導くガスダクトが進入していることを特徴とする。 本発明は、以下に、各実施形態を参照してさらに詳細に説明される。図１〜図 ３はそれぞれ、本発明によるプラントの好適な実施形態を概略的に示した図であ る。図４は、改良された実施形態による溶融ガス化炉を備えた例示的な実施形態 に関する図である。 図１に示した本発明によるプラントには、連続的に直列に接続された還元段あ るいは還元ユニット１，２が設けられている。少なくとも微少部分（以下に「微 粒部分」という。）と、粗目部分（以下に「粗粒部分」という。）と、を有する とともに選択的に既に予熱された（選択的にフラックスが混合された）鉄鉱石が 、鉱石供給ダクト３を介して第一の還元ユニット１へと供給される。ここでは、 予還元および、鉄鉱石が予熱されていない場合にはさらに予熱が行われる。この 第一の還元ユニット１は、以下の構成とされている： 還元ユニット１には、鉄鉱石５で形成された第一の流動床６を収容する第一の 反応炉４が設けられている。反応炉４を取り囲む円形ダクト８から出発するガス 供給ダクト７を介して半径方向に対称に供給される還元ガスによって、流動床６ は維持されている。鉱石供給ダクト３は、反応炉４に対して側方から進入してい る。 円錐台状に先細りとされた反応炉４の下端部には、予還元済みの鉄鉱石のため の排出手段１０が設けられている。流動床６の上方に所定距離だけ離間した位置 おいて円形断面１１を適切に有する第一の反応炉４の上端部には、略垂直方向に 向けられているとともに断面１３を有する還元ガス排出手段１２が設けられてい る。この断面１３は、好ましくは、反応炉の断面１１に比べて縮径された円形断 面１３とされている。したがって、排出手段１２はノズル状の縮径部を形成する ことになる。排出手段１２を垂直方向に配置することによって、上方に流れる還 元ガスによって思いがけず飛沫同伴してしまうより大きな鉱石粒子、および還元 中に流動床６内で形成された塊状物の再循環が可能となる。 第一の反応炉４の上方には、次の流動床１５を備えた次の反応炉１４が直接的請求の範囲 １． 鉄鉱石（５）およびフラックスから構成されているとともに微粒状の部分 を少なくとも部分的に含有する投入物質から液状銑鉄（４３）または液状鋼予備 生成物を製造するために、 前記鉄鉱石は、流動床法による少なくとも二つの還元段（１，２）において海 綿鉄へと直接還元され、海綿鉄は、カーボン含有体および酸素含有ガスの供給下 で溶け落ちガス化領域（３９）内において溶融されるとともに、ＣＯおよびＨ₂ を含有する還元ガスが生成され、該還元ガスは、各還元段（１，２）の還元領域 内に導入されるとともに該還元領域で反応し、頂部ガスとして排出され、選択的 に消費者に供給されるプロセスにおいて、 ・前記二つの還元段（１，２）は、別個とされた二つの流動床（６，１５）を それぞれ有しており、第一の還元（１）段において、鉄鉱石（５）は、還元ガス によって、少なくとも一つの粗粒部分と少なくとも一つの微粒部分とから成る異 なる粒径分布を有する少なくとも二つの部分に選別され、 ・前記各部分は、別々の流動床（６，１５）内で還元ガスによって還元され、 ・還元ガスは、粗粒部分を含有する第一の流動床（６）を維持するとともに、 該第一の流動床から微粒部分を選別し、 ・さらに還元ガスは、次の流動床（１５）内の微粒部分の還元が所定の時間内 で所定の金属化率となる量および／または化学成分で行われるように該次の流動 床（１５）内に追加的に直接導入され、 ・前記第一の流動床（６）および前記次の流動床（１５）から還元済み鉄鉱石 （５）が排出され、 ・第一の還元段（１）において還元された微粒部分および粗粒部分は、前記第 一の還元段（１）と同様に操作される少なくとも一つの次の還元段（２）におい てさらに還元されるとともに、 微粒部分は、酸素の投入により好ましくはバーナー（３８）により凝集化され つつ最後の還元段（２）から溶け落ちガス化領域（３９）へと導入され、かつ、 粗粒部分は、重力に従って溶け落ちガス化領域（３９）内に直接的に導入され ることを特徴とするプロセス。 ２． 前記両還元段（１，２）において、選別された微粒部分の粒径分布は、前 記第一の流動床（６）へと導かれる還元ガスの単位時間当たりの供給量を調節す ることにより全体の粒径分布の関数として調節され、同時に、 微粒部分の還元率は、微粒部分に追加的に直接供給される二次還元ガスの量を 調節することにより調節されることを特徴とする請求項１記載のプロセス。 ３． 前記第一の還元段（１）において還元された微粒部分および粗粒部分は共 に、前記次の還元段（２）の第一の流動床（６）においてさらに還元され、 微粒部分は、再び選別されて次の流動床（１５）に供給されるとともに、該流 動床内でさらに還元されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプロ セス。 ４． 前記第一の還元段（１）において還元された微粒部分は、前記次の還元段 （２）の次の流動床（１５）へと直接供給されるとともに、該流動床内でさらに 還元されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロセス 。 ５． 微粒部分は、前記バーナー（３８）の代わりに、前記溶け落ちガス化領域 （３９）内に開口する酸素供給手段の近傍において該溶け落ちガス化領域内に導 入されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロセス。 ６． 直列的に接続された少なくとも二つの還元ユニット（１，２）を備え、鉄 鉱石（５）およびフラックスを含有する投入物質用のコンベアダクト（３）と、 還元ガス用のガス供給ダクト（７）と、前記反応炉内で形成された還元生成物の ため及び反応炉（２９）を備えた次の還元ユニット（２）へと導くためのコンベ アダクト（２７）と、頂部ガスのためのガス排出ダクト（２２）と、が第一の反 応炉内（４，２９）に走行しており、 還元ガス用の前記ガス供給ダクト（７）は、前記次の還元ユニット（２）から の還元ガスのためのガス排出ダクトを形成し、 前記次の還元ユニット（２）内で形成された還元生成物用の次のコンベアダク ト（３４）が、酸素含有ガスおよびカーボン含有体のための供給ダクト（４１， ４２）と、銑鉄（４３）あるいは鋼予備生成物およびスラグ（４４）のためのタ ップ（４５）とが設けられた溶融ガス化炉（３５）内に走行し、 前記次の還元ユニット（２）内に走行する前記溶融ガス化炉（３５）内で生成 された還元ガス用の還元ガス供給ダクト（４０）が該溶融ガス化炉（３５）から 出発している、請求項１から請求項５のいずれかに記載されたプロセスを実施す るプラントにおいて、 前記各還元ユニット（１，２）のそれぞれには、鉄鉱石（５）の流れ方向に直 列に接続された少なくとも二つの反応炉（４，１４；２９，３０）が設けられ、 前記各反応炉は、別個の流動床（６，１５）を有しており、 前記各反応炉のそれぞれに対して並列的に導くための還元ガス用の一つのガス 供給ダクト（７，２０；３１，３３）が設けられ、 還元ガス排出手段（１２，３２）が、鉄鉱石の流れ方向に見た場合に一番目と なる前記反応炉（４：２９）から、同一の還元ユニット（１；２）に設けられた 鉄鉱石（５）の微粒部分を還元するための第二の反応炉（１４；３０）内へと走 行し、 還元生成物用のコンベアダクト（２５，２７，３４，３６）が、前記各反応炉 （４，１４：２９，３０）から出発し、 前記二つのコンベアダクト（２５，２７）はさらに、前記第一の還元ユニット （１）から前記次の還元ユニット（２）内へと走行し、 最後の還元ユニットを形成するとした場合の前記次の還元ユニット（２）から 出発する前記各コンベアダクト（２５，２７）は、前記溶融ガス化炉（３５）内 に別々に導かれ、すなわち、最後の還元ユニット（２）の前記第一の反応炉（４ ；２９）から出発するコンベアダクト（３４）は、前記溶融ガス化炉（３５）内 に直接的に進入するとともに、最後の還元ユニット（２）の前記第二の反応炉（ １４；３０）から出発するコンベアダクト（３６）は、酸素が豊富な部分におい て、好ましくはバーナー（３８）を介して前記溶融ガス化炉（３５）内に進入 することを特徴とするプラント。 ７． 前記第一の還元ユニット（１）から導かれる前記二つのコンベアダクト（ ２５，２７）は共に、前記次の還元ユニット（２）へと進入することを特徴とす る請求項６記載のプラント。 ８． 還元ユニット（１）の前記次の反応炉（１４；３０）から導かれる前記コ ンベアダクト（２５）は、続けて配置された還元ユニット（２）の前記次の反応 炉（１４；３０）内に直接走行していることを特徴とする請求項６記載のプラン ト。 ９． 前記第一の還元ユニット（１）の前方には、鉄鉱石（５）用の予熱炉（５ ２）が設けられており、該予熱炉には、前記第一の還元ユニットから頂部ガスを 導くガスダクトが進入していることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれ かに記載のプラント。

───────────────────────────────────────────────────── 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 ケプリンゲル，レオポルト ヴェーナー オーストリア国 アー―4060 レオンディ ンク ラーホールドストラッセ ７ (72)発明者 ヴォルネル，フェリクス オーストリア国 アー―4020 リンツ ロ ーゼゲルストラッセ 75 (72)発明者 シェンク，ヨハネス オーストリア国 アー―4040 リンツ ク ナーベンセミナールストラッセ ８ (72)発明者 リー，イル―オック 大韓民国 ポハン 790―390 ナン―グ ジコック―トン ギョ―ス アパートメン ト 7566―1404 (72)発明者 キム，ヨン―ハ 大韓民国 ポハン 790―390 ナン―グ ジコック―トン ギョ―ス アパートメン ト 7566―1404 (72)発明者 パク，ムーン ドゥク 大韓民国 ポハン シティ ドゥー―ホ トン 102―1303 チュン―ウー ダイ― リム セカンド アパートメント 【要約の続き】 一の流動床から微粒部分を選別し、・さらに還元ガス は、次の流動床（１５）内の微粒部分の運元が所定の時 間内で所定の金属化率となる量および／または化学成分 で行われるように該次の流動床（１５）内に追加的に直 接導入され、・前記第一の流動床（６）および前記次の 流動床（１５）から還元済み鉄鉱石（５）が排出され、 ・第一の還元段（１）において還元された微粒部分およ び粗粒部分は、前記第一の還元段（１）と同様に操作さ れる少なくとも一つの次の還元段（２）においてさらに 還元されるとともに、微粒部分は、酸素の投入により好 ましくはバーナー（３８）により凝集化されつつ最後の 還元段（２）から溶け落ちガス化領域（３９）へと導入 され、かつ、粗粒部分は、重力に従って溶け落ちガス化 領域（３９）内に直接的に導入される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 鉄鉱石（５）およびフラックスから構成されているとともに微粒状の部分 を少なくとも部分的に含有する投入物質から液状銑鉄（４３）または液状鋼予備 生成物を製造するために、 前記鉄鉱石は、流動床法による少なくとも二つの還元段（１，２）において海 綿鉄へと直接還元され、海綿鉄は、カーボン含有体および酸素含有ガスの供給下 で溶け落ちガス化領域（３９）内において溶融されるとともに、ＣＯおよびＨ₂ を含有する還元ガスが生成され、該還元ガスは、各還元段（１，２）の還元領域 内に導入されるとともに該還元領域で反応し、頂部ガスとして排出され、選択的 に消費者に供給されるプロセスにおいて、 ・第一の還元（１）段において、鉄鉱石（５）は、還元ガスによって、少なく とも一つの粗粒部分と少なくとも一つの微粒部分とから成る異なる粒径分布を有 する少なくとも二つの部分に選別され、 ・前記各部分は、別々の流動床（６，１５）内で還元ガスによって還元され、 ・還元ガスは、粗粒部分を含有する第一の流動床（６）を維持するとともに、 該第一の流動床から微粒部分を選別し、 ・さらに還元ガスは、次の流動床（１５）内の微粒部分の還元が所定の時間内 で所定の金属化率となる量および／または化学成分で行われるように該次の流動 床（１５）内に追加的に直接導入され、 ・前記第一の流動床（６）および前記次の流動床（１５）から還元済み鉄鉱石 （５）が排出され、 ・第一の還元段（１）において還元された微粒部分および粗粒部分は、前記第 一の還元段（１）と同様に操作される少なくとも一つの次の還元段（２）におい てさらに還元されるとともに、 微粒部分は、酸素の投入により好ましくはバーナー（３８）により凝集化され つつ最後の還元段（２）から溶け落ちガス化領域（３９）へと導入され、かつ、 粗粒部分は、重力に従って溶け落ちガス化領域（３９）内に直接的に導入され ることを特徴とするプロセス。 ２． 前記両還元段（１，２）において、選別された微粒部分の粒径分布は、前 記第一の流動床（６）へと導かれる還元ガスの単位時間当たりの供給量を調節す ることにより全体の粒径分布の関数として調節され、同時に、 微粒部分の還元率は、微粒部分に追加的に直接供給される二次還元ガスの量を 調節することにより調節されることを特徴とする請求項１記載のプロセス。 ３． 前記第一の還元段（１）において還元された微粒部分および粗粒部分は共 に、前記次の還元段（２）の第一の流動床（６）においてさらに還元され、 微粒部分は、再び選別されて次の流動床（１５）に供給されるとともに、該流 動床内でさらに還元されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプロ セス。 ４． 前記第一の還元段（１）において還元された微粒部分は、前記次の還元段 （２）の次の流動床（１５）へと直接供給されるとともに、該流動床内でさらに 還元されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロセス 。 ５． 微粒部分は、前記バーナー（３８）の代わりに、前記溶け落ちガス化領域 （３９）内に開口する酸素供給手段の近傍において該溶け落ちガス化領域内に導 入されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロセス。 ６． 直列的に接続された少なくとも二つの還元ユニット（１，２）を備え、鉄 鉱石（５）およびフラックスを含有する投入物質用のコンベアダクト（３）と、 還元ガス用のガス供給ダクト（７）と、前記反応炉内で形成された還元生成物の ため及び反応炉（２９）を備えた次の還元ユニット（２）へと導くためのコンベ アダクト（２７）と、頂部ガスのためのガス排出ダクト（２２）と、が第一の反 応炉内（４，２９）に走行しており、 還元ガス用の前記ガス供給ダクト（７）は、前記次の還元ユニット（２）から の還元ガスのためのガス排出ダクトを形成し、 前記次の還元ユニット（２）内で形成された還元生成物用の次のコンベアダク ト（３４）が、酸素含有ガスおよびカーボン含有体のための供給ダクト（４１， ４２）と、銑鉄（４３）あるいは鋼予備生成物およびスラグ（４４）のためのタ ップ（４５）とが設けられた溶融ガス化炉（３５）内に走行し、 前記次の還元ユニット（２）内に走行する前記溶融ガス化炉（３５）内で生成 された還元ガス用の還元ガス供給ダクト（４０）が該溶融ガス化炉（３５）から 出発している、請求項１から請求項５のいずれかに記載されたプロセスを実施す るプラントにおいて、 前記各還元ユニット（１，２）のそれぞれには、鉄鉱石（５）の流れ方向に直 列に接続された少なくとも二つの反応炉（４，１４；２９，３０）が設けられ、 前記各反応炉のそれぞれに対して並列的に導くための還元ガス用の一つのガス 供給ダクト（７，２０；３１，３３）が設けられ、 還元ガス排出手段（１２，３２）が、鉄鉱石の流れ方向に見た場合に一番目と なる前記反応炉（４；２９）から、同一の還元ユニット（１；２）に設けられた 鉄鉱石（５）の微粒部分を還元するための第二の反応炉（１４；３０）内へと走 行し、 還元生成物用のコンベアダクト（２５，２７，３４，３６）が、前記各反応炉 （４，１４；２９，３０）から出発し、 前記二つのコンベアダクト（２５，２７）はさらに、前記第一の還元ユニット （１）から前記次の還元ユニット（２）内へと走行し、 最後の還元ユニットを形成するとした場合の前記次の還元ユニット（２）から 出発する前記各コンベアダクト（２５，２７）は、前記溶融ガス化炉（３５）内 に別々に導かれ、すなわち、最後の還元ユニット（２）の前記第一の反応炉（４ ；２９）から出発するコンベアダクト（３４）は、前記溶融ガス化炉（３５）内 に直接的に進入するとともに、最後の還元ユニット（２）の前記第二の反応炉（ １４；３０）から出発するコンベアダクト（３６）は、酸素が豊富な部分におい て、好ましくはバーナー（３８）を介して前記溶融ガス化炉（３５）内に進入す ることを特徴とするプラント。 ７． 前記第一の還元ユニット（１）から導かれる前記二つのコンベアダタト（ ２５，２７）は共に、前記次の還元ユニット（２）へと進入することを特徴とす る請求項６記載のプラント。 ８． 還元ユニット（１）の前記次の反応炉（１４；３０）から導かれる前記コ ンベアダクト（２５）は、続けて配置された還元ユニット（２）の前記次の反応 炉（１４；３０）内に直接走行していることを特徴とする請求項６記載のプラン ト。 ９． 前記第一の還元ユニット（１）の前方には、鉄鉱石（５）用の予熱炉（５ ２）が設けられており、該予熱炉には、前記第一の還元ユニットから頂部ガスを 導くガスダクトが進入していることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれ かに記載のプラント。