JP2014028984A - 高炉の操業方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法において、高炉内に供給される水素を有効に利用し、高炉のCO発生量を実質的に低減させる。
【解決手段】高炉の炉頂部から排出される高炉ガスからCOと水素を取り出す工程(A)と、この工程(A)で取り出されたCOと水素をCHに変換する工程(B)を有し、この工程(B)で得られたCHを高炉内に吹き込む。高炉内に投入された水素を使い切り、水素投入によるCO削減効果を最大限発揮させることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、羽口などから水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法に関する。
COの増加による地球温暖化が、国際的な問題として大きく取り上げられており、その排出量を削減することが全世界的な課題となっている。発生ガスからCOを分離・回収するために様々な技術開発が試みられているが、回収したCOをどのように利用するかについては、有効な手段は提案されていない。回収したCOを地中に埋める技術、いわゆるCCS(Carbon dioxide Capture and Storage)が欧州や米国、日本などを中心に盛んに研究されている。しかし、この方法は、COを地中に埋めた後の安全性の観点から、特に地震国である日本においては、社会的な合意が得られにくいだけでなく、財団法人地球環境産業技術研究機構(RITE)の試算によれば、近海を含む日本付近でのCOの埋設可能量を排出量で除した値、すなわち寿命は、わずか50年〜100年程度であるとされている。したがって、少なくとも日本においては、CCSはCO排出削減のための抜本的な解決策にはなりにくいと考えられる。
統計によれば、日本のCO排出量は、発電に伴う排出が約30%、鉄鋼生産に伴う排出が10%で、その他では、運輸部門、民生部門が大きな割合を占めている。発電所では、石炭、石油、天然ガスの化学エネルギーを、それら化石燃料の完全酸化によって電力エネルギーに変換するため、COが排出される。それ故、化石燃料の使用に見合う量のCOは必然的に発生してしまうが、このような化石燃料による発電は、長期的には太陽光発電、風力発電、潮力発電などのいわゆるソフト・エネルギーの利用、バイオマス発電、原子力発電の普及により、徐々に減少していくものと考えられる。
一方、鉄鋼生産では種々のプロセスでCOが発生するが、最大の発生源は高炉プロセスである。この高炉プロセスにおけるCOの発生は、酸化鉄である鉄鉱石を還元材の炭素により還元し、鉄鉱石中の酸素を除去することに起因する。このため鉄鋼生産においては、COの発生は不可避であると言える。
高炉プロセスでは、高炉下部から1000℃以上の熱風を送風し、コークスを燃焼させ、鉄鉱石の還元・溶解に必要な熱を供給するとともに、還元ガス(CO)を生成させ、この還元ガスで鉄鉱石を還元し、溶銑を得る。
COを発生させない鉄鉱石の還元方法としては、還元ガスとして水素を用いることが考えられる。高炉に水素を吹き込んだ場合、鉄鉱石の水素による還元は下記(1)式で表される。また、コークスなどの燃焼により発生するCOによる還元は下記(2)式で表される。
Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O ΔH=100.1kJ/mol(吸熱) …(1)
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 ΔH=-23.4kJ/mol(発熱) …(2)
上記のように水素による還元は吸熱反応であるため、水素を高炉に直接吹き込んだ場合、炉下部の熱を奪い、鉄鉱石の還元・溶解に必要な熱が不足する恐れがあり、炉下部の熱補償が必要となる。
一方、特許文献1には、高炉でのコークスなどの還元材比を削減するために、LNGなどの炭化水素系ガスを吹き込む高炉操業方法が開示されている。
また、特許文献2には、高炉で低還元材比操業を指向した場合には、炉上部の熱補償のために、高炉ガスの一部を燃焼させ、高温ガスとして高炉シャフト部に吹き込む技術が開示されている。同文献には、必要に応じて高炉ガス中のCOを除去する技術も開示されている。
特開2006−233332号公報 特開2008−214735号公報
上述したように鉄鋼生産においてCOの発生は不可避である。このため、発生したCOをいかに有効に利用し、実質のCO発生量を削減するかが重要な課題となる。
特許文献1の方法は、高炉にLNGを吹き込むことにより、還元材(コークスなど)の使用量が低減でき、間接的に高炉で発生するCO量を低減できるが、発生したCOを有効利用し、実質のCO発生量を削減するというものではない。また、特許文献2の方法も、特許文献1と同様に実質のCO発生量を削減する技術ではなく、また、分離されたCOを有効利用することについては何も記載されていない。
また、特許文献1の方法では、水素(炭化水素)を高炉内に吹き込むことにより水素還元を増加させ、炭素還元を減らすことによりCOを削減できるが、投入された水素はすべて還元に使用されて水蒸気になるわけではなく、ほぼ半分は水素のまま高炉ガス組成の一部として排出されてしまい、必ずしもCO削減に有効に使われているとは言えない。
したがって本発明の目的は、水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法において、高炉内に供給される水素を有効に利用し、高炉のCO発生量を実質的に低減させることができる高炉の操業方法を提供することにある。
本発明者らは、上記のような従来技術の課題を解決すべく鋭意検討した結果、水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法において、高炉ガスの主成分である窒素、水素、CO、CO、HOのうち、水素とCOを高炉ガスから取り出してCHに変換(改質)し、このCHを熱源及び還元剤として高炉に吹き込むことで、高炉内に投入された水素を使い切り、水素の投入によるCO削減効果を最大限発揮させることができる新たな高炉操業方法を創案した。すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法において、高炉の炉頂部から排出される高炉ガスからCOと水素を取り出す工程(A)と、該工程(A)で取り出されたCOと水素をCHに変換する工程(B)を有し、該工程(B)で得られたCHを高炉内に吹き込むことを特徴とする高炉の操業方法。
[2]上記[1]の操業方法において、さらに、工程(B)を経たガスからHOを分離除去する工程(C)を有することを特徴とする高炉の操業方法。
[3]上記[1]又は[2]の操業方法において、さらに、工程(B)を経たガスから、工程(B)でCHに変換されることなく残存したCOを分離除去する工程(D)を有することを特徴とする高炉の操業方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの操業方法において、工程(A)では、さらに高炉ガスからCOを取り出し、該COを高炉内に吹き込むことを特徴とする高炉の操業方法。
本発明によれば、羽口などから水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法において、高炉ガスからCOと水素を取り出してCHに変換し、このCHを高炉内に吹き込むことにより、高炉内に投入された水素を使い切り、水素投入によるCO削減効果を最大限発揮させることができる。
本発明の高炉操業方法の一実施態様(ガスの処理フロー)を示す説明図 従来の高炉操業方法の一実施態様を示す説明図
以下、本発明の高炉の操業方法について説明する。
本発明は、羽口などから水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法である。ここで、水素を含む還元性ガスとしては、例えば、天然ガス(ほぼ100%CH)、都市ガス、コークス炉ガス、プロパン、アンモニアなどが挙げられる。また、水素を含む液体燃料としては、例えば、重油、タール、エタノール、メタノール、ナフサなどが挙げられる。また、水素を含む固形物質としては、プラスチックが代表的なものとして挙げられるが、これ以外に、例えば、バイオマスなどを用いてもよい。この水素を含む固形物質は、通常、粉粒物として高炉内に吹き込まれる。
これら水素を含む還元性ガス、液体燃料、固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込むことができる。高炉内への吹き込みは、通常、羽口を通じて行うが、これに限定されない。羽口から吹き込む場合、羽口に吹込みランスを設置し、この吹込みランスから吹き込むのが一般的である。
羽口などから水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を炉内に吹き込む高炉操業において、炉頂部から排出される高炉ガスの組成は、一般に、CO:20〜27vol%、水素:3〜10vol%、CO:25〜30vol%、窒素:50〜55vol%、HO:3〜10vol%程度である。
本発明法は、高炉の炉頂部から排出される高炉ガスからCOと水素を取り出す工程(A)と、この工程(A)で取り出されたCOと水素をCHに変換(改質)する工程(B)を有し、この工程(B)で得られたCHを熱源及び還元剤として高炉内に吹き込むものである。また、好ましい形態として、(i)さらに、工程(B)を経たガスからHOを分離除去する工程(C)を有すること、(ii)さらに、工程(B)を経たガスから、工程(B)でCHに変換されることなく残存したCOを分離除去する工程(D)を有すること、(iii)工程(A)では、さらに高炉ガスからCOを取り出し、該COを高炉内に吹き込むこと、の少なくとも1つを有することが好ましい。
前記工程(A)において、高炉ガスからCOと水素を取り出す形態としては、分離装置を用いて、高炉ガスから実質的にCOと水素のみを分離してもよいが、通常は、COと水素を主成分とするガス(好ましくは、COと水素が多くCOが少ないガス)として分離すればよい。取り出されるCOと水素は、高炉ガスに含まれるCO、水素の一部又は全部である。また、高炉ガスに含まれる窒素とHOは工程(B)での反応に寄与せず、また、COと水素が取り出された後の高炉ガスは、通常、改質高炉ガスとして燃料などに利用されるため、窒素とHOはなるべく含まれない方がよい。このため工程(A)では、高炉ガスから窒素、HOを分離除去し、系外に排出することが好ましい。
高炉ガスからCOと水素を取り出すには、例えば、以下のような方法を採ることができる。まず、混合ガスからCOを分離回収する方法としては、例えば、加圧又は冷却によりCOを液化又は固化する方法、苛性ソーダやアミンなどの塩基性水溶液にCOを吸収させた後、加熱又は減圧により分離回収する方法、活性炭やゼオライトなどにCOを吸着させた後、加熱又は減圧により分離回収する方法、CO分離膜により分離回収する方法などが知られており、これらを含む任意の方法を採用することができる。また、水素を分離する方法としては、PSA(物理吸着)法などの方法を採ることができる。
また、高炉ガスからCOと水素を分離する順序などに特別な制限はないが、後述するように、高炉ガス中の水素量は、高炉ガス中に含まれるCOを全量改質するには十分な量でないのが通常であるから、高炉ガス中の水素は全量回収することが好ましく、このため、最初に高炉ガスから水素を分離回収し(好ましくは水素の全量を分離回収)、残りの高炉ガスから必要な量のCOを分離回収するのが効率的である。
なお、高炉ガスから理想的に水素とCO以外のガスを除去した場合、体積率でCOが70〜80%、残りが水素となる。
前記工程(B)では、工程(A)で高炉ガスから取り出されたCOと水素をCHに変換(改質)するが、この改質には、特定の触媒などを用いる公知の方法を適用することができる。水素によるCOの還元反応を下記(1)式に示す。
CO+4H=CH+2HO ΔH=-39.4kJ/mol(発熱) …(1)
上記は発熱反応である。この反応は平衡的には低温が有利であり、300℃におけるCO平衡転化率は約95%を示す。この反応には通常使用されているメタン化触媒を利用できる。具体的には、鉄、Ni、Co、Ruなどの遷移金属系触媒を用いることにより、COをCHに改質可能である。なかでもNi系触媒は活性が高く、また耐熱性も高く500℃程度の温度まで使用可能であるので、特に好ましい。また、鉄鉱石を触媒として用いてもよく、特に高結晶水鉱石は、結晶水を脱水すると比表面積が増加し、触媒として好適に利用できる。
この工程(B)で得られるガス(以下、「改質後ガス」という)は、通常、CHを主成分とするガス又は実質的にCHからなるガスである。
COと水素を触媒を用いてCHに変換(改質)するには、通常、COと水素(COと水素を主成分とするガス)を触媒が充填されているメタン化反応器に導入し、COと水素をCHに変換(改質)する反応を生じさせる。反応器としては、固定層反応器、流動層反応器、気流層反応器などを用いることができる。なお、これら反応器の形式によって、触媒の物理的な性状が適宜選択される。
ここで、上記反応式に示されるように1molのCOに必要な水素は4molである。一般的には高炉ガス中に含まれるCOを全量改質するには高炉ガス中の水素は不十分な量である。そのため、余剰なCOについては、改質前に適正な量を残して排出するか、改質後に分離除去することが好ましい。すなわち、後者の場合には、工程(D)において、工程(B)を経た改質後ガスから、工程(B)でCHに変換されることなく残存したCOを分離除去する。
また、高炉ガスから分離された水素に、他所から調達した水素(例えば、高炉に吹き込んでいる水素系ガス)や外部から調達した水素を加えて、COの改質量をさらに増やしてもよい。そして、それでも余剰なCOが生じる場合には、上記のように改質前に適正な量を残して排出するか、改質後に分離除去すればよい。
水素によってCOをCHに改質した場合、HOが生成する。HOが高炉に導入されると、高炉内のコークスを消費し、逆にCO排出量が増加する。したがって、工程(C)として、工程(B)を経た改質後ガスからHOを分離除去することが好ましい。
改質後ガスからHOを分離除去する方法としては、冷却方式、吸着方式などを適用できる。冷却方式では、改質後ガスを露点温度以下に冷却し、HOを凝縮除去する。露点温度は改質ガス中のHO濃度によって決まるが、通常、改質後ガスを30℃以下まで冷却すれば、HOを適切に凝縮除去することができ、通常高炉に吹き込まれる送風空気湿分濃度と同程度となるので、高炉操業上好ましい。また、吸着方式では、シリカゲルなどの除湿用吸着剤を用いるが、吸着塔内で吸着と再生を繰り返す方式、ハニカム状に成型された吸着剤が回転しながら再生・吸着を連続的に繰り返すハニカムローター方式などを適宜採用できる。また、改質後ガスを冷却する方法としては、例えば、HOを分離除去する工程(C)を経て高炉に供給される途中の改質後ガス(通常、常温)と熱交換させるようにしてもよい。
本発明では、上記改質で得られたCH(改質後ガス)を熱源及び還元剤として高炉内に吹き込む。本発明の高炉操業は「水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上」を炉内に吹き込むものであり、したがって、上記CH(改質後ガス)は、その「水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上」の一部を代替するものとして炉内に吹き込まれる。
改質後ガスは、高炉操業を考慮するとガス温度を高めて高炉内に吹き込むことが好ましく、このため工程(B)を経た直後の高温の改質後ガスと熱交換して昇温させてから高炉に吹き込んでもよい。また、他の熱源を用いて間接加熱により改質後ガスを昇温させてもよい。
改質後ガスの高炉内への吹き込み形態は任意であるが、通常、上記「水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上」とともに羽口から吹き込む。
また、工程(A)において、さらに高炉ガスからCOを取り出し、このCOを羽口などから高炉内に吹き込むようにしてもよい。取り出されるCOは、高炉ガスに含まれているCOの一部又は全部である。高炉ガスから取り出されたCOは、上述した「水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上」とともに、或いは工程(B)で得られたCH(改質後ガス)とともに高炉内に吹き込んでもよいし、これらとは別に吹き込んでもよい。
なお、高炉ガスからCOを取り出さない場合は、その分のCOは改質高炉ガス(通常、燃料として用いられる)に含まれることになる。
高炉ガスからCOを取り出すには、例えば、銅/活性炭、銅/アルミナ、銅/ゼオライトなどの吸着剤にCOを吸着させた後、加熱又は減圧により分離回収する方法、銅を主要成分とする吸収液にCOを吸収させた後、加熱又は減圧により分離回収する方法などが知られており、これらを含む任意の方法を採用することができる。
図1は、本発明の一実施態様(ガスの処理フロー)を示したものである。
この実施形態では、まず、工程(A)として、分離装置において高炉ガスからCOと水素(COと水素を主成分とするガス)が取り出される。また、高炉ガスは窒素やHOを含んでいるので、これらを分離除去する。これにより、工程(B)において反応に寄与しないガス成分を少なくできるとともに、燃料などとして利用される残部ガス(改質高炉ガス)の品位を高めることができる。
次に、工程(B)として、前記工程(A)で高炉ガスから取り出されたCOと水素(COと水素を主成分とするガス)をメタン化反応器に導入し、CHに変換(改質)する。この工程(B)を経た改質後ガスは、高炉に導入される直前の改質後ガスと熱交換されることで冷却された後、工程(C)としてHOが分離除去される。また、改質後ガス中に工程(B)で改質されなかったCOが残存している場合には、工程(D)として、このCOを分離除去してもよい。このようにして工程(C)(さらに工程(D))を経た改質後ガスは、上記工程(B)を経た直後の高温の改質後ガスと熱交換して昇温させた後、羽口から「水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上」(図1では「水素系還元剤」と記載した)とともに高炉内に吹き込まれる。また、工程(A)において、さらに高炉ガスからCOを取り出し、図中破線で示すように、そのCOを改質後ガスとともに高炉内に吹き込むようにしてもよい。
羽口から50kg/t-pの天然ガス(ほぼ100%CH)吹き込みを実施している高炉において、高炉ガスの改質設備を設置し、図1に示すような処理フローに準じた本発明による高炉操業を実施した。
本発明例では、高炉ガスから取り出されたCOは、同じく高炉ガスから取り出された水素のmol数の1/4だけが改質器(メタン化反応器)に供給され、残りは改質高炉ガスの一部として排出した。また、高炉ガスから分離されたCOについては、再度高炉へ戻すこと(図1の破線)はせず、これも改質高炉ガスの一部として排出した。これは、本発明の効果を定量的に評価するためには、CO循環の効果を除外する必要があるためである。
図1に示すような処理フローに従い、高炉ガスの一部を改質・循環させた。
・工程(A)
高炉から発生した高炉ガスの全量を、H吸着剤が充填された吸着塔に導入して絶対圧200kPaでHを吸着させ、しかる後、このHを絶対圧7kPaで脱着させH(H濃度99vol%)を得た。
を分離回収した後の高炉ガスの10vol%をCO吸着剤が充填された吸着塔に導入して絶対圧200kPaでCOを吸着させ、しかる後、このCOを絶対圧7kPaで脱着させ、CO(CO濃度99vol%)を得た。高炉ガスの残り90vol%は、従来からある高炉ガス排出系に排出した。
・工程(B)
上記のように分離回収されたCOを改質器(反応器)に導き、これに高炉ガスから分離回収されたHを添加し(H/CO:4モル比)、Ni系触媒を用いて反応温度:500℃、SV(Space Velocity):100h−1の条件でCHに改質(変換)した。CO転化率は約100%であった。この改質後ガスを熱交換器で冷却し、水分除去装置でHOを除去した後、高炉羽口から吹き込んだ。
また、従来例の高炉操業では、羽口から50kg/t-pの天然ガス(ほぼ100%CH)吹き込みのみを実施した(図2)。
本発明例と従来例におけるCO排出量(高炉ガス中のCO量)を、操業条件と高炉ガスの排出量(炉頂排ガス量)及びガス組成とともに表1に示す。
本発明例では、COの改質により得られたCHが高炉に吹き込まれる天然ガスの一部と置換されるため、吹込み還元ガス量を含む還元材比は従来例から変化することなく、安定した操業が可能であった。本発明例では、高炉ガスから取り出した水素とCOの一部をCHに変換し、これを高炉で再利用したため、従来例に較べて炉頂排ガス量は11%減少し、炉頂から排出されるCO量も9%減少した。
Figure 2014028984

Claims (4)

  1. 水素を含む還元性ガス、水素を含む液体燃料、水素を含む固形物質のうちの1種以上を高炉内に吹き込む高炉の操業方法において、
    高炉の炉頂部から排出される高炉ガスからCOと水素を取り出す工程(A)と、該工程(A)で取り出されたCOと水素をCHに変換する工程(B)を有し、該工程(B)で得られたCHを高炉内に吹き込むことを特徴とする高炉の操業方法。
  2. さらに、工程(B)を経たガスからHOを分離除去する工程(C)を有することを特徴とする請求項1に記載の高炉の操業方法。
  3. さらに、工程(B)を経たガスから、工程(B)でCHに変換されることなく残存したCOを分離除去する工程(D)を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の高炉の操業方法。
  4. 工程(A)では、さらに高炉ガスからCOを取り出し、該COを高炉内に吹き込むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高炉の操業方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI620822B (zh) * 2014-09-23 2018-04-11 米德瑞克斯科技股份有限公司 使用焦爐氣將鐵氧化物還原成金屬鐵之方法
KR20180127954A (ko) * 2018-11-23 2018-11-30 포항공과대학교 산학협력단 선철 제조 방법
JP7028373B1 (ja) * 2020-04-27 2022-03-02 Jfeスチール株式会社 製鉄設備および還元鉄の製造方法
IT202100011189A1 (it) * 2021-05-03 2022-11-03 Nextchem S P A Processo a basso impatto ambientale per la riduzione di minerali ferrosi in altoforno impiegante gas di sintesi
WO2023163558A1 (ko) * 2022-02-28 2023-08-31 현대제철 주식회사 제강 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI758977B (zh) 2019-11-29 2022-03-21 日商日本製鐵股份有限公司 高爐的作業方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58157897A (ja) * 1982-03-15 1983-09-20 Kobe Steel Ltd 製鉄プラント発生ガスの高カロリ−化方法
JP2006291251A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Jfe Steel Kk 高炉への還元材吹込み方法および装置
JP2009226257A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離システム
WO2011108546A1 (ja) * 2010-03-02 2011-09-09 Jfeスチール株式会社 高炉の操業方法、製鉄所の操業方法、および酸化炭素含有ガスの利用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58157897A (ja) * 1982-03-15 1983-09-20 Kobe Steel Ltd 製鉄プラント発生ガスの高カロリ−化方法
JP2006291251A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Jfe Steel Kk 高炉への還元材吹込み方法および装置
JP2009226257A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離システム
WO2011108546A1 (ja) * 2010-03-02 2011-09-09 Jfeスチール株式会社 高炉の操業方法、製鉄所の操業方法、および酸化炭素含有ガスの利用方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI620822B (zh) * 2014-09-23 2018-04-11 米德瑞克斯科技股份有限公司 使用焦爐氣將鐵氧化物還原成金屬鐵之方法
KR20180127954A (ko) * 2018-11-23 2018-11-30 포항공과대학교 산학협력단 선철 제조 방법
KR102022680B1 (ko) * 2018-11-23 2019-09-18 포항공과대학교 산학협력단 선철 제조 방법
JP7028373B1 (ja) * 2020-04-27 2022-03-02 Jfeスチール株式会社 製鉄設備および還元鉄の製造方法
IT202100011189A1 (it) * 2021-05-03 2022-11-03 Nextchem S P A Processo a basso impatto ambientale per la riduzione di minerali ferrosi in altoforno impiegante gas di sintesi
WO2022233769A1 (en) * 2021-05-03 2022-11-10 NextChem S.p.A. Process utilizing synthesis gas for improving the environmental impact of the reduction of iron ore in blast furnaces
WO2023163558A1 (ko) * 2022-02-28 2023-08-31 현대제철 주식회사 제강 방법

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