JP4237633B2 - 銑鉄及び／又は銑鉄中間生成物の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属含有装填材料が溶融ユニットで溶融され、作動ガス、特に少なくとも部分的な還元作動ガスが溶融ユニットで付加的に生成され、生成された作動ガスが排出される、金属及び／又は一次金属生成物、特に銑鉄及び／又は一次銑鉄生成物を製造する方法及び装置に関する。

広範囲の金属及び／又は一次金属生成物を製造する方法及び装置が従来技術で知られている。そのような方法のいずれにおいても、全ての現存するプロセス関連資源の最適な利用、例えば生成される廃熱の利用、に特に重きが置かれている。過去においてしばしば無視されてきたこれらの資源の利用によって、取り付けられた装置が顧客にとってより経済的となる。

本発明の目的は、請求項１の前段に係る方法及び請求項８の前段に係る装置を、この種の方法及び装置が以前の従来技術の場合よりもより経済的にかつより優れた資源の保護を与えつつ作動され得るように、さらに発展させることにある。

この目的は、本発明に従って、請求項１の特徴部分に係る方法及び請求項８の特徴部分に係る装置によって達成される。

適切な場合には洗浄後、排出された作動ガスが、特にキャリヤガスとして用いられるという事実によって、少なくとも部分的には、特に粉体の形態の、少なくとも部分的に還元された金属含有材料の輸送、好ましくは空気輸送のために、溶融ユニットで生成される作動ガスは、特に効率的に利用される。これにより、溶融ユニットの及び／又は冶金装置全体としての作動の経済性が改善される。

少なくとも部分的に還元された材料を搬送又は輸送するために直接、溶融プロセスの間に生成されるガスを用いることは、従来技術で以前に知られていない。

従来技術では、例として、冶金プラントで材料を輸送するためにベルトコンベヤ又は空気コンベヤラインが用いられる。空気搬送が、粉鉱の搬送に対して大いに好まれる。しかしながら、従来技術で知られている粉鉱の空気搬送のための装置は、高価であるとともに複雑であり、かつ欠点の余地がある。

作動ガスを生成する溶融ユニットは、特許文献１から当業者に知られている。これまで、この作動ガスは、処理反応器、例えばシャフト炉に直接導入されてきた。複雑な構成の別個の空気装置が、粉体形態の材料を搬送するために要求された。
国際公開第９７／０４１３６号パンフレット

本発明に係る方法の一つの特定の実施例によれば、この発明は特に、高温の、少なくとも部分的に直接還元された材料を（少なくとも周囲の温度よりも上の温度で）輸送するのに適している。この発明の様々な実施例によれば、そのような材料の温度は、１００℃又は２００℃よりも上、好ましくは３００℃よりも上、特に好ましくは４００℃又は５００℃よりも上である。

本発明に係る方法の一つの特定の実施例によれば、輸送の間、作動ガスが材料の周りを流れ、輸送が終了した後、材料は作動ガスから再び分離される。

本発明に係る方法の一つの特定の実施例によれば、作動ガスは、特に材料から分離された後、好ましくは鉱石の少なくとも部分的な還元及び／又は予備加熱のために、処理ユニットへ導入される。

本発明に係る方法の一つの特定の実施例によれば、特に粉体の形態でありかつ金属を含む装填材料の処理のための、特に少なくとも部分的な還元及び／又は予備加熱のための処理反応器が作動され、処理反応器から排出される処理済装填材料は、好ましくは空気輸送によって、溶融ユニット及び／又は処理済装填材料をさらに処理するための他のユニットへ輸送される。

本発明に係る方法の好ましい実施例によれば、処理反応器は、例えば米国特許第５，９６１，６９０号明細書から知られるように、粉体の形態の鉱石を還元するための還元反応器、特に流動床反応器である。

本発明に係る方法の一つの特定の実施例によれば、装填材料は、処理反応器で処理された後、好ましくは中間反応炉、特に好ましくは一時貯蔵用流動床反応炉（fluidized-bed lock）に一時的に格納される。

本発明に係る方法の一つの特定の実施例によれば、装填材料は、一時的な格納の後、好ましくは中間反応炉から、作動ガスによって除去され輸送される。

本発明に係る方法の一つの特定の実施例によれば、予備還元炉で処理された装填材料は、適切な場合には一時貯蔵用流動床反応炉及び／又は他の中間コンテナを介して、装填材料として溶融ユニットへ少なくとも部分的に導入され、溶融される。

本発明はまた、請求項８記載の装置によって特徴付けられる。

本発明に係る装置の一つの特定の実施例によれば、溶融ユニットから、材料を輸送する装置へ、作動ガスを移送する一つ又は複数のラインが設けられる。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、特に粉体の形態でありかつ金属を含む装填材料の処理、特に部分的な還元及び／又は予備加熱、のための処理反応器が設けられ、輸送のための装置は、処理反応器に接続されるとともに、処理済装填材料を輸送するのに適している。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、処理済装填材料を輸送する装置は、装填材料のさらなる処理のための、溶融ユニット及び／又は他の装置へ通じている。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、溶融ユニットで生成される作動ガスによって処理反応器から排出された装填材料が除去され得る中間反応炉、特に一時貯蔵用流動床反応炉が、処理反応器の下流に設けられる。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、作動ガスが特に中間反応炉から除去された材料から分離され得るとともに輸送のための装置によって輸送される、気体／鉱石・分離装置が設けられる。

本発明に係る方法の好ましい実施例によれば、作動ガスは、装填材料を気体／鉱石・分離装置、特に鉱石サイクロンへ搬送し、次いで作動ガスは金属含有装填材料から分離される。

本発明に係る方法のさらに好ましい実施例によれば、装填材料が、適切な場合には一時貯蔵用流動床反応炉及び／又は他の中間コンテナを介して、さらなる精製又は処理のために、溶融ユニット又は他の技術装置へ導入される。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、溶融ユニットは処理された（処理済）、特に予備還元された及び／又は予備加熱された装填材料を融解するよう構成される。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、輸送のための装置は、処理済装填材料を空気輸送するための、処理反応器から溶融ユニットへ導くラインであり、特に少なくとも部分的にレンガ及び／又は耐火物ライニングを有する。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、溶融ユニットで生成される作動ガスのための供給ラインが輸送のための、特に処理済装填材料を輸送するための装置に設けられる。

本発明に係る装置の好ましい実施例によれば、適切な制御装置が設けられ、該制御装置は、気体の流れ、及び／又は輸送のための装置における流れ、特に空気輸送のためのラインにおける流れ、を制御するために用いられ得る。本発明の一つの特定の実施例によれば、この制御装置は、溶融ユニットに配置され、この場合、適切な場合には作動ガスの制御体積（controllable volume）は、例えばバーナを介して排出され、したがって材料を輸送するための装置を作動するのに役立たない。

好ましい実施例によれば、本発明は、可動部なしで済ませるよう実施される搬送装置を用いて、金属及び／又は一次金属生成物、特に銑鉄及び／又は一次銑鉄生成物を、粉体の形態でありかつ金属を含む装填材料から製造する新しい種類の方法を提供する。

本発明の一つの特定の実施例によれば、処理済装填材料が、冷却されていない形態で空気搬送によって溶融ユニットを介して処理反応器から搬送され、そこでキャリヤガスの流れから分離されるとともに、例えばグラビティコンベヤ（gravity conveying）又はブローイング（blowing）によって、溶融ユニットへ、特にガス化溶融炉へ搬送される。

本発明の一つの特定の実施例によれば、輸送のための装置（搬送装置）は、あらゆる可動部を持たない。これにより、他の空気搬送装置から知られる高い維持費が省かれる。

本発明の一つの特定の非制限的な実施例は、概略図に基づいて図示されている。

ガス化溶融炉１は、５００℃と９００℃との間の温度、特に８００℃から８５０℃までの温度で還元ガスを生成し、還元ガスは、サイクロン３で除塵され、耐火物ライニング（refractory lining）を有するパイプライン７に排出される。このパイプライン７ は、ＤＲＩ（direct reduced iron ore：直接還元鉄鉱石）が第１の一時貯蔵用流動床反応炉（fluidized-bed lock）１０の助けを借りて還元ガスの流れに加えられる箇所に通じている。ＤＲＩは、処理反応器、好ましくは還元炉、特に流動床還元反応器１２から生じる。

次いでＤＲＩと共に還元ガスは、上りの還元ガスライン８でガス化溶融炉を通過し、分離サイクロン６へ進み、そこでＤＲＩは還元ガスから分離される。もう一度、第２の一時貯蔵用流動床反応炉４の助けを借りて、ＤＲＩは重力の力の下に、複数の導入チューブ５を介してガス化溶融炉へ進む。次いでＤＲＩから分離された還元ガスは、パイプライン部９における反応器１２の下に戻る。非常に高性能な空気搬送装置は、還元ガスライン８及び９、及び第１の一時貯蔵用流動床反応炉１０によって達成される。

金属及び／又は一次金属生成物を製造する方法及び装置を示す図である。

符号の説明

１ 溶融ユニット
６ 気体／鉱石・分離装置
７ 一つ又は複数のライン
８ 材料を輸送するための装置
９ 処理済装填材料を輸送する装置
１０ 第１の一時貯蔵用流動床反応炉

Claims (14)

1. 粉体の形態でありかつ金属を含んだ装填材料の処理のための予備還元炉が作動され、処理済の前記装填材料がガス化溶融炉で溶融され、該装填材料の溶融に加えて少なくとも部分的な還元作動ガスが前記ガス化溶融炉で生成され、生成された前記作動ガスが抽出され、抽出された作動ガスは、少なくとも部分的に、粉体の形態の前記処理済装填材料の気体輸送のためのキャリヤガスとして用いられる、銑鉄及び／又は一次銑鉄生成物を製造する方法であって、
   前記装填材料は、前記予備還元炉で処理された後、中間反応炉に一時的に格納され、
   輸送の間、前記作動ガスは前記材料の周りを流れ、輸送が終了した後、前記材料は、前記作動ガスから分離され、
   前記作動ガスは、前記材料から分離された後、鉱石の少なくとも部分的な還元及び／又は予備加熱のために、処理ユニットへ導入されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記抽出された作動ガスは、前記キャリヤガスとして用いられる前に洗浄されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、
   前記装填材料は、前記予備還元炉で処理された後、一時貯蔵用流動床反応炉に一時的に格納されることを特徴とする方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法において、
   前記装填材料を処理するための前記予備還元炉は、少なくとも部分的な還元及び／又は予備加熱のための反応器であることを特徴とする方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法において、
   前記予備還元炉から排出される処理済装填材料は、前記気体輸送によって、ガス化溶融炉及び／又は該処理済装填材料のさらなる処理のための他のユニットへ輸送されることを特徴とする方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法において、
   前記装填材料は、一時的な格納の後、前記作動ガスによって除去されかつ輸送されることを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法において、
   前記装填材料は、前記中間反応炉から除去されかつ輸送されることを特徴とする方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法において、
   前記予備還元炉で処理された前記装填材料は、装填材料としてガス化溶融炉へ少なくとも部分的に導入され、溶融されることを特徴とする方法。
9. 請求項８に記載の方法において、
   前記装填材料は、一時貯蔵用流動床反応炉及び／又は他の中間コンテナを介して、導入されることを特徴とする方法。
10. 粉体の形態の装填材料を処理するための予備還元炉と、処理された前記装填材料を融解するガス化溶融炉（１）と、を有し、少なくとも部分的な還元作動ガスが付加的に前記ガス化溶融炉で生成され、気体輸送のための装置（８）が前記予備還元炉に接続され、かつ処理済装填材料を輸送するのに適しており、該装置は、前記溶融ユニットで生成される前記作動ガスによって少なくとも部分的に作動され得る金属含有装填材料から銑鉄及び／又は一次銑鉄生成物を製造する装置であって、
    前記ガス化溶融炉で生成される前記作動ガスによって、前記予備還元炉から排出された前記処理済装填材料が除去され得る中間反応炉が、前記予備還元炉の下流に設けられ、
    前記作動ガスが、輸送のための装置によって輸送される材料から分離され得る、気体／鉱石・分離装置（６）が設けられていることを特徴とする装置。
11. 請求項１０に記載の装置において、
    前記中間反応炉は一時貯蔵用流動床反応炉（１０）であることを特徴とする装置。
12. 請求項１０または１１に記載の装置において、
    粉体の形態でありかつ金属を含んだ前記装填材料を処理するための前記予備還元炉は、少なくとも部分的な還元及び／又は予備加熱のための装置であることを特徴とする装置。
13. 請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の装置において、
    前記ガス化溶融炉から、前記材料を輸送するための装置（８）へ前記作動ガスを移送する一つ又は複数のライン（７）が設けられることを特徴とする装置。
14. 請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の装置において、
    前記処理済装填材料を輸送する装置（９）は、前記ガス化溶融炉（１）へ及び／又は前記装填材料をさらに処理するための他の装置へ通じていることを特徴とする装置。

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