JP4327253B2 - 酸化鉄含有材料の直接還元により海綿鉄を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、酸化鉄含有材料の直接還元により海綿鉄を製造する方法に関し、特に、好ましくは改質された天然ガスとされた合成ガスが、酸化鉄含有材料の直接還元により生成された頂部排出ガスと混合されるとともに、直接還元しかつ還元温度まで酸化鉄含有材料を昇温させるためのＣＯおよびＨ2を含有する還元ガスとして利用されるものである。
この種の方法は、例えば、米国特許第２，７５２，２３４号明細書、米国特許第５，０８２，２５１号明細書、欧州特許第０５７１３５８号公開公報、国際特許第９６／００３０４号公開公報および独国特許第２４ ０５ ８９８号公報に開示されている。
欧州特許第０５ ７１ ３５８号公開公報には、以下のような激しい吸熱反応を伴うＨ₂との非制限的な反応による微粉鉱石の還元の実施が記載されている。
Ｆｅ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂＝２Ｆｅ＋３Ｈ₂Ｏ−△Ｈ
一方で、以下のＣＯとの反応が付加的に行われる。
Ｆｅ₂Ｏ₃＋３ＣＯ＝２Ｆｅ＋３ＣＯ₂＋△Ｈ
これは発熱反応である。したがって、特にエネルギーコストを含む運転コストをかなり低下させることができる。
酸化鉄含有材料を従来技術による直接還元を用いて製造された海綿鉄は、１〜１．５％のカーボン含有率とされている。しかし、さらにこの海綿鉄を処理すると、海綿鉄を溶融するとき及び続けて行われる精錬プロセスにおいて、別のカーボンを追加（浸炭）することなくエネルギーを節約することができるようにされた、増大したカーボン含有率が得られるという有利点がある。
したがって、本発明の目的は、海綿鉄のカーボン含有率が好ましくは２〜４％、さらに好ましくは２．５％を超える程度まで増大されるようにされた、最初に記載した形式の方法を改良することである。しかし、これは、くしくも僅かに増大されたエネルギー消費によってのみ可能とされるものであり、その結果として、従来の海綿鉄の製造方法に比べて僅かに付加的なコストを負担するものであるとともに、精錬プロセスで生じるエネルギーの節約が補償されず、鉄鋼の経済効率または鉄鋼予備材料製造プロセスに関する最も完全な効果の可能性を有するものである。
本発明によれば、この目的は、以下の特徴的な手段を組み合わせることにより達成される：それは、
・還元ガスに加えて、天然ガス等のカーボン含有ガスまたはより高次の炭化水素を含むガスを還元用に利用する工程と、
・完全な還元を行うのに必要な時間を超過する所定時間だけ、還元ガスおよび付加的に供給されたカーボン含有ガスに対して酸化鉄含有材料を接触させる工程と、
・還元ガス中のＣＯ／ＣＯ₂比が、２〜５の範囲、好ましくは２．５以上、さらに特別には３以上となるように、ＣＯ／ＣＯ₂比を調節する工程と、
を備えている。
国際特許第９６／００３０４号公開公報には、ＣＯ／ＣＯ₂比を特定の値すなわち１〜３の範囲で調節することにより、“金属ダスティング（metal dusting）”を回避または減じる技術が記載されている。しかし、本発明の目的を達成することのない１．５〜２の範囲に調節することを本質的な目的としている。
カーボン含有率が０．５〜２．５％とされた海綿鉄を製造することは、国際特許第９３／１４２２８号公開公報において既に知られている；さらに詳細には、この既知の方法は、少量の天然ガスをカーボン量を調節するために採用し、流動床反応炉内に直接的に投入するものである。しかし、直接還元に使用される還元温度では、天然ガスの完全な分解が確実に行われないので、上記手段のみではあまり効果的でない。
米国特許第５，１３７，５６６号明細書には、還元ガスおよび浸炭ガスを用いて鉄鉱石から高濃度の炭化鉄を製造する技術が記載されている。これは、時間依存性の強い炭化鉄の生成プロセスを考慮しつつ転化のための滞留時間を長くすることを目的としている。直接還元法における酸化鉄含有材料の滞留時間の単なる増加は、製造量を非常に減少させること、すなわち単位時間当たりの還元後材料の産出量を実質的に減少させることになる。したがって、この方法は、かなりの浪費を伴うこととなり、故に、このように製造された炭化鉄は、製鋼過程における添加物としてのみ使用されるにすぎない。ところで、本発明により達成されるべき目的は、製鋼に使用される海綿鉄の全てが増大したカーボン含有率を有していること、すなわち、このように製造されたカーボン含有率を有する海綿鉄が、製鋼過程で付加的にのみ使用されるのではなく、製鋼用の基礎材料を構成することである。
この種の方法は、米国特許第５，４３７，７０８号明細書にも記載されている。この明細書には、還元ガスを用いて、直接還元シャフト炉内で炭化鉄を製造することが記載されている。さらに、還元炉内における酸化鉄含有材料の滞留時間を延長することは、不利益な方法である。滞留時間は９〜１５時間とされており、このことは、既に述べたように、製造量を実質的に減少させることになる。
米国特許再出願第３２，２４７号明細書には、第一段階で酸化鉄含有材料を炭化鉄に変換するとともに、第二段階で該酸化鉄から鉄鋼を直接製造する技術が開示されている。この既知の方法に関して、還元のために水素含有還元ガスが採用されているとともに、炭化鉄を形成するために炭素含有材料が採用されている。この方法の一つの欠点は、エネルギーを大量に浪費してしまう（直接還元におけるカーボン含有材料を実質的に浪費してしまう）ような鉄から酸化鉄への完全な変換である。
本発明によれば、還元ガスに加えて、Ｃ₃Ｈ₈およびそれ以上の高次の炭化水素が、直接還元に用いる追加的なカーボン含有ガスとして利用されることは、これらの炭化水素が比較的低い温度であっても容易に分解され、これにより増大したカーボン含有率を得ることができるという利点を有する。本発明によれば、少量の炭化水素を還元ガス内に追加するだけで十分である。
好ましくは、本発明による方法は、二または三以上の連続的に接続された流動床反応炉内で直接還元が行われ、天然ガスまたはより高次の炭化水素が、酸化鉄含有材料の流れ方向に関して最後部に配置された流動床反応炉内に流入させられるとともに、続けて、該流動床反応炉を通過して他の各流動床反応炉を酸化鉄含有材料の対向流として通過することを特徴とする。このように各手段を組み合わせて実施することにより、酸化鉄含有材料が還元ガスに接触させられる時間の増大および製造量の減少を招くことなく、高効率とすることができる。
好ましくは、酸化鉄含有材料を直接還元するための時間の増大は、還元ガスおよび付加的に供給されたカーボン含有ガスと、還元されるべき材料と、が完全な還元のために必要な時間を超過して接触するように、酸化鉄還元材料の完全な還元を得るのに必要な流動床の最小ベッド高さよりも高くなるようにベッド高さを調節した少なくとも一つの流動床反応炉内で直接還元を行うことにより実現される。また、酸化鉄含有材料の完全な還元に必要とされる最小処理量に比べて、直接還元の処理量を減少させることにより行うこともできる。
本発明による方法の他の態様は、酸化鉄含有材料の完全な還元に必要とされる特定の最小ガス量に比べて増大した特定の還元ガス量を用いて還元を行うことを特徴とする。
海綿鉄のカーボン含有率を増大させるための主要な工程は、改質器に供給する際に蒸気の天然ガスに対する比率を変化させる改質操作において天然ガスから合成ガスを製造するために使用される改質器の操作上の特性を調節することによりＣＯ／ＣＯ₂比を調節することである。好ましくは、蒸気の天然ガスに対する比率は、３〜４．５の範囲、さらに好ましくは約３．５に調節される。
好ましくは、蒸気および天然ガスから改質器において生成されるとともに続けてＨ₂含有率を増大させるためにＣＯ変換器に供給される改質ガスの一部が、頂部排出ガスと直接的に、すなわち、ＣＯ変換器に接続することなく、混合された改質ガスの量が可変となるように、ＣＯ／ＣＯ₂比が調節される。
好ましい他の態様は、還元ガスとして利用される前の改質ガスおよび頂部排出ガスが、ＣＯ₂除去器、好ましくはＣＯ₂スクラバに導入され、かつ、改質ガスの少なくとも一部分が前記ＣＯ₂除去器を通過せずに還元ガスに直接混合されることにより、ＣＯ／ＣＯ2比の調節が行われることを特徴とする。
さらに、改質ガスおよび頂部排出ガスをＣＯ₂除去器、好ましくはＣＯ₂スクラバに導入し、頂部排出ガスの少なくとも一部分がＣＯ₂除去器を通過せずに還元ガスに直接混合されることにより、ＣＯ／ＣＯ₂比の調節が行われる。さらに、洗浄後のガス中にＣＯ₂の一部分が残されるように、ＣＯ₂の除去の程度を変化させることができる。
好ましくは、酸化鉄含有材料の滞留時間は、４０〜８０分、好ましくは４０〜６０分に延長される。
好ましくは、海綿鉄のカーボン含有率を調節するために、還元ガス中に含まれるＨ₂Ｓを使用することもできる。
以下に、好ましい実施形態による方法を示した添付図面を参照して、本発明による方法をさらに詳細に説明する。
本発明による方法を実施するためのプラントは、連続的に直列接続された四つの流動床反応炉１〜４を備えている。微粉鉱石等の酸化鉄含有材料が、鉱石供給ダクト５を介して第一の流動床反応炉１へと供給されるとともに該反応炉内で還元温度まで昇温（予還元）され、引き続き、コンベアダクト６を介して各流動床反応炉間を輸送される。完全に還元された材料（海綿鉄）は、ブリケット体成形装置において高温ブリケット体（hot-briquetted）とされる。必要であれば、ブリケット体成形中に再酸化しないように、図示しない不活性ガスシステムにより還元された鉄が防護される。
第一の流動床反応炉１内に微粉鉱石を導入する前に、乾燥およびふるい分け等の鉱石準備が行われる（図示せず）。
還元ガスは、鉱石の流れに対する対向流として、流動床反応炉４から流動床反応炉３〜１へと導入される。この還元ガスはさらに、ガスの流れ方向に関する最後部に配置された流動床反応炉１から頂部排出ガス排出ダクト８を通過して頂部排出ガスとして排出されるとともに、湿式スクラバ９において冷却されかつ洗浄される。還元ガスの生成は、ダクト１１を介して供給されるとともに脱硫プラント１２内で脱硫された天然ガスを改質器１０内で改質することにより行われる。改質器１０から流出された天然ガスおよび蒸気から形成されたガスは、本質的に、Ｈ₂，ＣＯ，ＣＨ₄，Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂から構成される。このように改質された天然ガスは、改質ガスダクト１３を通過して複数の熱交換器１４へと供給され、該熱交換器において８０〜１５０℃に冷却され、これによりガス中の水分が凝縮される。
改質ガスダクト１３は、圧縮機１５により頂部排出ガスが圧縮された後の頂部排出ガス排出ダクト８内に流れ込む。このように形成された混合ガスは、ＣＯ₂スクラバ１６を通過し、ＣＯ₂さらに同時にＨ₂Ｓも除去される。ＣＯ₂スクラバの代わりに、例えば遠心分離吸着（pressure-swing）プラント等の異なる種類のＣＯ₂除去プラントを設けることもできる。この混合ガスは、還元ガスとして利用できる。この混合ガスは、還元ガス供給ダクト１７を通過し、ＣＯ₂スクラバ１６の下流側に接続されたガスヒーター１８内で約８００℃元温度まで昇温される。そして還元ガスは、該ガスの流れ方向に関して最初に配置された流動床反応炉４へと供給されるとともに、直接還元により還元鉄を製造すべく流動床反応炉４内で微粉鉱石と反応する。流動床反応炉１〜４は、直列接続されている；還元ガスは、接続ダクト19を介して、すなわち酸化鉄含有材料に対する対向流として各流動床反応炉間を流通する。
Ｎ₂等の不活性ガスの増加を回避するために、頂部排出ガスの一部がガス循環システム８，１７，１９から流出される。流出された頂部排出ガスは、分岐ダクト２０を介して、還元ガスを昇温させるためのガスヒーター１８へと供給されるとともに、該ヒーターにおいて燃焼させられる。供給ダクト２１を介して供給される天然ガスにより、生じうるエネルギーの不足分が補われる。
改質器１０から流出する改質後の天然ガスおよび改質器のスモークガス（smoke gases）の顕熱が、回収熱交換器２２において利用される。この回収熱交換器２２は、脱硫プラント１２を通過した後の天然ガスを予熱し、改質に必要とされる蒸気を生成し、かつダクト２３を介してガスヒーター１８へと供給される燃焼用空気および所望により還元ガスを予熱するために使用されている。ダクト２４を介して改質器１０へと供給される燃焼用空気も同様に予熱される。
海綿鉄中のカーボン含有量を増大させるために用いられるキーとなる手段の一つとして、ＣＯ／ＣＯ2比を所定値すなわち２〜５好ましくは２〜３の範囲に調節することである。このことは、本発明によれば、第一の実施形態として、改質器１０に供給される蒸気の天然ガスに対する比を変化させることにより達成される。この蒸気の天然ガスに対する比は、好ましくは、３〜４．５の範囲、特に３．５に調節される。この目的のために用いられる調節バルブもしくは制御バルブは、符号２５および２６で示されており、それぞれ、還元ガスのＣＯ／ＣＯ₂比を測定する測定ステーション２７に関連して調節可能あるいは制御可能とされている。
図から明らかにように、改質後のガスのうち少なくとも一部分は、ＣＯ₂スクラバに供給される前にＨ2含有率を増大させるために、ＣＯ変換器２８へと供給される。改質後のガスの残された部分は、バイパスダクト２９を通過してＣＯ変換器２８をバイパスすることにより、頂部排出ガスに直接混合される。これにより、炭素含有率を上昇させる上記手段により、所望のＣＯ／ＣＯ₂比にも調整しうるような所望値にＣＯ含有率を調節することができる。
さらに、所定のＣＯ／ＣＯ₂比の調節は、ＣＯ₂スクラバ１６を回避するバイパスダクト３０を介して、還元ガス供給ダクト１７内に頂部排出ガスの一部分を直接注入することにより行うことかできる。さらに、ＣＯ₂スクラバ１６をバイパスするバイパスダクト３１を介して、還元ガス供給ダクト１７へと還元ガスの一部分を直接供給することができる。バイパスダクト３１は、本実施形態において、改質後ガスダクト１３から分離している。
全てのバイパスダクト２９，３０，３１は、測定ステーション２７により得られた還元ガスのＣＯ／ＣＯ2比の測定値に基づいて調節または制御するための調節または制御バルブ３２，３３，３４を備えている。
さらに、還元ガス中の所望のＣＯ／ＣＯ₂比は、流出後にガス中に残存するＣＯ₂の量（およびここではさらにＨ2Ｓの量）で示される洗浄レベルにガスを調節するＣＯ₂スクラバ１６を介して、全ての頂部排出ガスおよび全ての改質後ガスを通過させることにより調節することができる。これには、バルブ３２，３３，３４を備えたバイパスダクト２９，３０，３１等の補助的な手段を設ける必要がないという有利点があるが、全ガス量すなわち全頂部排出ガスおよび全改質後ガスがＣＯ₂スクラバ１６を通過する必要があり、そのため該スクラバを所定容量となるように構成しなければならない。
流動床反応炉１から流出する頂部排出ガスは、鉱石中の硫黄含有量に依存する４０〜１４０ｐｍＶの範囲のＨ₂Ｓを含んでいる。このＨ₂Ｓガスは、微粉鉱石を還元温度まで昇温させる間、または微粉鉱石の予還元の間においてそれぞれ生成される。
還元ガス中の増大されたＨ₂Ｓ含有率はさらに、海綿鉄中のカーボン含有率の増大に貢献するので、ＣＯ₂スクラバを用いて頂部排出ガスからＨ2Ｓを完全に洗浄せずに、頂部排出ガスから還元ガスへと供給される還元ガスに要望される含有率を考慮する場合に、特に有利である。この場合において、これは、ＣＯ₂スクラバ１６をバイパスするバイパスダクト３０を用いることにより実現することができる。このバイパスダクト３０は、頂部排出ガス排出ダクト８から分岐し、調整または制御バルブ３３を介して、還元ガス供給ダクト１７へと流れ込む。制御バルブ３３は、還元ガス中のＨ2Ｓ含有量が２０〜４０ｐｐｍＶ、好ましくは約２５ｐｐｍＶとなるように調整可能とされている。この場合において好ましくは、制御バルブは、Ｈ₂Ｓ測定手段３５を介して駆動される。
還元ガス中の所望のＣＯ／ＣＯ₂比を調節するための上述した各手段は、個々に、またはそれらのいくつかを組み合わせて、あるいは、各運転条件および鉱石成分等に応じて最も好ましいプロセス変化を選択できるように全てを組み合わせて使用することができる。
本発明によれば、ＣＯ／ＣＯ₂比の調節は、天然ガス、より好ましくはＣ₃Ｈ₈以上の炭化水素等のカーボン含有ガスを流動床反応炉内に還元ガスに加えて供給することと、直接還元を行っている間に酸化鉄含有材料が還元ガスと接触している時間を増大させることと、を組み合わせることにより行われる。
付加的に供給されるカーボン含有ガスは、酸化鉄含有材料の流れ方向に関して最後部に配置された流動床反応炉４内に供給するよりも前に、還元ガスと混合することができる。あるいは、前記カーボン含有ガスは、図に示したような別個のダクト２１’を介して流動床反応炉４に供給することができる。
還元ガスおよび追加的に供給されたカーボン含有ガスに対して酸化鉄含有材料が接触している時間の増大量は、海綿鉄に要求される最終的なカーボン含有量に応じて決定される。少なくとも、酸化鉄含有材料は、完全な還元に必要とされるよりも長い時間だけ、還元ガスおよび追加的に供給されたカーボン含有ガスに接触させられる。
実施例Ｉ
以上の説明に従って構成された、微粉鉱石の直接還元を行い７０ｔｏｎ／ｈの海綿鉄を製造するプラント内に、１００ｔｏｎ／ｈの乾燥微粉鉱石が投入される。微粉鉱石は、以下の成分を有している：
赤鉄鉱 ９４．２％
脈石 ２．２％
硫黄 ０．０２％
直接還元により発生する７９，０００Ｎｍ³／ｈの頂部排出ガスが５４，０００Ｎｍ³／ｈの改質後の冷却天然ガスと混合されるとともに、ＣＯ₂スクラバ１６を通過させられ、これら混合ガスは、該スクラバ１６においてＣＯ₂および大部分の硫黄が除去される。
改質後の天然ガスおよび頂部排出ガスの化学成分は、下表に示す通りである（体積％）。

改質後の天然ガスの温度は１２０℃、頂部排出ガスの温度は１００℃とされる。ＣＯ₂スクラバ１６から流出する混合ガスは、直接冷却器２５へ供給されるとともに、６８℃まで冷却される。冷却後の混合ガスは、以下の成分を有する：

上記混合ガスは、ＣＯ₂スクラバ１６を通過せずにバイパスダクト３０を介して還元ガス供給ダクト１７内に注入される７９，０００Ｎｍ³／ｈの頂部排出ガスと混合される。このように混合することにより、ガスヒーター１８およびこれに続けて流動床反応炉１〜４へと供給される還元ガスが製造される。この還元ガスは７５℃とされ、以下の化学成分を有している：

さらに、３，４００Ｎｍ³／ｈの天然ガスが、ダクト２１’を介して流動床反応炉４内に供給される。
最下位置の流動床反応炉４内の滞留時間は、約４０分である。
海綿鉄の金属化率（Ｆｅ_met／Ｆｅ_tot）は約９２％、Ｃ含有率は約２．５％、最大５％とされる。
実施例II
次の表には、カーボン含有率が１．１％とされた海綿鉄の従来技術による製造物と、カーボン含有率が２．５％に増大された海綿鉄の製造物との比較が示されている。

カーボン含有率１．１％とされた海綿鉄を製造するためには、最下位置の流動床反応炉４に対して天然ガスは投入されず、カーボン含有率２．５％とされた海綿鉄を製造するためには、３，４００Ｎｍ³／ｈの天然ガスが投入される。最下位置の流動床反応炉４における滞留時間は、低カーボン含有率の海綿鉄に対しては３３分、増大されたカーボン含有率の海綿鉄に対しては３７．５分とされる。ＣＯ／ＣＯ₂比は、カーボン含有率１．１％とされた海綿鉄に対しては２、カーボン含有率２．５％とされた海綿鉄２．４とされる。還元ガスを生成するために供給される天然ガスは、下の表に示す化学成分を有する。

Claims (20)

1. 合成ガスが、酸化鉄含有材料の直接還元により生成された頂部排出ガスと混合されるとともに、直接還元しかつ還元温度まで酸化鉄含有材料を昇温させるためのＣＯおよびＨ₂を含有する還元ガスとして利用される、酸化鉄含有材料の直接還元により海綿鉄を製造する方法において：
   ・還元ガスに加えて、カーボン含有ガスまたはより高次の炭化水素を含むガスを、還元用に利用する工程と、
   ・４０〜８０分の間、前記還元ガスおよび供給された前記カーボン含有ガスに対して酸化鉄含有材料を接触させる工程と、
   ・前記還元ガス中のＣＯ／ＣＯ₂比が、２〜５の範囲となるように、該ＣＯ／ＣＯ₂比を調節する工程と、
   を備えていることを特徴とする方法。
2. 前記還元ガス中のＣＯ／ＣＯ ₂ 比が２．５以上となるように該ＣＯ／ＣＯ ₂ 比を調節することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記合成ガスは天然ガスを改質したガスであることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記カーボン含有ガスは天然ガスであることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
5. 前記還元ガスに加えて、Ｃ₃Ｈ₈およびそれ以上の高次の炭化水素が、直接還元のために追加的に利用されてい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方法。
6. 前記直接還元は、二または三以上の連続して直列接続された流動床反応炉内で行われ、
   天然ガスが前記酸化鉄含有材料の流れ方向に関して最後部に配置された流動床反応炉内に供給されるとともに、続けて、該流動床反応炉を通過して他の各流動床反応炉を前記酸化鉄含有材料の対向流として通過することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 天然ガスよりも高次の炭化水素を含んだガスが、前記酸化鉄含有材料の流れ方向に関して最後部に配置された流動床反応炉内に供給されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 還元される酸化鉄含有材料が、完全な還元のために必要な時間を超過して、前記還元ガスおよび供給された前記カーボン含有ガスと接触するように、
   酸化鉄還元材料の完全な還元を得るのに必要な流動床の最小ベッド高さよりも高くなるようにベッド高さを調節した少なくとも一つの流動床反応炉内で、直接還元が行われることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
9. 前記酸化鉄含有材料の完全な還元に必要とされる最小処理量に比べて、直接還元の処理量が減少させられることを特徴とする請求項１から請求項８記載のいずれかに記載の方法。
10. 前記酸化鉄含有材料の完全な還元に必要とされる特定の最小ガス量に比べて、増大した特定の還元ガス量を用いて還元を行うことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
11. 前記ＣＯ／ＣＯ₂比は、供給される蒸気の天然ガスに対する比率を変化させる改質操作の際に天然ガスから合成ガスを製造するために使用される改質器（１０）の操作上の特性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から請求項１０のいずれかに記載の方法。
12. 蒸気の天然ガスに対する前記比率は、３〜４．５の範囲に調節されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 蒸気および天然ガスから前記改質器（１０）において生成されるとともに続けてＨ₂含有率を増大させるためにＣＯ変換器に供給される合成ガスの一部が、前記頂部排出ガスと直接的に、前記ＣＯ変換器に導入されることなく、混合された合成ガスの量が可変となるように、前記ＣＯ／ＣＯ₂比が調節されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
14. 還元ガスとして利用される前の前記合成ガスおよび前記頂部排出ガスが、ＣＯ₂除去器に導入され、かつ、
    前記合成ガスの少なくとも一部分が前記ＣＯ₂除去器を通過せずに前記還元ガスに直接混合されることにより、前記ＣＯ／ＣＯ₂比の調節が行われることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
15. 前記合成ガスおよび前記頂部排出ガスをＣＯ₂除去器に導入し、前記頂部排出ガスの少なくとも一部分がＣＯ₂除去器を通過せずに前記還元ガスに直接混合されることにより、前記ＣＯ／ＣＯ₂比の調節が行われることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の方法。
16. 前記合成ガスおよび前記頂部排出ガスをＣＯ₂除去器に導入し、洗浄後のガス中にＣＯ₂の一部分が残されるように、ＣＯ₂の除去の程度を変化させることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の方法。
17. 前記ＣＯ₂除去器はＣＯ₂スクラバであることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記酸化鉄含有材料の滞留時間が４０〜６０分に延長されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記海綿鉄のカーボン含有率の調節が、前記還元ガス中に含まれるＨ₂Ｓを調節することにより行われることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれかに記載の方法。
20. 前記還元ガス中の前記ＣＯ／ＣＯ₂比は、３以上となるように調節されることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれかに記載の方法。

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