JP5638621B2 - 全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法及びその装置 - Google Patents
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Description
2:耐高温ベルレス(bell−less)炉頂(urnace roof)
3:製鉄炉
4:炉頂高温石炭ガス除塵装置
5:複合発電装置
6:石炭ガス貯蔵タンク
7:粉塵吹き込みタンク
8:石炭ガス加圧送風機
9:石炭ガス加圧送風機
10:吹き込む石炭ガス温度調節装置
11:酸素システム
12:粉塵移送装置
13:粉塵移送装置
14:スラグ鉄分離器
15:スラグ粒子化及び熱交換装置
16:ボイラー(boiler)
17:送風機
18:スラグ搬送装置
19:溶融鉄搬送装置
B1:コークス炉炭化室
B2:焼結機
B3:ペレット鉱焙焼機
B4:高炉
40:赤熱コークス中継タンク
20:赤熱焼結鉱中継タンク
30:赤熱ペレット鉱中継タンク
100:赤熱コークス搬送車
200:赤熱焼結鉱搬送車
300:赤熱ペレット鉱搬送車
400:原料移送ホイスト装置(material transporting and hoisting device)
Claims (22)
- 全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法であって、
1)コークス炉(C1)で生産された成熟したコークスはコークス消火を行わずに高温コークス移送装置(C2)を介して高温コークス中継サイロ(C3)内に直接移送され、焼結機(S1)で生産した高温焼結鉱はベルトクーラーや環状クーラーによる冷却を行わずに密閉された高温焼結鉱移送装置(S2)を介して高温焼結鉱中継サイロ(S3)の内部に移送され、ペレット鉱焙焼機(P1)で生産された高温ペレット鉱はベルトクーラーや環状クーラーによる冷却を行わずに密閉された高温ペレット鉱移送装置(P2)を介して高温ペレット鉱中継サイロ(P3)の内部に移送される工程と、
2)上記3つの中継サイロをそれぞれ高温のコークス、焼結鉱とペレット鉱の緩衝及び保温容器として使用し、3つの中継サイロ(C3、S3、P3)の緩衝及び保温作用を利用して、コークスの装入温度を100〜1200℃なるように制御し、焼結鉱の装入温度を100〜1000℃になるように制御し、ペレット鉱の装入温度を100〜1400℃になるように制御し、コークス、焼結鉱とペレット鉱を3つの高温秤量ホッパー(C4、S4、P4)で配合率に応じて、密閉された高温装入物移送装置(1)を介して順に複数回数に分けて耐高温ベルレス炉頂(2)内部に移送した後、耐高温ベルレス炉頂(2)にて、製鉄炉の内部に分配する工程と、
3)製鉄炉(3)に2列の通気口を設置し、それぞれが下部の下列酸素通気口と中下部の上列石炭ガス通気口であり、製鉄炉(3)の下部に設けられた下列酸素通気口を介して200〜600立方メートル/トン鉄の酸素と20〜300立方メートル/トン鉄の予熱された水素リッチ可燃性ガスを吹き込むと同時に、製鉄炉(3)の中下部の上列石炭ガス通気口で100〜600立方メートル/トン鉄の予熱された水素リッチ可燃性ガスを吹き込み、水素リッチ可燃性ガスはコークス炉石炭ガスまたは天然ガスであり、水素リッチ可燃性ガスの吹き込み温度は600〜1200℃になるように制御し、炉頂から排出された石炭ガスの温度は250〜1200℃であり、まず炉頂高温石炭ガス除塵装置(4)を介して除塵した後、4〜6個の蓄熱式熱交換装置を介して石炭ガスの顕熱を回収し、その中で2〜3個蓄熱式熱交換装置は下部の下列酸素通気口から炉の内部に吹き込む水素リッチ可燃性ガスを予熱し、その他の2〜3個の蓄熱式熱交換装置は中下部の上列石炭ガス通気口から炉の内部に吹き込む水素リッチ可燃性ガスを予熱する工程と、
4)上記炉頂から排出された石炭ガスは上記4〜6個の蓄熱式熱交換装置で熱交換して、温度が200℃以下に下降され、4〜30個のバックフィルター装置を介して精密に除塵し、清潔された石炭ガスはコークス炉の生産で燃焼するコークス炉石炭ガスを置換するために使用し、ペレットおよび焼結鉱の生産に必要とする燃料として使用する工程と、
5)炉頂高温石炭ガス除塵装置(4)と、上記4〜30個のバックフィルター装置によって収集された粉塵は、粉塵吹き込みタンク(7)を介して製鉄炉の酸素通気口から製鉄炉(3)の内部に吹き込んで粉塵汚染を解消する工程と、
6)製鉄炉(3)で生産された高温液状のスラグはスラグ粒子化及び熱交換装置(15)を介して粒子化され、回収されたスラグの顕熱はボイラー(16)を介して高圧の蒸気を発生し、上記炉頂から排出された石炭ガスとともに複合発電装置(5)を駆動して発電する工程を含むことを特徴とする全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法。 - 請求項1に記載の方法を実現する装置であって、
上記装置は、原料システム、炉頂石炭ガスシステム、コークス炉石炭ガス吹き込みシステム、粉塵吹き込みシステム、スラグ乾式粒子化及び余熱回収システム、酸素システムを含み、原料システムは、耐高温ベルレス炉頂(2)を介して製鉄炉(3)と接続され、炉頂石炭ガスシステムはパイプラインを通じて製鉄炉(3)と接続され、コークス炉石炭ガス吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉(3)と接続され、粉塵吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉(3)と接続され、スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムはスラグ・鉄ランナーを通じて製鉄炉(3)と接続され、酸素システム(11)はパイプラインを通じて製鉄炉(3)と接続され、製鉄炉(3)に2列の通気口が設けられ、それぞれ下部の下列酸素通気口と中下部の上列石炭ガス通気口であり、
原料システムは、コークス炉(C1)、焼結機(S1)、ペレット鉱焙焼機(P1)、高温コークス移送装置(C2)、高温焼結鉱移送装置(S2)、高温ペレット鉱移送装置(P2)、高温コークス中継サイロ(C3)、高温焼結鉱中継サイロ(S3)、高温ペレット鉱中継サイロ(P3)、高温コークス秤量ホッパー(C4)、高温焼結鉱秤量ホッパー(S4)、高温ペレット鉱秤量ホッパー(P4)、高温装入物移送装置(1)及び耐高温ベルレス炉頂(2)で構成され、
コークス炉(C1)は高温コークス移送装置(C2)を介して高温コークス中継サイロ(C3)と接続され、焼結機(S1)は高温焼結鉱移送装置(S2)を介して高温焼結鉱中継サイロ(S3)と接続され、ペレット鉱焙焼機(P1)は高温ペレット鉱移送装置(P2)を介して高温ペレット鉱中継サイロ(P3)と接続され、高温秤量ホッパー(C4、S4、P4)はパイプラインまたは密閉されたシュートを介してそれぞれ対応するコークス、焼結鉱、ペレット鉱の中継サイロ(C3、S3、P3)と接続され、高温秤量ホッパー(C4、S4、P4)はパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置(1)と接続され、高温装入物移送装置(1)は耐高温ベルレス炉頂(2)を介して製鉄炉(3)と接続され、
炉頂石炭ガスシステムは、炉頂高温石炭ガス除塵装置(4)、4〜6個の蓄熱式熱交換装置、4〜30個のバックフィルター装置、複合発電装置(5)、石炭ガス貯蔵タンク(6)で構成され、製鉄炉(3)は、パイプラインを通じて炉頂高温石炭ガス除塵装置(4)と接続され、炉頂高温石炭ガス除塵装置(4)、蓄熱式熱交換装置、バックフィルター装置、複合発電装置(5)、石炭ガス貯蔵タンク(6)は、パイプラインを通じて順に接続され、
スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムは、スラグ・鉄分離器(14)、スラグ粒子化及び熱交換装置(15)、ボイラー(16)、及び複合発電装置(5)で構成され、製鉄炉(3)から流出されたスラグ・鉄は溶融鉄ランナーを通じてスラグ・鉄分離器(14)に流れ込んでから、液状スラグの流れと溶融鉄の流れに分けられ、液状スラグの流れはスラグランナーを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置(15)と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置(15)はパイプラインを通じてボイラー(16)と接続され、ボイラーはパイプラインを通じて複合発電装置(5)と接続されていることを特徴とする装置。 - コークス炉石炭ガス吹き込みシステムは、コークス炉(C1)、コークス炉石炭ガス浄化システム(C5)、石炭ガス加圧送風機(8)、石炭ガス加圧送風機(9)、蓄熱式熱交換装置、吹き込む石炭ガス温度調節装置(10)で構成され、コークス炉(C1)は、パイプラインを通じてコークス炉石炭ガス浄化システム(C5)と接続され、コークス炉石炭ガス浄化システム(C5)により浄化された石炭ガスは二股に分かれ、一股はパイプラインを通じて石炭ガス加圧送風機(8)、蓄熱式熱交換装置、吹き込む石炭ガス温度調節装置(10)、製鉄炉(3)と順に接続され、他の一股は、パイプラインを通じて石炭ガス加圧送風機(9)、蓄熱式熱交換装置、製鉄炉(3)と順に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 粉塵吹き込みシステムは、上記炉頂高温石炭ガス除塵装置(4)、上記バックフィルター装置、粉塵吹き込みタンク(7)で構成され、炉頂高温石炭ガス除塵装置(4)は粉塵移送装置(12)を介して粉塵吹き込みタンク(7)と接続され、バックフィルター装置は粉塵移送装置(13)を介して粉塵吹き込みタンク(7)と接続され、粉塵吹き込みタンク(7)は製鉄炉(3)と接続されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムは、送風機(17)をさらに具備し、送風機(17)はパイプラインを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置(15)と接続され、上記溶融鉄の流れは溶融鉄ランナーを通じて溶融鉄搬送装置(19)と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置(15)はブランキングパイプを通じてスラグ搬送装置(18)と接続されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 全酸素と水素リッチ石炭ガスを吹き込む製鉄方法に用いられる、高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置であって、
コークス炉炭化室(B1)、焼結機(B2)、ペレット鉱焙焼機(B3)、高炉(B4)、赤熱コークス中継タンク(40)、赤熱焼結鉱中継タンク(20)、赤熱ペレット鉱中継タンク(30)、赤熱コークス搬送車(100)、赤熱焼結鉱搬送車(200)、赤熱ペレット鉱搬送車(300)、原料移送ホイスト装置(400)を含み、
コークス炉炭化室(B1)は赤熱コークス搬送車(100)を通じて赤熱コークス中継タンク(40)と接続され、焼結機(B2)は赤熱焼結鉱搬送車(200)を通じて赤熱焼結鉱中継タンク(20)と接続され、ペレット鉱焙焼機(B3)は赤熱ペレット鉱搬送車(300)を通じて赤熱ペレット鉱中継タンク(30)と接続され、
赤熱コークス中継タンク(40)、赤熱焼結鉱中継タンク(20)、赤熱ペレット鉱中継タンク(30)は、それぞれの原料輸送ホイスト装置(400)を介して高炉(B4)と接続されていることを特徴とする高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置。 - 請求項6に記載の装置の高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法であって、
A.コークス炉炭化室(B1)で排出された成熟した赤熱コークスを赤熱コークス搬送車(100)を通じて赤熱コークス中継タンク(40)の内部に移送し、焼結機(B2)で生成された赤熱焼結鉱を赤熱焼結鉱搬送車(200)を通じて赤熱焼結鉱中継タンク(20)の内部に移送し、ペレット鉱焙焼機(B3)で生成された赤熱ペレット鉱を赤熱ペレット鉱搬送車(300)を通じて赤熱ペレット鉱中継タンク(30)の内部に移送する工程と、
B.上記中継タンク(40、20、30)をそれぞれ赤熱コークス、赤熱焼結鉱及び赤熱ペレット鉱の緩衝、保温容器として使用して、赤熱コークス、赤熱焼結鉱および赤熱ペレット鉱を塊状の鉱石との配合比率に応じて順に、複数回数に分けて原料移送ホイスト装置(400)を介して高炉(B4)に移送する工程と、
C.上記中継タンク(40、20、30)の緩衝、保温作用を利用して、高炉(B4)に装入する赤熱コークスの温度が100〜1200℃になるように制御し、焼結鉱の温度が100〜1000℃になるように制御し、ペレット鉱の温度が100〜1400℃になるように制御し、塊状の鉱石の温度は常温になるように制御する工程を含むことを特徴とする高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。 - 全酸素と水素リッチ石炭ガスを吹き込む製鉄方法に用いられる、高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置であって、
コークスを赤熱状態で移送装入する装置を含み、上記コークスを赤熱状態で移送装入する装置はコークス炉、高温コークス移送装置、高温コークス中継サイロ、高温コークス秤量ホッパー、高温装入物移送装置および耐高温炉頂で構成され、コークス炉は高温コークス移送装置を通じて高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、高温装入物移送装置は耐高温炉頂を介して製鉄炉と接続され、製鉄炉に装入されるコークスの温度は100℃〜1200℃であることを特徴とする高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置。 - 上記の装置は焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置又はペレット鉱を赤熱状態で移送装入する装置を含み、
上記焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置は、焼結機、高温焼結鉱移送装置、高温焼結鉱中継サイロと高温焼結鉱秤量ホッパーで構成され、焼結機は温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、製鉄炉に装入される焼結鉱の温度は100℃〜1000℃であり、
上記ペレット鉱を赤熱状態で移送装入する装置は、ペレット鉱焼結機、高温ペレット鉱移送装置、高温ペレット鉱中継サイロと高温ペレット鉱秤量ホッパーで構成され、ペレット鉱焼結機は高温ペレット鉱移送装置を介して高温ペレット鉱中継サイロと接続され、高温ペレット鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温ペレット鉱中継サイロと接続され、高温ペレット鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、製鉄炉に装入されるペレット鉱の温度は100℃〜1400℃であることを特徴とする請求項8に記載の高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置。 - 請求項8に記載の装置の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法であって、
a.コークス炉で生産された成熟したコークスは、コークス消火を行わずに高温コークス移送装置を介して高温コークス中継サイロ内に直接移送する工程と、
b.高温コークス中継サイロを高温コークスの緩衝及び保温容器として使用し、高温コークスが高温コークス秤量ホッパーを通過し、また、密閉された高温装入物移送装置を通過して耐高温炉頂に移送された後、耐高温炉頂によって製鉄炉の内部に分配し、製鉄炉に装入されるコークスの温度は100℃〜1200℃である工程を含むことを特徴とする製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。 - 焼結機で生産された高温焼結鉱を密閉された高温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロ内に移送する工程と、
高温焼結鉱中継サイロを高温焼結鉱の緩衝及び保温容器として使用し、高温焼結鉱は高温秤量ホッパーを通じて、また密閉された高温装入物移送装置を介して耐高温炉頂内に移送され、耐高温炉頂にて要求に応じて製鉄炉の内部に分配し、製鉄炉に装入される焼結鉱の温度は100℃〜1000℃である工程をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。 - ペレット鉱焼結機で生産された高温ペレット鉱を密閉された高温ペレット鉱移送装置を介して高温ペレット鉱中継サイロ内に移送する工程と、
高温ペレット鉱中継サイロを高温ペレット鉱の緩衝及び保温容器として使用し、高温ペレット鉱は高温秤量ホッパーを通じて、また密閉された高温装入物移送装置を介して耐高温炉頂内に移送され、耐高温炉頂で製鉄炉の内部に分配し、製鉄炉に装入されるペレット鉱の温度は100℃〜1400℃である工程をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。 - コークスの装入温度は100℃から500℃または800℃から1200℃であることを特徴とする請求項1又は7又は10に記載の方法。
- 焼結鉱の装入温度は100℃から500℃または800℃から1000℃であることを特徴とする請求項1又は7又は11に記載の方法。
- ペレット鉱の装入温度は100℃から500℃または800℃から1400℃であることを特徴とする請求項1又は7又は12に記載の方法。
- コークスの装入温度は300℃から500℃または800℃から1000℃であることを特徴とする請求項1又は7又は10に記載の方法。
- 焼結鉱の装入温度は300℃から500℃または800℃から900℃であることを特徴とする請求項1又は7又は11に記載の方法。
- ペレット鉱の装入温度は300℃から500℃または800℃から1000℃であることを特徴とする請求項1又は7又は12に記載の方法。
- コークスの装入温度は100℃から500℃または800℃から1200℃であることを特徴とする請求項8又は9に記載の装置。
- 焼結鉱の装入温度は100℃から500℃または800℃から1000℃であり、ペレット鉱の装入温度は100℃から500℃または800℃から1400℃であることを特徴とする請求項9に記載の装置。
- コークスの装入温度は300℃から500℃または800℃から1000℃であることを特徴とする請求項8又は9に記載の装置。
- 焼結鉱の装入温度は300℃から500℃または800℃から900℃であり、ペレット鉱の装入温度は300℃から500℃または800℃から1000℃であることを特徴とする請求項9に記載の装置。
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