JPH0143804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は溶融銑鉄の製法、さらに詳しくは、融
解ガス化装置において石炭を添加しかつ酸素含有
ガスを導入してコークス粒子の流動層を形成させ
ることにより粒状鉄含有物質（とくに、予め還元
した海綿鉄）から溶融銑鉄または製鋼用原料並び
に還元ガスを製造する方法、および該方法を行う
ための装置に関する。

発明の背景 かかるタイプの方法は米国特許第4317677号に
記載されている。この方法は酸素含有ガスまたは
純粋な酸素を融解ガス化装置の下部域内に吹き込
んでコークス粒子の流動層を形成している。粒状
鉄含有物質、とくに還元海綿鉄および石炭塊を融
解ガス化装置の炉頂に設けられた充填装置によつ
て供給し、落下粒子を流動層中でほぐし、鉄含有
粒子がコークスの流動層中を落下するにつれて該
粒子を還元、溶解させている。スラグにより覆わ
れた溶融金属は融解ガス化装置の底部に集められ
る。金属およびスラグは別々の排出口を通つて排
出される。

流動層で生成されたガスの温度は、海綿鉄粒子
の加熱、溶融に必要な熱量が奪われ、充填石炭の
加熱、脱水、脱ガス化、ガス化等の間に種々の吸
熱反応が生じるために上方に行くにしたがつて減
少する。吸熱反応による熱損は、用いた石炭の固
定炭素含量が低くなればなるほど、すなわちその
水分含量および揮発分が高くなればなる程高くな
る。融解ガス化装置の頂部の温度が1000℃以下に
降下した場合、ガス温度はもはやガス中に含有さ
れた揮発分を完全に分解するのに十分ではなく、
タール含有成分の凝集が低温ガス域で起こる。し
かしながら、タールの分離にはプラント技術およ
びガス精製に必要な水の処理に関し著しい困難が
包含される。

発明の目的および概要 本発明はこれらの困難を回避することを目的と
し、たとえ褐炭のような、安価で大量に利用でき
る高水分含量かつ高揮発分含量の低品質の石炭を
用いた場合でも融解ガス化装置の満足する操作法
を提供することを目的とする。

この目的は、本発明に従い、80％よりも少ない
固定炭素含量を有する石炭を用いる際に還元ガス
から分離した石炭粒子を燃焼および／または脱ガ
ス化させることによつて流動層形成酸素含有ガス
の供給ラインよりも上方の融解ガス化装置内に熱
をさらに供給することを特徴とする前記したタイ
プの方法によつて達成される。

発明の詳説 有利には、付加的な熱の供給は少なくとも２つ
の水平面に環状に配置され融解ガス化装置の側壁
に貫通したバーナー、すなわち流動層の下部域に
水平に配置されたバーナーおよび流動層の上方付
近に水平に配置されたバーナーによつて行なわれ
る。これらの間、すなわち中間部分への付加的な
熱の供給も可能である。

好ましくは、付加的な熱の供給は粗製還元ガス
の測定温度に基づき制御され、上部熱供給面のバ
ーナーによる加熱が粗製還元ガスの温度を相対的
に増加させるために行なわれ、下部熱供給面のバ
ーナーによる加熱が粗製還元ガスの温度を相対的
に低下させるために行なわれる。

本発明は、さらに、耐熱性ライニング融解ガス
化装置を有する該方法を行うための装置であつ
て、該ガス化装置は、石炭充填用装置、鉄含有物
質充填用装置、生成された還元ガス排出用ダク
ト、スラグ排出口、溶湯排出口、該溶湯および液
体スラグ収集用に設けられた下部域、酸素含有ガ
ス供給ラインを備えコークス流動層を形成するた
めに設けられた中央域、およびキリング空間とし
て設けられた上部域を備え、前記供給ラインの上
方にバーナーが設けられており、該バーナーが融
解ガス化装置の側壁を貫通しかつ粉状燃料供給用
ダクトと酸素供給用ダクトを備えていることを特
徴とする装置を提供する。

かかるバーナーはガス化バーナーとして機能す
る。すなわち、過剰の酸素の下での燃料のガス化
は、燃焼生成物としてもつばらCOを生成する。

好ましくは、バーナーは少なくとも２つの水平
面上に層状に設けられ、環状に配置される。

有利な具体例に従えば、バーナーの燃料供給ダ
クトは炭塵貯蔵容器および推進ラインと連結され
る。好適な噴射剤には炭塵除去環元ガス、頂部ガ
ス、他の燃焼性ガス、不活性ガスが包含される。
バーナーは、特に高いエネルギー量を導入するた
めにプラズマまたは電気バーナーとして設計する
こともできる。

さらに好適な具体例に従えば、炭塵貯蔵容器
は、実質的に石炭からなる微粒状炭塵を粗製還元
ガスから分離するために設けられた加熱サイクロ
ンとダクト様方法で連結される。

好ましくは、環状に配置され層状に設けられた
バーナーは、粗製還元ガス中に設けられ制御用ル
ープを備える温度測定手段と連結される。

つぎに、添付の図面に従い、本発明の方法およ
び該方法を行うための装置をさらに詳しく説明す
る。

第１図は付属手段を備える融解ガス化装置の立
面図、第２図は高品質の石炭を用いて操作した場
合と、低品質の石炭を用いて操作した場合の融解
ガス化装置の温度を示すグラフである。

耐火性ライニング処理した融解ガス化装置１は
下部域１′、中央域１″および湾曲した上部域１
からなる。下部域１′は溶湯金属およびスラグを
受けるように設計されており、溶湯排出口および
スラグ排出口を備える。中央域１″に酸素供給ラ
イン２が設けられており、これにより、コークス
粒子の流動層３が形成され、該流動層は固体層４
の上方に維持される。湾曲する上部域１は石炭
塊供給用ダクト５および海綿鉄供給用ダクト６を
備える。さらに、還元ガス排出用ダクト７が上部
域に設けられている。

供給ライン２の上方に、本発明のガス化バーナ
ーが２つの層状に水平に設けられており、これら
の各水平面でのバーナーは融解ガス化装置の周辺
部上に沿つて環状に配置されている。図面では
各々１つのバーナーだけが示されている。低い方
の面でのバーナー８は流動層の低部域に配置さ
れ、高い方の面は流動層の上方付近に配置され、
そのバーナーは９で示されている。ガス化バーナ
ーは、各々、粉状燃料供給用ダクト１０および１
１並びに酸素供給用ダクト１２および１３を備え
ている。

燃料供給用ダクト１０および１１は貯蔵容器１
４と連結され、粉末燃料はライン１５から供給さ
れた噴射剤によつて搬送される。貯蔵容器１４に
加熱サイクロン１６を介して充填し、この加熱サ
イクロン内には、粗製還元ガスが排出ダクト７か
ら導入される。このサイクロンにより実質的に石
炭粒子１７からなる固体が該還元ガスから分離さ
れる。精製還元ガスは管１８により排出され、直
接還元シヤフト炉に供給される。

バーナー８および９の運転を制御するために、
温度測定装置１９が粗製還元ガス排出用ダクト７
に連結され、制御用ループ２０，２１と電気的に
連結されている。この制御用ループにより、バル
ブ２２，２３は測定された温度に従い作動し、温
度が低すぎる場合には高い方の面のバーナー９が
作動し、温度が高すぎる場合には低い方の面での
バーナー８が作動する。

第２図は、融解ガス化装置の高さに対する温度
変化を示し、高さ（メートル）を縦軸に、温度を
横軸にとつたものである。実線は約80％の固定炭
素含量、10％の揮発分含量、５％の灰分および５
％の水分を有する高品質の石炭を用いたときの添
加した石炭および生成したガスの温度変化を示
し、破線は50％の固定炭素、25％の揮発分含量、
20％の灰分および５％の水分を有する低品質の石
炭を用いたときの各温度変化を示す。石炭の充填
温度は垂線２４で、脱水後の温度は垂線２５で、
脱ガス化の開始時の温度は垂線２６で、最終温度
は垂線２７で示される。

第２図から明らかなごとく、本発明の製法を用
いれば、低品質の石炭担体および生成されたガス
の温度変化を、各々、高品質の石炭を用いた場合
に達成される石炭およびガスの温度変化に適合さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は付属手段を備える融解ガス化装置の立
面図、第２図は高品質の石炭を用いて操作した場
合と、低品質の石炭を用いて操作した場合の融解
ガス化装置の温度を示すグラフである。 図面中、符号はつぎのものを意味する。１′：
下部域、１″：中央域、１：上部域、２：供給
ライン、３：流動層、４：固体層、５：石炭供給
用ダクト、６：海綿鉄供給用ダクト、７：還元ガ
ス排出用ダクト、８および９：バーナー、１０お
よび１１：燃料供給用ダクト、１２および１３：
酸素供給用ダクト、１４：貯蔵容器、１５：ライ
ン、１６：サイクロン、１７：石炭粒子、１８：
管、１９：温度測定装置、２０および２１：制御
用ループ、２２および２３：バルブ、２４〜２
７：垂線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コークス粒子の流動層が石炭を添加しかつ酸
   素含有ガスを導入することにより形成されている
   融解ガス化装置において鉄含有粒状物質から溶融
   銑鉄または鉄鋼予備製品や還元ガスを製造するに
   あたり、80％よりも少ない固定炭素含量を有する
   石炭を用いる際に付加的な熱を還元ガスから分離
   した石炭粒子を燃焼および／または脱ガス化させ
   ることによつて流動層形成酸素含有ガスの供給ラ
   インよりも上方の融解ガス化装置内に供給するこ
   とを特徴とする製法。 ２ 付加的な熱の供給が少なくとも２つの水平面
   において環状に配置され融解ガス化装置の側壁に
   貫通するバーナー、すなわち流動層の下部域に水
   平に配置されたバーナーおよび流動層の上方付近
   に水平に配置されたバーナーによつて行なわれる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製
   法。 ３ 付加的な熱の供給が粗製還元ガスの測定温度
   に基づき制御され、上部熱供給面のバーナーによ
   る加熱が粗製還元ガスの温度を相対的に増加させ
   るために行なわれ、下部熱供給面のバーナーによ
   る加熱が粗製還元ガスの温度を相対的に低下させ
   るために行なわれることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の製法。 ４ 鉄含有物質が予め還元された海綿鉄であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項の１つ
   に記載の製法。 ５ 耐熱性ライニング融解ガス化装置を有する特
   許請求の範囲第１〜４項の１つに記載の製法を行
   うための装置であつて、該ガス化装置が、石炭充
   填用装置、鉄含有物質充填用装置、生成された還
   元ガス排出用ダクト、スラグ排出口、溶湯排出
   口、該溶湯および液体スラグ収集用に設けられた
   下部域、酸素含有ガス供給ラインを有しコークス
   流動層を形成するために設けられた中央域、およ
   びキリング空間として設けられた上部域を備え、
   前記供給ラインの上方にバーナーが設けられてお
   り、該バーナーが融解ガス化装置の側壁を貫通し
   かつ粉状燃料供給用ダクトおよび酸素供給用ダク
   トを備えていることを特徴とする装置。 ６ バーナーが少なくとも２つの水平面上に層状
   に設けられ環状に配置されることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ バーナーの燃料供給用ダクトが炭塵貯蔵容器
   および推進ラインと連結されることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項または第６項記載の装置。 ８ 炭塵貯蔵容器が、実質的に石炭からなる微粒
   状炭塵を粗製還元ガスから分離するために設けら
   れた加熱サイクロンとダクト様方法で連結される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５〜７項の１
   つに記載の装置。 ９ 環状に配置され層状に設けられたバーナー
   が、粗製還元ガス中に設けられ制御用ループを備
   える温度測定手段と連結されることを特徴とする
   特許請求の範囲第６〜８項の１つに記載の装置。