JPH0414162B2 - - Google Patents
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- JPH0414162B2 JPH0414162B2 JP59501505A JP50150584A JPH0414162B2 JP H0414162 B2 JPH0414162 B2 JP H0414162B2 JP 59501505 A JP59501505 A JP 59501505A JP 50150584 A JP50150584 A JP 50150584A JP H0414162 B2 JPH0414162 B2 JP H0414162B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
- C21B13/143—Injection of partially reduced ore into a molten bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
- C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
- C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
-
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- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
- C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
請求の範囲
１ 反応炉容器内に、鉄鉱石精鉱と、石炭と、酸
素ガスと造滓剤とを溶融鉄浴の浴面下に吹き込み
鉄鉱石精鉱から銑鉄を製造する方法において： 廃ガス中のCO2／CO比を大気圧での平衡条件
に相当する値よりも高くなるようにして一定量の
石炭に対し浴中でより大量の熱が発生するように
し、 前記精鉱の量に対し吹き込まれる石炭の量を前
記反応炉中での予還元鉄鉱石精鉱の最終還元に十
分なように予め設定し、前記廃ガス中のCOとH2
を予還元工程に送り未還元鉄鉱石精鉱を予還元し
てから前記反応炉中に吹き込むようになつている
ことを特徴とする鉄鉱石精鉱から銑鉄を製造する
方法。
素ガスと造滓剤とを溶融鉄浴の浴面下に吹き込み
鉄鉱石精鉱から銑鉄を製造する方法において： 廃ガス中のCO2／CO比を大気圧での平衡条件
に相当する値よりも高くなるようにして一定量の
石炭に対し浴中でより大量の熱が発生するように
し、 前記精鉱の量に対し吹き込まれる石炭の量を前
記反応炉中での予還元鉄鉱石精鉱の最終還元に十
分なように予め設定し、前記廃ガス中のCOとH2
を予還元工程に送り未還元鉄鉱石精鉱を予還元し
てから前記反応炉中に吹き込むようになつている
ことを特徴とする鉄鉱石精鉱から銑鉄を製造する
方法。
２ 前記反応炉が大気圧を越え50バールまでの全
圧力で好適には約２から10バールまでの全圧力を
有し、それによりCO2／COの比が増加するよう
になつていることを特徴とする請求の範囲第１項
に記載の方法。
圧力で好適には約２から10バールまでの全圧力を
有し、それによりCO2／COの比が増加するよう
になつていることを特徴とする請求の範囲第１項
に記載の方法。
３ 前記CO2／COの比を一層高い値に移行させ
るために浴面に対して酸素ガスを吹き込み、それ
によつて前記反応炉に対し熱を供給することを特
徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の
方法。
るために浴面に対して酸素ガスを吹き込み、それ
によつて前記反応炉に対し熱を供給することを特
徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の
方法。
４ 前記廃ガス中のCO2／COの比を予め定めら
れた所望値に調整するために反応炉の全圧力を制
御するようになつていることを特徴とする請求の
範囲第２項又は第３項に記載の方法。
れた所望値に調整するために反応炉の全圧力を制
御するようになつていることを特徴とする請求の
範囲第２項又は第３項に記載の方法。
５ 前記反応炉の金属浴の浴面位を前記廃ガス中
のCO2／COを予め定められた所望値に調整する
ために制御するようになつていることを特徴とす
る請求の範囲第２項、第３項および第４項のいず
れか１つの項に記載の方法。
のCO2／COを予め定められた所望値に調整する
ために制御するようになつていることを特徴とす
る請求の範囲第２項、第３項および第４項のいず
れか１つの項に記載の方法。
明細書
本発明は、鉄を製造する方法に関する。本発明
はより詳細には、反応炉を使用しその炉中に溶融
浴の下方に反応剤を吹き込む方法に関するもので
ある。
はより詳細には、反応炉を使用しその炉中に溶融
浴の下方に反応剤を吹き込む方法に関するもので
ある。
ある程度の量の銑鉄の生産が起るようなガス生
成用の反応炉は、スウエーデン特許明細書（特許
出願7706876−５）により公知である。
成用の反応炉は、スウエーデン特許明細書（特許
出願7706876−５）により公知である。
前記スウエーデン特許においては、実質的に一
酸化炭素（CO）と水素ガス（H2）の混合ガス
を、ある程度の水分と含有している石炭から生成
する方法が開示されている。この方法は前記特許
に従つて実施され、その方法では炭素は、溶融浴
中に鉄の酸化物の形で吹込まれた酸素に対して化
学量論的に過剰量で吹き込まれ、同時に酸素ガス
が前記の過剰炭素を酸化するために吹き込まれ
る。
酸化炭素（CO）と水素ガス（H2）の混合ガス
を、ある程度の水分と含有している石炭から生成
する方法が開示されている。この方法は前記特許
に従つて実施され、その方法では炭素は、溶融浴
中に鉄の酸化物の形で吹込まれた酸素に対して化
学量論的に過剰量で吹き込まれ、同時に酸素ガス
が前記の過剰炭素を酸化するために吹き込まれ
る。
従つてこの方法はガスを生成することを目的と
するが、この方法では相当量の銑鉄も生産され
る。
するが、この方法では相当量の銑鉄も生産され
る。
スウエーデン特許8103201−３には、反応炉を
使用して石炭のガス化を行なう方法が記載されて
いる。この特許によれば、炭素と酸素ガスと鉄の
酸化物とが吹き込まれ、そのうちで鉄の酸化物は
冷却剤である。炭素は浴中に酸化物の形で含まれ
ている酸素に対して化学量論的に過剰量で吹き込
まれる。前記特許による発明は反応炉を加圧する
工程を含み、それによつて実質的により大量のガ
スが発生される、何故ならば大気圧が主体となつ
ている場合に比較して、浴の大きさに対しより大
量の炭素と酸素を吹き込むことが出来るからであ
る。この特許の目的はガスの生産量が高いことで
あり、従つてこの場合に生成される銑鉄は副産物
と考えることが出来る。
使用して石炭のガス化を行なう方法が記載されて
いる。この特許によれば、炭素と酸素ガスと鉄の
酸化物とが吹き込まれ、そのうちで鉄の酸化物は
冷却剤である。炭素は浴中に酸化物の形で含まれ
ている酸素に対して化学量論的に過剰量で吹き込
まれる。前記特許による発明は反応炉を加圧する
工程を含み、それによつて実質的により大量のガ
スが発生される、何故ならば大気圧が主体となつ
ている場合に比較して、浴の大きさに対しより大
量の炭素と酸素を吹き込むことが出来るからであ
る。この特許の目的はガスの生産量が高いことで
あり、従つてこの場合に生成される銑鉄は副産物
と考えることが出来る。
上記に言及した特許は、従つて出来る限り最高
のガスの生産を目的とする方法に関するものであ
る。更に銑鉄も生産されるということは、石炭と
共に加えられる不純物によつて溶融浴が余りにも
ひどく汚染されるのを防ぐために該溶融浴を新し
いものと取り変えることが望まれるという事実に
因る。
のガスの生産を目的とする方法に関するものであ
る。更に銑鉄も生産されるということは、石炭と
共に加えられる不純物によつて溶融浴が余りにも
ひどく汚染されるのを防ぐために該溶融浴を新し
いものと取り変えることが望まれるという事実に
因る。
本発明は、上記の技術とは反対に、石炭のエネ
ルギー成分が最高度に利用されるような銑鉄の生
産方法に関するものである。石炭の最高度の利用
とは、重複したように思われるが、前記方法から
炭酸ガス（CO2）のみが外部に放出され、同時に
出来るだけ少量の石炭が供給されるということを
意味する。
ルギー成分が最高度に利用されるような銑鉄の生
産方法に関するものである。石炭の最高度の利用
とは、重複したように思われるが、前記方法から
炭酸ガス（CO2）のみが外部に放出され、同時に
出来るだけ少量の石炭が供給されるということを
意味する。
本発明は、より正確にいうならば最終還元と同
様に予備還元がプロセス中で集積され、供給され
た石炭のエネルギー成分が最高度に利用されるよ
うな方法に関する。
様に予備還元がプロセス中で集積され、供給され
た石炭のエネルギー成分が最高度に利用されるよ
うな方法に関する。
従つて本発明は、鉄鉱石精鉱から銑鉄を生産す
る方法に関するものであつて、そこでは精鉱と、
石炭と、酸素ガスと造滓剤とが反応炉容器中の炉
内の溶融浴の表面下方に吹き込まれる。本発明の
特徴は廃ガス中のCO2／COの比が大気圧の平衡
状態に相当する値よりも高い値まで上昇され、そ
れによつて一定量の石炭に対して浴中で著じるし
く大量の熱の発生が起ることと、鉱石精鉱に対し
て吹き込まれた石炭の量が反応炉中の予還元され
た鉱石精鉱の最終還元に十分な量に予じめ定めら
れることと、又廃ガス中のCOとH2が予還元工程
に指向されその工程において未還元の鉱石精鉱は
予還元され、その後反応炉中に吹き込まれること
とを特徴とするものである。
る方法に関するものであつて、そこでは精鉱と、
石炭と、酸素ガスと造滓剤とが反応炉容器中の炉
内の溶融浴の表面下方に吹き込まれる。本発明の
特徴は廃ガス中のCO2／COの比が大気圧の平衡
状態に相当する値よりも高い値まで上昇され、そ
れによつて一定量の石炭に対して浴中で著じるし
く大量の熱の発生が起ることと、鉱石精鉱に対し
て吹き込まれた石炭の量が反応炉中の予還元され
た鉱石精鉱の最終還元に十分な量に予じめ定めら
れることと、又廃ガス中のCOとH2が予還元工程
に指向されその工程において未還元の鉱石精鉱は
予還元され、その後反応炉中に吹き込まれること
とを特徴とするものである。
予還元工程においては、精鉱は反応炉中の最終
還元に好適な予還元の状態まで還元される。
還元に好適な予還元の状態まで還元される。
鉱石精鉱を最終的に反応炉中で石炭を供給しつ
つ溶融還元することにより、ある程度の量のCO
が生成されて反応炉からの廃ガス中に存在するの
が認められる。
つ溶融還元することにより、ある程度の量のCO
が生成されて反応炉からの廃ガス中に存在するの
が認められる。
廃ガスは洗浄によつてCO2ガスから分離され、
その後残留しているCOは、未還元の鉱石精鉱を
予還元するようにされ、それによつてCOが酸化
されてCO2になる。従つて本方法によれば、石炭
は反応炉に対して反応炉内での予還元鉱石精鉱の
最終還元に十分な量だけ供給される。石炭のその
ような量は、未還元の鉄鉱石精鉱を予還元工程で
予還元するために十分なCOが廃ガス中に存在す
るようにするのに十分なものである。それ故、こ
の方法においては石炭の消費量は公知の方法より
は少ない。石炭の量が少ないということは、発生
されたガス、粉塵及びスラグの量がより少ないと
いうことである。
その後残留しているCOは、未還元の鉱石精鉱を
予還元するようにされ、それによつてCOが酸化
されてCO2になる。従つて本方法によれば、石炭
は反応炉に対して反応炉内での予還元鉱石精鉱の
最終還元に十分な量だけ供給される。石炭のその
ような量は、未還元の鉄鉱石精鉱を予還元工程で
予還元するために十分なCOが廃ガス中に存在す
るようにするのに十分なものである。それ故、こ
の方法においては石炭の消費量は公知の方法より
は少ない。石炭の量が少ないということは、発生
されたガス、粉塵及びスラグの量がより少ないと
いうことである。
本発明は大量のガス、粉塵及びスラグを避け石
炭の使用量を最小にする目的を有している、なぜ
ならば、大量のガス及び、粉塵スラグは取り扱い
上重大な問題となるからである。
炭の使用量を最小にする目的を有している、なぜ
ならば、大量のガス及び、粉塵スラグは取り扱い
上重大な問題となるからである。
酸化鉄の還元には還元剤に対する検討が必要で
あり、次の反応式で示すことができる。
あり、次の反応式で示すことができる。
FeOx＋XCO→Fe＋XCO2 （1a）
FeOx＋XC→Fe＋XCO （1b）
FeOx＋XH2→Fe＋XH2O (2)
（1a）と(2)による反応は固相中で金属化度が
100％に達するまで進行し、その生成物は海綿鉄
と呼ばれる。この海綿鉄は次に、鋳造及び加工を
行う前に、製練し更に精錬しなければならない。
金属化を完成させるまで固相還元を実施しない場
合には、精鉱は予還元されただけである。還元の
程度は次の式で示すことができる。
100％に達するまで進行し、その生成物は海綿鉄
と呼ばれる。この海綿鉄は次に、鋳造及び加工を
行う前に、製練し更に精錬しなければならない。
金属化を完成させるまで固相還元を実施しない場
合には、精鉱は予還元されただけである。還元の
程度は次の式で示すことができる。
FeOx (3)
ここでｘは０と1.5の間で変化する。
炭素を含む溶融鉄浴中で対応する反応プロセス
（1b）がおこる。そこで、上記の反応から生成さ
れたガス相は次の反応式によつて決まる成分を有
する。
（1b）がおこる。そこで、上記の反応から生成さ
れたガス相は次の反応式によつて決まる成分を有
する。
CO2＋Ｃ2CO (4)
及び
H2O＋COCO2＋H2 (5)
反応(4)は、高温度と低酸素ポテンシヤル、即ち
炭素が１％以上を有する溶融鉄浴中で支配的な条
件下では、実質的に右側に進行する。反応(4)と(5)
は共に溶融鉄浴から98％以上のCO＋H2のガス成
分を発生する。これが上に述べたスウエーデン特
許明細書…（特許出願7706876−５）の場合であ
る。
炭素が１％以上を有する溶融鉄浴中で支配的な条
件下では、実質的に右側に進行する。反応(4)と(5)
は共に溶融鉄浴から98％以上のCO＋H2のガス成
分を発生する。これが上に述べたスウエーデン特
許明細書…（特許出願7706876−５）の場合であ
る。
その代りに、固相中でより低温度で還元反応が
起つた場合には、発生するガスの成分は一層酸化
されたもの、すなわちCO2とH2Oの成分が一層高
くなつたガスを含んだものとなる。
起つた場合には、発生するガスの成分は一層酸化
されたもの、すなわちCO2とH2Oの成分が一層高
くなつたガスを含んだものとなる。
このことは正確な用語で言えば、反応（1b）、
(4)及び(5)によつて、約1500℃で溶融鉄浴を収容し
ている反応炉内で反応（1b）、(4)及び(5)によつ
て、生成されるガスは、予還元ユニツトに800〜
1000℃で供給することができ、そこで還元作用を
行ないCO2とH2O成分を伴なつて反応炉から放出
される、このガスは溶融鉄浴から発生するガスよ
りは濃度が数倍高い。ガス還元が数工程で行われ
る場合、例えば直列に接続された２〜３個の反応
炉又は供給される鉱石精鉱が常に向流する還元ガ
スと接触する場合、ガス中の還元ポテンシヤルは
有効に利用される。
(4)及び(5)によつて、約1500℃で溶融鉄浴を収容し
ている反応炉内で反応（1b）、(4)及び(5)によつ
て、生成されるガスは、予還元ユニツトに800〜
1000℃で供給することができ、そこで還元作用を
行ないCO2とH2O成分を伴なつて反応炉から放出
される、このガスは溶融鉄浴から発生するガスよ
りは濃度が数倍高い。ガス還元が数工程で行われ
る場合、例えば直列に接続された２〜３個の反応
炉又は供給される鉱石精鉱が常に向流する還元ガ
スと接触する場合、ガス中の還元ポテンシヤルは
有効に利用される。
しかしながら、予還元工程から発生する廃ガス
中には常にある割合のCOとH2が残つている。こ
の残留ガスはCO2とH2Oとをガス中から洗浄した
後再循環させることが出来る。このようにして還
元ガス中のエネルギー成分は100％まで利用する
ことが出来る。上記の検討はシステムが常に平衡
状態にあるということに基づいている。さらに次
の反応式 Ｃ＋１／2O2→CO (6) Ｃ＋O2→CO2 (7) は発熱反応であつて、反応(7)は反応(6)よりも約
250％だけ多くの熱を放出する。逆に、反応
（1b）は吸熱反応であり、従つて実現するために
はエネルギーを必要とする。
中には常にある割合のCOとH2が残つている。こ
の残留ガスはCO2とH2Oとをガス中から洗浄した
後再循環させることが出来る。このようにして還
元ガス中のエネルギー成分は100％まで利用する
ことが出来る。上記の検討はシステムが常に平衡
状態にあるということに基づいている。さらに次
の反応式 Ｃ＋１／2O2→CO (6) Ｃ＋O2→CO2 (7) は発熱反応であつて、反応(7)は反応(6)よりも約
250％だけ多くの熱を放出する。逆に、反応
（1b）は吸熱反応であり、従つて実現するために
はエネルギーを必要とする。
鉄鉱石を還元して金属製品とする為には、従つ
て熱を供給する必要があり、例えば反応(6)又は(7)
では反応（1b）の必要とする以上の熱を発生す
る。
て熱を供給する必要があり、例えば反応(6)又は(7)
では反応（1b）の必要とする以上の熱を発生す
る。
これは溶融鉄浴中で実現され、そこでは炭素を
含有している材料が、酸素ガスと酸化鉄に対する
比率においてエネルギーのバランスが達成される
ような比率で供給される。溶融鉄浴中で優勢な条
件下では、反応(6)は反応(7)に対して全く優勢にな
る。石炭を使用した場合、例えばある程度の揮発
成分を含んでいるボーラ用石炭の場合、反応(6)は
発生した熱が酸化鉄の還元ばかりでなく、供給さ
れる石炭中の灰分の製錬と石炭中に存在している
炭化水素の分解もまかなう程度でなければならな
い。このことは現実的条件下では、鉄を生成しさ
らにCOとH2からなり平均値が98％以上の多量の
ガスが生成するという採用不能なほどの高い石炭
消費量を意味する。
含有している材料が、酸素ガスと酸化鉄に対する
比率においてエネルギーのバランスが達成される
ような比率で供給される。溶融鉄浴中で優勢な条
件下では、反応(6)は反応(7)に対して全く優勢にな
る。石炭を使用した場合、例えばある程度の揮発
成分を含んでいるボーラ用石炭の場合、反応(6)は
発生した熱が酸化鉄の還元ばかりでなく、供給さ
れる石炭中の灰分の製錬と石炭中に存在している
炭化水素の分解もまかなう程度でなければならな
い。このことは現実的条件下では、鉄を生成しさ
らにCOとH2からなり平均値が98％以上の多量の
ガスが生成するという採用不能なほどの高い石炭
消費量を意味する。
このような量のガスは、さらにCOとH2の成分
が非常に高く、銑鉄のプロセスでは望ましくな
い。勿論所要の多量の石炭を供給することも望ま
しくない。
が非常に高く、銑鉄のプロセスでは望ましくな
い。勿論所要の多量の石炭を供給することも望ま
しくない。
要約して以上に述べたように、所要の石炭量が
減少され、最終還元工程においては、予還元され
た鉱石精鉱を還元するだけで十分である。それに
よつて必要な熱量を発生させるためには、反応(7)
は反応(6)よりも約250％も多い多量の熱を発生す
るという事実を利用するのである。上に述べたよ
うに、反応炉からの廃ガス中のCO2／CO比は大
気圧における比に相当する値よりも高く増加する
ようにされるべきである。このことは一層多くの
CO2、従つて反応(7)の熱の生成を、反応炉内で利
用されるように何等かの手段を講じなければなら
ないことを意味する。
減少され、最終還元工程においては、予還元され
た鉱石精鉱を還元するだけで十分である。それに
よつて必要な熱量を発生させるためには、反応(7)
は反応(6)よりも約250％も多い多量の熱を発生す
るという事実を利用するのである。上に述べたよ
うに、反応炉からの廃ガス中のCO2／CO比は大
気圧における比に相当する値よりも高く増加する
ようにされるべきである。このことは一層多くの
CO2、従つて反応(7)の熱の生成を、反応炉内で利
用されるように何等かの手段を講じなければなら
ないことを意味する。
しかしながら、比CO2／COは最高の場合でも、
未還元の精鉱を予じめ定められた所望値まで予還
元するのに十分な量のCOが廃ガス中に存在して
いる場合に相当する値までにすべきである。
未還元の精鉱を予じめ定められた所望値まで予還
元するのに十分な量のCOが廃ガス中に存在して
いる場合に相当する値までにすべきである。
下表は、Ｘが1.33の場合の精鉱の還元に必要な
量が、反応炉からの廃ガス中のCO2／COの比に
よつてどのように変化するかを示す一例である。
量が、反応炉からの廃ガス中のCO2／COの比に
よつてどのように変化するかを示す一例である。
【表】
この表からあきらかなように、前記のCO2／
CO比を実質的に増加させることによつて、所要
石炭量を減少させることができる。鉱石精鉱の予
還元を可能にするために廃ガス中で必要なCOガ
ス量は、CO2／CO比の大きさが３を越えてはな
らないということを意味する。従つて石炭の供給
量が少ない場合でも、CO2／CO比は反応炉内の
熱をより多量に発生させるために付加的に上昇さ
せることが出来、廃ガス中に予還元を実施するた
めのCOの量をなお十分に得ることが出来る。
CO比を実質的に増加させることによつて、所要
石炭量を減少させることができる。鉱石精鉱の予
還元を可能にするために廃ガス中で必要なCOガ
ス量は、CO2／CO比の大きさが３を越えてはな
らないということを意味する。従つて石炭の供給
量が少ない場合でも、CO2／CO比は反応炉内の
熱をより多量に発生させるために付加的に上昇さ
せることが出来、廃ガス中に予還元を実施するた
めのCOの量をなお十分に得ることが出来る。
本発明によれば、前記の比を大気圧での平衡条
件に相当する値よりも高くするための２つの実施
態様が存在する。それらの実施態様は、下記に添
付の図面を参照して一部を記載する。
件に相当する値よりも高くするための２つの実施
態様が存在する。それらの実施態様は、下記に添
付の図面を参照して一部を記載する。
図面中第１図は本発明による方法のブロツクダ
イヤグラムであり第２図はグラフである。
イヤグラムであり第２図はグラフである。
第１図には予還元工程１と最終還元工程２とが
示されている。
示されている。
予還元工程１は２段階式又は３段階式の流動床
炉で構成することができ、そこに鉱石精鉱は精鉱
又は微小ペレツト（マイクロペレツト）の形で連
続的に供給され、それらは予熱装置（図示せず）
により、例えば250℃に予熱されている。挿入さ
れた材料中に必要に応じて石炭又はコークスを混
合することが出来る。予還元工程１から放出され
るガスの内、CO−CO2−H2−H2Oを含んでいる
ある程度の部分は、サイクロン装置内で粉塵を除
去し余熱装置に再循環させる。廃ガス中の残りの
部分はガス処理装置３を経由して予還元工程１に
再循環される。予還元された鉱石精鉱は必要に応
じ中間貯蔵過程を経て最終還元工程２まで矢印４
で示してあるように送られる。
炉で構成することができ、そこに鉱石精鉱は精鉱
又は微小ペレツト（マイクロペレツト）の形で連
続的に供給され、それらは予熱装置（図示せず）
により、例えば250℃に予熱されている。挿入さ
れた材料中に必要に応じて石炭又はコークスを混
合することが出来る。予還元工程１から放出され
るガスの内、CO−CO2−H2−H2Oを含んでいる
ある程度の部分は、サイクロン装置内で粉塵を除
去し余熱装置に再循環させる。廃ガス中の残りの
部分はガス処理装置３を経由して予還元工程１に
再循環される。予還元された鉱石精鉱は必要に応
じ中間貯蔵過程を経て最終還元工程２まで矢印４
で示してあるように送られる。
予還元工程として竪炉を使用する場合には予熱
装置は必要でない。
装置は必要でない。
最終還元工程にはセラミツクライニングを施こ
され、炭素分が１％を越え1400〜1550℃の炭素含
有溶湯を収容する反応炉を有する。この反応炉に
は予還元された鉄鉱石精鉱４、石炭５、酸素ガス
（O2）６と造滓剤７（例えばCaO）が供給され
る。さらに、適当ならば、冷却剤８が供給され、
それは、例えば水であつてもよい。これらの材料
は、好適には吹き込みノズルを経て、反応炉の下
部において、即ち鉄浴の表面下において反応炉に
供給される。しかしながら予還元された鉄鉱石精
鉱は浴面の上方又はスラグ線において供給するこ
とができる。
され、炭素分が１％を越え1400〜1550℃の炭素含
有溶湯を収容する反応炉を有する。この反応炉に
は予還元された鉄鉱石精鉱４、石炭５、酸素ガス
（O2）６と造滓剤７（例えばCaO）が供給され
る。さらに、適当ならば、冷却剤８が供給され、
それは、例えば水であつてもよい。これらの材料
は、好適には吹き込みノズルを経て、反応炉の下
部において、即ち鉄浴の表面下において反応炉に
供給される。しかしながら予還元された鉄鉱石精
鉱は浴面の上方又はスラグ線において供給するこ
とができる。
最終還元工程２において形成された銑鉄９とス
ラグ１０は連続的に、又は非連続的に周知の方法
で注出される。
ラグ１０は連続的に、又は非連続的に周知の方法
で注出される。
最終還元工程２において形成された廃ガス１１
はガス処理装置３に送られ、そこで前記ガスは洗
浄によつてCO2から分離され、一部は蒸気発生装
置１２によつて供給された水１３によつて冷却さ
れ、一部は粉塵から洗浄分離される。冷却された
CO2は大気中に放出される。
はガス処理装置３に送られ、そこで前記ガスは洗
浄によつてCO2から分離され、一部は蒸気発生装
置１２によつて供給された水１３によつて冷却さ
れ、一部は粉塵から洗浄分離される。冷却された
CO2は大気中に放出される。
ガス処理装置３は又前記のCO2洗浄と粉塵除去
とに関連して冷却された後のガスの温度を上昇さ
せるための熱交換機を有している。
とに関連して冷却された後のガスの温度を上昇さ
せるための熱交換機を有している。
前記のガス処理装置から出た還元ガス１５は、
実質的にCOとH2とからなつている。ガス１５は
予還元工程１に送られ、そこで実質的にCO2と
H2Oとを含有するように酸化される。予還元工
程１からの廃ガス１６はガス処理装置３に戻さ
れ、そこで残つているCOは回収されて還元ガス
１５として予還元工程１に戻される。
実質的にCOとH2とからなつている。ガス１５は
予還元工程１に送られ、そこで実質的にCO2と
H2Oとを含有するように酸化される。予還元工
程１からの廃ガス１６はガス処理装置３に戻さ
れ、そこで残つているCOは回収されて還元ガス
１５として予還元工程１に戻される。
ガス処理装置３内では、反応炉からの廃ガス１
１は洗浄されて粉塵が除かれる。粉塵１７は最終
還元工程２において反応炉内に吹き込まれる。
１は洗浄されて粉塵が除かれる。粉塵１７は最終
還元工程２において反応炉内に吹き込まれる。
廃ガス１１中のCO成分が比較的に高い場合は、
廃ガス１１を反応炉から還元工程まで、還元ガス
１５と混合した状態で直接送ることが出来、そし
て予還元工程を通過した後は、ガス処理装置３内
で洗浄することによつてCO2から分離される。
廃ガス１１を反応炉から還元工程まで、還元ガス
１５と混合した状態で直接送ることが出来、そし
て予還元工程を通過した後は、ガス処理装置３内
で洗浄することによつてCO2から分離される。
予還元された鉄鉱石精鉱４を冷却するために冷
却機１８を設けてもよい。
却機１８を設けてもよい。
上述のように、CO2／CO比を大気圧下の平衡
状態に相当する値を越えるように増加させるため
の２つの実施態様がある。
状態に相当する値を越えるように増加させるため
の２つの実施態様がある。
これらのうちの第１の実施例では、反応炉は全
圧力が大気圧を越えて50バールまで、好適には２
〜10バールまでにされる。
圧力が大気圧を越えて50バールまで、好適には２
〜10バールまでにされる。
前に述べたスウエーデン特許明細書8103201−
３では、既に述べたように反応炉は加圧されてい
る。本発明による反応炉が加圧される理由は、反
応炉を通過する流過量を、容積流量を増加すうこ
となく増加するためである。これによつてガスの
量が、大気圧のガス量を実質的に越えるように発
生させることが可能である。
３では、既に述べたように反応炉は加圧されてい
る。本発明による反応炉が加圧される理由は、反
応炉を通過する流過量を、容積流量を増加すうこ
となく増加するためである。これによつてガスの
量が、大気圧のガス量を実質的に越えるように発
生させることが可能である。
前記のスウエーデン特許8103201−３により、
上記の反応４は上昇した圧力では左側に進行しそ
れによつてCO2／CO比は上昇する。
上記の反応４は上昇した圧力では左側に進行しそ
れによつてCO2／CO比は上昇する。
しかしながら第１の実施態様に関して、本発明
は、上昇した圧力が反応炉の鉄浴の動力学的条件
に影響しその結果反応(4)による平衡条件が達成さ
れる為の時間が、問題とする圧力では十分でなく
なるという見解に基いている。
は、上昇した圧力が反応炉の鉄浴の動力学的条件
に影響しその結果反応(4)による平衡条件が達成さ
れる為の時間が、問題とする圧力では十分でなく
なるという見解に基いている。
この条件は第２図に説明され、O2、CO2及び
COの比率を、浴面位と圧力の関数として示して
いる。そのグラフは主要なものの一つである。何
故ならばそれらの比率は吹き込み速度に影響され
るからである。
COの比率を、浴面位と圧力の関数として示して
いる。そのグラフは主要なものの一つである。何
故ならばそれらの比率は吹き込み速度に影響され
るからである。
酸素ガスは反応炉の底部から吹き込まれる。そ
の場所では酸素のポテンシヤルが高く、酸素ガス
は浴中で炭素を酸化してCO2にする。ガスの滞留
期間中CO2は浴中で反応(4)を経て炭素によつて還
元されCOに変化する。反応(5)によりH2O／H2の
比が決まる。平衡状態に達する以前にガスが浴か
ら離れると、発生した燃焼熱は還元のために利用
される。上昇した圧力とは、グラフから明らかな
ようにCO2の量が浴面COの量に対して浴面位約
0.4ｍの上方で増加していることを意味する。実
線は大気圧で発生している動的効果に対して調整
された比率を示している。破線は10バールの高圧
における比率に対応する値を示している。圧力が
高い程、又吹き込み速度が高い程、動的効果は一
層強くなる。従つて、反応炉を加圧することによ
り、廃ガスは大気圧での場合よりはCOに対する
CO2の量を多量に含有するようになる。
の場所では酸素のポテンシヤルが高く、酸素ガス
は浴中で炭素を酸化してCO2にする。ガスの滞留
期間中CO2は浴中で反応(4)を経て炭素によつて還
元されCOに変化する。反応(5)によりH2O／H2の
比が決まる。平衡状態に達する以前にガスが浴か
ら離れると、発生した燃焼熱は還元のために利用
される。上昇した圧力とは、グラフから明らかな
ようにCO2の量が浴面COの量に対して浴面位約
0.4ｍの上方で増加していることを意味する。実
線は大気圧で発生している動的効果に対して調整
された比率を示している。破線は10バールの高圧
における比率に対応する値を示している。圧力が
高い程、又吹き込み速度が高い程、動的効果は一
層強くなる。従つて、反応炉を加圧することによ
り、廃ガスは大気圧での場合よりはCOに対する
CO2の量を多量に含有するようになる。
浴面位が約1.2ｍで、全圧力が10バールの場合、
廃ガスは、CO2／CO比が約３の状態で発生する。
グラフから明らかなように、前記の比が実質的に
高くなつたり又は実質的に低くなつたりするよう
に液面位を選定することが出来る。
廃ガスは、CO2／CO比が約３の状態で発生する。
グラフから明らかなように、前記の比が実質的に
高くなつたり又は実質的に低くなつたりするよう
に液面位を選定することが出来る。
ある好適実施例によれば、反応炉の全圧力を適
宜の装置によつて、廃ガス中の前記のCO2／CO
の比を所定の値になるように調整する。
宜の装置によつて、廃ガス中の前記のCO2／CO
の比を所定の値になるように調整する。
別の実施態様によれば、金属浴の浴面位を、廃
ガス中のCO2／COの比を所望の値に調整するた
めに吹き込んだり注出する材料の量を調節するこ
とにより調整することができる。
ガス中のCO2／COの比を所望の値に調整するた
めに吹き込んだり注出する材料の量を調節するこ
とにより調整することができる。
勿論浴面位と圧力は、当業者が支配的な条件、
例えば所要の反応炉の容積、反応炉の能力及び次
の予還元の為の廃ガス中のCOの所望量などを考
慮し石炭の所要要量を最小限にするように配慮し
たうえで、選定しなければならない。
例えば所要の反応炉の容積、反応炉の能力及び次
の予還元の為の廃ガス中のCOの所望量などを考
慮し石炭の所要要量を最小限にするように配慮し
たうえで、選定しなければならない。
反応炉を加圧することによつてCO2／COを増
加させると、供給された一定量の石炭に対して浴
中に発生する熱は大量になり、強い発熱反応(7)が
利用される。それ故、実質的に比較的少量の石炭
でも、前記の動的影響に加えて、さらに反応式(4)
が左側に進行する影響が加わることにより、高圧
下では、大気圧の場合よりは、予還元された鉄鋼
石精鉱の還元に必要な熱を一層十分に発生させ
る。しかしながら、高圧で反応４が左側に進行す
ることは、上記の動的影響に比較すれば、増加し
たCO2／COの比に対しては僅かに貢献するのに
過ぎない。
加させると、供給された一定量の石炭に対して浴
中に発生する熱は大量になり、強い発熱反応(7)が
利用される。それ故、実質的に比較的少量の石炭
でも、前記の動的影響に加えて、さらに反応式(4)
が左側に進行する影響が加わることにより、高圧
下では、大気圧の場合よりは、予還元された鉄鋼
石精鉱の還元に必要な熱を一層十分に発生させ
る。しかしながら、高圧で反応４が左側に進行す
ることは、上記の動的影響に比較すれば、増加し
たCO2／COの比に対しては僅かに貢献するのに
過ぎない。
別の実施態様によれば、反応炉が大気圧になつ
ている場合には、酸素ガス１９はランスを使つて
反応炉の表面上に吹き込まれる。大気圧では反応
炉の浴面の廃ガス中のCO2／COの比の値は低い。
表面上で酸素ガスを用いてCOを燃焼させてCO2
にさせることにより、多量の熱が発生し浴表面か
ら下方に反応炉の浴内を通過し浴によつて利用さ
れる。それ故最終還元工程２からの廃ガス１１中
のCO2／CO比は、主として大気圧下にあり酸素
ガスが添加されない浴面での平衡状態に対応する
場合に比較すると、この実施態様に於ても実質的
に高くなつている。
ている場合には、酸素ガス１９はランスを使つて
反応炉の表面上に吹き込まれる。大気圧では反応
炉の浴面の廃ガス中のCO2／COの比の値は低い。
表面上で酸素ガスを用いてCOを燃焼させてCO2
にさせることにより、多量の熱が発生し浴表面か
ら下方に反応炉の浴内を通過し浴によつて利用さ
れる。それ故最終還元工程２からの廃ガス１１中
のCO2／CO比は、主として大気圧下にあり酸素
ガスが添加されない浴面での平衡状態に対応する
場合に比較すると、この実施態様に於ても実質的
に高くなつている。
しかしながら、第１の実施態様に従つて加圧を
行うことが好ましく、又この実施態様においては
CO2／CO比を調整しさらに増加させるために第
２の実施態様を利用するのが好ましい。
行うことが好ましく、又この実施態様においては
CO2／CO比を調整しさらに増加させるために第
２の実施態様を利用するのが好ましい。
このような調整は、予還元工程１に必要な量の
COを考慮に入れて行なう。このCOの量は、未還
元の鉄鋼石精鉱を予還元するのに必要な量に相当
するか又は、それを僅かに上まわる量にすべきで
ある。勿論、この調整を行なう際には、廃ガス中
の水素ガス（H2）を考慮に入れなければならな
い、何故ならばこれが還元性ガスであるからであ
る。
COを考慮に入れて行なう。このCOの量は、未還
元の鉄鋼石精鉱を予還元するのに必要な量に相当
するか又は、それを僅かに上まわる量にすべきで
ある。勿論、この調整を行なう際には、廃ガス中
の水素ガス（H2）を考慮に入れなければならな
い、何故ならばこれが還元性ガスであるからであ
る。
上記の点から、本発明の構想は予還元された鉄
鋼石精鉱を溶解し還元するために、最終還元工程
において十分な熱を発生させることであるのは明
白である。
鋼石精鉱を溶解し還元するために、最終還元工程
において十分な熱を発生させることであるのは明
白である。
最終還元工程からの排出ガスの燃焼度を炭素含
有鉄浴の大気圧下の平衡状態の場合の燃焼度によ
るより高めることにより石炭の消費量の低下が達
成できる。最も有効な熱の発生は熱が浴中で発生
する場合であり、それは最終還元工程が加圧され
ている場合である。廃ガス中のCOの量が予還元
に利用される。予還元とは、最終還元において予
還元された鉄鋼石精鉱だけが最終的に還元されな
ければならないということを意味する。
有鉄浴の大気圧下の平衡状態の場合の燃焼度によ
るより高めることにより石炭の消費量の低下が達
成できる。最も有効な熱の発生は熱が浴中で発生
する場合であり、それは最終還元工程が加圧され
ている場合である。廃ガス中のCOの量が予還元
に利用される。予還元とは、最終還元において予
還元された鉄鋼石精鉱だけが最終的に還元されな
ければならないということを意味する。
以上述べたように本発明は、反応炉を使用する
公知の方法に比較して、生成される銑鉄の量に関
し、石炭消費量の低下、ガス量の低下及び粉塵量
の低下をもたらすものである。勿論本発明は同業
者にとつては明らかな多くのやり方で、特に含ま
れる別の装置の設計に関し変更することが可能で
ある。
公知の方法に比較して、生成される銑鉄の量に関
し、石炭消費量の低下、ガス量の低下及び粉塵量
の低下をもたらすものである。勿論本発明は同業
者にとつては明らかな多くのやり方で、特に含ま
れる別の装置の設計に関し変更することが可能で
ある。
従つて本発明は上記の実施態様に限定されるも
のと解すべきものではなく、添付の請求の範囲内
で変更することが可能である。
のと解すべきものではなく、添付の請求の範囲内
で変更することが可能である。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8301159A SE435732B (sv) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | Forfarande for framstellning av rajern ur jernslig |
| SE8301159-3 | 1983-03-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60500722A JPS60500722A (ja) | 1985-05-16 |
| JPH0414162B2 true JPH0414162B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=20350234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59501505A Granted JPS60500722A (ja) | 1983-03-02 | 1984-02-24 | 鉄鉱石精鉱から銑鉄を製造する方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4591381A (ja) |
| EP (1) | EP0122239B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60500722A (ja) |
| AT (1) | ATE42766T1 (ja) |
| AU (1) | AU571209B2 (ja) |
| BR (1) | BR8405819A (ja) |
| DE (1) | DE3478034D1 (ja) |
| PL (1) | PL146762B1 (ja) |
| SE (1) | SE435732B (ja) |
| SU (1) | SU1429940A3 (ja) |
| WO (1) | WO1984003521A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE458688B (sv) * | 1985-07-23 | 1989-04-24 | Ips Interproject Service Ab | Foerfarande och anlaeggning foer framstaellning av raajaern ur jaernbaerande oxidiskt material |
| JPS62167811A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶融還元製鋼法 |
| DE3629589A1 (de) * | 1986-08-30 | 1988-03-03 | Krupp Gmbh | Verfahren zur herstellung von eisen aus feinkoernigen eisenerzen |
| MX170052B (es) * | 1987-12-07 | 1993-08-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Metodo de reduccion por fundicion de menas que contienen oxidos de metal |
| ZA899771B (en) * | 1988-12-20 | 1990-09-26 | Cra Services | Improvements in or relating to pre-reduced iron oxide |
| US5183495A (en) * | 1989-12-04 | 1993-02-02 | Nkk Corporation | Method for controlling a flow rate of gas for prereducing ore and apparatus therefor |
| AUPO122796A0 (en) * | 1996-07-25 | 1996-08-15 | McLaughlin, Darren Neville | Mac's mini spit |
| AT403926B (de) | 1996-07-10 | 1998-06-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum erzeugen eines für eine reduktion von metallerz dienenden reduktionsgases und anlage zur durchführung des verfahrens |
| AT403929B (de) | 1996-07-10 | 1998-06-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum erzeugen eines für eine reduktion von metallerz dienenden reduktionsgases und anlage zur durchführung des verfahrens |
| US7238222B2 (en) * | 2005-03-01 | 2007-07-03 | Peterson Oren V | Thermal synthesis production of steel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3936296A (en) * | 1970-02-25 | 1976-02-03 | Campbell Donald L | Integrated fluidized reduction and melting of iron ores |
| JPS56136912A (en) * | 1980-03-05 | 1981-10-26 | Arbed | Method and apparatus for producing liquid iron |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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