JPH04312A - 溶融還元法あるいは冷鉄源溶解法による溶融還元炉の操業法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄鉱石を鉄源とし、これを溶融還元する溶融
還元法あるいはスクラップを鉄源とし、これを溶解する
冷鉄源溶解法によって銑鉄を製造する製鉄プロセスにお
いて石炭粉を急速熱分解するプロセスと連結して、熱効
率の高い溶融還元炉を操業する方法に関するものである
。

（従来の技術） 近時、溶鉱炉を使用しない製鉄プロセスとして、溶融還
元法あるいは冷鉄源溶解法が脚光を浴びている。溶融還
元法は、例えば「鉄と鋼」第７２年（１９８Ｂ）第１５
号、　１９９１頁、　（溶融還元技術開発の現状と将来
）に記述されているように、溶融還元炉に鉄鉱石を還元
材と共に装入し、酸素吹錬して溶融還元する。一方、冷
鉄源溶解法は、例えば特開昭５４−１０９０１８号公報
に示されているように、スクラップを鉄源とし、溶解炉
で酸素ガスで溶解する方法である。これらの溶融還元炉
あるいは冷鉄源溶解炉（以下溶融還元炉という）には、
前記それぞれの鉄源と共に還元材として石炭を装入する
が、石炭は、無煙炭など石炭中の揮発分の少ないものを
使用することにより、２熱効率の向上を計っている。す
なわち、揮発分の高い石炭を使用したのでは、２次燃焼
率が低くなり、熱効率の悪いプロセスとなるからである
。

（発明が解決しようとする課題） 従来、溶融還元法、冷鉄源溶解法を使用した製鉄方法で
は溶融還元炉に石炭をそのまま使用するため、石炭中の
揮発分が溶融還元炉の内部で発生し、その揮発分が反応
炉上部の空間で燃焼するためにその燃焼熱が十分に鉄浴
に伝わらず着熱効率、二次燃焼率が低下し、有効に利用
されていない熱が多いといった問題がある。

本発明は、上記問題点を解消するものであって、本発明
のプロセス系内に石炭急速熱分解プロセスを連続し、こ
れより得た炭材を本発明プロセスに供給し、本発明のプ
ロセスより発生した高温ガスを石炭急速熱分解に供給す
ることによって、熱効率の高い溶融還元法あるいは冷鉄
源溶解法による溶融還元炉の操業法を提供することを目
的とするものである。

（発明を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、製鉄プロセス
である溶融還元法あるいは冷鉄源溶解法において、石炭
急速熱分解プロセスから得られ、石炭中の揮発分を抜き
取った高温状態のチャーを炭材として、溶融還元炉に直
接装入すると共に、当該溶融還元炉より発生する高温ガ
スを、前記石炭急速熱分解プロセスにおける石炭分解に
必要な高温ガスの熱源として供給することを特徴とする
溶融還元法あるいは冷鉄源溶解法による溶融還元炉の操
業法を要旨とする。

以下に本発明の詳細な説明する。

前述したように従来の溶融還元炉の操業では、石炭を使
用しているためそれから発生する揮発分が２次燃焼にお
いて発煙の原因になり、着熱効率を低下させる。

本発明は、溶融還元炉内部での二次燃焼率、着熱効率を
上げて熱効率を良くするために、石炭中の揮発分を分解
除去したチャーを炭材として用いることが要点の一つで
あり、この石炭のチャー化プロセスに、石炭急速熱分解
プロセスを使用する。

微粉炭を高温の非酸化性ガスによって分解して可燃性ガ
ス、タール、チャーを得る急速熱分解プロセス自体は、
特開平１−１１３４９１号公報に開示されている。この
プロセスでは微粉炭を気流層で高温ガスと混合すること
により急速加熱し、熱分解反応を起こして石炭中の揮発
分をガスやタールとして分離・回収し、有効利用するも
のである。

そして、石炭から揮発分を抜き取った残りであるチャー
を炭材として使用すれば、溶融還元炉内での高二次燃焼
率、高着熱率を達成できる。また、このチャーを反応終
了時の高温の状態で溶融還元炉に導入することにより、
炉の熱効率を高めることができる。

さらに、前記チャーを炭材とする溶融還元炉から発生す
るガスを石炭急速熱分解プロセスに必要な熱源として利
用することも本発明の要点である。

すなわち、溶融還元炉から発生したガスは高温であり、
燃焼可能なので、石炭急速熱分解プロセスの循環ガスの
加熱に極めて有効である。その方法としては、溶融還元
炉ガスとの熱交換あるいは溶融還元炉ガスを燃焼させた
熱による加熱があばられる。

第１図にこのプロセスのフロー図を示す。すなわち、石
炭１は乾燥された後、微粉砕（−２００■ｅｓｈ８０％
）され（図中２）、熱分解反応器３に気流搬送によって
送られる。反応器３では熱分解によって発生したガスを
循環・加熱して使用し、反応器３内部で微粉炭と混合し
、微粉炭の熱分解反応を短時間で起こして熱分解生成物
であるガス、液化油（タール）、チャーを発生させる。

その後、反応器３から出る熱分解生成物を含む固気混相
流の顕熱は熱回収器４によって回収され、生成物は分離
される。そして、チャー１２はチャーベッセル５に回収
され熱分解反応器から出た高温の状態で溶融還元炉（あ
るいは冷鉄源溶解炉）９に送られて炭材として使用され
る。高温のチャーを使用することによって、溶融還元炉
９の熱効率を高めることが可能である。一方液化油１３
、ガス１４は処理装置６を経て化学原料や燃料として使
用できる。

溶融還元炉９から発生したガスは循環ガス加熱器７にお
いて、急速熱分解プロセスにおける循環ガスの加熱に使
用できる。その方法としては、溶融還元炉から発生する
ガスは高温の燃焼性ガスなのでその一部を燃焼器８で燃
焼し、循環ガス加熱器７において循環ガスを加熱する、
あるいはその高温ガスとの熱交換によって加熱か可能な
構造とする。こうすることによって、プロセス全体の熱
を効率よく使用することが可能である。このように石炭
急速熱分解プロセスと溶融還元・冷鉄源溶解法を組み合
わせることによって、熱効率が向上し、溶融還元炉内で
の着熱効率も向上させることができる。

以下本発明の操業実施例を図に示すフローに基づいて説
明する。

（実施例１） 第２図に溶融還元炉からの高温発生ガスを冷却除塵して
から石炭熱分解炉循環ガス加熱用の燃料ガスとして用い
た場合の実施例のフロー図を示す。

石炭フィーダーから切り出された石炭は、石炭熱分解反
応炉３に送られ、熱分解反応の結果、ガス、タール、チ
ャーとなる。熱回収器４で生成物の顕熱を回収した後、
生成物中のチャーはチャーホッパー５に蓄えられる。チ
ャーホッパー５は３個取り付けられ、それぞれを切り換
えることにより、熱分解反応炉からのチャーの受は入れ
と、溶融還元炉９へのチャーの供給を行った。チャーの
溶融還元炉９への供給はホットチャーを配管１２を通し
て気流搬送で行った。気流搬送時のチャーの温度は３０
０〜４００℃、固気比は約４０であり、このチャーの持
つ顕熱を溶融還元炉に供給できたので炉の熱効率を上昇
させることができた。また、石炭熱分解反応炉１で使用
するガスの加熱のために、溶融還元炉９で発生するガス
をベンチュリースクラバー１３を通して冷却除塵してか
ら循環ガス加熱炉７に燃焼することにより供給した。

−万石炭熱分解反応３で発生した生成物は、チャーホッ
パー５でチャーが、タール除去装置ｔ６でタールが回収
され、残ったガスの一部が循環ガス加熱炉７で加熱され
石炭熱分解反応に利用された。

（実施例２） 溶融還元炉９からの高温発生ガスの顕熱を回収し、石炭
熱分解に用いた実施例のフローを第３図に示す。第２図
の実施例１では、既存設備を使用していたため溶融還元
炉９から発生したガスをベンチュリースクラバ＝１３で
冷却除塵してから使用していた。溶融還元炉９から発生
したガスは約１３００℃と高温であり、本実施例では、
この顕熱を使用したプロセスである。

すなわち溶融還元炉９からの発生ガスの顕熱を蓄熱炉７
で熱回収（蓄熱）し、その熱を石炭熱分解反応で発生し
たガスの加熱に利用しそのガスで石炭の熱分解を起こす
ことができた。

第４図に、各装置での運転状況を示す。溶融還元炉９お
よび石炭熱分解反応炉３は連続運転が行われ、循環ガス
加熱炉（蓄熱炉）７は石炭熱分解で発生した循環ガスの
送風と燃焼蓄熱（蓄熱）が交互に行われた。

また、チャーホッパー５では熱分解炉３からのチャーの
受は入れと溶融還元炉へのチャー供給が順に切り換えら
れ使用された。

上記各実施例において石炭急速熱分解チャーを溶融還元
に使用することによって、二次燃焼率が３０％上昇し、
溶融還元炉内の熱効率を上昇させることができた。また
溶融還元炉から発生するガスは無駄なく石炭熱分解ガス
に利用できた。

（発明の効果） 本発明の溶融還元法および冷鉄源溶解法に用いる石炭の
処理方法を使用した場合には次の効果がある。

・石炭中の揮発分を抜き取ったチャーを溶融還元法の炭
材として使用するため溶融還元炉内部で高２次燃焼・高
着熱率を達成でき、熱効率が高くなる。

・溶融還元炉から発生する高温の燃焼性ガスを石炭熱分
解に使用する循環ガスの加熱に効率よく使用でき、また
石炭熱分解反応炉から発生するチャーを溶融還元炉、冷
鉄源溶解炉に高温の状態で使用できるためプロセス内の
熱を有効に利用できる。

従って、石炭処理プロセスを組み込んだ溶融還元・冷鉄
源溶解プロセスは、トータルシステムとして熱効率が非
常に良いものとなり、その工業的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明プロセスのブロックフローを示す図、
第２図および第３図は、本発明実施例のブロックフロー
図をそれぞれ示し、第４図は各設備の運転状況を示す図
である。 ）ｏＭｌ 復代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製鉄プロセスである溶融還元法あるいは冷鉄源溶解法に
   おいて、石炭急速熱分解プロセスから得られ、石炭中の
   揮発分を抜き取った高温状態のチャーを炭材として、溶
   融還元炉に直接装入すると共に、当該溶融還元炉より発
   生する高温ガスを、前記石炭急速熱分解プロセスにおけ
   る石炭分解に必要な高温ガスの熱源として供給すること
   を特徴とする溶融還元法あるいは冷鉄源溶解法による溶
   融還元炉の操業法。