JPH0585607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス化装置と直接還元炉とからなる
装置、より詳しくは、特許請求の範囲第１項の前
文に記記載されたようなガス化装置と、塊状鉄鉱
石又は酸化鉄ペレツトが装入された直接還元シヤ
フト炉とから構成される装置であつて、直接還元
シヤフト炉が該シヤフト炉内に装入物柱を担持す
る底板と、海綿鉄粒子を排出するために該底板に
ある少なくとも１つの排出口と、ガス化装置によ
り装入物柱の下部での装入物に供給される還元ガ
スの少なくとも１つの、好ましくは環状の取入れ
口とを有している装置に関する。

〔従来の技術〕

欧州特許A1−0094707号に記載されているこの
種の装置においては、還元ガスは融解容器で発生
され、この容器内で酸素と炭塵とがランスによつ
て溶融鉄浴に吹付けられ、溶融鉄が反応媒体とし
て作用しかつ発生させたガスのCOとCO₂の比を
変化させる。連結シヤフトによつて、この還元ガ
スは融解容器の上方に配置された直接還元シヤフ
ト炉に直接供給され、この連結シヤフトにおいて
冷却剤を吹込むことにより、発生させた還元ガス
を必要な還元ガス温度まで冷却している。このシ
ヤフト炉はその内部に装入物柱を支持する逆円錐
形の底板（base）を含む。シヤフト炉の壁は底
板の上方で外側へ屈曲されて、環状の間隙を形成
する。底板の中心にはめ込まれた螺旋状スライダ
を回転させることにより、その都度、最も下方に
ある海綿鉄粒子の層が環状の間隙を介して連結シ
ヤフトから融解容器へと搬送される。同時に、上
昇する還元ガスはこの環状の間隙を介して直接還
元シヤフト炉内に入る。

公知の装置は、連結シヤフトを介して直接還元
シヤフト炉に導入される還元ガスの含有塵埃のパ
ーセンテージが低いことを前提にしている。塵埃
の割合が多い還元ガス、たとえば、流動層ガス化
装置又はドイツ許第2843303号に記載される融解
ガス化装置により得られるようなガスの場合に
は、それに伴なう塵埃によつて装入物柱の上部領
域の間隙がすぐ詰まつてしまう。従つて、塵埃の
量の多いガスの場合、海綿鉄粒子排出口を介して
直接還元シヤフト炉に直接供給される還元ガスの
量を還元プロセスに必要な総量の約30％に制限し
なければならない（ドイツ特許第3034539号）。

〔発明の概要〕

本発明の課題は、含有する塵埃の割合の多いガ
スであつても、それに伴なう塵埃により装入物柱
の間隙を詰まらせることなく、その結果、シヤフ
ト炉内の不均一なガス配分及び操業障害を生じさ
せることなく、直接還元に必要な量だけガス化装
置から直接還元シヤフト炉に直接供給できるよう
に、特許請求の範囲第１項の前文に記載される類
のガス化装置と直接還元シヤフト炉とからなる装
置を構成することができる。

この課題は、上述のガス化装置と、直接還元シ
ヤフト炉とからなる装置において特許請求の範囲
第１項の特徴部分に記載したように還元ガスが流
通する領域で、還元ガスの取入れ口に隣接して、
少なくとも還元ガスの供給中に装入粒子を相反す
る方向で連続的に移動させる機械的装置が設けら
れることを特徴とする装置によつて解決される。
本発明の有利な展開形態は特許請求の範囲第２項
から第１７項により明らかである。

本発明によれば、ガスの装入物柱への入口の横
断面が拡大されるので、ガスの速度は低下し、塵
埃粒子の侵入深度は減少される。

海綿鉄粒子の一定の強めた移動の結果として、
必要なガス通気性が、特に、還元ガスの装入物へ
の侵透ゾーンにおいて確保される。

本発明に係る装置の場合、装入物柱の下部領域
に環状のゾーンが形成され、このゾーンにおい
て、海綿鉄粒子は特に適切な機械的装置により移
動状態に保持され、同時に、粒子の降下速度も高
められる。このゾーンは装入物柱の底部から装入
物の広い領域にわたつて広がり、従つて、装入物
への還元ガスの取入れ領域の横断面を拡大するこ
とができるので、所定処理量に対して、装入物に
導入されるガスの流速が上がり、塵埃粒子侵入深
度は減少する。装入物の中に放射状に配置される
スクリユーコンベヤを使用することにより、海綿
鉄粒子は環状のゾーンの外へ周囲に沿つて均一に
配分された状態で連続的に取出され、融解ガス化
装置又は外部へ供給される。海綿鉄粒子は直接還
元シヤフト炉から環状の間隙又は降下管を介して
外部へ排出されると共に、シヤフト炉の底部の中
心開口を介して内部へ排出されるのが好ましい。
２つの回転方向に駆動可能なスクリユーコンベヤ
の使用により、必要に応じて内外への搬送を制御
することができる。たとえば、全てのスクリユー
コンベヤがある時間間隔をおいて外部への搬送と
内部への搬送を交互に実施することができる。あ
るいは、全ての海綿鉄粒子を環状のゾーンの中で
移動状態に保持し且つ還元ガスに伴なう塵埃によ
る局部的詰まりを阻止するために扇形状で変化す
る搬送も可能である。

〔実施例〕

以下、２つの実施例および５つの図面に関して
本発明を詳細に説明する。

第１図は、ガス化装置１の上部と、その上方に
配置された直接還元シヤフト炉２の下部とを示す
縦断面図である。直接還元シヤフト炉は、支持構
造体３及びテーブルプレート４により形成され、
た底板を含み、この底板はシヤフト炉内の装入物
柱５を支える。装入物柱の上部は上方から直接還
元シヤフト炉内に装入された塊状鉄鉱石又は酸化
鉄ペレツトからなり、そして装入物柱の下部はこ
れから直接還元によつて形成された海綿鉄粒子か
らなる。シヤフト炉は連結シヤフト６によつてガ
ス化装置１に接続されている。

支持構造体３及びテーブルプレート４によつて
形成された底板は環状間隙７と、中心開口８の形
態をとる海綿鉄粒子排出口とを有する。支持構造
体３の領域で、環状間隙には支持構造体を固定す
るために必要な複数の箇所で、ブリツジ（橋渡
し）が設けられている。これら両方の排出口は装
入物柱５に対して環状のスカート９又は挿入コー
ン１０でおおわれている。複数の放射状に配列さ
れたスクリユーコンベヤ１１から形成される搬送
部材によつて海綿鉄粒子は撹拌され、装入物柱５
の下部から環状の間隙７と中心開口８の双方へ搬
送される。このために、スクリユーコンベヤを二
重矢印１２により指示されるように、それぞれ関
連する駆動装置１３により２つの回転方向に駆動
することができる。スクリユーコンベヤの放射状
の配列は、第１図の線−に沿つた断面を示す
第２図から明らかである。

この実施例においては、８つのスクリユーコン
ベヤ１１が円周に沿つて一定の間隔で配置されて
いる。

スクリユーコンベヤ１１の代わりに、海綿鉄粒
子を渦動させ且つ好ましくは搬送する他の任意の
機械的に動作する手段、たとえば、ロータ、スラ
スト手段、他の何らかの駆動装置や、振動装置又
は揺動装置などを使用することもできる。

第１図に示されるように、環状の間隙７をおお
うために使用される環状のスカート９と、中心開
口をおおうために使用される挿入コーン１０とは
スクリユーコンベヤ１１により形成される搬送部
材のすぐ上方まで延在している。これらおおい部
材の縁部の下方での自然静止コーナー（すみ）形
成に伴なつて、装入物柱５はテーブルプレート４
の上に支持され、テーブルプレートはこの静止コ
ーナーを考慮した大きさに形成されなければなら
ない。還元ガスを装入物柱に導入する通路となる
環状の空間１４は環状のスカート９の背後でかつ
装入物の自然静止コーナーの上方に配置されてい
る。

第１図に示されるような場合、直接還元シヤフ
ト炉の内部領域は環状のスカートの上端部の外側
で下方へ拡張し、そして環状のスカートの内面は
その上方に位置するシヤフト炉２の壁部分の内面
とアラインメントされている。環状のスカートが
内側へ円錐形に延出する形状であれば、シヤフト
炉壁部を底板の近傍で拡張しないように構成する
こともできるであろう。

都合良くは、海綿鉄粒子の流路の横断面は搬送
部材の上方の隣接領域において環状のゾーン１５
となるように形成され、このゾーンに、ガス化装
置１から熱い還元ガスを周囲に沿つて均一な配分
となるように供給することができる。この実施例
の場合には、環状のゾーン１５は挿入コーン１０
のみによつて形成され、熱い還元ガスは、矢印１
６及び１７により示されるように、周囲に沿つて
均一に配分されるように環状のガス取入れ領域１
８，１９を介して装入物柱５に導入される。従つ
て、熱い塵埃を含む還元ガスは横断面の広い入口
領域を介して装入物柱５の領域に流入する。そこ
で、海綿鉄粒子はスクリユーコンベヤ１１によつ
て上方のゾーンと比較して高い通過速度で永続的
に移動する状態に保持される。前述のように、多
量の塵埃を含む空気の場合であつても、この永続
的移動は装入物柱の間隙の局部的詰まりの危険を
さらに減少させ、直接還元シヤフト炉のガス流通
を均一にする。

上述の効果は、スクリユーコンベヤがドイツ特
許第3034539号から知られるようにパドルによつ
て形成された断続らせんぎり（オーガー）の形態
に構成される場合及びスクリユーコンベヤをこの
実施例のように個々に両方向に回転駆動すること
ができる場合には、さらに高められる。

第１図に示される実施例においては、環状の間
隙７を介して排出される海綿鉄粒子は連結シヤフ
ト炉６により融解ガス化装置として構成されるガ
ス化装置１に供給され、中心開口８を介して排出
される海綿鉄粒子は排出パイプ２０から接続部２
１を介して外部へ導かれる。変形構成として、全
ての海綿鉄粒子を外部又はガス化装置１に搬送す
ること、又は必要に応じて部分流れにさらに分割
することも可能であるのは自明である。

第１図による実施例においては、ガス化装置１
で得られる熱い還元ガスの温度を直接還元シヤフ
ト炉で必要な温度まで低下させるために、熱交換
器２２による間接冷却と、中央冷却ガス分配器２
３を介して冷却ガスを付加混合することによる直
接冷却とが実施される。冷却ガスは接続部２４に
より取出される還元ガスであり、冷却ガス洗浄器
２５において冷却された後に、冷却ガス分配器２
３に供給される。

ガス化装置１で発生される還元ガスは連結シヤ
フト６を通過するときに必要な温度に設定され、
環状の間隙７又は中心開口８を介して環状の空間
１４又は挿入コーン１０の下方の空間に流入し、
そこから環状のガス取入れ領域１８，１９を介し
て装入塔の内部に達する。

第２図に示されるように、周囲に沿つて配分さ
れるスクリユーコンベヤ１１によつて、海綿鉄粒
子を装入物柱５の底部から外側の環状の間隙７に
向かつて又は内側の中心開口８に向かつて連続的
に導くことができる。そこでのデツドゾーンの形
成を回避するために、スクリユーコンベヤを内側
へ、すなわち中心開口８に向かつて円錐形にテー
パさせる（図示せず）か、又は破線により示され
るように、隣接するスクリユーコンベヤとの間
に、中心開口８に向かつてかつ上方に向かつて細
くなる楔２６を設けることができる。

第３図から第５図に示される第２の実施例にお
いて、第１図及び第２図による実施例の部分に対
応する部分は同じ図中符号により示されている。
第２の実施例は、ガス化装置の上方に配置される
直接還元シヤフト炉２が自身の支持フレーム３１
により支持されるという点で第１図の実施例とは
実質的に異なる。装入物柱５を支持する炉底部３
２は海綿鉄粒子の排出口として中心開口８を有す
るのみであるので、冷却の問題なく炉底部を安定
して支持することができる。しかし、海綿鉄粒子
をスクリユーコンベヤの外端部からガス化装置１
の内部へ搬送することを可能にするために、さら
に複数の降下管３３（１本を破線により図示す
る）を設けることができる。この場合には、スク
リユーコンベヤの外側領域に接続部３４がそれぞ
れ設けられ、各接続部３４は降下管３３によつて
ガス化装置１の内部領域に接続される。この場合
にも、スクリユーコンベヤを双方の回転方向に駆
動できること、すなわち、連続的に外側へ搬送す
るスクリユーコンベヤと、連続的に内側へ搬送す
るスクリユーコンベヤとの組合せが可能であるこ
とは自明である。

第２の実施例の場合も、還元ガスの大半は環状
の取入れ領域を介して周囲から環状のゾーン１５
の中へ吹込まれる。この部分はａとして示されて
いる。第１の実施例の環状の間隙７が省略されて
いるため、還元ガスはこの経路により環状のスカ
ート９の背後に形成される環状の空間に流れるこ
とができないので、環状の空間１４に通じる少な
くとも１つの接続部３５が設けられる。この接続
部３５はガスライン３６を介してガス化装置１の
ガス流出口３７に接続される。

第２の実施例において、挿入コーン１０は開口
３８を有し、それらの開口に、放射状に配置され
たスクリユーコンベヤ１１の内側端部が係合す
る。開口３８は、ガス化装置の連結シヤフト６を
上昇する還元ガス、特に部分流れｂのガス流入口
を形成する。別の部分流れｃは挿入コーン１０の
環状の間隙３９を介して環状のゾーン１５に導入
される。さらに、降下管３３が設けられる場合、
部分流れは降下管を介して装入塔に入る。部分流
れａは環状のゾーン１５に導入される熱い還元ガ
スの約65容積パーセントであり、部分流れｂは約
25容積パーセント、部分流れｃは約10容積パーセ
ントである。ガスが広い横断面を介して導入され
るとき、その速度は低く、それに伴なう塵埃粒子
の侵入深度は限定されるので、塵埃の割合の多い
還元ガスの場合であつても、海綿鉄ペレツト間の
ガスの詰まりの危険はさらに減少され、均一なガ
ス配分が保証される。連結シヤフト６及びガスラ
イン３６に、冷却ガス導入用接続部４０が設けら
れる。連結シヤフトは、支持フレーム３１により
支持される支持台部３２に関する高さの差を補償
する補償部分４１をさらに含む。

第３図及び第５図に示される駆動装置１３は、
つめ／もどり止めスイツチの形態に構成され、ス
クリユーコンベヤを２つの回転方向に駆動させる
場合には、２つのそのような駆動装置を各スクリ
ユーコンベヤ１１と関連させる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の第１の実施例装
置の一部の縦断面図及び横断面図であり、第３図
及び第４図は、第２の実施例装置の一部の縦断面
図及び横断面図であり、及び第５図は、スクリユ
ーコンベヤの駆動装置を示す図である。 １……ガス化装置、２……直接還元シヤフト
炉、３……支持構造体、４……テーブルプレー
ト、５……装入物柱、６……連結シヤフト、７…
…環状の間隙、８……中心開口、９……環状のス
カート、１０……挿入コーン、１１……スクリユ
ーコンベヤ、１３……駆動装置、１４……環状の
空間、１５……環状のゾーン、１８，１９……ガ
ス取入れ領域、２６……楔、３２……炉底部、３
３……降下管、３４……接続部、３７……ガス流
出口、３８……開口、３９……環状の間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス化装置と、塊状鉄鉱石又は酸化鉄ペレツ
   トが装入された直接還元シヤフト炉とから構成さ
   れる装置であつて、前記直接還元シヤフト炉が該
   シヤフト炉内に装入物柱を担持する底板と、海綿
   鉄粒子を排出するために該底板にある少なくとも
   １つの排出口と、ガス化装置により装入物柱の下
   部での装入物に供給される還元ガスの少なくとも
   １つの、好ましくは環状の取入れ口とを有してい
   る装置において、還元ガスが流通する領域で、還
   元ガスの取入れ口に隣接して、少なくとも還元ガ
   スの供給中に装入粒子を相反する方向で連続的に
   移動させるための機械的装置が設けられることを
   特徴とする装置。 ２ 還元ガスは前記直接還元シヤフト炉２の周囲
   に沿つて均一に配分されて供給可能であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 海綿鉄粒子の通路の横断面は底板３４，３２
   の上方で挿入部材１０により環状のゾーン１５に
   縮小され、還元ガスは前記ゾーンに供給可能であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ４ 前記直接還元シヤフト炉２の下端部は連結シ
   ヤフト６によつて前記ガス化装置１に接続される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３
   項のいずれか１項に記載の装置。 ５ 前記機械的装置は、同時に、海綿鉄粒子を排
   出口７，８，３４へ搬送する搬送部材としても動
   作することを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第４項のいずれか１項に記載の装置。 ６ 前記機械的装置は複数の放射状に配置される
   スクリユーコンベヤ１１により形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 前記機械的装置はロータ、スラスト手段又は
   その他の何らかの駆動手段により形成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項の
   いずれか１項に記載の装置。 ８ 前記機械的装置は振動装置又は揺動装置によ
   り形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第５項のいずれか１項に記載の装置。 ９ スクリユーコンベヤ１１はパドルによつて形
   成された断続らせんぎりの形態に構成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 １０ スクリユーコンベヤ１１間に周囲方向に楔
   ２６が配置されることを特徴とする特許請求の範
   囲第６項又は第９項記載の装置。 １１ 前記直接還元シヤフト炉２の底板３４と内
   壁との間に環状の間隙７の形態の海綿鉄粒子排出
   口が設けられることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第１０項のいずれか１項に記載の装
   置。 １２ 前記直接還元シヤフト炉２の底板３，４，
   ３８に中心開口８の形態の海綿鉄粒子排出口が設
   けられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   から第１１項のいずれか１項に記載の装置。 １３ 前記直接還元シヤフト炉２の壁は環状のス
   カート９を有し、環状のスカート９の背後で、装
   入物の自然静止コーナーの上方に形成される環状
   の空間１４が前記ガス化装置１のガス出口６，３
   ７に接続されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第１２項のいずれか１項に記載の装
   置。 １４ 前記直接還元シヤフト炉２の内部領域は環
   状のスカート９の上端部の外側で下向きに拡張さ
   れ、環状のスカートの内面はその上方に位置する
   直接還元シヤフト炉２の壁部分の内面とアライメ
   ントされてることを特徴とする特許請求の範囲第
   １３項記載の装置。 １５ 円錐形の前記挿入部材１０は装入物に対し
   ておおわれ且つ前記ガス化装置に接続される少な
   くとも１つの環状のガス取入れ口１９，３９を形
   成することを特徴とする特許請求の範囲第３項か
   ら第４項のいずれか１項に記載の装置。 １６ 放射状に配置されるスクリユーコンベヤ１
   １の内側端部は、前記ガス化装置１に接続される
   還元ガス取入れ口を形成する円錐形の前記挿入部
   材１０の開口３８に係合することを特徴とする特
   許請求の範囲第６項及び第９項から第１５項のい
   ずれか１項に記載の装置。 １７ 接続ライン３３によつて前記ガス化装置１
   に接続される１つの海綿鉄粒子排出口３４が放射
   状に配置された前記スクリユーコンベヤ１１の外
   側端部と関連することを特徴とする特許請求の範
   囲第６項及び第９項から第１６項のいずれか１項
   に記載の装置。