JPH11323413A - 金属精錬用還元ガス形成剤 - Google Patents
金属精錬用還元ガス形成剤Info
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- JPH11323413A JPH11323413A JP11086896A JP8689699A JPH11323413A JP H11323413 A JPH11323413 A JP H11323413A JP 11086896 A JP11086896 A JP 11086896A JP 8689699 A JP8689699 A JP 8689699A JP H11323413 A JPH11323413 A JP H11323413A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0066—Preliminary conditioning of the solid carbonaceous reductant
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
- C21B5/023—Injection of the additives into the melting part
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- 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
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】廃棄プラスチックを還元ガス形成材料として有
効利用を図る。 【解決手段】金属鉱石から金属を製造するための、特に
鉄鉱石から銑鉄を製造するためのプロセスにおいて用い
る還元ガス形成剤であって、還元性ガスの製造に用いら
れ、炭素および／または炭化水素を含むプラスティック
は廃棄物を粉砕して１から１０ｍｍの領域内にある塊形
状物からなる。 【効果】冶金学的竪型炉、特に高炉が用いられた場合、
このプラスティック粒は、炉風中で流動化し、すすを形
成することなく完全にガス化することができる。
効利用を図る。 【解決手段】金属鉱石から金属を製造するための、特に
鉄鉱石から銑鉄を製造するためのプロセスにおいて用い
る還元ガス形成剤であって、還元性ガスの製造に用いら
れ、炭素および／または炭化水素を含むプラスティック
は廃棄物を粉砕して１から１０ｍｍの領域内にある塊形
状物からなる。 【効果】冶金学的竪型炉、特に高炉が用いられた場合、
このプラスティック粒は、炉風中で流動化し、すすを形
成することなく完全にガス化することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属鉱石から金属を
製造するための、特に鉄鉱石から銑鉄を製造するための
プロセスにおいて粉状炭または重油代替物として用いる
プラスチック補助燃料に関するものである。
製造するための、特に鉄鉱石から銑鉄を製造するための
プロセスにおいて粉状炭または重油代替物として用いる
プラスチック補助燃料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかるプロセスでは、金属酸化物を含む
鉱石が、炭素および／または水素（およびそれらの化合
物）を含む還元ガスと接触反応させる。通常、主に金属
酸化物からなる鉱石（鉄の酸化物以外であっても）は、
金属が抽出される前に、還元プロセスにかける必要があ
る。この還元は、炭素あるいは可能なら水素またはこれ
らの化合物の助けで行なわれ、これらは、還元ガス中に
含まれ、金属鉱石に作用するために用いられる。その
後、還元された金属鉱石は溶融プロセスにかけられる。
還元に必要なガスは、還元および溶融プロセス自体の領
域で得られる。炭素を含む物質（例えば、コークス、石
炭、油、または天然ガス）が、すでに還元され、加熱さ
れた金属の領域に加えられ、酸素や、空気からの酸素の
添加により、分解され、炭素含有ガスへの変換が行なわ
れ、これらは先立つ還元のために供給される。
鉱石が、炭素および／または水素（およびそれらの化合
物）を含む還元ガスと接触反応させる。通常、主に金属
酸化物からなる鉱石（鉄の酸化物以外であっても）は、
金属が抽出される前に、還元プロセスにかける必要があ
る。この還元は、炭素あるいは可能なら水素またはこれ
らの化合物の助けで行なわれ、これらは、還元ガス中に
含まれ、金属鉱石に作用するために用いられる。その
後、還元された金属鉱石は溶融プロセスにかけられる。
還元に必要なガスは、還元および溶融プロセス自体の領
域で得られる。炭素を含む物質（例えば、コークス、石
炭、油、または天然ガス）が、すでに還元され、加熱さ
れた金属の領域に加えられ、酸素や、空気からの酸素の
添加により、分解され、炭素含有ガスへの変換が行なわ
れ、これらは先立つ還元のために供給される。
【０００３】この点で、従来の高炉プロセスが知られて
いる。高炉の中では、金属鉱石の還元と、還元ガスの製
造と、さらには金属の液体状態への最終的な溶解とが、
上部から底部に渡って連続的に行なわれる。高炉プロセ
スでは、鉄鉱石や可能なら混合物に、コークスが炭素キ
ャリアとして加えられる。また、より良い高炉プロセス
の制御、およびコークスを節約するために、ランスを通
して高炉内に油または粉状の石炭が注入され、これらは
コークスの消費を減少させている。この付加的に注入さ
れる材料、油または粉状（pulverized）の石炭はきれい
にかつ十分なガス化を確実にするため、細かく粉砕した
状態で導入されなければならない。高炉への粉状の石炭
の注入についての概要は、”シュタール ウント アイ
ゼン（Ｓｔａｈｌ ｕｎｔ Ｅｉｓｅｎ）”誌の２つの
論文：発行日１２．１．８１の１０１（１９８１）３５
−３８頁および発行日２５．２．８５のNｏ．４の１０
５（１９８５）の２１１−２２０頁に含まれている。粉
砕された粉（powder）の注入は、特に油の価格高騰中に
増加した。実験は、より大きい粒径を用いて幾つかのプ
ラントでおこなわれたが、利用できる約１０msの短時間
の注入中に、例えば粉状の石炭の完全なガス化といった
良い結果は、０．１ｍｍより小さい粒径でのみ得られた
にすぎない。
いる。高炉の中では、金属鉱石の還元と、還元ガスの製
造と、さらには金属の液体状態への最終的な溶解とが、
上部から底部に渡って連続的に行なわれる。高炉プロセ
スでは、鉄鉱石や可能なら混合物に、コークスが炭素キ
ャリアとして加えられる。また、より良い高炉プロセス
の制御、およびコークスを節約するために、ランスを通
して高炉内に油または粉状の石炭が注入され、これらは
コークスの消費を減少させている。この付加的に注入さ
れる材料、油または粉状（pulverized）の石炭はきれい
にかつ十分なガス化を確実にするため、細かく粉砕した
状態で導入されなければならない。高炉への粉状の石炭
の注入についての概要は、”シュタール ウント アイ
ゼン（Ｓｔａｈｌ ｕｎｔ Ｅｉｓｅｎ）”誌の２つの
論文：発行日１２．１．８１の１０１（１９８１）３５
−３８頁および発行日２５．２．８５のNｏ．４の１０
５（１９８５）の２１１−２２０頁に含まれている。粉
砕された粉（powder）の注入は、特に油の価格高騰中に
増加した。実験は、より大きい粒径を用いて幾つかのプ
ラントでおこなわれたが、利用できる約１０msの短時間
の注入中に、例えば粉状の石炭の完全なガス化といった
良い結果は、０．１ｍｍより小さい粒径でのみ得られた
にすぎない。
【０００４】油または粉状の石炭を注入する代わりに、
例えば廃棄物、使用した紙、わら、かっ炭および使用し
た木、プラスティック、ゴム、類似の材料を導入する提
案はすでになされている（ＤＥ−Ａ−２９ ３５ ５４
４）。対応する実験や結果がない中で、高炉にどのよう
にして物が導入されるべきかの仮説が立てられた。ま
た、ＤＥ−Ａ−４１ ０４ ２５２においては、この種
の炭素含有廃棄物が、羽口を通して微細粒(fine-graine
d)または粉(powder)の形で高炉に注入することが提案さ
れ、沈澱スラッジ（流動可能なダスト）がサンプルとし
て与えられた。また、このプロセスにおいて、注入され
る物が微細粒であるべき必要性が強調された。
例えば廃棄物、使用した紙、わら、かっ炭および使用し
た木、プラスティック、ゴム、類似の材料を導入する提
案はすでになされている（ＤＥ−Ａ−２９ ３５ ５４
４）。対応する実験や結果がない中で、高炉にどのよう
にして物が導入されるべきかの仮説が立てられた。ま
た、ＤＥ−Ａ−４１ ０４ ２５２においては、この種
の炭素含有廃棄物が、羽口を通して微細粒(fine-graine
d)または粉(powder)の形で高炉に注入することが提案さ
れ、沈澱スラッジ（流動可能なダスト）がサンプルとし
て与えられた。また、このプロセスにおいて、注入され
る物が微細粒であるべき必要性が強調された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最初に述べた公知のプ
ロセスから始まるが、本発明の目的はプラスティック廃
棄物を有機的にまたは無機的に汚染されていても、還元
ガス用の成分として利用することにある。プラスティッ
ク廃棄物は常に大量に手に入り、無駄な処分の問題であ
る。大低の場合、固体の形で、しばしば大変汚染された
パッケージ廃棄物として、またはプラスティック製品の
製造中に得られるスクラップあるいは似た廃棄物として
手に入る。結果として、発明は、最初に言及したプロセ
スにおいて、還元ガスを製造するために供給される炭素
および／または炭化水素を含む物質は、粉砕され、流動
体として冶金学的竪型炉、特に高炉の炉床の炉風流れに
注入されるが、かかる物質としてプラスティックの粒径
がほとんど１から１０ｍｍの領域であり、特に５ｍｍで
あるものを用いる。例えば、プラスティック容器廃棄物
は、（この廃棄はまだ大きな未解決な問題である）、粉
砕された形態で羽口領域に導入される。プラスティック
残余を高炉プロセスの還元剤の源として用い、それによ
りこれらを材料的に利用することは、すでに提案されて
きた。既知の方法では、重ねた押出プロセス中で混合さ
れたプラスティック残余は、温度作用および剪断によっ
て、低分子物質に分解され、高炉の炉風流中に、重油に
置き換えて注入することができるとしている。しかし、
いわゆるプラスティックの液化のための崩壊押出（degr
adative extrusion）は、装置とプロセス技術において
要求される手段であり、これは全プロセスをより難し
く、高価なものにする。加えて、このプロセス方法は、
プラスティック廃棄物中の金属、有機、および無機の汚
染物によって敏感に妨害される。すでに述べたように、
竪型炉、特に高炉の領域の炉風流れ中への、油または粉
砕された石炭を注入する既知方法においては、利用でき
る短時間にすすの形成なしに完全なガス化を確実に行う
ために、材料は大変細かく粉砕されて注入される必要が
ある。もし、石炭粒子の最大粒径が約０．１ｍｍでな
く、より大きければ、不十分な結果となる。この理由
は、主に、石炭中の揮発性成分が比較的少ないことにあ
り、個々の粒子の破壊およびそれゆえに反応表面のさら
なる増加が十分な寸法にまで進むことができないためで
ある。油の注入にとっても、実際は揮発性の組成からな
るが、粒径を０．１ｍｍよりかなり小さく微粒化するこ
とが、また必要となる。最も精密な結論としては、化学
的組成が大変油に近いプラスティックであっても、竪型
炉の中での十分に速い反応を行わせるためには、同等の
粒径の粉に粉砕されなければならない。特に熱可塑性の
プラスティックを、そのような細かくグラインドするこ
とは不可能である。なぜなら、大変微細にグラインドさ
れると、この材料は、ねばねばするからである。このよ
うなプラスティックは低温に冷却し、もろくして、この
状態でこれをグラインドすることが考えられてきた。し
かし、本方法は、費用の理由から採用できない。
ロセスから始まるが、本発明の目的はプラスティック廃
棄物を有機的にまたは無機的に汚染されていても、還元
ガス用の成分として利用することにある。プラスティッ
ク廃棄物は常に大量に手に入り、無駄な処分の問題であ
る。大低の場合、固体の形で、しばしば大変汚染された
パッケージ廃棄物として、またはプラスティック製品の
製造中に得られるスクラップあるいは似た廃棄物として
手に入る。結果として、発明は、最初に言及したプロセ
スにおいて、還元ガスを製造するために供給される炭素
および／または炭化水素を含む物質は、粉砕され、流動
体として冶金学的竪型炉、特に高炉の炉床の炉風流れに
注入されるが、かかる物質としてプラスティックの粒径
がほとんど１から１０ｍｍの領域であり、特に５ｍｍで
あるものを用いる。例えば、プラスティック容器廃棄物
は、（この廃棄はまだ大きな未解決な問題である）、粉
砕された形態で羽口領域に導入される。プラスティック
残余を高炉プロセスの還元剤の源として用い、それによ
りこれらを材料的に利用することは、すでに提案されて
きた。既知の方法では、重ねた押出プロセス中で混合さ
れたプラスティック残余は、温度作用および剪断によっ
て、低分子物質に分解され、高炉の炉風流中に、重油に
置き換えて注入することができるとしている。しかし、
いわゆるプラスティックの液化のための崩壊押出（degr
adative extrusion）は、装置とプロセス技術において
要求される手段であり、これは全プロセスをより難し
く、高価なものにする。加えて、このプロセス方法は、
プラスティック廃棄物中の金属、有機、および無機の汚
染物によって敏感に妨害される。すでに述べたように、
竪型炉、特に高炉の領域の炉風流れ中への、油または粉
砕された石炭を注入する既知方法においては、利用でき
る短時間にすすの形成なしに完全なガス化を確実に行う
ために、材料は大変細かく粉砕されて注入される必要が
ある。もし、石炭粒子の最大粒径が約０．１ｍｍでな
く、より大きければ、不十分な結果となる。この理由
は、主に、石炭中の揮発性成分が比較的少ないことにあ
り、個々の粒子の破壊およびそれゆえに反応表面のさら
なる増加が十分な寸法にまで進むことができないためで
ある。油の注入にとっても、実際は揮発性の組成からな
るが、粒径を０．１ｍｍよりかなり小さく微粒化するこ
とが、また必要となる。最も精密な結論としては、化学
的組成が大変油に近いプラスティックであっても、竪型
炉の中での十分に速い反応を行わせるためには、同等の
粒径の粉に粉砕されなければならない。特に熱可塑性の
プラスティックを、そのような細かくグラインドするこ
とは不可能である。なぜなら、大変微細にグラインドさ
れると、この材料は、ねばねばするからである。このよ
うなプラスティックは低温に冷却し、もろくして、この
状態でこれをグラインドすることが考えられてきた。し
かし、本方法は、費用の理由から採用できない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】プラスティックを冶金学
的竪型炉の炉風流れに注入するとき、プラスチックを粉
砕(comminution)、剪断(shredding)、熱的グラインド(t
hermal grinding)した後、プラスティックが、より大き
な粒子サイズを有するなら大変いい結果が得られる。す
なわち、主にほとんど１から１０ｍｍ、特に５ｍｍの領
域にいると大変良好な結果が得られることが、驚くべき
ことに見出だされた。本発明はかかる知見に基づいてな
されたものである。
的竪型炉の炉風流れに注入するとき、プラスチックを粉
砕(comminution)、剪断(shredding)、熱的グラインド(t
hermal grinding)した後、プラスティックが、より大き
な粒子サイズを有するなら大変いい結果が得られる。す
なわち、主にほとんど１から１０ｍｍ、特に５ｍｍの領
域にいると大変良好な結果が得られることが、驚くべき
ことに見出だされた。本発明はかかる知見に基づいてな
されたものである。
【０００７】
【発明の作用効果】かかる粒径は大きな費用なしに得る
ことができるが、この粒径は、同時にプラスティックプ
ロセス、流体化および計量(metering)の領域においても
爆発の危険性が無く、例えば粉砕された石炭が注入され
る場合と同様であって、流動化ガスとして不活性ガスが
不要となり、圧縮空気を使用できるというを利点を有す
る。特に、注入されるプラスティックが、大きな比表面
積を有する塊形状（アグロメレート）の場合、良い結果
が得られる。特に、そのプラスチックスが０．３５より
大きいバルク密度を有する場合、有利であることが見出
されている。
ことができるが、この粒径は、同時にプラスティックプ
ロセス、流体化および計量(metering)の領域においても
爆発の危険性が無く、例えば粉砕された石炭が注入され
る場合と同様であって、流動化ガスとして不活性ガスが
不要となり、圧縮空気を使用できるというを利点を有す
る。特に、注入されるプラスティックが、大きな比表面
積を有する塊形状（アグロメレート）の場合、良い結果
が得られる。特に、そのプラスチックスが０．３５より
大きいバルク密度を有する場合、有利であることが見出
されている。
【０００８】このプラスティックの驚くべき挙動の理由
は、粉砕後の、この材料の特異性によるものである。化
学的に近い組成の油の場合、形成された緻密な小滴は、
体積に対する表面積の比率は大変不利なものであり、そ
れゆえに小さい粒径の場合のみ十分な反応性を有する
が、プラスティックの場合、粉砕プロセスにより、機械
的、熱的ストレスの組み合わせにより割れ目が入る(fis
sured)ことによって、比表面積が増加され、部分的に粉
砕後であっても材料は、優れた反応性を示す。これによ
り、シングルステップ還元プロセスを用いることで、少
し費用のかかる粉砕後、プラスティックまたは廃棄プラ
スティックは、高炉プロセスにおいて、大変有用な還元
剤として用いられることがわかり、このことにより、石
炭およびコークスが節約できるのみならず、プラスティ
ック廃棄物が有用に利用される。冶金学的竪型炉が高炉
の場合、プラスティックは空気ノズルまたは羽口で調整
され、ランスを通って空気流中に流動体の形で注入され
る。この目的のために、すべてのランスで流動体プラス
ティック粒子が供給されるか、あるいは幾つかのランス
で流動体プラスティック粒子が供給され、他方他は今ま
でのように油または石炭が供給される。プラスティック
粒子を供給するランスおよび油または石炭を供給するラ
ンスは均一に羽口の周囲に互いに分散させられて配置さ
れるのが有利である。
は、粉砕後の、この材料の特異性によるものである。化
学的に近い組成の油の場合、形成された緻密な小滴は、
体積に対する表面積の比率は大変不利なものであり、そ
れゆえに小さい粒径の場合のみ十分な反応性を有する
が、プラスティックの場合、粉砕プロセスにより、機械
的、熱的ストレスの組み合わせにより割れ目が入る(fis
sured)ことによって、比表面積が増加され、部分的に粉
砕後であっても材料は、優れた反応性を示す。これによ
り、シングルステップ還元プロセスを用いることで、少
し費用のかかる粉砕後、プラスティックまたは廃棄プラ
スティックは、高炉プロセスにおいて、大変有用な還元
剤として用いられることがわかり、このことにより、石
炭およびコークスが節約できるのみならず、プラスティ
ック廃棄物が有用に利用される。冶金学的竪型炉が高炉
の場合、プラスティックは空気ノズルまたは羽口で調整
され、ランスを通って空気流中に流動体の形で注入され
る。この目的のために、すべてのランスで流動体プラス
ティック粒子が供給されるか、あるいは幾つかのランス
で流動体プラスティック粒子が供給され、他方他は今ま
でのように油または石炭が供給される。プラスティック
粒子を供給するランスおよび油または石炭を供給するラ
ンスは均一に羽口の周囲に互いに分散させられて配置さ
れるのが有利である。
【０００９】ランスにおける注入圧力は、高炉中の圧力
以上の０．５・１０5から１．５・１０5 Ｐａであるこ
とが好ましい。ランスでの流速は速いので、溶融または
初期の溶融による、炉の内部からの熱の後方輻射による
ランス中でのプラスティックの焼結を避けることがで
き、かかる流速とランスの断面積との関係は、好ましく
は２００００から４００００ ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）の間
で、特に２５０００ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）が好ましい。こ
のファクターの観察は、高炉の羽口で、粉状(pulverize
d)石炭または油がランスの中に注入された時に必要であ
る。なぜならば、これらの物は、溶けず、その結果、焼
結の危険性が無いためである。
以上の０．５・１０5から１．５・１０5 Ｐａであるこ
とが好ましい。ランスでの流速は速いので、溶融または
初期の溶融による、炉の内部からの熱の後方輻射による
ランス中でのプラスティックの焼結を避けることがで
き、かかる流速とランスの断面積との関係は、好ましく
は２００００から４００００ ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）の間
で、特に２５０００ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）が好ましい。こ
のファクターの観察は、高炉の羽口で、粉状(pulverize
d)石炭または油がランスの中に注入された時に必要であ
る。なぜならば、これらの物は、溶けず、その結果、焼
結の危険性が無いためである。
【００１０】高炉の混合炉風温度は、通常１０００から
１２５０℃の領域にある。低すぎる温度は、プラスティ
ックの不十分な、遅すぎるガス化の原因となる。混合炉
風温度はそれゆえに１１００℃以上が好ましい。
１２５０℃の領域にある。低すぎる温度は、プラスティ
ックの不十分な、遅すぎるガス化の原因となる。混合炉
風温度はそれゆえに１１００℃以上が好ましい。
【００１１】プラスティックの注入量は、広い範囲で変
えても良い。しかし、プラスティック塊形状（アグロメ
レート）の特別な性質ゆえに、例えば油が注入された量
よりも多いほうが良い。もしプラスティックの注入量が
７０ ｋｇ／ｔ ＰＩ（ＰＩは銑鉄）より多い時、良好
なガス化を確実にするためには、酸素が炉風に加えられ
る。７０ ｋｇ／ｔ 銑鉄以上のｋｇ／ｔ 銑鉄毎に、
０．０５から０．１％の酸素を、好ましくは、０．０８
％の酸素を加えることが有利であることを見出されてい
る。
えても良い。しかし、プラスティック塊形状（アグロメ
レート）の特別な性質ゆえに、例えば油が注入された量
よりも多いほうが良い。もしプラスティックの注入量が
７０ ｋｇ／ｔ ＰＩ（ＰＩは銑鉄）より多い時、良好
なガス化を確実にするためには、酸素が炉風に加えられ
る。７０ ｋｇ／ｔ 銑鉄以上のｋｇ／ｔ 銑鉄毎に、
０．０５から０．１％の酸素を、好ましくは、０．０８
％の酸素を加えることが有利であることを見出されてい
る。
【００１２】プラスティックの測定および流体化は、異
なった方法で行っても良い。一つの方法は、プラスティ
ック粒子が連続して流体化され、分離した装置で測定す
ることからなる。この解決方法は、測定装置が、例え
ば、スクリューによって測定する機械的装置あるいはセ
ル状の輪によって測定する装置のような単純な方法で実
現できる利点がある。他の方法は、プラスティック粒子
が、流体化および測定を兼ねる装置で、流体化、測定さ
れることからなる。しかし、変動する炉の圧力のため、
この解決方法は、注入圧力が炉の圧力に加えられる方法
による速い動作制御ループを必要とする。特に、単純な
解決方法は気密性のあるベイ・ホイール・ロック(bay w
heel lock)の使用にある。
なった方法で行っても良い。一つの方法は、プラスティ
ック粒子が連続して流体化され、分離した装置で測定す
ることからなる。この解決方法は、測定装置が、例え
ば、スクリューによって測定する機械的装置あるいはセ
ル状の輪によって測定する装置のような単純な方法で実
現できる利点がある。他の方法は、プラスティック粒子
が、流体化および測定を兼ねる装置で、流体化、測定さ
れることからなる。しかし、変動する炉の圧力のため、
この解決方法は、注入圧力が炉の圧力に加えられる方法
による速い動作制御ループを必要とする。特に、単純な
解決方法は気密性のあるベイ・ホイール・ロック(bay w
heel lock)の使用にある。
【００１３】より有利な発明の具体例は、サブクレーム
から明らかになるであろう。
から明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施形態】本発明は、添付図面に示す具体例に
よって、詳細に説明される。図１に、炉床、円周のまわ
りに均等に配置された複数のノズルまたは羽口２０（図
３参照）、および熱風炉４で加熱された炉風３が供給さ
れるバッスルパイプ２からなる下部を有する従来構造の
高炉１を示す。炉風３は酸素３ａ（酸素）に富まされ
る。明解にするため、羽口２０のみを示す。
よって、詳細に説明される。図１に、炉床、円周のまわ
りに均等に配置された複数のノズルまたは羽口２０（図
３参照）、および熱風炉４で加熱された炉風３が供給さ
れるバッスルパイプ２からなる下部を有する従来構造の
高炉１を示す。炉風３は酸素３ａ（酸素）に富まされ
る。明解にするため、羽口２０のみを示す。
【００１５】羽口２０の幾つかあるいは全てには、追加
の燃料を注入するための手段として、１つあるいはそれ
以上のランス１８が準備される。これは、粉状に砕いた
石炭または油の高炉で知られており、これにより高炉１
の高効率化およびコークスの節約が達成された。羽口組
み立ての通常の羽口２０の数は、たとえば３２であり、
それぞれの羽口の直径は、例えば１４０ｍｍである。粉
状に砕いた石炭または油の供給は、通常、典型的な直径
が、１２または８ｍｍの２つのランスで行なわれる。本
具体例では、全ての羽口２０が、流動性プラスティック
供給用に単に１つのランス１８を有し、その直径は２８
ｍｍである。
の燃料を注入するための手段として、１つあるいはそれ
以上のランス１８が準備される。これは、粉状に砕いた
石炭または油の高炉で知られており、これにより高炉１
の高効率化およびコークスの節約が達成された。羽口組
み立ての通常の羽口２０の数は、たとえば３２であり、
それぞれの羽口の直径は、例えば１４０ｍｍである。粉
状に砕いた石炭または油の供給は、通常、典型的な直径
が、１２または８ｍｍの２つのランスで行なわれる。本
具体例では、全ての羽口２０が、流動性プラスティック
供給用に単に１つのランス１８を有し、その直径は２８
ｍｍである。
【００１６】羽口組み立てにおいて、全てのランス１８
にプラスティックが供給されるか、あるいは羽口２０の
混合供給が用いられる、即ち、いくつかの羽口は、例え
ば油用の２つのランスを持ち、他の羽口２０は、プラス
ティック供給用の１つのランス１８を備える。しかし、
プラスティック用ランス１８および油用のランスの分布
は、互いに羽口組み立ての円周の回りに均等であること
が有用である。
にプラスティックが供給されるか、あるいは羽口２０の
混合供給が用いられる、即ち、いくつかの羽口は、例え
ば油用の２つのランスを持ち、他の羽口２０は、プラス
ティック供給用の１つのランス１８を備える。しかし、
プラスティック用ランス１８および油用のランスの分布
は、互いに羽口組み立ての円周の回りに均等であること
が有用である。
【００１７】本具体例で、プラスティックのプロセスが
以下のように行なわれる。プラスティック・プロセッシ
ング・プラント６からサイロ７に、大きい比表面積を有
する、粒径が１から１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍの塊形
状に粉砕されたプラスティックが供給される。結果的
に、バルク密度が０．３５より大きい塊形状のプラステ
ィックの使用が良いことが分かった。この目的のために
適したプラスティックは、マグ型包装容器または似た物
品であり、例えばプラスティック箔は、粉砕した時、バ
ルク密度が小さいため、注入前または注入中に十分な注
入を可能にするために特別な方法が必要とされる。
以下のように行なわれる。プラスティック・プロセッシ
ング・プラント６からサイロ７に、大きい比表面積を有
する、粒径が１から１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍの塊形
状に粉砕されたプラスティックが供給される。結果的
に、バルク密度が０．３５より大きい塊形状のプラステ
ィックの使用が良いことが分かった。この目的のために
適したプラスティックは、マグ型包装容器または似た物
品であり、例えばプラスティック箔は、粉砕した時、バ
ルク密度が小さいため、注入前または注入中に十分な注
入を可能にするために特別な方法が必要とされる。
【００１８】図１に、プラスティック塊が目の粗いふる
い１４を通して導入される注入容器８を示し、パイプ１
２および１３を通ったブロア１１による流動性ガスの注
入により流体化される。体積約３ｍ3の注入器にとっ
て、約２−２５ｍ3／１時間の流動性ガスが必要とな
る。流動性プラスティックは最終的には分離した測定装
置９、例えばスクリューにより測定する機械的装置また
はセル状の輪によって測定する装置により測定され、羽
口組み立ての対応するランス１８に、パイプ１０を通し
て均一に供給される。プラスティック粒子の輸送は、流
動性蒸気中の輸送によって行なわれる。即ち、例えば、
１ｋｇの流動性ガスに対し、５から３０ｋｇのプラステ
ィック比のような高い割合で輸送される。本具体例で
は、プラスティックの粒径が１から１０ｍｍであり、爆
発の危険性が無いため、圧縮空気が流動性ガスとして用
いられる。
い１４を通して導入される注入容器８を示し、パイプ１
２および１３を通ったブロア１１による流動性ガスの注
入により流体化される。体積約３ｍ3の注入器にとっ
て、約２−２５ｍ3／１時間の流動性ガスが必要とな
る。流動性プラスティックは最終的には分離した測定装
置９、例えばスクリューにより測定する機械的装置また
はセル状の輪によって測定する装置により測定され、羽
口組み立ての対応するランス１８に、パイプ１０を通し
て均一に供給される。プラスティック粒子の輸送は、流
動性蒸気中の輸送によって行なわれる。即ち、例えば、
１ｋｇの流動性ガスに対し、５から３０ｋｇのプラステ
ィック比のような高い割合で輸送される。本具体例で
は、プラスティックの粒径が１から１０ｍｍであり、爆
発の危険性が無いため、圧縮空気が流動性ガスとして用
いられる。
【００１９】プラスティックの注入量は、広い範囲で
（例えば銑鉄１ｔあたり、プラスティック３０から１５
０ｋｇ）変化させてよい。また油に比べて、同様の良い
ガス化を行うためには、１．５倍以上の量のプラスティ
ックの注入が必要なことが見出だされた。もしプラステ
ィックの注入量が７０ｋｇ／ｔ銑鉄より多い場合、良好
なガス化を確実にするためには、既に述べたような酸素
が炉風に加えられる。７０ｋｇ／ｔ銑鉄の値より多い銑
鉄１ｔ当たりのプラスティックの毎ｋｇごとに、炉風は
０．０５−０．１％の酸素、好ましくは０．０８％の酸
素を富むのがよい。良好なガス化のためには、ホット・
ブラスト・ストーブ４からの混合炉風温度は１１００℃
より高い温度である。ランス１８での注入圧力は好まし
くは、高炉１中の圧力より高い０．５・１０5から１０5
Ｐａである。
（例えば銑鉄１ｔあたり、プラスティック３０から１５
０ｋｇ）変化させてよい。また油に比べて、同様の良い
ガス化を行うためには、１．５倍以上の量のプラスティ
ックの注入が必要なことが見出だされた。もしプラステ
ィックの注入量が７０ｋｇ／ｔ銑鉄より多い場合、良好
なガス化を確実にするためには、既に述べたような酸素
が炉風に加えられる。７０ｋｇ／ｔ銑鉄の値より多い銑
鉄１ｔ当たりのプラスティックの毎ｋｇごとに、炉風は
０．０５−０．１％の酸素、好ましくは０．０８％の酸
素を富むのがよい。良好なガス化のためには、ホット・
ブラスト・ストーブ４からの混合炉風温度は１１００℃
より高い温度である。ランス１８での注入圧力は好まし
くは、高炉１中の圧力より高い０．５・１０5から１０5
Ｐａである。
【００２０】粉状の石炭や油と異なって、プラスティッ
クはより高温で溶けるため、注入ランス１８を離れる前
に、高炉からの後方熱輻射により焼結される危険があ
る。この理由から、漂ったプラスティック粒子を有する
ガスの流速は、溶融または初期の溶融を避け、それによ
り後方熱輻射によるランス１８中での焼結を避けるため
に、ランス１８の断面積に比べて十分高くなければなら
ない。流速とランス１８の断面積の適当な関係は、２０
０００から４００００ ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）、好ましく
は２５０００ ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）の領域である。も
し、この値が低すぎれば、焼結の危険性があり、もし高
すぎればランス１８の過剰に早い摩耗を生じる。さら
に、すべての輸送パイプ、特にランス１８の接合１８ａ
の領域においては、輸送路の不連続や折れ曲がりを避け
なければならず、１ｍより小さいカーブの半径も避けな
ければならない。
クはより高温で溶けるため、注入ランス１８を離れる前
に、高炉からの後方熱輻射により焼結される危険があ
る。この理由から、漂ったプラスティック粒子を有する
ガスの流速は、溶融または初期の溶融を避け、それによ
り後方熱輻射によるランス１８中での焼結を避けるため
に、ランス１８の断面積に比べて十分高くなければなら
ない。流速とランス１８の断面積の適当な関係は、２０
０００から４００００ ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）、好ましく
は２５０００ ｌ／（ｓｅｃ．ｍ）の領域である。も
し、この値が低すぎれば、焼結の危険性があり、もし高
すぎればランス１８の過剰に早い摩耗を生じる。さら
に、すべての輸送パイプ、特にランス１８の接合１８ａ
の領域においては、輸送路の不連続や折れ曲がりを避け
なければならず、１ｍより小さいカーブの半径も避けな
ければならない。
【００２１】請求項１による配置において、測定は、分
離した測定装置９で行なわれる。他の解決方法を図２に
示すが、流体化および測定が１つの操作で行なわれるよ
うに構成することができる。本目的のために、注入器の
底部に測定装置として働くボールバルブ１９が配置され
ている。良好なセッティングは、圧力と流動性ガスの調
整により行なわれる。しかし、本解決方法は、高炉１の
内部の様々な圧力に従って、注入器８の上部パイプ１３
への圧縮空気の供給の正確かつ迅速な調整が必要とな
る。それゆえに、この目的のために、高炉１の適当な位
置に圧力センサを置き、パイプ１３のバルブが正確な測
定を得るために、コントロール・ループ１７により、素
速く再調整する。
離した測定装置９で行なわれる。他の解決方法を図２に
示すが、流体化および測定が１つの操作で行なわれるよ
うに構成することができる。本目的のために、注入器の
底部に測定装置として働くボールバルブ１９が配置され
ている。良好なセッティングは、圧力と流動性ガスの調
整により行なわれる。しかし、本解決方法は、高炉１の
内部の様々な圧力に従って、注入器８の上部パイプ１３
への圧縮空気の供給の正確かつ迅速な調整が必要とな
る。それゆえに、この目的のために、高炉１の適当な位
置に圧力センサを置き、パイプ１３のバルブが正確な測
定を得るために、コントロール・ループ１７により、素
速く再調整する。
【００２２】プラスティック粒子の流体化および測定
は、気密性のベイ・ホイール・ロックによっても得るこ
とができる。この場合、注入器８は省略される。
は、気密性のベイ・ホイール・ロックによっても得るこ
とができる。この場合、注入器８は省略される。
【図１】適切な流体化プラスティック供給用装置および
適切な加熱した炉風供給用装置を含む高炉の模式図であ
る。
適切な加熱した炉風供給用装置を含む高炉の模式図であ
る。
【図２】他の具体例である。
【図３】流体化プラスティックを羽口または高炉のノズ
ルの中へ注入するための羽口、ランスの配置を示す。
ルの中へ注入するための羽口、ランスの配置を示す。
１ 高炉、８ 分離装置、１８ ランス、１９ 流動化
及び計量装置、２０ 羽口
及び計量装置、２０ 羽口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーアヒム・ヤンス ドイツ連邦共和国28876オイテン、フェル トシュトラアセ28番 (72)発明者 ホルストマー・モーンケルン ドイツ連邦共和国27721リッタアフーデ、 アム・メンクホーフ16番 (72)発明者 マンフレート・フォス ドイツ連邦共和国28355ブレーメン、オー バーノイランダー、ヘーアシュトラアセ84 番
Claims (4)
- 【請求項１】冶金学的竪型炉において、金属酸化物を含
む鉱石用還元剤としてに用いられ、炉風の流れに注入
し、流動化するプラスティック粒であって、その粒径
が、殆ど１から１０ｍｍの領域にある大きな比表面積を
有する塊形状であることを特徴とする金属精錬用還元ガ
ス形成剤。 - 【請求項２】上記プラスチック粒がプラスチック廃棄物
を粉砕して製造され、その粉砕時に機械的、熱的ストレ
スの組み合わせにより割れが入り、大きな比表面積を有
する塊形状となったものである請求項１記載の金属精錬
用還元ガス形成剤。 - 【請求項３】上記プラスチック粒がプラスチック廃棄物
を粉砕後、粒径が、より大きくなり、殆ど１から１０ｍ
ｍの領域にある請求項１記載の金属精錬用還元ガス形成
剤。 - 【請求項４】０．３５より大きいバルク密度を有する請
求項１記載の金属精錬用還元ガス形成剤
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4343768 | 1993-12-21 | ||
| EP4343768-0 | 1994-04-25 | ||
| EP94106439A EP0622465B1 (de) | 1993-04-26 | 1994-04-25 | Verfahren zur Erzeugung von Metall aus Metallerzen |
| EP94106439-6 | 1994-04-25 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51716995A Division JP3224394B2 (ja) | 1993-12-21 | 1994-12-17 | 金属鉱石からの金属の製造プロセス |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002084940A Division JP2002294314A (ja) | 1993-12-21 | 2002-03-26 | 金属製造用還元ガス形成剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323413A true JPH11323413A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=25932325
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51716995A Expired - Lifetime JP3224394B2 (ja) | 1993-12-21 | 1994-12-17 | 金属鉱石からの金属の製造プロセス |
| JP11086896A Pending JPH11323413A (ja) | 1993-12-21 | 1999-03-29 | 金属精錬用還元ガス形成剤 |
| JP2002084940A Withdrawn JP2002294314A (ja) | 1993-12-21 | 2002-03-26 | 金属製造用還元ガス形成剤 |
| JP2004137448A Pending JP2004300578A (ja) | 1993-12-21 | 2004-05-06 | 金属製造用還元性ガス形成剤 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51716995A Expired - Lifetime JP3224394B2 (ja) | 1993-12-21 | 1994-12-17 | 金属鉱石からの金属の製造プロセス |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002084940A Withdrawn JP2002294314A (ja) | 1993-12-21 | 2002-03-26 | 金属製造用還元ガス形成剤 |
| JP2004137448A Pending JP2004300578A (ja) | 1993-12-21 | 2004-05-06 | 金属製造用還元性ガス形成剤 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (4) | JP3224394B2 (ja) |
| CN (1) | CN1118173A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100259970B1 (ko) * | 1995-10-02 | 2000-06-15 | 야마오카 요지로 | 스크랩 용해법 |
| US6048380A (en) * | 1996-06-11 | 2000-04-11 | Nkk Corporation | Method for disposing synthetic resinous material |
| US5992335A (en) | 1996-09-13 | 1999-11-30 | Nkk Corporation | Method of blowing synthetic resin into furnace and apparatus therefor |
| JP3095739B2 (ja) | 1998-08-28 | 2000-10-10 | 新日本製鐵株式会社 | 樹脂または有機化合物、あるいはそれらを含む廃プラスチックの処理方法 |
| DE19859354A1 (de) * | 1998-12-22 | 2000-07-06 | Der Gruene Punkt Duales Syst | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Metall aus Metallerzen |
| KR100368140B1 (ko) | 1999-09-01 | 2003-01-15 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 선철제조용 합성수지재연료 및 선철제조방법 |
| JP3733045B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2006-01-11 | 新日本製鐵株式会社 | 廃棄プラスチック粒状化物の製造方法およびその熱分解方法 |
| KR101235252B1 (ko) * | 2005-12-26 | 2013-02-20 | 주식회사 포스코 | 탄화수소 함유가스 취입에 의한 용철제조방법 및 이를이용한 용철제조장치 |
| CN100455676C (zh) * | 2007-07-03 | 2009-01-28 | 上海宝钢工程技术有限公司 | 将废塑料制粒喷入高炉的工艺方法及其生产设备 |
| CN102758035B (zh) * | 2012-07-04 | 2014-03-05 | 山东轻工业学院 | 一种废旧塑料热解气预混煤粉喷吹用喷枪及喷吹方法 |
| CN106906328A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-06-30 | 本钢板材股份有限公司 | 一种炼钢转炉工艺 |
| EP3418400B1 (en) | 2017-06-19 | 2020-03-11 | Subcoal International B.V. | Process of making pig iron in a blast furnace using pellets containing thermoplastic and cellulosic materials |
| CN107227383B (zh) * | 2017-06-27 | 2018-02-23 | 安徽工业大学 | 一种加压流态化还原铁矿粉时黏结失流的抑制方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2202903B1 (de) * | 1972-01-21 | 1972-11-30 | Karwat Ernst Dr Ing | Verfahren zur Beseitigung und Verwertung von Kraftfahrzeugreifen-Altmaterial |
| US3876421A (en) * | 1972-11-09 | 1975-04-08 | Nippon Steel Corp | Process for desulfurization of molten pig iron |
| JPS5717038B2 (ja) * | 1973-04-23 | 1982-04-08 | ||
| US3955966A (en) * | 1974-03-06 | 1976-05-11 | August Thyssen-Hutte Ag | Method for dispensing a fluidizable solid from a pressure vessel |
| DE2935544A1 (de) * | 1979-09-03 | 1981-03-19 | Fritz Dr.Rer.Nat. 7889 Grenzach Mindermann | Herstellung von eisen aus eisenoxyd mit belebtschlamm (klaerschlamm) und bzw. o.a. kohlenstoffhaltigen abfallstoffen |
| DE3603054C2 (de) * | 1986-01-30 | 1994-10-13 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zur Vergasung von Klärschlamm |
| DE4104252C2 (de) * | 1991-02-13 | 1998-07-02 | Schingnitz Manfred | Entsorgungsverfahren für schadstoffbelastete, kohlenstoffhaltige Abfallstoffe |
| US5244490A (en) * | 1992-05-07 | 1993-09-14 | General Motors Corporation | Iron making method using waste polymer material |
| US5554207A (en) * | 1994-11-25 | 1996-09-10 | Usx Corporation | Process of recycling iron oxides and plastics in steelmaking |
-
1994
- 1994-12-17 US US08/507,247 patent/US5772727A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-17 JP JP51716995A patent/JP3224394B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-17 WO PCT/EP1994/004203 patent/WO1995017527A1/de active Application Filing
- 1994-12-17 CN CN94191247A patent/CN1118173A/zh active Pending
-
1999
- 1999-03-29 JP JP11086896A patent/JPH11323413A/ja active Pending
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002084940A patent/JP2002294314A/ja not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-05-06 JP JP2004137448A patent/JP2004300578A/ja active Pending
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