JPS58185703A - 電気炉による製鉄方法 - Google Patents
電気炉による製鉄方法Info
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- JPS58185703A JPS58185703A JP57067020A JP6702082A JPS58185703A JP S58185703 A JPS58185703 A JP S58185703A JP 57067020 A JP57067020 A JP 57067020A JP 6702082 A JP6702082 A JP 6702082A JP S58185703 A JPS58185703 A JP S58185703A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5229—Manufacture of steel in electric furnaces in a direct current [DC] electric arc furnace
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- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
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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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本弁明ｔよ・↑儒還）［炉−最終還）Ｌ用゛屯気％Ｆ（
／１２段階の還元炉で鉄鉱石刀）ら播鉄乞表造する電気
−Ｐによる製鉄刀体に関する。芒しに評しく。よ、ホ内
に発電設備を七シて還元炉に投入した一次工不ルキーの
一部に電力に変換し・この電力を鰍終還凡用′亀気炉−
Ｃ使用する目配完結型Ｕ）電気炉による表麩力法ｖｅｌ
別するものである。
／１２段階の還元炉で鉄鉱石刀）ら播鉄乞表造する電気
−Ｐによる製鉄刀体に関する。芒しに評しく。よ、ホ内
に発電設備を七シて還元炉に投入した一次工不ルキーの
一部に電力に変換し・この電力を鰍終還凡用′亀気炉−
Ｃ使用する目配完結型Ｕ）電気炉による表麩力法ｖｅｌ
別するものである。
イｉｌ（米、目配冗結型の電気炉ン２鉄法においては、
発電設備と［、て・ガスタービン、スチームボイラー付
蒸気タービンか採用さ７１−Ｃいた。予備還元炉。
発電設備と［、て・ガスタービン、スチームボイラー付
蒸気タービンか採用さ７１−Ｃいた。予備還元炉。
電気炉からの排出カスを燃料と１てこｉｌらのタービン
を駆動させ発電１ていた。しかし、これらのホイラ−一
一ターヒン７ステムは−・仄工不ルキーの眼力への笈換
効率、いわゆる光１Ｍ、効率か厳島でも３０〜３５％と
低く、投入したエイ・ルギーの大部分は損失となる。そ
れ故・目配光鮎型の電気炉裏臥法でＱよ、−次エイ・ル
キー■泊賀短が多くなり経艙的で（よない欠点かめった
。
を駆動させ発電１ていた。しかし、これらのホイラ−一
一ターヒン７ステムは−・仄工不ルキーの眼力への笈換
効率、いわゆる光１Ｍ、効率か厳島でも３０〜３５％と
低く、投入したエイ・ルギーの大部分は損失となる。そ
れ故・目配光鮎型の電気炉裏臥法でＱよ、−次エイ・ル
キー■泊賀短が多くなり経艙的で（よない欠点かめった
。
１−記の欠点舎よ・祢動時の負何率の変動、製鉄グフ／
トの規模の点でδらに鬼人−Ｖこなる。即ちボイラー−
タービン元電ンステムは設Ｈｉ負荷率において最筒の光
電効率となる力、為、其荷率か低下１−ると丸亀効率が
著しく諷少する特性かめる。しかるに製鉄プランｉ−は
裔給争悄Ｖこより操業率を大幅に変動すせる必要かある
・このため、“低操′業率時には製鉄プラントからの排
出ガス量か畝少し、発電設備は低負荷運転を余儀なくさ
れ、発電効率は一層１代下せざるを得ない。また予備還
元炉−電気炉プロセスによる製鉄・プラントの規模は設
備ユニット当り年鮪数カ〜数十万トン程度が適正とされ
ている。このような規模に適合する発電設備の規模は数
千〜数万ＫＷと、ホイラーータービン発電システムとし
ては極めて小規模のものになる。このような小規模なボ
イラー−タービン発電／ステムの丸亀効率は最大でも１
５〜２０％程度と低いものである。
トの規模の点でδらに鬼人−Ｖこなる。即ちボイラー−
タービン元電ンステムは設Ｈｉ負荷率において最筒の光
電効率となる力、為、其荷率か低下１−ると丸亀効率が
著しく諷少する特性かめる。しかるに製鉄プランｉ−は
裔給争悄Ｖこより操業率を大幅に変動すせる必要かある
・このため、“低操′業率時には製鉄プラントからの排
出ガス量か畝少し、発電設備は低負荷運転を余儀なくさ
れ、発電効率は一層１代下せざるを得ない。また予備還
元炉−電気炉プロセスによる製鉄・プラントの規模は設
備ユニット当り年鮪数カ〜数十万トン程度が適正とされ
ている。このような規模に適合する発電設備の規模は数
千〜数万ＫＷと、ホイラーータービン発電システムとし
ては極めて小規模のものになる。このような小規模なボ
イラー−タービン発電／ステムの丸亀効率は最大でも１
５〜２０％程度と低いものである。
−Ｆ運の如く、自己元粕型の電気ｆ製鉄法においては、
イ疋米のホイラーータービン晃電システムは牟め本発明
のｉ的は製鉄プラントに適合した島いシロ″＋４．効率
の発電設備を有する自己光結型の電気炉製鉄法を゛提供
するにある。
イ疋米のホイラーータービン晃電システムは牟め本発明
のｉ的は製鉄プラントに適合した島いシロ″＋４．効率
の発電設備を有する自己光結型の電気炉製鉄法を゛提供
するにある。
［、さらに直流電気炉において最終還元して溶鉄を得る
製鉄方法において、予備還元炉からの排出ノノスの一部
、または全部を燃料電池に４ひいて直九電力會兄生させ
、光生Ｌ７た１九電力全鉄鉱石の最終還元用電気炉の電
力とＬ７て使用することをその要旨とする。
製鉄方法において、予備還元炉からの排出ノノスの一部
、または全部を燃料電池に４ひいて直九電力會兄生させ
、光生Ｌ７た１九電力全鉄鉱石の最終還元用電気炉の電
力とＬ７て使用することをその要旨とする。
本発明において用いられる鉄鉱石は、粉状あるいは塊状
であってもよく、必要に応じて粉砕、整粒、ペレット化
などの予備処理をｂしてもよい。
であってもよく、必要に応じて粉砕、整粒、ペレット化
などの予備処理をｂしてもよい。
予備還元炉としては、流動層炉、ロータリーキルン、／
ヤフト炉など既存の固体鉄鉱石の還元炉を使用し侍るが
・排出カス中のＵｏ、Ｈ２が比収的多い流動層炉、／ヤ
フト炉が有オリｉ＃Ｃ用いられうる。
ヤフト炉など既存の固体鉄鉱石の還元炉を使用し侍るが
・排出カス中のＵｏ、Ｈ２が比収的多い流動層炉、／ヤ
フト炉が有オリｉ＃Ｃ用いられうる。
／ステノ・の−次エイ・ルキ−ｗともなる鉄鉱石の還元
剤ｒよオ水系物貿又は包炭素物質、たとえば水素カス、
改質し／こ天然ガス、石油２石灰、コークス。
剤ｒよオ水系物貿又は包炭素物質、たとえば水素カス、
改質し／こ天然ガス、石油２石灰、コークス。
ヒツチなどが用いら）する。
本発明に用いられる燃料電池には、電解質と１でアルカ
リ水溶液、りん酸溶液、溶融炭酸塩または安定化ジルコ
ニアなどの゛固体電解質が使用され得る。製鉄プラント
からの排出ガスは純水素を還元剤とする場合以外ｒ＞ｃ
ｏおよびＣＯ２を含むのでこれらのガスか障害となら
ないりん酸塩型、溶融炭酸塩型、又は固体電解質型が好
筐しい。とくに発電効率がＡ＜ＣＯ２を必須成分とする
溶融炭酸塩型の電池が本発明の方法に適している。燃料
電池の燃料ガスとしては水素の方がＣＯより効率が高い
。このため、製鉄プラントからの排出ガスをＨ２とＣＯ
２に変換後燃料電池に供給することが望ましい。また製
鉄プラントからの排出ガスは一敗にダストや硫黄化合物
を営むので、必要に応じて排出ガスに高温又は低温の除
麺装置、脱慨装置で予備処理することか好ましい。燃料
電池のは化剤としては墾気乞１史用する。燃料電池は１
５０℃ないし１０００℃の高温で作動するので流＠層な
との予備還元炉からの排出ガスは縞幅であってもそのま
営利用できる。燃料電池において発電きれた直流電力は
製鉄プラントの最終還元炉である直流電気炉で使用感れ
る。負荷の変動に７１応するため、定電圧装置、蓄電池
などの装置を付）Ｉｌｌ してもよい。
リ水溶液、りん酸溶液、溶融炭酸塩または安定化ジルコ
ニアなどの゛固体電解質が使用され得る。製鉄プラント
からの排出ガスは純水素を還元剤とする場合以外ｒ＞ｃ
ｏおよびＣＯ２を含むのでこれらのガスか障害となら
ないりん酸塩型、溶融炭酸塩型、又は固体電解質型が好
筐しい。とくに発電効率がＡ＜ＣＯ２を必須成分とする
溶融炭酸塩型の電池が本発明の方法に適している。燃料
電池の燃料ガスとしては水素の方がＣＯより効率が高い
。このため、製鉄プラントからの排出ガスをＨ２とＣＯ
２に変換後燃料電池に供給することが望ましい。また製
鉄プラントからの排出ガスは一敗にダストや硫黄化合物
を営むので、必要に応じて排出ガスに高温又は低温の除
麺装置、脱慨装置で予備処理することか好ましい。燃料
電池のは化剤としては墾気乞１史用する。燃料電池は１
５０℃ないし１０００℃の高温で作動するので流＠層な
との予備還元炉からの排出ガスは縞幅であってもそのま
営利用できる。燃料電池において発電きれた直流電力は
製鉄プラントの最終還元炉である直流電気炉で使用感れ
る。負荷の変動に７１応するため、定電圧装置、蓄電池
などの装置を付）Ｉｌｌ してもよい。
また血＃Ｌ亀気炉で使用する以上の電力が発電される場
合は、製鉄プラント内外の需要に応じて送電・してもよ
い。
合は、製鉄プラント内外の需要に応じて送電・してもよ
い。
４に発明の直流電気炉には公知のプラズマアーク炉、炭
素電極アーク炉などが使用でさる。プラズマアーク炉は
直流で作動し、１だ炭素電極アーク炉も直流の方が交流
よりも安ボに作動する。それ故・発電設備として燃料電
池との組合せは交流を費求する一般の発電−電気炉ンス
テムより有利である。直＃ｒ、電気炉には予備還元炉で
還元された還元鉄を最終還元及び溶鉄の加炭に必要なコ
ークスなどの炭素源とともに両温の［トあるいは冷却後
装入する。直流電気炉からの排出ガスはＣＯ成分に冨む
ので、予備還元炉からの排出ガスを合せて、燃料電池に
供給することが好ましい。しかし直流電気炉からの排出
ガス量は少ないのでボイラーで燃焼させてもよい。燃料
電池は負荷の変動に対する追随性がよく、さらに負荷が
設備負タエよりも小さい時でも発電効率はほとんど変化
しない。
素電極アーク炉などが使用でさる。プラズマアーク炉は
直流で作動し、１だ炭素電極アーク炉も直流の方が交流
よりも安ボに作動する。それ故・発電設備として燃料電
池との組合せは交流を費求する一般の発電−電気炉ンス
テムより有利である。直＃ｒ、電気炉には予備還元炉で
還元された還元鉄を最終還元及び溶鉄の加炭に必要なコ
ークスなどの炭素源とともに両温の［トあるいは冷却後
装入する。直流電気炉からの排出ガスはＣＯ成分に冨む
ので、予備還元炉からの排出ガスを合せて、燃料電池に
供給することが好ましい。しかし直流電気炉からの排出
ガス量は少ないのでボイラーで燃焼させてもよい。燃料
電池は負荷の変動に対する追随性がよく、さらに負荷が
設備負タエよりも小さい時でも発電効率はほとんど変化
しない。
それ故、製鉄プラントの操業率が低い場合でも一次エネ
ルギーの消費量を最低水準に保つことのできる利点があ
る。また燃料電池は小出力のモジュールを並列に結合し
て大出力を得るシステムのため、出力の大きさはモジュ
ールの数によってき筐るので、発電効率が規模によらな
い利点もある。
ルギーの消費量を最低水準に保つことのできる利点があ
る。また燃料電池は小出力のモジュールを並列に結合し
て大出力を得るシステムのため、出力の大きさはモジュ
ールの数によってき筐るので、発電効率が規模によらな
い利点もある。
このため出力が数千〜数万ＫＷという小型の発電設備で
も４０〜７０％の極めて筒い発電効率か侍られる。
も４０〜７０％の極めて筒い発電効率か侍られる。
以下に木兄Ｆ！Ａを実施例にもとすき具体的に説明する
。
。
単段流動層予備還元炉に炉下部より粉炭、およυ・酸素
ガスを・炉上部より粉鉄鉱石を吹込み鉄鉱石の流動還冗
を竹ない還元鉄とコークス粉混合物を炉下部から回収し
た。流動層炉の運転条件及び結果は次の通りである。
ガスを・炉上部より粉鉄鉱石を吹込み鉄鉱石の流動還冗
を竹ない還元鉄とコークス粉混合物を炉下部から回収し
た。流動層炉の運転条件及び結果は次の通りである。
粉石炭 二粒径 １００メツシユ以下
揮発分（無水ベース） ２６．５％ 灰 分（〃 ）８す Ｓ （ｔｒ）Ｏ，ｊ２九 水分 ２．ｌｔ）。
揮発分（無水ベース） ２６．５％ 灰 分（〃 ）８す Ｓ （ｔｒ）Ｏ，ｊ２九 水分 ２．ｌｔ）。
吹込蓋 ３１部
粉鉄鉱石９粒径 ５ｏメソシュ以下Ｔ
−Ｆθ ６２．５％ 脈 石 ：脈石 ４．６％Ｐ
Ｏ，Ｏ’７３んＳ
Ｏ，０２１″７０吹込蓋 ６９部 温 度、 ８５０℃半均喧
冗率 ： ７２％炉頂排
出ガス：ＣＯ５０％ ＣＯ２１８％ Ｈ２２１％ Ｈ２Ｃ７％ Ｎ２ ４％ 温度 ５５０℃ 炉頂排出ガスをサイクロン、バグフィルタ−で除塵後、
一部は昇圧して流動化ガスとして流動層内に吹込み、他
は水蒸気を加えてＣ０（ＤＨ２への転化全行なわせた。
−Ｆθ ６２．５％ 脈 石 ：脈石 ４．６％Ｐ
Ｏ，Ｏ’７３んＳ
Ｏ，０２１″７０吹込蓋 ６９部 温 度、 ８５０℃半均喧
冗率 ： ７２％炉頂排
出ガス：ＣＯ５０％ ＣＯ２１８％ Ｈ２２１％ Ｈ２Ｃ７％ Ｎ２ ４％ 温度 ５５０℃ 炉頂排出ガスをサイクロン、バグフィルタ−で除塵後、
一部は昇圧して流動化ガスとして流動層内に吹込み、他
は水蒸気を加えてＣ０（ＤＨ２への転化全行なわせた。
転化反応炉内温度は６７０℃、触媒は［化クロムー歌化
鉄糸である。転化後のガス中Ｈ２は４６Ｌ）。、ＣＯは
０．５％であった。転（１１ｔｋのガスをりん酸を電解
實とし、底面を自省メッキした電極をもつ電池モジュー
ルに通して発電し、この電力で電池モジュールに接続さ
れた水冷鋼トーチを有するプラズマ還元炉を運転した。
鉄糸である。転化後のガス中Ｈ２は４６Ｌ）。、ＣＯは
０．５％であった。転（１１ｔｋのガスをりん酸を電解
實とし、底面を自省メッキした電極をもつ電池モジュー
ルに通して発電し、この電力で電池モジュールに接続さ
れた水冷鋼トーチを有するプラズマ還元炉を運転した。
但し、プラズマ起動時には商用電力を使用した。プラズ
マ還元炉は電圧１５０Ｖ、アルゴンガスｍｔ２ＯＮ靜／
ＭＷ時の条件で安定に連続して作動し、た。プラズマ還
元炉には前記予備還元炉で得られた還元鉄と炭剤の混合
物を供給した。浴銑温度は］５］Ｏ奢 土５０℃で安定しており、０１７〜３，２％、Ｓｌ〈０
０５ｚの溶鉄が得られた。プラズマ還元炉から９発生ガ
スは炉上部で燃焼させた。電池モジュールへの供給ガス
のエイ・ルキーに対するプラズマ出力の比率は４０％に
達した。
マ還元炉は電圧１５０Ｖ、アルゴンガスｍｔ２ＯＮ靜／
ＭＷ時の条件で安定に連続して作動し、た。プラズマ還
元炉には前記予備還元炉で得られた還元鉄と炭剤の混合
物を供給した。浴銑温度は］５］Ｏ奢 土５０℃で安定しており、０１７〜３，２％、Ｓｌ〈０
０５ｚの溶鉄が得られた。プラズマ還元炉から９発生ガ
スは炉上部で燃焼させた。電池モジュールへの供給ガス
のエイ・ルキーに対するプラズマ出力の比率は４０％に
達した。
出 願 人 功日本製鐵体式会社
手続補正書（自発）
昭和５７年５月３１日
昭和５７年特許願第６’ｉ’０２０号
２、発明の名称
電気炉による製鉄方法
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区大手町２丁目６番３号（６６
５）新日本製鐵株式会社
５）新日本製鐵株式会社
Claims (1)
- 鉄鉱石を予備還几匁」で部分的に還元し、さらに１ＦＪ
−庫電気炉において取於還元してＦ１鉄を侍る袈鉄力ａ
ζにふいて、予備還元炉からの排出ガスの一部、または
全部を燃料電池に導びいて直流電力を発生３ゼ、発生じ
た直流電カケ鉄鉱石の最終迩ル用′岨女（ｆＦ”の電力
として１史用することに’ｌｌＸと１−る′電気炉によ
る製鉄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067020A JPS58185703A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 電気炉による製鉄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067020A JPS58185703A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 電気炉による製鉄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58185703A true JPS58185703A (ja) | 1983-10-29 |
Family
ID=13332795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57067020A Pending JPS58185703A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | 電気炉による製鉄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58185703A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60116706A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-06-24 | メタル ゲゼルシャフト アクチェン ゲゼルシャフト | スポンジ鉄からの炭素含有溶融鉄の製造方法 |
| JPH0544400A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-23 | Osaka Gas Co Ltd | 地中空洞穴の埋め込み方法 |
| JP2016513754A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-05-16 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニーＥｘｘｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 鉄および鉄鋼加工における溶融炭酸塩形燃料電池の集積化 |
| CN112921142A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-08 | 王文超 | 一种氢能炼铁式综合回收装置 |
| JP2023013386A (ja) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | 株式会社堤水素研究所 | 製鉄装置 |
-
1982
- 1982-04-21 JP JP57067020A patent/JPS58185703A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60116706A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-06-24 | メタル ゲゼルシャフト アクチェン ゲゼルシャフト | スポンジ鉄からの炭素含有溶融鉄の製造方法 |
| JPH0544400A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-23 | Osaka Gas Co Ltd | 地中空洞穴の埋め込み方法 |
| JP2016513754A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-05-16 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニーＥｘｘｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 鉄および鉄鋼加工における溶融炭酸塩形燃料電池の集積化 |
| CN112921142A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-08 | 王文超 | 一种氢能炼铁式综合回收装置 |
| JP2023013386A (ja) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | 株式会社堤水素研究所 | 製鉄装置 |
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