JPS60155627A - 金属化合物の還元方法とその装置 - Google Patents
金属化合物の還元方法とその装置Info
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- JPS60155627A JPS60155627A JP59250642A JP25064284A JPS60155627A JP S60155627 A JPS60155627 A JP S60155627A JP 59250642 A JP59250642 A JP 59250642A JP 25064284 A JP25064284 A JP 25064284A JP S60155627 A JPS60155627 A JP S60155627A
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- 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
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】
° 〔産業上の利用分野〕
本発明は金属化合物、特に酸化鉄のような金属酸化物の
還元に関する。
還元に関する。
金属酸化物の還元は通常その金属酸化物を例えば石炭及
び／又はコークス等のような固形状の１以上の還元剤と
共に加熱することによって行われる。加熱は高炉あるい
はガスヒータ等を設けた適宜の反応器内で行われる。
び／又はコークス等のような固形状の１以上の還元剤と
共に加熱することによって行われる。加熱は高炉あるい
はガスヒータ等を設けた適宜の反応器内で行われる。
本発明の目的は周知の方法及び装置よりも有利な金属化
合物の還元方法及び装置を提供することである。
合物の還元方法及び装置を提供することである。
上記目的を達するため、本発明は一酸化炭素又は水素、
あるいは−酸化炭素と水素の混合物を含む平均温度が８
５０℃乃至１０００℃のガス状の還元剤と金属酸化物を
反応させる段階を含み、該還元剤がアーク加熱器等によ
って上記高温で得られることを特徴とする金属酸化物の
ごとき金属化合物の還元方法を提供せんとするものであ
る。
あるいは−酸化炭素と水素の混合物を含む平均温度が８
５０℃乃至１０００℃のガス状の還元剤と金属酸化物を
反応させる段階を含み、該還元剤がアーク加熱器等によ
って上記高温で得られることを特徴とする金属酸化物の
ごとき金属化合物の還元方法を提供せんとするものであ
る。
できればガス状の還元剤の温度を金属化合物と反応させ
る前に上記アーク加熱器によって１２００℃以上に上昇
させる。
る前に上記アーク加熱器によって１２００℃以上に上昇
させる。
さらに本発明の１実施例によれば、上記−酸化炭素と水
素の混合物を例えば液化石油ガスＩＰＧ）および／又は
いわゆるサゾール（３ａｓｏｌ）ガス（Ｈ２；Ｃｏ及び
ＣＨ，の体積百分率で約４８％、２３％及び２８％の混
合物）および／又け１又はそれ以上の適宜の炭化水素及
び／又は敞１５）石炭及び／又は石炭液化工程から得ら
れる石炭誘導体化合物の混合物、および又はチャー（ｃ
ｈａｒ）および／又は木炭のような適宜の還元剤を水’
！気及び／又は二酸化炭素と共にプラズマアーク加熱器
内で生成物の特定の組合せを上記−酸化炭素と水素の混
合物に変換するに十分な温度に加熱することによって得
られる。
素の混合物を例えば液化石油ガスＩＰＧ）および／又は
いわゆるサゾール（３ａｓｏｌ）ガス（Ｈ２；Ｃｏ及び
ＣＨ，の体積百分率で約４８％、２３％及び２８％の混
合物）および／又け１又はそれ以上の適宜の炭化水素及
び／又は敞１５）石炭及び／又は石炭液化工程から得ら
れる石炭誘導体化合物の混合物、および又はチャー（ｃ
ｈａｒ）および／又は木炭のような適宜の還元剤を水’
！気及び／又は二酸化炭素と共にプラズマアーク加熱器
内で生成物の特定の組合せを上記−酸化炭素と水素の混
合物に変換するに十分な温度に加熱することによって得
られる。
かかるプラズマアーク加熱器内では平均４０００℃台の
ガス温度が得られる。
ガス温度が得られる。
このような高温は２．４ Ｋ Ｗ Ｈ／ Ｎ ｎ？のよ
うな高エネルギー密度を達成することによって可能とな
る。
うな高エネルギー密度を達成することによって可能とな
る。
これらの高温と比較的低い反応圧力（約絶対圧３バール
）、生成物の上記組合せのＣＯとＨ２への変換が行われ
る。
）、生成物の上記組合せのＣＯとＨ２への変換が行われ
る。
上記のチャーは例えば石炭を体積百分率において約３１
％乃至６９％で約１０００℃〜１２００℃の温度の一酸
化炭素と水素の加熱ガス混合物と直接接触することによ
って炭化するときに得られる生成物であり得る。
％乃至６９％で約１０００℃〜１２００℃の温度の一酸
化炭素と水素の加熱ガス混合物と直接接触することによ
って炭化するときに得られる生成物であり得る。
かかるガス混合物は、上記の約１０００℃乃至１２００
°Ｃの高温においてさえ、石炭と反応せず、さらｔこガ
ス混合物の高エネルギーが、わずかの損失で石炭に送ら
れることがわかっている。
°Ｃの高温においてさえ、石炭と反応せず、さらｔこガ
ス混合物の高エネルギーが、わずかの損失で石炭に送ら
れることがわかっている。
さらに本発明によれば、金属化合物は本発明による方法
によって海綿鉄に還元されるベレット及び／又は原鉱の
形態の鉄鉱を含む。
によって海綿鉄に還元されるベレット及び／又は原鉱の
形態の鉄鉱を含む。
好適には鉄鉱は特定の還元剤と接触させる前に予熱され
る。
る。
このようにして還元剤について最高の化学的使用がなさ
れ得る。
れ得る。
高水素濃度（特にＨ２３０％以上）を有するガス混合物
を還元剤として使用する場合には、鉱の予熱は前提要件
である。
を還元剤として使用する場合には、鉱の予熱は前提要件
である。
鉄鉱の直接還元に使用する還元ガスの正確な■１２／Ｃ
Ｏ組成はかかるガスの源泉に依存する。
Ｏ組成はかかるガスの源泉に依存する。
還元ガスがｌ−Ｉ２：２０〜２５％及びＣＯ２：８０〜
７５％（体積百分率）の理想的組成を有するガス混合物
である場合には、還元反応は断熱的に行うことができ温
度制御は必要でない。
７５％（体積百分率）の理想的組成を有するガス混合物
である場合には、還元反応は断熱的に行うことができ温
度制御は必要でない。
いわゆるサゾールガスを還・元ガスとして使用する場合
には直接の還元反応に使用するためアーク加熱器内に形
成される生成物は約７２（容量）％のＨ２と２８（容量
）％のＣＯを含む。この場合の還元反応温度は８５０℃
〜１０００℃台である。
には直接の還元反応に使用するためアーク加熱器内に形
成される生成物は約７２（容量）％のＨ２と２８（容量
）％のＣＯを含む。この場合の還元反応温度は８５０℃
〜１０００℃台である。
サゾールガス及び水蒸気を水蒸気／ Ｃ）Ｉ ４比が１
．１〜１のオーダーの量で使用する場合、アーク加熱器
に形成されるガス混合物は、ガス混合物内には極く少匿
の過剰水蒸気が存在するから直接の還元反応に使用する
前に冷却する必要はない。
．１〜１のオーダーの量で使用する場合、アーク加熱器
に形成されるガス混合物は、ガス混合物内には極く少匿
の過剰水蒸気が存在するから直接の還元反応に使用する
前に冷却する必要はない。
できればガス変換反応はアーク加熱器に接近して置かれ
る反応室（以下ガスコンバークという）で行う。
る反応室（以下ガスコンバークという）で行う。
さらに本発明によれば、このガスコンバータはその内側
を高温と熱衝撃に抵抗力のある特別なレンガ材で内ぼり
する。
を高温と熱衝撃に抵抗力のある特別なレンガ材で内ぼり
する。
できればガスコンバータは変換されるべきガスまたはガ
ス混合物によって約５／１及び１０／１の間で可変な有
効Ｌ／Ｄ比（有効な長さと内径の比）を有する。
ス混合物によって約５／１及び１０／１の間で可変な有
効Ｌ／Ｄ比（有効な長さと内径の比）を有する。
さらに本発明によればガスコンバータは摺動弁によりプ
ラズマアーク加熱器に接続される。
ラズマアーク加熱器に接続される。
かかる弁はアーク加熱器の電極の取換えを容易にする（
かかる取換えは２時間以内で行える）ばかりでなく、ガ
スコンバークを装置の残部から隔離する。
かかる取換えは２時間以内で行える）ばかりでなく、ガ
スコンバークを装置の残部から隔離する。
さらに本発明によるプラズマアーク加熱器は１３８％の
熱効率を有し、変換されるべき還元ガスがＣＨ４のごと
き炭化水素と水蒸気を含む場合には、ガス改質装置は９
５％という高い化学効率を有することが判った。
熱効率を有し、変換されるべき還元ガスがＣＨ４のごと
き炭化水素と水蒸気を含む場合には、ガス改質装置は９
５％という高い化学効率を有することが判った。
添付図面である工程フローシートは本発明の方法により
還元ガスとしていわゆるザゾール及びメタンを使用する
年産３４万トンの海綿鉄の生産に適する直接還元プラン
トの簡略配置を示す。
還元ガスとしていわゆるザゾール及びメタンを使用する
年産３４万トンの海綿鉄の生産に適する直接還元プラン
トの簡略配置を示す。
このフローシートによれば装置は頂部人口２を有する直
接還元塔１を含み、その中に鉄鉱（ヘマタイト）は約５
７．０）７７時の流量で供給され、底部人口３から９０
０℃〜１０００℃程度の温度を有する約７２％のＨ２と
２８％のＧｏ（体積百分率）のガス混合物が約４５．７
００Ｈｎ？／時（規準立方メートル／時）の流量で直接
還元塔に供給される。鉄鉱はこれによりこの塔１内で海
綿鉄に還元され、この海綿鉄は底部出口４を通して塔１
から約４４トン／時の速度で排出される。
接還元塔１を含み、その中に鉄鉱（ヘマタイト）は約５
７．０）７７時の流量で供給され、底部人口３から９０
０℃〜１０００℃程度の温度を有する約７２％のＨ２と
２８％のＧｏ（体積百分率）のガス混合物が約４５．７
００Ｈｎ？／時（規準立方メートル／時）の流量で直接
還元塔に供給される。鉄鉱はこれによりこの塔１内で海
綿鉄に還元され、この海綿鉄は底部出口４を通して塔１
から約４４トン／時の速度で排出される。
鉄鉱は入口２から塔１に供給される前に室５内で適宜の
方法で加熱される。底部出口４から排出される海綿鉄は
流れ７によって集められる前に室６で適宜の方法で冷却
することができる。
方法で加熱される。底部出口４から排出される海綿鉄は
流れ７によって集められる前に室６で適宜の方法で冷却
することができる。
入口３より流入する混合ガスは３つのガスコンバータ８
（その内１つをフローシートに示しである）から得ら
れ、このコンバータは各々摺動弁９により３つの８．５
ＭＷのプラズマアーク加熱器１０ （その内１つのみを
フローシートに示しである）に接続され、この加熱器を
経路１１より３９００〜４００ ＯＮｒ＋？／時の速度
で供給される水蒸気と経路１２から１３３００〜１３４
０ＯＮｎ？／時の速度で供給されるサゾールガスとメタ
ンの混合物が流れる。内壁に高温と熱衝撃に抵抗力のあ
るレンガ材で内ぼりしたガスコンバータ８の各々は７／
１程度の有効Ｌ／Ｄ比を有する。
（その内１つをフローシートに示しである）から得ら
れ、このコンバータは各々摺動弁９により３つの８．５
ＭＷのプラズマアーク加熱器１０ （その内１つのみを
フローシートに示しである）に接続され、この加熱器を
経路１１より３９００〜４００ ＯＮｒ＋？／時の速度
で供給される水蒸気と経路１２から１３３００〜１３４
０ＯＮｎ？／時の速度で供給されるサゾールガスとメタ
ンの混合物が流れる。内壁に高温と熱衝撃に抵抗力のあ
るレンガ材で内ぼりしたガスコンバータ８の各々は７／
１程度の有効Ｌ／Ｄ比を有する。
経路１２に供給されるガス混合物は熱交換器（図示せず
）で約１５０°〜２５０℃の温度に予熱され、熱交換器
には頂部出口１４から塔１を去る廃ガス流１３の廃熱に
よって発生する水蒸気が供給される。
）で約１５０°〜２５０℃の温度に予熱され、熱交換器
には頂部出口１４から塔１を去る廃ガス流１３の廃熱に
よって発生する水蒸気が供給される。
流路１３中の廃ガスはさらに室１５の水蒸気と汚染物質
及び室１６内のＣＯ２の除去によって高品質化され、加
熱と圧縮後に、流路１７、室６及び流路１８を介して塔
１に戻される。この方法において、流入ガスの量が半分
に減少する。またガスを室６の海綿鉄と直接接触させる
ことによってガスが予熱され海綿鉄が冷却されるという
事実によって海綿鉄山の感知可能なエネルギーを回収す
るためにこの循環ガス流路１７は使用される。固定の熱
効率ばしたがって上昇する。
及び室１６内のＣＯ２の除去によって高品質化され、加
熱と圧縮後に、流路１７、室６及び流路１８を介して塔
１に戻される。この方法において、流入ガスの量が半分
に減少する。またガスを室６の海綿鉄と直接接触させる
ことによってガスが予熱され海綿鉄が冷却されるという
事実によって海綿鉄山の感知可能なエネルギーを回収す
るためにこの循環ガス流路１７は使用される。固定の熱
効率ばしたがって上昇する。
上記記述は例示に過ぎず、アーク加熱器の寸法、ガス混
合物の量等は変化し得る。
合物の量等は変化し得る。
また本発明は上記の金属化合物の直接還元装置をその範
囲として含む。
囲として含む。
さらに本発明の方法と装置は触媒等の使用なしに金属化
合物の直線還元系を提供することが評価される。さらに
、工程の全エネルギーの使用量は既存の系で可能とされ
るより実質的に少ない９．５〜ｌ０ＧＪ／）ン海綿鉄の
程度ですむ。さらに、本発明の方法を石炭液化法と共に
用いることによって本発明の方法が石炭液化工程のため
比較的安価な水素源を提供し、一方で後者において液化
されない石炭の部分を本発明の方法では還元剤の源泉と
して有効に利用できるところから経済的交換が可能であ
る。
合物の直線還元系を提供することが評価される。さらに
、工程の全エネルギーの使用量は既存の系で可能とされ
るより実質的に少ない９．５〜ｌ０ＧＪ／）ン海綿鉄の
程度ですむ。さらに、本発明の方法を石炭液化法と共に
用いることによって本発明の方法が石炭液化工程のため
比較的安価な水素源を提供し、一方で後者において液化
されない石炭の部分を本発明の方法では還元剤の源泉と
して有効に利用できるところから経済的交換が可能であ
る。
また本発明の範囲内で多くの改変が可能である。
かくして例えばプラズマアーク／変換系の供給混合物と
してさまざまな比率のＣＨ４（その他の炭化水素、石炭
残渣等）、水蒸気及びＣ０２，を用いることによって、
Ｈ２／ＧＯ比が１／１〜３／１の範囲で可変な合成ガス
を生成することができる。
してさまざまな比率のＣＨ４（その他の炭化水素、石炭
残渣等）、水蒸気及びＣ０２，を用いることによって、
Ｈ２／ＧＯ比が１／１〜３／１の範囲で可変な合成ガス
を生成することができる。
かかる合成ガスは金属化合物の還元に有利に用いられる
ばかりでなく、また他の方法特にメタノール及び／又は
液化石油ガスの合成のための石油化学工業における合成
ガスとして広範な利用を見出すことができる。
ばかりでなく、また他の方法特にメタノール及び／又は
液化石油ガスの合成のための石油化学工業における合成
ガスとして広範な利用を見出すことができる。
以下に本発明の実施の態様を列記する。
（１）金属酸化物等の金属化合物を還元する方法におい
て、平均温度力ぐ８５０℃乃至１０００℃にあるガス状
の還元剤を金属化合物に反応させる過程を含み、該還元
剤は一酸化炭素、あるいは水素、あるいは−酸化炭素と
水素との混合体を含んでおり、特に該還元剤はアーク加
熱器等によって前記高温で得られることを特徴とする前
記金属化合物の還元方法。
て、平均温度力ぐ８５０℃乃至１０００℃にあるガス状
の還元剤を金属化合物に反応させる過程を含み、該還元
剤は一酸化炭素、あるいは水素、あるいは−酸化炭素と
水素との混合体を含んでおり、特に該還元剤はアーク加
熱器等によって前記高温で得られることを特徴とする前
記金属化合物の還元方法。
（２）前記ガス状の還元剤の前記温度は、該ガス状の還
元剤を前記金属化合物に反応させるに先立って前記アー
ク加熱器等によって１２００℃以上まで上昇することを
特徴とする前記第１項記載の方法。
元剤を前記金属化合物に反応させるに先立って前記アー
ク加熱器等によって１２００℃以上まで上昇することを
特徴とする前記第１項記載の方法。
（３）−酸化炭素と水素との前記混合体は、たとえば液
化石油ガス（Ｌ Ｐ Ｇ）及び／あるいはいわゆるサゾ
ルガス（体積パーセント（Ｖ／Ｖｒａｔｉｏ ）でそれ
ぞれＭ ２ 、ＣＯｐ Ｃ）］ ４がはぼ・１８％、２
３％、２８％である混合体）及び／あるいはより適切な
数種の炭化水素の混合体及び／あるいは微粉化石炭およ
び／あるいは石炭の液化工程より得る石炭誘導化合物お
よび／あるいは炭および／あるいは炭化物質のような適
切な還元剤、および／あるいは水蒸気とともにプラズマ
アーク加熱器内にある二酸化炭素等の適切な還元剤を、
生成物の特定の組成を前記−酸化炭素と水素との混合体
に転換するのに十分高い温度まで加熱することで得られ
ることを特徴とする前記第１項あるいは前記第２項記載
の方法。
化石油ガス（Ｌ Ｐ Ｇ）及び／あるいはいわゆるサゾ
ルガス（体積パーセント（Ｖ／Ｖｒａｔｉｏ ）でそれ
ぞれＭ ２ 、ＣＯｐ Ｃ）］ ４がはぼ・１８％、２
３％、２８％である混合体）及び／あるいはより適切な
数種の炭化水素の混合体及び／あるいは微粉化石炭およ
び／あるいは石炭の液化工程より得る石炭誘導化合物お
よび／あるいは炭および／あるいは炭化物質のような適
切な還元剤、および／あるいは水蒸気とともにプラズマ
アーク加熱器内にある二酸化炭素等の適切な還元剤を、
生成物の特定の組成を前記−酸化炭素と水素との混合体
に転換するのに十分高い温度まで加熱することで得られ
ることを特徴とする前記第１項あるいは前記第２項記載
の方法。
（４）前記炭は、およそ３１％（Ｖ／Ｖ）の−酸化炭素
と６９％（Ｖ／Ｖ）の水素とからなり、およそ１０００
℃乃至１２００℃の温度を有する加熱ガス混合体に石炭
を直接に接触させるようにして焦がすときに得られる生
成物である前記第３項記載の方法。
と６９％（Ｖ／Ｖ）の水素とからなり、およそ１０００
℃乃至１２００℃の温度を有する加熱ガス混合体に石炭
を直接に接触させるようにして焦がすときに得られる生
成物である前記第３項記載の方法。
（５）前記金属化合物はベレット状の鉄鉱石および／あ
るいは本発明によって海綿鉄へ還元される鉄原鉱を含む
前項すべての記載のうち任意の１項記載の方法。
るいは本発明によって海綿鉄へ還元される鉄原鉱を含む
前項すべての記載のうち任意の１項記載の方法。
（６） 前記鉄鉱石は特定の還元剤に接触させるに先立
って予熱されることを特徴とする前記第５項記載の方法
。
って予熱されることを特徴とする前記第５項記載の方法
。
（７）前記還元性ガスはいわゆるサゾル（Ｓａｓ。
１）ガス及びメタンを含むことを特徴とする前項のうち
の任意の１項記載の方法。
の任意の１項記載の方法。
（８） 前記ガスの転換反応は、アーク加熱器に近接し
て配置されたガス転換器内で生じることを特徴とする前
記第３項乃至第７項記載のうち任意の１項記載の方法。
て配置されたガス転換器内で生じることを特徴とする前
記第３項乃至第７項記載のうち任意の１項記載の方法。
（９） 前記ガス転換器には、高温度及び熱衝撃に耐え
る特殊なレンガ材が内部に並べられていることを特徴と
する前記第８項記載の方法。
る特殊なレンガ材が内部に並べられていることを特徴と
する前記第８項記載の方法。
α０）前記ガス転換器は、その内部にて転換されるべき
ガスあるいはガス混合体に依存して、およそ５／１と１
０／１程の範囲にて変化する有効Ｌ／Ｄ比を有すること
を特徴とする前記第８項あるいは前記第９項記載の方法
。
ガスあるいはガス混合体に依存して、およそ５／１と１
０／１程の範囲にて変化する有効Ｌ／Ｄ比を有すること
を特徴とする前記第８項あるいは前記第９項記載の方法
。
（１１）前記ガス転換器は摺動弁によってプラズマアー
ク加熱器に連接されていることを特徴とする前記第８項
乃至第１０項記載のうち任意の１項記載の方法。
ク加熱器に連接されていることを特徴とする前記第８項
乃至第１０項記載のうち任意の１項記載の方法。
（１２）図面に関連して実質的に述べられた金属化合物
の還元方法。
の還元方法。
（１３）金属酸化物等の金属化合物の還元に使用される
装置にして、該金属化合物を８５０℃乃至１０００℃の
大きさの範囲にある任意の温度にあるＣＯ及びＨ２の混
合体に接触するようになす還元用シャフトと、少くとも
１つのプラズマアーク加熱器とを含んでおり、液化石油
ガス、サゾルガス、少くとも１種類の炭化水素、微粉化
石炭、石炭の液化工程より１ηる石炭誘導化合物、炭、
炭化物質を含む化合物全体のうち少くとも１つの化合物
を有する還元剤が、水蒸気及び二酸化炭素を含む化合物
の全体のうち少くとも１つの化合物とともに、生成物の
特定の組成を一酸化炭素と水素との混合体に転換するの
に十分高い温度まで加熱されることを特徴とする前記装
置。
装置にして、該金属化合物を８５０℃乃至１０００℃の
大きさの範囲にある任意の温度にあるＣＯ及びＨ２の混
合体に接触するようになす還元用シャフトと、少くとも
１つのプラズマアーク加熱器とを含んでおり、液化石油
ガス、サゾルガス、少くとも１種類の炭化水素、微粉化
石炭、石炭の液化工程より１ηる石炭誘導化合物、炭、
炭化物質を含む化合物全体のうち少くとも１つの化合物
を有する還元剤が、水蒸気及び二酸化炭素を含む化合物
の全体のうち少くとも１つの化合物とともに、生成物の
特定の組成を一酸化炭素と水素との混合体に転換するの
に十分高い温度まで加熱されることを特徴とする前記装
置。
（１４）前記プラズマアーク加熱器に近接して配置され
かつ慴動弁によってこれに連接された少くとも１個のガ
ス転換器を含む前記第１３項記載の装置。
かつ慴動弁によってこれに連接された少くとも１個のガ
ス転換器を含む前記第１３項記載の装置。
（１５）前記ガス転換器には、高温度及び熱衝撃に耐え
るレンガ材が並べられていることを特徴とする前記第１
３項あるいは第１４項記載の装置。
るレンガ材が並べられていることを特徴とする前記第１
３項あるいは第１４項記載の装置。
（１６）前記ガス転換器が５＝１とｌＯ：１との間の有
効Ｌ／Ｄ比を有することを特徴とする前記第１３項乃至
第１５項記載のうち任意の１項記載の装置。
効Ｌ／Ｄ比を有することを特徴とする前記第１３項乃至
第１５項記載のうち任意の１項記載の装置。
（１７）前記ガス転換器が７：１の有効Ｌ／Ｄ比を有す
ることを特徴とする前記第１３項乃至第１５項記載のう
ち任意の１項記載の装置。
ることを特徴とする前記第１３項乃至第１５項記載のう
ち任意の１項記載の装置。
（１８）図面に関連して実質的に述べられた前項すべて
の記載のうち任意の１項記載の方法を実施する装置。
の記載のうち任意の１項記載の方法を実施する装置。
（１９）前記第１項乃至第１２項記載のうち任意の１項
記載の方法、あるいは前記第１３項乃至第１８項記載の
うち任意の１項記載の装置による生成物。
記載の方法、あるいは前記第１３項乃至第１８項記載の
うち任意の１項記載の装置による生成物。
図面は本発明の工程フローシートである。
手続補正書（帥）
昭和６０年 ２月 １日
特許庁長官 志 賀 学 殿
１、 事件の表示
昭和５９年特 許 願 第 ２５０６４２号３、 補正
をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 ザ ユニオン スチール コーポレイション（
オプ ジ′ウスアフリカ）リミテッド ４、代理人 ６、 補正により増加する発明の数 ７、 補正の対象 刀１肌の」■の Ｂ計ロ６０年 ２月２６日 特許庁長官志 賀 学 殿 １、 事件の表示 昭和５９年特 許 願 第２５０６４２号３、 補正を
する者 事件との関係 特許出願人 名 称 ザ ユニオン スチール コーポレイション（
オブ ザウスアフリカ）リミテッド ４、代理人 ６、 補正により増加する発明の数 ７、 補正の対象 補正の内容（特願昭５９−２５０６４２号）１、特許請
求の範囲を下記の通り補正する。 記 （１）−酸化炭素、水素、及び−酸化炭素と水の混合物
のいずれかを含む平均温度が８５０℃乃至１０００℃の
ガス状の還元剤と金属酸化物を反応させる段階を含み該
還元剤がアーク加熱器等によって上記高温で得られるこ
とを特徴とする金属酸化物のごとき金属化合物の還元方
法。 （２）前記ガス状の還元剤の温度を金属化合物と反応さ
せる前に上記アーク加熱器等によって１２００℃以上に
上昇させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の方法。 （３）前記−酸化炭素と水素の混合物は、例えば液化石
油ガス（Ｌ Ｐ Ｇ）及び／又はいわゆるサゾールガス
（Ｈ２ＢＧｏ及びＣＨ４の体積百分率でそれぞれ約４８
％、２３％及び２８％の混合物）及び／又は１又はそれ
以上の適宜の炭化水素及び／又は微粉石炭及び／又は石
炭液化工程から得られる石炭誘導体化合物の混合物、及
び又はチャー及び／又は木炭のような適宜の還元剤を、
水蒸気及び／又は二酸化炭素と共にプラズマアーク加熱
器内で生成物の特定の組合せを上記−酸化炭素と水素の
混合物に変換するに十分な温度に加熱することによって
得られることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の方法。 （４）前記チャーは、石炭を体積百分率において約３１
％乃至６９％で約１０００℃〜１２００℃の温度の一酸
化炭素と水素の加熱ガス混合物と直接接触させることに
よって炭化するときに得られる生成物であることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載の方法。 （５）前記金属化合物は本発明による方法によって海綿
鉄に還元されるペレット及び／又は原鉱の形態の鉄鉱を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項
のいずれかに記載の方法。 （６） 前記鉄鉱は特定の還元剤と接触させる前に予熱
されることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方
法。 （７） 前記還元ガスとして、いわゆるサゾールガス及
びメタンを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第６項のいずれかに記載の方法。 （８）前記ガス変換反応はアーク加熱器に接近して置か
れるガスコンバータ内で行うことを特徴とする特許請求
の範囲第３項乃至第７項のいずれかに記載の方法。 （９）前記ガスコンバータはその内側を高温と熱衝撃に
抵抗力のある特殊なレンガ材で内ぼりすることを特徴と
する特許請求の範囲第８項記載の方法。 α０）前記ガスコンバータは変換されるべきガスまたは
ガス混合物によって約５／１及び１０／１の間で可変な
有効Ｌ／Ｄ比を有することを特徴とする特許請求の範囲
第８項又は第９項記載の方法。 ゛ （１１）前記ガスコンバータは摺動弁によりプラズマア
ーク加熱器に接続されることを特徴とする特許請求の範
囲第８項乃至第１０項のいずれかに記載の方法。 （１２）金属化合物を８５０℃乃至１０００℃の温度の
ＣＯ及びＨ２の混合物と接触せしめる還元塔と、少くと
も１個のプラズマアーク加熱器を含み、該加熱器内で液
化石油ガス、サゾールガス、少くとも１種の炭化水素、
微粉炭、石炭液化工程から得られる石炭誘導体化合物、
チャー、及び木炭からなる群から選択された少くとも１
つの化合物を含む還元剤を水蒸気及び二酸化炭素からな
る化合物群の中の少くとも１つの化合物と共に特定の組
合せの生成物を一酸化炭素と水素の混合物に変換するに
十分な高さの温度に加熱することを特徴とする金属酸化
物のごとき金属化合物の還元に使用する装置。 （１３）前記プラズマアーク加熱器に接近して置かれか
つ摺動弁によりこれに接続された少くとも１個のガスコ
ンバータを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１２
項記載の装置。 （１４）前記ガスコンバークはその内側を高温と熱衝撃
に抵抗力のある特殊なレンガ材で内ぼりすることを特徴
とする特許請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の装
置。 （１５）前記ガスコンバータが５：１と１０：１との間
の有効Ｌ／Ｄ比を有することを特徴とする特許請求の範
囲第１２項乃至第１４項のいずれかに記載の装置。 （１６）前記ガスコンバータが７：１の有効Ｌ／Ｄ比を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１２項乃至第
１４項のいずれかに記載の装置。 ２、明細書第３頁第１０行の「混合物を」を「混合物は
、」と訂正する。 ３、同第４頁第１３行の「接触する」を「接触させる」
と訂正する。 ４、同第１０頁第１８行乃至第１５頁第１８行の「以下
に本発明の・・・・・・による生成物。」を削除する。
をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 ザ ユニオン スチール コーポレイション（
オプ ジ′ウスアフリカ）リミテッド ４、代理人 ６、 補正により増加する発明の数 ７、 補正の対象 刀１肌の」■の Ｂ計ロ６０年 ２月２６日 特許庁長官志 賀 学 殿 １、 事件の表示 昭和５９年特 許 願 第２５０６４２号３、 補正を
する者 事件との関係 特許出願人 名 称 ザ ユニオン スチール コーポレイション（
オブ ザウスアフリカ）リミテッド ４、代理人 ６、 補正により増加する発明の数 ７、 補正の対象 補正の内容（特願昭５９−２５０６４２号）１、特許請
求の範囲を下記の通り補正する。 記 （１）−酸化炭素、水素、及び−酸化炭素と水の混合物
のいずれかを含む平均温度が８５０℃乃至１０００℃の
ガス状の還元剤と金属酸化物を反応させる段階を含み該
還元剤がアーク加熱器等によって上記高温で得られるこ
とを特徴とする金属酸化物のごとき金属化合物の還元方
法。 （２）前記ガス状の還元剤の温度を金属化合物と反応さ
せる前に上記アーク加熱器等によって１２００℃以上に
上昇させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の方法。 （３）前記−酸化炭素と水素の混合物は、例えば液化石
油ガス（Ｌ Ｐ Ｇ）及び／又はいわゆるサゾールガス
（Ｈ２ＢＧｏ及びＣＨ４の体積百分率でそれぞれ約４８
％、２３％及び２８％の混合物）及び／又は１又はそれ
以上の適宜の炭化水素及び／又は微粉石炭及び／又は石
炭液化工程から得られる石炭誘導体化合物の混合物、及
び又はチャー及び／又は木炭のような適宜の還元剤を、
水蒸気及び／又は二酸化炭素と共にプラズマアーク加熱
器内で生成物の特定の組合せを上記−酸化炭素と水素の
混合物に変換するに十分な温度に加熱することによって
得られることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の方法。 （４）前記チャーは、石炭を体積百分率において約３１
％乃至６９％で約１０００℃〜１２００℃の温度の一酸
化炭素と水素の加熱ガス混合物と直接接触させることに
よって炭化するときに得られる生成物であることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載の方法。 （５）前記金属化合物は本発明による方法によって海綿
鉄に還元されるペレット及び／又は原鉱の形態の鉄鉱を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項
のいずれかに記載の方法。 （６） 前記鉄鉱は特定の還元剤と接触させる前に予熱
されることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方
法。 （７） 前記還元ガスとして、いわゆるサゾールガス及
びメタンを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第６項のいずれかに記載の方法。 （８）前記ガス変換反応はアーク加熱器に接近して置か
れるガスコンバータ内で行うことを特徴とする特許請求
の範囲第３項乃至第７項のいずれかに記載の方法。 （９）前記ガスコンバータはその内側を高温と熱衝撃に
抵抗力のある特殊なレンガ材で内ぼりすることを特徴と
する特許請求の範囲第８項記載の方法。 α０）前記ガスコンバータは変換されるべきガスまたは
ガス混合物によって約５／１及び１０／１の間で可変な
有効Ｌ／Ｄ比を有することを特徴とする特許請求の範囲
第８項又は第９項記載の方法。 ゛ （１１）前記ガスコンバータは摺動弁によりプラズマア
ーク加熱器に接続されることを特徴とする特許請求の範
囲第８項乃至第１０項のいずれかに記載の方法。 （１２）金属化合物を８５０℃乃至１０００℃の温度の
ＣＯ及びＨ２の混合物と接触せしめる還元塔と、少くと
も１個のプラズマアーク加熱器を含み、該加熱器内で液
化石油ガス、サゾールガス、少くとも１種の炭化水素、
微粉炭、石炭液化工程から得られる石炭誘導体化合物、
チャー、及び木炭からなる群から選択された少くとも１
つの化合物を含む還元剤を水蒸気及び二酸化炭素からな
る化合物群の中の少くとも１つの化合物と共に特定の組
合せの生成物を一酸化炭素と水素の混合物に変換するに
十分な高さの温度に加熱することを特徴とする金属酸化
物のごとき金属化合物の還元に使用する装置。 （１３）前記プラズマアーク加熱器に接近して置かれか
つ摺動弁によりこれに接続された少くとも１個のガスコ
ンバータを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１２
項記載の装置。 （１４）前記ガスコンバークはその内側を高温と熱衝撃
に抵抗力のある特殊なレンガ材で内ぼりすることを特徴
とする特許請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の装
置。 （１５）前記ガスコンバータが５：１と１０：１との間
の有効Ｌ／Ｄ比を有することを特徴とする特許請求の範
囲第１２項乃至第１４項のいずれかに記載の装置。 （１６）前記ガスコンバータが７：１の有効Ｌ／Ｄ比を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１２項乃至第
１４項のいずれかに記載の装置。 ２、明細書第３頁第１０行の「混合物を」を「混合物は
、」と訂正する。 ３、同第４頁第１３行の「接触する」を「接触させる」
と訂正する。 ４、同第１０頁第１８行乃至第１５頁第１８行の「以下
に本発明の・・・・・・による生成物。」を削除する。
Claims (2)
- （１）−酸化炭素、水素、及び−酸化炭素と水の混合物
のいずれかを含む平均温度が８５０℃乃至１０００℃の
ガス状の還元剤と金属酸化物を反応させる段階を含み該
還元剤がアーク加鉛５器等によって」−記高温で得られ
ることを特徴とする金属酸化物のごとき金属化合物の還
元方法。 - （２）金属化合物が８５０℃乃至１０００ ’Ｃの温度
のＣＯ及びＨ２の混合物と接触せしめる還元塔と、少く
とも１個のプラズマアーク加熱器を含み、該加熱器内で
ＬＰＧ、サゾールガス、少くとも１種の炭化水素、微粉
炭、石炭液化工程から得られる石炭誘導体化合物、チャ
ー、及び木炭からなる群から選択された少くとも１つの
化合物を含む還元剤を水蒸気及び二酸化炭素からなる化
合物群の中の少くとも１つの化合物と共に特定の組合せ
の生成物を一酸化炭素と水素の混合物に変換するに十分
な高さの温度に加熱することを特徴とする金属酸化物の
ごとき金属化合物の還元に使用する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA83/8881 | 1983-11-29 | ||
| ZA838881 | 1983-11-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155627A true JPS60155627A (ja) | 1985-08-15 |
| JPH0257134B2 JPH0257134B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=25577036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59250642A Granted JPS60155627A (ja) | 1983-11-29 | 1984-11-29 | 金属化合物の還元方法とその装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4606761A (ja) |
| EP (1) | EP0157917A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60155627A (ja) |
| AU (1) | AU3599784A (ja) |
| BR (1) | BR8406090A (ja) |
| CA (1) | CA1228482A (ja) |
| IN (1) | IN163851B (ja) |
| NZ (1) | NZ210377A (ja) |
| ZW (1) | ZW19384A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473028A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Tosoh Corp | Recovering method for high purity tantalum from scrap tantalum |
| JP2012102371A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Nippon Steel Corp | 予熱原料を使用した直接還元炉の操業方法 |
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| SE457355B (sv) * | 1985-09-25 | 1988-12-19 | Skf Steel Eng Ab | Saett att framstaella en ren, koloxid och vaetgas innehaallande gas |
| AU7975487A (en) * | 1986-10-16 | 1988-04-21 | Edward L. Bateman Pty. Ltd | Plasma treatment of waste h/c gas to produce synthesis gas |
| DE19525270C2 (de) * | 1994-07-13 | 1999-08-26 | Int Steel Ind Engineering Co | Verfahren zur Gewinnung von Roheisen aus Eisenoxiden |
| TR199802463T2 (xx) * | 1996-05-28 | 2001-06-21 | L & C Steinmuller (Africa) (Proprietary) Limited | Eaf tozunun girdapl� tabakal� ar�t�m�. |
| AT406270B (de) | 1997-12-05 | 2000-03-27 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und anlage zum reduzieren von metalloxidhältigem material |
| US7604680B2 (en) * | 2004-03-31 | 2009-10-20 | General Electric Company | Producing nickel-base, cobalt-base, iron-base, iron-nickel-base, or iron-nickel-cobalt-base alloy articles by reduction of nonmetallic precursor compounds and melting |
| KR101025035B1 (ko) * | 2009-06-23 | 2011-03-25 | 주성호 | 프라즈마를 이용한 버어너 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3140168A (en) * | 1961-05-31 | 1964-07-07 | Inland Steel Co | Reduction of iron ore with hydrogen |
| DE2166408C3 (de) * | 1970-06-30 | 1978-08-31 | Centre De Recherches Metallurgiques - Centrum Voor Research In De Metallurgie - Association Sans But Lucratif - Vereniging Zonder Winstoogmerk, Bruessel | Verwendung eines Plasmabrenners, der vorzugsweise im Innern der Blasform eines Schachtofens, insbesondere Hochofens, angeordnet ist |
| US3782913A (en) * | 1972-03-23 | 1974-01-01 | Us Interior | Two-stage gasification of coal with forced reactant mixing and steam treatment of recycled char |
| SE371453C (sv) * | 1973-03-26 | 1978-01-12 | Skf Ind Trading & Dev | Sett for framstellning av reduktionsgas |
| IT1024995B (it) * | 1973-12-27 | 1978-07-20 | Centre Rech Metallurgique | Procedimento per fabbricare gas ri duttori caldi |
| BE814899A (fr) * | 1974-05-10 | 1974-11-12 | Procede pour fabriquer des gaz reducteurs chauds. | |
| US3988123A (en) * | 1975-08-15 | 1976-10-26 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Gasification of carbonaceous solids |
| CA1147964A (en) * | 1979-05-25 | 1983-06-14 | Francis J. Ii Harvey | Process for reducing spent gas generated in the production of sponge iron |
| BE883667A (nl) * | 1980-06-05 | 1980-12-05 | Centre Rech Metallurgique | Procede de conduite d'un four a cuve |
| US4395389A (en) * | 1982-03-01 | 1983-07-26 | Ethyl Corporation | Chlorosilane disproportionation process |
-
1984
- 1984-11-28 US US06/675,729 patent/US4606761A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-28 CA CA000468817A patent/CA1228482A/en not_active Expired
- 1984-11-29 AU AU35997/84A patent/AU3599784A/en not_active Abandoned
- 1984-11-29 ZW ZW193/84A patent/ZW19384A1/xx unknown
- 1984-11-29 EP EP84114455A patent/EP0157917A3/en not_active Withdrawn
- 1984-11-29 JP JP59250642A patent/JPS60155627A/ja active Granted
- 1984-11-29 NZ NZ210377A patent/NZ210377A/xx unknown
- 1984-11-29 BR BR8406090A patent/BR8406090A/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-12-14 IN IN991/MAS/84A patent/IN163851B/en unknown
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| JPS6473028A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Tosoh Corp | Recovering method for high purity tantalum from scrap tantalum |
| JP2012102371A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Nippon Steel Corp | 予熱原料を使用した直接還元炉の操業方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0157917A2 (en) | 1985-10-16 |
| JPH0257134B2 (ja) | 1990-12-04 |
| IN163851B (ja) | 1988-11-26 |
| ZW19384A1 (en) | 1985-02-20 |
| AU3599784A (en) | 1985-06-13 |
| CA1228482A (en) | 1987-10-27 |
| EP0157917A3 (en) | 1986-03-19 |
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| NZ210377A (en) | 1988-06-30 |
| BR8406090A (pt) | 1985-09-24 |
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