JPS607685B2 - 粗鋼の直接製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は粗鋼、および場合により水素および／またはア
ンモニアを同時に製造する方法に関する。
ンモニアを同時に製造する方法に関する。
本発明方法を行うための原料は微粒状酸化鉄含有材料、
微粒状固体燃料、液体または気体燃料および酸素ガスで
ある。本発明において、酸化鉄含有材料とは例えばく１
伽、適切には＜０．５肋の粒度、そして好ましくは＜０
．２脚の平均粒度を有する鉄鉱精鉱、紫鉱（焔擁された
黄鉄鉱）および同種度の差ははあれそれらの予備還元生
成物などを意味する。
微粒状固体燃料、液体または気体燃料および酸素ガスで
ある。本発明において、酸化鉄含有材料とは例えばく１
伽、適切には＜０．５肋の粒度、そして好ましくは＜０
．２脚の平均粒度を有する鉄鉱精鉱、紫鉱（焔擁された
黄鉄鉱）および同種度の差ははあれそれらの予備還元生
成物などを意味する。
微粒状固体燃料とは例えばく１側、適切にはく０．５柳
の粒度、そして好ましくは＜０．３肋の平均粒度を有す
る微粒状炭素質材料、例えば亜炭、石炭、木炭などを意
味する。
の粒度、そして好ましくは＜０．３肋の平均粒度を有す
る微粒状炭素質材料、例えば亜炭、石炭、木炭などを意
味する。
液体燃料とは例えば、中等度の温度でポンプ給送できる
炭化水素またはその混合物、例えば加熱油、タール、抜
頓原油などを意味する。気体燃料とは例えばメタン、天
然ガス、石油精製排ガスなどを意味する。現在工業的に
用いられている鋼の製造方法に対し、本発明方法は、微
粒状酸化鉄含有材料からの鋼の直接製造を可能にし、ま
た現在工業的に用いられている方法に比べエネルギーコ
ストが低くてすむ。
炭化水素またはその混合物、例えば加熱油、タール、抜
頓原油などを意味する。気体燃料とは例えばメタン、天
然ガス、石油精製排ガスなどを意味する。現在工業的に
用いられている鋼の製造方法に対し、本発明方法は、微
粒状酸化鉄含有材料からの鋼の直接製造を可能にし、ま
た現在工業的に用いられている方法に比べエネルギーコ
ストが低くてすむ。
本発明によれば、粗鋼および場合により水素および／ま
たはアンモニアが微粒状固体燃料、液体および／または
気体燃料および酸素ガスを用いて、微粒状酸化鉄含有材
料を鋼浴中で溶融還元することにより製造される。その
ために、酸化鉄含有材料（Ｆｅ０まで予備還元したもの
が適切である）を前言己燃料および場合により微粒状ス
ラグ形成体と混合して、鋼裕表面の下、前記酸化鉄が裕
表面に達する前に溶融還元されるような深さで少くとも
１つの環状スリットノズルを通して注入する。同時に、
前記環状スリットノズルの中心にある円状ノズルを通し
て酸素ガスを注入し、そして前記酸化鉄含有材料用環状
スリットノズルの回りの外側環状スリットノズルを通し
て水素ガスを注入する。酸化鉄、燃料、酸素ガスおよび
水素ガスは、前記溶融還元に必要な熱が裕内での部分燃
焼により満たされるような流れとして導入され、また鋼
俗を去る反応ガスは、場合によりその熱含量の一部を利
用しそしてそれを前述の酸化鉄含有材料の予備還元に利
用した後、触媒的に変換しそしてそのＣ０２および日２
０分を除去して主として水素から成るガスを得、それを
前記外側環状スリットノズルを通して注入する。本発明
の適切な実施形式は次の操作の組み合わせから成る。
たはアンモニアが微粒状固体燃料、液体および／または
気体燃料および酸素ガスを用いて、微粒状酸化鉄含有材
料を鋼浴中で溶融還元することにより製造される。その
ために、酸化鉄含有材料（Ｆｅ０まで予備還元したもの
が適切である）を前言己燃料および場合により微粒状ス
ラグ形成体と混合して、鋼裕表面の下、前記酸化鉄が裕
表面に達する前に溶融還元されるような深さで少くとも
１つの環状スリットノズルを通して注入する。同時に、
前記環状スリットノズルの中心にある円状ノズルを通し
て酸素ガスを注入し、そして前記酸化鉄含有材料用環状
スリットノズルの回りの外側環状スリットノズルを通し
て水素ガスを注入する。酸化鉄、燃料、酸素ガスおよび
水素ガスは、前記溶融還元に必要な熱が裕内での部分燃
焼により満たされるような流れとして導入され、また鋼
俗を去る反応ガスは、場合によりその熱含量の一部を利
用しそしてそれを前述の酸化鉄含有材料の予備還元に利
用した後、触媒的に変換しそしてそのＣ０２および日２
０分を除去して主として水素から成るガスを得、それを
前記外側環状スリットノズルを通して注入する。本発明
の適切な実施形式は次の操作の組み合わせから成る。
１ 微粒状酸化鉄含有材料の調整流に含まれる酸化鉄の
主要部分をＦｅ○へ予備還元する操作（該予備還元は後
述の肌により得られる還元ガスにより一段階または数段
階で行われる）。
主要部分をＦｅ○へ予備還元する操作（該予備還元は後
述の肌により得られる還元ガスにより一段階または数段
階で行われる）。
この予備還元は、前記材料が前記ガス内に懸濁された状
態で搬送されそして該ガスよりサイクロン内で分離され
るような方法で行うのが適切であり、また分離された材
料は、数段階で行う場合には、前記ガスに向流方式で導
くのが好ましい。０ １により予備還元された固体徴流
状材料をその熱含量を利用しながら既知の方法により（
適切には＜３００つＣの温度に）冷却する操作。
態で搬送されそして該ガスよりサイクロン内で分離され
るような方法で行うのが適切であり、また分離された材
料は、数段階で行う場合には、前記ガスに向流方式で導
くのが好ましい。０ １により予備還元された固体徴流
状材料をその熱含量を利用しながら既知の方法により（
適切には＜３００つＣの温度に）冷却する操作。
ｍ ｎ‘こより冷却された予備還元微粒状固体材料を、
微粒状スラグ形成材料の調整流および後述の如く制御さ
れる微粒状固体、液体または気体燃料流と混合する操作
。Ｗ ｍによる混合物のｎ（ｎ２１）個の調整部分流を
鋼浴内で注入する操作。
微粒状スラグ形成材料の調整流および後述の如く制御さ
れる微粒状固体、液体または気体燃料流と混合する操作
。Ｗ ｍによる混合物のｎ（ｎ２１）個の調整部分流を
鋼浴内で注入する操作。
この注入は、環状スリットノズルを通して、かつ、前記
格の表面下、前記酸化鉄含有材料が該浴の表面に達する
前に熔融還元されるように適合された深さで行われる。
Ｖ 後述の如く調整されたｎ個の酸素ガス部分流をＷに
記載の環状スリットノズルの中心部の円状ノズルを通し
て、そして後述の如く調整されたｎ個の水素ガス部分流
をＮに記載の環状スリットノズルのまわりの環状スリッ
トノズルを通して鋼裕中に注入する操作。
格の表面下、前記酸化鉄含有材料が該浴の表面に達する
前に熔融還元されるように適合された深さで行われる。
Ｖ 後述の如く調整されたｎ個の酸素ガス部分流をＷに
記載の環状スリットノズルの中心部の円状ノズルを通し
て、そして後述の如く調整されたｎ個の水素ガス部分流
をＮに記載の環状スリットノズルのまわりの環状スリッ
トノズルを通して鋼裕中に注入する操作。
ＺＷ ｍによる炭素質材料およびＶに
よる酸素ガスおよび水素ガスの流れを次の条件が満たさ
れるように制御する操作。町：１ 浴表面を去る反応ガ
スにおいて日２／比０２１．３およびＣＯ／Ｃ０２２５
．４なるモル関係Ｚがそれぞれ維持される。
よる酸素ガスおよび水素ガスの流れを次の条件が満たさ
れるように制御する操作。町：１ 浴表面を去る反応ガ
スにおいて日２／比０２１．３およびＣＯ／Ｃ０２２５
．４なるモル関係Ｚがそれぞれ維持される。
町：２ 鋼俗における該俗に注入されたＣのＣＯへの燃
焼および該俗に注入された日２の日２０へのそして該裕
内で形成されたＣＯのＣ０２への部分燃焼による熱発生
が、前記溶融還元の２ための反応熱、反応生成物の熱容
量、および熱損失に相当し、それによって、所望の浴温
く１５５０〜１７００ｑ○が適当）が維持される。
焼および該俗に注入された日２の日２０へのそして該裕
内で形成されたＣＯのＣ０２への部分燃焼による熱発生
が、前記溶融還元の２ための反応熱、反応生成物の熱容
量、および熱損失に相当し、それによって、所望の浴温
く１５５０〜１７００ｑ○が適当）が維持される。
肌 鋼格からの熱反応ガスを、該ガスを肌による予備還
元に利用する際に、得られる温度低下が２該予備還元に
必要な熱に相当するように制御される温度まで既知方法
により、適切にはその熱舎量を蒸気発生器に利用しなが
ら、調節する操作。皿 刑により温度調節された反応ガ
スを１による３予備還元のための還元ガスとして利用す
る操作。
元に利用する際に、得られる温度低下が２該予備還元に
必要な熱に相当するように制御される温度まで既知方法
により、適切にはその熱舎量を蒸気発生器に利用しなが
ら、調節する操作。皿 刑により温度調節された反応ガ
スを１による３予備還元のための還元ガスとして利用す
る操作。
Ｋ 既知の方法により１による予備還元からのガスを、
該ガス自体を粉塵洗浄後冷煤として用いる熱交換器で、
適切には適度な圧上昇後、向流３方式で温度調整する操
作。
該ガス自体を粉塵洗浄後冷煤として用いる熱交換器で、
適切には適度な圧上昇後、向流３方式で温度調整する操
作。
Ｘ 湿式洗浄されそしてＫによる熱交換器で再加熱され
たガスに含まれるＣＯを、該ガスに含まれる弦０により
比に既知の方法で転化しそしてその転化ガスに含まれる
日のおよびＣ０２を既知の方法でそれぞれ凝縮および吸
収により除去する操作（その結果、少量のＣ○，Ｃ０２
および比○を含む水素が得られる）。
たガスに含まれるＣＯを、該ガスに含まれる弦０により
比に既知の方法で転化しそしてその転化ガスに含まれる
日のおよびＣ０２を既知の方法でそれぞれ凝縮および吸
収により除去する操作（その結果、少量のＣ○，Ｃ０２
および比○を含む水素が得られる）。
幻 Ｘにより得られた必要な水素流をＶによる注入に利
用し場合により過剰水素流を加熱目的および／または化
学的製造（例えばアンモニアの化学的製造）用原料とし
て利用する操作。
用し場合により過剰水素流を加熱目的および／または化
学的製造（例えばアンモニアの化学的製造）用原料とし
て利用する操作。
刈 生成した粗鋼およびスラグを回分式または連続的に
抜出する操作。
抜出する操作。
この鋼抜出はＷによる溶融還元に十分な格深度が維持さ
れるように制御される。次に個々の操作およびそれらの
実施方法を更に詳述する。
れるように制御される。次に個々の操作およびそれらの
実施方法を更に詳述する。
操作１、すなわち溶融還元からの温度調整された反応ガ
スによるＦｅ○への予備還元は実際には１段階、好まし
くは数段階で行われ、またセメント焼成に関連してガス
ーサスベンジョンにおける予熱に用いるものと同タイプ
の装置で行うのが適切である。
スによるＦｅ○への予備還元は実際には１段階、好まし
くは数段階で行われ、またセメント焼成に関連してガス
ーサスベンジョンにおける予熱に用いるものと同タイプ
の装置で行うのが適切である。
このような装置の一例はウルマン（肌ｌｍａｎ）、泌１
班ｄ、１刀自、第８図に示されており、また第２図に模
写してある。
班ｄ、１刀自、第８図に示されており、また第２図に模
写してある。
すなわち、本発明によれば予備還元は各段階において微
粒状鉄原料を前記ガスとの並流として懸濁し、該段階を
固体材料をサイクロン内で分離しそしてそれを次の予備
還元段階へ（好ましくは前記ガスに対し向流として）導
くことにより終止させるのが好ましい。前記材料の粒子
の温度が高くなりすぎるといわゆるステイッキング、す
なわち障害となる凝集物を生じる原因となる付着の起き
ることがあり、これを防ぐために、本発明による還元ガ
スは、予備還元工程に送られたガスを予備還元された鉄
原料から分離する段階より前に後述の如く（操作皿参照
）温度調整すべきである。還元ガスには日２０およびＣ
０２が含まれているためこの予備還元工程では金属鉄は
形成され得ない。このことは重要である。何故なら、粒
子中に金属鉄が存在すると、また予備還元時には還元速
度上好適とされる最終温度（８００〜８５０ｑｏ）では
ステイッキングの危険が相当に高まるからである。操作
ｎ、すなわち、予備還元された微粒状Ｆｅ０含有材料の
（適切には＜３００ｑ０の温度への）冷却は、冷却要素
を組込んだ標準タイプの流動床で行うのが実際上極めて
簡単である。
粒状鉄原料を前記ガスとの並流として懸濁し、該段階を
固体材料をサイクロン内で分離しそしてそれを次の予備
還元段階へ（好ましくは前記ガスに対し向流として）導
くことにより終止させるのが好ましい。前記材料の粒子
の温度が高くなりすぎるといわゆるステイッキング、す
なわち障害となる凝集物を生じる原因となる付着の起き
ることがあり、これを防ぐために、本発明による還元ガ
スは、予備還元工程に送られたガスを予備還元された鉄
原料から分離する段階より前に後述の如く（操作皿参照
）温度調整すべきである。還元ガスには日２０およびＣ
０２が含まれているためこの予備還元工程では金属鉄は
形成され得ない。このことは重要である。何故なら、粒
子中に金属鉄が存在すると、また予備還元時には還元速
度上好適とされる最終温度（８００〜８５０ｑｏ）では
ステイッキングの危険が相当に高まるからである。操作
ｎ、すなわち、予備還元された微粒状Ｆｅ０含有材料の
（適切には＜３００ｑ０の温度への）冷却は、冷却要素
を組込んだ標準タイプの流動床で行うのが実際上極めて
簡単である。
操作肌による蒸気発生器への給送水を前記冷却要素にお
ける冷煤として用いることにより予備還元された材料の
熱含量を経済的に利用することができる。操作ｍ、すな
わち１による冷却された微粒状予備還元材料の微粒状ス
ラグ形成材料（例えば石灰）の調整流および微粒状固体
、液体または気体燃料の後述の如く制御される流れとの
混合はこの種技術に用いられるいくつかの混合方法によ
り行うことができる。
ける冷煤として用いることにより予備還元された材料の
熱含量を経済的に利用することができる。操作ｍ、すな
わち１による冷却された微粒状予備還元材料の微粒状ス
ラグ形成材料（例えば石灰）の調整流および微粒状固体
、液体または気体燃料の後述の如く制御される流れとの
混合はこの種技術に用いられるいくつかの混合方法によ
り行うことができる。
その混合物における所望のＣ／○関係は該混合物の各成
分の流れを既知の適当な流量調整器により正確に制御す
ることにより達成される。操作Ｗ、すなわちｍによる混
合物の粗鋼裕中への注入は混合物の組成に応じて、自体
既知の各種方法によって行われる。
分の流れを既知の適当な流量調整器により正確に制御す
ることにより達成される。操作Ｗ、すなわちｍによる混
合物の粗鋼裕中への注入は混合物の組成に応じて、自体
既知の各種方法によって行われる。
その混合物が固体材料のみから成る場合には、その注入
は例えば底吹き式（奴ｔｔｏｍ−ｂｌｏｗｎ）コンバー
タ−（例えばＯＢＭ型）における石灰注入に対して確立
されている方式に従って適当な担体ガスを用いることに
より行われる。炭素質材料の大部分が液体である場合に
はその注入は特に簡単である。
は例えば底吹き式（奴ｔｔｏｍ−ｂｌｏｗｎ）コンバー
タ−（例えばＯＢＭ型）における石灰注入に対して確立
されている方式に従って適当な担体ガスを用いることに
より行われる。炭素質材料の大部分が液体である場合に
はその注入は特に簡単である。
この場合には、その混合物は通常、適当な所定温度で給
送することができ、またポンプにより環状スリットノズ
ルを通して圧送することができる。この場合には環状ス
リットにおける速度は低くてもよい。何故なら両側のス
リットが高速の気体流により包囲されるからである（後
記参照）。この環状スリットにおける低速は、スリット
閉口部における磨耗が極めて少〈てすむという長所をも
たらす。操作Ｖ、すなわち０２および比の注入は基本的
には底吹き式コンバータ一について知られている方式に
従って行うことができる。
送することができ、またポンプにより環状スリットノズ
ルを通して圧送することができる。この場合には環状ス
リットにおける速度は低くてもよい。何故なら両側のス
リットが高速の気体流により包囲されるからである（後
記参照）。この環状スリットにおける低速は、スリット
閉口部における磨耗が極めて少〈てすむという長所をも
たらす。操作Ｖ、すなわち０２および比の注入は基本的
には底吹き式コンバータ一について知られている方式に
従って行うことができる。
比の流量は常に０２の流量よりも大きくなり、またＷに
より注入された管状ジェッドはその行程初期において、
鋼浴に対し不活性な“水素シールド”を受ける。これは
、環状スリットにおける日２のガス速度および円状スリ
ットにおける０２のガス速度が充分高く選定されれば、
注入ノズルに対するアタックが極めて小さくてすむ点で
極めて有利である。本発明を工業目的に適合させる場合
に、粗鋼生産単位あたりの燃料、酸素ガスの消費を可及
的に低くおさえるよう試みられるのは勿論である。前記
物質の理論上の最低消費は、平衡条件で得られこれは鋼
俗を去る反応ガスにおける日２／Ｈ２０＝１．３および
ＣＯ／Ｃ０２ご５．４に相当する。裕内炭素含量はこれ
らの条件下ではく０．０１％Ｃである。実際上、本発明
による溶融還元を平衡値近くで行うことが可能であるが
、これは匁論、鋼格の高温のために溶融還元の反応速度
が高いことによるものである。操作の、すなわち鉄原料
、燃料、酸素ガスおよび水素ガスの流れの制御は後述す
る関係を用いて実施でき、それにより所望の比／日２０
およびＣＯ／Ｃ０２関係および所望の浴温（１５５０〜
１７００℃が適切）を得ることができる。
より注入された管状ジェッドはその行程初期において、
鋼浴に対し不活性な“水素シールド”を受ける。これは
、環状スリットにおける日２のガス速度および円状スリ
ットにおける０２のガス速度が充分高く選定されれば、
注入ノズルに対するアタックが極めて小さくてすむ点で
極めて有利である。本発明を工業目的に適合させる場合
に、粗鋼生産単位あたりの燃料、酸素ガスの消費を可及
的に低くおさえるよう試みられるのは勿論である。前記
物質の理論上の最低消費は、平衡条件で得られこれは鋼
俗を去る反応ガスにおける日２／Ｈ２０＝１．３および
ＣＯ／Ｃ０２ご５．４に相当する。裕内炭素含量はこれ
らの条件下ではく０．０１％Ｃである。実際上、本発明
による溶融還元を平衡値近くで行うことが可能であるが
、これは匁論、鋼格の高温のために溶融還元の反応速度
が高いことによるものである。操作の、すなわち鉄原料
、燃料、酸素ガスおよび水素ガスの流れの制御は後述す
る関係を用いて実施でき、それにより所望の比／日２０
およびＣＯ／Ｃ０２関係および所望の浴温（１５５０〜
１７００℃が適切）を得ることができる。
燃料消費（これはモルＣＨｉ（０＜ｉ＜４）／モルＦｅ
として計算するのが適切である）は鉄原料における０／
Ｆｅ関係に一部依存し、また燃料のＨ／Ｃ比にも一部依
存する。
として計算するのが適切である）は鉄原料における０／
Ｆｅ関係に一部依存し、また燃料のＨ／Ｃ比にも一部依
存する。
すなわち燃料消費は予備還元が行われるか否かに、また
製造装置の大きさに依存する。Ｆｅ○へ予備還元すると
燃料消費が実質的に減少するので、以下ではこの場合に
ついてのみ詳述することとする。例えば磁鉄鉱を鉄原料
としそして粗鋼のみを生産する場合の燃料流とそのＨ／
Ｃ比とは次の近似式により関係づけられる。ＣＨｉもＡ
（ｉ）２ 十Ｂ（ｉ）＋Ｃ 【１｝ここで ０．
０５＞Ａ＞０．０３一０．４５＜Ｂ＜−０．３５ ２．１＜Ｃ＜２．５ （左側の制限値は大型の、右側の制限値は４・型の製造
装置の場合である。
製造装置の大きさに依存する。Ｆｅ○へ予備還元すると
燃料消費が実質的に減少するので、以下ではこの場合に
ついてのみ詳述することとする。例えば磁鉄鉱を鉄原料
としそして粗鋼のみを生産する場合の燃料流とそのＨ／
Ｃ比とは次の近似式により関係づけられる。ＣＨｉもＡ
（ｉ）２ 十Ｂ（ｉ）＋Ｃ 【１｝ここで ０．
０５＞Ａ＞０．０３一０．４５＜Ｂ＜−０．３５ ２．１＜Ｃ＜２．５ （左側の制限値は大型の、右側の制限値は４・型の製造
装置の場合である。
）平均的大きさの製造装置の場合、この式から燃料消費
は、重油を燃料（ｉ〜１．７）とした場合には、〜１．
７モル油／モルＦｅとなりこれは４３０ｋ９油／ｔＦｅ
または４．１Ｇａｌ／爪ｅに相当する。
は、重油を燃料（ｉ〜１．７）とした場合には、〜１．
７モル油／モルＦｅとなりこれは４３０ｋ９油／ｔＦｅ
または４．１Ｇａｌ／爪ｅに相当する。
メタンを燃料として用いた場合にはその消費は〜１．３
モルノモルＦｅとなり、これは５４０Ｎｍ３／ｔＦｅま
たは４．ぶたａｌ／ｔＦｅに相当し、一方純粋な炭素で
あれば理論上２．３モルノモルＦｅ（これは４９５ｋ９
Ｃ／ｔＦｅまたは３．＄丈ａｌ／びｅに相当する）の消
費となろう。これらの数値から、同じＱａｌ−価格では
、Ｃ含量が高くＨ含量の低いような燃料が本発明に好ま
しいことがわかる。粗鋼のほかに水素ガスを製造するこ
とが所望される場合には、燃料消費は勿論、式｛１｝に
より決まる量よりも増加する。
モルノモルＦｅとなり、これは５４０Ｎｍ３／ｔＦｅま
たは４．ぶたａｌ／ｔＦｅに相当し、一方純粋な炭素で
あれば理論上２．３モルノモルＦｅ（これは４９５ｋ９
Ｃ／ｔＦｅまたは３．＄丈ａｌ／びｅに相当する）の消
費となろう。これらの数値から、同じＱａｌ−価格では
、Ｃ含量が高くＨ含量の低いような燃料が本発明に好ま
しいことがわかる。粗鋼のほかに水素ガスを製造するこ
とが所望される場合には、燃料消費は勿論、式｛１｝に
より決まる量よりも増加する。
予想されるとおり、過剰の水素と燃料との間にはほぼ直
線的関係がある。すなわち、平均的大きさの製造装置お
よび燃料として重油（ＣＨ，．７）を用いる場合には次
式が成立する。ＣＨ，．７之０．４・比十１．７４
■ここで ＣＨ，．７＝モル油／モル
Ｆｅ比＝過剰水素モル日２／モルＦｅ 従って、例えば〜１．０モル日２／モルＦｅ（４０州ｍ
３日２／ｔＦｅ）の過剰水素を得るには〜２．１モルＣ
Ｈ，．７／モルＦｅ（これは５２０ｋｇ油ノｔＦｅに相
当する）が必要である。
線的関係がある。すなわち、平均的大きさの製造装置お
よび燃料として重油（ＣＨ，．７）を用いる場合には次
式が成立する。ＣＨ，．７之０．４・比十１．７４
■ここで ＣＨ，．７＝モル油／モル
Ｆｅ比＝過剰水素モル日２／モルＦｅ 従って、例えば〜１．０モル日２／モルＦｅ（４０州ｍ
３日２／ｔＦｅ）の過剰水素を得るには〜２．１モルＣ
Ｈ，．７／モルＦｅ（これは５２０ｋｇ油ノｔＦｅに相
当する）が必要である。
本発明による溶融還元に必要な酸素ガス流および燃料流
は燃料のＨ／Ｃ比および製造装置の大きさに依存する。
は燃料のＨ／Ｃ比および製造装置の大きさに依存する。
予期し得るようにこの場合にもほぼ直線的関係が成立し
、平均的大きさの製造装置の場合には次式が成立する。
０２〜〜１．６６十０．０８ｉ
【３１ここで、０２＝モル０２／モルＦｅｊ＝
原子数日ノモルＣ（燃料に忍ナる） 前述の例（原料として磁鉄鉱、燃料として重油（ＣＨ，
．７）を用いて粗鋼のみを製造する例）には従って〜１
．８モル０２／モルＦｅ（これは７２州ｍ３０２／ｔＦ
ｅに相当する）が必要である。
、平均的大きさの製造装置の場合には次式が成立する。
０２〜〜１．６６十０．０８ｉ
【３１ここで、０２＝モル０２／モルＦｅｊ＝
原子数日ノモルＣ（燃料に忍ナる） 前述の例（原料として磁鉄鉱、燃料として重油（ＣＨ，
．７）を用いて粗鋼のみを製造する例）には従って〜１
．８モル０２／モルＦｅ（これは７２州ｍ３０２／ｔＦ
ｅに相当する）が必要である。
必要な酸素ガス流はほんのわずかながら、過剰水素の影
響をうける。すなわち前述の例では、過剰水素が０から
４００Ｎｍ３／仲ｅに増加するに伴い酸素流は７２５か
ら７５０Ｎｍ３／ｔＦｅに増加させる。本発明による溶
融還元に必要な熱流を鋼浴内に発生させるために、燃料
のほかに水素も浴内で注入する。水素の必要量は燃料の
Ｈ／Ｃ比および製造装置の大きさに依存する。この場合
にもほぼ直線的関係があり、平均的大きさの製造装置の
場合には次式が成立する。日２を３，８７十〇，４３ｉ
【４１ここで 伍＝モル
日２／モルＦｅｉ＝原子数日〆もしＣ（燃料における） 前述の例では従って上式により〜４．７モル日２／モル
Ｆｅ（これは１８７州ｍ３／ｔＦｅに相当する）が必要
とされ、また注入燃料の不完全燃焼により生ずる熱流の
ほかに所望の格温の維持に必要な過剰の熱流を生成させ
るために不完全燃焼に付される。
響をうける。すなわち前述の例では、過剰水素が０から
４００Ｎｍ３／仲ｅに増加するに伴い酸素流は７２５か
ら７５０Ｎｍ３／ｔＦｅに増加させる。本発明による溶
融還元に必要な熱流を鋼浴内に発生させるために、燃料
のほかに水素も浴内で注入する。水素の必要量は燃料の
Ｈ／Ｃ比および製造装置の大きさに依存する。この場合
にもほぼ直線的関係があり、平均的大きさの製造装置の
場合には次式が成立する。日２を３，８７十〇，４３ｉ
【４１ここで 伍＝モル
日２／モルＦｅｉ＝原子数日〆もしＣ（燃料における） 前述の例では従って上式により〜４．７モル日２／モル
Ｆｅ（これは１８７州ｍ３／ｔＦｅに相当する）が必要
とされ、また注入燃料の不完全燃焼により生ずる熱流の
ほかに所望の格温の維持に必要な過剰の熱流を生成させ
るために不完全燃焼に付される。
粗鋼格に注入するのに必要な水素流は過剰水素が生成さ
れる場合は減少する。これは変に思われるかもしれない
が、過剰水素の発生に必要とされる過剰燃料の不完全燃
焼に関連する。従って、前述の例では、水素の必要な注
入流量は、過剰水素が０から１モルＱ／モルＦｅ（これ
は４０州ｍ３日２／把ｅに相当する）に増加するに伴い
、１８７０から１４３州ｍ３日２／印ｅに減少する。そ
れと共に、上記によれば、水素流をわずかに増加させる
だけでなく重油注入流量を４３０から５２０ｋｇ／ｔＦ
ｅに増加させることが必要である（上記参照）。鋼俗か
らの全反応ガス流は前記において関連づけられた条件に
より、過剰水素流にほぼかかわりなく、そのままに維持
される。
れる場合は減少する。これは変に思われるかもしれない
が、過剰水素の発生に必要とされる過剰燃料の不完全燃
焼に関連する。従って、前述の例では、水素の必要な注
入流量は、過剰水素が０から１モルＱ／モルＦｅ（これ
は４０州ｍ３日２／把ｅに相当する）に増加するに伴い
、１８７０から１４３州ｍ３日２／印ｅに減少する。そ
れと共に、上記によれば、水素流をわずかに増加させる
だけでなく重油注入流量を４３０から５２０ｋｇ／ｔＦ
ｅに増加させることが必要である（上記参照）。鋼俗か
らの全反応ガス流は前記において関連づけられた条件に
より、過剰水素流にほぼかかわりなく、そのままに維持
される。
すなわち、本発明による溶融還元に関連して、その溶融
還元反応器は同時に燃料の「零コスト気化器」としての
役割もはたしている。このことは、本発明により粗鋼を
生産する工業を水素ガスまたはＣＯ／日２混合物を消費
する化学工業と組み合わせる上で驚くべき工業的および
経済的利益をもたらすものである。本発明方法により粗
鋼を製造するに際し、鉄原料中のＦｅの調整流に必要な
燃料、酸素および水素流は前述の如き関係により定めら
れる。実際上は格温は混合操作ｍへの鉄原料中のＦｅの
流れを変えると共に、酸素流を、鉄原料中に酸化物とし
て結合された酸素の流れの変化が補償されるよう変える
ことにより調節される。すなわち、例えば鋼浴の温度が
低下した場合には、酸素流を増加させる一方鉄原料流は
減少させる。その酸素ガス流の増加分は鉄原料中の酸化
物として結合された酸素の減少分と同じにし、それによ
って排ガス中のＱ／日２０およびＣＯ／Ｃ０２をそれぞ
れ一定に保たせる。操作血、すなわち粗鋼俗を去る反応
ガスを予備還元に適した温度に調整する操作は、実際に
は、該ガスを蒸気発生器を通して移送することにより行
われ、そこで該ガスは、予備還元に対する適温よりも高
く、しかも予備還元中の該ガスの温度の低下分に相当す
る熱含量が、一部は微粒状鉄原料を反応温度（７００〜
９００ｑｏが適当である）に加熱するために熱所要量、
一部はＦｅ０への予備還元のための反応熱およびそれに
伴う熱損失を供与するような温度に調整される。
還元反応器は同時に燃料の「零コスト気化器」としての
役割もはたしている。このことは、本発明により粗鋼を
生産する工業を水素ガスまたはＣＯ／日２混合物を消費
する化学工業と組み合わせる上で驚くべき工業的および
経済的利益をもたらすものである。本発明方法により粗
鋼を製造するに際し、鉄原料中のＦｅの調整流に必要な
燃料、酸素および水素流は前述の如き関係により定めら
れる。実際上は格温は混合操作ｍへの鉄原料中のＦｅの
流れを変えると共に、酸素流を、鉄原料中に酸化物とし
て結合された酸素の流れの変化が補償されるよう変える
ことにより調節される。すなわち、例えば鋼浴の温度が
低下した場合には、酸素流を増加させる一方鉄原料流は
減少させる。その酸素ガス流の増加分は鉄原料中の酸化
物として結合された酸素の減少分と同じにし、それによ
って排ガス中のＱ／日２０およびＣＯ／Ｃ０２をそれぞ
れ一定に保たせる。操作血、すなわち粗鋼俗を去る反応
ガスを予備還元に適した温度に調整する操作は、実際に
は、該ガスを蒸気発生器を通して移送することにより行
われ、そこで該ガスは、予備還元に対する適温よりも高
く、しかも予備還元中の該ガスの温度の低下分に相当す
る熱含量が、一部は微粒状鉄原料を反応温度（７００〜
９００ｑｏが適当である）に加熱するために熱所要量、
一部はＦｅ０への予備還元のための反応熱およびそれに
伴う熱損失を供与するような温度に調整される。
蒸気発生器で利用される熱はタービン発電機で電気エネ
ルギーを発生させるための蒸気生産に用いるのが適当で
ある。操作肌は「操作肌により温度調整された反応ガス
を操作１による予備還元の還元ガスとして利用すること
から成る。操作Ｋでは１による予備還元からのガスを粉
塵洗浄後（サイクロンで行うのが適切である）温度調整
するが、この温度調整は既知方法で熱交換により行われ
、また前記ガスそれ自体を湿式洗浄後冷煤として用いる
。
ルギーを発生させるための蒸気生産に用いるのが適当で
ある。操作肌は「操作肌により温度調整された反応ガス
を操作１による予備還元の還元ガスとして利用すること
から成る。操作Ｋでは１による予備還元からのガスを粉
塵洗浄後（サイクロンで行うのが適切である）温度調整
するが、この温度調整は既知方法で熱交換により行われ
、また前記ガスそれ自体を湿式洗浄後冷煤として用いる
。
湿式粉塵洗浄へのガスを温度調整するために、湿式洗浄
中に蒸気に転化する水がガス自体の水蒸気含量と共に転
化操作Ｘに適した水蒸気含量（乾燥ガス１モルあたり０
．６〜１．０モルＱＯが適当であり０．７〜０．８モル
比○が好ましい）となり、湿式粉塵洗浄からのガスが前
記転化操作に適した温度（３００〜４５０こ０が適当で
あり３３０〜３７００Ｃが好ましい）に温度調整される
よう熱交換器の寸法を適宜定める。操作ＸではＫにより
湿式洗浄され温度調整されたガスを既知方法により、触
媒床を用いて１段または２段以上で転化する。
中に蒸気に転化する水がガス自体の水蒸気含量と共に転
化操作Ｘに適した水蒸気含量（乾燥ガス１モルあたり０
．６〜１．０モルＱＯが適当であり０．７〜０．８モル
比○が好ましい）となり、湿式粉塵洗浄からのガスが前
記転化操作に適した温度（３００〜４５０こ０が適当で
あり３３０〜３７００Ｃが好ましい）に温度調整される
よう熱交換器の寸法を適宜定める。操作ＸではＫにより
湿式洗浄され温度調整されたガスを既知方法により、触
媒床を用いて１段または２段以上で転化する。
前記ガスに含まれるＣＯ分は該ガスに含まれるＱＯ分の
一部と反応して日２およびＣ０２に変えられる。高転化
率を得るためには、このガス転化を二段階で行うのが適
当であり、その中間で、ガス側がいくつかの別々のセク
ションに分かれた蒸気発生器の第１セクションにおいて
冷却を行い、また第２セクションの方は第２の転化段階
からのガスの冷却に用いられる。得られた蒸気は血によ
る蒸気発生器からの蒸気と共に利用するのが適当である
。次いで、転化されたガスに含まれる水蒸気を冷却によ
り、例えばスクラッバーで冷却することにより除去する
。
一部と反応して日２およびＣ０２に変えられる。高転化
率を得るためには、このガス転化を二段階で行うのが適
当であり、その中間で、ガス側がいくつかの別々のセク
ションに分かれた蒸気発生器の第１セクションにおいて
冷却を行い、また第２セクションの方は第２の転化段階
からのガスの冷却に用いられる。得られた蒸気は血によ
る蒸気発生器からの蒸気と共に利用するのが適当である
。次いで、転化されたガスに含まれる水蒸気を冷却によ
り、例えばスクラッバーで冷却することにより除去する
。
得られる冷却されたガスは広およびＣ０２および少量の
ＣＯおよび水蒸気を含有する。この洗浄により得られる
熱水は窒素ガス（これは後述の如くＣ０２ストリッパー
のストリッパーガスとして用いるのが適切である）の加
熱および加湿に好適に用いることができる。例えば熱水
酸化カリ（ｐｏｐＳｈ）溶液で吸収することにより（加
圧下に吸収を行うのが適当である）。
ＣＯおよび水蒸気を含有する。この洗浄により得られる
熱水は窒素ガス（これは後述の如くＣ０２ストリッパー
のストリッパーガスとして用いるのが適切である）の加
熱および加湿に好適に用いることができる。例えば熱水
酸化カリ（ｐｏｐＳｈ）溶液で吸収することにより（加
圧下に吸収を行うのが適当である）。
前記の冷却され実質的に日２０不含のガスに含まれるＣ
Ｑを既知の方法で除去する。その水酸化カリ溶液は（適
切には大気圧で）、前述の如く加熱および加湿された窒
素ガスによりＣ０２を放散することにより再生される。
窒素ガスは、本発明方法に必要な酸素の製造の際、副生
成物として大量に入手できる。操作紅では、Ｃ０２除去
後に得られる水素をＶによる鋼俗への注入に利用する。
Ｑを既知の方法で除去する。その水酸化カリ溶液は（適
切には大気圧で）、前述の如く加熱および加湿された窒
素ガスによりＣ０２を放散することにより再生される。
窒素ガスは、本発明方法に必要な酸素の製造の際、副生
成物として大量に入手できる。操作紅では、Ｃ０２除去
後に得られる水素をＶによる鋼俗への注入に利用する。
この水素は数％の未転化ＣＯおよび其の％のＣ０２を含
有し、また低温（〜３０００）で水蒸気により飽和され
る。場合により生じる過剰水素流は多くの面に利用でき
る。例えばそれは今日溶鉱炉ガスまたはコークス炉ガス
の用いられているあらゆる場所での鋼工業において加熱
目的に用いることができる。あるいはまたこの水素は化
学工業の原料として用いることもできる。特に有利なの
は過剰比と０２製造から得られる創生Ｎ２とに基づくＮ
比製造である。前述の“雫コスト”気化および“雫コス
ト”窒素により、Ｎ＆製造を本発明による鋼製造と組み
合わせれば経済的に極めて有利となる。操作柳では製造
された銅およびスラグを回分式または連続式に抜出する
。
有し、また低温（〜３０００）で水蒸気により飽和され
る。場合により生じる過剰水素流は多くの面に利用でき
る。例えばそれは今日溶鉱炉ガスまたはコークス炉ガス
の用いられているあらゆる場所での鋼工業において加熱
目的に用いることができる。あるいはまたこの水素は化
学工業の原料として用いることもできる。特に有利なの
は過剰比と０２製造から得られる創生Ｎ２とに基づくＮ
比製造である。前述の“雫コスト”気化および“雫コス
ト”窒素により、Ｎ＆製造を本発明による鋼製造と組み
合わせれば経済的に極めて有利となる。操作柳では製造
された銅およびスラグを回分式または連続式に抜出する
。
高生産館という点では連続式抜出が特に適している。い
ずれのタイプの抜出の場合にも、Ｎによる十分な俗の深
さが、注入が進行している限り常に維持されるよう注意
する必要がある。ｍによるスラグ形成体の添加は＞１．
５適切には＞２、好ましくは２〜４のスラグ塩基度が得
られまた反応器内張のＭｇ０含量が比較的高くなるよう
に適宜調整される。適当な内張材料は鋳込みマグネサィ
ト、または凍結スラグが保護層となすように冷却された
内張である。本発明方法を更に説明するために、鋼俗、
予備還元および転化操作による化学的プロセスを示した
概略反応式を添付図面に表としてまとめた。左側の欄に
は３個の関口部、すなわち中央の円状関口部１個および
同Ｄ円状に囲綾するスリット２個を有する複合ノズルを
通して反応器に送入される材料が記載される。ＹＲＳＭ
欄は外側環状スリットを通して溶融物中に吹込まれる日
２を示す（以下ＹＲＳＭと称する）。ＩＲＳＭ欄は内側
環状スリットを通して吹込まれる材料を示す（以下ＩＲ
ＳＭと称する）。ＣＭ欄は中央関口部を通して吹込まれ
る０２を示す。右側の欄には転化器を去る鉄およびガス
混合物が記載され、後者はまずＦｅ３０４のＦｅ○への
還元に用いられ「Ｆｅ０はＩＲＳＭを通して給送されま
たガス分の方は転化に送付された後、得られた水素の１
部または全部をＹＲＳＭを通して吹込まれる。数値は各
物質のモル数を表わす。
ずれのタイプの抜出の場合にも、Ｎによる十分な俗の深
さが、注入が進行している限り常に維持されるよう注意
する必要がある。ｍによるスラグ形成体の添加は＞１．
５適切には＞２、好ましくは２〜４のスラグ塩基度が得
られまた反応器内張のＭｇ０含量が比較的高くなるよう
に適宜調整される。適当な内張材料は鋳込みマグネサィ
ト、または凍結スラグが保護層となすように冷却された
内張である。本発明方法を更に説明するために、鋼俗、
予備還元および転化操作による化学的プロセスを示した
概略反応式を添付図面に表としてまとめた。左側の欄に
は３個の関口部、すなわち中央の円状関口部１個および
同Ｄ円状に囲綾するスリット２個を有する複合ノズルを
通して反応器に送入される材料が記載される。ＹＲＳＭ
欄は外側環状スリットを通して溶融物中に吹込まれる日
２を示す（以下ＹＲＳＭと称する）。ＩＲＳＭ欄は内側
環状スリットを通して吹込まれる材料を示す（以下ＩＲ
ＳＭと称する）。ＣＭ欄は中央関口部を通して吹込まれ
る０２を示す。右側の欄には転化器を去る鉄およびガス
混合物が記載され、後者はまずＦｅ３０４のＦｅ○への
還元に用いられ「Ｆｅ０はＩＲＳＭを通して給送されま
たガス分の方は転化に送付された後、得られた水素の１
部または全部をＹＲＳＭを通して吹込まれる。数値は各
物質のモル数を表わす。
これらの式は、平均的大きさの製造能における、鉄原料
として滋鉄鉱を燃料として重油■またはメタン【ｑを用
いた場合の諸反応を例示したものであり、また１例【Ｂ
服粗鋼の外に過剰水素を製造する例である。この表によ
る諸反応に伴って生じる反応熱は１６００℃における反
応生成物の熱含量および溶融還元における熱損失に相当
する。これらの式から分るように、あらゆる場合に鋼格
からの反応ガスにおける日２／比０は〜１．４でありＣ
Ｏ／Ｃ０２は〜５．５である。
として滋鉄鉱を燃料として重油■またはメタン【ｑを用
いた場合の諸反応を例示したものであり、また１例【Ｂ
服粗鋼の外に過剰水素を製造する例である。この表によ
る諸反応に伴って生じる反応熱は１６００℃における反
応生成物の熱含量および溶融還元における熱損失に相当
する。これらの式から分るように、あらゆる場合に鋼格
からの反応ガスにおける日２／比０は〜１．４でありＣ
Ｏ／Ｃ０２は〜５．５である。
また同時にシフトガス反応の平衡条件は予備還元からの
ガスにおいて満たされている（Ｋｗ〜１．０、８２００
０）。これらの式は他の点では前記記載における諸例に
相当しまた燃料のＨ／Ｃ比と、生成粗鉱１モルあたりの
燃料、水素および酸素の必要量との間の前述の関係を確
認するものである。本発明方法を次に、本発明による粗
鋼製造を模式的に例示した第１図を参照して説明する。
ガスにおいて満たされている（Ｋｗ〜１．０、８２００
０）。これらの式は他の点では前記記載における諸例に
相当しまた燃料のＨ／Ｃ比と、生成粗鉱１モルあたりの
燃料、水素および酸素の必要量との間の前述の関係を確
認するものである。本発明方法を次に、本発明による粗
鋼製造を模式的に例示した第１図を参照して説明する。
後述するデー外ま７００畑時間／年の有効作業時間で粗
鉱を１００雌ｔ／年生産する場合に提案される例であり
、記載される量はすべて組鉱１トンに関してである。予
備還元１０１（操作１）に給送されるのは全Ｆｅが６９
％、脈石分が５％、そして湿式洗浄１２２からの粉塵１
０３が４５ｋｇである１６５０ｋ９の微粒状磁鉄鉱精鉱
である（下記参照）。
鉱を１００雌ｔ／年生産する場合に提案される例であり
、記載される量はすべて組鉱１トンに関してである。予
備還元１０１（操作１）に給送されるのは全Ｆｅが６９
％、脈石分が５％、そして湿式洗浄１２２からの粉塵１
０３が４５ｋｇである１６５０ｋ９の微粒状磁鉄鉱精鉱
である（下記参照）。
前記予備還元は第２図により詳細に図示されているとお
り、向流方式の４段階から成る。
り、向流方式の４段階から成る。
固体材料２０１は段階２を去るガス流２０２に送入され
、該ガスに懸濁させた状態でサイクロン２０３，２０４
における段階１に移送し、そこで団体材料が分離される
一方ガスの方は２１２で操作Ｋに送られる。このように
加熱された材料は段階３を去るガス流２０５に送入され
そして該ガスに懸濁された状態で段階２に送られ、その
サイクロン３２０６において分離されそして段階４から
のガス流２０７に送入されまた段階３におけるサイクロ
ン２０８により分離される。このように加熱されまたあ
る程度還元された材料を蒸気発生器（操作皿）からの〜
８６０℃に温度調整されたガス流２０ ３９に送入され
、そして該ガスに懸濁された状態で段階４に送られ、そ
のサイクロン２１０において既に予備還元され８２０ｑ
ｏに加熱された材料を分離し冷却工程に送られる（２１
１）。 予備還元材料１０４の冷却（操作０）は冷却表
面を組み込ん４だ標準型の流動床１０５で行われる。こ
こで前記材料は蒸気発生器への給送水１０６により＜３
００℃の温度に冷却される。これによって予備還元材料
の熱、含量は経済的に利用される。＜３００午０に冷却
された材料１０７は次に４３０ｋ９の重油１０９および
１００ｋｇのＣａ０１１０と混合する（１０８）。
、該ガスに懸濁させた状態でサイクロン２０３，２０４
における段階１に移送し、そこで団体材料が分離される
一方ガスの方は２１２で操作Ｋに送られる。このように
加熱された材料は段階３を去るガス流２０５に送入され
そして該ガスに懸濁された状態で段階２に送られ、その
サイクロン３２０６において分離されそして段階４から
のガス流２０７に送入されまた段階３におけるサイクロ
ン２０８により分離される。このように加熱されまたあ
る程度還元された材料を蒸気発生器（操作皿）からの〜
８６０℃に温度調整されたガス流２０ ３９に送入され
、そして該ガスに懸濁された状態で段階４に送られ、そ
のサイクロン２１０において既に予備還元され８２０ｑ
ｏに加熱された材料を分離し冷却工程に送られる（２１
１）。 予備還元材料１０４の冷却（操作０）は冷却表
面を組み込ん４だ標準型の流動床１０５で行われる。こ
こで前記材料は蒸気発生器への給送水１０６により＜３
００℃の温度に冷却される。これによって予備還元材料
の熱、含量は経済的に利用される。＜３００午０に冷却
された材料１０７は次に４３０ｋ９の重油１０９および
１００ｋｇのＣａ０１１０と混合する（１０８）。
その混合物は〜１５０ｑｏの温度で溶融還元反応器１１
１（４個）に送られ、そこで該混合物は４×ＩＮ固の部
分流に細分後、粗鋼格に該反応器底部の複合ノズルを通
して注入される。前記ノズルは各々３個の関口部、すな
わち１個の中央閉口部（添付の表との関係でＣＭと称す
る）およびそれと同心円をなす２個の環状スリットを有
する。外側環状スリットは前記においてはＹＲＳＭと呼
ばれ、内側還状スリットはＩＲＳＭと呼ばれる。前記の
４×１の固の部分流は等しい数の複合ノズルの内側環状
スリットを通して注入される。同じノズルの中央開口部
を通して全部で７１０Ｎｍ３の０２が酸素プラント１１
４から吹込まれる（１１３）。ノズルより前にある管内
圧力は７バールに維持される。ノズルの外側スリットを
通して全部で１８７皿ｍ３の水素が送られ、また主要管
内圧力は５バールに維持される。１６３０℃に温度維持
されたこれら４個の反応器から〜３０００Ｎｍ３の反応
ガス１ １６が去る。
１（４個）に送られ、そこで該混合物は４×ＩＮ固の部
分流に細分後、粗鋼格に該反応器底部の複合ノズルを通
して注入される。前記ノズルは各々３個の関口部、すな
わち１個の中央閉口部（添付の表との関係でＣＭと称す
る）およびそれと同心円をなす２個の環状スリットを有
する。外側環状スリットは前記においてはＹＲＳＭと呼
ばれ、内側還状スリットはＩＲＳＭと呼ばれる。前記の
４×１の固の部分流は等しい数の複合ノズルの内側環状
スリットを通して注入される。同じノズルの中央開口部
を通して全部で７１０Ｎｍ３の０２が酸素プラント１１
４から吹込まれる（１１３）。ノズルより前にある管内
圧力は７バールに維持される。ノズルの外側スリットを
通して全部で１８７皿ｍ３の水素が送られ、また主要管
内圧力は５バールに維持される。１６３０℃に温度維持
されたこれら４個の反応器から〜３０００Ｎｍ３の反応
ガス１ １６が去る。
裕表面において５．５仇の直径を有する反応器により得
られるガス速度（反応器の区分帯域に基づいて計算され
る）は〜９机／秒であるかまたはトーマス転炉における
吹込み初期における場合と同じである。反応器からの反
応ガスは直接蒸気発生器１１７に送られ、そこで該ガス
の温度は、高温高圧（１００バール、５００℃）の蒸気
を生成させながら前述の８６０ｑｏまで冷却される（操
作肌）。その蒸気はタービン発電機１１８の高圧部にお
いて１００〜３０バールで電気エネルギーの発生に用い
られた後、該蒸気は転化装置（後述）からの３ルゞール
の飽和蒸気と共に蒸気発生器で過熱されて（１１９）２
９〜０．０５ゞールで作動するタービン発電機の低圧部
に戻される。〜９５０００ＫＷの全出力を有する前記タ
ービン発電機はこれに伴い、前述の量の酸素の製造に必
要な電気（５０皿Ｗｈ）、Ｃ０２除去に先立ち転化装置
からのガスを圧縮する（後述）ことに伴い必要となるエ
ネルギー、およびその他本発明の実施に伴い必要な電気
を満たす８０雌Ｗｈを生じる。前記蒸気発生器および予
備還元を経過した後の反応ガスは〜６３び０の温度とな
る。
られるガス速度（反応器の区分帯域に基づいて計算され
る）は〜９机／秒であるかまたはトーマス転炉における
吹込み初期における場合と同じである。反応器からの反
応ガスは直接蒸気発生器１１７に送られ、そこで該ガス
の温度は、高温高圧（１００バール、５００℃）の蒸気
を生成させながら前述の８６０ｑｏまで冷却される（操
作肌）。その蒸気はタービン発電機１１８の高圧部にお
いて１００〜３０バールで電気エネルギーの発生に用い
られた後、該蒸気は転化装置（後述）からの３ルゞール
の飽和蒸気と共に蒸気発生器で過熱されて（１１９）２
９〜０．０５ゞールで作動するタービン発電機の低圧部
に戻される。〜９５０００ＫＷの全出力を有する前記タ
ービン発電機はこれに伴い、前述の量の酸素の製造に必
要な電気（５０皿Ｗｈ）、Ｃ０２除去に先立ち転化装置
からのガスを圧縮する（後述）ことに伴い必要となるエ
ネルギー、およびその他本発明の実施に伴い必要な電気
を満たす８０雌Ｗｈを生じる。前記蒸気発生器および予
備還元を経過した後の反応ガスは〜６３び０の温度とな
る。
ファン１２０によりそのガスに必要な圧上昇を与えた後
、熱交換器１ ２ １に送られそこで〜３２０ｑＣまで
温度低下を受けるがその際該ガス自体を湿式粉塵洗浄１
２２後冷媒として用いる。これは例えばベンチュリスク
ラッバーで行われ、他の工程部分からの６０ｑｏの水１
３９を洗浄液として用いる。これにより前記ガスは〜８
０ｑＣ‘こ冷却されると共にその水蒸気舎量が〜０．７
５モル日２０／モル乾燥ガスに増加した後、前記熱交換
器の冷媒として用いられる。その熱交換器を適宜設計す
ることにより前記ガスはそこで〜３５０ｏｏに加熱され
、そしてこの温度で次の転化装置に導入される。前記転
化装置（操作Ｘ）では、２段階１２３，１２４で操作が
行われ、その中間で冷却を行って高転化率の達成が図ら
れる。
、熱交換器１ ２ １に送られそこで〜３２０ｑＣまで
温度低下を受けるがその際該ガス自体を湿式粉塵洗浄１
２２後冷媒として用いる。これは例えばベンチュリスク
ラッバーで行われ、他の工程部分からの６０ｑｏの水１
３９を洗浄液として用いる。これにより前記ガスは〜８
０ｑＣ‘こ冷却されると共にその水蒸気舎量が〜０．７
５モル日２０／モル乾燥ガスに増加した後、前記熱交換
器の冷媒として用いられる。その熱交換器を適宜設計す
ることにより前記ガスはそこで〜３５０ｏｏに加熱され
、そしてこの温度で次の転化装置に導入される。前記転
化装置（操作Ｘ）では、２段階１２３，１２４で操作が
行われ、その中間で冷却を行って高転化率の達成が図ら
れる。
ここでガスに含まれるＣＯ分を触媒を用いて、その日２
０分の一部と反応させることにより比およびＣ０２を製
造する。前記中間冷却器は給水部１４１を備えた蒸気発
生器を構成しそのガス側はいくつかの別々のセクション
に細分されている。ここにおいて１２５に至るガスの熱
含量および転化時に生じる熱が一部、３０バールの飽和
蒸気１２６の形で除去される。転化蒸気発生器１２５お
よび反応器蒸気発生器１１７で反応ガスが生成させる蒸
気量は、本発明方法の実施に伴い必要とされるすべての
電気エネルギーをタービン発電機１１８で発生させるに
は十分でない。この不足分（〜１５斑Ｗｈ）を補うため
に〜３５ｋ９の重油１２７を前記転化蒸気発生器の分離
した第３セクションで燃焼させ、これにより必要な蒸気
が付加される。前記転化装置からのガスは次に洗浄器１
２８に送られ、そこでその水分は冷水１２９で洗浄する
ことにより凝縮される。
０分の一部と反応させることにより比およびＣ０２を製
造する。前記中間冷却器は給水部１４１を備えた蒸気発
生器を構成しそのガス側はいくつかの別々のセクション
に細分されている。ここにおいて１２５に至るガスの熱
含量および転化時に生じる熱が一部、３０バールの飽和
蒸気１２６の形で除去される。転化蒸気発生器１２５お
よび反応器蒸気発生器１１７で反応ガスが生成させる蒸
気量は、本発明方法の実施に伴い必要とされるすべての
電気エネルギーをタービン発電機１１８で発生させるに
は十分でない。この不足分（〜１５斑Ｗｈ）を補うため
に〜３５ｋ９の重油１２７を前記転化蒸気発生器の分離
した第３セクションで燃焼させ、これにより必要な蒸気
が付加される。前記転化装置からのガスは次に洗浄器１
２８に送られ、そこでその水分は冷水１２９で洗浄する
ことにより凝縮される。
得られる熱水１３０は下記の如く用いられる。冷却され
かつ水蒸気不含となったガス１３１は次に、中間冷却を
伴う２段階で５バ−ルに圧縮さ３れる（１３２）が、こ
れは〜２１歌Ｗｈを消費する。そのガスは次に吸収塔１
３３に送られ、そこでそのＣ０２分は水酸化カリウム溶
液１ ４４に吸収される。後者は、前記酸素プラント１
１４から過剰に入手できる加温加湿窒素ガス１３５によ
り溶４存Ｃ０２を放散させることによって大気圧で再生
される（１３４）。この窒素ガス１３６の加温および加
湿は前述の水洗浄器１２８からの熱水１３０による洗浄
塔１３７で行われる。前記Ｃ０２吸収装置からのガス１
３８は９０％以上水素から成りそして数％のＣＯおよび
日２０蒸気および約１％のＣ０２を含有する。
かつ水蒸気不含となったガス１３１は次に、中間冷却を
伴う２段階で５バ−ルに圧縮さ３れる（１３２）が、こ
れは〜２１歌Ｗｈを消費する。そのガスは次に吸収塔１
３３に送られ、そこでそのＣ０２分は水酸化カリウム溶
液１ ４４に吸収される。後者は、前記酸素プラント１
１４から過剰に入手できる加温加湿窒素ガス１３５によ
り溶４存Ｃ０２を放散させることによって大気圧で再生
される（１３４）。この窒素ガス１３６の加温および加
湿は前述の水洗浄器１２８からの熱水１３０による洗浄
塔１３７で行われる。前記Ｃ０２吸収装置からのガス１
３８は９０％以上水素から成りそして数％のＣＯおよび
日２０蒸気および約１％のＣ０２を含有する。
この水素は前述による鋼俗への注入に用いられ、場合に
より過剰分１４０は系外に導出される。粗鋼１４２およ
びスラグ１４３は適当な間隔で抜出される。過剰水素が
全く生成しない前述の例における全エネルギー消費は、
４６０ｋ９重油または４．５戊ａｉ／びｅである。
より過剰分１４０は系外に導出される。粗鋼１４２およ
びスラグ１４３は適当な間隔で抜出される。過剰水素が
全く生成しない前述の例における全エネルギー消費は、
４６０ｋ９重油または４．５戊ａｉ／びｅである。
この油に関するエネルギーコストが３皿ｒ／Ｇａｌであ
る場合には、これは１３皿ｒ／ｔ液状粗鋼に相当する。
これを、焼給プラント、溶鉱炉およびＬＤプラントを含
む従来方法による平均的大きさの製造装置の場合のコス
トと比較してみよう。後者の（従釆方法による）装置の
エネルギー消費は次のとおりである（単位Ｇａｌ）。コ
ークス」値− ガス 電気 合計焼 結 ０．５
６０ ００５０ ０．０６５ ０．６７５溶答
鉱炉 ２．０８０ ０．８００ ０．１５５
３．０３５Ｌ Ｄ Ｏ．１００
０．１８０ ０．２８０現在有効な価格を次のと
おり、すなわちＫｒ／Ｇａｌ 塊コークス ６７ 粉コークス ４２ 油 ３０ ガス ３５ とし、また電気エネルギーの一部が溶鉱炉ガスから発生
されるとした場合、従来の粗鋼製造方法の場合の全エネ
ルギー消費によるコストは２０微ｒ／びｅであり前述の
本発明方法の例よりも〜５３％もコスト高となる。
る場合には、これは１３皿ｒ／ｔ液状粗鋼に相当する。
これを、焼給プラント、溶鉱炉およびＬＤプラントを含
む従来方法による平均的大きさの製造装置の場合のコス
トと比較してみよう。後者の（従釆方法による）装置の
エネルギー消費は次のとおりである（単位Ｇａｌ）。コ
ークス」値− ガス 電気 合計焼 結 ０．５
６０ ００５０ ０．０６５ ０．６７５溶答
鉱炉 ２．０８０ ０．８００ ０．１５５
３．０３５Ｌ Ｄ Ｏ．１００
０．１８０ ０．２８０現在有効な価格を次のと
おり、すなわちＫｒ／Ｇａｌ 塊コークス ６７ 粉コークス ４２ 油 ３０ ガス ３５ とし、また電気エネルギーの一部が溶鉱炉ガスから発生
されるとした場合、従来の粗鋼製造方法の場合の全エネ
ルギー消費によるコストは２０微ｒ／びｅであり前述の
本発明方法の例よりも〜５３％もコスト高となる。
更にまた本発明方法に要求される資本投資は従来方法に
おけるそれよりも少くてすむ。本発明方法がもう一つ実
質的利点とするところは、大気に対するＳ含有排出物が
極めて少い点である。
おけるそれよりも少くてすむ。本発明方法がもう一つ実
質的利点とするところは、大気に対するＳ含有排出物が
極めて少い点である。
第１図は本発明の１具体例のブロック図であり、第２図
は操作１を実施するための装置の好ましい具体例を示す
図である。 １０１・・・予備還元装置、１０５・・・流動床、１１
１・・・溶融還元反応器、１１７・・・蒸気発生器、１
１８・・・タービン発電機、１２１…熱交換器、１２３
，１２４・・・転化装置、１２８・・・洗浄器、１３３
・・・吸収塔、１３７・・・洗浄塔、２０３，２０４，
２０６，２０８，２１０…サイクロン。 行９．′ Ｆｉ９．２ 表
は操作１を実施するための装置の好ましい具体例を示す
図である。 １０１・・・予備還元装置、１０５・・・流動床、１１
１・・・溶融還元反応器、１１７・・・蒸気発生器、１
１８・・・タービン発電機、１２１…熱交換器、１２３
，１２４・・・転化装置、１２８・・・洗浄器、１３３
・・・吸収塔、１３７・・・洗浄塔、２０３，２０４，
２０６，２０８，２１０…サイクロン。 行９．′ Ｆｉ９．２ 表
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微粒状酸化鉄含有材料、微粒状固体燃料、液体燃料
および／または気体燃料および酸素ガスから成る原料よ
り粗鋼、水素および／またはアンモニアを溶融還元によ
り製造するに際し、前記反応材料を各々１個の中央円状
開口部と２個の同心円状に包囲する環状スリツトを有す
る１個または２個以上の三重式ノズルを通して鋼浴に送
ることによって、予備還元された酸化鉄を含有する材料
を燃料と混合した状態で内側環状スリツトを通して前記
浴の表面下前記酸化鉄が該浴の表面に達する前に溶融還
元されるような深さで鋼浴に注入し、同時に酸素を中央
円状開口部を通して注入しそして水素を前記溶融還元に
必要な熱が前記浴内での水素および炭素質材料の部分燃
焼により満されるような流れとして外側環状スリツトを
通して注入し、前記鋼浴から出る反応ガスを触媒的に転
化し、次いでそれに含まれるＣＯ＿２およびＨ＿２Ｏを
除去し、主として水素から成るガスを得、その少なくと
も一部を前記ノズルの外側環状スリツトを通して注入す
ることを特徴とする、粗鋼の直接製造方法。 ２ 前記反応材料を、各々１個の中央円状開口部と２個
の同心円状に包囲する環状スリツトを有する１個または
２個以上の三重式ノズルを通して鋼浴に送ることによっ
て、ＦｅＯまで予備還元された酸化鉄を含有する材料を
燃料および微粒状スラグ形成体と混合した状態で内側環
状スリツトを通して前記浴の表面下前記酸化鉄が該浴の
表面に達する前に溶融還元されるような深さで鋼浴に注
入し、同時に酸素を中央円状開口部を通して注入しそし
て水素を前記溶融還元に必要な熱が前記浴内での水素お
よび炭素質材料の部分燃焼により満たされるような流れ
として外側環状スリツトを通して注入し、前記鋼浴を去
る反応ガスの熱含量の一部を利用しあるいはそれを前記
酸化鉄含有材料の予備還元に利用した後、触媒的に転化
し、次いでそれに含まれるＣＯ＿２およびＨ＿２Ｏを除
去し、主として水素から成るガスを得、その少くとも一
部を前記ノズルの外側環状スリツトを通して注入するこ
とを特徴とする、前記特許請求の範囲第１項記載の方法
。 ３ 前記ＦｅＯへの予備還元を１段階または２段階以上
で行ない、前記酸化鉄含有材料をガスに懸濁した状態で
運び且つ該ガスよりサイクロンで分離し、その分離され
た材料を数段階で行なう場合には前記ガスに対する向流
として運ぶことを特徴とする、前記特許請求の範囲第１
項または第２項に記載の方法。 ４ 微粒状酸化鉄含有材料、微粒状固体燃料、液体燃料
および／または気体燃料および酸素ガスから成る原料よ
り粗鋼、水素および／またはアンモニアを溶融還元によ
り製造するに際し、前記反応材料を各々１個の中央円状
開口部と２個の同心円状に包囲する環状スリツトを有す
る１個または２個以上の三重式ノズルを通して鋼浴に送
ることによって、予備還元された酸化鉄を含有する材料
を燃料と混合した状態で内側環状スリツトを通して前記
浴の表面下前記酸化鉄が該浴の表面に達する前に溶融還
元されるような深さで鋼浴に注入し、同時に酸素を中央
円状開口部を通して注入しそして水素を前記溶融還元に
必要な熱が前記浴内での水素および炭素質材料の部分燃
焼により満されるような流れとして外側環状スリツトを
通して注入し、前記鋼浴を去る反応ガスを触媒的に転化
し、次いでそれに含まれるＣＯ＿２およびＨ＿２Ｏを除
去し、主として水素から成るガスを得、その少くとも一
部を前記ノズルの外側環状スリツトを通して注入するこ
とによる粗鋼製造をＮＨ＿３製造と組み合わせ、転化に
より得られる水素、および粗鋼製造に関連して行なわれ
るＯ＿２製造により得られる窒素を原料として用いるこ
とを特徴とする、粗鋼の直接製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7603359-6 | 1976-03-17 | ||
| SE7603359A SE423721B (sv) | 1976-03-17 | 1976-03-17 | Sett for framstellning av rastal genom direktreduktion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52145317A JPS52145317A (en) | 1977-12-03 |
| JPS607685B2 true JPS607685B2 (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=20327324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52028721A Expired JPS607685B2 (ja) | 1976-03-17 | 1977-03-17 | 粗鋼の直接製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4131452A (ja) |
| JP (1) | JPS607685B2 (ja) |
| BE (1) | BE852583A (ja) |
| DE (1) | DE2711423A1 (ja) |
| FR (1) | FR2344633A1 (ja) |
| LU (1) | LU76967A1 (ja) |
| SE (1) | SE423721B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03159534A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-09 | Fujitsu General Ltd | 電動機 |
| JPH0555747U (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-23 | 多摩川精機株式会社 | ステップモータのステータ絶縁構造 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1047798C (zh) * | 1996-07-10 | 1999-12-29 | 山东鲁南化学工业集团公司 | 还原气生产海绵铁联产合成氨的方法 |
| US6559090B1 (en) | 1999-11-01 | 2003-05-06 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Metallocene and constrained geometry catalyst systems employing agglomerated metal oxide/clay support-activator and method of their preparation |
| US6943224B2 (en) | 2001-04-30 | 2005-09-13 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Process for preparing supported transition metal catalyst systems and catalyst systems prepared thereby |
| DE60236653D1 (de) | 2001-04-30 | 2010-07-22 | Grace W R & Co | Verfahren zur herstellung von geträgerten übergangsmetallpolymerisationskatalysatoren und daraus gebildete zusammensetzungen |
| EP1401887A1 (en) | 2001-04-30 | 2004-03-31 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Heterogeneous chromium catalysts and processes of polymerization of olefins using same |
| US6946420B2 (en) | 2001-04-30 | 2005-09-20 | W. R. Grace & Co.-Conn | Coordination catalyst systems employing chromium support-agglomerate and method of their preparation |
| EP1399491B1 (en) | 2001-04-30 | 2006-08-23 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Supported dual transition metal catalyst systems |
| CN109517934B (zh) * | 2019-01-07 | 2021-02-23 | 山西赛思普科技有限公司 | 一种精确控制热损失值的冶炼纯净金属的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3776533A (en) * | 1970-01-28 | 1973-12-04 | Dravo Corp | Apparatus for continuous heat processing of ore pellets |
| US3902889A (en) * | 1972-11-30 | 1975-09-02 | United States Steel Corp | Electric arc melting furnace |
| IT1025039B (it) * | 1973-11-28 | 1978-08-10 | Uddenolms Aktiebolag | Metodo di riduzione diretta in convertitore metallurgico |
-
1976
- 1976-03-17 SE SE7603359A patent/SE423721B/xx unknown
-
1977
- 1977-03-14 US US05/777,554 patent/US4131452A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-03-16 DE DE19772711423 patent/DE2711423A1/de active Pending
- 1977-03-16 FR FR7707911A patent/FR2344633A1/fr not_active Withdrawn
- 1977-03-17 LU LU76967A patent/LU76967A1/xx unknown
- 1977-03-17 BE BE175883A patent/BE852583A/xx unknown
- 1977-03-17 JP JP52028721A patent/JPS607685B2/ja not_active Expired
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