JPS613813A - ガス化装置と直接還元炉とからなる装置 - Google Patents

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。

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
シ詳しくは、特許請求の範囲第１項の前文に記載された
ようなガス化装置と、塊状鉄鉱石又は酸化鉄４レツトが
装入された直接還元シャフト炉とから構成される装置で
あって、直接還元シャフト炉が該シャフト炉内に装入物
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、ガス化装置にょシ
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
くと本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Ａｌ−００９４，７０７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って溶融鉄浴
に吹付けられ、溶融鉄が反応媒体と１−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
シャフトによって、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ャフト炉に直接供給され、この連結
シャフトに卦いて冷却剤を吹込むことにょシ、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
のシャ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。シャ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ャ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
て直接還元シャフト炉内に入る。

公知の装置は、連結シャフトを介して直接還元シャフト
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特許第２，８
４３，３０３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って
装入物柱の上部領域の間隙がすぐ詰まってしまう。従っ
て、塵埃の量の多いガスの場合、海綿鉄粒子排出ｑを介
して直接還元シャフト炉に直接供給される還元ガスの量
を還元ゾ・セ長に必要な総量の約３０チ゛に制限しなけ
ればならない（ドイツ特許第３．０３４，５３９号）。

〔発明の概要〕

本発明の鯉；畝は、含有する塵埃の割合の多いガスであ
っても、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、シャ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ととなく、直接還元に
必要な量だけガス化装置から直接′還元シャフト炉に直
接供給できるよう罠、特許請求の範囲第１項の前文に記
載される種類のガス化装置メジと直接還元シャフト炉と
からなる装置を構成することである。

との線類は、上述のガス化装置と直接還元シャフト炉と
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って解決され
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塾の結果として、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ょシ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って広がシ、従っ
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シ、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ューコン
ベヤを使用することにより、海綿鉄粒子は環状のゾーン
の外へ周囲に沿って均一に配分された状態で連続的に取
出され、融解ガス化装着又鉱外部へ供給される。海綿鉄
粒子は直接還元シャフト炉から環状の間隙又は降下管を
介して外部−＼排出されると共に、シャフト炉の底部の
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ュ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、全てのスクリュ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１に環状
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の
詳細な説明する。

第１図は、ガス化装置１の上部と、その上方に配置され
た直接還元シャフト炉２の下部とを示す縦断面図である
。直接還元シャフト炉は、支持構造体３及びデープルプ
レート４により形成され、た底板金倉み、この底板はシ
ャフト炉内の装入物柱５を支える。装入物柱の上部は上
方から直接還元シャフト炉内に装入された塊状鉄鉱石又
は酸化鉄ペレットからなシ、そして装入物柱の下部はこ
れらから直接還元によって形成された海綿鉄粒子からな
る。シャフト炉は連結シャフト６によって、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によって形成され
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
、ブリッジ（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ｌＯでおおわれている。複数の放射状に配列され
たスクリューコンベヤ１１から形成される搬送部材によ
って海綿鉄粒子は攪拌され、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Ｋ
、スクリュ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。スクリューコンベヤの
放射状の配列は、第１図の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面を
示す第２図から明らかである。

この実施例に３；？いては、８つのスクリューコンベヤ
１１が円周に沿って一定の間隔で配置されている。

スクリューコンベヤ１１の代わシに、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８をおおうた
めに使用される挿入コーン１０とはスクリューコンベヤ
１１によυ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）形成に伴なって、装入物柱５はテーブルプ
レート４の上に支持され０、テーブルグレートはこの静
止コーナーを考慮した大きさに形成されかければならな
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、直接還元シャフト炉の内
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
ャフト炉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、シャフト炉壁部を底板の近傍で拡張しないように構
成することもで巻るであろう。

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
を周囲に沿っ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のみによって形成され、熱い還元ガスは、
矢印１６及び１７により示されるように、周囲に沿って
均一に配分されるように環状のガス取入れ領域１８．１
９全介して装入物柱５に導入される。従って、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ュ
ーコンベヤ１１によっ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９気の場合であっても、この永
続的移動は装入物柱の間隙の局部的詰まシの危険をさら
に減少させ、直接還元シャフト炉のガス流通を均一にす
る。

上述の効果は、スクリューコンベヤがドイツ特許第３，
０３４，５３９号から知られるようにノぐドルだよって
形成された断続らせんぎり（オーが−）の形態に構成さ
れる場合及びスクリューコンベヤをこの実施例のように
個々に両方自圧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１１ｊｉ
７’に介して排出される海綿鉄粒子は連結シャフトロに
より融解ガス化装置として構成されるガス化装ｆｌＫ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・ぐイブ２０から接続部２１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ャフト炉で必要な温
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２３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シ、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ャフト６を
通過するとき罠必要な温度に設定され、環状の間＠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１
０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図に示されるよう忙、周囲に沿って配分されるスク
リューコンベヤ１１によって、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に向かって又は内側の中
心開口８に向かって連続的に導くことができる。そこで
のデッドゾーンの形成を回避するために、スクリューコ
ンベヤを内側へ、すなわち中心開口８に向かって円錐形
にチー７４させる（図示せず）か、又は破線により示さ
れるように、隣接するスクリューコンベヤとの間に、中
心開口８に向−かってかつ上方に向かって細くなる楔２
６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
元シャフト炉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３２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
綿鉄粒子をスクリュ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、スクリューコンベヤの外
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によってガス化装置ｌの内部領域に接続さ
れる。この場合にも、スクリュ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
するスクリューコンベヤと、連続的に内側へ搬送するス
クリュ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。この部分はれ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
路により猿状のスカート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、導入コーン１０は開口３８ｆ、有し、それらの開
口に、放射状に配置されたスクリューコンベヤ１１の内
側端部が係合する。

開口３８は、ガス化装置の連結シャフト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の環状の間膜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夛、部分流れｂは
約２５容積パーセント、部分流れＣは約１０容積ノ４−
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
あっても、海綿鉄ペレット間のガスの詰まシの危険はさ
らに減少され、均−人ガス配分が保証される。連結シャ
フト６及びガスライン３６Ｋ、冷却ガス導入用接続部４
０が設けられる。連結シャフトは、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
どシ止めスイッチの形態に構成され、スクリューコンベ
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ＩＥｍ装置を各スクリューコンベヤ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Ｍｌ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１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シ
、及び 第５図は、スクリューコンベヤの駆動装置を示す図であ
る。 １・・・ガス化装置、２・・・直接還元シャフト炉、３
・・・支持構造体、４・・・テーブルプレート、５・・
・装入物柱、６・・・連結シャフト、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・・・スフＩＪ　、、、−コン
ベヤ、１３・・・駆動装置、１４・・・環状の空間、１
５・・・環状のゾーン、１８．１９・・・ガス取入れ領
域、２６・・・楔、３２・・・炉底部、３３・・・降下
管、３４・・・接続部、３７・・・ガス流出口、３８・
・・開口、３９・・１厭の間隙。

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ットが装
   入された直接還元シャフト炉とから構成される装置であ
   って、前記直接還元シャフト炉が該シャフト炉内に装入
   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ャフト炉（２）の周囲に
   沿っ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、前記直接還元シャフト炉（２）の下端部は連結シャ
   フト（６）によって前記ガス化装置（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
   ューコンベヤ（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、スクリューコンベヤ（１１）はパドルによって形成
   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、スクリューコンベヤ（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、前記直接還元シャフト炉（２）の底板（３、４）
   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、前記直接還元シャフト炉（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、前記直接還元シャフト炉（２）の壁は現状のスカ
   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、３７
   ）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、前記直接還元シャフト炉（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
   ャフト炉（２）の壁部分の内部とアラインメントされて
   い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１４項のいず
   れか１項に記載の装置。 １６、放射状に配置される前記スクリューコンベヤ（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（１
   ０）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）によって前記ガス化装置（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ューコンベヤ（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。