JPS6241288B2

JPS6241288B2 -

Info

Publication number: JPS6241288B2
Application number: JP57233883A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Yamaoka; Michiharu Hatano; Tomio Myazaki; Teruhisa Shimoda; Yasuo Kamei
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1987-09-02
Also published as: JPS59116308A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、鉄鉱石を鉄鉱石還元炉で還元して
生成する半還元鉄または還元鉄を溶解ガス化炉で
溶解して銑鉄を製造する方法において、溶解ガス
化炉で生成する還元ガスを用いて鉄鉱石を還元
し、生成する半還元鉄または還元鉄の顕熱を利用
して成型炭を乾留し、生成するコークスと前記半
還元鉄または還元鉄を溶解ガス化炉に供給して銑
鉄を製造する方法および装置に関する。

鉄鉱石を還元溶解し、銑鉄を製造する方法とし
て、鉄鉱石を塊状態でガス還元した後、溶解する
方式と、鉄鉱石を加熱溶解した後、固体還元剤で
還元する方式があり、その前者に属するものとし
て溶融還元法があることは周知の通りである。

しかるに、溶融還元法における溶融鉱石の固体
還元は、著しく吸熱反応であり、反応浴に熱を安
定に供給することが非常に困難で、かつ溶融鉱石
による耐火物の侵食が激しいという難点を有する
ために、現在、高炉法に匹敵する生産性、経済性
を有するプロセスは存在していない。

一方、高炉法のように、鉄鉱石をガス還元した
後、溶解する方式では、鉄鉱石のガス還元が若干
の発熱反応であるため、還元反応が安定に進行す
るとともに、溶融物中の鉄酸化物は少なく、耐火
物損傷の問題も溶融還元法に比べ少ない。また、
高炉法は、同一容器内で鉱石のガス還元、溶解を
行なうので極めて熱効率が高く、副生するガスを
回収し別用途に使用するとすれば消費エネルギー
は著しく低いという利点がある。

しかるに、高炉法では周知の通り、炉内通気性
の確保、装入物の安定降下の確保が必須要件であ
るために、使用するコークスは高強度か低反応性
の高品質のものが必要とされ、その製造に高品質
の原料炭と乾留エネルギーを要するとともに、そ
のコークスは大規模な室炉式コークス炉で製造し
なければならず、また使用する塊成鉱は、高強度
でかつ高軟化性状のすぐれたものを必要とすると
いう難点がある。

従つて、原料事情の悪化が予想される将来に対
し、高炉法のように高生産性と高熱効率を達成で
きるとともに、低品質の原料を使用することが可
能な製銑法の開発は大きな意義をもち、これまで
にも多くの研究開発がなされてきた。

例えば、高炉以外の技術として、以下のような
ものがある。

１キユーポラ：熱風（air）によりコークスを
燃焼して高温ガスを生成し、このガスをコーク
ス充填層を通して上方に流し、コークス充填層
に保持された鉄を溶解する。ここで副生するガ
スはN₂、CO₂を多量に含む低カロリーガスであ
る。

２西独、コルフシユタールアクチエンゲゼルシ
ヤフトの方法（特開昭55−94408号）：石灰、
並びに炭化水素系の燃料を酸素と水蒸気でガス
化し、その高温ガスを石炭チヤー流動層を通し
て上方に流し、石炭チヤー流動層上の半還元鉄
を溶解した後回収する。

３スウエーデン、シユテイフテルゼン・フエー
ル・メタルルギスクーフオルスクニンクスの方
法（特開昭49−110519号）：コークスまたは炭
素系還元剤充填層内に酸素と炭化水素系燃料
と、半還元鉄を吹き込み、酸素と炭化水素系燃
料の燃焼で生成する高温ガスで、そこに同時に
吹込む半還元鉄を溶解する。また、生成する高
温ガスの顕熱を利用して、水蒸気と炭素による
ガス変成を行なう。

しかし、これらの方法には、下記の通りの欠点
がある。第１のキユーポラでは副生ガスがN₂、
CO₂を多量に含む低カロリーガスであり、還元ガ
スとして利用できない。

第２の前記コルフシユタールの方法は、半還元
鉄を溶解するために、石炭チヤーの流動層を形成
し、その上に保持した半還元鉄を上昇する高温ガ
スで加熱溶解する方式をとつている。しかるに、
石炭チヤーの流動層は不安定であり、半還元鉄の
保持能力が低い。このため、半還元鉄が石炭チヤ
ーの流動層上に長時間保持されることが期待でき
ないので、できるだけ短時間に、半還元鉄を溶解
する必要上、多量の高温ガスが半還元鉄の溶解に
必要となる。従つて、溶解の熱交率が低い。

第３のシユテイフデルゼンの方法では、半還元
鉄を酸素と炭化水素燃料と同時に羽口から炭素系
還元剤を充填層内に吹込み、酸素と炭化水素が燃
焼して生成する高温ガスの顕熱で半還元鉄を溶解
する方式をとつているため、半還元鉄を溶解した
後のガスは、半還元鉄の融点以上の高温ガスであ
り、酸素と炭化水素の燃焼熱を効率的に半還元鉄
の溶解に利用していない。

以上のごとく、高炉以外の溶解方法は、溶解方
法自体として不備なものであり、かつ溶解炉から
回収されるガスは、鉄鉱石の還元を効率的に行な
うという観点からは、適当なものでなかつた。

一方、従来の鉄鉱石ガス還元炉には代表的なも
のとしてシヤフト炉を用いたものがあるが、シヤ
フト炉においては、一般にそのための特別の還元
ガスの製造装置を必要としており、すなわち天然
ガスの水蒸気による改質（例えばフオスター・ホ
イーラ社法の場合）等特別の燃料を消費するもの
である。

また、鉱石の還元溶解に用いるコークスは、製
銑法において高熱効率、高Fe歩留り、耐火物侵
食防止の役割を果す不可欠の燃料であるが、大規
模な室炉式コークス炉で製造しなければならず高
温なものであつた。

この発明は、前記した従来法の困難を打開し、
高炉法に比し消費エネルギーの軽減、コークス比
並びにコークス製造コストの低域、および低品位
原料の使用をはかることを目的としてなされたも
のである。

この発明の基本思想は、溶解炉において還元性
ガスを生成せしめて還元鉄または半還元鉄を溶解
するとともに、該溶解炉から回収される還元性ガ
スにより鉄鉱石を還元し、生成する還元鉄の顕熱
を利用して成型炭を乾留してコークスを製造する
ことにより、全体としてエネルギー消費が少な
く、かつ低品質の原料の使用を可能とするととも
に、コークス製造コストの大巾低減がはかられる
銑鉄の製造方法および装置である。

すなわち、この発明の銑鉄製造方法は、鉄鉱石
をシヤフト式還元炉において溶解ガス化炉から回
収される還元ガスを用いて還元し、生成する還元
鉄の顕熱を利用して乾留炉で成形炭を乾留し、得
られたコークスと顕熱使用済み還元鉄を溶解ガス
化炉に供給して銑鉄を製造する方法であり、この
溶解ガス化炉において、炭素と水素を主成分とす
る燃料を酸素により燃焼ガス化して一酸化炭素お
よび水素を主成分とする高温ガスを生成させ、コ
ークス充填層を上昇せしめてその上部の還元鉄を
溶解流下させて銑鉄にすると共に、上部から還元
ガスを回収し上記還元炉に供給するものである。

この発明において、溶解ガス化炉を用いた還元
鉄の溶解方法自体については、この出願人の出願
にかかる特願昭56−209851号に記載の方法および
炉を有利に用いる。この溶解ガス化炉は、内部に
ガスと溶銑および溶滓とが向流で通過できる空隙
を備え、その上部に未溶融の半還元鉄および／ま
たは還元鉄を保持するコークス充填層の下部にお
いて酸素と必要に応じ水蒸気とにより炭素および
水素を主成分とする燃料を焼焼ガス化して一酸化
炭素および水素を主成分とする高温ガスを生成さ
せ、該高温ガスを前記コークス充填層内に上昇せ
しめて前記還元鉄を溶解させた後回収するととも
に、還元鉄等が溶解して生成する溶融金属と、鉄
酸化物を含む滓とを上昇高温ガスと向流で前記コ
ークス充填層内で流下させ、流下の過程で溶滓中
の鉄酸化物その他金属酸化物をコークスにより還
元し、コークス中の炭素を溶融金属中に溶解させ
て溶銑となし、生成した溶銑および滓をコークス
充填層下部に収集して抽出することにより溶銑が
製造されるものである。

この溶解ガス化炉による溶銑製造法は、上述の
通り、酸素で炭素と水素を主成分とする燃料を燃
焼ガス化してCOとH₂を主成分とする高温ガスと
しその顕熱を利用してコークスの充填層を介して
この高温ガスにより半還元鉄及び／又は還元鉄の
溶融、溶銑化を行うものであり、本発明において
「溶解ガス化炉」とは、本質上このような工程を
行うための炉を称する。

本発明において、特に明記のない場合、還元鉄
は半還元鉄をも包含する語として用い、鉄鉱石は
塊成鉱等の粒状鉄酸化物を包含する語として用い
る。炭素と水素を主成分とする燃料は、石炭、コ
ークス等の固体燃料、タール、重油等の液体燃
料、又は天然ガス、コークス炉ガス等の気体燃料
であり、石炭、コークス（燃料用）等は通例粉状
にて燃焼室に供給される。

本発明では、酸素と、必要により水蒸気とによ
り炭素と水素を主成分とする燃料をCOとH₂を主
成分とする燃焼ガスにガス化する。その主な理由
は次の通りである。

(1) 生成するガスとしてCOとH₂を主成分とする
高カロリーの高温還元性ガスを得ることがで
き、空気を使用すると生成ガス中のN₂％が高
くなるので好ましくない。

この高温生成還元性ガスを回収して鉄鉱石の
還元に利用することにより全体としてのエネル
ギー効率を向上できる。

(2) 酸素を用いれば常温吹込みにより生成するガ
スとして還元鉄を溶解することのできる高温が
得られるが、空気を利用する場合、約500℃以
上予熱が必要である。

(3) 水蒸気は必要により生成ガスの温度制御を行
い、また、石炭、コークス等の炭素分の多い燃
料を用いる際生成ガス中の水素の富化に資す
る。

(4) 酸素を用いることにより、燃料として石炭、
コークス（特に微粉炭、コークス粉）等を多量
に用いることができる。

前記のコークス充填層内における溶鉄の流下の
過程で、溶滓中の鉄酸化物その他の金属酸化物を
コークスにより環元し、コークス中の炭素を溶鉄
中に溶解させて溶銑となし、生成した溶銑及び滓
をコークス充填層下部に収集して抽出する。

コークス充填層は、還元鉄をその上部に保持
し、上昇高温ガスにより溶解するが、該高温ガス
の顕熱を効果的に利用するのに有用である。この
コークス充填層は、また、還元鉄が溶解して生成
する溶融鉄と、鉄酸化物を含む溶融スラグとを高
温ガスと向流でコークス充填層内を流下させるこ
とにより、鉄酸化物を還元すると共に溶鉄の浸炭
を行わせ、鉄歩留りを高く保ち、かつ、良好な溶
銑を製造することに有用である。

燃焼室で生成する、一酸化炭素及び水素を主成
分とする高温ガスは、石炭を燃料とした場合大略
次の組成になる。

CO：60〜75％、H₂：25〜35％、CO₂＋H₂：約
５％但し、燃料及び水蒸気吹込量等により高温ガス
組成は多少変動する。燃焼室の最高温度は凡そ
2000〜2500℃通例約2300℃である。この場合にお
いて、還元鉄を溶解させた後回収されるガスは、
前記高温ガス（燃焼室で発生）よりもCOがやゝ
増大した組成となり、例えばCO65〜80％、CO₂
＋N₂＝５％、H₂20〜30％であり、温度は、装入
物装入温度、操業条件等に依存するが、通例900
〜1000℃好ましくは約950℃とする。この高カロ
リー高温回収ガスは主として後続のシヤフト式還
元炉に鉄鉱石の還元ガスとして導かれ、残余は、
その他還元ガス、燃料ガスとして、或いは化学原
料ガス等として有利に利用できる。

生成する溶鉄は、通例コークス充填層を（加熱
部として機能）を1500〜1600℃で流下し、成分は
凡そ、C4.5％、Si0.2％、Mn0.2％、P0.12％、
S0.03％（燃料として微粉炭、装入原料として還
元鉄を用いた場合）となり、流下途中において、
適度（塩基度1.0〜1.5程度）に塩基度調節された
溶滓により脱硫されて、下部の湯溜りに収集され
る。

溶解ガス化炉への装入物は、シヤフト式還元炉
で生成する還元鉄を用い、コークス充填層の消耗
の補給としてコークス、さらに滓の流動性、塩基
度調節のため石灰石等の造滓材を装入する。

この装入物として用いる還元鉄又は半還元鉄は
一般に金属化率（M.Fe／T.Ee）約75％以上のも
の（好ましくは80％以上）のもので足り、シヤフ
ト式還元炉の能力とのバランス等を考慮して必要
により鉱石と還元鉄の混合物をも用いることがで
きる。

酸素は、純酸素（99％以上）が好ましいが96〜
97％の工業用酸素、その他コスト等を考慮し、
O₂約90％以上のものも用いられる。

コークス充填層の空隙は、下方から高温ガスが
上昇するとともに、これと向流にて還元鉄が溶解
して生成する溶銑と、鉄酸化物を含む滓とが滴下
できるに十分なものとする。コークスは凡そ径30
mm以上のものを用いるが、炉のサイズ、操業条件
等により可変である。このコークス充填層の高さ
は、溶銑の浸炭、滓中の酸化物の還元等を考慮し
て定められるが、2000t／日の炉で凡そ羽口レベ
ルからの高さ４〜５ｍとなる。

コークス充填層は、その上部に還元鉄、コーク
ス、石灰等の装入物を保持するに十分な強度を備
えるものとし炉中において主体部を成す。但し半
乾留コークスも用いることができる。

コークス充填層の下部には、燃料を燃焼ガス化
させるための燃焼室が適宜羽口の前方に形成され
る。羽口は好ましくはコークス充填層下部周縁部
に放射状に形成される。羽口からの水蒸気吹込み
により、燃焼室（燃焼ガス）温度は所定値にコン
トロールされる。

コークス充填層の断面形状は、炉の断面によつ
て定まるが通例円形ないし多角形となり、各燃焼
室の外方に羽口が開口しており、羽口から燃料、
酸素、必要により水蒸気、さらに所望により石灰
石粉等の造滓剤を吹込む。

コークス充填層の下部中心部は上層部からの荷
重を支え、ガス及び滴下流の通過を確保するよう
適当な径をもつて保持され、その下部には溶銑及
びスラグがその空隙に貯溜される。

コークス充填層は、その下部の燃焼室の壁部を
構成し燃料の燃焼ガス化に伴い消耗されるので一
般に炉頂装入口より還元鉄と共に装入補給する。

なお必要に応じ炉頂装入口から石灰石等の造滓
剤を装入し滓の塩基度、流動性、脱硫効果等を調
節する。

なお、コークス充填層の温度は下で凡そ1800〜
2000℃、上部で凡そ1600〜1650℃となる。

還元鉄はコークスと混合又は交互に炉頂から装
入されコークス充填層の上部に還元鉄（又はコー
クスとの混合）充填層を形成して、下方からの上
昇高温ガスにより加熱され、遂次溶解される。通
気性保持と飛散防止の観点から還元鉄の形状を選
定するが、低ましくは５mm以上のものを用いる。

上述の如き基本構成を有する溶解ガス化炉から
の回収ガスの全部又は一部を次いでシヤフト式還
元炉に送り、ここに装入される鉄鉱石の還元ガス
として用いる。

シヤフト式還元炉としては、高圧で還元可能な
ものを用いることができる。即ち、溶解ガス化炉
の炉内圧の調整により所望の高圧還元ガスを回収
できるからである。シヤフト式還元炉は移動層式
（連続式）が好ましいが、必要に応じ固定層式を
用いることもできる。移動層式還元炉として本発
明に適するのは、例えばMidrex法、Armco法、
Purofer法、新日本製鉄法等である。

移動層式還元炉は、炉体上部に鉱石装入口とガ
ス取出口を、炉体側壁部にガス吹込口を、炉体下
部に還元鉄切出口をそれぞれ有し、炉内に鉱石装
入口から装入する鉄鉱石（粒状鉄酸化物）の充填
層を形成せしめ、還元ガス吹込口から吹込む還元
ガスを前記粒状鉄酸化物層を通して上昇させなが
ら粒状鉄酸化物を還元して粒状還元鉄を生成させ
た後、ガス取出口からガスを回収するようにし、
生成した粒状還元鉄を還元鉄切出口から取出すよ
うに構成したものである。

次に、溶解ガス化炉の燃料として用いるコーク
スは、通常室炉式コークス炉で製造したものを用
いてきたが、この発明ではコークスの製造コスト
の低減をはかるため、前記鉄鉱石還元炉で生成す
る還元鉄の顕熱を利用して成型炭を乾留する方法
をとつたのである。

すなわち、この発明者らの研究により700〜
1200℃の温度を有する還元鉄を用い、圧縮成型さ
れた石炭を乾留して半成コークスを製造すること
が可能であることが判明した。

ここで、半成コークスとは、従来の室炉式コー
クス炉で1000℃以上に加熱乾留されて揮発分が２
％以内に乾留されたコークスに対し、揮発分を２
％、もしくはそれ以上含有するコークスである。

還元鉄の顕熱を利用して成型炭を乾留して半成
コークスを製造する方法としては、大別して次の
２種類が可能なことが判明した。

〔〕間接加熱法この方法は、還元鉄顕熱をガスで回収して得
た高温ガスを用いて成型炭を乾留する方法であ
る。その一例を第１図に示す。

すなわち、シヤフト式熱回収炉３０と、シヤ
フト式乾留炉３１より成り、シヤフト式熱回収
炉３０の上方装入口３２から還元鉄Ｆを装入し
て下方の排出口３３から排出する一方、下方ガ
ス吹込み口３４からガスを吹込み、上方ガス回
収口３５から高温ガスを回収し、その高温ガス
をシヤフト式乾留炉３１の下方ガス吹込み口３
６から吹込み、上方の装入口３７から供給され
る成型炭Ｓを加熱した後、上方のガス回収口３
８から乾留ガスを回収すれば、半成コークスを
下方の排出口３９を通して回収することができ
る。

〔〕直接加熱法この方法は、還元鉄と成型炭を直接混合放置
し、相互の熱交換により成型炭を加熱乾留する
方法であり、以下に示す３種類があげられる。

(i) シヤフト方式この方式は第２図に示すごとく、上方に還
元鉄Ｆと成型炭Ｓの混合物を連続的に装入す
る装置入口４１を有し、下方に還元鉄と半成
コークスを連続的排出する排出口４２を有
し、さらに、上方に乾留ガスを回収するガス
回収口４３を有するシヤフト式の乾留炉４０
を用いる方法であり、装入口４１から装入さ
れる還元鉄Ｆと成型炭Ｓの混合物は約30分な
いしは10時間後に排出口４２から排出される
ように炉内容積を設定する。

(ii) バツチ方式基本的には(i)のシヤフト方式と同じであ
り、その構成は第３図に例示するごとく、還
元鉄Ｆと成型炭Ｓの混合物を供給する装入口
５１を有し、下部に還元鉄と半成コークスを
回収する排出口５２を有し、さらに上部に乾
留生成ガス回収口５３を有する乾留炉５０を
用い、乾留炉内に還元鉄Ｆと成型炭Ｓの混合
物を供給して約30分ないしは１時間保持した
後、同時に排出口５２から還元鉄と半成コー
クスを回収する方式である。この乾留炉を複
数個組み合わせることにより、連続的に供給
される還元鉄と成型炭を用いて半成コークス
を製造することができる。

(iii) グレート方式この方式は第４図に示すごとく、一端に還
元鉄Ｆと成型炭Ｓの混合物を供給する装入口
５１を有し、他端に還元鉄と半成コークスを
回収する排出口５２を有し、内部にグレード
５３を有する炉であつて、シール壁５４には
乾留ガス回収口５５を有し、一端から供給さ
れる還元鉄Ｆと成型炭Ｓを炉内に約30分ない
しは１時間滞在させて他端から排出して半成
コークスを製造する方法である。

第５図に溶解ガス化炉と移動層式還元炉および
シヤフト式乾留炉とを組合せたこの発明の一貫工
程を略示する。

すなわち、１は溶解ガス化炉、２はシヤフト式
還元炉、３はシヤフト式乾留炉、４は還元ガス供
給ライン、５は還元鉄供給ライン、６は還元鉄・
半成コークス供給ラインをそれぞれ示す。

溶解ガス化炉１は、炉体上部に還元鉄、副原料
およびコークスを供給するための装入口１−１と
ガス取出口１−２を有し、炉体下部に出湯滓口１
−３を有し、炉体中央部にガスと溶融金属および
溶滓とが向流で通過できる空隙を有し、その上部
に未溶融の還元鉄を保持するコークス充填層１−
５を有し、該コークス充填層の下部炉体側壁に酸
素および必要により炭素と水素を主成分とする燃
料を吹込む羽口１−４を有し、該羽口前方に燃焼
室１−６を形成して成る円筒形の炉であつて、羽
口１−４から吹込まれる酸素と水蒸気で同時に吹
込まれる微粉炭を燃焼ガス化し、約2000℃〜2500
℃のCOとH₂からなる高温ガスを製造し、その高
温ガスをコークス充填層１−５を通して上方に流
し、装入口１−１から供給される還元鉄を溶解し
た後ガス回収口１−２から還元ガスを回収すると
ともに、溶解した還元鉄をコークス充填層１−５
を通して滴下させ、炉下部の湯溜り１−７に収集
した後、出湯滓口１−３から銑鉄を抽出するよう
になつている。

鉄鉱石を加熱還元して還元鉄を製造するシヤフ
ト式還元炉２は、上部に鉄鉱石供給用の装入口２
−１、ガス回収口２−２を有し、側壁部に還元ガ
ス吹込み口２−３を、下部に還元鉄排出口２−４
を有してなるシヤフト炉で、装入口２−１から連
続的に鉄鉱石を供給して炉内に鉱石充填層２−５
を形成し、還元ガス吹込み口２−３から吹込む還
元ガスにより加熱、還元して還元鉄排出口２−４
から還元鉄を排出するとともに、ガス回収口２−
２からガスを回収する構造となつている。

上記還元炉で生成する還元鉄の顕熱を利用して
成型炭を乾留してコークスを製造するシヤフト式
乾留炉３は、構造的には前記第２図、第３図に示
すものと同様、上部に加熱還元鉄と成型炭を供給
する装入口３−１と、乾留生成ガスを回収するガ
ス回収口３−２を有し、下部に還元族と半成コー
クスを排出する排出口３−３を有する炉３を６基
並設して構成し、各炉内を装入口３−１から供給
される加熱還元鉄と成型炭の混合層３−４として
１時間保持し、生成する乾留ガスをガス回収口３
−２から回収した後、排出口３−３から還元鉄と
半成コークスを排出することにより連続的に半成
コークスを製造するものである。３−５は成型炭
供給ラインである。

すなわち、溶解ガス化炉１のガス取出口１−２
から高圧、高温で取出された還元ガスは、当該供
給ライン４を通りシヤフト式還元炉２のガス吹込
み口２−３より炉内へ吹込まれ、炉内の鉱石を加
熱、還元する。生成する還元鉄は排出口２−４か
ら排出し、還元鉄供給ライン５を通つててシヤフ
ト式乾留炉３の装入口３−１より該乾留炉内へ供
給される。同時に、成型炭供給ライン３−５より
供給される成型炭と混合され、還元鉄の顕熱によ
り成型炭が乾留される。乾留炉３から排出される
還元鉄と半径コークスは、還元鉄・コークス供給
ライン６を介して溶解ガス化炉１の装入口１−２
より炉内に供給され、還元鉄は溶解して出湯滓口
１−３より銑鉄として抽出される。

上記のように、溶解ガス化炉１から回収する還
元ガスを還元炉２の還元ガスとして用いその還元
炉から排出する加熱還元鉄を乾留炉３に使用し、
乾留炉３から排出する還元鉄と半成コークスを溶
解ガス化炉１で使用して溶銑を製造する場合、銑
鉄１トン製造に対して、溶解ガス化炉に装入口１
−１から500℃の金属化率85％、T.Fe75％の還元
鉄1260Kgと、固定炭素83％、揮発物６％、灰分11
％の半成コークス200Kgを装入し、羽口１−４か
ら酸素317Nm³、蒸気35Kgおよび固定炭素399Kgを
吹込めば、出湯滓口１−３から1500℃で含有C45
％、Si0.3％、P0.12％、S0.03％の溶銑１トン
と、溶滓351Kgが抽出され、ガス回収口からは950
℃、CO70％、H₂27％、CO＋N₂3％の還元ガスが
回収される。

また、溶解ガス化炉で回収する還元ガス全量を
シヤフト炉還元ガス吹込み口２−３から吹込み、
T.Fe58％、FeO3％の塊鉱石1630Kgを装入口２−
１から装入すれば、900℃で金属化率85％、T.
Fe75％の還元鉄1260Kgが還元鉄排出口２−４か
ら排出されるとともに、ガス回収口から除湿後で
924Nm²、発熱量1608Kcal／Ｎm³のガスが副生さ
れる。

さらに、シヤフト式還元炉で製造された900℃
の還元鉄1260Kgと共に、固定炭素63％、揮発分29
％、灰分８％で、60mm×60mm×45mm寸法の成型炭
275Kgを混合して、乾留炉の装入口３−１から装
入し、約１時間保持すれば、排出口３−３から約
550℃の還元鉄1260Kgと共に、固定炭素83％、揮
発分６％、灰分11％の半成コークスが排出される
と共に、乾留生成ガスの回収口３−２から75Kgの
乾留ガスが副生される。この乾留ガスを化成処理
すれば、5500Kcal／Ｎm³のガス4.4Nm³と、ター
ル21Kg、軽油1.2Kgが得られる。

そして、乾留炉排出口３−３から排出される還
元鉄と半成コークスを全量、前記溶解ガス化炉の
装入口１−１から該炉内に装入することとなる。

以上のごとく、溶解ガス化炉とシヤフト式還元
炉と乾留炉を組合せた製銑法によれば、結果とし
て鉱石1630Kg、成型炭275Kg、酸素317Nm³、蒸気
32Kg、微粉炭399Kgを用いて、溶銑１トンと共に
シヤフト炉副生ガス1608Kcal／Ｎm³×924Nm³、
乾留炉副生ガス5500Kcal／Ｎm³×44Nm³とタール
21Kgおよび軽油1.2Kgを副生することができる。

他方、溶解ガス化炉とシヤフト炉のみを組合
せ、乾留炉を使用しない製銑法においては、この
発明法と比較して成型炭275Kgを用いない代りに
コークス200Kgを必要とし、かつ乾留炉副生ガス
や副生タール、軽油は得られない。

従つて、この発明法のように乾留炉を使用する
ことにより、コークス炉は不要となり、安価な成
型炭が使用でき、かつ高カロリーのガスやター
ル、軽油を副生することが可能であり、大巾な製
造コストダウンが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明法における成型炭乾
留方法を例示したもので、第１図は間接加熱法、
第２図は直接加熱法におけるシヤフト方式、第３
図は同じくバツチ方式、第４図は同じくグレート
方式をそれぞれ示し、第５図はこの発明法の一実
施例を示す概略図である。１……溶解ガス化炉、１−１……装入口、１−
２……ガス取出口、１−３……出湯滓口、１−４
……羽口、１−５……コークス充填層、１−６…
…燃焼室、１−７……湯溜り、２……シヤフト式
還元炉、２−１……装入口、２−２……ガス回収
口、２−３……還元ガス吹込み口、２−４……還
元鉄排出口、２−５……鉱石充填層、３……シヤ
フト式乾留炉、３−１……装入口、３−２……ガ
ス回収口、３−３……排出口、３−４……混合
層、３−５……成型炭供給ライン、４……還元ガ
ス供給ライン、５……還元鉄供給ライン、６……
還元鉄・コークス供給ライン。

Claims

【特許請求の範囲】１内部にガスと溶銑および溶滓とが向流で通過
できる空隙を備えてその上部に未溶融の還元鉄を
保持するコークス充填層の下部において酸素と必
要に応じて水蒸気とにより炭素および水素を主成
分とする燃料を燃焼ガス化して一酸化炭素および
水素を主成分とする高温ガスを生成させ、該高温
ガスを前記コークス充填層内に上昇せしめて前記
還元鉄を溶解させた後回収すると共に、還元鉄が
溶解して生成する溶融金属と、鉄酸化物を含む滓
とを上昇高温ガスと向流で前記コークス充填層内
で流下させ、流下の過程で溶滓中の鉄酸化物その
他金属酸化物をコークスにより還元し、コークス
中の炭素を溶融金属中に溶解させて溶銑となし、
生成した溶銑および滓をコークス充填層下部に収
集して抽出する溶解ガス化炉により銑鉄を製造す
る方法であつて、前記溶解ガス化炉から回収され
る還元ガスを用いて鉄鉱石をシヤフト式還元炉に
より還元し、生成する還元鉄の顕熱を利用して成
型炭を乾留炉で乾留し、得られたコークスを前記
還元鉄と共に溶解ガス化炉に供給することを特徴
とする銑鉄の製造方法。２炉体上部に還元鉄、副原料およびコークスを
装入するための装入口およびガス取出口を備え、
炉体下部に出湯滓口を備え、炉体中央部にガスと
溶融金属および溶滓とが向流で通過できる空隙を
有し、その上部に未溶融の還元鉄を保持するコー
クス充填層を備え、該コークス充填層の下部炉体
側壁に酸素および必要により炭素と水素を主成分
とする燃料を吹込む羽口を備え、該羽口前方に燃
焼室を形成して炉を構成し、該炉内において前記
コークス充填層の上方に該装入口から装入された
還元鉄、副原料およびコークスの充填層から成る
溶解部と、炉体下部に湯溜りを形成して成る溶解
ガス化炉、前記溶解ガス化炉から回収される還元
ガスにより鉄鉱石を還元するシヤフト式還元炉、
溶解ガス化炉とシヤフト式還元炉とを結ぶ還元ガ
ス供給ライン、前記シヤフト式還元炉で生成した
還元鉄の顕熱を利用して成型炭を乾留する乾留
炉、シヤフト式還元炉と成型炭乾留炉とを結ぶ還
元鉄供給ライン、前記乾留炉で生成したコークス
と顕熱使用済み還元鉄とを溶解ガス化炉に供給す
るコークス・還元鉄供給ラインとから構成するこ
とを特徴とする銑鉄の製造装置。