JPS63114913A - 熱スポンジ鉄の製造方法 - Google Patents
熱スポンジ鉄の製造方法Info
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- JPS63114913A JPS63114913A JP62208066A JP20806687A JPS63114913A JP S63114913 A JPS63114913 A JP S63114913A JP 62208066 A JP62208066 A JP 62208066A JP 20806687 A JP20806687 A JP 20806687A JP S63114913 A JPS63114913 A JP S63114913A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
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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】
本発明は鉄鉱石を直接気体還元してスポンジ鉄を製造す
る方法に関し、そしてより詳細には本発明は、それがま
だ比較的高温であるうちにブリケラティング(br 1
quett ing)するためおよび/またはそれを熱
い状態で直接調質炉または溶融装置等に供給するために
所定の浸炭度を有する熱スポンジ鉄を製造する改良され
た方法に関する。
る方法に関し、そしてより詳細には本発明は、それがま
だ比較的高温であるうちにブリケラティング(br 1
quett ing)するためおよび/またはそれを熱
い状態で直接調質炉または溶融装置等に供給するために
所定の浸炭度を有する熱スポンジ鉄を製造する改良され
た方法に関する。
立て軸形移動床還元反応装置を組込んだ代表的な気体還
元システムは米国特許第3.765.872号、第3.
770.421号、第3.779.741号、および第
3.816.102号中に開示されている。この種のシ
ステムにおいて、その鉄鉱石の還元は天然ガスおよび水
蒸気の混合物についての接触改質により得られる、大部
分が一酸化炭素と水素から成る還元ガスによって行われ
るのが普通である。
元システムは米国特許第3.765.872号、第3.
770.421号、第3.779.741号、および第
3.816.102号中に開示されている。この種のシ
ステムにおいて、その鉄鉱石の還元は天然ガスおよび水
蒸気の混合物についての接触改質により得られる、大部
分が一酸化炭素と水素から成る還元ガスによって行われ
るのが普通である。
この種システムは、立て軸形反応装置の上部に還元帯域
を、そしてその下部に冷却帯域を有する立て軸形反応装
置を含んで構成されるのが典型的である。還元すべき鉱
石は反応装置の頂部に供給され、そしてそれを通過して
下方へ流れるが、最初に還元帯域を通過し、そこでは熱
還元ガスと接触させられ、次いで冷却帯域を通過するが
、そこでは反応装置の底部から除去される前にガス状冷
却剤によって冷却される。還元帯域からの流出ガスはそ
れから水を除去するために冷却され、そして殆どの場合
冷却された流出ガスの大部分は再加熱され、そして還元
帯域へ再循環される。同様に、冷却帯域から抜き出され
た冷却用ガスの少なくとも一部は通常冷却され、かつ冷
却帯域へ再循環されてスポンジ鉄を冷却するか、あるい
は周囲温度を遮断する。
を、そしてその下部に冷却帯域を有する立て軸形反応装
置を含んで構成されるのが典型的である。還元すべき鉱
石は反応装置の頂部に供給され、そしてそれを通過して
下方へ流れるが、最初に還元帯域を通過し、そこでは熱
還元ガスと接触させられ、次いで冷却帯域を通過するが
、そこでは反応装置の底部から除去される前にガス状冷
却剤によって冷却される。還元帯域からの流出ガスはそ
れから水を除去するために冷却され、そして殆どの場合
冷却された流出ガスの大部分は再加熱され、そして還元
帯域へ再循環される。同様に、冷却帯域から抜き出され
た冷却用ガスの少なくとも一部は通常冷却され、かつ冷
却帯域へ再循環されてスポンジ鉄を冷却するか、あるい
は周囲温度を遮断する。
反応装置はその下端に、該反応装置からの冷却したスポ
ンジ鉄の排出を制御するための成る手段、たとえばロー
クリ吐出し弁、振動シュート、コンベヤベルト等を備え
ている。
ンジ鉄の排出を制御するための成る手段、たとえばロー
クリ吐出し弁、振動シュート、コンベヤベルト等を備え
ている。
製鋼において使用されるべきスポンジ鉄は1%乃至4%
の炭素を望ましくは含有しており、好ましいのはそれが
炭素原子、たとえば煤であるよりも炭化第二鉄の形状で
あることである。
の炭素を望ましくは含有しており、好ましいのはそれが
炭素原子、たとえば煤であるよりも炭化第二鉄の形状で
あることである。
成る量の浸炭は上記したタイプの反応装置の還元帯域内
で生ずるが、大部分の所要浸炭は冷却帯域内で予め遂行
されている。
で生ずるが、大部分の所要浸炭は冷却帯域内で予め遂行
されている。
たとえば、補給還元ガス源として米国特許第4、370
.162号中に示されたタイプの非化学量論的リフオー
マ−(ref ormer)を使用したとき、還元帯域
中のスポンジ鉄の浸炭が約0.5%を超えることはない
ようである。スポンジ鉄をして、たとえば炭素2%まで
とするのに必要とされる付加的な浸炭は、天然ガスの形
態であってよいメタンを冷却用ガスであって、該反応装
置の冷却帯域中を循環しているものに導入することによ
り達成されていた。
.162号中に示されたタイプの非化学量論的リフオー
マ−(ref ormer)を使用したとき、還元帯域
中のスポンジ鉄の浸炭が約0.5%を超えることはない
ようである。スポンジ鉄をして、たとえば炭素2%まで
とするのに必要とされる付加的な浸炭は、天然ガスの形
態であってよいメタンを冷却用ガスであって、該反応装
置の冷却帯域中を循環しているものに導入することによ
り達成されていた。
屡々、高温のスポンジ鉄を排出して、製鋼炉へ直接送り
出すこととか、熱スポンジ鉄を直ちに使用できないとき
に溶融装置へ、あるいはこの種反応装置内で生成された
熱スポンジ鉄をブリケラティングするための機械に送り
出すことが望ましい。ブリケラ) (briquett
e)形状の直接還元鉄は、それがより多孔性で、砕は易
く、かつより小さいスポンジ鉄粒子形状である場合より
もその処理および輸送がより容易である。
出すこととか、熱スポンジ鉄を直ちに使用できないとき
に溶融装置へ、あるいはこの種反応装置内で生成された
熱スポンジ鉄をブリケラティングするための機械に送り
出すことが望ましい。ブリケラ) (briquett
e)形状の直接還元鉄は、それがより多孔性で、砕は易
く、かつより小さいスポンジ鉄粒子形状である場合より
もその処理および輸送がより容易である。
更に、スポンジ鉄のブリケラティングは、大気に触れて
貯蔵された場合に鉄が再酸化される傾向を減少させる。
貯蔵された場合に鉄が再酸化される傾向を減少させる。
しかし、上記したように従来の反応装置はスポンジ鉄を
大気温度またはその近傍の温度で送り出す。このような
低温においてブリケラティングすることによる生成物の
高密度化は、達成するのが困難であり、高圧を必要とし
、砕は易い生成物および望ましくない微粉の高い割合の
ものを生成し勝ちである。実用上の事項として、スポン
ジ鉄は、受容可能な物性を有するブリケットを生成する
ために比較的浸炭温度に近いものであるべきである。
大気温度またはその近傍の温度で送り出す。このような
低温においてブリケラティングすることによる生成物の
高密度化は、達成するのが困難であり、高圧を必要とし
、砕は易い生成物および望ましくない微粉の高い割合の
ものを生成し勝ちである。実用上の事項として、スポン
ジ鉄は、受容可能な物性を有するブリケットを生成する
ために比較的浸炭温度に近いものであるべきである。
より具体的に、スポンジ鉄のブリケラティングは好まし
くは約700℃を超えて行われるべきである。スポンジ
鉄の殆どのタイプのものに関してこの温度以下では、典
型的に必要とされる圧力が高過ぎ、その結果ブリケラテ
ィング装置の摩耗が過度なものとなる。更に、スポンジ
鉄を適切に高密度化することが困難になり過ぎる。
くは約700℃を超えて行われるべきである。スポンジ
鉄の殆どのタイプのものに関してこの温度以下では、典
型的に必要とされる圧力が高過ぎ、その結果ブリケラテ
ィング装置の摩耗が過度なものとなる。更に、スポンジ
鉄を適切に高密度化することが困難になり過ぎる。
密度が少なくとも5g/ciを有するブリケットが取り
扱いの便利さ並びに不動態化(passivation
)に関して望ましい。密度の高いブリケットは露出表面
、より低い気孔率を減少させ、そして破砕ならびに微粉
生成をより少なくさせる傾向を有する。
扱いの便利さ並びに不動態化(passivation
)に関して望ましい。密度の高いブリケットは露出表面
、より低い気孔率を減少させ、そして破砕ならびに微粉
生成をより少なくさせる傾向を有する。
熱ブリケラティングに適切な温度、典型的には600°
乃至800℃におけるスポンジ鉄の製造は、全く高温に
おいて従来の反応装置の冷却帯域を作動させるという問
題ではない。上に指摘したように、反応装置の冷却帯域
は冷却作用ならびに浸炭作用の双方を遂行するものであ
り、流量の適切なバランス、冷却用ガスの適切な組成お
よび温度が維持されねばならず、その結果この二元作用
が達成されるものである。従来用いられた反応装置の作
動条件では、熱ブリケラティングに関する最適温度なら
びに所望浸炭度双方を満足するスポンジ鉄の製造は不可
能であった。
乃至800℃におけるスポンジ鉄の製造は、全く高温に
おいて従来の反応装置の冷却帯域を作動させるという問
題ではない。上に指摘したように、反応装置の冷却帯域
は冷却作用ならびに浸炭作用の双方を遂行するものであ
り、流量の適切なバランス、冷却用ガスの適切な組成お
よび温度が維持されねばならず、その結果この二元作用
が達成されるものである。従来用いられた反応装置の作
動条件では、熱ブリケラティングに関する最適温度なら
びに所望浸炭度双方を満足するスポンジ鉄の製造は不可
能であった。
従って、本発明の目的は所定の浸炭度および金属化を伴
う熱スポンジ鉄を製造する改良された方法を提供するこ
とにある。
う熱スポンジ鉄を製造する改良された方法を提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は熱ブリケラティングに関し望ましい
特性を有するスポンジ鉄を製造する方法を提供すること
にある。
特性を有するスポンジ鉄を製造する方法を提供すること
にある。
別の本発明の目的はブリケットしたスポンジ鉄を製造す
る改良された方法を提供することにある。
る改良された方法を提供することにある。
本発明の他の目的はある程度明らかであろうし、また幾
分は以下に指摘するものとする。
分は以下に指摘するものとする。
本発明は、従来の非化学量論的リフオーマ−を補給ガス
源として使用する場合、天然ガスの形態であってよいメ
タンの所定の流れを還元ガスであって、還元帯域内のス
ポンジ鉄の十分な所望浸炭を遂行することが可能である
という本出願人の発見に基づくものである。本発明の実
施に際して粒状鉄鉱石を、垂直に整列された移動床反応
装置であって、還元ガスループの部分を形成し、これを
経由して還元ガスを循環する従来の還元帯域を備えるも
のに供給する。
源として使用する場合、天然ガスの形態であってよいメ
タンの所定の流れを還元ガスであって、還元帯域内のス
ポンジ鉄の十分な所望浸炭を遂行することが可能である
という本出願人の発見に基づくものである。本発明の実
施に際して粒状鉄鉱石を、垂直に整列された移動床反応
装置であって、還元ガスループの部分を形成し、これを
経由して還元ガスを循環する従来の還元帯域を備えるも
のに供給する。
還元ガスは、それが還元帯域中に入る前に加熱され、か
つ冷却され、そしてそれが還元帯域を去った後、脱水(
かつ好ましくは二酸化炭素により浄化)される。適当な
供給源、たとえば接触リフオーマ−からの補給ガス流で
あって、大部分が一酸化炭素と水素からなるものがルー
プに供給される。本発明によれば、還元帯域内で生成す
る浸炭の量は、メタンまたは天然ガスの別な流れを還元
ガスループに供給することにより増加せしめられる。メ
タンはリフオーマ−からの従来の補給ガス流およびルー
プに供給された混合物と混合してもよく、あるいはそれ
を別にループに添加してもよい。
つ冷却され、そしてそれが還元帯域を去った後、脱水(
かつ好ましくは二酸化炭素により浄化)される。適当な
供給源、たとえば接触リフオーマ−からの補給ガス流で
あって、大部分が一酸化炭素と水素からなるものがルー
プに供給される。本発明によれば、還元帯域内で生成す
る浸炭の量は、メタンまたは天然ガスの別な流れを還元
ガスループに供給することにより増加せしめられる。メ
タンはリフオーマ−からの従来の補給ガス流およびルー
プに供給された混合物と混合してもよく、あるいはそれ
を別にループに添加してもよい。
生成物スポンジ鉄中の浸炭度は、還元帯域に加えられた
メタンの量によって直接変化するので、本発明によれば
メタンの流れを調整することによりスポンジ鉄生成物中
の所望浸炭度の達成が可能であることが更に見出された
。必要な浸炭が全て還元帯域内で行われるので、それが
、たとえば調質炉または溶融装置に直接供給されるか、
中間貯蔵用にブリケットとされるかに従って、スポンジ
鉄はそれか還元帯域を去って行く温度において使用する
こともできるし、それとは関係なく制御可能な温度に冷
却することもできる。この方法を利用する際の代表的な
スポンジ鉄生成物温度は、600°乃至900℃のオー
ダーのものである。
メタンの量によって直接変化するので、本発明によれば
メタンの流れを調整することによりスポンジ鉄生成物中
の所望浸炭度の達成が可能であることが更に見出された
。必要な浸炭が全て還元帯域内で行われるので、それが
、たとえば調質炉または溶融装置に直接供給されるか、
中間貯蔵用にブリケットとされるかに従って、スポンジ
鉄はそれか還元帯域を去って行く温度において使用する
こともできるし、それとは関係なく制御可能な温度に冷
却することもできる。この方法を利用する際の代表的な
スポンジ鉄生成物温度は、600°乃至900℃のオー
ダーのものである。
鉄鉱石の直接気体還元のための還元システムに対しメタ
ンを供給することに関する一般的なアイデアは従来技術
中に開示されているが、還元ガスループにメタンの制御
可能な流れを添加して、還元帯域内で達成すべき全ての
所望浸炭を行わせ、そして十分に浸炭した高温スポンジ
鉄を反応装置から除去させることは新規であると考えら
れる。例えば、米国特許第4.054.444号は反応
装置システムを開示しており、そこではメタンまたはメ
タンと冷却された上部ガスとの混合物が還元帯域下方の
緩衝帯域中に導入され、そして冷却帯域からの上方へ流
れるガスと混合されている。添加されたメタンは、該特
許中で教示されるように吸熱性であり、従ってスポンジ
鉄を冷却する反応によって緩衝帯域中の一酸化炭素およ
び水素に関して改質される。従って、この先行技術方法
は本出願人の方法によっては達成可能である、十分に浸
炭した熱スポンジ鉄を生成することができない。
ンを供給することに関する一般的なアイデアは従来技術
中に開示されているが、還元ガスループにメタンの制御
可能な流れを添加して、還元帯域内で達成すべき全ての
所望浸炭を行わせ、そして十分に浸炭した高温スポンジ
鉄を反応装置から除去させることは新規であると考えら
れる。例えば、米国特許第4.054.444号は反応
装置システムを開示しており、そこではメタンまたはメ
タンと冷却された上部ガスとの混合物が還元帯域下方の
緩衝帯域中に導入され、そして冷却帯域からの上方へ流
れるガスと混合されている。添加されたメタンは、該特
許中で教示されるように吸熱性であり、従ってスポンジ
鉄を冷却する反応によって緩衝帯域中の一酸化炭素およ
び水素に関して改質される。従って、この先行技術方法
は本出願人の方法によっては達成可能である、十分に浸
炭した熱スポンジ鉄を生成することができない。
米国特許第4.439.233号は、還元ガスループを
備え、これに対してメタンとプレフォームした補給ガス
の双方を添加する還元システムを開示している。しかし
ながら、このシステムにおいては、ループが化学量論的
リフオーマ−を組込んでおり、そしてメタンはその中に
おける改質についてリフオーマ−に関し、供給ガスに対
してのみ添加されるものである。従って、そこにはルー
プを経由し、還元帯域へ制御可能に供給されて、還元帯
域中の浸炭量を調整するメタンの流れは存在しない。更
に、該特許中には浸炭制御についての教示は全く見られ
ない。
備え、これに対してメタンとプレフォームした補給ガス
の双方を添加する還元システムを開示している。しかし
ながら、このシステムにおいては、ループが化学量論的
リフオーマ−を組込んでおり、そしてメタンはその中に
おける改質についてリフオーマ−に関し、供給ガスに対
してのみ添加されるものである。従って、そこにはルー
プを経由し、還元帯域へ制御可能に供給されて、還元帯
域中の浸炭量を調整するメタンの流れは存在しない。更
に、該特許中には浸炭制御についての教示は全く見られ
ない。
本明細書および添付図面中に、本出願人は本発明の数個
の好ましい実施態様を記載し、かつ各種の代替およびそ
れらに対する変形を示唆したが、これらは検討し尽くさ
れることを意図するものではなく、多くの変化および変
形を本発明の範囲内で行い得るものであることが理解さ
れるべきである。本明細書中の示唆は、他の当業者が本
発明およびその原理をより十分に理解し、そしてひいて
はそれを変形することができ、かつ色々な形態で例示す
ることが可能で、そのそれぞれを特定使用の条件に最も
良く適合させるために、例示の目的に関して選択かつ包
含されるものである。
の好ましい実施態様を記載し、かつ各種の代替およびそ
れらに対する変形を示唆したが、これらは検討し尽くさ
れることを意図するものではなく、多くの変化および変
形を本発明の範囲内で行い得るものであることが理解さ
れるべきである。本明細書中の示唆は、他の当業者が本
発明およびその原理をより十分に理解し、そしてひいて
はそれを変形することができ、かつ色々な形態で例示す
ることが可能で、そのそれぞれを特定使用の条件に最も
良く適合させるために、例示の目的に関して選択かつ包
含されるものである。
図面を参照すると、符号10は一般に立て軸形反応装置
を示し、これはその上部に還元帯域12を有している。
を示し、これはその上部に還元帯域12を有している。
還元すべき鉱石は仕口14を介して反応装置の頂部に入
り、そして帯域12内の熱還元ガスによりスポンジ鉄に
還元される。まだ熱いにも拘らず、スポンジ鉄生成物は
従来の吐出し弁16〈高温使用に適合させたもの)を経
由して反応装置を去り、そしてこれは従来のブリケラテ
ィング装置18によってブリケットにされる。
り、そして帯域12内の熱還元ガスによりスポンジ鉄に
還元される。まだ熱いにも拘らず、スポンジ鉄生成物は
従来の吐出し弁16〈高温使用に適合させたもの)を経
由して反応装置を去り、そしてこれは従来のブリケラテ
ィング装置18によってブリケットにされる。
図面の左方部を参照すれば、鉱石を還元する還元ガスは
、水蒸気と天然ガス(主としてメタン)とから成る混合
物を大部分が一酸化炭素および水素から構成される還元
ガスに接触転化させることによりリフオーマ−ユニット
20内で知られた方法により生成される。このリオーマ
ーは、スタック26と連通ずる加熱室24内に配置され
た触媒充填チューブ22から成るバンクを含んで構成さ
れる。この触媒チμmブは、バーナー28により加熱さ
れ、そしてスタック26を経由してリフオーマ−を去る
燃焼性生成物によって外部的に加熱される。
、水蒸気と天然ガス(主としてメタン)とから成る混合
物を大部分が一酸化炭素および水素から構成される還元
ガスに接触転化させることによりリフオーマ−ユニット
20内で知られた方法により生成される。このリオーマ
ーは、スタック26と連通ずる加熱室24内に配置され
た触媒充填チューブ22から成るバンクを含んで構成さ
れる。この触媒チμmブは、バーナー28により加熱さ
れ、そしてスタック26を経由してリフオーマ−を去る
燃焼性生成物によって外部的に加熱される。
水蒸気/メタン混合物を生成するための水蒸気はパイプ
30を介してシステムに入り、そして触媒チューブ出口
ガスと熱交換関係をもって熱交換器32を通過し、次い
でパイプ34を通過してスタック26内のコイル36に
達し、そこで更に加熱される。スタック2Gを去った直
後に、その水蒸気はパイプ38を経由してシステムに入
るメタンと混合される。水蒸気/メタン混合物はスタツ
ク26内のコイル40中で加熱され、そしてパイプ42
を通過して触媒チューブ22に至り、そこで上記したよ
うに一酸化炭素および水素に転化される。天然ガス中に
含まれた他の炭化水素もまた、同時に改質される。この
ようにして生成された還元ガスは、その熱の一部を熱交
換器32中に入って来る水蒸気に付与し、次いでそれは
冷却器44内の急冷によって脱水され、そこから流量調
節計46を通過して補給ガス供給パイプ48に至るが、
これは今や説明すべき図面の右方部分における還元ガス
ループに導くためのものである。
30を介してシステムに入り、そして触媒チューブ出口
ガスと熱交換関係をもって熱交換器32を通過し、次い
でパイプ34を通過してスタック26内のコイル36に
達し、そこで更に加熱される。スタック2Gを去った直
後に、その水蒸気はパイプ38を経由してシステムに入
るメタンと混合される。水蒸気/メタン混合物はスタツ
ク26内のコイル40中で加熱され、そしてパイプ42
を通過して触媒チューブ22に至り、そこで上記したよ
うに一酸化炭素および水素に転化される。天然ガス中に
含まれた他の炭化水素もまた、同時に改質される。この
ようにして生成された還元ガスは、その熱の一部を熱交
換器32中に入って来る水蒸気に付与し、次いでそれは
冷却器44内の急冷によって脱水され、そこから流量調
節計46を通過して補給ガス供給パイプ48に至るが、
これは今や説明すべき図面の右方部分における還元ガス
ループに導くためのものである。
ここに示す一般的なタイプの鉱石還元システムにおいて
、反応装置の還元帯域を通過する還元ガスの可成りの部
分を再循環させることが慣用的である。還元帯域12を
去る使用済みガスは、このようにしてパイプ50を経由
してループ内に流入し、急冷装置52に達し、そこで冷
却かつ脱水され、次いでパイプ54を介してコンプレッ
サー56に至る。再循環ガスの一部は、背圧調整装置6
0を含むパイプ58を経由してループから引き出され、
そして貯蔵の適切な地点へ移されるか、燃料等として使
用されるか、あるいは大気中へガス抜きされる。背圧調
整装置60は反応装置10ならびに関連装置を所望圧力
に維持するために役立つものである。除去された部分が
還元ガスループ内の窒素の蓄積あるいは他の不所望ガス
の過剰量を阻止する。
、反応装置の還元帯域を通過する還元ガスの可成りの部
分を再循環させることが慣用的である。還元帯域12を
去る使用済みガスは、このようにしてパイプ50を経由
してループ内に流入し、急冷装置52に達し、そこで冷
却かつ脱水され、次いでパイプ54を介してコンプレッ
サー56に至る。再循環ガスの一部は、背圧調整装置6
0を含むパイプ58を経由してループから引き出され、
そして貯蔵の適切な地点へ移されるか、燃料等として使
用されるか、あるいは大気中へガス抜きされる。背圧調
整装置60は反応装置10ならびに関連装置を所望圧力
に維持するために役立つものである。除去された部分が
還元ガスループ内の窒素の蓄積あるいは他の不所望ガス
の過剰量を阻止する。
ブロアー56からの排出によって、再循環ガスはバイブ
ロ2、二酸化炭素除去ユニット64、パイプ66、ヒー
ター70のコイル68、そしてパイプ72を順次通過す
るが、前記ヒーター70においては、前記ガスが好まし
くは温度約900℃乃至950℃に加熱され、また前記
パイプ72は熱還元ガスを帯域12の底部に導いて還元
ガスループを完成させる。図示のように、リフオーマ−
20からの新鮮な還元ガスはパイプ48を経由してパイ
プ66に至り、そこで再循環ガスと混合され、そしてこ
の混合ガスは反応装置の帯域12に供給される以前にヒ
ーター70内で加熱される。
ロ2、二酸化炭素除去ユニット64、パイプ66、ヒー
ター70のコイル68、そしてパイプ72を順次通過す
るが、前記ヒーター70においては、前記ガスが好まし
くは温度約900℃乃至950℃に加熱され、また前記
パイプ72は熱還元ガスを帯域12の底部に導いて還元
ガスループを完成させる。図示のように、リフオーマ−
20からの新鮮な還元ガスはパイプ48を経由してパイ
プ66に至り、そこで再循環ガスと混合され、そしてこ
の混合ガスは反応装置の帯域12に供給される以前にヒ
ーター70内で加熱される。
本発明に従って、メタンまたはメタン含有ガスは還元ガ
スループ内に導入される。このようにして、パイプ38
を通過する天然ガスの一部は調整弁76を備えるパイプ
74を経由してわきへ逸らされ、そしてパイプ48に送
られる。リフオーマ−20からの補給ガスとの混合物中
の添加メタンはパイプ66中の再循環ガスと組み合わさ
れ、そして得られた混合物がパイプ72を介して還元帯
域12へ供給される前に、ヒーター70のコイル68中
で加熱される。採用される還元ガス供給温度は、直接還
元法に関して、たとえば850℃乃至950℃が慣用的
である。
スループ内に導入される。このようにして、パイプ38
を通過する天然ガスの一部は調整弁76を備えるパイプ
74を経由してわきへ逸らされ、そしてパイプ48に送
られる。リフオーマ−20からの補給ガスとの混合物中
の添加メタンはパイプ66中の再循環ガスと組み合わさ
れ、そして得られた混合物がパイプ72を介して還元帯
域12へ供給される前に、ヒーター70のコイル68中
で加熱される。採用される還元ガス供給温度は、直接還
元法に関して、たとえば850℃乃至950℃が慣用的
である。
上に指摘したように、生成物スポンジ鉄の浸炭量は添加
するメタンの量により直接的に変動することが判明して
いる。しかし、この関係を正確に特定することが可能で
あるとは理解されていない。それは厳密な比例関係を有
するものではないし、また処理される鉱石の性質ならび
に反応装置における操業条件のようなファクターの関数
として変動するものだからである。本発明により得るこ
とができる結果を例示するために、異なった浸炭量を有
するスポンジ鉄生成物を生成した条件の組をもって以下
に実箱例を示す。
するメタンの量により直接的に変動することが判明して
いる。しかし、この関係を正確に特定することが可能で
あるとは理解されていない。それは厳密な比例関係を有
するものではないし、また処理される鉱石の性質ならび
に反応装置における操業条件のようなファクターの関数
として変動するものだからである。本発明により得るこ
とができる結果を例示するために、異なった浸炭量を有
するスポンジ鉄生成物を生成した条件の組をもって以下
に実箱例を示す。
実施例 1
金属化92,1%、炭化第二鉄として炭素含有量0.6
3%、全鉄含有193.4%および吐出し温度750℃
を伴うスポンジ鉄生成物を反応装置内で生成するが、こ
の場合還元ガスの人口温度は775℃、そして流出ガス
温度は450℃であった。Fl乃至Flと固定される7
種類のガス流の流量と組成を以下の第1表中に示す。こ
れら7種類の流れの位置は図面上に示す。
3%、全鉄含有193.4%および吐出し温度750℃
を伴うスポンジ鉄生成物を反応装置内で生成するが、こ
の場合還元ガスの人口温度は775℃、そして流出ガス
温度は450℃であった。Fl乃至Flと固定される7
種類のガス流の流量と組成を以下の第1表中に示す。こ
れら7種類の流れの位置は図面上に示す。
表中、ガス流は生成したスポンジ鉄の標準立法メートル
/メートルトンにより表される。ガス組成はモル百分率
で示される。
/メートルトンにより表される。ガス組成はモル百分率
で示される。
第1表
PI F2 F3 F4 F5 F6 F
7流量 667 2415 1943 1879 6
4 1748 0.0H274,772,967,56
7,567,572,40,OC[l 12.5
10.1 8.5 8.5 B、5 9.1
0.0CO29,22,66,86,86,80,
00,0CH41,910,612,912,912,
913,90,0C2H60,00,00,00,00
,00,00,ON2 0.2 2.1 2.6 2
.6 2.6 2.8 0.0H2D 1.5 1.
7 1.7 1.7 1.7 1.7 0.0実施例
2 金属化93,1%、炭素含有量2.31%、全鉄含有量
92.6%および吐出し温度750℃を伴うスポンジ鉄
生成物を、還元ガス温度775℃をもって供給され、か
つ流出温度440℃である反応装置内で生成した。7種
類のガス流量1乃至F7の流量および組成を以下に示す
。
7流量 667 2415 1943 1879 6
4 1748 0.0H274,772,967,56
7,567,572,40,OC[l 12.5
10.1 8.5 8.5 B、5 9.1
0.0CO29,22,66,86,86,80,
00,0CH41,910,612,912,912,
913,90,0C2H60,00,00,00,00
,00,00,ON2 0.2 2.1 2.6 2
.6 2.6 2.8 0.0H2D 1.5 1.
7 1.7 1.7 1.7 1.7 0.0実施例
2 金属化93,1%、炭素含有量2.31%、全鉄含有量
92.6%および吐出し温度750℃を伴うスポンジ鉄
生成物を、還元ガス温度775℃をもって供給され、か
つ流出温度440℃である反応装置内で生成した。7種
類のガス流量1乃至F7の流量および組成を以下に示す
。
第■表
PI F2 F3 F4 F5 F6 F
7流量 650 2410 1919 1860 5
9 1740 19H274,472,367,867
,867,872,40,OCo 12.6 9.2
7.5 7.5 7.5 8.0 0.OCD□ 9
.5 2.5 6.2 6.2 6.2 0.0 0.
8CH,1,711,713゜6 13.6 13.6
14.591.8C2L O,00,10,00,
00,00,06,3C,H,0,00,00,00,
00,00,00,4N20.3 2.7 3.4 3
.4 3.4 3.6 0.7H201,51,51,
51,51,51゜50.0実施例 3 炭素含有量1.8%および吐出し温度800℃を伴うス
ポンジ鉄生成物を、供給ガス温度925℃および流出ガ
ス温度430℃を有する反応装置内で生成した。ガス流
量1乃至F7の流量および該ガス流のいくつかのものの
組成を以下に示す。
7流量 650 2410 1919 1860 5
9 1740 19H274,472,367,867
,867,872,40,OCo 12.6 9.2
7.5 7.5 7.5 8.0 0.OCD□ 9
.5 2.5 6.2 6.2 6.2 0.0 0.
8CH,1,711,713゜6 13.6 13.6
14.591.8C2L O,00,10,00,
00,00,06,3C,H,0,00,00,00,
00,00,00,4N20.3 2.7 3.4 3
.4 3.4 3.6 0.7H201,51,51,
51,51,51゜50.0実施例 3 炭素含有量1.8%および吐出し温度800℃を伴うス
ポンジ鉄生成物を、供給ガス温度925℃および流出ガ
ス温度430℃を有する反応装置内で生成した。ガス流
量1乃至F7の流量および該ガス流のいくつかのものの
組成を以下に示す。
第■表
PI F2 F3 F4 F5
F6 F7流量 500 2200 2305 1
784 90 1640 60H270,7071
,6855,6968,566g、5674.58o、
07CO17,0611,507,649,409,4
010,230,00co23.70 2.47 7.
09 8.71 8.71 0.70 7.23CH,
3,2412,549,6611,891i、g912
.9379.36C21(60,000,240,00
0,000,000,008,58C3H,0,000
,100,000,000,000,003,62C4
H1o o、oo o、oo o、oo o、
oo o、oo o、oo O,87C5H,2
0,000,000,000,000,000,000
,20H201,281,2619,741,231,
231,330,0ON20.02 0.18 0.i
8 0.21 0.21 0.23 0.07前述の記
載から、本発明がブリケラティングに適した温度で所定
、所望の浸炭度を有するスポンジ鉄を製造するための能
率の良い、効果的な方法を提供するものであることが明
白である筈である。本発明はまた、製鋼炉、溶融装置等
に直接供給するための適切に浸炭したスポンジ鉄を90
0℃のオーダーの温度で製造するために利用することも
できる。本発明のより広い特徴の一つにおいて、その他
の浸炭源、たとえばガス化装置ガス、プロセスガス、粉
末木炭、低級炭化水素ガス等を、メタンまたは天然ガス
の代わりに、あるいはそれに加えて使用してもよい。
F6 F7流量 500 2200 2305 1
784 90 1640 60H270,7071
,6855,6968,566g、5674.58o、
07CO17,0611,507,649,409,4
010,230,00co23.70 2.47 7.
09 8.71 8.71 0.70 7.23CH,
3,2412,549,6611,891i、g912
.9379.36C21(60,000,240,00
0,000,000,008,58C3H,0,000
,100,000,000,000,003,62C4
H1o o、oo o、oo o、oo o、
oo o、oo o、oo O,87C5H,2
0,000,000,000,000,000,000
,20H201,281,2619,741,231,
231,330,0ON20.02 0.18 0.i
8 0.21 0.21 0.23 0.07前述の記
載から、本発明がブリケラティングに適した温度で所定
、所望の浸炭度を有するスポンジ鉄を製造するための能
率の良い、効果的な方法を提供するものであることが明
白である筈である。本発明はまた、製鋼炉、溶融装置等
に直接供給するための適切に浸炭したスポンジ鉄を90
0℃のオーダーの温度で製造するために利用することも
できる。本発明のより広い特徴の一つにおいて、その他
の浸炭源、たとえばガス化装置ガス、プロセスガス、粉
末木炭、低級炭化水素ガス等を、メタンまたは天然ガス
の代わりに、あるいはそれに加えて使用してもよい。
パイプ74からの浸炭ガスは、C02除去ユニツト64
およびヒーター70間の第一ガス流のループ中に供給さ
れ、混合され、あるいは混合されないのが最適である。
およびヒーター70間の第一ガス流のループ中に供給さ
れ、混合され、あるいは混合されないのが最適である。
広く考えれば、この供給はCD□除去ユニットに先行し
て、冷却した第一ガス流に対して可能である(それはF
lおよびFlが現存するCD□を伴うからである)。し
かしながら、このことはCO2ユニットの寸法ならびに
コストを増加させることになり、しかも微量の付加的C
O2の除去によっては十分なコスト的利益が得られない
。
て、冷却した第一ガス流に対して可能である(それはF
lおよびFlが現存するCD□を伴うからである)。し
かしながら、このことはCO2ユニットの寸法ならびに
コストを増加させることになり、しかも微量の付加的C
O2の除去によっては十分なコスト的利益が得られない
。
図は、本発明の好ましい実施態様(ここでは、熱ブリケ
ラティングに関して用いられる)を実施するために使用
可能な装置を線図的に示しており、ここにおいて天然ガ
スの調整された流れが還元ガスループ内へ導入されて、
スポンジ鉄生成物の所望浸炭を生成するものである。 符号の説明 10・・・立て軸形反応装置 12・・・還元帯域18
・・・ブリケラティング装置 20・・・リフオーマ−ユニット 24・・・加熱室 32・・・熱交換器44・・・
冷却器 64・・・二酸化炭素除去ユニット70・
・・ヒーター 手 続 補 正 書 (方式)昭和62年1
2月1日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 名称 ヒルサ・ニスーニーφデ・シー・ブイ4、代
理人(〒102) 住 所 東京都千代田区一番町22−1一番町セントラ
ルビルディング 電話(03)263−7676 (代表)昭和62年1
1月24日(発送日) 6、?+li正の対象 明細書の図面の簡単な説明の瀾及び図面7、補正の内容 (1)明細書第23頁第5行目に記載の[図は2を、「
第1図は」に補正する。 (2)図面を別紙の通り補正する。 なお、特許出願人の代表音名を記載した適正な願書及び
代理権を証明する書面につきましては、昭和62年10
月8日付の手続補正書によって提出済です。 8、添付書類の目録
ラティングに関して用いられる)を実施するために使用
可能な装置を線図的に示しており、ここにおいて天然ガ
スの調整された流れが還元ガスループ内へ導入されて、
スポンジ鉄生成物の所望浸炭を生成するものである。 符号の説明 10・・・立て軸形反応装置 12・・・還元帯域18
・・・ブリケラティング装置 20・・・リフオーマ−ユニット 24・・・加熱室 32・・・熱交換器44・・・
冷却器 64・・・二酸化炭素除去ユニット70・
・・ヒーター 手 続 補 正 書 (方式)昭和62年1
2月1日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 名称 ヒルサ・ニスーニーφデ・シー・ブイ4、代
理人(〒102) 住 所 東京都千代田区一番町22−1一番町セントラ
ルビルディング 電話(03)263−7676 (代表)昭和62年1
1月24日(発送日) 6、?+li正の対象 明細書の図面の簡単な説明の瀾及び図面7、補正の内容 (1)明細書第23頁第5行目に記載の[図は2を、「
第1図は」に補正する。 (2)図面を別紙の通り補正する。 なお、特許出願人の代表音名を記載した適正な願書及び
代理権を証明する書面につきましては、昭和62年10
月8日付の手続補正書によって提出済です。 8、添付書類の目録
Claims (10)
- (1)還元すべき鉱石を下記還元帯域の上部に供給する
工程と、大部分が一酸化炭素と水素から成る第一のガス
流を下記還元ガスループを経由して循環させる工程と、
前記第一のガス流を、それが前記還元帯域中に入る前に
加熱し、かつそれが前記還元帯域を去った後に冷却およ
び脱水する工程と、補給ガスとして前記ループに、第二
のガス流であって、前記還元帯域のための一酸化炭素お
よび水素源としてその大部分が機能するものを供給する
工程とを含んで成り、それを経由して還元ガスが循環す
る還元ガスループの部分を形成する還元帯域を備える垂
直に整列された移動床反応装置内で高温において粒状鉄
鉱石からスポンジ鉄を製造する方法において、大部分が
メタンから成る第三のガス流を送り込んで前記ループに
対し、該メタンを実質的に改質されていない還元帯域中
へ導入し、そしてこのように入手し得るものが前記メタ
ンをして前記還元帯域においてスポンジ鉄を浸炭させる
ようなやり方で供給する工程と、前記還元帯域に対する
メタンの流れを調整して前記スポンジ鉄中の所定浸炭度
を維持する工程と、所定の度合いに浸炭させた熱スポン
ジ鉄を前記反応装置から取り出す工程とを特徴とする方
法。 - (2)更に、大部分が一酸化炭素と水素から成る改質ガ
スであって、前記第二のガス流を構成するものを生成さ
せる工程を含んで成る特許請求の範囲第1項記載の方法
。 - (3)前記第二および第三のガス流が混合され、次いで
それらが前記冷却した第一のガス流に供給される特許請
求の範囲第1項または第2項記載の方法。 - (4)前記第二および第三のガス流が別々に前記冷却し
た第一のガス流に供給される特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の方法。 - (5)前記第三のガス流が天然ガスである前記特許請求
の範囲のいずれかに記載の方法。 - (6)前記第三のガス流が、スポンジ鉄の0.5%乃至
4.0%の浸炭を生成する割合で前記ループに対し供給
される前記特許請求の範囲のいずれかに記載の方法。 - (7)反応装置から取り出された熱スポンジ鉄がブリケ
ットになっている前記特許請求の範囲のいずれかに記載
の方法。 - (8)反応装置へ供給したとき、前記第一のガス流のガ
ス温度が850℃乃至950℃である前記特許請求の範
囲のいずれかに記載の方法。 - (9)更に、前記冷却した第一のガス流から二酸化炭素
を除去する工程を含んで構成される前記特許請求の範囲
のいずれかに記載の方法。 - (10)反応装置から除去された熱スポンジ鉄が、温度
600℃乃至800℃でブリケットとされる特許請求の
いずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US898940 | 1986-08-21 | ||
US06/898,940 US4834792A (en) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Method for producing hot sponge iron by introducing hydrocarbon for carburizing into reduction zone |
Publications (2)
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