JPS6325045B2 - - Google Patents

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JPS6325045B2
JPS6325045B2 JP3107281A JP3107281A JPS6325045B2 JP S6325045 B2 JPS6325045 B2 JP S6325045B2 JP 3107281 A JP3107281 A JP 3107281A JP 3107281 A JP3107281 A JP 3107281A JP S6325045 B2 JPS6325045 B2 JP S6325045B2
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JP
Japan
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gas
blast furnace
reducing
sponge iron
reducing agent
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JP3107281A
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Japanese (ja)
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JPS57149404A (en
Inventor
Santen Suben
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ESU KAA EFU SUTEIIRU ENG AB
Original Assignee
ESU KAA EFU SUTEIIRU ENG AB
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Publication date
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  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 石炭は最も豊富で安価なエネルギ製造原料であ
るという事実にもかかわらず、当該石炭はこれ迄
スポンジ鉄の製造における還元剤として極めて限
られた程度にしか用いられていない。この状況は
石炭に関して価格とエネルギ含有量との間に好ま
しい関係があるにもかかわらず存在している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Despite the fact that coal is the most abundant and cheapest raw material for energy production, it has hitherto been used to a very limited extent as a reducing agent in the production of sponge iron. . This situation exists despite the favorable relationship between price and energy content for coal.

石炭が還元剤として用いられるスポンジ鉄の慣
用の製造方法には次のものがある。
Conventional methods for producing sponge iron in which coal is used as the reducing agent include:

(イ) 回転炉法。これにおいては石炭が傾斜回転炉
において還元されるべき鉱石とともに用いられ
る。この方法の困難な点は、主として運動エネ
ルギの故に、好ましくは1000℃である比較的高
温度により作業を行なう必要があり、この温度
においては材料が反応チヤンバ内において目詰
まりし、堆積するという著しい問題点が生ず
る。
(a) Rotary furnace method. In this, coal is used together with the ore to be reduced in an inclined rotary furnace. The difficulty of this process, primarily due to the kinetic energy, is that it has to be carried out at relatively high temperatures, preferably 1000°C, at which temperatures there is significant clogging and deposition of material in the reaction chamber. A problem arises.

(ロ) 部分燃焼に基づいて石炭を気化するための装
置を組み合わせた高炉を使用する方法。この周
知の方法の欠点は気化装置の投資コストが極め
て高くなるとともにエネルギ消費量が極めて多
くなるという点である。
(b) A method using a blast furnace combined with a device for vaporizing coal on the basis of partial combustion. The disadvantage of this known method is that the investment cost of the vaporizer is very high and the energy consumption is very high.

(ハ) プラズマ生成装置を用いて固体状の形態にあ
る石炭を直接気化する方法で、例えばスエーデ
ン国特許第7304332―5号に記載の方法。この
方法の欠点は石炭の供給を極めて正確に調節し
なければならないという点と、石炭の品質によ
つては灰の取扱いに問題が生ずるという点であ
る。
(c) A method of directly vaporizing coal in solid form using a plasma generation device, such as the method described in Swedish Patent No. 7304332-5. The disadvantages of this method are that the coal supply must be very precisely regulated and, depending on the quality of the coal, problems arise in handling the ash.

更には、生成されたガスが還元目的のために
理想的であるよりも低い水素濃度を有している
という問題もある。
There is also the problem that the gas produced has a lower hydrogen concentration than is ideal for reduction purposes.

周知の方法に関する前述の困難さ及び欠点は本
発明により実質的に解除出来るということが判明
した。本発明は高炉において酸化鉄を連続還元す
ることによりスポンジ鉄を製造するための方法に
向けられている。還元ガスは酸化鉄に対して対向
流をなすよう通過させられており、主としてCO
およびH2からなつている。この還元ガスは再循
環ガス即ち高炉を去る還元ガスのみならず、プラ
ズマ発生装置の助けにより石炭、好ましくは石炭
のような固体還元剤から生成された余剰ガスから
作られている。前記再循環ガスは最初CO2及び
H2Oを実質的にとり去り、かくて清浄化された
ガスが2つの部分に分割され、一方の部分がプラ
ズマ発生装置へと通過させられる。水とともに還
元剤がプラズマ発生装置を去る高温ガス流内に噴
射され、水が還元剤と反応させられ、主として
CO及びH2からなる混合物が形成される。生成さ
れたガスの温度レベルは固体還元剤内に含まれる
灰がスラグを形成するように保持される。ガス生
成装置を去る高温のCO―H2混合ガスは前記清浄
化された再循環ガスの残りの流量部分の少なくと
もいくらかと混合されるが、その混合割合は最終
ガス混合物の温度が還元プロセスに適したものと
なるように選ばれる。
It has been found that the aforementioned difficulties and drawbacks with respect to known methods can be substantially obviated by the present invention. The present invention is directed to a method for producing sponge iron by continuous reduction of iron oxide in a blast furnace. The reducing gas is passed in countercurrent to the iron oxide, and is mainly CO2.
and H2 . This reducing gas is made not only from the recirculated gas, i.e. the reducing gas leaving the blast furnace, but also from the surplus gas produced from coal, preferably a solid reducing agent such as coal, with the aid of a plasma generator. The recirculating gas is initially CO2 and
The H 2 O is substantially removed and the thus purified gas is divided into two parts and one part is passed to the plasma generator. A reducing agent along with water is injected into the hot gas stream leaving the plasma generator, causing the water to react with the reducing agent, primarily
A mixture consisting of CO and H2 is formed. The temperature level of the produced gas is maintained such that the ash contained within the solid reducing agent forms a slag. The hot CO—H 2 gas mixture leaving the gas generator is mixed with at least some of the remaining flow rate portion of the purified recycle gas, the proportion of which is such that the temperature of the final gas mixture is suitable for the reduction process. chosen to be the chosen one.

本発明の1つの実施例によれば、ガス発生高炉
内の発生ガスの温度レベルは1300〜1500℃の温度
範囲に調節される。最終ガス混合物が高炉の下側
部分に提供される以前に、当該混合物を前記第2
の流れ部分と混合させることにより700〜1000℃
の範囲にすることも又好ましい。
According to one embodiment of the invention, the temperature level of the generated gas in the gas generating blast furnace is adjusted to a temperature range of 1300-1500<0>C. Before the final gas mixture is provided to the lower part of the blast furnace, the mixture is
700~1000℃ by mixing with the flow part of
It is also preferable to set the range of .

本発明の別の実施例によれば、前記再循環ガス
はそのCO2濃度が好ましくは2%以下になるよう
ガス洗浄剤内で洗浄される。
According to another embodiment of the invention, the recycle gas is scrubbed in a gas scrubber so that its CO 2 concentration is preferably below 2%.

本発明によるスポンジ鉄製造方法を実施するた
めの装置は反応チヤンバを去る還元ガスのための
洗浄装置とこれに接続されてかくて得られた洗浄
済み還元ガスの一部分を収納するためのガス発生
炉とを含む還元ガス発生システムを有している。
前記ガス発生炉はプラズマ発生装置と、当該装置
内で生成されたプラズマガス内に還元剤及び水を
制御して導入するための供給装置とを有してい
る。前記ガス発生炉の下流側には当該炉から出て
くる還元ガス部分を前記清浄化済み反応ガスの第
2の未処理部分と混合させるための調節可能ミキ
サが設けられている。前記反応チヤンバの下側セ
クシヨンには又かくて得られた最終ガス混合物を
導入するための吹付け装置が設けられている。
The apparatus for carrying out the process for producing sponge iron according to the invention comprises a cleaning device for the reducing gas leaving the reaction chamber and a gas generator connected thereto for receiving a portion of the cleaned reducing gas thus obtained. It has a reducing gas generation system including.
The gas generating furnace includes a plasma generating device and a supply device for controlling and introducing a reducing agent and water into the plasma gas generated within the device. An adjustable mixer is provided downstream of the gas generating furnace for mixing the reducing gas portion exiting the furnace with a second untreated portion of the cleaned reaction gas. The lower section of the reaction chamber is also provided with a blowing device for introducing the final gas mixture thus obtained.

以下付図を参照しては遷元本発明のより具体的
な説明を行なう。
The present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

酸化鉄の塊りの還元炉1内で行なわれる。酸化
鉄の塊り2は羽口弁3を経て高炉1内に送給さ
れ、高炉1の下側セクシヨン4において導入され
る主として一酸化炭素及び水素ガスからなる高温
の還元ガスの対向流によつて処理される。スポン
ジ鉄製品は高炉1の底部4内に設けた取出口5を
経て除去される。30%から50%が反応した還元ガ
スは取出口6を経て高炉1の上側部分から除去さ
れる。
The process is carried out in a reduction furnace 1 of iron oxide lumps. The iron oxide mass 2 is fed into the blast furnace 1 through the tuyere valve 3 and is treated by a countercurrent of high temperature reducing gas mainly consisting of carbon monoxide and hydrogen gas introduced in the lower section 4 of the blast furnace 1. It will be processed. The sponge iron product is removed via an outlet 5 provided in the bottom 4 of the blast furnace 1. The reducing gas, 30% to 50% of which has reacted, is removed from the upper part of the blast furnace 1 via an outlet 6.

高炉1からかくて除去されたガスは50%から70
%の未反応CO及びH2以外にも反応製品CO2及び
H2Oを含んでいる。このガスはまだ比較的高い
パーセントのCO及びH2を含んでいるので本プロ
セスにおいて再使用可能である。しかしながら、
当該ガスが還元ガスとして再使用可能となるよう
にするためには、CO2及びH2Oの含有率を5%以
下に減少させなければならない。このことは前記
ガスを洗浄装置(CO2/H2O洗浄)7中に通過さ
せることにより達成される。ガスがこの洗浄装置
中を通過する時には、当該ガスはCO2及びH2Oの
反応製品から解放されるのみならず、実際の洗浄
行程においてはガス量のバランスが可能となり、
ガスの燃焼が防止され得る。前記洗浄装置7は活
性物質として例えばモノエタノールアミンを含む
ことが出来、その場合ガス内のCO2濃度は洗浄装
置中を通過する際2%以下へと好適に減少させる
ことが出来る。
The gas thus removed from blast furnace 1 is 50% to 70%
% of unreacted CO and H 2 as well as reaction products CO 2 and
Contains H2O . This gas still contains relatively high percentages of CO and H2 and can therefore be reused in the process. however,
In order for the gas to be reusable as a reducing gas, the content of CO 2 and H 2 O must be reduced to below 5%. This is achieved by passing the gas through a cleaning device (CO 2 /H 2 O cleaning) 7. When the gas passes through this cleaning device, it is not only liberated from the reaction products of CO 2 and H 2 O, but also allows for a balance of gas quantities during the actual cleaning process.
Combustion of gas may be prevented. Said cleaning device 7 can contain, for example, monoethanolamine as active substance, in which case the CO 2 concentration in the gas can advantageously be reduced to below 2% during passage through the cleaning device.

洗浄装置7を通過後前記ガスはコンプレツサ8
を通過し、本プロセスに必要とされる圧力増大が
達成され、次に少なくとも2つの流れ部分9,1
0へと分割される。
After passing through the cleaning device 7, the gas is passed through the compressor 8.
, the pressure increase required for the process is achieved, and then at least two flow sections 9, 1
Divided into 0.

室温状態にある前記流れ部分9はガス発生装置
11内へと通過させられ、ここで必要な余剰ガス
が好ましくは石炭である固体還元剤と水とから生
成される。前記ガス流9はガス発生装置11内の
プラズマガスとして用いられ、ガス生成プロセス
に必要なエネルギの量はプラズマバーナ12内に
おいて供給される。石炭塵である主エネルギ源は
好ましくは水である酸化剤によつて処理され、ジ
エツト13を介してガス発生装置11へと供給さ
れ、当該石炭塵はそれと酸化剤が反応しCO及び
H2を形成するようにプラズマバーナ12を去る
高温ガス流内に進入する。十分な程度の反応を保
証し、適正な取扱い特性を保証するために、前記
石炭塵は20メツシユ以下好ましくは100メツシユ
以下の粒寸法を備えているのが好ましい。
Said flow section 9, which is at room temperature, is passed into a gas generator 11, where the necessary surplus gas is produced from a solid reducing agent, preferably coal, and water. Said gas stream 9 is used as a plasma gas in a gas generator 11 and the amount of energy required for the gas generation process is provided in a plasma burner 12 . The main energy source, which is coal dust, is treated with an oxidizing agent, preferably water, and is fed through a jet 13 to the gas generator 11, with which the oxidizing agent reacts and generates CO and
H 2 enters the hot gas stream leaving the plasma burner 12 to form H 2 . In order to ensure a sufficient degree of reaction and to ensure proper handling characteristics, the coal dust preferably has a particle size of less than 20 meshes, preferably less than 100 meshes.

前記ガス発生装置11内へのエネルギの供給は
石炭塵内に存在する灰分がスラグ14として溶融
され、液体又は固体形態としてガス発生装置11
の下側部分から除去され得るように期制される。
前記灰分の成分の故に、温度は1300〜1500℃の範
囲内に選択するのが好ましい。
Energy is supplied into the gas generator 11 by melting the ash present in the coal dust as slag 14, and supplying energy to the gas generator 11 in liquid or solid form.
It is timed so that it can be removed from the lower part of the.
Because of the ash content, the temperature is preferably selected in the range 1300-1500°C.

この装置内で生成された還元ガスはCO及びH2
を含むほかに、石炭内に含まれた硫黄を含んでい
る可能性がある。この中間ガス混合物は従つて硫
黄フイルタ15(例えばドロマイトフイルタ)中
を通過させられ、ここで硫黄の含有量はスポンジ
鉄プロセスにおいて許容されるレベル好ましくは
75ppm以下のレベルへと減少させられる。
The reducing gases produced in this device are CO and H2
In addition to containing sulfur, it may also contain sulfur contained in coal. This intermediate gas mixture is then passed through a sulfur filter 15 (e.g. a dolomite filter), where the sulfur content is preferably at a level acceptable in the sponge iron process.
reduced to levels below 75ppm.

前記硫黄フイルタ15を去つたガスは実質的に
スポンジ鉄プロセスに必要とされる以上の温度に
あり、従つて当該温度は流れ部分10内の低温洗
浄済みガスの適当な部分内にガスを混合させるこ
とにより低下させられ、例えば750〜1000℃好ま
しくは825℃の当プロセスに適した温度が生ずる。
The gas leaving said sulfur filter 15 is at a temperature substantially above that required for the sponge iron process, which temperature therefore causes the gas to mix within a suitable portion of the cold scrubbed gas in flow section 10. This results in a temperature suitable for the process, for example 750-1000°C, preferably 825°C.

尚、使用される石炭の硫黄含有量が低く従つて
発生する還元ガスの脱硫を特に必要としない場合
には、該ガスが前記硫黄フイルタ15を通過させ
られる工程は省略することができる。
Incidentally, if the sulfur content of the coal used is low and therefore desulfurization of the generated reducing gas is not particularly required, the step of passing the gas through the sulfur filter 15 can be omitted.

本発明に係る方法を利用することにより実質的
な技術上の利点が得られる。この点に関して言え
ば、前記ガスの生成は灰分が取扱い容易で、プロ
セス中において詰りの問題を生ずることなく注出
することが出来るスラグを形成する温度において
行なわれる。還元ガス内の水素濃度は前記洗浄プ
ロセスを行なつた後水をガス発生装置内に噴射す
ることによつて適当な大きさに調節してやること
が出来る。更にはガス洗浄と高温におけるガス発
生とを組合わせることにより、システム内におけ
るガスの量をバランスさせ、還元温度を規制する
可能性が大いに高まる。同時にエネルギ効率も増
大する。何故ならばプラズマ発生装置によつて供
給されるエネルギはほぼ完全にプロセス中におい
て利用されるからである(即ち温度の調節がシス
テムから熱を除去することによつてではなくより
低温の再循環された還元ガスを添加することによ
つて達成されるからである)。
Substantial technical advantages are obtained by utilizing the method according to the invention. In this regard, the production of the gas is carried out at a temperature at which the ash forms a slag that is easy to handle and can be poured out without causing clogging problems during the process. The hydrogen concentration in the reducing gas can be adjusted to an appropriate level by injecting water into the gas generator after the cleaning process. Moreover, the combination of gas scrubbing and gas generation at high temperatures greatly increases the possibility of balancing the amount of gas in the system and regulating the reduction temperature. At the same time, energy efficiency also increases. This is because the energy supplied by the plasma generator is utilized almost entirely during the process (i.e. temperature regulation is not done by removing heat from the system, but rather by recycling it to a cooler temperature). (This is because this is achieved by adding a reducing gas.)

試験的規模の実験において、製造されるスポン
ジ鉄1ton当り下記の消費値が得られた。
In a pilot scale experiment, the following consumption values were obtained per ton of sponge iron produced:

即ち、電力量が820kWh,石炭粉末が172Kgで
あつた。
That is, the amount of electricity was 820kWh and the amount of coal powder was 172Kg.

次に、上記実験におけるデータについて詳細に
説明する。
Next, data from the above experiment will be explained in detail.

製造されるスポンジ鉄(sponge iron)1ton
は、鉄(Fe)を93%即ち930Kg含有しており、
Fe1mol=55.8gであるのでこれは 930/55.8=16.667kmolFe を含んでいる。この鉄の金属化率を95%とすると
スポンジ鉄1tonにつき Feが15.834kmol/ton sponge iron FeOが0.833kmol/ton spongq iron ……(1) 含まれている。
1 ton of sponge iron manufactured
contains 93% iron (Fe), or 930 kg,
Since 1mol of Fe=55.8g, this contains 930/55.8=16.667kmolFe. If the metallization rate of this iron is 95%, then 1 ton of sponge iron contains 15.834 kmol/ton of FeO/0.833 kmol/ton of sponge iron (1).

原料を分析するとスポンジ鉄1tonにつき Fe2O3が8.334kmol/ton sponge iron 酸素(O)が25.001kmol/ton sponge iron……(2) 含まれていた。 Analysis of the raw materials revealed that each ton of sponge iron contained 8.334 kmol of Fe 2 O 3 / ton sponge iron and 25.001 kmol of oxygen (O) / ton of sponge iron (2).

従つて、還元によつて除去されるべき酸素の量
は (2)―(1)=25.001―0.833 =24.168kmol/ton spongq iron ……(3) である。
Therefore, the amount of oxygen to be removed by reduction is (2) - (1) = 25.001 - 0.833 = 24.168 kmol/ton spongq iron ... (3).

この酸素は下記の反応 O+CO→CO2又は O+H2→H2O によつて除去される。 This oxygen is removed by the following reaction O+CO→CO 2 or O+H 2 →H 2 O.

次に、石炭(coal)1Kgから生成される還元ガ
スについて述べる。
Next, the reducing gas generated from 1 kg of coal will be described.

先ず、石炭1Kgは下記の組成を有していた。 First, 1 kg of coal had the following composition.

% mol/Kg coal C 75.9 63.250 ……(4) H 4.3 43.000 O 9.4 5.875 ……(5) 石炭の炭素分は水により下記の反応 C+H2O→C+(H2+O)→CO+H2 に従つて酸化される。この反応に必要とされる
H2O即ち(H2+O)の量は、上記(4)と当量であ
るがその中のO(酸素)は上記(5)から得られるの
で (4)―(5)=63.250―5.875 =57.375mol/Kgcoal ……(6) である。
% mol/Kg coal C 75.9 63.250 ……(4) H 4.3 43.000 O 9.4 5.875 ……(5) The carbon content of coal is removed by the following reaction with water: C+H 2 O→C+(H 2 +O)→CO+H 2 Oxidized. required for this reaction
The amount of H 2 O, that is, (H 2 + O) is equivalent to the above (4), but since the O (oxygen) in it is obtained from the above (5), (4) - (5) = 63.250 - 5.875 = 57.375mol/Kgcoal...(6).

亦、石炭1Kgから理論上生成される還元ガスは CO 63.250mol/Kgcoal ……(i) H2 100.375mol/Kgcoal ……(ii) 163.625mol/Kgcoal (≒0.164kmol/Kgcoal) ……(7) なる組成を有している。 In addition, the reducing gas theoretically generated from 1Kg of coal is CO 63.250mol/Kgcoal ……(i) H 2 100.375mol/Kgcoal ……(ii) 163.625mol/Kgcoal (≒0.164kmol/Kgcoal) ……(7) It has the following composition.

従つて、この還元ガスは上記(7)と当量即ち石炭
1Kg当り0.164kmolの酸素を除去することが出
来、従つて前記(3)に示される量の酸素を除去する
には 24.168/0.164 =147.366Kgcoal/ton sponge iron ……(8) の石炭が必要である。
Therefore, this reducing gas can remove oxygen equivalent to (7) above, that is, 0.164 kmol per 1 kg of coal. Therefore, to remove the amount of oxygen shown in (3) above, 24.168/0.164 = 147.366 Kgcoal/ton sponge iron ...(8) of coal is required.

即ち、1tonのスポンジ鉄を得るには147.4Kgの
石炭が必要である。
In other words, 147.4 kg of coal is required to obtain 1 ton of sponge iron.

次に、スポンジ鉄1tonを製造するのに理論上必
要な電力量(E)は以下の如く計算される。
Next, the amount of electricity (E) theoretically required to produce 1 ton of sponge iron is calculated as follows.

(A) 石炭1Kgを分解してガス化するには
1.255MJ/Kgcoalの熱量が必要とされ、従つて
前記(8)に示される量の石炭を分解するのに必要
な熱量は下記の通り計算される。
(A) To decompose and gasify 1 kg of coal
A heat amount of 1.255 MJ/Kgcoal is required, and therefore, the heat amount required to decompose the amount of coal shown in (8) above is calculated as follows.

1.255×147.366 =184.944MJ/ton spongeiron ……(9) (B) 水1molをHとOに分解するには285.9kJ/
molの熱量が必要とされ、従つて前記(6)に示さ
れる量の水を分解するのに必要な熱量は前記(8)
も考慮して下記の通り計算される。
1.255×147.366 = 184.944MJ/ton spongeiron...(9) (B) To decompose 1 mol of water into H and O, it takes 285.9kJ/
Therefore, the amount of heat required to decompose the amount of water shown in (6) above is the amount of heat shown in (8) above.
It is calculated as follows, taking into account:

285.9×57.375×147.366 =2417.320MJ/ton spong iron ……(10) (C) CO及びH21molを1600℃に加熱するには夫々
45kJ/mol及び42.5kJ/molの熱量が必要とさ
れ、従つて前記(i)及び(ii)に夫々示される量の
CO及びH2を1600℃に加熱するのに必要な熱量
は前記(8)も考慮して下記の通り計算される。
285.9×57.375×147.366 = 2417.320MJ/ton spong iron ……(10) (C) To heat 1 mol of CO and H 2 to 1600℃, each
A calorific value of 45 kJ/mol and 42.5 kJ/mol is required, so the amounts shown in (i) and (ii) above, respectively, are required.
The amount of heat required to heat CO and H 2 to 1600°C is calculated as follows, taking into account (8) above.

(45×63.250+42.5×100.375)×147.366 =1048.095 MJ/ton sponge iron ……(11) (D) ところで、C(炭素)1molがCOへと酸化さ
れると110.5kJ/molの熱量が発生するので前
記(4)に示される量のCが酸化されると、前記(8)
も考慮して、下記の通り計算される熱量が得ら
れる。
(45 x 63.250 + 42.5 x 100.375) x 147.366 = 1048.095 MJ/ton sponge iron ……(11) (D) By the way, when 1 mol of C (carbon) is oxidized to CO, 110.5 kJ/mol of heat is generated. Therefore, when the amount of C shown in the above (4) is oxidized, the above (8)
Taking into account, the amount of heat calculated as follows can be obtained.

110.5×63.250×147.366 =1029.959MJ/ton sponge iron ……(12) 以上(A)〜(D)から、熱量収支(H)は (H)=(9)+(10)+(11)―(12) =2620.400MJ/ton sponge iron である。 110.5×63.250×147.366 =1029.959MJ/ton sponge iron ……(12) From the above (A) to (D), the heat balance (H) is (H)=(9)+(10)+(11)-(12) =2620.400MJ/ton sponge iron It is.

こゝで、1Wh=3.6kJであるので、求める電力
量(E)は (E)=2620.400/3.6 =727.889kWh/ton sponge iron である。
Here, since 1Wh = 3.6kJ, the required amount of electricity (E) is (E) = 2620.400/3.6 = 727.889kWh/ton sponge iron.

即ち、1tonのスポンジ鉄を得るには727.9kWh
の電力量が必要である。
In other words, it takes 727.9kWh to obtain 1 ton of sponge iron.
of electricity is required.

以上から、製造されるスポンジ鉄1ton当り
147.4Kgの石炭と727.9kWhの電力量が必量である
と理論上計算される。
From the above, per ton of sponge iron manufactured
It is theoretically calculated that 147.4Kg of coal and 727.9kWh of electricity are required.

しかしながら、実際に行われた実験においては
還元ガスの、幾らかの損出並びに脱硫段階での劣
化が生ずる。更にコンプレツサ、ポンプ等を駆動
する電力も必要である。こうした理由で実際の消
費値は前述の如く電力量が820kWh、石炭粉末が
172Kgとなつた。
However, in actual experiments conducted, some loss of reducing gas and deterioration during the desulfurization step occurs. Furthermore, electric power is required to drive compressors, pumps, etc. For these reasons, the actual consumption value is 820kWh as mentioned above, and the amount of electricity consumed by coal powder is 820kWh.
It became 172Kg.

これらの値が現存する回転炉法における
75kWhの電力量と850Kgの石炭、並びにMiderex
EDR法(これは更に発展され商業的規模で使用
されようとしている方法である)における
970kWhの電力量と349Kgの石炭なる値と比較さ
れると、本発明の方法が有利であることが理解さ
れる。
These values apply to the existing rotary furnace method.
75kWh of electricity and 850Kg of coal as well as Miderex
in the EDR method, which is a method that is being further developed and used on a commercial scale.
When compared with values of 970 kWh of electricity and 349 Kg of coal, it can be seen that the method of the invention is advantageous.

更には、本発明に係るプロセスは規制乃至制御
が従来のプロセスよりもずつと簡単である。即
ち、石炭塵と添加水を適正な比率で好ましくは化
学量論的な比率で予め混合せしめることにより、
プラズマガスの発生に関してより単純でより効率
的な全プロセス制御が達成される。この石炭塵及
び水の予混合の故に混合物は又石炭水エマルジヨ
ンの形態で噴射することがより容易になる。
Moreover, the process according to the invention is much easier to regulate and control than conventional processes. That is, by pre-mixing coal dust and added water in an appropriate ratio, preferably in a stoichiometric ratio,
A simpler and more efficient overall process control for plasma gas generation is achieved. This premixing of coal dust and water also makes the mixture easier to inject in the form of a coal-water emulsion.

固体状還元剤からの灰分をスラグ相に結合する
のがむづかしい場合には、例えばアルカリ化合物
及びチヨークのような、スラグの特性(例えば融
点、硫黄吸着能等)に影響を与える添加物を用い
ることが出来る。これらの添加物は固体還元剤と
混合されるのが好ましい。石炭―水混合物を安定
化せしめるために適当なゲルフオーマを添加する
ことが可能であり、水の代りに酸素ガスの形態に
ある酸素をガス発生装置11に供給することが出
来る。
If it is difficult to combine the ash from the solid reducing agent into the slag phase, use additives that influence the properties of the slag (e.g. melting point, sulfur adsorption capacity, etc.), such as alkaline compounds and silica. I can do it. Preferably, these additives are mixed with a solid reducing agent. It is possible to add a suitable gel former to stabilize the coal-water mixture, and oxygen in the form of oxygen gas can be supplied to the gas generator 11 instead of water.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

付図は本発明を実施する1つの態様を図式的に
例示した図である。 1:高炉、2:酸化鉄、7:洗浄装置、8:コ
ンプレツサ、9,10:ガスの2つの流れ部分、
11:ガス発生装置、12:プラズマバーナ、1
3:ジエツト、14:スラグ、15:硫黄フイル
タ。
The accompanying drawings schematically illustrate one embodiment of the invention. 1: blast furnace, 2: iron oxide, 7: cleaning device, 8: compressor, 9, 10: two flow sections of gas,
11: Gas generator, 12: Plasma burner, 1
3: Jet, 14: Slag, 15: Sulfur filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高炉内において酸化鉄を連続還元することに
よるスポンジ鉄の製造方法であつて、 (イ) 高炉の下部に還元ガスを注入し、この還元ガ
スを上方に向けて高炉内を通過させ、もつて高
炉内の酸化鉄を還元する段階と、 (ロ) 高炉から還元鉄を除去する段階と、 (ハ) 高炉から反応ガスを除去する段階と、 (ニ) 前記反応ガスから実質的に全てのCO2及び
H2Oを除去する段階と、 (ホ) 前記反応ガスを少なくとも2つの流れ部分に
分割する段階とを有する方法において、 (ヘ) プラズマバーナを含み、さらに固体還元剤と
酸化剤とを注入する装置を含むガス発生装置
に、前記流れ部分のうちの1つを通過させ、前
記反応ガスを前記プラズマバーナで加熱し、加
熱されたガス内に固体還元剤及び酸化剤を注入
し、主としてCO及びH2からなる中間ガス混合
物を形成する段階と、 (ト) 前記中間ガス混合物をある温度に保持して前
記固体還元剤内に含まれる灰分がスラグを形成
するようにする段階と、 (チ) 前記中間ガス混合物を前記流れ部分の他の部
分の少なくとも1つの部分とある比率で混合
し、もつて得られる還元ガスの温度を高炉内の
酸化鉄の還元に適したものとする段階、とを有
することを特徴とするスポンジ鉄の製造方法。 2 特許請求の範囲第1項に記載の方法におい
て、前記酸化剤が水または酸素であることを特徴
とするスポンジ鉄の製造方法。 3 特許請求の範囲第2項に記載の方法におい
て、前記中間ガス混合物を約1300℃と1500℃の間
の温度に維持する段階が含まれていることを特徴
とするスポンジ鉄の製造方法。 4 特許請求の範囲第3項に記載の方法におい
て、前記中間ガス混合物が前記少なくとも1つの
他方の流れ部分とある比率で混合されており、当
該比率は高炉内に注入される前の還元ガスの温度
が約700℃と1000℃の間になるよう選ばれている
ことを特徴とするスポンジ鉄の製造方法。 5 特許請求の範囲第4項に記載の方法におい
て、前記還元ガスの高炉内への注入以前における
温度が約825℃であることを特徴とするスポンジ
鉄の製造方法。 6 特許請求の範囲第1項に記載の方法におい
て、前記CO2及びH2OはCO2の濃度が約2%以下
になる迄ガス洗浄装置によつて反応ガスから除去
されることを特徴とするスポンジ鉄の製造方法。 7 特許請求の範囲第1項から第6項のいづれか
1つの項に記載の方法において、前記還元剤が石
炭であることを特徴とするスポンジ鉄の製造方
法。 8 特許請求の範囲第7項に記載の方法におい
て、前記還元剤が石炭塵であることを特徴とする
スポンジ鉄の製造方法。 9 特許請求の範囲第8項に記載の方法におい
て、前記還元剤がピツト炭塵であることを特徴と
するスポンジ鉄の製造方法。 10 特許請求の範囲第8項に記載の方法におい
て、前記還元剤は20メツシユ以下の粒寸法を備え
た石炭塵であることを特徴とするスポンジ鉄の製
造方法。 11 特許請求の範囲第10項に記載の方法にお
いて、前記還元剤が100メツシユ以下の粒寸法を
備えた石炭塵であることを特徴とするスポンジ鉄
の製造方法。 12 高炉内において酸化鉄を連続還元すること
によるスポンジ鉄の製造方法であつて、 (イ) 高炉の下部に還元ガスを注入し、この還元ガ
スを上方に向けて高炉内を通過させ、もつて高
炉内の酸化鉄を還元する段階と、 (ロ) 高炉から還元鉄を除去する段階と、 (ハ) 高炉から反応ガスを除去する段階と、 (ニ) 前記反応ガスから実質的に全てのCO2及び
H2Oを除去する段階と、 (ホ) 前記反応ガスを少なくとも2つの流れ部分に
分割する段階とを有する方法において、 (ヘ) プラズマバーナを含み、さらに固体還元剤と
酸化剤とを注入する装置を含むガス発生装置
に、前記流れ部分のうちの1つを通過させ、前
記反応ガスを前記プラズマバーナで加熱し、加
熱されたガス内に固体還元剤及び酸化剤を注入
し、主としてCO及びH2からなる中間ガス混合
物を形成する段階と、 (ト) 前記中間ガス混合物をある温度に保持して前
記固体還元剤内に含まれる灰分がスラグを形成
するようにする段階と、 (チ) 前記中間ガス混合物が硫黄フイルタ中を通過
させられる段階と、 (リ) 前記中間ガス混合物を前記流れ部分の他の部
分の少なくとも1つの部分とある比率で混合
し、もつて得られる還元ガスの温度を高炉内の
酸化鉄の還元に適したものとする段階、とを有
することを特徴とするスポンジ鉄の製造方法。
[Claims] 1. A method for producing sponge iron by continuously reducing iron oxide in a blast furnace, comprising: (a) injecting reducing gas into the lower part of the blast furnace and directing the reducing gas upward into the blast furnace; (b) removing the reduced iron from the blast furnace; (c) removing the reactive gas from the blast furnace; and (d) removing the reactive gas from the blast furnace. Substantially all CO2 and
(e) dividing the reactant gas into at least two flow portions, (f) including a plasma burner and further injecting a solid reducing agent and an oxidizing agent. passing one of said flow sections through a gas generator comprising an apparatus, heating said reactant gas in said plasma burner, injecting a solid reducing agent and an oxidizing agent into the heated gas, and injecting a solid reducing agent and an oxidizing agent into the heated gas; forming an intermediate gas mixture consisting of H 2 ; (g) maintaining said intermediate gas mixture at a temperature such that ash contained within said solid reducing agent forms a slag; mixing said intermediate gas mixture with at least one portion of another portion of said flow section in a ratio such that the temperature of the resulting reducing gas is suitable for the reduction of iron oxide in the blast furnace; A method for producing sponge iron, comprising: 2. The method for producing sponge iron according to claim 1, wherein the oxidizing agent is water or oxygen. 3. A method according to claim 2, including the step of maintaining the intermediate gas mixture at a temperature between about 1300°C and 1500°C. 4. A method according to claim 3, wherein the intermediate gas mixture is mixed with the at least one other flow portion in a ratio that is equal to or lower than that of the reducing gas before being injected into the blast furnace. A method for producing sponge iron, characterized in that the temperature is selected to be between approximately 700°C and 1000°C. 5. The method for producing sponge iron according to claim 4, wherein the temperature of the reducing gas before being injected into the blast furnace is about 825°C. 6. The method according to claim 1, characterized in that the CO 2 and H 2 O are removed from the reaction gas by a gas cleaning device until the concentration of CO 2 is about 2% or less. A method of manufacturing sponge iron. 7. A method for producing sponge iron according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reducing agent is coal. 8. The method for producing sponge iron according to claim 7, wherein the reducing agent is coal dust. 9. A method for producing sponge iron according to claim 8, wherein the reducing agent is pit coal dust. 10. The method for producing sponge iron according to claim 8, wherein the reducing agent is coal dust having a particle size of 20 meshes or less. 11. The method for producing sponge iron according to claim 10, wherein the reducing agent is coal dust having a particle size of 100 mesh or less. 12 A method for producing sponge iron by continuously reducing iron oxide in a blast furnace, comprising: (a) injecting reducing gas into the lower part of the blast furnace, passing the reducing gas upward through the blast furnace; (b) removing reduced iron from the blast furnace; (c) removing reactant gas from the blast furnace; and (d) removing substantially all of the CO from the reactant gas. 2 and
(e) dividing the reactant gas into at least two flow portions, (f) including a plasma burner and further injecting a solid reducing agent and an oxidizing agent. passing one of said flow sections through a gas generator comprising an apparatus, heating said reactant gas in said plasma burner, injecting a solid reducing agent and an oxidizing agent into the heated gas, and injecting a solid reducing agent and an oxidizing agent into the heated gas; forming an intermediate gas mixture consisting of H 2 ; (g) maintaining said intermediate gas mixture at a temperature such that ash contained within said solid reducing agent forms a slag; passing said intermediate gas mixture through a sulfur filter; (i) mixing said intermediate gas mixture with at least one portion of the other portions of said flow section in a proportion, thereby reducing the temperature of the resulting reducing gas; A method for producing sponge iron, comprising the steps of: making the sponge iron suitable for reducing iron oxide in a blast furnace.
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