JPH0456081B2 - - Google Patents

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JPH0456081B2
JPH0456081B2 JP58105640A JP10564083A JPH0456081B2 JP H0456081 B2 JPH0456081 B2 JP H0456081B2 JP 58105640 A JP58105640 A JP 58105640A JP 10564083 A JP10564083 A JP 10564083A JP H0456081 B2 JPH0456081 B2 JP H0456081B2
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Baajiru Samaazu Furanku
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Midoretsukusu Intern Bv Rotsuterudamu Chuuritsuhi Buranchi
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶鉄浴内における炭素質燃料のガス
化によつて、低硫黄分の還元用ガスを発生させる
ための方法及び装置の関する。燃料、酸素及びス
ラグ形成剤を、浴を中に含む容器の底から溶鉄浴
内に注入する。直接還元炉からの廃頂上ガスであ
る循環冷却剤ガスを注入することにより、容器内
における反応温度を下げる。
本発明は、溶鉄浴内で還元用ガスを発生させる
ことを教示しているドイツ国公開特許明細書
2750725に記載の発明を改良したものである。こ
の公知のガス発生装置は、耐火材が摩耗するとい
われている。本発明は、ガス発生装置の浴温度を
低い水準に保つことにより、耐火材摩耗の問題を
解決するものである。このことは、冷却剤を溶融
金属浴内に注入して反応を冷却させることによつ
て達成される。
本発明は、1〜5%の炭素、小量の硫黄、燐及
び珪素、実質的に残部より本質的に成り、その表
面にスラグ層を有する、気密容器内の溶融金属浴
内に、硫黄含有燃料、酸素及び融剤を、該浴の表
面の下方に注入し、少なくとも80%が水素及び一
酸化炭素である、一部脱硫一部酸化ガスを生成す
る、還元用ガスを発生させる方法において、 a 水素、一酸化炭素、メタン及びそれらの混合
物から成る群より選ばれた燃料富化ガスである
冷却剤を、溶融金属浴内に該浴の表面の下方に
注入し、 b 溶融金属浴の温度を監視し、冷却剤の流速を
増加または減少させて、浴温度を指示どおりに
降下または上昇させることにより、該金属浴の
温度を1350℃と1600℃との間に保つ ことを特徴とする、還元用ガスの発生法に関す
る。
また本発明により、鉄を直接還元するための均
衡のとれた還元用ガスも提供される。このこと
は、溶融浴ガス発生装置の操作温度を、鉄と炭素
との共晶点よりも高く保つことによつて達成され
る。
酸化鉄を高炉内で金属鉄に直接還元する際、反
応ずみの頂上ガスが加熱され、炉から取出した直
後に冷却しなくてはならない。本発明は、この加
熱を利用して石灰を〓焼し、高炉から硫黄を除く
ものである。
以下図面を参照して、本発明を詳しく説明す
る。
第1図について説明すると、溶融浴ガス発生装
置10内には、溶鉄浴12及び液体スラグ14が
含まれている。冷却用コイル16がガス発生装置
を取巻き、源泉20から石灰のような燃料がガス
発生装置の底部から浴内に注入される。スラグの
流動性を加減し、かつ、硫黄の除去を助けるのに
必要な都度、源泉22から融剤、例えば、石灰が
浴内に注入される。また燃料を一酸化炭素に酸化
及びガス化するため、源泉24から酸素もガス化
装置の底部を通つて浴内に注入される。
好適な燃料は石灰、炭化水素、木炭、コークス
炉ガス、又はそれらの任意の混合物である。好ま
しい燃料は石灰粉末である。
ガス発生装置の外部冷却はコイル16によつて
行われる。源泉28からの水はコイル内を通つて
から、ライン30から水蒸気となつて外に出る。
ガス発生装置の操作温度を約1500℃に保つのが望
ましい。源泉32からの水蒸気、又はライン34
からの二酸化炭素に乏しい頂上ガス、又は弁36
によつて調節されたそれらの組合せが、ライン3
8を通つて溶融浴内に注入される。弁36の操
作、従つて水蒸気及び(又は)浄化された頂上ガ
スの注入を調節する装置(図示せず)によつて浴
の温度を監視する。
必要に応じ、ガス発生装置の出口40から溶融
スラグ14を取出す。ライン42を経由して高温
の一部酸化ガス(還元用ガス)がガス発生装置1
0から取出され、次にこのガスは冷却器46内に
おいて、ライン44から送りこまれる二酸化炭素
に乏しい頂上ガスにより、スラグ溶解温度よりも
低くさまされ、又は急冷される。ライン48から
送りこまれる加熱された、二酸化炭素に乏しい頂
上ガスが冷却された還元用ガスに加えられ、そし
て得られた混合物はライン52を通つて直接還元
炉50に導入される。貯蔵庫54からの酸化鉄は
ライン56を通つて炉50内に供給され、炉内に
充填床装填物を形成する。下方へ向つて移動する
酸化鉄装填物は、還元用ガスの向流的な流れによ
つて金属鉄に還元される。金属鉄は炉の出口58
から取出され、そして廃頂上ガスがライン60を
通つて炉から取出される。所望により、石灰また
は石灰石をライン56から炉内に供給し、降下装
填物の一部を形成させてもよい。廃頂上ガスに含
まれる熱で石灰が〓焼されよう。もし還元用ガス
中に認識量の硫黄が含まれていれば、その硫黄は
カルシウムと化合して硫化カルシウムとなり、金
属鉄及び未反応の酸化カルシウムと共に排出管5
8を通つて取出される。これにおり、直接還元鉄
が硫化物で汚染されるのが防止されると共に、廃
頂上ガスの汚染も防止される。
熱力学力的な制約に起因し、還元用ガスに含ま
れるすべての水素及び一部酸化炭素が酸化鉄と反
応するわけにはいかず、従つてライン60を経由
して取出される廃頂上ガスには貴重な水素及び一
酸化炭素が含まれている。この廃頂上ガスをクー
ラー62及びスクラバー64に通し、ガスの温度
を下げて水及び粉塵をガスから除く。浄化及び冷
却された頂上ガスの一部は、ライン66及び68
を経由してバーナー70用の燃料として利用され
る。燃焼用空気が源泉72から供給され、またバ
ーナー70の適正な操作に必要とあれば、付加的
な燃料を源泉74から注入することもできる。も
し、他のプロセスに用いるための対外部供給用の
燃料の生産が所望であれば、そのような対外部供
給用燃料をライン66からライン76経由で取出
し、タンク78内に貯蔵することができる。
ライン66からの廃頂上ガスの大部分はコンプ
レツサー80内で圧縮され、次いで酸性ガス除去
装置82内において二酸化炭素が除去されて浄化
される。得られたCO2に乏しい頂上ガスは、次の
3通りの方法で利用される。まず第一に、ライン
34及び38を通つて溶融金属浴を冷却する;第
二に、ライン44を通つてガス化された還元用ガ
スの温度を下げる;そして第三に、ライン86を
通つてヒーター84に送りこまれて再加熱され、
ライン52内の還元用ガスの温度を調節する。
操作に当つては、約1350°〜1600℃、好ましく
は約1500℃である所望の操作温度に溶融金属浴の
温度を保つ。ライン52内の還元用ガスの温度を
800°〜900℃、好ましくは約850℃の温度に保ち、
酸化鉄装填物とは反応するが、金属鉄生成物に対
しては不活性な還元用ガスを得る。
第2図に示す別の態様には硫黄除去装置90が
含まれ、その中へ酸化カルシウムがライン92か
ら供給され、そして反応生成物である硫化カルシ
ウムがライン94から取出される。従つて、実質
的に硫黄を含まない還元用ガスがライン52を通
つて炉50に送りこまれる。
第3図に示す別の態様にあつては、ライン38
を通つてガス発生装置10に注入される冷却剤
が、ライン66内におけると同じ組成を有する、
浄化され、冷却された廃頂上ガスである。二酸化
炭素除去装置82により、ライン44向けの燃料
富化ガスが提供され、その一部がライン98を通
り、ガス発生装置10内の溶融金属浴の上方に注
入される。これにより、ライン42内の還元用ガ
スが約1500℃の程度に多少冷却される。次いで、
直接還元炉50内に注入する前に、この還元用ガ
スを冷却器46内で約850℃の温度に冷却する。
以上の説明から明らかなとおり、酸化鉄を金属
鉄に直接還元する高炉と連携した溶融金属浴内に
おいて、還元用ガスを発生させる方法及び装置が
本発明者によつて開発されたのである。本方法は
きわめて効率的であり、そして実質的に硫黄を含
まない金属鉄と共に、実質的に硫黄を含まない廃
頂上ガスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、高炉に還元用ガスを供給するための
溶融浴ガス発生装置及び必要な補助的装置を示
す、本発明の好ましい態様の模式図であり、第2
図は、別法によるフローシートを示す、第1図と
同じような模式図であり、そして第3図は、本発
明の目的を達成するための、さらに別のフローシ
ートである。 図中、10……ガス発生装置、12……溶融金
属浴、16……冷却コイル、46……冷却器、5
0……高炉、54……酸化鉄貯蔵庫、62……ク
ーラー、64……スクラバー、70……バーナ
ー、78……ガス貯蔵タンク、80……コンプレ
ツサー、82……CO2除去装置、84……ヒータ
ー、90……硫黄除去装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1〜5%の炭素、小量の硫黄、燐及び珪素、
    実質的に鉄の残部より本質的に成り、その表面に
    スラグ層を有する、気密容器内の溶融金属浴内
    に、硫黄含有燃料、酸素、及び融剤を、該浴の表
    面の下方に注入し、少なくとも80%が水素及び一
    酸化炭素である、一部硫黄一部酸化ガスを生成す
    る、還元用ガスを発生させる方法において、 a 水素、一酸化炭素、メタン及びそれらの混合
    物から成る群より選ばれた燃料富化ガスである
    冷却剤を、溶融金属浴内に該浴の表面の下方に
    注入し; b 溶融金属浴の温度を監視し、冷却剤の流速を
    増加または減少させて、浴温度を指示どうりに
    降下または上昇させることにより、該金属浴の
    温度を1350℃と1600℃との間に保ち; c 二酸化炭素に乏しいガスによつて一部酸化ガ
    スを冷却することにより、約800°〜900℃の還
    元用ガスを生成し; d 温度を下げた前記の還元用ガスを酸化鉄装填
    物が含まれている直接還元炉内に導入すること
    により、酸化鉄の金属鉄への還元と頂上ガスの
    形成を行い; e 頂上ガスを直接還元炉から取り出し、かつ、
    該頂上ガスから二酸化炭素の実質的部分を除去
    し、CO2に乏しい頂上ガスを形成し;そして f 該CO2に乏しい頂上ガスを冷却剤として溶融
    金属浴の底部に導入して金属浴を冷却すること を特徴とする、還元用ガスの発生法。 2 溶剤が石灰石、ドロマイト又は焼成ドロマイ
    トの形態である、特許請求の範囲1に記載の方
    法。 3 前記容器内の浴の上方に燃料富化ガスを注入
    することにより、一部酸化ガスの温度を1350°〜
    1600℃に保つ、特許請求の範囲1に記載の方法。 4 燃料富化ガスを溶融金属浴めがけて下方へ向
    ける、特許請求の範囲3に記載の方法。 5 前記装填物の一部として硫黄受容体を前記の
    直接還元炉内に導入することにより、上記硫黄受
    容体が、金属鉄生成物及び廃頂上ガスの両方の脱
    硫を行うことをさらに含む、特許請求の範囲1に
    記載の方法。 6 前記の硫黄受容体を石灰、石灰石、ドロマイ
    ト及び焼成ドロマイトから成る群から選ぶ、特許
    請求の範囲5に記載の方法。 7 a ガス化装置ガスを生成するための溶融浴
    ガス発生装置、 b 鉄を直接還元するための炉であつて、その中
    の装填物の降下を確立するために、その頂部に
    は粒子導入手段、その底部には粒子取出し手段
    を有し、また該粒子導入手段と該粒子取出し手
    段との間には還元用ガス導入手段があり、そし
    て炉の上方部分から廃頂上ガスを取り出すため
    の廃頂上ガス出口を有する、おおむね縦型の高
    炉、 c 前記ガス発生装置から還元用ガスを取り出し
    て前記高炉に還元用ガスを導入するための、前
    記ガス発生装置と前記還元用ガス導入手段とを
    つなぐ第1導管、 d 前記高炉の上方部分から取り出された前記の
    廃ガスを冷却及び浄化するための手段、 e 前記高炉の上方部分から取り出された前記廃
    ガスと前記の冷却及び浄化手段とをつなぐ第2
    導管、 f 前記の浄化、冷却された廃ガスからCO2を除
    去するための酸性ガス除去手段、 g 前記の廃頂上ガス冷却及び浄化手段と、前記
    の酸性ガス除去手段とをつなぐ第3導管。 h 前記の酸性ガス除去手段と、前記ガス発生装
    置の底部とをつなぐ第4導管、 i 前記の酸性ガス除去手段と、前記の第1導管
    とをつなぐ第5導管、 j 前記の酸性ガス除去手段と前記の第1導管と
    をつなぐ、その途中に加熱手段を有する第6導
    管、 k 浴面よりも下方の前記ガス発生装置の底部に
    固形の化石燃料を注入するための手段、及び l 前記発生装置の浴面よりも下方に酸素を注入
    するための手段、 を含んでいることを特徴とする、還元用ガスを発
    生させ、そして酸化鉄を還元するための装置。 8 前記ガス発生装置の浴面よりも下方に、カル
    シウムを含む融剤を注入するための手段をさらに
    含む、特許請求の範囲7に記載の装置。 9 前記ガス発生装置を取巻く冷却コイルから成
    る冷却手段をさらに含む、特許請求の範囲7に記
    載の装置。 10 装置から外部へ供給するための燃料を取り
    出すために、前記第3導管と対外部供給用燃料貯
    蔵手段とをつなぐ第7導管をさらに含む、特許請
    求の範囲7に記載の装置。
JP58105640A 1982-03-22 1983-06-13 低硫黄分の還元用ガスを製造するための方法と装置 Granted JPS59232172A (ja)

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