JPH08503524A - 鉄鉱石から銑鉄を製造する方法、ならびに崩壊しやすい材料を温度および／または化学処理するための装置、あるいはこの方法により銑鉄を製造するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 金属鉱石から銑鉄を製造する際、鉱石および必要に応じて付加される添加剤が一酸化炭素および水素を含む高温の還元ガスが下から上に流れる還元ユニット（１２）内を上から下に移行し、ここで、還元生成物が還元ユニット（１２）の下端で抽出され、さらに後続の処理を実施するための装置（１０）に供給され、ここで還元ガスは、ガス生成器内で炭化物の部分的酸化、あるいは天然ガスまたは石油の分解によって生成される。特に少なくとも高い割合で塵状および／または粒子状鉱石を含んだ金属鉱石を処理するため、金属鉱石および必要に応じて付加される添加剤を、還元ユニット（１２）内のカスケード状に斜めに配置された一連のガス供給床（７２）を介して下方移動させる。ここで、鉱石および必要に応じて付加される添加剤が、粒子化後分別され、ここで鉱石および必要に応じて付加される添加剤の粗目の粒子群はガス供給床のシステムの上側領域に注入され、微細な金属酸化物粒子群はガス供給床のシステムの中間領域に供給され、必要に応じて付加される添加剤の微細粒子群はガス供給床（７２）のシステムの下側領域に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】鉄鉱石から銑鉄を製造する方法、ならびに崩壊しやすい材料を温度および／また は化学処理するための装置、あるいはこの方法により銑鉄を製造するための装置 この発明は、鉱石から銑鉄を製造する方法に関し、ここで鉱石および必要に応 じて添加剤が高温の還元ガスが下から上に流れる還元装置内を上から下に移行し 、還元製生物が還元装置の下端で抽出され、さらに後続の処理を実施するための 装置に供給され、ここで還元ガスは、ガス生成器内で炭化物の部分的酸化、天然 ガスまたは石油の分解によって生成され、さらに本発明は、崩壊しやすい物質を 温度および／または化学処理するための装置、あるいはこの方法によって銑鉄を 製造するための装置に関し、この装置はとくに還元ガス等の高温のガスを生成す るための第一のユニットと、温度および／または化学処理される材料を収容する ための第二のユニットと、第二のユニットの上側部分に少なくとも一つの材料注 入口を設け、また前記第二のユニット下端に温度および／または化学処理された 材料を抽出するための装置を設け、さらに第二のユニットの下側部分に高温ガス を注入するための少なくとも一つの注入口を備える。 従来より、降下する鉱石層に対し高温の還元ガスを下から上に流すことによっ て、高炉内において、ペレット、塊または断片状の鉱石をアイロン・スポンジに 変換し銑鉄を製造する方法が知られている。 しかしながら、鉱石が粒子状である場合、技術的および経済的な問題点が生じ る。既に微細粒子状の鉱石をアイロン・スポンジに還元するための流動層還元炉 が考案されており、ここで微細な鉱石粒子は、高温ガス内に宙吊り状態にされる 。しかしながら、この種の方法の６０％以上において、還元ガスの到達とともに アイロン・スポンジ粒子が固まり始め、還元温度の上昇とともに大きな塊を形成 し、これによって鉱石を通るガス道が閉鎖され、多くの場合工程の妨害となるこ とが知られている。 さらに、この既存の方法には、塵成分の排出による原料の浪費および高いエネ ルギー消費という難点がある。塵成分は主に還元ユニットの下側領域で発生し、 さらにガス生成装置内で発生した塵成分によって拡大し得る。還元ガスはこの塵 成分を同時に搬送する。 この直接還元装置の製品は、断片状あるいは練炭形状に圧縮されたアイロン・ スポンジであり、これは電炉またはその他の装置で溶融することができる。 ドイツ特許第ＤＥ−ＰＳ２８４３３０３号に記載されている、新規の産業上の 工程においては、原料として従来の高炉法と同様に、ふるいにかけられた断片状 鉱石およびペレットまたは焼結物状に加工された微細鉱石が使用される。しかし ながら、この方法においては、追加的な投資および高い燃料消費が必要となる。 この方法において、アイロン・スポンジが高炉から高温で取り出され、溶融ガス 噴射器内でエネルギー・キャリアとしての炭素と酸化剤としての酸素を添加して 溶融される。溶融過程において溶融ガス噴射器内で生成されたガスは、サイクロ ン内での塵成分除去と洗浄器内での文流冷却の後、還元炉内で還元ガスとして使 用される。サイクロン内でふるい分けられた高温の塵粒子は、溶融ガス噴射装置 内へ還流し、酸素バーナーを用いて気化される。約８００℃の高温の塵成分の還 流および気化は容易なことではなく、このシステムにおける障害は還元炉内での 障害に発展する。これは、塵成分が酸化鉄粒子のみで構成されていても、還元炉 はごく限られた量の塵成分しか吸収できないからである。 高炉法は、エネルギー・キャリアとしてコークスを必要とするが、その製造は 銑鉄の製造工程において最も多大な環境汚染を発生させ、これが生産コストの高 騰につながる。さらに、今日において、コークスに加工できる良質な石炭が不足 していることは衆知である。高炉とは対称的に、前述した、コーレックス（ＣＯ ＲＥＸ）と称して知られた新規の方法は、コークスの代わりに従来の石炭を使用 することができるが、コーレックスにおいても大粒の酸化鉄が必要とされる。 したがって、本発明の目的は、微細粒子からの銑鉄の精製方法を達成すること であり、この方法においては、微細鉱石を前処理または変換せずに直接使用し、 これによって、通常６０−１００％の微細粒子が含まれる微細および大粒の鉱石 を、鉱山から採出した状態でそのまま使用することができる。ここで、ペレット 化および焼結装置、ならびに大粒鉱石の破砕装置は不必要となり、さらにエネル ギーまたは炭素キャリアとして石炭を適用することができ、また既に保有してい るコークスを使用することも可能でなければならない。 特に、還元領域内での塊の形成および高レベルの塵発生を防止しなければなら ない。 さらに、本発明に係る方法の重要な課題として、既存の特に高炉等の装置を、 適切な変更を加えてこの方法に適合させ、引き続き使用することが可能でなけれ ばならない。 これらの課題を解決するため、本発明の方法は、特に少なくとも高い割合で塵 状および／または粒子状鉱石を含んだ金属鉱石を処理するため、金属鉱石および 必要に応じて添加剤を、カスケード状に斜めに重ねられた一連のガス供給床を介 して下方移動させ、また鉱石および必要に応じて添加剤を粒子化後分別して、還 元ユニット内に設けたガス供給床のシステムに注入し、ここで鉱石および必要に 応じて添加剤の粗目の粒子群はシステムの上側領域に注入し、微細な鉱石粒子群 はシステムの中間領域に注入し、必要に応じて付加する添加剤は前記微細鉱石粒 子と共に注入するか、あるいはシステムの下側領域に注入するよう構成される。 この方法は、金属鉱石と添加剤が、カスケード状に配置された床を通じて、往 復しながら斜め下方に向かう軌道で還元ユニット内を移行するという利点があり 、ここで各床の下側にその間隔と配置に応じて十分な大きさのガス収集スペース が形成され、ここからガス供給床内に形成されたスリットを介して、床上に載っ ている、低速で下方移動する材料に還元ガスを付加することができる。ガス供給 床の下端において、材料は次のガス供給床上に下方移動し、ここで重量のある大 きな粒子は、ほぼ垂直に下方移動する。この二つのガス供給床間の移動領域にお いて、材料の高さは、ガス供給床上における場合の倍の大きさとなり、これは移 動領域のガス流速度が非常に小さいからであり、したがってここでは塵成分排出 は行われず、微細粒子の沈殿が生じる。 ここで床の上側の領域ではいわゆる硬層法に相当するプロセスが進行し、ここ で、粗目粒子の鉱石の表面層に還元ガスの一酸化炭素および水素が作用し、した がって微細粒子の鉱石の還元によって発生し、還元ユニットの下側領域からの還 元ガスによって***したアイロン・スポンジ粒子が前記表面に固着することでき 、これによって、いわゆるスポウティング・ベッド法に相当する工程が実施され る 下側領域において、微細なアイロン・スポンジ粒子のパーセント上の割合が縮小 され、したがって塊の形成がスティッキング（粒子のとじ付け）によって防止さ れる。 還元ユニットの上部領域に粗目粒子の材料のみを注入することによって、還元 ユニットの上端の使用済み還元ガスと共にこの領域から排出される塵が著しく減 少する。粗目の粒子の材料が濾過層として機能するためである。さらに、粗目粒 子の材料は還元ユニット内で最も長い経路を進行し、これは、粗目の粒子群が微 細粒子群に比べて長い反応時間を還元のために必要とする事実にも適合する。微 細粒子の金属鉱石が還元ユニットの中間領域に注入される際、そこに到達した粗 目粒子の鉱石の外側層は既に還元されており、したがってすぐに微細粒子の材料 の一部分を結合することができ、これによって、この部分が還元ガスによって上 方へ搬送されることは不可能となり、また、前述されたように、塊が形成される ことも不可能となる。ガス供給床上の材料へ還元ガスが集中的に浸透することに よって、還元ガスによって１５０ｇ／Ｎｍ³の数量で搬送される、主にコークス 、コークス化された石炭粒子およびか焼された添加剤粒子（後述する還元ガスの か焼ユニットへの誘導において）からなる塵は、特に材料の下部領域において、 固まりやすい微細のアイロン・スポンジが凝縮することを防止する。従来の高炉 およびその他の治金プロセスにおいては、この塵が非常に問題となる。 したがって、本発明に係る方法においては、ペレット化または焼結装置を使用 せずに、微細粒子状または塵状の金属鉱石を直接処理することができ、ここで粗 目粒子状の鉱石断片が存在しても有効であり、したがって粗目粒子用の破砕装置 も不必要となる。 還元ユニットの下方領域において、アイロン・スポンジ粒子の濃縮が著しく低 下することは、以下の両方の例が示しており、これらは、５０ｔ／ｈの銑鉄、ま たは７５ｔ／ｈの鉱石、または５５．５ｔ／ｈのアイロン・スポンジの処理能力 を有する装置に関して述べている。 第一の例においては、５０：５０の比の微細および粗目鉱石が使用され、さら に鉱石１ｔに対し０．２５ｔの添加剤が付加され、この添加剤の微細および粗目 粒子の比は５０：５０であり、か焼度は８０％である。炭素キャリアの使用量は 、 コークスと石炭の使用比率、およびそれらの品質に強く依存する。コークス含有 率が２０％であり両構成要素が中程度の品質を有する場合、炭素キャリアの総使 用量は４８ｔ／ｈと計算される。酸化剤の使用量は、酸素で約２３０００Ｎｍ³ ／ｈとなり、溶融領域に対して２５００Ｎｍ³／ｈの圧力空気、ガス領域には約 １２０００Ｎｍ³／ｈの高温空気が加えられる。これにより、約８８０００Ｎｍ³ ／ｈの還元ガス、または１１７０Ｎｍ³／ｔの鉱石、または１５８５Ｎｍ³／ｔの アイロン・スポンジが得られ、還元ガスは１５０ｇ／Ｎｍ³の塵成分を含む。さ らに、粗目鉱石の還元において、約２０％の粒子大２ｍｍ以下の微細鉱石が崩壊 することが想定される。 前記の想定から、６００ｋｇの微細なアイロン・スポンジ粒子は、還元ガスか らの２４０ｋｇの塵成分、１００ｋｇの微細なか焼添加剤および１００ｋｇの粗 目のか焼添加剤、ならびに４００ｋｇのアイロン・スポンジ粒子により、すなわ ち、８４０ｋｇの他の物質と共に、濃縮において固まりにくい物質に縮小される 事が明らかである。 微細および粗目粒子量比が７０：３０である場合、添加剤の量および構成比は 、前述の例と同様となる。炭素キャリアの量は約４９．５ｔ／ｈとなる。酸素量 ２３０００Ｎｍ³／ｈ、および溶融領域内の気圧２５００Ｎｍ³／ｈは変わらず、 改造された高炉のガス領域への高温気流量は約１６０００Ｎｍ³／ｈに高められ る。これにより、約９４０００Ｎｍ³／ｈの還元ガス、または１２５０Ｎｍ³／ｔ の鉱石、または１６９０Ｎｍ³／ｔのアイロン・スポンジが得られ、還元ガスは １７０ｇ／Ｎｍ³の塵成分を含む。この例においては、７５０ｋｇの微細なアイ ロン・スポンジ粒子は、約２９０ｋｇの塵成分、それぞれ１００ｋｇの微細およ び粗目の添加剤、ならびに約２５０ｋｇのあらかじめ還元されたアイロン・スポ ンジ粒子により、すなわち、合計７４０ｋｇの他の物質と共に、濃縮において固 まりにくい粒子に縮小される。 特に好適な実施形態によれば、少なくとも最上部のガス供給床の次のガス供給 床上において、金属鉱石および場合によって添加剤に推進およびルーズニング機 構の機械的作用が付加される。これによって、特に微細粒子材料等のガス供給床 に沿った移動が補助され、また粗目および微細粒子材料の混合と、それによりア イロン・スポンジ粒子の粗目粒子の酸化金属への結合が促進され、さらに既に形 成された塊が分解される。 鉱石および必要に応じて付加される添加剤の粗目粒子群の粒子大が５−３０ｍ ｍとなることが好適であり、特に好適には粗目粒子群の粒子大は５−１５ｍｍに 限定される。微細粒子群の粒子大は、最大１２ｍｍ、特に好適には最大で５ｍｍ となる。 還元ガスは、還元生成物の溶融に適した溶融ユニット内で生成することができ る。アイロン・スポンジの溶融に際して生成されるガスは、非常に高い還元能力 を保持する必要があり、それによって、これは還元ユニット内の酸化金属に対し て非常に効果的な還元ガスとして使用することができる。溶融ユニットの上部の ガス室内において１０００℃以上の温度を保持する必要がある。還元ユニットが 還元ガスの温度として、８００−９００℃、好適には８５０℃を必要とするため 、還元ガスは還元ユニット内に注入される前に必要な温度に冷却される。さらに 、好適な実施例において、高温の還元ガスは溶融ユニットと還元ユニットとの間 で冷却のためにか焼ユニットを介して誘導することができる。 また、別の好適な実施例において、か焼ユニットに微細粒子の添加剤を付加す ることができ、この際、添加剤粒子群は下方のガス供給床の下側で加熱およびか 焼された後、還元ユニット内の各ガス供給床の下側に形成されるガス・ルーム内 に注入される。 さらに、別の実施例において、か焼ユニットを介して誘導される微細粒子状の 添加剤粒子群にコークスが混合され、これが高温の還元生成物から熱を除去する と共に、これを通じてそれ自身が予め加熱される。コークスは添加剤と共に還元 ユニットに到達し、さらにそこから還元生成物と共に溶融ユニット内に搬出され る。 か焼ユニット内における還元ガスの温度は、計測されたガス温度に応じてか焼 ユニット内に注入される、添加剤および混合されるコークスの量によって調整さ れる。 溶融ユニットとか焼ユニットとの間のパイプライン結合内、並びにか焼ユニッ トの一部分の温度は、一定の値に保持する必要があり、これはタールを分解する のに十分な物であり、このタールはガス内で***した、溶融ユニットからの炭化 物粒子が含有するものである。 好適には、還元ユニットの処理能力は、計測した材料最上部の高さに応じて材 料の注入を制御し、また還元ユニットの下端に設けた排出ウォームを用いて排出 速度を制御することによって調節され、この際、各粒子群の比率は、予め設定さ れた、還元量およびその他のプロセス・パラメータに適合するよう保持される。 還元ユニットから搬出された還元生成物は、例えば、高温練炭化装置内に供給 し、ここで練炭形状化することができる。好適には、還元ユニットから搬出され た還元生成物は設計変更された高炉内に注入して溶融され、ここで材料の高さは 、高さ調節要素により、４５−７５％低下され高温気流のレベルに保持される。 これによって、本発明に係る方法を、低コストかつ産業上での利用可能に実現 することができ、これは既存の高炉を還元生成物の溶融および還元ガスの生成に 適合するよう若干の設計変更を加えて使用できるからであり、これによって高炉 コンテナ、冷却、加熱、注出、塵除去機構、並びにガス洗浄およびウォータ・シ ステム等の高価な構成要素を引き続き使用することができる。これによって、こ の装置は短期間で改造可能であることから、投資コストばかりでなく、この種の 高炉における製品の生産こそとも著しく削減することができる。改良された高炉 において、鉱石がアイロン・スポンジと共に供給され、これはそれ以上還元され ず溶融するだけで良いことから、（前述したように）溶融ユニット内における材 料の高さを低下させることができる。 改良された高炉は、機構上および技術的な新たな要求を満たすために、幾つか のコネクタおよび添加口を備える必要がある。 溶融ユニットには炭素キャリアとして石炭または石炭とコークスとの混合物が 供給される。 本発明に係る方法に適合するよう改良された生産法において、高炉において一 般的に酸化剤として使用される高温気流は、少なくともその大部分が酸素または 酸素混合圧力気流によって代替される。ここで酸化剤の一部は高温気流として改 良された高炉の上部のガス室で供給され、酸化剤の主要部分は、好適には酸素混 合圧力気流としてノズルを介して高炉の溶融領域内に噴射される。前述した第一 の例の、５０：５０の微細および粗目粒子比においては、数量的には約３０％、 第二の例の７０：３０の比率においては約４０％となる。 溶融能力が５０ｔ／ｈ、酸化剤量の内の高温気流比が約３０％または１２００ ０Ｎｍ³／ｈ、また高温気流温度が約１０００℃である場合、改良された高炉の 上側部分には約１６．５ＧＪ／ｈの熱量が添加される。これによって、約４７０ ０Ｎｍ³／ｈの酸素、または酸素の総必要量２７２００Ｎｍ³／ｈの内の約１７％ が、圧力気流および高温気流からの酸素と、高温気流の持つ相当な熱量によって 代替される。微細鉱石の比率が７０％で高温気流量が１６０００Ｎｍ³／ｈであ る場合、約５７００Ｎｍ³／ｈの酸素、または酸素の総必要量の内の約２０％が 、圧力気流および高温気流からの酸素と、高温気流の持つ相当な熱量によって代 替される。 さらに別の好適な実施例においては、鉱石の移動比率の増加と、添加剤および 微細粒子の増加に伴って、還元ガス内の窒素比率を高めるために、圧力気流また は高温気流の比率が高められる。 改良された高炉は、目的に応じて、１ないし５バールの超過圧力、好適には３ バールの超過圧力をもって稼働する。 さらに、別の好適な実施例においては、改良された高炉からの還元ガスの一部 が、圧力を平均化するため、還元ユニット内で必要とされる温度に冷却された後 還元ユニット内の排出領域内に供給される。 ガス生成器からの冷却されていない還元ガスを、温度消失を平均化するために 還元ユニットの中間領域内に付加することも有効である。 さらに、別の好適な実施例は、還元ユニット内の材料の上方の使用済み還元ガ スから、ガス安定化ルーム内で残留する塵成分の一部が除去し、また還元ガスを その後サイクロンに付加しここで残る塵成分の大部分を除去し、サイクロン内に 沈殿する塵成分を還元ユニットに再付加するよう構成される。 さらに、別の好適な実施例においては、還元ユニットの上部領域内のガス室の うちの一つにおいて、アルカリ成分を除去するために、還元ガスの一部をプロセ スから分岐させ、塵を除去してガス洗浄器内で洗浄し、さらに改良された高炉を 加熱するために還流する圧力気流として使用する。 好適には、添加剤および必要に応じて付加される炭素キャリアの微細粒子群の 移転は、か焼ユニットおよび配量ウォームを介して実施される。 本発明に係る方法は、酸化金属の還元に限られるものではない。その好適な特 性から、微細粒子状および塵状また温度的に非安定な基材に基づく塊形成の防止 に使用でき、例えば、カルキの焼却、マンガン鉱石の粒子還元、またはその他の 類似の処理に使用することができる。 したがって、本発明の目的は、文頭にて記述した装置を、銑鉄の製造のみに限 定されることなく改良することである。この課題は、特に少なくとも部分的に微 細粒子状である材料を処理ため、特に少なくとも部分的に塵状または微細粒子状 の金属鉱石等を還元するために、第二のユニット内にカスケード形状に重ねられ た、斜めかつ交互に反対方向に傾斜し、ガス透過スリットを備えた複数のガス供 給床を設け、ここで各床の上側に駆動可能で、床の傾斜に沿って下方に推進し、 さらに材料を軟化させる推進装置を少なくとも一つ設け、最上部の材料の上方に 配量機構を備えた材料注入口を設けることによって解決される。 好適には、推進機構は５個までの推進ウォームで構成される。 推進ウォームの使用により、材料を、ガスによって搬送することができず、し たがって微細粒子の沈殿ゾーンとなるウォーム上の、上方のガス供給床の材料塊 からの移転領域から、ウォームによってその始点においてて搬送することができ るという利点があり、これによって還元ガス流によって材料塊の上層に搬送され た塵状または微細粒子状の物質がさらに下方に移送され、他の物質と混合され、 完全な還元を実施するためにははるかに長い滞留時間を必要とする粗目の粒子が ユニット内を急速に通過することを防止する。 この目的を達成するために、本発明の好適な実施例は、さらに、各ガス供給床 において、推進機構の作用範囲内にその推進方向に沿って伸びる、少なくとも一 つのストライプ状の領域にはガス透過スリットが配置されないように維持され、 ここで、推進ウォームの使用に際し少なくとも一つの推進ウォームの下側にはガ ス透過スリットが存在しないよう保持された領域が設けられる。これによって、 気流安定化領域が形成され、ここで微粒子が分離し、推進機構によって下方へ搬 送される。 高い温度に対応するために、推進機構は、好適には水冷機構等によって冷却で きるよう構成する。 目的を効果的に達成するために、各ガス供給床は、ガス透過スリットを形成す るために互いに距離をもって上下に配置され、またガス透過スリットをカバーす るために垂直方向に互いにオーバーラップして配置された床要素からなり、これ が好適には少なくとも一つの水冷機構を装備する。 特に好適な実施例において、ガス安定化スペースを形成するために、第二のユ ニットの最上部の材料塊の上方の内径が拡大され、これはこれによって第二のユ ニットからの塵成分の排出が削減されるからである。 目的を達成するために、第二のユニットはその上端にガス誘導スリットを備え 、これに塵成分を分離するためのサイクロンが接合され、ここで前記サイクロン の塵成分収集室が還流ラインによって第二のユニットと、好適にはその上部領域 に結合される。 前述した理由により、第二のユニットの材料注入口に、材料を粗目および微細 粒子群に分別するための選別機構を結合し、さらに第二のユニットが最上部の床 上の材料塊の上方に粗目粒子群の注入口を、中間部の一つの床上の材料塊の上方 に微細粒子群の注入口を設け、両注入口に配量機構を接合することが極めて効果 的である。 目的を達成するために好適に構成された実施例において、第一のユニットは炭 素キャリアから還元ガスを生成するのに適し、第二のユニットは最上部の床上の 材料塊の上方に鉱石および必要に応じて添加剤の粗目粒子群の注入口を備え、さ らに中間部の一つの床上の材料塊の上方に酸化金属および必要に応じて添加剤の 微細粒子群の注入口を備える。 ここで、好適には、第一のユニットと第二のユニットの最下部の床の下方の領 域とを結合する還元ガス用のパイプラインがか焼ユニットを介して敷設され、こ こでこのか焼ユニットは、配量機構に結合されて、添加剤および／または炭素キ ャリアの微細粒子の備蓄容器に接合された上方注入口と、か焼および／または加 熱された材料を移送するための搬出機構とを備え、この搬出機構は最下部の両方 の床の一方の材料塊の上方で第二のユニットと結合される。 好適な一実施例において、か焼ユニットは注入口と搬出機構との間に少なくと も一つのガス供給機構を備え、これが第一のユニットから延長する還元ガスパイ プラインに接続され、この際この第二のユニットに通じる還元ガスパイプライン はか焼ユニットの上部領域から出ている。 極めて好適かつ経済的な一実施例において、第一のユニットが設計変更された 高炉であり、その上端が第二のユニットの下端に設置された搬出機構に結合され 、またその上側部分に、配量機構に接合され、超過圧力下に置かれたシステム内 に配置された炭素キャリア用備蓄庫と結合された別の注入口を備え、さらに前記 高炉は上部領域に高温気流を流入させるための噴射スリットを、また下部領域に 酸素圧力気流混合物または酸素を吸入するためのノズルを備える。 好適な一実施例においては、ガス安定化スペースは３ないし５ｍの高さを有す る。 好適な構成例においては、各ガス供給床の下方に１ないし３ｍの中間高を有す るガス収集スペースが設けられる。 床が５°ないし３０°の傾斜を有することが極めて好適である。 スリットを形成する各床要素間の距離が３０ないし２００ｍｍとなることが好 適である。 還元生成物の抽出前に最下部の床の下方で塊が形成されることを防止するため に、さらに好適な実施例において、最下部のガス供給床と搬出機構との間の領域 に搬出する還元生成物を軟化させるための機構を少なくとも一つ設け、これは駆 動可能な水冷のルーズニング・ウォームからなることが好適である。 推進およびルーズニング・ウォームは、第二のユニットの壁から浮遊した状態 で支持されるよう構成される。 極めて好適な実施例において、熱損失を低減するために、推進機構およびルー ズニング・ウォームの床部材の冷却される部分が、少なくとも部分的に熱を保持 する材料、好適には熱を保持する鋼材等の被膜で覆われる。 さらに好適な実施例において、第二のユニットの中間領域に、還元ガスの小さ い粒子を第二のユニットから分流させるために適用される分岐パイプラインが接 続され、これが少なくとも一つのサイクロンを介してガス洗浄システムに通じ、 さらに少なくとも一つのサイクロンの塵成分排出要素がか焼ユニットの排出機構 と結合される。このことが、高炉還元サイクルからスチーム状のアルカリ材の一 部を除去し、プロセスにおいてアルカリが飽和しとそれによって改良された高炉 内に沈殿物が形成されることを防止する。 さらに、別の極めて好適な実施例において、第一のユニットとか焼ユニットと の間の還元ガスパイプラインから、選択的に接合可能で、還元ユニットから分離 可能で、か焼ユニットを包囲し、かつ分岐パイプラインに流入するバイパスが伸 展し、これによって改良された高炉は結果的に長時間かかる修理作業の間、最低 限の溶融能力をもって稼働することができる。 必要に応じて、限られた空間条件における既存の高炉の改造は、第二のユニッ トを二つの互いに接続した部分ユニットに分割し、その第一の部分は粗目の粒子 群の注入口と下端に設けられた排出機構とを備え、これを第二の部分ユニットの 上端と結合し、この第二の部分ユニットに、微細粒子群の注入口と、必要に応じ てか焼ユニットを介して接続された、必要に応じてコークスと混合された微細粒 子状の添加剤の注入口と、さらに還元生成物の排出要素とを設け、第二の部分ユ ニットのガス排出口を第一の部分ユニットのガス注入口と結合することによって 可能となる。 次に本発明に係る方法の実施例につき、添付図面を参照しながら、以下詳細に 説明する。 図１は、本発明に係る方法の一実施例を示す、改良された高炉と結合した還元 ユニットの概略図、 図２は、図１の装置に適応し、還元ユニットの修理の間も継続稼働することが 必要な、簡略化された実施例の概略図、 図３は、下端のガス供給床に近接する床部材の断面を示す概略図である。 本発明に係る方法の極めて経済的な実施例においては、既存の高炉を比較的簡 単に改造し、これを溶融炉としてばかりではなく、還元ユニット内で必要とされ る還元ガスの生成に使用し、図１は、この種の高炉１０を示し、この上に還元ユ ニット１２を設置することによって構成する。 高炉１０の上端１４には、還元ユニット１２の下端に降下し、主にアイロン・ スポンジからなり、駆動可能な排出ウォーム１６によって排出される材料を供給 することができる。炭素キャリア、好適には石炭が、高炉１０の上端１８に供給 される。本発明に係る方法に適合するよう改良された高炉において、材料の高さ は、高温気流のレベルに対して、４５ないし７５％、好適には６０％分低くなり 、高さ測定要素２０を介して調節される。酸化剤は、高炉１０の最上部のガス室 ２２および溶融領域２４に供給され、２２においては高温気流、２４においては 酸素または、好適には酸素混合圧力気流の状態で供給される。混合物の比率は、 原料の品質および微細鉱石比に適合するよう設定する。ほとんどの場合、混合物 内の圧力気流比は約１０％となる。 それ程経済的ではないが、技術的に簡単な実施方法において、同一の酸素−圧 力気流比が高炉１０の溶融領域ならびにガス領域に適用される。 高温気流の噴射は、効果的に、改良された高炉内に付加的な熱および窒素を注 入させる。 高温の還元ガスは、ガス排出要素２５を介して搬出される。この抽出口は参照 符号２６で示される。 還元ユニット１２は還元炉と称される下方部分２８と、その上方に配置された 、内径が著しく拡大した、ガス安定化スペース部分３０とからなる。ガス安定化 スペース３０と還元炉２８との間の移行領域内において、水冷の配量ウォーム３ ２が還元ユニット１２に接合され、これを介して還元する鉱石および必要に応じ て添加剤のの粗目粒子群が還元ユニット内に注入される。 粗目鉱石、微細鉱石および必要に応じて添加剤が、共通の収納容器３４、材料 −および密閉キャップ３６、共通の中間容器３８、ならびに配量ウォーム３２に 接続された備蓄庫４０のうちの一つ、あるいは水冷の微細鉱石配量ウォーム４２ に接続された備蓄庫４４のうちの一つを介して、還元ユニット１２に供給される 。配量ウォーム３２の回転速度または推進能力は、最上部の材料塊の高さ測定要 素４６によって制御される。配量ウォーム４２による微粒子群の供給量は粗目鉱 石に比例して設定される。 共通の供給庫４８と、材料−および密閉キャップ５０を介してこれと結合され た中間容器５２と、ならびにこれらに接続されたライン５４または５６を介して 、 装置に、微細な添加剤、炭素および／またはコークスが供給される。 ライン５４は、微細な添加剤の備蓄容器５８に通じ、これから材料が配量ウォ ーム６０を介してか焼ユニット６２に供給され、これにガス排出口２５を出た高 温の還元ガスがパイプ６４を介して供給される。 高炉１０内で生成された還元ガスは、１０００℃以上の温度を有し、還元ユニ ット内で使用される前に、約８５０℃に冷却されなければならない。ここで、約 ８８０００Ｎｍ³／ｈの還元ガス量において溶融能力が銑鉄で５０ｔ／ｈである 場合、約９ｔ／ｈの微細な添加剤粒子群および／または微細なコークスを、か焼 ユニット６２内で加熱およびか焼するために、約２３ＧＪ／ｈのガス熱が使用さ れ、このためにか焼ユニット６２内には適宜の装置６６が設けられ、これが還元 ガスを微細な添加剤内および必要に応じて微細コークス塊内に浸透させる。プロ セスにおいてコークスが使用される場合、ライン５４を介してか焼ユニットに微 細コークスを供給することもでき、これは、微細な添加剤と同様に、水冷の排出 ウォーム６８を介して、好適には還元ユニット２８の下部領域内の最下部の材料 塊の上方へ注入される。適宜に冷却された還元ガスは、か焼ユニットの上端から 伸びたパイプライン７０を介して、還元ユニット１２の下方領域に誘導される。 添加剤量は、還元ユニットのガス注入温度によって制御される。 微細な添加剤への温度伝達および吸熱的なか焼反応によって、か焼ユニット内 で高温の還元ガスが冷却される。 微細粒子状の添加剤を微細コークスで代替することは効果的であり、これは、 それにより二倍近くの相当に大きな量（約１８ｔ／ｈ）を適用することができ、 それによって微細なアイロン・スポンジ粒子の濃縮物を、１０５０ｋｇの固形物 の領域から６００ｋｇの微細アイロン・スポンジ粒子へ、著しく縮小することが 可能であり、これが還元ガスの不変の還元能力において塊を形成する危険を防止 することができるからである。これに対し、微細な添加物の適用においては、白 雲岩および石灰石をカルシウム−およびマグネシウム酸化物およびＣＯ₂に変換 することによって、還元ガスのＣＯ₂含有量が若干上昇する。 還元炉２８内には、それぞれ反対方向に外側から内側に向かって斜めに傾斜し た複数のガス供給床７２が重ねて設置され、これらが還元炉２８内に注入された 材料をカスケード状に誘導する。各ガス供給床７２は、互いに垂直の距離をもっ て離れた、垂直方向に互いにオーバラップする、水平の表面を有する、斜めに（ または図３の実施例に示されるように）配置された一定数の床部材７４からなり 、これらの段付けによって、ライン７６によって示されたガス供給床７２の全体 的な傾斜が設定される。床部材７４間の距離によって、ガス供給床７２内のガス 透過スリット７８のスリット幅が、ガス供給床７２上に存在する材料塊にガスが 噴射されるように設定され、材料はこのスリットを介して進行することはなく、 常に各ガス供給床７２の下端で下方に落下する。 還元ガスは、各材料塊を下から上に材料流に対して十字方向に進行し、ここで 還元処理を作用させ、これと同時に、同時に搬送する塵成分のほとんどを材料塊 に付加する。ここで、一酸化炭素および水素を含む還元ガスと、また気流層内ま たはガス供給床７２の上方におけるガスと粒子との集中的な接触による添加剤の か焼によって鉱石が還元され、９０％以上の金属化度を有するアイロン・スポン ジが得られる。この際、粗目の粒子群が供給される上方のガス供給床におけるプ ロセスは、硬層法と比較することができ、微細粒子群の添加後のプロセスは、ス ポウティング・ベッド方法に相当する。 従来の一般的な還元方法と異なり、材料塊への塵成分の伝達が必要とされ、こ れはそれが微細なアイロン・スポンジの凝縮を低減し、その結果塊形成の危険性 を削減するからである。 床部材７４は、例えば図３に示されるような水冷機構を備え、ここで、装置の 垂直中心軸は参照符号Ａで示される。各床部材は、プレート８０を備え、これが 二重壁を持ったパイプ８２に結合され、その一端の冷却水導管に接続された中央 スペース８４と、その同じ一端の冷却水排出口に接続された環状スペース８６は 、他方の端部で互いに結合される。プレート８０およびパイプ８２は、鉱物綿等 からなる温度絶縁体８７によって覆われ、これは熱を持った鋼材等からなる被膜 ８８によって覆われる。これによって、還元ガスがガス供給床７２の冷却機構を 介して急激に冷却されることを防止する。 各ガス供給床７２の下端に、ほぼ垂直に設置されたプレート８０を有する床部 材７４ａを備え、これは下方に伸びる壁を形成するように配置され、この壁が各 ガス供給床７２の下方に存在する材料塊の上にガス・ルームを提供し、この中に 、還元ガスが、ガス供給床７２を介して上方へ流れる前に集合することができる 。 各ガス供給床７２の上に、それぞれ搬送およびルーズニング機構が設けられ、 これが、重力の影響と、上昇するガスによって発生するパルス状の移動とルーズ ニングを支えて、材料を均等移動させ、同時に軟化させ、これによって塊形成を 阻止する。 図示された実施例において、この搬送およびルーズニング機構は、ガス供給床 状にほぼ平らに設置された、搬送ウォーム９０を備え、これは還元炉２８の壁か ら浮遊した状態で設置される。例えば、各ガス供給床７２につき５個までの搬送 ウォーム９０を設置することができる。搬送およびルーズニング機構は、塊形成 を防止すると共に、床表面全体を介しての材料の移動を推進し、これによって、 移動不可能で還元ガスが届かない空間の発生を防止し、装置の処理特性を向上さ せる。 さらに、完全な還元を達成するため、より長い還元ユニット内での対流を必要 とする粗目の鉱石粒子群を還元ユニット１２内で最長距離を移行させることによ っても、高い処理能力が達成される。 材料塊が二つの連続する床間の移送領域において、主に微細粒子を含有し、ウ ォームの開始部分の上方に位置し、またウォームがその開始点においてその上に 存在する材料を下方のウォームの推進領域に引き込む性質を有するため、このウ ォームは粗目および微細または塵状の材料のより良好な混合物にも作用し、これ は、下から上に流れる還元ガス流の影響により、より上方の層に各材料塊が集結 する傾向があるからである。最上部の材料塊が粗目粒子状の物質のみからなるた め、場合によっては、最上部のガス供給床の上方においては、搬送およびルーズ ニング機構を削除することができる。 この視点において、微細粒子状のアイロン・スポンジの集結および比較的高い 温度での還元ガスの流入にされされる、排出ウォーム１６の前の領域における塊 形成を防止するため、最下部のガス供給床７２の下方に、少なくとも一つの追加 的な水冷のルーズニング・ウォーム９２が設けられる。 還元ガスと材料塊との集中的な接触が保証されるばかりでなく、添加される粗 目粒子状鉱石または粒子大に依存する還元時間が制御されるため、アイロン・ス ポンジの高度な金属化と、同時に装置の高い柔軟性と、さらに原材料およびプロ セス材料の変更に対する適応性が達成される。 還元ユニット１２の中間部分への微細鉱石の添加は、還元ユニットがより大き な熱量を必要とする作用を及ぼし、これによって微細鉱石注入部分より上方の領 域において、そこに存在する粗目の鉱石の還元に必要な７５０℃以上の温度を維 持することができる。 還元ユニット１２内の還元ガスの温度を極力最適に維持し、熱損失を低下させ るために、パイプ６４は支流６４ａを介して還元ユニット１２の中間領域に結合 され、ここには、パイプ７０によって誘導されたガスが既に熱を伝達している。 さらに、冷却器９４を介して敷設された別の支流６４ｂを介して、還元ユニット １２の下端の還元ガスを、圧力を平均化するため、排出領域に誘導することがで き、これによって排出ウォーム１６による確実な排出が保持される。また、高炉 １０内への高温気流の噴射は、還元ユニット１２内のガス温度に効果的に作用し 、これは高炉１０内で生成される還元ガスが追加的な窒素を含有するからであり 、これがガス量を増加させ、熱キャリアとしての重要な機能を達成する。 高温気流比は、微細鉱石比が５０％の場合、酸化剤総量の約１／３となり、微 細鉱石比が７０％で著しく増大した運動量においては４５％まで増加することが でき、これは微細鉱石比の増大と共に還元ユニット１２の相対的な熱需要、およ び同時に還元量が高められなければならないからあり、これによって還元ユニッ ト１２の上端の炉頂ガス温度が約３００℃から５００℃に上昇する。 ガス安定化ルーム３０によって、還元ガスにより上方に搬送された微粒子状お よび塵状の材料の一部が最上部の材料塊上に降下することが可能となる。残りの 部分は、還元ユニット１２の上端で使用済みガスと共にパイプ９６を介してサイ クロン９８に搬送され、ここで塵成分の別の部分が分離され、これは塵排出ウォ ーム１００によって還元ユニットの最上部の材料塊上に再度搬送され、そこから 推進機構によって一つしたのガス供給床に付加される。サイクロン９８のガス排 出口は、パイプ１０２を介してガス洗浄器１０４と結合され、洗浄されたガスは 、パイプ１０６を経てエクスポート・ガスとして再度冶金またはその他の処理に 使 用することができる。前述した、５０ｔ／ｈの銑鉄の溶融能力において、８８０ ００Ｎｍ³／ｈのエクスポート・ガス量と６６００ＫＪ／Ｎｍ³の下の加熱値が得 られる。 高炉１０に炭素キャリアを供給するため、ライン５６が中間容器５２から備蓄 庫１０８に接続され、また配量ウォーム１１０介して高炉１０に結合される。 図１の装置、また図２の装置においても顕著に、前述した特徴に基づいて構成 されており、ここで、両実施例において、参照符号２２の点で高炉内に流入する 高温気流はパイプ１１２を介して付加され、この中に熱交換器１１４が内蔵され 、この内部で洗浄された、還元ユニット１２からのガスが焼却され、熱が高温気 流に伝達される。図２の実施例の相違点は、洗浄され焼却するために熱交換器１ １４に注入されるガスが、支流１１６を介してパイプ１０６から除去されること であり、これは図１の実施例においては参照符号１２０で示される、追加的なガ ス処理装置から除去され、これが、高炉１０が追突の危険を回避するために、修 理に際して停止される還元ユニット１２において、最低限の溶融能力をもって運 転するを可能にするという利点をもたらす。 この追加的なガス処理装置１２０は、選択的に使用できる二つのパイブを備え 、それらは、還元ユニット１２の中間領域のガス・ルームから通じているパイブ １２２と、か焼ユニット６２を包囲し、パイプ６４から分流するパイプ１２４で あり、ここで、還元ユニット１２のパイプ１２２およびパイプ１２４は高炉１０ を二つの連続したサイクロン１２６および１２８ならびに後続するガス洗浄シス テム１３０と直接的に結合し、これからパイプ１３２が洗浄されたガスを再利用 のため、または支流１０６ａを介して熱交換器１１４に付加することが可能であ る。 サイクロン１２６および１２８で分離された塵成分は、装置１２０へのガス供 給に際して、パイプ１２４を介して、好適にはガス冷却−および廃棄容器１３４ および１３８を介して排出される。ガスがパイプ１２２を介して搬入されると、 分離された塵成分は推進ウォーム１２５およびパイプ１２７を介してガス・ルー ムに還流され、ここからパイプ１２２が伸び、これによって異なるガス圧力によ る障害が防止される。 還元ユニット１２の中間領域からパイプ１２２を介して還元ガスの一部を分流 させることによって、炉内還流サイクル内のアルカリ含有量を削減することがで きる。原料が低いアルカリ含有量を有し、還元ユニット１２からパイプ１２２を 介して還元ガスを分流させる必要が無い場合、図２の実施例と同様に、熱交換器 １１４は還元ユニットからパイプ９６を介して伝達される炉頂ガスによって加熱 することができ、これはこの場合にいわゆるシステムの“ブリーディング”は必 要無いからである。 還元ユニット１２の還元能力または改良された高炉１０の溶融能力は、排出ウ ォーム１６の回転数によって調節される。 粗目鉱石−微細鉱石構成比は、極めて広い範囲で変化させることができるが、 総量に対し約２０％の粗目鉱石の添加は不可欠であり、これによって、粗目粒子 の表面への塵成分を結合による塵除去の許容限界レベルに保持することができ、 これが塊形成を防止し、還元ユニット１２内の材料の移動を向上させる。微細鉱 石のみを使用しなければならない場合、最大の粒子大は最低でも５ｍｍ、好適に は１０ｍｍであり、ふるいをかけることによって、微細鉱石を大きめの粒子群と より微細な粒子群とに分離することが好適であり、これによって、両粒子群を分 離して、異なった高さで還元ユニット１２内に注入することが可能になる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年９月２７日 【補正内容】 新請求項１ １．金属鉱石から銑鉄を製造するため、鉱石および必要に応じて添加剤が一酸化 炭素および水素を含む高温の還元ガスが下から上に流れる還元ユニット内をカス ケード状に斜めに段階配置された一連の床を介して上から下に移行し、還元生成 物が還元ユニットの下端で抽出され、さらに後続の処理を実施するための装置に 供給され、ここで還元ガスは、ガス生成器内で炭化物の部分的酸化、あるいは天 然ガスまたは石油の分解によって生成する方法であり、高い割合で塵状および／ または粒子状鉱石を含んだ金属鉱石を処理するため、金属鉱石を、ガス供給床を 介して下方移動させ、また鉱石を粒子化後分別して、還元ユニット内に設けたガ ス供給床のシステムに注入し、ここで鉱石の粗目の粒子群はシステムの上側領域 に注入し、塵状および／または微細な鉱石粒子群はシステムの中間領域または、 システムの中間および下側領域に注入することを特徴とする方法。 るコークスを使用することも可能でなければならない。 特に、還元領域内での塊の形成および高レベルの塵発生を防止しなければなら ない。 さらに、本発明に係る方法の重要な課題として、既存の特に高炉等の装置を、 適切な変更を加えてこの方法に適合させ、引き続き使用することが可能でなけれ ばならない。 これらの課題を解決するため、本発明の方法は、高い割合で塵状および／また は粒子状鉱石を含んだ金属鉱石を処理するため、金属鉱石および必要に応じて添 加剤を、カスケード状に斜めに重ねられた一連のガス供給床を介して下方移動さ せ、また鉱石および必要に応じて添加剤を粒子化後分別して、還元ユニット内に 設けたガス供給床のシステムに注入し、ここで鉱石および必要に応じて添加剤の 粗目の粒子群はシステムの上側領域に注入し、塵状および／または微細な鉱石粒 子群はシステムの中間領域に注入し、必要に応じて付加する添加剤の塵状および ／または微細な粒子群は前記微細鉱石粒子と共に注入するか、あるいはシステム の下側領域に注入するよう構成される。 この方法は、金属鉱石と添加剤が、カスケード状に配置された床を通じて、往 復しながら斜め下方に向かう軌道で還元ユニット内を移行するという利点があり 、ここで各床の下側にその間隔と配置に応じて十分な大きさのガス収集スペース が形成され、ここからガス供給床内に形成されたスリットを介して、床上に載っ ている、低速で下方移動する材料に還元ガスを付加することができる。ガス供給 床の下端において、材料は次のガス供給床上に下方移動し、ここで重量のある大 きな粒子は、ほぼ垂直に下方移動する。この二つのガス供給床間の移動領域にお いて、材料の高さは、ガス供給床上における場合の倍の大きさとなり、これは移 動領域のガス流速度が非常に小さいからであり、したがってここでは塵成分排出 は行われず、微細粒子の沈殿が生じる。 ここで床の上側の領域ではいわゆる硬層法に相当するプロセスが進行し、ここ で、粗目粒子の鉱石の表面層に還元ガスの一酸化炭素および水素が作用し、した がって微細粒子の鉱石の還元によって発生し、還元ユニットの下側領域からの還 元ガスによって***したアイロン・スポンジ粒子が前記表面に固着することでき 、これによって、いわゆるスポウティング・ベッド法に相当する工程が実施され る

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属鉱石から銑鉄を製造するため、鉱石および必要に応じて添加剤が一酸化 炭素および水素を含む高温の還元ガスが下から上に流れる還元ユニット内をカス ケード状に斜めに段階配置された一連の床を介して上から下に移行し、還元生成 物が還元ユニットの下端で抽出され、さらに後続の処理を実施するための装置に 供給され、ここで還元ガスは、ガス生成器内で炭化物の部分的酸化、あるいは天 然ガスまたは石油の分解によって生成する方法であり、少なくとも高い割合で塵 状および／または粒子状鉱石を含んだ金属鉱石を処理するため、金属鉱石を、ガ ス供給床を介して下方移動させ、また鉱石を粒子化後分別して、還元ユニット内 に設けたガス供給床のシステムに注入し、ここで鉱石の粗目の粒子群はシステム の上側領域に注入し、微細な鉱石粒子群はシステムの中間領域または、システム の中間および下側領域に注入することを特徴とする方法。 ２．添加剤が付加され、この添加剤も粒子化後分別し、粗目の添加剤粒子群はシ ステムの上側領域に注入し、微細な鉱石粒子群はシステムの下側領域に注入する ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．少なくとも最上部のガス供給床の次のガス供給床上において、金属鉱石およ び場合によって添加剤に推進およびルーズニング機構の機械的作用が付加される ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。 ４．鉱石および必要に応じて付加される添加剤の粗目粒子群の粒子大が５−３０ ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。 ５．粗目粒子群の粒子大が５−１５ｍｍ限定されることを特徴とする請求項４記 載の方法。 ６．微細粒子群の粒子大が最大１２ｍｍであることを特徴とする請求項３ないし ５のいずれかに記載の方法。 ７．微細粒子群の粒子大が最大５ｍｍであることを特徴とする請求項６記載の方 法。 ８．還元ガスが還元生成物の溶融に適した溶融ユニット内で生成されることを特 徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。 ９．還元ガスが還元ユニット内に注入される前に８００−９００℃の温度に冷却 されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。 １０．高温の還元ガスが溶融ユニットと還元ユニットとの間で冷却のためにか焼 ユニットを介して誘導されること特徴とする請求項８記載の方法。 １１．か焼ユニットに微細粒子状の添加剤が付加され、さらに添加剤粒子群は下 方のガス供給床の下側で加熱およびか焼された後、還元ユニット内の各ガス供給 床の下側に形成されるガス・ルーム内に注入されることを特徴とする請求項３お よび１０記載の方法。 １２．か焼ユニットを介して誘導される微細粒子状の添加剤粒子群にコークスが 混合されることを特徴とする請求項１１記載の方法。 １３．か焼ユニット内における還元ガスの温度が、計測されたガス温度に応じた 量でか焼ユニット内に注入される、添加剤および場合によって混合されるコーク スへの熱転移によって調整されることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれ かに記載の方法。 １４．溶融ユニットとか焼ユニットとの間のパイプライン結合内、並びにか焼ユ ニットの一部分の温度が、一定の値に保持され、これはタールを分解するのに十 分なものであり、このタールはガス内で***した、溶融ユニットからの炭素キャ リア粒子が含有するものであることを特徴とする請求項１または２および９ない し１３のいずれかに記載の方法。 １５．還元ユニットの処理能力は、計測した材料最上部の高さに応じて材料の注 入を制御し、また還元ユニットの下端に設けた排出ウォームを用いて排出速度を 制御することによって調節され、この際、各粒子群の比率は、予め設定された、 還元量およびその他のプロセス・パラメータに適合するよう保持されることを特 徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の方法。 １６．還元ユニットから搬出された還元生成物を高温練炭化装置内に供給し、こ こで練炭形状化することを特徴とする請求項１または２記載の方法。 １７．還元ユニットから搬出された還元生成物を設計変更された高炉内に注入し て溶融し、ここで材料の高さを、高さ調節要素により、高温気流のレベルに比し て４５−７５％低く保持することを特徴とする請求項１または２記載の方法。 １８．溶融ユニットに炭素キャリアとして石炭または石炭とコークスとの混合物 が供給されることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の方法。 １９．一般的に酸化剤として使用される高温気流は、少なくともその大部分が酸 素または酸素混合圧力気流によって代替されることを特徴とする請求項１７また は１８に記載の方法。 ２０．酸化剤の一部は高温気流として改良された高炉の上部のガス室で供給され 、酸化剤の主要部分は、好適には酸素混合圧力気流としてノズルを介して高炉の 溶融領域内に噴射されることを特徴とする請求項１９記載の方法。 ２１．鉱石の移動比率の増加と、添加剤および微細粒子の増加に伴って、還元ガ ス内の窒素比率を高めるために、圧力気流または高温気流の比率が高められるこ とを特徴とする請求項１５ないし２０のいずれかに記載の方法。 ２２．改良された高炉が１ないし５バールの超過圧力をもって稼働することを特 徴とする請求項１７ないし２１のいずれかに記載の方法。 ２３．改良された高炉が３バールの超過圧力をもって稼働することを特徴とする 請求項２２記載の方法。 ２４．改良された高炉からの還元ガスの一部が、圧力を平均化するため、還元ユ ニット内で必要とされる温度に冷却された後還元ユニット内の排出領域内に供給 されることを特徴とする請求項２２または２３記載の方法。 ２５．ガス生成器からの冷却されていない還元ガスを、温度消失を低減するため に還元ユニットの中間領域内に付加することを特徴とする請求項１ないし２４の いずれかに記載の方法。 ２６．還元ユニット内の材料の上方の使用済み還元ガスから、ガス安定化ルーム 内で残留した塵成分の一部を除去し、また還元ガスをその後サイクロンに付加し 、ここで残る塵成分の大部分を除去し、サイクロン内に沈殿する塵成分を還元ユ ニットに再度付加することを特徴とする請求項１ないし２５のいずれかに記載の 方法。 ２７．還元ユニットの上部領域内のガス室のうちの一つから、アルカリ成分を除 去するために、還元ガスの一部をプロセスから分岐させ、塵を除去してガス洗浄 器内で洗浄し、さらに改良された高炉を予備加熱するために還流する圧力気流と して使用することを特徴とする請求項１０ないし１２および１７ないし２１のい ずれかに記載の方法。 ２８．添加剤および必要に応じて付加される炭素キャリアの微細粒子群の供給が 、か焼ユニットおよび配量ウォームを介して実施されることを特徴とする請求項 ３および請求項１０または１１のいずれかに記載の方法。 ２９．崩壊しやすい物質を温度および／または化学処理するための、または請求 項１ないし２８のいずれかに記載の方法によって銑鉄を製造するための装置であ り、特に還元ガス等の高温のガスを生成するための第一のユニット（１０）と、 温度および／または化学処理される材料を収容するための第二のユニット（１２ ）とを備え、第二のユニット（１２）の上側部分に少なくとも一つの材料注入口 を設け、また前記第二のユニット（１２）の下端に温度および／または化学処理 された材料を抽出するための排出装置（６８）を設け、さらに第二のユニット（ １２）の下側部分に高温ガスを注入するための少なくとも一つの注入口を備える 装置からなり、少なくとも部分的に微細粒子状である材料を処理するため、特に 少なくとも部分的に塵状または微細粒子状の金属鉱石等を還元するために、第二 のユニット（１２）内にカスケード形状に重ねられた、斜めかつ交互に反対方向 に傾斜し、ガス透過スリット（７８）を備えた複数のガス供給床（７２）を設け 、ここで各床（７２）の上側に駆動可能で、床の傾斜に沿って下方に推進し、さ らに材料を軟化させる推進機構（９０）を少なくとも一つ設け、最上部の材料の 上方に配量機構（３２）を備えた材料注入口を設けることを特徴とする装置。 ３０．推進機構が５個までの推進ウォーム（９０）で構成されることを特徴とす る請求項２９記載の装置。 ３１．各ガス供給床（７２）につき、推進機構（９０）の作用範囲内にその推進 方向に沿って伸びる、少なくとも一つのストライプ状の領域において、ガス透過 スリットが配置されないように維持されることを特徴とする請求項２９または３ ０記載の装置。 ３２．少なくとも一つの推進ウォームの下側にはガス透過スリットが存在しない よう保持された領域が設けられることを特徴とする請求項３０または３１記載の 装置。 ３３．推進機構（９０）が水冷機構によって冷却されることを特徴とする請求項 ２９ないし３２のいずれかに記載の装置。 ３４．各床（７２）が、ガス透過スリット（７８）を形成するために互いに距離 をもって上下に配置され、またガス透過スリット（７８）をカバーするために垂 直方向に互いにオーバーラップして配置された床要素（７４）からなることを特 徴とする請求項２９ないし３３のいずれかに記載の装置。 ３５．床要素（７４）が水冷機構によって冷却されることを特徴とする請求項３ ４記載の装置。 ３６．ガス安定化スペース（３０）を形成するために、第二のユニット（１２） の最上部の材料塊の上方の内径が拡大されることを特徴とする請求項２９ないし ３５のいずれかに記載の装置。 ３７．第二のユニット（１２）がその上端にガス誘導スリット（９６）を備え、 これに塵成分を分離するためのサイクロン（９８）が接合され、ここで前記サイ クロン（９８）の塵成分収集室が還流ラインによって第二のユニット（１２）と 結合されることを特徴とする請求項２９ないし３６のいずれかに記載の装置。 ３８．還流ラインが推進ウォーム（１００）を備えることを特徴とする請求項３ ７記載の装置。 ３９．推進ウォーム（１００）が水冷機構で冷却されることを特徴とする請求項 ３８記載の装置。 ４０．第二のユニット（１２）の材料注入口に、材料を粗目および微細粒子群に 分別するための選別機構が結合され、さらに第二のユニット（１２）が最上部の 床上の材料塊の上方に粗目粒子群の注入口を、中間部の一つの床上の材料塊の上 方に微細粒子群の注入口を備え、両注入口に配量機構（３２，４２）が設置され ることを特徴とする請求項２９ないし３９のいずれかに記載の装置。 ４１．銑鉄を製造するための装置であり、第一のユニット（１０）が炭素キャリ アから還元ガスを生成するのに適応しし、第二のユニット（１２）は最上部の床 上の材料塊の上方に鉱石および必要に応じて添加剤の粗目粒子群の注入口（３２ ）を備え、さらに中間部の一つの床上の材料塊の上方に酸化金属および必要に応 じて添加剤の微細粒子群の注入口（４２）を備えることを特徴とする請求項２９ ないし４０のいずれかに記載の装置。 ４２．第一のユニット（１０）と第二のユニット（１２）の最下部の床の下方の 領域とを結合する還元ガス用のパイプライン（６４，７０）がか焼ユニット（６ ２）を介して敷設され、ここでこのか焼ユニット（６２）は、配量機構（６０） に結合されて、添加剤および／または炭素キャリアの微細粒子の備蓄容器（５８ ）に接合された上方注入口と、か焼および／または加熱された材料を移送するた めの搬出機構（６８）とを備え、この搬出機構（６８）は最下部の両方の床のう ち一方の材料塊の上方で第二のユニット（１２）と結合されることを特徴とする 請求項４１記載の装置。 ４３．か焼ユニット（６２）が注入口と搬出機構（６８）との間に少なくとも一 つのガス供給機構（６６）を備え、これが第一のユニット（１０）から延長する 還元ガスパイプライン（６４）に接続され、さらに第二のユニット（１２）に通 じる還元ガスパイプライン（７０）がか焼ユニット（６２）の上部領域から出て いることを特徴とする請求項４２記載の装置。 ４４．第一のユニット（１０）が設計変更された高炉であり、その上端が第二の ユニット（１２）の下端に設置された搬出機構（１６）に結合され、またその上 側部分に、配量機構（１１０）に接合され、超過圧力下に置かれたシステム内に 配置された炭素キャリア用備蓄庫（１０８）と結合された別の注入口を備え、さ らに前記高炉（１０）は上部領域に高温気流を流入させるための噴射口（２２） を、また下部領域に酸素圧力気流混合物または酸素を吸入するためのノズル（２ ４）を備えることを特徴とする請求項４０ないし４２のいずれかに記載の装置。 ４５．ガス安定化スペース（３０）が約３ないし５ｍの高さを有することを特徴 とする請求項３６記載の装置。 ４６．各ガス供給床（７２）の下方に１ないし３ｍの中間高を有するガス収集ス ペースが設けられることを特徴とする請求項２９ないし４５のいずれかに記載の 装置。 ４７．床（７２）が５°ないし３０°の傾斜を有することを特徴とする請求項２ ９ないし４６のいずれかに記載の装置。 ４８．スリットを形成する各床要素（７４）間の距離が床（７２）の範囲内で３ ０ないし２００ｍｍとなることを特徴とする請求項３４記載の装置。 ４９．第二のユニット（１２）が少なくとも二つのガス供給床（７２）を備える ことを特徴とする請求項２９ないし４８のいずれかに記載の装置。 ５０．最下部のガス供給床（７２）と搬出機構（１６）との間の領域に、搬出す る還元生成物を軟化させるための機構（９２）を少なくとも一つ設けることを特 徴とする請求項２９ないし４９のいずれかに記載の装置。 ５１．柔軟化機構が駆動可能な水冷のルーズニング・ウォーム（９２）からなる ことを特徴とする請求項５０記載の装置。 ５２．推進ウォーム（９０）またはルーズニング・ウォーム（９２）が、第二の ユニット（１２）の壁から浮遊した状態で支持されるよう構成することを特徴と する請求項２９ないし５１のいずれかに記載の装置。 ５３．推進機構（９０）およびルーズニング・ウォーム（９２）の床部材（７４ ）の冷却される部分が、熱を保持する材料からなる被膜（８８）で少なくとも部 分的に覆われることを特徴とする請求項３５ないし３９のいずれかに記載の装置 。 ５４．被膜（８８）が熱を保持する鋼材からなることを特徴とする請求項５３記 載の装置。 ５５．第二のユニット（１２）の中間領域内のガス・ルームに、還元ガスの小部 分を第二のユニット（１２）から分流させるための適宜な分岐パイプライン（１ ２２）が接続され、これが少なくとも一つのサイクロン（１２６，１２８）を介 してガス洗浄システム（１３０）に接続され、さらに少なくとも一つのサイクロ ン（１２６，１２８）の塵成分排出要素が塵排出機構（１２５）を介してガス・ ルームに再還流されることを特徴とする請求項４２または４４のいずれかに記載 の装置。 ５６．第一のユニット（１０）とか焼ユニット（６２）との間の還元ガスパイプ ライン（６４）から、選択的に接合可能で、還元ユニット（６２）から分離可能 で、か焼ユニット（６２）を包囲し、かつ分岐パイプライン（１２２）に接続す るバイパス（１２４）が伸展することを特徴とする請求項５５記載の装置。 ５７．第二のユニットを二つの互いに接続した部分ユニットに分割し、その第一 の部分は粗目の粒子群の注入口と下端に設けられた排出機構とを備え、これを第 二の部分ユニットの上端と結合し、この第二の部分ユニットに、微細粒子群の注 入口と、必要に応じてか焼ユニットを介して接続された、必要に応じてコークス と混合された微細粒子状の添加剤の注入口と、さらに還元生成物の排出要素とを 設け、第二の部分ユニットのガス排出口を第一の部分ユニットのガス注入口と結 合することを特徴とする請求項２９ないし５６のいずれかに記載の装置。