TW305881B - - Google Patents

Description

經濟部中央棣率局Λ工消費合作杜印«. A7 __JB7_^_ 五、發明说明（1 > 本發明係有W於一種可》加效能的熔融«原方法•尤 其是指在金廳氣化物熔»埋原時可以蝤加其效能並改善在 理原遇程中所加入的燃料之效率的方法。該《原遇程發生 於一反應容器（Vessel)，在此反應容器内有一箱有一暦熔渣 的被熔化之溶液，此反寒容器内從被熔化的溶液溢出之反 應氣艙《由可進成《化作用的氣Η而被後期燃埔(Afterburned) ，所產生的热量被送給熔化的溶液·而籲砂及碳逭些反應 物則被送到熔融之處•至少有一部份是從反應容器的氣體 空間送入。 在從金匾碥砂中製進金驅方面，新的發展係針對成本 上經濟的«原劑及能源钃帚物之使用上。在製嫌方面，此 目禰則特別針對用煤庚(Coal)取代焦炭（Coke)。 疽種金钃碥砂的熔ίϋΐΒ原能於各種品質的煤炭的使用 上提供有幫助的條件* Μ使之（指煤炭的使用）供遇程中 熱平衡的補充及供邐原反應本身之用。第一個熔»«原方 法目前已被實質應用於工業上。C0REX製程係用於鏞雄的製 造* QSL方法係用於非二價雄的金鼷的製造•例如鉛的製造 。躭C0REX製程而言，由於它需消耗相當多的煤炭及氧，所 Μ與鼓凰爐法比較起來，除非將其產生的相當高能的氣體 (Off-Gas)在工業上再利用·否則難以在經濟性方面優於鼓風 魃法。 熔融进原法主要係用於繙撖製造，在鏞推製造中•所 供懕的燃料在此法的過程中能得到較好的利用情形，而熔 融還原法目前正在發展階段並在某些研究個案上進入實驗 ， 〜β 〜 本纸仏尺度璁用中IS涔容楗半{ r?、’S、·八4規恪（？.;cxr:!!v.公釐) η. X i Ojr·' ·· ---------——装------tr------▲ (請先《讀背面之注$餐4填寫本頁)

鍾濟部中央棣準局工消费合作社印装 A 305S81 A7 B7_'__ 五、發明説明（2 ) 限段。在 M Entwicklungslinien der Scheelzreduktion. ’’ 刊物之第728 頁至第742頁曾針對_嫌製埴的發展悄況迮行_査》在逭本 刊物中“溶融通原法 ” '(M Sielting Reduction Method ”）的定· 義是：“Μ無焦炭冶煉法，從嫌確砂直接製埴熔》的嫌· 並儘可能做到不經過凝集（结瑰} ( Aggloaeration )步驟， 並希望能達到「熔融及埋原遇程同時發生J的理想。”根 據此一定義•用煤炭取代焦炭*而確砂不加Μ預先處理即 直接使用，一方面不需要堍製焦炭的工廠*另一方面不需 要進行Κ碎或沖洗W取得礦砂中所含礦物質之作業的工廠 。根據上述的目禰，専家們正努力地朗此一方向發展熔融 遇原法。 · 根捕最近的刊物顯示，已络達到實驗階段的現知熔融 «原法乃是遵照上述理念理轉。礦砂及煤炭做為進料物質 (Charging Material )。該確砂可K被預先理原並在一前置反 應器中加熱，加熱時，最好利用熔融反應器產生的氣«來 加熱，然後加熱遇的確砂被加入熔融用氣化器中，在進行 預先堪原時，可Κ使用_爐（shaft furnace) ·旋轉的管狀爐 (Rotary Tubu丨ar Furnace)或流 II 化（FulidizatiorO c 在 CCF製程旋 S 器轉 tt (Cyc 丨 one Coiverter Furnace)中，在溶 Sk 用旋il爐中進行預先遢原•它的被熔化的小滴♦從一狀W 轉埔的熔融堪原容器之氣體空間掉人檐渣溶液(Slag-Iron Bath) Ο 在日本的DIOS ( direct iron ore sielting :直接的蟻礓砂溶 融）先將固體進料物霣、煤炭、嫌確砂及渣滓（Slag或曄： 〜3〜 本紙張尺度逋用中國國家梂準《CNS j A4«L格（2丨OX297公釐） 83. 3.10,000 --------7—裝----*--訂-----Ί-0 > - I (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央橾牟局負工消费合作社印製 305881 a? _B7__ 五、發明说明（3 ) 箱渣）形成物放入預熱容器中加热*並在預先通原工廠中 預先《原，然後再將被預先《原的罐砂送入狀似轉爐的熔 融通原容器。C0及逋兩個反應氣體的後期燃熵在此熔融 埋原容器中進行，C0及H&係來自於熔思於起泡沫的箱渣 (slag)曆的鐵*此熔融的議係《由一似鎗矛（lance)的工具得 到氣氣之供姶。另外，氮氣經由底部鼓風口進入以埴成更 嫌底的混合及溶液（bath)的移動。轉爐放出的氣«可以«由 加入磨成較细粒的煤炭而得到改造處理Μ供往後之應用。 在HI熔融遇程中，來自於循瓖液體底暦的被預先蠼原 的礦砂被送人鼓形（Drui-Type)熔融遢原容器•而煤炭則從底 部鼓風口加入。來自於熔融物的反應氣«被反應器從上面 吹下的熱空氣後期燃堍（after-burned)。而且，固體及细粒的 釀砂能經由底部鼓風口送入本遢程。 在德圔4234974虢専利中所述的加強冶鎳容器中之反應 的方法，由反應氣體後期燃堍後放出的热量之再移轉到冶 練反應容器中的熔融溶液方面，可Μ特別有效地蝤加其热 量之再移轉。它的特微是：熔融物畲有一部份Κ小滴、激 «及大粒子之形式像彌道飛行路徑式地理動，因為它»著 通礒鼓風口而遺入的氣«而像啧泉般被伸長•埴個方法主 要係應用於Hlsnelt製程。 有一公告虢碼04 18 927之歡洲専利申》講到一種熔融« 原之進行方法。它強調必須至少有每平方米2000公斤的大1 熔渣。在此製程中•熔渣係Μ泡沫形式存在•而一曆的厚 度至少2米，甚至可超«4米。對於此熔渣暦之离度加Μ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（2丨ΟΧ297公釐> ---------『裝------訂-------- (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明<4 ) 霣測所得之值，可以顯示泡沫熔渣曆之密度，而煤坺、氣 及確砂加入率被控刺著Μ使熔渣*保持所需之密度。 公告賊碼03 08 925之専利申請案中，敘述除碳用鼓風口 及後期燃堍用鼓Μ 口被安置於一個像轉爐的容器，此容器 遢具有一吹送氧氣的似鎗矛的工具。激播用的氣«Kstirring gas)經由底部及側面鼓風口送入，Μ幫肋織熔融液之檄底 绲合及成分平衡（Concentration Balance)，並可幫肋形成上方的 泡沫熔渣，雄確砂、含煤的燃料、熔渣形成銷等進料物質 則視情形或由熔融物上方加入或由侧邊鼓風爐吹入熔融« 原容器（Vessel)。 在德園，規在公開的34 21 878«申請中，提出一連讀製 造_嫌的方法及工廠。它是由二價材料（特別是指嫌 砂）連饋製造鑛級並同時產生製程用氣ttOVocess gas)。而它 的特擞是，二價嫌材料是Μ小九、煤球、刀疤狀的形態送 入一可移動壁《(Grate)並經預先加熱、乾燥及缠原為嫌海綿 (Iron Sponge)，製程用氣體促進上述過程之完成，而理原度則 達90 % ;埴些餓海綿直接由頂端加入到具有一雄溶液（Iron Bath)的煤炭氣化反應器•並在裡面被熔化Μ產生Μ及熔渣 分別地連鑛的流出（Discharge)，煤炭及氧則最好從煤炭氣化 反應器的下面吹人嫌溶液中，而煤庚則於被氣化為無疏製 程用氣體或堪原氣體後再被送入可移動壁爐Μ供想原、預 先加热及乾煉逭些煤球。在本方法的煤炭氣化反應器中， 大約有2巴（Bars)的重壓，而產生的热的製程氣體由反應器 的上Μ脫《反應器並被送到一热氣旋風器Μ使热氣與其所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2丨ΟΧ 297公釐） ---------T -裝---；---丨訂------!,银 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 五、發明说明（ 5 擁帶的灰塵 Belt)的埋原 由巳知 方法的一般 到數届缺黏 定，那就是 從確砂製造 業褽造•而 覿的氣氣消 在瑄些 所產生之氣 进原法在能 大量的灰麈 其缺點。在 礦砂的方式 何控制被放 未有效解決 發生時，將 熔渣層於所 從頂端 預先加热過 後期燃堍， 用這種方式 出來•而需 分離。然後 室中κ a原 的方法出發 専家將會在 。逭些缺點 到規在為止 鏞級的製程 Corex仍有一 耗0 前案的要略 體（Co及HA ) 霣平衡方面 ，及因此一 了解埴些缺 列入研究。 出氣體同時 的問題。當 會有新的課 需密度及高 (亦即從熔 的《砂，將 因為金麗化 加入預先加 要其它清潔 A7 B7 ，此氣體被使用於熵结箝（Sintering 供確砂》 尋找一個由雄碥砂製埴》嫌的經濟 埴些新的製程的正面價值之外發現 的發琨可以從一個事實更加得到肯 除了 Core}{方法之外*在不使用焦炭 中•沒有一個被理用於大規携的工 些缺點，钶如高量的多餘氣艚及可 — 11 11一 i 裝 I 訂 線 (請先S讀背面之注$項再填寫本霣) 經 央 樣 準 局 貝 合 作 杜 印 % 中•埴些具有 及具有良好的 P示出其優點 情形而損失掉 點的同時，當 在瑄些製程上 帶走的熱的液 後期燃熵及製 鼸需要解決· 度Μ及反應中 融遢原容器之 使來自熔»物 之《砂有氧化 熱過的進料物 氣體的裝置， 〜6〜 高後期燃堍的製程中 能量移轉情形的熔融 。而放出的氣嫌帶有 鐵及碳的規象則騙於 然亦應把加煤块及加 改彎後之方法中*如 狀熔嫌物成份，仍是 造反應於泡沫熔渣中 那就是如可維持泡沫 之相闞限制等問題。 氣體空間經過 > 加入 之反應氣體無法進行 的危險。再者，由於 質會造成很多灰_跑 而物料也會有所損失 本紙張尺度逋用中国國家揉車（CNS )六4规格（210X297公釐> 83.3.10,000 經濟部中央樣準局貝工消费合作杜印製 A7 B7_ 五、發明説明（6 ) Ο 有明顧的動镧促使専家應用熔融理原法於鑄嫌製進Μ 求比鼓風爐法更經濟，特別是在它能比其它製程方法允許 更高的能畺密度的獲得。這一事實可Μ由Ai«e Synposiu· Pitt-Sburrgh 1987.3月30 Howe Memorial演講所介紹的製程氣IB後期燃 堍而明顧看出。德圜39 03 705號専利的热空氣之使用及有利 的頂吹鼓風口已經證實為有使用價值。用逭種方式*可Μ 有55 %的後期燃燒程度及80%熔融的饑Μ可再生及可靠的 形態之再移轉。 本發明乃是基於已知的熔融遢原法«黏之利用Μ及其 反應氣»後期燃熵以增加所供應燃料之效車的瑄些課《而 發展出來。本發明也為增加由ffi確砂製造鑛鐵之製程的效 能、經濟性及可靠性。在除去埴些巳知方法的缺黏的情況 下•應用它們的優點以造成輔肋作用之效果可MK「可再 生J的方式(Reproducible Fashion)簡翬地得到實規。 埴一問《已有了答案，那躭是確砂及破埴二儒反應物 被加入到熔融物中時，都是被形成緊密固结狀的痗成物材 料之形態，可使用進一步的謅送(和物（Escort Substarce) *也可 Μ不使用。 本發明的出現，乃是因為發現到確砂及碳埴甬個反應 物都是以聚结成塊或混成物的形戆供應的•它們之間的緊 密接觸導致此一_的氣化物及碳兩者之間直接產生«原反 應。因此•並不需要《原步驟之前先將_黷砂熔化。如此 一來，在«原率及CO，Η兩個反應氣體在熔融溶液(Helton 本纸張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4说格（210X297公釐） ---------一裝------訂------^旅 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央橾準扃貝工消費合作社印装 305881 A7 B7_ 五、發明说明（7 )

Bath)上方之後期反應方面特別能產生效益。不管是對具有 一無泡沫熔渣之氣黼空間的熔融通原法，或是對所謂的深 熔渣製程（Deep Slag Process)之泡沫熔潼中的後期燃燒都有效 ，前者可以用HIs«elt製程為代表。 材料混合物應Μ緊密固结的形式被加入於熔»物之中 的埴項發現必須被視為本發明的一價重粟特點。因此•我 們«該確定材料混合物或聚结成瑰物（例如小九或煤球） 有Κ數個緊密固结的翬位之形式被淹沒於熔融物之内*並 且同時沒有分解或爆裂的跡象出現。而此一要求也理證實 對於本發明之驚人優黏能«致完全的發揮有簠大的意義· 亦即撖碥砂等金鼷氣化物熔融通原效能之蝤加Κ及此溶融 埋原製程中供應之燃抖，的热效率之改菩。當材料混合物Μ 緊密固结之形態沒入熔融物之中之時，伴随從熔融«原容 器内放出之氣«而來之灰麈即能減少20 上，而所供應 燃料之热软率增加10 上·埴有部份歸功於本身後期燃 熵之增加，«有一部份則歸功能從後期燃堍溥送到熔融溶 液（Molton Bath)之熱溥送的改菩。 根據本發明，埴此聚结塊或材料琨合物可Μ為生的（ Green)、乾煉、經預先燃堍及預先«原的小丸、媒球固结物 .、或是這些東西的混合。 礦砂及碳瑄兩個反應物•可以«著護送物（亦可不需 箱著護送物）而Μ固结的材料潘合物之形態送入反應'器之 熔融物中。本發明的此一重要的特點*想要指出：在聚结 塊（户如小九或煤球）中之碳含量足Μ供送入的金鼷氣化 — 8 本紙張尺度遢用中國國家樣率（CNS ) Α4規格（210 X Μ7公漦) 83. 3.10,000 ---------&------^----- ί ' I (請先閱1!^面之注$項再填寫本I ) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 A 7 __B7_. 五、發明説明（8 ) 物（持別是氧ib級）完全堪原。本發明更逭一步地將 分離或结合在一起的形態***材料混合物之中，炭氫化合 物是一例。除了做為«砂之實際进原蜊之外•此燃科也可 以補充熔融通原方法之操作中的熱平衡。實際上，燃料的 一部份被加入到熔融物之中（例如經由底部鼓m鱸μ 另外供製程控制使用。然而•根據本發明，本製程所需要 的燃料可Μ全部經由混合物材料而送入熔融物中。 根據本發明•礫砂的形態可以為多塊吠或是细粒狀》 可Μ是未提煉的，或是經預先«原到不同程度的礦砂，也 可以是完全金靨化的。併入《的方式，可Μ是任何希望的 方式，例如Μ各種不同品霣的煤炭之$式，而也能具有高 揮發性的成份。焦炭其它帶有固態碳之物質、碳氫化合物 ，Μ及以各種不同的油、焦油、瀝育成辣製«6物的形態 存在的，液態碳氫化合物都可Μ使用於此材料混合物中。 所選擇之煤炭的品霣的好壞完全沒有Μ係，埴是本發 明之特別有利之處。實務上•任何的煤炭都可以用♦例如 高级無煙煤•或具有相當高揮發性成份的煤炭（如煤氣火 焰煤炭· Gas-Flame Coal )都可Μ。在碳化Κ及煤庚之分_後 焦庚或碳成份之形成在大小、形狀及密度上都有所不同。 然而在已知的方法上•箝有高揮發性成份的煤炭種類卻舍 導致不利之處，例如在反應容器之氣«空間内煤炭的自發 性爆裂有不好彩響，因為它舍堉加與所放出之氣β —起跑 出來的碳粒子的量。因本發明首W的小九琨合物之使用， 瑄些聚结塊在本身壜裂之前係深埋於泡沫熔渣之内，故產 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐厂 --------「装------1Τ-----j^ (請先Μ讀背面之注$項再填寫本頁) 3Q5881 A7 _B7__ 五、發明説明（9 ) 生的碳粒子會很均勻地敗佈於泡沫熔潼曆之中且俞對®定 有幫肋。 一個驚人而意外的發琨是•根據本發明首創使用聚结 塊或材料混合物的结果·熔融埋原法之效陡明顯增加。伴 Μ氣Μ從熔融遢原容器中流出而來的灰塵明顯地減少•埴 造成了數個更進一步的優黏。最明願的是熔渣中氣化嫌含 量的降低。 與已知的方法比較起來，當本製程與泡沫熔渣一起進 行時•自由碳的ft畲減少•與磺结合的嫌小滴的數量也會 減少。如此一來•可更容易地讕整泡沫熔渣暦並得到顯然 更高的後期燃堍程度。 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫木頁) 由於瑄些變得較少的被還原的小滴及在熔渣中的熔融 物之***造成熔渣之被食制的氣化嫌含量•而埴種情形自 然也導致氣化後期燃燒（Ox丨dizing Afterburn丨ng)中之喷出物與熔 渣之碳兩者間的氣艚遢原減少。在本發明中•熔渣之破含 量比已知製程的少，埴是因為在聚结塊中確砂與碳埴兩個 反應物的直接«原。經估計*熔渣中之碾含量Μ此方法可 以減少50%。由於碳含量之降低產生了一些利得，包括在 放出熔渣時碳攢失降低而導致燃料之能量_出提高。 根據琨有知雄水平•在本發明中後期燃堍得Μ改善（ 亦即COSb埴甬儸反應氣《變成（¾及HJ)之後期燃堍之程度 的增加 > 實是因為被後期燃堍之反應氣Μ的埋原減少•而 此埵原減少則是因為放出氣臁有較少的碳含量。放出氣體 所擁铕时灰塵降低的情形首先在此首W的方法上產生效果 〜1 0 ~ 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS > Λ4规格（210Χ297公釐） " 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 〇) •另外灰驅中之碳含量也減少。基本上•逭兩届改簪之貼 使得氣《空間或泡沫熔渣中之破變少*連错使得它與後期 .燃熵過的放出氣«間之逆向反應滅少。也«是說，經後期 燃熝而變成ecu及hao的反應氣》之中，可供aL及iUJii行堪原 的自由碳粒子變少*換句話說，可供C0a及Hk0之進行逆向反 應變回C0及H*的自由碳粒子變少。逋一想法可以解釋為可 應用本發明的方法，反應氣«之後期燃堍會有意外的改善 •以及所供應之燃堍熱效率會if加。 將其它的操作條件固定與其它方法一樣•本削作之方 法將反應氣體的後期燃堍程度由55 %埔加到70 % ·將热移 轉（Heat Transfer)由80 %埔加到90%。埴一改巷對於使用或不 使用泡沫熔渣之方式都一樣可行。 與已有的添加技術（主要是供煤庚及確砂等反應物> 相比較，本發明的方法在進行熔融«原反應上有數傾優點 。本方法之能量平衡可以藉後期燃燒之增加及熱移轉到熔 融物(Snelt)的1«加而同時被改進。本發明除了有逭些經濟性 的優點外，熔融速率也同時增加了·而造成里位時間餓產 最堉加。故這些優點也《加本熔融«原法之效能。再者* 结果亦顒示在本發明方法的各步驟•射火材料之消竓可K 降低。製程之控制及遘揮性埋轉•例如港免在造嫌時熔融 物溫度锂常過高*很可能對於反應容器之附火期裡之損耗 率降低有好的效果。 根_本發明•已證實從由某一高度使材料混合物掉入 溶液（bath)中，能造成有利的结果。瑄僩高度應高於熔融堪 〜1 1〜 本纸張尺度適用中货國家標準（CNS >Α4規格（210X297公it > -----------------1T------ * ' ί (請先閲讀背面之注$項再填寫木頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 _B7_ 五、發明说明h ) 原容器之熔融物0.2米以上。當材料掉下時經«埴一個拒雛 (例如取得l«/s或更大的平均速度）後·其灌度會增加•而 其熱含量也因而蝤加。要Μ埴種方法增加材科混合物的灌 度，經發現，若是保留埴些固结的材料的緊密固结形態且 它們在沒入熔融液時是固结的煤球，刖會造成較好的效果 。換句结說，固结塊若是在埋原容器之氣體空間中分解或 爆裂則較不利。 根據本發明•固结塊戎材料混合物基本上可Μ是任何 形吠及任尺寸•可Μ是立方瑰或球。資務上*較圓的球 吠及橢圆狀（例如蛋形煤球）纆證實是很有用的。固结塊 的大小則根據其》下之距離與可獲得的«度«加之W择而 定。例如，在落下距離為一米時，可Μ使用直徑6μ的球吠 小煤球；在高轉爐吠的熔融《原容器中•有10米的播下距 _時•可Μ使用直徑15到50ω的大煤球。材料铒合物預先 加熱之平均湛度的大略禰準為200t：。如果落下之距離增加 ，則預先加热之湛度能進一步蝤加。舉例而言，可Μ利用 放出氣體的糸統來加熱小九。材料混合物可以經由穿過放 出氣體的管子或裝置於熔融堪原容器上方的廢热ΙΑ爐而落 下，如此一來* 25米或更多一黏的辖下距雛可相當於大約 500t：的最大預热湛度。超遇500t：的湛度刖不是所希望的。 500C Μ後若湛度再顯著增加，固结瓛爆裂的可能性會提高 •原因W包括煤炭之揮發性成份的釋出等等。埴種在沒入 熔》物之前，固结塊即先行分解或爆裂的情形與本每明之 方法不符。 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4it格（2丨OX297公釐) ~ --------------.-IT------泉 (請先《讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明说明《2 ) 就本發明之方法而言•小九及煤球等原料混合物沒入 熔融物的程度至少須完全被熔融物覆Μ·但是最好是再沒 入某深度。熔融通原法具有泡沫熔渣《的情況•最小的沒 入深度應有0.5·左右。由於泡沫熔渣曆之»度有很大不同 ，（例如有可能介於2·到4·之間）•因此沒人深度只能粗 略地相對於泡沫熔渣層之高度而定。Μ 2·离的較小泡沫熔 渣《而言，材料混合物0.5·之沒入深度即意指1/4的比例。 在熔融遢原法不具泡沫熔渣曆的情況，換句話說•在 後期燃堍佻發生於熔融物上方之自由氣體空間中的淸況下 •熔渣之厚度通常都比較小*約都在1·以下*甚至只介於 0.1至0.5·之間。因而原料混合物的最小沒入深度都較小· 但無論如何，仍足以被熔渣完全覆Μ » 在固结塊沒入到最小沒入深度時*就能被加热一直到 部份分解或完全分解，而埴種過程乃是因為煤炭所釋出揮 發性成份等所致。在達到原料混合物之最小沒入深度而處 •在熔融物中（在熔渣暦中更佳）時•固结塊就能分解。分 解出固«物霣（如高碳粒子）等將有肋於穩定泡沫熔渣。 因為在整個熔融物中及熔渣混合物中有澹烈的溶液(Bath)的 理動，且因為在周界層有金鼷在進行****故在沒有泡沫 熔渣的熔融*原反應中，從原料混合物分解出來的粒子很 多躭會被熔融的溶液(Molton Bath)所吸收。 本發明的方法在應用於熔融通原反應有一暦泡沫熔渣 之情況時，產生了數涵優點，包括使泡沫熔渣暦能被維持 及穩定並能保有癫宜的每立方公分一声的平均密度。此泡 〜1 3〜 本紙張尺度邋用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨0'〆297公嫠） ----------*!装------訂 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 305S81 A7 B7__ 五、發明说明4 3 ) 沫熔渣是一直保持著埋動吠戆的，可Μ觀察到熔渣從熔融 溶液流向熔渣表面，或從熔渣表面潦向熔融溶液，但是亦 會發生與此一所希望的流向相反的流動。在泡沫熔渣之移 動暦裡，因泡沫熔渣層内之固结塊分解而釋出之碳/焦炭 粒子並不會集中於泡沫熔渣層表面*反而是畲與泡沫熔渣 一起流動並會令人驚訝地均匀败佈於泡沫熔渣中。由於聚 合塊或小九之密度被備製成高於泡沫熔渣之密度•道些原 料混合物會在分解之前先沈入熔渣中*因而埔加其在泡沫 熔渣中之反應的效能。在小九分解時所釋出的氣體容易附 著於焦炭粒子之類的固髑粒子之上*因而給予額外的浮力 。然而•本發明之方卑經應用後發現：每立方公分1.5公克 甚或更大的小九密度巳足以確保碳/焦炭粒子能均勻分佈 於泡沫熔渣之中。因此•，在習知的一般方法中會發生的焦 炭粒子在泡沫熔渣表面之不利的累積及结鹰之情況，在本 發明之方法中，可以有效防止。 在習知方法中，所供應的煤庚在成為碳粒子以被加入 熔渣之前巳經被完全碳化(Carbonized)。埴種在溶液表面韆出 的煤炭揮發性成份會對後期氣化燃熇氣《哦出物造成埋原 作用，因而降低後期燃堍的程度以致降低製程之热平衡戎 所供應的具揮發性成份之煤庚的热效宰。所Μ在泡沫熔渣 法中•將煤炭的揮發性成份所佔比例限制在20% Μ下。在 本發明之方法中，如果煤炭的揮發性成份之釋出是在泡沫 熔渣溶液表面之下，它將舍使得«程的效能壜加·埴乃是 因為煤炭分解所產生的埋原氣《上升所致。埴一事實使本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4iH格（2丨0Χ297公釐) ---------I------IT------各 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明说明（14 ) 製程獲得幾項益處。此进原氣體（即及CQJ從煤炭分解 及煙煤***(Soot Fractions)鐸出後，即和含親化嫌之熔渣直接 接觸而導致氧化級的金蘭化。此«原反應氣體也可與一部 份穿透入熔融物中之後期氣化燃堍啧出物（Oxidizing Afterburning Jet) 產 生反應 。此後期燃堍嗔出物穿透入熔融物疽一種 情形是我們所想要的•因為逭有肋於更离的後期嫌熇能置 移轉入熔融物。由於煤炭之揮發性成份與溶液表面之下的 後期燃堍氣體唄出物兩者之間的反應，產生了額外的反應 氣體，此一額外氣《在熔渣中造成有益的溶液運動之坶加 。由於溶液理動埔加•自然地減少穿越溶液下鼓凰爐之循 環氣體量，使得熔渣中之热_送及泡沫熔渣之密度可以被 調節到希望的«況。 根據本發明，原料混合物之密度應被設定在离於熔解 遢原容器内液態熔渣的密度。舉例而言*巳證實將礦砂灰 、煤炭、石灰及酤性物混合•並用高壓將之壓成煤球•使 其密度達到每立方公分2公克是很有用的。用上述相同的 成份，可Μ使製成的小九密度達到1.6g/«s。依照本發明將 埴些聚合塊使用於熔融埋原容器中•雄溶液（Iron Bath)之上 的熔渣的組成成份為 49 % CaO、32 % SiOz、3 % FeO、17% AU0, *故其密度為2.6g/c/。而泡沫熔渣渣之密度則降到0.8 g/cW 左右。 本發明能在減少來自熔融還原容器之放出氣體所钃甫 的灰麈量·此減少量可說是以不成比例得驚人。睾例而言 ，在使用Hlsnelt方法的實驗工廠•每小時大約製邊10t的液 〜1 5〜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格U丨0X297公釐） I— m n HI- in m ^^1 In ^ I HI HI I n i^i (讀先閲讀背面之注$項再填寫本賈) A7 B7 經濟部中央梂率局貝工消费合作社印製 五、發明说明1(5 ) 1 1 « 雄 $ 當 使 用 不 經 m 先 還 原 步 驟 之 礦 砂 及 煤 炭 » 我 們 每 小 1 1 時 將 大 約 10t_ 砂 灰 ( 成 份 為 63XFe 、2 6XSiO: t' mi2〇i) 送 人 熔 融 1 1 物 並 同 時 送 入 约 8t 煤 炭 ( 成 份 中 有 10 % 之 揮 發 性 物 霣 ) 請 1 先 1 〇 在 此 容 器 的 無 泡 沫 熔 渣 之 氣 體 空 闍 中 9 後 期 m 燒 約 50 % 閱 2 1 I » 而 移 轉 到 m 溶 液 之 热 移 轉 效 幸 約 80 % 9 在 逭 些 搡 作 條 件 % 之 1 1 注 | 下 放 出 氣 醴(Off~Gas) 之 灰 塵 ( 含 磺 ft 約 15 % ) 含 ft 約 為 60 % 1 g/N 画 3 〇 然 而 若 是 此 礦 砂 灰 與 聚 合 m 狀 m 原 破 (Reduction Ca- 項 再 填 rbon) 或 是 混 成 小 球 一 起 由 熔 融 通 原 容 器 之 氣 黼 空 閜 穿 m 而 寫 本 k I 進 入 熔 融 物 中 灰 麈 的 放 出 量 將 減 至 30 g/H·3 (放 出 氣 黼) 〇 同 Λ 1 1 I 時 在 其 它 條 件 不 變 之 下 後 期 嫌 燒 之 程 度 壜 加 到 60 % » 1 轉 移 到 維 熔 融 物 之 热 量 比 率 增 為 85 % 〇 故 而 與 習 用 熔 融 m 原 製 程 相 比 本 發 明 可 使 熔 雄 原 訂 I 容 器 中 放 出 的 灰 塵 減 少 50 % 〇 預 計 最 大 灰 麈 放 出 含 ft 約 為 1 1 I 45g/(N·3 放 出 氣 釅）° 灰 塵 中 碳 含 ft 的 減 少 是 另 —_. 項 優 點 0 1 1 本 發 明 之 方 法 在 放 出 氣 體 灰 塵 中 之 碳 含 量 可 Μ 達 到 低 於 J 8 % 〇 而 應 用 本 發 明 之 方 法 之 前 有 泡 沫 熔 渣 的 情 形 下 * 银 I 放 出 氣 體 之 碳 含 量 約 為 15 % 0 1 1 I 灰 塵 放 出 ft 減 少 尤 其 是 放 出 氣 Μ 之 灰 麈 中 碳 含 量 之 1 1 降 低 在 將 放 出 氣 « 應 用 於 預 先 18 原 或 m 先 加 热 畤 有 所 助 1 1 益 而 對 於 放 出 氣 體 的 主 要 用 途 氣 體 淸 工 廠 也 有 幫 肋 1 I 〇 除 了 上 述 在 來 白 於 嫌 熔 融 物 之 反 應 氣 黼 後 期 燃 供 時 的 進 1 1 | 步 之 處 Η 及 調 整 > m 定 泡 沬 熔 渣 方 式 上 的 簡 化 之 外 也 1 1 能 從 放 出 氣 霸 處 理 上 的 改 菩 了 解 到 根 據 本 發 明 的 方 法 在 1 1 加 入 確 砂 及 碳 等 反 應 物 埴 一 點 上 > 也 有 意 外 而 明 顯 的 優 黏 1 I 1 1 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨OX297公釐） A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裂 五、發明说明（ie) 可以相信後期燃燒壜加與熔渣中«化鐵含ft可测的味 低有闞係•特別是當後期燃埔是在泡沫熔渣曆中進行時° 也許供後期燃熵用的氣Η嗔出物與熔渣之間發生了較少的 氧化反應。由於熔潼中FeO粒子含量滅少，間時使得頂吹 (Top-Blown)氣髏造成FeO分子被氣化的可能性降低。同時》供 渣内FeO集中度的降低廚於容器的射火期裡的損耗滅少有所 幫肋。附火覼裡之損耗率可以減少一半以上。熔潼中FeO含 ---------? _裝------I訂-----j 踝 (锖先閱讀背面之注f項再埃寫本買) 量 的 降低 丨也 使 金 鼷 製 成 量 提 高 •故 與習用方法相 比 t 本方 法 的 效链 ;較 高 0 本發 丨明 將 » 由 下 面 的 範 例 用· 及實例做更具 的 描述 f 然 而此 丨實 例 不 應 被 用 來 限 制 本發 明。 第一 為 一 縵 向 截 面 略 Η ，顬 示出一 _爐狀 熔 m 遢原 容 器 *其 中 製 程 之 進 行 有 泡 沫 熔渣 式 中之 參 照 虢 數 : ⑴ 外 殼 (10) 觭號 (11) 氣 泡 (12) 原料混合物 (13) 送 入 P (14) 放出氣Μ (15) 氣 體 放 出 管 (2) 襯裡 (3) 鼓 風 P (4) 艙矛狀裝置 (5) 開 D (6) 鼓凰口 (7) 熔 融 溶 液 (8) 筋虢 (9) 泡 沬 熔 渣 雇 本溶 融 m 原 容 器 有 金 麗 保 嫌外 «⑴及磯裡⑵ 襯 裡⑵ <-«*w 1 7 本紙張尺度適用中國國家標率（CMS ) A4洗格（2丨OX297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 305881 A7 B7 五、發明说明1(7 ) 的底部被鼓鼠口⑶穿ifi。頂吹《I矛狀装置⑷（Top-Bloving Lance)有一 頂吹鼓 a 口開口(5) 以供氣化反應 * 雄有一後期燃嫌 鼓風口⑹Μ供CO、Hz疽二種反應氣體的後期燃堍。在熔蠢 埋原容器⑴之内裝有熔融溶液bolten bath) (7) ·深度Μ筋虢⑻ 代表。在⑺之上方則是泡沫熔渣歷⑼*其离度則以筋»(10) 表示。在熔融物中的氣泡(11)用空心Β域表示，而原料棍合 物(12)(在本例為小九）則以黑點表示*原料混合物(12)係從 送入口 (13)進人熔融埋原容器。 放出氣體(14)用小筋頭表示，（⑷經由氣Μ放出管(15)而離 開熔融«原容器。灰塵粒子（包括煙煤粒子及煤炭粒子）， 則隨著放出氣體(⑷被帶至容器之外。 在第一圈之容器中進行的熔融_原法具有泡沫熔渣靥 及氧氣頂吹鎗矛狀裝置---埴與所謂深熔潼製程（Deep Slag

Process)的普通情形相间。全部的固臞反應物由送入口(13)加 到熔融物中（以小九(12)的形式> 。小九含有65 %饑磯砂及 25%煤炭（成份约為80 %C、10% ash以及含有10 X的揮發 性物霣10%)，以及氣化鈣8%以作為熔渣形成BI及作為 黏结物。小九密度約為2.5g/cm3。在本製程之開始·鐵熔融 物⑺的重最為20t·最重時可達40t。20t的鏞鐵（成份3.5X C、 95X Fe)則經由一栓孔（未畫出）涑到容器外面。同時8.5t的 熔渣（成份38X CaO, 27X二氣化矽，17 %三氣化二鋁、12 % HgO、3 % Feox )則從另一栓孔（未盡出）由容器中取出。 在製程中*小九(12)被送人熔融物之速度約為700kg/nin。 同時7500NB3/h的氣氣經由II矛狀裝置⑷被吹入，其中約1500 〜1 8〜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4说格（2丨0X297公釐） —af ^ ia^i (請先《讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装 A7 ___ _B7_ 五、發明説明（18 )

Hn3/h會流經頂吹開α⑸，60001^/h畲流經後期燃堍鼓凰口⑹ 0 17000H//h的放出氣《會經由氣體放出管(15)饑開熔戮通 原容器，每Ν·3之放出氣體箝有35g的灰塵。 另外，毎小時1000N·3的激播用氣黼（主饔為氰）烴由 底部鼓風口⑶吹入熔«物之中，Μ確保鐵熔嫌物所需的溶 液埋動並確保泡沫熔渣靥被建立。 藉由本發明之方法，本作業之进行（爾有泡沫熔渣） ，可得60Χ之後期燃堍程度及85Χ的热移轉。 比較上，一般作業係將混合反應物再«由底部鼓Ε 口 吹入，或將非製成小九吠的固«經由氣驩空間加入•其後 期燃埔程度只有50¾，熱移轉只有80Χ。所Μ本發明之法埴 成每製造It之饋赖可比習用之法節省200kg煤炭。同時，生 產力則由8t/h鑄嫌增加為10t/h鑄嫌。 Μ本發明之方法，放出氣體中之灰塵含量可比習用方 法減少25g/H〆。有更重大意義的是，放出氣黼灰鏖中之碳 含量藉由本發明可由習用方法之15X降至6X----逭對放出 氣體的後鑛處理（例如在氣體淸潔工廠中）有幾個益處。 埴一緬方法係供撖確砂之類的檐金鼷氣化物的原料熔 融通原反應蝤加效能，並可改善供應給本熔融還原製程之 燃料的热效率。此熔融理原製程則是在一含有熔融溶液（ 傅有熔渣層）的反應容器内進行•從熔融溶液逸出的反應 氣體鞴由氣化(用)氣體而被後期燃熵，衋生的热則被移轉到 熔融溶液·反應物（賴砂及碳）刖經由上方穿IS反應容器 〜1 9〜 本紙張尺度逍用中困國家梯準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） ---------?装------訂------冰 (請先閱讀背面之注$項再4寫本真) A7 B7 五、發明説明“） 之氣«空間被加人到熔融物中。而本方法之特激在於：m 砂及碳此二反應物被製成緊密固结的形式做為原料混合物 再加到熔融溶液中•可以進一步使用護送物，也可不使用 護送物。而且本方法可以在廣泛的界限内被修改做變化而 不超過本發明的範圃。只要反應物礦砂及碳係μ聚结瑰的 緊密固结形式被加人熔融溶液(nolten bath# >就颺於本發明 之範園。即使原料混合物加入的方式有所不同（例如從不 同方向或高度），仍然不可因此視為超出本發明之範鼸。 本熔融遢原製程本身當然也會受到相當的改變。 II- - - —15 ml nn ^^1 ϋ* I (婧先w讀背面之注$項再填寫本買) 訂 經濟部中央橾準局工消費合作社印製 〜2 0〜 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（2丨OX297公釐>

Claims (1)

1. ABCD 六、申請專利範圍 （1) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1·—棰可增加效能的熔融《原方法，偽在金麵氣化物熔融 «原時可Μί«加其效能並改善在a原«程中所加入的燃 料之效率的方法·此熔融«原«程係發生於一反應器* 此反應器装著具有熔渣層的熔嫌溶液，從熔鼬溶液跑出 來的反應氣體藉氧化氣體而進行後期燃堍•產生出來的 熱量則被移轉到熔融溶液中，礦砂及磺埴兩個反應物刖 至少需有一部份係從頂嬙經由反應容器的氣《空間送入 熔融物之中•其中«砂及碳此二反應物則成緊密固结形 態的原料混合物μ供加入到熔融溶液之中----可進一 步使用護送物質，也可以不使用_送物霣。 2. 如申請專利範圃第1項所述之「可壜加效能的熔融埋原 方法J •其中，其反應物成小九、煤球、固结物狀或其 它聚合塊形態的原料邊合物Μ供加入熔融物之中。 3. 如申請専利範第1項所述之「可堉加效能的熔融理原 方法」，其中*小九經烘乾及堍结的預先«原的原料混 合杨或瑄些聚合塊之混合物被送入到該熔融物之中。 4. 如申謂專利範園第1項所述之「可蝤加效能的熔融a原 方法J ，其中，原料混合物的碳含量被調整到至少足Μ 供原抖混合物金屬氧化物成份完全埋原。 5·如申請專利範園第1項所述之「可增加效能的熔融遢原 方法J *其中*原料混合物中之燃料含鼉被調整到足Μ 供應熔融«原«程之熱平衡。 6.如申請專利範圜第1項所述之「可壜加效能的熔»埋原 方法J *其中，在被送入熔«物的原料混合物内之反應 〜2 I〜 本紙張尺度遑用中國國家梯準(CNS)A4规格(2丨0Χ 297公釐） ABCD 305881 六、申請專利範圍 （2> 物---碳可Μ有下列形態、各種品質的煤炭、焦庚· 其它含固Η碳之物霣、碳水化合物、以及液態碳水化合 物如各種品霣及沸點的油及焦油、瀝青、煉製廠睡物。 7. 如申請専利範圍第1項所述之r可增加效能的熔融埋原 方法j ’其中，確砂是以多瑰狀的或/及细粒的未络處 理的或經預先堪原的_砂形式在原料混合物中而被加入 到®融物中’其還原的程度有數種其中甚至包括完全金 屬化的材料。 8. 如申請專利範園第1項所述之r可增加妓能的熔融进原 方法j ，其中，韃由反應物質間之緊密接_，在原料混 合物內發生一預先a原，此一預先进原達到完全通原的 程度。 9. 如申請專利範圍第1項所述之「可增加效能的熔融31原 方法J ，其中•原料混合物或聚合瑰在熔融S原容器内 注下掉落時，在被淹沒入熔融物之前會灌度上升•亦即 會被預先加熱。 10. 如申《專利範画第1項所述之「可坩加效能的熔融进原 方法j *其中，原料混合物是從至少高於_止金鼷溶液 表面0.2*之高度加入的，且/或其速度至少為ln/s。 11. 如申請專利範圆第1項所述之「可增加效能的熔融«原 方法」，其中，聚合塊根據原科的特性而計對其重量對 表面比率被調整，K便該預先加热的原料混合物在沒入 熔融物中之時仍維持緊密固结的形態。 12. 如申請專利範園第1項所述之「可》加效能的熔»«原 〜22〜 本紙張尺度遑用中a國家標準(Clis)A4规格(210X297公釐） ......................P^...................…訂 .(請先閱讀背面之注意事項再塡寫本買) ABCD 305881 六、申請專利範圍 （31 方法」•其中，聚合塊或原料混合物當正在沒入熔融物 之時•具有500f平均最大溫度。 13.如申請專利範圃第1項所述之「可增加效能的熔融«原 方法j •其中，聚合塊或原料混合物之密度大於熔融溶 液表面泡沫熔渣層的密度。 ....................一 .........i* …訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i齊部申夹嘌If^ar工肖费合泎：；！.&-?< 本紙張尺度適用中a a家標準(CNS)A4规格(210X 297公釐）