JPH0751724B2 - 金属酸化物の直接還元に使用される改質ガスの質の改良法 - Google Patents
金属酸化物の直接還元に使用される改質ガスの質の改良法Info
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- JPH0751724B2 JPH0751724B2 JP5044795A JP4479593A JPH0751724B2 JP H0751724 B2 JPH0751724 B2 JP H0751724B2 JP 5044795 A JP5044795 A JP 5044795A JP 4479593 A JP4479593 A JP 4479593A JP H0751724 B2 JPH0751724 B2 JP H0751724B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化物の直接還元
に使用される改質ガスの質の改良法に関するものであ
る。
に使用される改質ガスの質の改良法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】製鉄産業では、製鉄加熱炉に供給するス
クラップの高い価格を考慮して、製鉄工程の原料として
別の物質を使用することは一般的である。特に最適な原
材料は還元鉄であり、これは酸化鉄を直接還元して製造
されている。直接還元酸化鉄（Ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕ
ｃｅｄ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅｓ，通称ＤＲＩ）は、ペ
レットや団塊状に形成されており、電気アーク鋼製造加
熱炉への供給物として特に有益である。
クラップの高い価格を考慮して、製鉄工程の原料として
別の物質を使用することは一般的である。特に最適な原
材料は還元鉄であり、これは酸化鉄を直接還元して製造
されている。直接還元酸化鉄（Ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕ
ｃｅｄ ｉｒｏｎ ｏｘｉｄｅｓ，通称ＤＲＩ）は、ペ
レットや団塊状に形成されており、電気アーク鋼製造加
熱炉への供給物として特に有益である。
【０００３】酸化鉄の直接還元に適用される最も一般的
な処理法の１つは、天然ガスの外部改質で、この方法に
より直接還元処理に使用する還元ガスが製造される。代
表的な処理法は、米国特許第３，７６４，１２３号、第
３，８１６，１０１号、及び第４，０４６，５５７号に
開示されている。
な処理法の１つは、天然ガスの外部改質で、この方法に
より直接還元処理に使用する還元ガスが製造される。代
表的な処理法は、米国特許第３，７６４，１２３号、第
３，８１６，１０１号、及び第４，０４６，５５７号に
開示されている。
【０００４】これらの処理法では、直接還元反応器に外
部の改質装置内で生成された還元ガスが供給される。外
部の改質装置は、天然ガス及び酸化剤をＨ2＋ＣＯの濃
度が高い還元ガスに触媒転化する。改質装置内で生成さ
れた還元ガスは、その後直接還元反応器に供給され、約
８２０℃の温度で、改質されたガスが酸化鉄材料と接触
し、酸化鉄を少なくとも８５％のＦｅの金属含有量を有
する直接還元鉄製品に還元する。これらの処理法では、
改質装置内で生成された還元ガスは、直接還元反応器に
流入する前に８５０℃以下の温度に冷却される。改質装
置で生成された還元ガスの酸化度は、酸化度η0が下記
式で表されるとして０．０７またはそれ以下である。
部の改質装置内で生成された還元ガスが供給される。外
部の改質装置は、天然ガス及び酸化剤をＨ2＋ＣＯの濃
度が高い還元ガスに触媒転化する。改質装置内で生成さ
れた還元ガスは、その後直接還元反応器に供給され、約
８２０℃の温度で、改質されたガスが酸化鉄材料と接触
し、酸化鉄を少なくとも８５％のＦｅの金属含有量を有
する直接還元鉄製品に還元する。これらの処理法では、
改質装置内で生成された還元ガスは、直接還元反応器に
流入する前に８５０℃以下の温度に冷却される。改質装
置で生成された還元ガスの酸化度は、酸化度η0が下記
式で表されるとして０．０７またはそれ以下である。
【０００５】 η0＝（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ）／（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋Ｈ2＋ＣＯ） 還元反応器に還元ガスを供給する前に、改質装置内で生
成された還元ガスを冷却しなければならず、それにより
還元反応器内の温度を調節し、還元層で還元鉄が粘着す
るのを避けるものである。還元鉄の粘着は、処理方法の
効果的な操作において不都合である。
成された還元ガスを冷却しなければならず、それにより
還元反応器内の温度を調節し、還元層で還元鉄が粘着す
るのを避けるものである。還元鉄の粘着は、処理方法の
効果的な操作において不都合である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の処理方法を有す
る従来の方法の生産を増加させるために、外部の改質装
置の容量を増量しなければならず、それにより、反応器
に供給される還元ガスの量が増加する。外部の改質装置
を追加すると、直接還元装置全体の導管等を拡大する必
要がある。外部の改質装置の容量を増加するのにかかる
投資資金及び運転資金は相当なものである。
る従来の方法の生産を増加させるために、外部の改質装
置の容量を増量しなければならず、それにより、反応器
に供給される還元ガスの量が増加する。外部の改質装置
を追加すると、直接還元装置全体の導管等を拡大する必
要がある。外部の改質装置の容量を増加するのにかかる
投資資金及び運転資金は相当なものである。
【０００７】還元ガスの量及び質の増加を許容し、それ
に応じて従来の装置の全体の生産容量を従来の外部の改
質装置を増やすことなく増加するために、従来の直接還
元装置を改装する方法、または従来の直接還元処理法を
変更する方法を提供することが望ましい。
に応じて従来の装置の全体の生産容量を従来の外部の改
質装置を増やすことなく増加するために、従来の直接還
元装置を改装する方法、または従来の直接還元処理法を
変更する方法を提供することが望ましい。
【０００８】従って、本発明の主なる目的は、外部のガ
ス改質装置を追加することなく、従来の直接還元装置の
生産容量を向上する処理法を提供することである。
ス改質装置を追加することなく、従来の直接還元装置の
生産容量を向上する処理法を提供することである。
【０００９】本発明の特に主なる目的は、直接還元装置
内の外部改質装置の許容量を増やすことなく、直接還元
の生産容量を向上する改装直接還元装置を提供すること
である。
内の外部改質装置の許容量を増やすことなく、直接還元
の生産容量を向上する改装直接還元装置を提供すること
である。
【００１０】本発明の更なる目的は、生産容量が上がる
と同時に直接還元装置のエネルギー消費の減少を伴う、
既述の変形した直接還元処理方法及び改装直接還元装置
を提供することである。
と同時に直接還元装置のエネルギー消費の減少を伴う、
既述の変形した直接還元処理方法及び改装直接還元装置
を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、既存の直接還
元装置に付随する外部改質装置の容量を増やすことな
く、既存の直接還元法を変更し、また既存の直接還元装
置を改造する方法を提供するものである。
元装置に付随する外部改質装置の容量を増やすことな
く、既存の直接還元法を変更し、また既存の直接還元装
置を改造する方法を提供するものである。
【００１２】本発明は、直接還元反応器と、その上流に
あって天然ガス及び酸化剤を改質して直接還元反応器用
の還元ガスを生成する外部改質装置とからなる従来の直
接還元装置の生産容量を増加させる方法で、既存の外部
改質装置の下流に予熱器を設け、酸素源を６５０〜９０
０℃の範囲の温度へ予熱する。予熱された酸素源は、そ
の後直接還元反応器の上流の既存の外部改質装置内で生
成された還元ガスと混合され、還元ガス中で部分燃焼さ
れて、直接還元反応器用の部分酸化された還元供給ガス
が生成される。還元ガス中で酸素源が部分燃焼される
間、直接還元反応器への供給ガス流の温度は少なくとも
１１００℃まで上昇し、酸化度η ０ が各成分のモル比を
用いた下記式 η０＝（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ）／（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ２＋
ＣＯ） で表わされるとして０．１０〜０．１７の間の値まで増
加する。
あって天然ガス及び酸化剤を改質して直接還元反応器用
の還元ガスを生成する外部改質装置とからなる従来の直
接還元装置の生産容量を増加させる方法で、既存の外部
改質装置の下流に予熱器を設け、酸素源を６５０〜９０
０℃の範囲の温度へ予熱する。予熱された酸素源は、そ
の後直接還元反応器の上流の既存の外部改質装置内で生
成された還元ガスと混合され、還元ガス中で部分燃焼さ
れて、直接還元反応器用の部分酸化された還元供給ガス
が生成される。還元ガス中で酸素源が部分燃焼される
間、直接還元反応器への供給ガス流の温度は少なくとも
１１００℃まで上昇し、酸化度η ０ が各成分のモル比を
用いた下記式 η０＝（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ）／（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ２＋
ＣＯ） で表わされるとして０．１０〜０．１７の間の値まで増
加する。
【００１３】高温で部分酸化されたこの還元ガス流は、
その後、酸化鉄材料及びＤＲＩの存在下で直接還元反応
器内の還元反応層で天然ガスと接触し、ここでＤＲＩ
は、吸熱反応の触媒として作用し、天然ガスと部分酸化
された還元ガスがさらに改質されて、酸化鉄鉱を還元す
るための反応層内の還元ガスにおけるＣＯ及びＨ ２ を増
加させる。これにより、還元ガスの総量も増加する。本
発明によれば、直接還元反応器内で供給ガスと混合され
る天然ガスは、η０が下記式 η０＝（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ）／（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ２＋
ＣＯ） で表わされるとして、ＣＨ４／η０＝約０．５〜０．７
の割合で存在する。
その後、酸化鉄材料及びＤＲＩの存在下で直接還元反応
器内の還元反応層で天然ガスと接触し、ここでＤＲＩ
は、吸熱反応の触媒として作用し、天然ガスと部分酸化
された還元ガスがさらに改質されて、酸化鉄鉱を還元す
るための反応層内の還元ガスにおけるＣＯ及びＨ ２ を増
加させる。これにより、還元ガスの総量も増加する。本
発明によれば、直接還元反応器内で供給ガスと混合され
る天然ガスは、η０が下記式 η０＝（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ）／（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ２＋
ＣＯ） で表わされるとして、ＣＨ４／η０＝約０．５〜０．７
の割合で存在する。
【００１４】既存の従来の直接還元装置を改造して本発
明による改良法を実施するために必要なただ１つのこと
は、既存の外部改質装置と直接還元反応器との間に予熱
器を設け、直接還元反応器に導入する前に外部改質装置
で生成された還元ガスと混合される酸素源を予熱するこ
とである。さらに、直接還元装置は、部分的に酸化され
た還元ガスとともに反応器に供給される過剰の天然ガス
を提供できるように改造されなければならない。この天
然ガスは、部分酸化された還元ガスとともに反応器に供
給してもよいし、あるいは好ましくは、酸化された還元
ガスとは別の供給として反応器の還元反応層へ直接供給
してもよい。
明による改良法を実施するために必要なただ１つのこと
は、既存の外部改質装置と直接還元反応器との間に予熱
器を設け、直接還元反応器に導入する前に外部改質装置
で生成された還元ガスと混合される酸素源を予熱するこ
とである。さらに、直接還元装置は、部分的に酸化され
た還元ガスとともに反応器に供給される過剰の天然ガス
を提供できるように改造されなければならない。この天
然ガスは、部分酸化された還元ガスとともに反応器に供
給してもよいし、あるいは好ましくは、酸化された還元
ガスとは別の供給として反応器の還元反応層へ直接供給
してもよい。
【００１５】上記の変更方法及び改造装置を用いること
で、既存の直接還元装置の生産容量を、既存の外部ガス
改質装置のサイズを大きくすることなく、少なくとも２
５％増加させることができる。また、直接還元装置を改
造するコストは、既存の改質装置の還元ガス生産容量を
増加させるコストよりは、はるかに安くて済む。さら
に、本発明による方法で改造された直接還元装置は、３
０％までの低下率でエネルギー消費を減少させることが
できる。
で、既存の直接還元装置の生産容量を、既存の外部ガス
改質装置のサイズを大きくすることなく、少なくとも２
５％増加させることができる。また、直接還元装置を改
造するコストは、既存の改質装置の還元ガス生産容量を
増加させるコストよりは、はるかに安くて済む。さら
に、本発明による方法で改造された直接還元装置は、３
０％までの低下率でエネルギー消費を減少させることが
できる。
【００１６】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
【００１７】図１は、従来の直接還元装置を示し、この
装置は、垂直軸直接還元加熱炉に使用する還元ガスの外
部の改質を行うものである。図１を参照すると、還元反
応器１０は、ライン１２を通して６０〜７０重量％の鉄
含有量を有する酸化還元供給物が供給される。反応器１
０は垂直軸タイプの加熱炉であり、還元層１４を有して
おり、還元層１４では金属酸化物がライン１６を経由し
て還元層に供給された還元ガスと接触する。酸化鉄の直
接還元の従来の処理技術においては、還元層での還元に
利用される還元ガスは、外部改質装置１８で行われる連
続触媒改質法により還元層の外部で生成され、この外部
改質装置１８では、天然ガス、その他の揮発性炭化水素
のような炭化水素が酸化剤の存在下で間接加熱された触
媒床と接触し、ＣＯとＨ2が９０容量％と等しいか、そ
れ以上の含有量であるＣＯとＨ2を主成分とする高熱還
元ガスを生成する。
装置は、垂直軸直接還元加熱炉に使用する還元ガスの外
部の改質を行うものである。図１を参照すると、還元反
応器１０は、ライン１２を通して６０〜７０重量％の鉄
含有量を有する酸化還元供給物が供給される。反応器１
０は垂直軸タイプの加熱炉であり、還元層１４を有して
おり、還元層１４では金属酸化物がライン１６を経由し
て還元層に供給された還元ガスと接触する。酸化鉄の直
接還元の従来の処理技術においては、還元層での還元に
利用される還元ガスは、外部改質装置１８で行われる連
続触媒改質法により還元層の外部で生成され、この外部
改質装置１８では、天然ガス、その他の揮発性炭化水素
のような炭化水素が酸化剤の存在下で間接加熱された触
媒床と接触し、ＣＯとＨ2が９０容量％と等しいか、そ
れ以上の含有量であるＣＯとＨ2を主成分とする高熱還
元ガスを生成する。
【００１８】従来のコマーシャル直接還元法に従うと、
改質されたガスは、約９５０℃に加熱されて改質装置か
ら放出される。改質装置で改質されたガスの酸化度は、
所望の状態、０．０７まで近づけることができる。一般
に、改質ガスの酸化度は、０．０４〜０．０７である。
酸化度は次のように示される。
改質されたガスは、約９５０℃に加熱されて改質装置か
ら放出される。改質装置で改質されたガスの酸化度は、
所望の状態、０．０７まで近づけることができる。一般
に、改質ガスの酸化度は、０．０４〜０．０７である。
酸化度は次のように示される。
【００１９】 η0＝（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ）／（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋Ｈ2＋ＣＯ） 図１を更に参照すると、改質装置１８から放出され、既
述の特長を有する改質ガスは、調整ユニット２０で８５
０℃以下の温度に下げられ、次に垂直軸タイプ反応器加
熱器１０の還元層１４に改質ガスが流入される。既述の
従来の処理方法上では、改質ガスの温度を最低８５０℃
まで下げることは必要不可欠であり、それにより還元層
での最高温度が確実に約８００〜８３０℃に保たれ、直
接還元酸化鉄（ＤＲＩ）が還元層で凝集してしまうこと
を防ぐ。
述の特長を有する改質ガスは、調整ユニット２０で８５
０℃以下の温度に下げられ、次に垂直軸タイプ反応器加
熱器１０の還元層１４に改質ガスが流入される。既述の
従来の処理方法上では、改質ガスの温度を最低８５０℃
まで下げることは必要不可欠であり、それにより還元層
での最高温度が確実に約８００〜８３０℃に保たれ、直
接還元酸化鉄（ＤＲＩ）が還元層で凝集してしまうこと
を防ぐ。
【００２０】図１を参照して説明した従来の処理方法に
より得られる金属化された生成物は少なくとも９５％還
元され、また、少なくとも８５％のＦｅを含有してい
る。
より得られる金属化された生成物は少なくとも９５％還
元され、また、少なくとも８５％のＦｅを含有してい
る。
【００２１】今までは、図１に参照される既述のタイプ
の従来の直接還元装置の容量を増やして、ＤＲＩの生産
を増やすためには、外部改質装置の容量を増やさなけれ
ばならず、すなわち、外部改質装置で生成された還元ガ
スの量を増やさなければならなかった。これは、直接還
元反応器の外部に触媒改質装置を追加することによりの
み達成することができる。触媒改質装置を追加するのに
かかる費用は、触媒床及び改質反応の性質上の理由で非
常に高額である。
の従来の直接還元装置の容量を増やして、ＤＲＩの生産
を増やすためには、外部改質装置の容量を増やさなけれ
ばならず、すなわち、外部改質装置で生成された還元ガ
スの量を増やさなければならなかった。これは、直接還
元反応器の外部に触媒改質装置を追加することによりの
み達成することができる。触媒改質装置を追加するのに
かかる費用は、触媒床及び改質反応の性質上の理由で非
常に高額である。
【００２２】次に図２を参照すると、直接還元装置全体
に外部改質装置を追加することなく従来の直接還元装置
の容量を増やすよう修正した処理方法及び装置を示して
いる。図２の従来の直接還元装置及び処理方法は、外部
改質装置１８の下流に酸素源を予熱するための予熱器３
０を設けるよう変更されており、酸素源は、外部改質装
置１８から反応器１０への供給ライン１６内へライン３
２を介して予熱器３０から供給され、これにより、予熱
された酸素源と改質装置より流出された還元ガスとが混
合される。
に外部改質装置を追加することなく従来の直接還元装置
の容量を増やすよう修正した処理方法及び装置を示して
いる。図２の従来の直接還元装置及び処理方法は、外部
改質装置１８の下流に酸素源を予熱するための予熱器３
０を設けるよう変更されており、酸素源は、外部改質装
置１８から反応器１０への供給ライン１６内へライン３
２を介して予熱器３０から供給され、これにより、予熱
された酸素源と改質装置より流出された還元ガスとが混
合される。
【００２３】本発明によれば、酸素源は、空気、純粋な
酸素、またはその混合物でもよく、予熱器３０で６５０
〜９００℃、好ましくは７５０〜８５０℃の温度に予熱
される。予熱された酸素源は、次に９５０℃の温度で改
質装置より流出される改質ガスと混合される。必要であ
れば調整ユニット２０を改質装置より流出される改質ガ
スを加熱するのに使用することができるが、通常の操作
状態においては更に加熱をする必要はない。予め熱せら
れた酸素源が還元ガスと混合すると、酸素源の部分燃焼
が起こる。部分燃焼により部分的に酸化した還元供給ガ
ス流の温度は最低１１００℃に上昇する。温度の上昇
は、予熱され還元ガス流に供給された酸素源材料の量を
調整することにより調整される。温度の上昇に加え、部
分酸化された還元供給ガス流の酸化度も上昇し、改質装
置１８で生成された改質ガスの酸化度よりも、酸化度が
上昇する。例えば、部分酸化した還元供給ガス流の酸化
度は０．１０〜０．１７の間である。
酸素、またはその混合物でもよく、予熱器３０で６５０
〜９００℃、好ましくは７５０〜８５０℃の温度に予熱
される。予熱された酸素源は、次に９５０℃の温度で改
質装置より流出される改質ガスと混合される。必要であ
れば調整ユニット２０を改質装置より流出される改質ガ
スを加熱するのに使用することができるが、通常の操作
状態においては更に加熱をする必要はない。予め熱せら
れた酸素源が還元ガスと混合すると、酸素源の部分燃焼
が起こる。部分燃焼により部分的に酸化した還元供給ガ
ス流の温度は最低１１００℃に上昇する。温度の上昇
は、予熱され還元ガス流に供給された酸素源材料の量を
調整することにより調整される。温度の上昇に加え、部
分酸化された還元供給ガス流の酸化度も上昇し、改質装
置１８で生成された改質ガスの酸化度よりも、酸化度が
上昇する。例えば、部分酸化した還元供給ガス流の酸化
度は０．１０〜０．１７の間である。
【００２４】上述の部分酸化した上記還元供給ガス流
は、その後反応器の改質−還元層３４に供給され、改質
−還元層内において天然ガスの存在下でＤＲＩと接触す
る。本発明によれば、天然ガスが、好ましくは直接、改
質−還元層３４にライン３６を通って流入され、改質−
還元層３４内の部分酸化した還元供給ガス流と接触し、
層内のＤＲＩが触媒として働いて、部分酸化した還元供
給ガスと天然ガスを反応させ、追加の還元ガスをその場
所に形成して改質−還元層に供給された金属酸化物と反
応させ、ＤＲＩに供給する金属酸化物を還元する。既述
のように、本発明によれば、還元層に直接天然ガスを供
給することが望ましいが、天然ガスを、反応器の還元層
に流入する前の部分酸化した還元供給ガスと混合しても
よい。
は、その後反応器の改質−還元層３４に供給され、改質
−還元層内において天然ガスの存在下でＤＲＩと接触す
る。本発明によれば、天然ガスが、好ましくは直接、改
質−還元層３４にライン３６を通って流入され、改質−
還元層３４内の部分酸化した還元供給ガス流と接触し、
層内のＤＲＩが触媒として働いて、部分酸化した還元供
給ガスと天然ガスを反応させ、追加の還元ガスをその場
所に形成して改質−還元層に供給された金属酸化物と反
応させ、ＤＲＩに供給する金属酸化物を還元する。既述
のように、本発明によれば、還元層に直接天然ガスを供
給することが望ましいが、天然ガスを、反応器の還元層
に流入する前の部分酸化した還元供給ガスと混合しても
よい。
【００２５】本発明によれば、部分酸化した還元供給ガ
ス流と金属酸化物との間の必要熱平衡を確実にして還元
処理を維持するために、部分酸化した還元供給ガスに対
して、還元供給ガス流の酸化度に対する天然ガスの割
合、すなわちη0が下記式で表されるとしてＣＨ4／η0
が０．５〜０．７の間を維持するのに十分な量の割合で
メタンガスが反応器の改質−改善層３４に供給される。
ス流と金属酸化物との間の必要熱平衡を確実にして還元
処理を維持するために、部分酸化した還元供給ガスに対
して、還元供給ガス流の酸化度に対する天然ガスの割
合、すなわちη0が下記式で表されるとしてＣＨ4／η0
が０．５〜０．７の間を維持するのに十分な量の割合で
メタンガスが反応器の改質−改善層３４に供給される。
【００２６】 η0＝（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ）／（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋Ｈ2＋ＣＯ） 下記例に示す本件出願人の修正された現存装置において
は、改質−改善層に供給される天然ガスは、供給ガス流
に対して約２〜４容量％に等しい。
は、改質−改善層に供給される天然ガスは、供給ガス流
に対して約２〜４容量％に等しい。
【００２７】供給ガス流のＨ2／ＣＯ比を１．３より大
きく維持するとともに、部分酸化した還元ガス流から過
剰な熱を提供し、更に反応器の改質−還元層に特定量の
過剰な天然ガスを供給することで、ガス改質を行うとと
もに、金属酸化物の還元反応を維持するために、本プロ
セスの熱平衡が維持される。
きく維持するとともに、部分酸化した還元ガス流から過
剰な熱を提供し、更に反応器の改質−還元層に特定量の
過剰な天然ガスを供給することで、ガス改質を行うとと
もに、金属酸化物の還元反応を維持するために、本プロ
セスの熱平衡が維持される。
【００２８】既述のように従来のＤＲＩ処理法及び直接
還元装置を修正することにより、外部改質の容量を増加
することなく直接還元装置の生産量が２５％以上増加す
る。加えて、全体のエネルギーの消費が減少する。これ
は全て投資額内で収まり、増加及び追加した外部改質の
容量の同じような増加を得るために必要な金額よりもは
るかに低価格である。
還元装置を修正することにより、外部改質の容量を増加
することなく直接還元装置の生産量が２５％以上増加す
る。加えて、全体のエネルギーの消費が減少する。これ
は全て投資額内で収まり、増加及び追加した外部改質の
容量の同じような増加を得るために必要な金額よりもは
るかに低価格である。
【００２９】本発明の利点は、以下の比較例によって更
に明確になる。
に明確になる。
【００３０】既述の従来技術に従って造られた従来の直
接還元装置、また、ヴェネズエラ，プエルト オルダス
のＣＶＧコンビナートにおけるコマーシャル運転は、図
１、図２を参照し説明した本発明に従って修正及び改装
されている。本発明により修正された処理方法により、
毎時約２０トンのＤＲＩの場合、初めの３ケ月間の操業
で平均生産率が増加する。図３は、運転の初めの３ケ月
間の生産を示している。加えて、ＤＲＩのトン毎の天然
ガスの消費に関するエネルギーの消費は、図４に示すと
おり大幅に減少している。
接還元装置、また、ヴェネズエラ，プエルト オルダス
のＣＶＧコンビナートにおけるコマーシャル運転は、図
１、図２を参照し説明した本発明に従って修正及び改装
されている。本発明により修正された処理方法により、
毎時約２０トンのＤＲＩの場合、初めの３ケ月間の操業
で平均生産率が増加する。図３は、運転の初めの３ケ月
間の生産を示している。加えて、ＤＲＩのトン毎の天然
ガスの消費に関するエネルギーの消費は、図４に示すと
おり大幅に減少している。
【００３１】本発明の主旨及び本質的特徴を逸脱しない
限り、他の形式、または他の方法により実施することが
できる。前述の本発明の実施例は代表例であって本発明
を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範
囲に記載されたとおりであって、その手段に包括される
全ての変更及び均等の範囲は本発明に含まれるものであ
る。
限り、他の形式、または他の方法により実施することが
できる。前述の本発明の実施例は代表例であって本発明
を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範
囲に記載されたとおりであって、その手段に包括される
全ての変更及び均等の範囲は本発明に含まれるものであ
る。
【００３２】
【発明の効果】上記の説明のように、本発明によれば、
外部のガス改質装置を追加することなく従来の直接還元
装置の生産容量を向上させ、直接還元装置内の外部改質
装置の許容量を増やすことなく、直接還元の生産容量を
向上させ、生産容量が上がると同時に直接還元装置のエ
ネルギー消費の減少を伴う、既述の変形した直接還元処
理方法及び改装直接還元装置が提供される。
外部のガス改質装置を追加することなく従来の直接還元
装置の生産容量を向上させ、直接還元装置内の外部改質
装置の許容量を増やすことなく、直接還元の生産容量を
向上させ、生産容量が上がると同時に直接還元装置のエ
ネルギー消費の減少を伴う、既述の変形した直接還元処
理方法及び改装直接還元装置が提供される。
【図１】垂直軸の直接還元加熱炉に使用する還元ガスの
外部改質を行う従来の直接還元装置の概略図である。
外部改質を行う従来の直接還元装置の概略図である。
【図２】従来の直接還元装置を変形して改良した鉄鋼の
直接還元法を実施する改良例を示す図１に類似する概略
図であって、外部改質装置の容量を増やすことなく装置
容量を増加させる例を示している。
直接還元法を実施する改良例を示す図１に類似する概略
図であって、外部改質装置の容量を増やすことなく装置
容量を増加させる例を示している。
【図３】本発明により向上した生産容量を図示したグラ
フである。
フである。
【図４】本発明によって得られた天然ガスにより還元さ
れたエネルギー消費を示すグラフである。
れたエネルギー消費を示すグラフである。
１０…還元反応装置 １２，１６，３２，３６…ライン １４，３４…還元層 １８…外部改質装置 ２０…調整ユニット ３０…予熱器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オスカー ジー．ダム ジー. ヴェネズエラ，エド．ボリヴァール，プエ ルト オルダス，ユーアールビー．ロス アルトス，ナンバー ７，マンス 12，カ レ ４ (72)発明者 ペドロ トーレス ヴェネズエラ，エド．ミランダ，プエルト オルダス，アプト．ナンバー 63，トー レ エイ，グアヤナ （番地なし) (72)発明者 フィリップ グティエレス ヴェネズエラ，ボリヴァール，プエルト オルダス，カレ キャンボヤ ナンバー 21，ユーアールビー．ヴィラ エイジア （番地なし)
Claims (4)
- 【請求項１】 直接還元反応器とその上流の外部改質装
置からなり、天然ガス及び酸化剤を外部改質装置へ供給
して、９５０℃以下の温度、０．０７までの酸化度の少
なくとも９０容量％のＨ２及びＣＯを含む生成ガスを生
成し、生成された還元ガスを酸化鉄鉱の直接還元反応器
へ供給して少なくとも８５％の金属化によって特徴づけ
られるＤＲＩ生成物へ還元する従来の直接還元装置の生
産容量を改良する方法であって、 約６５０〜９００℃の範囲の温度へ酸素源を加熱するた
めの予熱器を設け、予熱された酸素源を上記外部改質装
置の下流及び上記反応器の上流において上記還元ガスと
混合させることにより上記酸素源を部分燃焼させて、酸
化度が０．１０〜０．１７で少なくとも１１００℃の温
度を有する部分酸化された還元供給ガス流を生成させ、
その後、上記反応器内の供給ガス流に天然ガス、酸化鉄
鉱及びＤＲＩを接触させ、ここでＤＲＩが、上記部分酸
化された上記還元ガス流及び天然ガスをさらに改質する
ための触媒として作用して、酸化鉄鉱を還元するための
上記還元ガスのＨ ２ 及びＣＯの量を増加させることで上
記還元ガスの質を向上するとともにその総量をも増加さ
せ、上記天然ガスが、η ０ が各成分のモル比により表さ
れる下記式 η０＝ （ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ）／（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ２
＋ＣＯ） で表わされる上記供給ガス流の酸化度であるとして、Ｃ
Ｈ４／η０＝約０．５〜０．７の割合で上記反応器内に
存在することからなる、外部改質装置の容量を増やすこ
となく還元ガスの質及び量を増加させ生産容量を少なく
とも２０％増加させる改良方法。 - 【請求項２】 天然ガスが供給ガス流に対して２〜４容
量％の範囲で前記反応器に供給される請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記酸素源が、純粋酸素、空気及びこれ
らの混合物からなる群から選択される請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 直接還元反応器と、この直接還元反応器
で使用される還元ガスを生産するための、直接還元反応
器の上流にある外部改質装置とを含む従来の直接還元装
置において、拡大された外部改質手段の追加を伴わずに
還元ガスの量及び質を増加させるための改良装置であっ
て、上記外部改質装置の下流の酸素源予熱手段と、上記
予熱酸素源を上記還元ガスと混合して還元ガス流の温度
及び酸化度を上げるための混合手段と、混合天然ガスを
上記反応器内で上記還元ガス流と混合させるための天然
ガス供給手段とを含むことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US84660092A | 1992-03-05 | 1992-03-05 | |
| US846,600 | 1992-03-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693321A JPH0693321A (ja) | 1994-04-05 |
| JPH0751724B2 true JPH0751724B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=25298384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5044795A Expired - Lifetime JPH0751724B2 (ja) | 1992-03-05 | 1993-03-05 | 金属酸化物の直接還元に使用される改質ガスの質の改良法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5407460A (ja) |
| JP (1) | JPH0751724B2 (ja) |
| BR (1) | BR9300755A (ja) |
| CA (1) | CA2090906A1 (ja) |
| DE (1) | DE4306710C2 (ja) |
| GB (1) | GB2265152B (ja) |
| MX (1) | MX9301213A (ja) |
| SA (1) | SA93140383B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5997596A (en) * | 1997-09-05 | 1999-12-07 | Spectrum Design & Consulting International, Inc. | Oxygen-fuel boost reformer process and apparatus |
| US5912400A (en) * | 1997-12-02 | 1999-06-15 | Brifer International Ltd. | Method for reforming reducing gas in a fluidized bed process for reduction of ore |
| US6183535B1 (en) * | 1998-10-16 | 2001-02-06 | Hylsa, S.A. De C.V. | Method for increasing the capacity of a direct reduced iron plant without increasing its reformer capacity |
| IT1302811B1 (it) | 1998-12-11 | 2000-09-29 | Danieli & C Ohg Sp | Procedimento e relativo apparato per la riduzione direttadi ossidi di ferro |
| CN1995402B (zh) * | 2006-01-06 | 2011-11-16 | 伊尔技术有限公司 | 利用焦炉气等将氧化铁直接还原成金属铁的方法 |
| AT505490B1 (de) | 2007-06-28 | 2009-12-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3764123A (en) * | 1970-06-29 | 1973-10-09 | Midland Ross Corp | Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron |
| GB1347785A (en) * | 1970-07-15 | 1974-02-27 | Fierro Esponja | Method of reducing particulate metal ores |
| US3749386A (en) * | 1971-07-01 | 1973-07-31 | Midland Ross Corp | Method and means for reducing iron oxides in a gaseous reduction process |
| BE791660A (fr) * | 1971-11-22 | 1973-05-21 | Fierro Esponja | Procede et appareil de reduction de minerai divise |
| US4046557A (en) * | 1975-09-08 | 1977-09-06 | Midrex Corporation | Method for producing metallic iron particles |
| DE2733785A1 (de) * | 1977-07-27 | 1979-02-08 | Didier Eng | Verfahren zur weiterverarbeitung von koksofengas |
| US4179282A (en) * | 1978-05-11 | 1979-12-18 | CVG-Siderurgica Del Orinoco, C.A. | Method for the reduction of metal oxides |
| US4528030A (en) * | 1983-05-16 | 1985-07-09 | Hylsa, S.A. | Method of reducing iron ore |
| US4668284A (en) * | 1983-05-16 | 1987-05-26 | Hylsa, S.A. | Method of reducing iron ore |
| US4556417A (en) * | 1983-05-17 | 1985-12-03 | Hylsa, S.A. | Process for the direct reduction of iron ores |
| US4536213A (en) * | 1984-09-10 | 1985-08-20 | Mildrex International, B.V. | Reforming of higher hydrocarbons for metal oxide reduction |
| US4702766A (en) * | 1986-03-21 | 1987-10-27 | Midrex International, B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Method of increasing carbon content of direct reduced iron and apparatus |
| US4756750A (en) * | 1987-04-27 | 1988-07-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for the direct reduction of iron ore |
| US5064467A (en) * | 1987-11-02 | 1991-11-12 | C.V.G. Siderurgica Del Orinoco, C.A. | Method and apparatus for the direct reduction of iron |
| JPH0235181A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 電動引き戸 |
| JPH02113698U (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | ||
| JPH03183845A (ja) * | 1989-12-11 | 1991-08-09 | Sanritsu Seiki Kk | 開閉屋根の駆動装置とその駆動制御方法 |
| US5078788A (en) * | 1989-12-22 | 1992-01-07 | C.V.G. Siderurgica Del Orinoco, C.A. | Method for the direct reduction of iron |
| DE4041689C2 (de) * | 1990-04-20 | 1995-11-09 | Orinoco Siderurgica | Verfahren und Anlage zum Herstellen von flüssigem Stahl aus Eisenoxiden |
-
1993
- 1993-03-03 CA CA002090906A patent/CA2090906A1/en not_active Abandoned
- 1993-03-04 DE DE4306710A patent/DE4306710C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-04 MX MX9301213A patent/MX9301213A/es unknown
- 1993-03-04 BR BR9300755A patent/BR9300755A/pt not_active IP Right Cessation
- 1993-03-04 GB GB9304451A patent/GB2265152B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-05 JP JP5044795A patent/JPH0751724B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-29 SA SA93140383A patent/SA93140383B1/ar unknown
-
1994
- 1994-03-10 US US08/209,546 patent/US5407460A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| BR9300755A (pt) | 1993-09-08 |
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