(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法であって、
１）コークス炉（Ｃ１）で生産された成熟したコークスはコークス消火を行わずに高温コークス移送装置（Ｃ２）を介して高温コークス中継サイロ（Ｃ３）内に直接移送され、焼結機（Ｓ１）で生産した高温焼結鉱はベルトクーラーや環状クーラーによる冷却を行わずに密閉された高温焼結鉱移送装置（Ｓ２）を介して高温焼結鉱中継サイロ（Ｓ３）の内部に移送され、ペレット鉱焙焼機（Ｐ１）で生産された高温ペレット鉱はベルトクーラーや環状クーラーによる冷却を行わずに密閉された高温ペレット鉱移送装置（Ｐ２）を介して高温ペレット鉱中継サイロ（Ｐ３）の内部に移送される工程と、
２）上記３つの中継サイロをそれぞれ高温のコークス、焼結鉱とペレット鉱の緩衝及び保温容器として使用し、３つの中継サイロ（Ｃ３、Ｓ３、Ｐ３）の緩衝及び保温作用を利用して、コークスの装入温度を１００〜１２００℃なるように制御し、焼結鉱の装入温度を１００〜１０００℃になるように制御し、ペレット鉱の装入温度を１００〜１４００℃になるように制御し、コークス、焼結鉱とペレット鉱を３つの高温秤量ホッパー（Ｃ４、Ｓ４、Ｐ４）で配合率に応じて、密閉された高温装入物移送装置（１）を介して順に複数回数に分けて耐高温ベルレス炉頂（２）内部に移送した後、耐高温ベルレス炉頂（２）にて、製鉄炉の内部に分配する工程と、
３）製鉄炉（３）に２列の通気口を設置し、それぞれが下部の下列酸素通気口と中下部の上列石炭ガス通気口であり、製鉄炉（３）の下部に設けられた下列酸素通気口を介して２００〜６００立方メートル／トン鉄の酸素と２０〜３００立方メートル／トン鉄の予熱された水素リッチ可燃性ガスを吹き込むと同時に、製鉄炉（３）の中下部の上列石炭ガス通気口で１００〜６００立方メートル／トン鉄の予熱された水素リッチ可燃性ガスを吹き込み、水素リッチ可燃性ガスはコークス炉石炭ガスまたは天然ガスであり、水素リッチ可燃性ガスの吹き込み温度は６００〜１２００℃になるように制御し、炉頂から排出された石炭ガスの温度は２５０〜１２００℃であり、まず炉頂高温石炭ガス除塵装置（４）を介して除塵した後、４〜６個の蓄熱式熱交換装置を介して石炭ガスの顕熱を回収し、その中で２〜３個蓄熱式熱交換装置は下部の下列酸素通気口から炉の内部に吹き込む水素リッチ可燃性ガスを予熱し、その他の２〜３個の蓄熱式熱交換装置は中下部の上列石炭ガス通気口から炉の内部に吹き込む水素リッチ可燃性ガスを予熱する工程と、
４）上記炉頂から排出された石炭ガスは上記４〜６個の蓄熱式熱交換装置で熱交換して、温度が２００℃以下に下降され、４〜３０個のバックフィルター装置を介して精密に除塵し、清潔された石炭ガスはコークス炉の生産で燃焼するコークス炉石炭ガスを置換するために使用し、ペレットおよび焼結鉱の生産に必要とする燃料として使用する工程と、
５）炉頂高温石炭ガス除塵装置（４）と、上記４〜３０個のバックフィルター装置によって収集された粉塵は、粉塵吹き込みタンク（７）を介して製鉄炉の酸素通気口から製鉄炉（３）の内部に吹き込んで粉塵汚染を解消する工程と、
６）製鉄炉（３）で生産された高温液状のスラグはスラグ粒子化及び熱交換装置（１５）を介して粒子化され、回収されたスラグの顕熱はボイラー（１６）を介して高圧の蒸気を発生し、上記炉頂から排出された石炭ガスとともに複合発電装置（５）を駆動して発電する工程を含むことを特徴とする全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法を実現する装置であって、
上記装置は、原料システム、炉頂石炭ガスシステム、コークス炉石炭ガス吹き込みシステム、粉塵吹き込みシステム、スラグ乾式粒子化及び余熱回収システム、酸素システムを含み、原料システムは、耐高温ベルレス炉頂（２）を介して製鉄炉（３）と接続され、炉頂石炭ガスシステムはパイプラインを通じて製鉄炉（３）と接続され、コークス炉石炭ガス吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉（３）と接続され、粉塵吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉（３）と接続され、スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムはスラグ・鉄ランナーを通じて製鉄炉（３）と接続され、酸素システム（１１）はパイプラインを通じて製鉄炉（３）と接続され、製鉄炉（３）に２列の通気口が設けられ、それぞれ下部の下列酸素通気口と中下部の上列石炭ガス通気口であり、
原料システムは、コークス炉（Ｃ１）、焼結機（Ｓ１）、ペレット鉱焙焼機（Ｐ１）、高温コークス移送装置（Ｃ２）、高温焼結鉱移送装置（Ｓ２）、高温ペレット鉱移送装置（Ｐ２）、高温コークス中継サイロ（Ｃ３）、高温焼結鉱中継サイロ（Ｓ３）、高温ペレット鉱中継サイロ（Ｐ３）、高温コークス秤量ホッパー（Ｃ４）、高温焼結鉱秤量ホッパー（Ｓ４）、高温ペレット鉱秤量ホッパー（Ｐ４）、高温装入物移送装置（１）及び耐高温ベルレス炉頂（２）で構成され、
コークス炉（Ｃ１）は高温コークス移送装置（Ｃ２）を介して高温コークス中継サイロ（Ｃ３）と接続され、焼結機（Ｓ１）は高温焼結鉱移送装置（Ｓ２）を介して高温焼結鉱中継サイロ（Ｓ３）と接続され、ペレット鉱焙焼機（Ｐ１）は高温ペレット鉱移送装置（Ｐ２）を介して高温ペレット鉱中継サイロ（Ｐ３）と接続され、高温秤量ホッパー（Ｃ４、Ｓ４、Ｐ４）はパイプラインまたは密閉されたシュートを介してそれぞれ対応するコークス、焼結鉱、ペレット鉱の中継サイロ（Ｃ３、Ｓ３、Ｐ３）と接続され、高温秤量ホッパー（Ｃ４、Ｓ４、Ｐ４）はパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置（１）と接続され、高温装入物移送装置（１）は耐高温ベルレス炉頂（２）を介して製鉄炉（３）と接続され、
炉頂石炭ガスシステムは、炉頂高温石炭ガス除塵装置（４）、４〜６個の蓄熱式熱交換装置、４〜３０個のバックフィルター装置、複合発電装置（５）、石炭ガス貯蔵タンク（６）で構成され、製鉄炉（３）は、パイプラインを通じて炉頂高温石炭ガス除塵装置（４）と接続され、炉頂高温石炭ガス除塵装置（４）、蓄熱式熱交換装置、バックフィルター装置、複合発電装置（５）、石炭ガス貯蔵タンク（６）は、パイプラインを通じて順に接続され、
スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムは、スラグ・鉄分離器（１４）、スラグ粒子化及び熱交換装置（１５）、ボイラー（１６）、及び複合発電装置（５）で構成され、製鉄炉（３）から流出されたスラグ・鉄は溶融鉄ランナーを通じてスラグ・鉄分離器（１４）に流れ込んでから、液状スラグの流れと溶融鉄の流れに分けられ、液状スラグの流れはスラグランナーを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置（１５）と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置（１５）はパイプラインを通じてボイラー（１６）と接続され、ボイラーはパイプラインを通じて複合発電装置（５）と接続されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
コークス炉石炭ガス吹き込みシステムは、コークス炉（Ｃ１）、コークス炉石炭ガス浄化システム（Ｃ５）、石炭ガス加圧送風機（８）、石炭ガス加圧送風機（９）、蓄熱式熱交換装置、吹き込む石炭ガス温度調節装置（１０）で構成され、コークス炉（Ｃ１）は、パイプラインを通じてコークス炉石炭ガス浄化システム（Ｃ５）と接続され、コークス炉石炭ガス浄化システム（Ｃ５）により浄化された石炭ガスは二股に分かれ、一股はパイプラインを通じて石炭ガス加圧送風機（８）、蓄熱式熱交換装置、吹き込む石炭ガス温度調節装置（１０）、製鉄炉（３）と順に接続され、他の一股は、パイプラインを通じて石炭ガス加圧送風機（９）、蓄熱式熱交換装置、製鉄炉（３）と順に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
粉塵吹き込みシステムは、上記炉頂高温石炭ガス除塵装置（４）、上記バックフィルター装置、粉塵吹き込みタンク（７）で構成され、炉頂高温石炭ガス除塵装置（４）は粉塵移送装置（１２）を介して粉塵吹き込みタンク（７）と接続され、バックフィルター装置は粉塵移送装置（１３）を介して粉塵吹き込みタンク（７）と接続され、粉塵吹き込みタンク（７）は製鉄炉（３）と接続されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムは、送風機（１７）をさらに具備し、送風機（１７）はパイプラインを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置（１５）と接続され、上記溶融鉄の流れは溶融鉄ランナーを通じて溶融鉄搬送装置（１９）と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置（１５）はブランキングパイプを通じてスラグ搬送装置（１８）と接続されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
全酸素と水素リッチ石炭ガスを吹き込む製鉄方法に用いられる、高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置であって、
コークス炉炭化室（Ｂ１）、焼結機（Ｂ２）、ペレット鉱焙焼機（Ｂ３）、高炉（Ｂ４）、赤熱コークス中継タンク（４０）、赤熱焼結鉱中継タンク（２０）、赤熱ペレット鉱中継タンク（３０）、赤熱コークス搬送車（１００）、赤熱焼結鉱搬送車（２００）、赤熱ペレット鉱搬送車（３００）、原料移送ホイスト装置（４００）を含み、
コークス炉炭化室（Ｂ１）は赤熱コークス搬送車（１００）を通じて赤熱コークス中継タンク（４０）と接続され、焼結機（Ｂ２）は赤熱焼結鉱搬送車（２００）を通じて赤熱焼結鉱中継タンク（２０）と接続され、ペレット鉱焙焼機（Ｂ３）は赤熱ペレット鉱搬送車（３００）を通じて赤熱ペレット鉱中継タンク（３０）と接続され、
赤熱コークス中継タンク（４０）、赤熱焼結鉱中継タンク（２０）、赤熱ペレット鉱中継タンク（３０）は、それぞれの原料輸送ホイスト装置（４００）を介して高炉（Ｂ４）と接続されていることを特徴とする高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置の高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法であって、
Ａ．コークス炉炭化室（Ｂ１）で排出された成熟した赤熱コークスを赤熱コークス搬送車（１００）を通じて赤熱コークス中継タンク（４０）の内部に移送し、焼結機（Ｂ２）で生成された赤熱焼結鉱を赤熱焼結鉱搬送車（２００）を通じて赤熱焼結鉱中継タンク（２０）の内部に移送し、ペレット鉱焙焼機（Ｂ３）で生成された赤熱ペレット鉱を赤熱ペレット鉱搬送車（３００）を通じて赤熱ペレット鉱中継タンク（３０）の内部に移送する工程と、
Ｂ．上記中継タンク（４０、２０、３０）をそれぞれ赤熱コークス、赤熱焼結鉱及び赤熱ペレット鉱の緩衝、保温容器として使用して、赤熱コークス、赤熱焼結鉱および赤熱ペレット鉱を塊状の鉱石との配合比率に応じて順に、複数回数に分けて原料移送ホイスト装置（４００）を介して高炉（Ｂ４）に移送する工程と、
Ｃ．上記中継タンク（４０、２０、３０）の緩衝、保温作用を利用して、高炉（Ｂ４）に装入する赤熱コークスの温度が１００〜１２００℃になるように制御し、焼結鉱の温度が１００〜１０００℃になるように制御し、ペレット鉱の温度が１００〜１４００℃になるように制御し、塊状の鉱石の温度は常温になるように制御する工程を含むことを特徴とする高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。
【請求項８】
全酸素と水素リッチ石炭ガスを吹き込む製鉄方法に用いられる、高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置であって、
コークスを赤熱状態で移送装入する装置を含み、上記コークスを赤熱状態で移送装入する装置はコークス炉、高温コークス移送装置、高温コークス中継サイロ、高温コークス秤量ホッパー、高温装入物移送装置および耐高温炉頂で構成され、コークス炉は高温コークス移送装置を通じて高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、高温装入物移送装置は耐高温炉頂を介して製鉄炉と接続され、製鉄炉に装入されるコークスの温度は１００℃〜１２００℃であることを特徴とする高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置。
【請求項９】
上記の装置は焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置又はペレット鉱を赤熱状態で移送装入する装置を含み、
上記焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置は、焼結機、高温焼結鉱移送装置、高温焼結鉱中継サイロと高温焼結鉱秤量ホッパーで構成され、焼結機は温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、製鉄炉に装入される焼結鉱の温度は１００℃〜１０００℃であり、
上記ペレット鉱を赤熱状態で移送装入する装置は、ペレット鉱焼結機、高温ペレット鉱移送装置、高温ペレット鉱中継サイロと高温ペレット鉱秤量ホッパーで構成され、ペレット鉱焼結機は高温ペレット鉱移送装置を介して高温ペレット鉱中継サイロと接続され、高温ペレット鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温ペレット鉱中継サイロと接続され、高温ペレット鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、製鉄炉に装入されるペレット鉱の温度は１００℃〜１４００℃であることを特徴とする請求項８に記載の高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の装置の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法であって、
ａ．コークス炉で生産された成熟したコークスは、コークス消火を行わずに高温コークス移送装置を介して高温コークス中継サイロ内に直接移送する工程と、
ｂ．高温コークス中継サイロを高温コークスの緩衝及び保温容器として使用し、高温コークスが高温コークス秤量ホッパーを通過し、また、密閉された高温装入物移送装置を通過して耐高温炉頂に移送された後、耐高温炉頂によって製鉄炉の内部に分配し、製鉄炉に装入されるコークスの温度は１００℃〜１２００℃である工程を含むことを特徴とする製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。
【請求項１１】
焼結機で生産された高温焼結鉱を密閉された高温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロ内に移送する工程と、
高温焼結鉱中継サイロを高温焼結鉱の緩衝及び保温容器として使用し、高温焼結鉱は高温秤量ホッパーを通じて、また密閉された高温装入物移送装置を介して耐高温炉頂内に移送され、耐高温炉頂にて要求に応じて製鉄炉の内部に分配し、製鉄炉に装入される焼結鉱の温度は１００℃〜１０００℃である工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。
【請求項１２】
ペレット鉱焼結機で生産された高温ペレット鉱を密閉された高温ペレット鉱移送装置を介して高温ペレット鉱中継サイロ内に移送する工程と、
高温ペレット鉱中継サイロを高温ペレット鉱の緩衝及び保温容器として使用し、高温ペレット鉱は高温秤量ホッパーを通じて、また密閉された高温装入物移送装置を介して耐高温炉頂内に移送され、耐高温炉頂で製鉄炉の内部に分配し、製鉄炉に装入されるペレット鉱の温度は１００℃〜１４００℃である工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法。
【請求項１３】
コークスの装入温度は１００℃から５００℃または８００℃から１２００℃であることを特徴とする請求項１又は７又は１０に記載の方法。
【請求項１４】
焼結鉱の装入温度は１００℃から５００℃または８００℃から１０００℃であることを特徴とする請求項１又は７又は１１に記載の方法。
【請求項１５】
ペレット鉱の装入温度は１００℃から５００℃または８００℃から１４００℃であることを特徴とする請求項１又は７又は１２に記載の方法。
【請求項１６】
コークスの装入温度は３００℃から５００℃または８００℃から１０００℃であることを特徴とする請求項１又は７又は１０に記載の方法。
【請求項１７】
焼結鉱の装入温度は３００℃から５００℃または８００℃から９００℃であることを特徴とする請求項１又は７又は１１に記載の方法。
【請求項１８】
ペレット鉱の装入温度は３００℃から５００℃または８００℃から１０００℃であることを特徴とする請求項１又は７又は１２に記載の方法。
【請求項１９】
コークスの装入温度は１００℃から５００℃または８００℃から１２００℃であることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項２０】
焼結鉱の装入温度は１００℃から５００℃または８００℃から１０００℃であり、ペレット鉱の装入温度は１００℃から５００℃または８００℃から１４００℃であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２１】
コークスの装入温度は３００℃から５００℃または８００℃から１０００℃であることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項２２】
焼結鉱の装入温度は３００℃から５００℃または８００℃から９００℃であり、ペレット鉱の装入温度は３００℃から５００℃または８００℃から１０００℃であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄とエネルギー源技術の分野に属し、特に製鉄原料を赤熱状態で移送装入し、低炭素水素リッチ全酸素（ｆｕｌｌ−ｏｘｙｇｅｎ）製鉄を実現することができる全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代工業化の程度がどんどん加速していることによって、エネルギー源が大量に消費され、二酸化炭素の排出量が急激に増えており、これによって発生した大気汚染と温室効果は、人類が生存している地球の環境に対して深刻な脅威を与えている。中国の鋼鉄分野の二酸化炭素排出量は、電力分野に次ぎ２番目の位置を占めている。したがって、二酸化炭素の排出量を減らすことは鋼鉄分野において回避できない重要な責任である。エネルギー消費が全体の鋼鉄生産の総エネルギー消費に対して７０％以上を占める製鉄システムは、エネルギーを節約し、温室効果ガスの排出量を減らすことにおいて一番重要な目標である。しかし、コークス化、焼結、ペレット（ｐｅｌｌｅｔ）及び製鉄などの各工程は、従来のプロセス技術条件の下で、エネルギーを節約し、温室効果ガスの排出量を削減することができるが、その限界がある。したがって、プロセス技術について革新しない限り、エネルギーを大幅に削減し、温室効果ガスの排出量を大幅に減らすことはできないだろう。
【０００３】
高炉製鉄の原料は主にコークス、焼結鉱とペレット鉱を含み、従来はすべて常温で高炉の装入物を高炉内部に装入する。常温状態の装入物は運送、保存、および使用に便利ですが、原料は生産過程で冷却設備を介して高温から常温まで冷却しなければならず、高炉内部の装入した後で、再度高温まで加熱しなければならないため、設備投資と占める面積が増えるだけでなく、大量の熱エネルギーを損失することになる。
【０００４】
一般的に、コークス炉から引き出された赤熱コークス（ｒｅｄ  ｃｏｋｅ）の温度は、約８００〜１２００℃に達し、現在主に乾式消火や湿式消火の二つの方法を使用してコークスを常温まで冷却させる。どのような冷却方式を使用しても、コークスは温度の急激な変化により、応力による破壊が発生して、その強度と完成品率が下降することになる。乾式消火はコークスの顕熱を回収して発電するために用いることができるが、エネルギー回収効率が低く、また湿式消火はコークス消火塔に噴水してコークスを消火させるため、コークスの顕熱は浪費になり、大量の水資源を消費して一定の環境汚染を起こすことになる。
【０００５】
一般的に、高温焼結鉱は、冷却前の温度が約８００〜１０００℃で、高温ペレット鉱は、冷却前の温度が約８００〜１４００℃である。現在、主に環状クーラー（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｃｏｏｌｅｒ）やベルトクーラー（ｂｅｌｔ  ｃｏｏｌｅｒ）を介して冷却させ、その顕熱は余熱ボイラーで低圧蒸気を発生させることにより利用されているが、エネルギー回収効率は非常に低い。
【０００６】
高炉は、酸素富化度を高めて微粉炭の吹き込みを大きくして、増産やコークスの節約やエネルギー消費の削減などの面で良い効果を得た。酸素富化率をさらに高めて純酸素（ｐｕｒｅ  ｏｘｙｇｅｎ）製錬までになる場合、最大限に微粉炭の吹き込み量を増加させ、コークス比を下げることができるが、高炉の石炭ガス量の不足の問題があり、さらに、冷たい装入物（ｃｏｌｄ  ｃｈａｒｇｅ）を装入することで、上部の温度が低くなって、石炭ガスの間接還元に影響を及ぼして、直接還元の割合が大きくなって、むしろ炭素の消費を増加することになる。上部熱量が不十分な問題は、現在流行している技術的思想、すなわち高炉本体底部に高温の石炭ガスを吹き込むことで解決することができるが、石炭ガスは、加熱過程で炭素析出の問題があり、石炭ガスを加熱するにおいて、一定の量の石炭ガスを更に燃焼させなければないため、このような技術はずっと構想工程に留まっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術に存在する上記の問題を考慮して構成されたもので、その目的は、全酸素と水素リッチ石炭ガスを吹き込む製鉄方法を使用して環境にやさしい生産工程を実現し、高効率的にエネルギーを節約し、環境にやさしく、温室効果ガスの排出を減らす効果を達成することができる全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法及びその装置、コークス化、焼結、ペレット（ｐｅｌｌｅｔ）及び製鉄炉を基礎とした製鉄工程や関連装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による全酸素水素リッチ製鉄方法製鉄方法は、コークス化、焼結、ペレタイジング（ｐｅｌｌｅｔｉｚｉｎｇ）を製鉄炉とカップリングして運行し、コークス、焼結鉱、ペレット鉱は冷却を行わずに高温の状態で移送及び原料積載設備を介して製鉄炉の内部に赤熱状態で移送装入し、製鉄炉の下部に酸素通気口と炭ガス吹き込み設備を設置して製鉄炉内部へ酸素と一定の温度の水素リッチ可燃性ガスを吹き込み、製鉄炉の中下部に石炭ガス通気口を設置して製鉄炉内部へ一定の温度の水素リッチ可燃性ガスを吹き込むことを含めて、水素リッチ可燃性ガスでコークスと石炭を替えることで、エネルギーを節約し、温室効果ガスの排出量を減らす目的に達した。製鉄炉の上部から排出された高温高熱量石炭ガスは蓄熱式熱交換器を介して物理的な熱量を製鉄炉内に吹き込む水素リッチ可燃性ガスに伝達して、コークス、焼結鉱とペレット鉱の生産に用いるようにする。ここで、水素リッチ可燃性ガスは、コークス炉石炭ガス、天然ガスやその他の種類の水素リッチ可燃性ガスを含む。
【０００９】
本発明の技術方案の第一方案は次のような工程を含む全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法を提供する。即ち、
【００１０】
１）コークス炉から生産された成熟した赤熱コークスを高温コークス移送装置を介して高温コークス中継サイロ内に移送し、焼結機で生産された高温焼結鉱を密閉された高温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロの内部に移送し、ペレット鉱焙焼機で生産された高温ペレット鉱を密閉された高温ペレット鉱移送装置を介して高温ペレット鉱中継サイロの内部に移送し、
【００１１】
２）上記中継タンクをそれぞれ高温のコークス、焼結鉱とペレット鉱の緩衝及び保温容器として使用し、高温装入物を高温秤量ホッパーで配合率に応じて、密閉された高温装入物移送装置を介して順に複数回数に分けて耐高温ベルレス炉頂内部に移送した後、耐高温ベルレス炉頂によって要求に応じて、製鉄炉の内部に分配し、
【００１２】
３）３つの中継タンクの緩衝及び保温作用を利用して、コークスの装入温度を１００〜１２００℃になるように制御し、焼結鉱の装入温度を１００〜１０００℃になるように制御し、ペレット鉱の装入温度を１００〜１４００℃になるように制御し、その外、コークス、焼結鉱、ペレット鉱の装入温度はそれぞれ３００〜１０００℃、３００〜９００℃及び３００〜１０００℃であってもよいし、コークス、焼結鉱、ペレット鉱の装入温度が５００〜８００℃であることが望ましく、
【００１３】
４）製鉄炉に２列の通気口、即ち下部の下列酸素通気口と中下部の上列石炭ガス通気口を設置し、製鉄炉の下部に設けられた酸素通気口を介して２００〜６００立方メートル／トン鉄の酸素と２０〜３００立方メートル／トン鉄の予熱された水素リッチ可燃性ガスを吹き込むと同時に、製鉄炉の中下部の軟化融着帯の底部以上の位置で１００〜６００立方メートル／トン鉄の予熱された水素リッチ可燃性ガスを吹き込み、水素リッチ可燃性ガスはコークス炉石炭ガスまたは天然ガスであり、水素リッチ可燃性ガスの吹き込み温度は６００〜１２００℃になるように制御し、
【００１４】
５）炉頂から排出された石炭ガスの温度は２５０〜１２００℃であり、まずは炉頂高温石炭ガス除塵装置を介して除塵した後、４〜６個の蓄熱式熱交換装置を介して石炭ガスの顕熱を回収し、その中で２〜３個蓄熱式熱交換装置は酸素通気口から炉の内部に吹き込む水素リッチ可燃性ガスを予熱し、その他の２〜３個の蓄熱式熱交換装置は軟化融着帯の底部以上の位置から炉の内部に吹き込む水素リッチ可燃性ガスを予熱し、
【００１５】
６）炉頂から排出された石炭ガスは４〜６個の蓄熱式熱交換装置で熱交換して、温度が２００℃以下に下降され、４〜３０個のバックフィルター装置を介して精密に除塵し、清潔された石炭ガスはコークス炉の生産で燃焼するコークス炉石炭ガスを置換してペレットおよび焼結の生産に使用し、
【００１６】
７）炉頂高温石炭ガス除塵装置と、４〜３０個のバックフィルター装置によって収集された粉塵は、粉塵吹き込みタンクを介して製鉄炉の酸素通気口から製鉄炉の内部に吹き込んで粉塵汚染を解消し、
【００１７】
８）製鉄炉で生産された高温液状のスラグはスラグ粒子化及び熱交換装置を介して粒子化され、回収されたスラグの顕熱はボイラーを介して高圧の蒸気を発生し、炉頂から排出された高圧の石炭ガスと結合して複合発電装置を駆動して発電する。
【００１８】
本発明は、装入物を赤熱状態で装入する方法を使って、装入物熱エネルギーを十分に利用することで、上部の塊状の原料ベルト（ｌｕｍｐ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｂｅｌｔ）が完全に還元反応の温度範囲内にあるので、装入物は上部の間接還元を介して金属化率が７０％以上に達する。赤熱状態で装入する方法と全酸素製錬を結合することで、炉内の熱量の分布が合理的でバランスをとった。スラグの顕熱の回収と炉頂の余圧（ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の回収を結合することで、結合して発電機を駆動して発電するようにして、発電効率を向上した。
【００１９】
本発明の技術方案の第二方案は全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法を実現する装置を提供する。当該装置は原料システム、製鉄炉、炉頂石炭ガスシステム、コークス炉石炭ガス吹き込みシステム、粉塵吹き込みシステム、スラグ乾式粒子化及び余熱回収システム、酸素システムを含み、原料システムは、耐高温ベルレス炉頂を介して製鉄炉と接続され、炉頂石炭ガスシステムはパイプラインを通じて製鉄炉と接続され、コークス炉石炭ガス吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉と接続され、粉塵吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉と接続され、スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムはスラグ・鉄ランナーを通じて製鉄炉と接続され、酸素システムはパイプラインを通じて製鉄炉と接続されている。
【００２０】
原料システムは、コークス炉、焼結機、ペレット鉱焙焼機、高温コークス移送装置、高温焼結鉱移送装置、高温ペレット鉱移送装置、高温コークス中継サイロ、高温焼結鉱中継サイロ、高温ペレット鉱中継サイロ、高温コークス秤量ホッパー、高温焼結鉱秤量ホッパー、高温ペレット鉱秤量ホッパー、高温装入物移送装置、耐高温ベルレス炉頂で構成され、
【００２１】
コークス炉は高温コークス移送装置を介して高温コークス中継サイロと接続され、焼結機は高温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、ペレット鉱焙焼機は高温ペレット鉱移送装置を介して高温ペレット鉱中継サイロと接続され、高温秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介してそれぞれ対応するコークス、焼結鉱、ペレット鉱の中継サイロと接続され、高温秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、高温装入物移送装置は耐高温ベルレス炉頂を介して製鉄炉と接続されている。
【００２２】
炉頂石炭ガスシステムは、炉頂高温石炭ガス除塵装置、４〜６個の蓄熱式熱交換装置、４〜３０個のバックフィルター装置、複合発電装置、石炭ガス貯蔵タンクで構成されている。製鉄炉は、パイプラインを通じて炉頂高温石炭ガス除塵装置と接続され、炉頂高温石炭ガス除塵装置、蓄熱式熱交換装置、バックフィルター装置、複合発電装置、石炭ガス貯蔵タンクは、パイプラインを通じて順に接続されている。
【００２３】
コークス炉石炭ガス吹き込みシステムは、コークス炉、コークス炉石炭ガス浄化システム、石炭ガス加圧送風機、蓄熱式熱交換装置、吹き込む石炭ガス温度調節装置で構成されている。コークス炉は、パイプラインを通じてコークス炉石炭ガス浄化システムと接続され、浄化された石炭ガスは二股に分かれ、一股はパイプラインを通じて石炭ガス加圧送風機、蓄熱式熱交換装置、吹き込む石炭ガス温度調節装置、製鉄炉と順に接続され、他の一股は、パイプラインを通じて石炭ガス加圧送風機、蓄熱式熱交換装置、製鉄炉と順に接続されている。
【００２４】
粉塵吹き込みシステムは、炉頂高温石炭ガス除塵装置、バックフィルター装置、粉塵吹き込みタンクで構成されている。炉頂高温石炭ガス除塵装置は粉塵移送装置を介して粉塵吹き込みタンクと接続され、バックフィルター装置は粉塵移送装置を介して粉塵吹き込みタンクと接続されている。粉塵吹き込みタンクは製鉄炉と接続されている。
【００２５】
スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムは、スラグ・鉄分離器、スラグ粒子化及び熱交換装置、ボイラー、送風機、複合発電装置を含んでいる。
【００２６】
製鉄炉から流出されたスラグ・鉄は溶融鉄ランナーを通じてスラグ・鉄分離器に流れ込んでから、液状スラグの流れと溶融鉄の流れに分けられ、溶融鉄の流れは溶融鉄ランナーを通じて溶融鉄搬送装置と接続され、液状スラグの流れはスラグランナーを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置と接続され、送風機はパイプラインを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置はパイプラインを通じてボイラーと接続され、ボイラーはパイプラインを通じて複合発電装置と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置はブランキングパイプを通じてスラグ搬送装置と接続されている。
【００２７】
蓄熱式熱交換装置は、蓄熱式熱交換器のほかに熱交換式熱交換器であってもよい。
【００２８】
製鉄炉に２列の通気口が設けられ、それぞれ下部の下列酸素通気口と中下部の上列石炭ガス通気口である。
【００２９】
本発明の技術方案の第三方案は高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置を提供する。当該装置は、コークス炉炭化室、焼結機、ペレット鉱焙焼機、高炉、赤熱コークス中継タンク、赤熱焼結鉱中継タンク、赤熱ペレット鉱中継タンク、赤熱コークス搬送車、赤熱焼結鉱搬送車、赤熱ペレット鉱搬送車、原料移送ホイスト装置を含み、
【００３０】
コークス炉炭化室は赤熱コークス搬送車を通じて赤熱コークス中継タンクと接続され、焼結機は赤熱焼結鉱搬送車を通じて赤熱焼結鉱中継タンクと接続され、ペレット鉱焙焼機は赤熱ペレット鉱搬送車を通じて赤熱ペレット鉱中継タンクと接続され、
【００３１】
赤熱コークス中継タンク、赤熱焼結鉱中継タンク、赤熱ペレット鉱中継タンクは、それぞれの原料輸送ホイスト装置を介して高炉と接続されている。
【００３２】
上記中継タンクは次のような結構を備えていることができる。即ち、そのライニングは耐衝撃の保温材であり、タンクの入口にシールカバーが設置され、シールカバーはタンクの位置を対向して保温材が設置されており、形状は正方形、長方形、楕円形、円筒形または円形である。
【００３３】
上記料移送ホイスト装置は、垂直・水平ホイスト装置又は斜橋ホイスト装置であってもよい。
【００３４】
本発明の技術方案の第四方案は高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置を採用した高炉製鉄原料を赤熱状態で移送する方法を提供する。当該方法は、
【００３５】
ａ．コークス炉炭化室で排出された成熟した赤熱コークスを赤熱コークス搬送車を通じて赤熱コークス中継タンクの内部に移送し、焼結機で生成された赤熱焼結鉱を赤熱焼結鉱搬送車を通じて赤熱焼結鉱中継タンクの内部に移送し、ペレット鉱焙焼機で生成された赤熱ペレット鉱を赤熱ペレット鉱搬送車を通じて赤熱ペレット鉱中継タンクの内部に移送する工程と、
【００３６】
ｂ．上記各中継タンクをそれぞれ赤熱コークス、赤熱焼結鉱及び赤熱ペレット鉱の緩衝、保温容器として使用して、赤熱コークス、赤熱焼結鉱および赤熱ペレット鉱を塊状の鉱石との配合比率に応じて順に、複数回数に分けて原料移送ホイスト装置を介して高炉に移送する工程と、
【００３７】
上記中継タンクの緩衝、保温作用を利用して、高炉に装入する赤熱コークスの温度が１００〜１２００℃になるように制御し、焼結鉱の温度が１００〜１０００℃になるように制御し、ペレット鉱の温度が１００〜１４００℃になるように制御し、塊状の鉱石の温度は常温になるように制御する工程を含む。その中で、コークス、焼結鉱、ペレット鉱の装入温度はそれぞれ３００〜１０００℃、３００〜９００℃及び３００〜１０００℃であってもよいし、コークス、焼結鉱、ペレット鉱の装入温度が５００〜８００℃であることが望ましい。
【００３８】
本発明の技術方案の第五方案は高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置を提供する。当該装置は、コークスを赤熱状態で移送装入する装置を含み、上記コークスを赤熱状態で移送装入する装置はコークス炉、高温コークス移送装置、高温コークス中継サイロ、高温コークス秤量ホッパー、高温装入物移送装置および耐高温炉頂で構成され、コークス炉は高温コークス移送装置を通じて高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、高温装入物移送装置は耐高温炉頂を介して製鉄炉と接続されている。
【００３９】
当該装置は焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置又はペレット鉱を赤熱状態で移送装入する装置を含む。上記焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置は、焼結機、高温焼結鉱移送装置、高温焼結鉱中継サイロと高温焼結鉱秤量ホッパーで構成され、焼結機は温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、高温装入物移送装置は耐高温炉頂を介して製鉄炉と接続されている。上記ペレット鉱を赤熱状態で移送装入する装置は、ペレット鉱焼結機、高温ペレット鉱移送装置、高温ペレット鉱中継サイロと高温ペレット鉱秤量ホッパーで構成され、ペレット鉱焼結機は温ペレット鉱移送装置を介して高温ペレット鉱中継サイロと接続され、高温ペレット鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温ペレット鉱中継サイロと接続され、高温ペレット鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、高温装入物移送装置は耐高温炉頂を介して製鉄炉と接続されている。
【００４０】
本発明の技術方案の第六方案は製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法を提供する。当該方法は、
【００４１】
ａ．コークス炉で生産された成熟したコークスは、コークス消火を行わずに高温コークス移送装置を介して高温コークス中継サイロ内に直接移送する工程と、
【００４２】
ｂ．高温コークス中継サイロを高温コークスの緩衝及び保温容器として使用し、高温コークスが高温コークス秤量ホッパーを通過し、また、密閉された高温装入物移送装置を通過して耐高温炉頂に移送された後、耐高温炉頂によって要求に応じて製鉄炉の内部に分配する工程を含む。
【００４３】
【００４４】
本発明の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法は、高温コークスと高温焼結鉱を一緒に製鉄炉に移送する工程、又は高温コークスと高温ペレット鉱を一緒に製鉄炉に移送する工程をさらに含んでいる。当該方法では、製鉄炉に装入するコークスの温度は１００℃〜１２００℃であり、製鉄炉に装入する焼結鉱の温度は１００℃〜１０００℃であり、製鉄炉に装入するペレット鉱の温度は１００℃〜１４００℃である。その外、コークス、焼結鉱とペレット鉱の装入温度はそれぞれ３００℃〜１０００℃、３００℃〜９００℃と３００℃〜１０００℃であってもよい。上記三つの原料の装入温度は５００℃〜８００℃であることが望ましい。本発明において、製鉄炉に装入する原料の温度は原料の装入温度である。
【００４５】
本発明は従来技術に比べて以下のような利点を持っている。
【００４６】
１．温度が１００〜１２００℃であるコークス、温度が１００〜１０００℃である焼結鉱、温度が１００〜１４００℃であるペレットを製鉄炉に直接装入され、原料の顕熱を十分に利用することにより、製鉄プロセスの原料温度の起伏を低減させただけでなく、原料冷却設備の投資も節約しました。
【００４７】
コークスはコークス消火を行わないため、湿式消火による環境汚染を解消すると同時にコークスの温度の急激な変化によって発生する応力による破壊を解消させ、コークスの強度を向上させ、Ｍ４０を３％〜８％向上させ、Ｍ１０を０．３〜０．８％減少させ、また塊コークスと粉コークスの生産量を減少させた。
【００４８】
２．高温状態で原料を製鉄炉内部に装入するため、大量の物理的な熱量を提供した。コークス、焼結鉱とペレット鉱が８００℃であり、毎トンの鉄に対応する消費量がそれぞれ０．３ｔ、１．２８ｔ、０．３２ｔであると計算する場合、提供できる物理的な熱量は１．５９ＧＪに達するため、製鉄炉で全酸素製錬を行う時石炭ガス量の不十分による上部熱量の損失を補うことができる。
【００４９】
上部で装入物を赤熱状態で装入する方法を使用して、製鉄炉上部のすべての塊状の原料ベルト（ｌｕｍｐ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｂｅｌｔ）が間接還元の温度範囲にあることで、装入物が製鉄炉内装入する時点から間接還元反応を発生するようにしたので、還元反応時間が相対的に延長され、間接還元を改善した。
【００５０】
３．上列石炭ガス通気口から６００〜１１００℃まで予熱されたコークス炉石炭ガスを吹き込んで、水素リッチの還元ガスを提供するため、上部ガスの還元ポテンシャル（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を向上させ、上部の還元の動力学条件を改善して、上部の間接還元を十分に進行するようにして、装入物が製鉄炉の下部に引き入る時の金属化率が９０％以上になるようにした。水素が装入物を還元して生成された気体生成物は水であるため、水素リッチ還元はＣＯ2の排出を減少させた。
【００５１】
４．伝統的な高炉は熱風を送風することで、毎トン鉄の石炭ガス量は１６００立方メートルに達する。その中で、Ｎ2は１０００立方メートルを占めている。本発明は、炉（ｈｅａｒｔｈ）の酸素通気口から工業酸素を吹き込むことで、炉の石炭ガス発生量を大幅に削減し、原料の柱（ｓｔｏｃｋ  ｃｏｌｕｍｎ）の通気性の要求を下げた。
【００５２】
炉から同時にコークス炉石炭ガスを吹き込み、コークス炉石炭ガス中のメタンの分解を利用して、通気口の前の理論的燃焼温度を下げることができる。分解して生成された石炭ガスとコークス炉石炭ガスに固有の水素は、炉の石炭ガス中の水素の含有量を向上させ、水素の下部での間接還元は、一部の炭素Ｃの直接還元反応を代替することができ、直接還元反応によって消費した熱量を減少し、エネルギーを節約し、コークスを節約する目的に達した。コークス石炭ガスを吹き込むことで粉末炭を吹き込むことを代替して、大量の粉末炭を吹き込むことにより、微粉炭の灰分で形成されたスラグの量とアルカリ度をバランスするために別途追加する溶剤によるスラグの量を減少させ、毎トン鉄のスラグ量を減らすことができ、エネルギーを節約する目的に達することができる。
【００５３】
５．製鉄炉の上部の間接還元が十分に進行するによって、装入物は下部の融解領域に入る前に、金属化率が７０％以上となり、炉では少量の装入物が補足還元を行う以外に、ただ融解と浸炭（ｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）で製鉄過程を完成することができ、上部の高金属化率は、浸炭反応を早めて進行するようにするので、炉の浸炭時間を縮小し、製鉄炉の利用係数が大幅に向上し、同じな高炉の容量の生産量は、通常の高炉の１．５倍以上に達することができる。
【００５４】
６．装入物中のＫ、Ｎａ、Ｚｎなどの低沸騰点である金属は、上部から金属に還元されるので、高温の石炭ガスに伴って高炉の外部に引き出して、循環蓄積を下げ、高炉ライニングの付着物形成（ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｇ）現象を減少し、アルカリ土類金属の粉末が析出されておらず、原料の柱（ｓｔｏｃｋ  ｃｏｌｕｍｎ）の通気性を向上した。
【００５５】
７．スラグは乾式粒子化技術でその中の余熱を回収し、ボイラーで生成された蒸気と炉頂の高圧石炭ガスが結合して、ＴＲＴ（ｂｌａｓｔ  ｆｕｒｎａｃｅ  ｒｏｏｆ  ｇａｓ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｔｕｒｂｉｎｅ  ｕｎｉｔ）を駆動して発電することにより、高炉スラグの顕熱を十分に利用し、水資源を節約し、毎トンの鉄に水０．５ｔ以上節約するだけではなく、単一の石炭ガスを使用するＴＲＴの発電効率も向上した。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【００５７】
【図１】本発明による全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄装置及びその方法の構成図である。
【図２】本発明による製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置および方法の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、図面と具体的な実施例を結合して本発明について詳しく説明する。
【実施例１】
【００５９】
【００６０】
図１の全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法の図面を参照すると、全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄方法の生産過程は下記のように実施する。
【００６１】
コークス炉Ｃ１から引き出された成熟（ｍａｔｕｒｅ）された赤熱コークスはコークス消火を行わずに、高温コークス移送装置Ｃ２を介して高温コークス中継サイロ（ｓｉｌｏ）Ｃ３内に直接移送し、焼結機Ｓ１で生産された高温焼結鉱はベルトクーラーや環状クーラーによる冷却を行わずに、直接高温焼結鉱移送装置Ｓ２を介して高温焼結鉱中継サイロＳ３の内部に移送し、ペレット鉱焙焼機Ｐ１で生産された高温ペレット鉱はベルトクーラーや環状クーラーによる冷却を行わずに、直接高温ペレット鉱移送装置Ｐ２を介して高温ペレット鉱中継サイロＰ３の内部に移送する。三つの装入物の中継サイロの下にそれぞれ高温秤量ホッパー（ｗｅｉｇｈ  ｈｏｐｐｅｒ）Ｃ４、Ｓ４、Ｐ４が設置され、三つの装入物を配合率に応じて順に高温装入物移送装置１に投入する。高温装入物移送装置１により、高温装入物を耐高温ベルレス炉頂２の内部まで上昇して、耐高温ベルレス炉頂２を介して装入物を原料分配要求に応じて製鉄炉３の内部に分配する。
【００６２】
上述の高温中継サイロＣ３、Ｓ３、Ｐ３は鉄骨構造のサイロである。上記高温中継サイロのライニング（ｌｉｎｉｎｇ）は、耐衝撃の保温耐火材、又は保温材と耐熱プレートが結合されたものである。サイロの入口にシールカバーが設置され、シールカバーはサイロの一側を対向して保温材が設置されている。本発明は、高温中継サイロＣ３、Ｓ３、Ｐ３の緩衝作用と保温作用を利用して、製鉄炉に装入するコークスの温度が１００〜１２００℃になるように制御し、焼結鉱の温度が１００〜１０００℃になるように制御する。ペレット鉱の温度が１００〜１４００℃になるように制御することができる。その中、ペレット鉱の装入温度は１００〜１０００℃であってもよい。さらに、コークスの装入温度は３００〜１０００℃になるように制御することができ、５００〜８００℃になるように制御することが望ましい。焼結鉱の装入温度は３００〜９００℃になるように制御することができ、５００〜８００℃になるように制御することが望ましい。ペレット鉱の装入温度は３００〜１０００℃になるように制御することができ、５００〜８００℃になるように制御することが望ましい。高温装入物移送装置１は、密閉された高温チェーンコンベア（ｃｈａｉｎ  ｃｏｎｖｅｙｅｒ）であるか、又は密閉されたワゴン（ｗａｇｏｎ）と斜橋（ｓｋｅｗ  ｂｒｉｄｇｅｓ）が結合された装置である。本実施例において、上記各原料の装入温度は３００℃、５００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１２００℃、１４００℃又は上記コークス、焼結鉱とペレット鉱の装入温度範囲内の各温度になることができ、このような温度は全て本発明の原料の赤熱状態で移送装入する目的に達することができる。
【００６３】
製鉄炉は、２列（ｒｏｗ）の通気口が設けられている。即ち、製鉄炉の下部の下列（ｌｏｗｅｒ  ｒｏｗ）酸素通気口と製鉄炉の中下部の上列（ｕｐｐｅｒ  ｒｏｗ）石炭ガス通気口が設置されている。装入物が炉内で一定の高さに達した後、製鉄炉の下部に設置された下列の酸素通気口から酸素の吹き込みを開始し、同時に一定の割合の水素リッチ可燃性ガスを吹き込む。具体的には、２００〜６００立方メートル／トン鉄の酸素と２０〜３００立方メートル／トン鉄の予熱された水素リッチ可燃性ガスを吹き込む。炉内の装入物の表面が標準レベルに達した場合は、製鉄炉３の中下部の、軟化融着帯（ｃｏｈｅｓｉｖｅ  ｚｏｎｅ）の底部（ｒｏｏｔ）以上の位置に設置された上列の石炭ガス通気口から１００〜６００立方メートル／トン鉄の予熱され水素リッチ可燃性ガスを吹き込む。本実施例の水素リッチ可燃性ガスは、コークス炉石炭ガスである。ここで、水素リッチ可燃性ガスは、天然ガスであってもよいし、水素リッチ可燃性ガスの吹き込み温度は６００〜１２００℃になるように制御する。
【００６４】
製鉄炉の上部から排出される高温の石炭ガスは、温度が２５０〜１２００℃で、炉頂高温石炭ガス除塵装置４により除塵された後、蓄熱式熱交換装置Ｈ１または蓄熱式熱交換装置Ｈ３（Ｈ１とＨ３は交代使用する）と蓄熱式熱交換装置Ｈ２や蓄熱式熱交換装置Ｈ４（Ｈ２とＨ４は交代使用する）に進入されて熱交換して石炭ガスの顕熱を回収する。その中で、蓄熱式熱交換装置Ｈ１と蓄熱式熱交換装置Ｈ３（Ｈ１とＨ３は交代使用する）は、軟化融着帯の底部以上の位置から炉内に吹く込んだ水素リッチ可燃性ガスを予熱し、蓄熱式熱交換装置Ｈ２と蓄熱式熱交換装置Ｈ４（Ｈ２とＨ４は交代使用する）は、酸素通気口から炉内に吹く込んだ水素リッチ可燃性ガスを予熱する。ここで、蓄熱式熱交換装置の個数は４〜６個であることができる。
【００６５】
炉頂から排出された石炭ガスは４〜６個の蓄熱式熱交換装置にて熱交換してから、温度が２００℃以下に下がって、バックフィルター装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に進入され、粉塵が高精度に除去される。ここで、バックフィルター装置は４〜３０個であることができる。除塵された石炭ガスは、複合発電装置５に進入されて発電させ、石炭ガスは、最終的に、石炭ガス貯蔵タンク６に進入して、コークス化、焼結とペレットの生産などの石炭ガスのユーザーが使用するように提供する。
【００６６】
炉頂高温石炭ガス除塵装置４で生成された除塵埃は、定期的に粉塵移送装置１２を介して粉塵吹き込みタンク７に投入され、バックフィルター装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４で生成された除塵埃は、定期的に粉塵移送装置１３を介して粉塵吹き込みタンク７に移送され、粉塵吹き込みタンク７を介して製鉄炉の下部の下列酸素通気口から製鉄炉３内部に吹き込むことにより、粉塵汚染を解消する。
【００６７】
コークス炉Ｃ１で生成されたコークス炉石炭ガスは浄化システムＣ５で浄化された後二股に分かれて製鉄炉３の内部に吹き込まれる。その中、一股は石炭ガス加圧送風機８により加圧された後、蓄熱式熱交換装置Ｈ１または蓄熱式熱交換装置Ｈ３（Ｈ１とＨ３は交代使用する）を介して温度が６００〜１１００℃に昇温され、再び吹き込む石炭ガス温度調節装置１０により温度が調節された後、上列石炭ガス通気口を介して製鉄炉３に吹く込まれる。吹き込む石炭ガス温度調節装置１０は、上列石炭ガス通気口から吹き込まれた石炭ガスがプロセスの要求に適した温度を持つように確保するためである。他の一股は石炭ガス加圧送風機９により加圧された後、蓄熱式熱交換装置Ｈ２または蓄熱式熱交換装置Ｈ４（Ｈ２とＨ４は交代使用する）を介して熱交換して、下列の酸素通気口を介して製鉄炉３の内部に吹き込まれる。
【００６８】
高温液状のスラグと溶融鉄は製鉄炉３の下部に設けられたアイロンノッチ（ｉｒｏｎ  ｎｏｔｃｈ）を介して排出され、スラグ・鉄分離器１４により分離され、溶融鉄は溶融鉄搬送装置１９に進入され、スラグはスラグ粒子化及び熱交換装置１５に進入され、粒子化及び熱交換を行ったスラグはスラグ搬送装置１８を介して輸送され、スラグの余熱は送風機１７から吹く風によってボイラー１６に伝達され、高温高圧の蒸気を発生し、炉頂の石炭ガスとともに複合発電装置５を駆動することにより、スラグの熱エネルギーが十分に利用される。
【実施例２】
【００６９】
【００７０】
図１の全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄装置の構成図を参照すると、本発明の全酸素水素リッチ石炭ガス製鉄装置は、原料システム、製鉄炉、炉頂石炭ガスシステム、コークス炉石炭ガス吹き込みシステム、粉塵吹き込みシステム、スラグ乾式粒子化（ｓｌａｇ  ｄｒｙ−ｇｒａｎｕｌａｔｉｏｎ）及び余熱回収システム、酸素システムを含んでいる。原料システムは、耐高温ベルレス炉頂２を介して製鉄炉３と接続され、炉頂石炭ガスシステムはパイプラインを通じて製鉄炉３と接続され、コークス炉石炭ガス吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉３と接続され、粉塵吹き込みシステムはパイプラインを通じて製鉄炉３と接続され、スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムはスラグ・鉄ランナー（ｓｌａｇ−ｉｒｏｎ  ｒｕｎｎｅｒ）を通じて製鉄炉３と接続され、酸素システム１１はパイプラインを通じて製鉄炉３と接続される。その中で、製鉄炉３は、２列（ｒｏｗ）の通気口が設置されており、この２列の通気口は、それぞれ製鉄炉の下部に設けられた下列酸素通気口と製鉄炉の中下部に設置された上列石炭ガス通気口である。
【００７１】
原料システムは、コークス炉Ｃ１、焼結機Ｓ１、ペレット鉱焙焼機Ｐ１、高温コークス移送装置Ｃ２、高温焼結鉱移送装置Ｓ２、高温ペレット鉱移送装置Ｐ２、高温コークス中継サイロＣ３、高温焼結鉱中継サイロＳ３、高温ペレット鉱中継サイロＰ３、高温コークス秤量ホッパーＣ４、高温焼結鉱秤量ホッパーＳ４、高温ペレット鉱秤量ホッパーＰ４、高温装入物移送装置１及び耐高温ベルレス炉頂２で構成される。
【００７２】
コークス炉Ｃ１は高温コークス移送装置Ｃ２を介して高温コークス中継サイロＣ３と接続され、焼結機Ｓ１は高温焼結鉱移送装置Ｓ２を介して高温焼結鉱中継サイロＳ３と接続され、ペレット鉱焙焼機Ｐ１は高温ペレット鉱移送装置Ｐ２を介して高温ペレット鉱中継サイロＰ３と接続され、高温秤量ホッパーＣ４、Ｓ４、Ｐ４はパイプラインまたは密閉されたシュート（ｃｌｏｓｅｄ  ｃｈｕｔｅｓ）を介してそれぞれ対応するコークス、焼結鉱、ペレット鉱の中継サイロＣ３、Ｓ３、Ｐ３と接続され、高温秤量ホッパーＣ４、Ｓ４、Ｐ４はパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置１と接続され、高温装入物移送装置１は耐高温ベルレス炉頂２を介して製鉄炉３と接続される。
【００７３】
炉頂石炭ガスシステムは、炉頂高温石炭ガス除塵装置４、蓄熱式熱交換装置Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、バックフィルター装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、複合発電装置５、石炭ガス貯蔵タンク６で構成される。製鉄炉３はパイプラインを通じて炉頂高温石炭ガス除塵装置４と接続され、炉頂高温石炭ガス除塵装置４、蓄熱式熱交換装置Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、バックフィルター装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、複合発電装置５、石炭ガス貯蔵タンク６は、パイプラインを通じて順に接続される。この他、蓄熱式熱交換装置は４〜６個を設置でき、バックフィルター装置は４〜３０個を設置でき、蓄熱式熱交換器は熱交換式熱交換器であってもよい。
【００７４】
コークス炉石炭ガス吹き込みシステムは、コークス炉Ｃ１、コークス炉石炭ガス浄化システムＣ５、石炭ガス加圧送風機８、石炭ガス加圧送風機９、蓄熱式熱交換装置Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、吹き込む石炭ガス温度調節装置１０で構成される。その中で、コークス炉Ｃ１は、パイプラインを通じてコークス炉石炭ガス浄化システムＣ５と接続され、コークス炉石炭ガス浄化システムＣ５により浄化された石炭ガスは二股に分かれ、そのうちの一股はパイプラインを通じて順に、石炭ガス加圧送風機８、蓄熱式熱交換装置Ｈ１、Ｈ３、吹き込む石炭ガス温度調節装置１０と接続され、そして、パイプラインを通じて製鉄炉３の中下部の軟化融着帯の底部以上の位置の上列石炭ガス通気口と接続され、他の一股は、パイプラインを通じて順に、石炭ガス加圧送風機９、蓄熱式熱交換装置Ｈ２、Ｈ４と接続され、そして、製鉄炉３の下部に設置された下列酸素通気口と接続される。
【００７５】
酸素システム１１は、パイプラインを通じて製鉄炉３と接続される。
【００７６】
粉塵吹き込みシステムは、炉頂高温石炭ガス除塵装置４、バックフィルター装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、粉塵吹き込みタンク７で構成される。炉頂高温石炭ガス除塵装置４は粉塵移送装置１２を介して粉塵吹き込みタンク７と接続され、バックフィルター装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は粉塵移送装置１３を介して粉塵吹き込みタンク７と接続される。粉塵吹き込みタンク７は製鉄炉３の下部の下列酸素通気口と接続される。
【００７７】
スラグ乾式粒子化及び余熱回収システムは、主にスラグ・鉄分離器１４、スラグ粒子化及び熱交換装置１５、ボイラー１６、送風機１７、複合発電装置５で構成される。製鉄炉３から流出れたスラグ・鉄は溶融鉄ランナー（ｒｕｎｎｅｒ）を通じてスラグ・鉄分離器１４に流れ込んでから、液状スラグの流れと溶融鉄の流れに分けられ、溶融鉄の流れは溶融鉄ランナーを通じて溶融鉄搬送装置１９と接続され、液状スラグの流れはスラグランナーを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置１５と接続され、送風機１７はパイプラインを通じてスラグ粒子化及び熱交換装置１５と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置１５はパイプラインを通じてボイラー１６と接続され、ボイラー１６はパイプラインとスラグの余熱により複合発電装置５と接続され、スラグ粒子化及び熱交換装置１５はブランキングパイプ（ｂｌａｎｋｉｎｇ  ｐｉｐｅ）を通じてスラグ搬送装置１８と接続される。
【００７８】
本実施例の装置は、コークス、焼結鉱とペレット鉱の装入温度がそれぞれ１００〜１２００℃、１００〜１０００℃、１００〜１４００℃になるように実現することができる。
【００７９】
【００８０】
実施例１の製鉄方法と実施例２の製鉄装置を採用して、製鉄工程のエネルギー消費量を１０〜５０％低減し、溶融鉄生産量を５０〜２００％向上し、土地資源を節約し、建設投資を減少し、二酸化炭素の排出量を１５〜４０％低減し、新たな水の使用量を８０％以上減少する等、有益な効果を得た。
【実施例３】
【００８１】
【００８２】
図２の高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置の構成図を参照すると、本実施例は、
【００８３】
コークス炉炭化室Ｂ１、焼結機Ｂ２、ペレット鉱焙焼機Ｂ３、高炉Ｂ４、赤熱コークス中継タンク４０、赤熱焼結鉱中継タンク２０、赤熱ペレット鉱中継タンク３０、赤熱コークス搬送車１００、赤熱焼結鉱搬送車２００、赤熱ペレット鉱搬送車３００及び原料移送ホイスト装置４００を含み、
【００８４】
コークス炉炭化室Ｂ１は赤熱コークス搬送車１００を通じて赤熱コークス中継タンク４０と接続され、焼結機Ｂ２は赤熱焼結鉱搬送車２００を通じて赤熱焼結鉱中継タンク２０と接続され、ペレット鉱焙焼機Ｂ３は赤熱ペレット鉱搬送車３００を通じて赤熱ペレット鉱中継タンク３０と接続され、
【００８５】
赤熱コークス中継タンク４０、赤熱焼結鉱中継タンク２０、赤熱ペレット鉱中継タンク３０は、それぞれの原料輸送ホイスト装置４００を介して高炉Ｂ４と接続される。
【００８６】
本実施形態において、中継タンクは、ライニング（ｌｉｎｉｎｇ）が耐衝撃の保温材であり、タンクの入口にシールカバーが設置され、シールカバーはタンクの位置を対向して保温材が設置されており、形は正方形、長方形、楕円形、円筒形または円形であってもよい。
【００８７】
本実施形態において、料移送ホイスト装置４００は、垂直・水平ホイスト装置や斜橋（ｓｋｅｗ  ｂｒｉｄｇｅｓ）ホイスト装置を採用する。
【００８８】
本実施例による装置は、コークス、焼結鉱及びペレット鉱の装入温度がそれぞれ１００〜１２００℃、１００〜１０００℃、１００〜１４００℃になるように実現することができる。
【実施例４】
【００８９】
【００９０】
図２の高炉製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法の図面を参照すると、本実施形態は、
【００９１】
コークス炉炭化室Ｂ１で排出された成熟した赤熱コークスを赤熱コークス搬送車１００を介して赤熱コークス中継タンク４０の内部に移送し、焼結機Ｂ２で生成された赤熱焼結鉱を赤熱焼結鉱搬送車２００を通じて赤熱焼結鉱中継タンク２０の内部に移送し、ペレット鉱焙焼機Ｂ３で生成された赤熱ペレット鉱を赤熱ペレット鉱搬送車３００を通じて赤熱ペレット鉱中継タンク３０の内部に移送することを含んでいる。
【００９２】
上記中継タンク４０、２０、３０をそれぞれ赤熱コークス、赤熱焼結鉱及び赤熱ペレット鉱の緩衝、保温容器として使用して、赤熱コークス、赤熱焼結鉱および赤熱ペレット鉱を塊状の鉱石との配合比率に応じて順に、複数回数に分けて原料移送ホイスト装置４００を介して高炉Ｂ４に移送する。
【００９３】
上記中継タンク４０、２０、３０の緩衝、保温作用を利用して、高炉に装入する赤熱コークスの温度が１００〜１２００℃になるように制御し、焼結鉱の温度が１００〜１０００℃になるように制御し、ペレット鉱の温度が１００〜１４００℃になるように制御し、塊状の鉱石の温度は常温になるように制御する。その中で、ペレット鉱の温度は１００〜１０００℃であることが望ましい。この他、コークスの装入温度を３００〜１０００℃になるように制御され、焼結鉱の装入温度を３００〜９００℃になるように制御され、ペレット鉱の装入温度を３００〜１０００℃になるように制御され、上記の三つの原料の装入温度を５００〜８００℃にすることが望ましい。本実施例において、上記各原料の装入温度は３００℃、５００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１２００℃、１４００℃または上記コークス、焼結鉱及びペレット鉱の装入温度範囲内の各温度であってもよく、またこのような温度は全て本発明の原料の赤熱状態で移送装入する目的に達することができる。
【００９４】
実施例３と実施例４において、赤熱コークスは高温のコークスである。
【００９５】
【００９６】
実施例３と実施例４の装置と方法を使用して、コークス比が１６．３％下降され、高炉の生産量が３０％増え、銑鉄（ｐｉｇ  ｉｒｏｎ）の品質を向上し、インフラ投資を減少し、投資率を向上する等、有益な効果を得た。
【００９７】
上記実施例において、本発明の高炉製鉄方法または製鉄装置または赤熱状態で移送装入する装置または赤熱状態で移送装入する方法は、すべてコークス、焼結鉱及びペレット鉱の赤熱状態で移送装入することを同時に含んでいるが、本技術分野の技術者は、これらによって本発明が限定されるものではないことを理解しなければならない。例えば、本発明の装置は、単にコークスを赤熱状態で移送装入する装置を含むことができ、コークスを赤熱状態で移送装入する装置を含んでいると同時に焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置またはペレット鉱を赤熱状態で移送装入する装置を含むことができる。本発明の方法は、単にコークスを赤熱状態で移送装入することを含むことができ、コークスを赤熱状態で移送装入することを含むと同時に、焼結鉱を赤熱状態で移送装入することまたはペレット鉱を赤熱状態で移送装入することをさらに含むことができる。
【実施例５】
【００９８】
【００９９】
本実施例において、製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置はコークスを赤熱状態で移送装入する装置を含み、上記コークスを赤熱状態で移送装入する装置はコークス炉、高温コークス移送装置、高温コークス中継サイロ、高温コークス秤量ホッパー、高温装入物移送装置および耐高温炉頂で構成される。その中で、コークス炉は高温コークス移送装置を通じて高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温コークス中継サイロと接続され、高温コークス秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続され、高温装入物移送装置は耐高温炉頂を介して製鉄炉と接続される。
【０１００】
高温コークス中継サイロは鉄骨構造のサイロであり、そのライニング（ｌｉｎｉｎｇ）は、耐衝撃の保温耐火材又は保温材と耐熱プレートが結合されたものである。サイロの入口にシールカバーが設置され、シールカバーはサイロの一側を対向して保温材が設置されている。
【０１０１】
高温装入物移送装置は密閉された高温チェーンコンベア（ｃｈａｉｎ  ｃｏｎｖｅｙｅｒ）又は密閉されたワゴン（ｗａｇｏｎ）と斜橋（ｓｋｅｗ  ｂｒｉｄｇｅｓ）が結合された装置である。
【０１０２】
本実施例の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置に対応する製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法は、
【０１０３】
ａ：コークス炉で生産された成熟したコークスは、コークス消火を行わずに高温コークス移送装置を介して高温コークス中継サイロ内に直接移送し、
【０１０４】
ｂ：高温コークス中継サイロを高温コークスの緩衝及び保温容器として使用し、高温コークスが高温コークス秤量ホッパーを通過し、また、密閉された高温装入物移送装置を通過して耐高温炉頂に移送された後、耐高温炉頂を通じて要求に応じて製鉄炉の内部に分配することを含んでいる。
【０１０５】
本実施例において、製鉄原料は従来技術の投入量と装入温度と同じ焼結鉱および／またはペレット鉱をさらに含める。従来技術と同じ方法で焼結鉱および／またはペレット鉱を製鉄炉に投入することができる。また、焼結鉱および／またはペレット鉱を密閉された高温装入物移送装置に投入し、そして、密閉された高温装入物移送装置を介して焼結鉱および／またはペレット鉱を耐高温炉頂に移送し、耐高温炉頂で要求に応じて製鉄炉の内部に分配することができる。
【０１０６】
本実施例において、耐高温炉頂は耐高温ベルレス炉頂と耐高温ベルタイプ炉頂（ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  ｂｅｌｌ  ｆｕｒｎａｃｅ  ｒｏｏｆ）が含まれる。
【０１０７】
本実施例において、コークスの装入温度は１００〜１２００℃の範囲内であり、３００〜１０００℃の範囲内であってもよいし、５００〜８００℃の範囲内であることが望ましい。本実施例において、上記コークスの装入温度は３００℃、５００℃、８００℃、１０００℃、１２００℃または上記コークスの装入温度範囲内の各温度であってもよく、またこのような温度は全て本発明の原料の赤熱状態で移送装入する目的に達することができる。
【実施例６】
【０１０８】
【０１０９】
本実施例と実施例５は基本的に相同であり、その違いは、本実施例の製鉄原料を赤熱状態で移送装入する装置は、焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置を含み、上記焼結鉱を赤熱状態で移送装入する装置は、焼結機、高温焼結鉱移送装置、高温焼結鉱中継サイロと高温焼結鉱秤量ホッパーで構成する。その中で、焼結機は温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温焼結鉱中継サイロと接続され、高温焼結鉱秤量ホッパーはパイプラインまたは密閉されたシュートを介して高温装入物移送装置と接続される。
【０１１０】
高温焼結鉱中継サイロは鉄骨構造のサイロであり、そのライニングは耐衝撃の保温耐火材又は保温材と耐熱プレートが結合されたものである。サイロの入口にシールカバーが設置され、シールカバーはサイロの一側を対向して保温材が設置されている。
【０１１１】
本実施例の製鉄原料を赤熱状態で移送装入するに対応する製鉄原料を赤熱状態で移送装入する方法は、
【０１１２】
ａ：コークス炉で生産された成熟したコークスは、コークス消火を行わずに高温コークス移送装置を介して高温コークス中継サイロ内に直接移送し、焼結機で生産された高温焼結鉱は密閉された高温焼結鉱移送装置を介して高温焼結鉱中継サイロ内に移送し、
【０１１３】
ｂ：高温コークス中継サイロと高温焼結鉱中継サイロをそれぞれ高温コークスと高温焼結鉱の緩衝及び保温容器として使用し、高温コークスと高温焼結鉱は、それぞれ対応する高温秤量ホッパーを通じて、密閉された高温装入物移送装置に進入し、密閉された高温装入物移送装置を介して耐高温炉頂に移送され、そして、耐高温炉頂で要求に応じて製鉄炉の内部に分配する。
【０１１４】
その外、本実施例において、製鉄原料は従来技術の投入量と装入温度と同じペレット鉱をさらに含める。従来技術と同じ方法でペレット鉱を製鉄炉に投入することができる。また、ペレット鉱を密閉された高温装入物移送装置に投入し、そして、密閉された高温装入物移送装置を介してペレット鉱を耐高温炉頂に移送して、耐高温炉頂で要求に応じて製鉄炉の内部に分配することができる。
【０１１５】
本実施例において、耐高温炉頂は耐高温ベルレス炉頂と耐高温ベルタイプ炉頂が含まれる。
【０１１６】
本実施例において、コークスの装入温度は１００〜１２００℃の範囲内であり、３００〜１０００℃の範囲内であってもよいし、５００〜８００℃の範囲内であることが望ましい。焼結鉱の装入温度は１００〜１０００℃の範囲内であり、３００〜９００℃の範囲内であってもよいし、５００〜８００℃の範囲内であることが望ましい。本実施例において、上記各原料の装入温度は３００℃、５００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１２００℃または上記のコークスと焼結鉱の装入温度範囲内の各温度であってもよく、またこのような温度はすべて本発明のコークスと焼結鉱を赤熱状態で移送装入する目的に達することができる。
【０１１７】
本発明において、コークス、焼結鉱とペレット鉱の装入温度は主に以下のような三つの要素を考慮する。  １．高温のコークス、焼結鉱とペレット鉱の顕熱の利用程度を考慮する。これは、本発明のエネルギー節約効果を体現することができる。  ２．耐火材の保温性能の要求を考慮する。これは、本発明の費用対効果と関連する。  ３．高温のコークス、焼結鉱とペレット鉱が製鉄炉の上部の温度分布に対する影響を考慮する。適切な製鉄炉の上部の温度分布は、還元反応の時間を延ばすことができ、間接還元効果を向上させることができる。具体的に、コークス、焼結鉱とペレット鉱の装入温度が高いほどそれらの顕熱を十分に利用することができるが、耐火材の保温性能に対する要求も高くなる。したがって、本発明において、エネルギー節約効果、費用対効果と間接還元効果を考慮して、コークス、焼結鉱とペレット鉱の装入温度を、それぞれ順に３００〜１０００℃、３００〜９００℃と３００〜１０００℃の範囲内に制御することができる。更にコークス、焼結鉱とペレット鉱の装入温度を５００〜８００℃の範囲内で制御することが好ましい。
【０１１８】
その外、本技術分野の技術者は、本発明で製鉄炉が高炉とコークスを使用する他の種類の製鉄炉を含むことができることを理解しなければならない。本発明でペレット鉱はペレットと略称することができる。
【０１１９】
本発明は、コークス化、ペレット鉱と製鉄炉をカップリングして運行し、赤熱のコークス、ペレット鉱と焼結鉱を新型の製鉄炉内に直接移送し、全酸素製錬を採用して、同時に下部酸素通気口と高炉本体の中下部に水素リッチな高温コークス炉石炭ガスを吹き込むことで、製鉄炉装入物の顕熱を十分に利用するだけでなく、高温の装入物による顕熱を利用して純酸素製錬により発生した上部熱量の不十分の問題を解消して、鉄を含む装入物が上部で間接還元を介して７０％以上の金属化率に達するようにし、石炭ガスの化学エネルギーを十分に利用し、下部で直接還元して発生された炭素消費を削減し又は解消して、大幅にエネルギーを節約し、温室効果ガスの排出量を削減する目的を実現する。同時に、本発明は、冷却設備の投資を節約して構造の配列がよりコンパクトになり、土地資源を節約するだけでなく、投資も節約された。また、効率的で、エネルギーを節約し、環境にやさしい生産効果を得ることができる。
【０１２０】
本発明の例示的な実施例を組み合わせて本発明の構想を説明したが、本技術分野の技術者は、特許請求の範囲により限定された思想と範囲を外れていない状況下で行われた様々な変更や変形は、本発明が保護しようとする範囲内にあることを理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１２１】
１：高温装入物移送装置
２：耐高温ベルレス（ｂｅｌｌ−ｌｅｓｓ）炉頂（ｕｒｎａｃｅ  ｒｏｏｆ）
３：製鉄炉
４：炉頂高温石炭ガス除塵装置
５：複合発電装置
６：石炭ガス貯蔵タンク
７：粉塵吹き込みタンク
８：石炭ガス加圧送風機
９：石炭ガス加圧送風機
１０：吹き込む石炭ガス温度調節装置
１１：酸素システム
１２：粉塵移送装置
１３：粉塵移送装置
１４：スラグ鉄分離器
１５：スラグ粒子化及び熱交換装置
１６：ボイラー（ｂｏｉｌｅｒ）
１７：送風機
１８：スラグ搬送装置
１９：溶融鉄搬送装置
Ｂ１：コークス炉炭化室
Ｂ２：焼結機
Ｂ３：ペレット鉱焙焼機
Ｂ４：高炉
４０：赤熱コークス中継タンク
２０：赤熱焼結鉱中継タンク
３０：赤熱ペレット鉱中継タンク
１００：赤熱コークス搬送車
２００：赤熱焼結鉱搬送車
３００：赤熱ペレット鉱搬送車
４００：原料移送ホイスト装置（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｈｏｉｓｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）
【図１】
0005638621.tif 000002
【図２】
0005638621.tif 000003