(57)【要約】  本発明は、微粒子状鉄鉱石（２）を直接還元するための流動床還元設備（１）からの直接還元微粒子状鉄（Ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｒｏｎ、ＤＲＩ）を含むブリケットを製造するための方法であって、前記流動床還元設備（１）内では、直接還元の際に製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）がブリケット（８）に成形される方法に関する。前記方法は、前記直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）には、少なくとも微粒子状鉄鉱石（２）を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料が混合され、このとき得られる混合物は、引き続いて、ブリケット（８）に成形されることを特徴としている。本発明は、さらに、前記方法を実施するための装置に関する。
2013521407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子状鉄鉱石を直接還元するための流動床還元設備（１）からの直接還元微粒子状鉄（Ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｒｏｎ、ＤＲＩ）を含むブリケットを製造するための方法であって、前記流動床還元設備（１）内では、直接還元の際に製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）がブリケットに成形される方法において、
前記直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）には、少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料が混合され、このとき得られる混合物は、引き続いて、ブリケットに成形されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記乾燥微粒子状材料は、前記流動床還元設備（１）のオフガスの乾式脱塵に由来することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記乾燥微粒子状材料は、前記流動床還元設備（１）の流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）から、設備が停止する前に、直接還元微粒子状材料が取り出されることによって得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記乾燥微粒子状材料は、粉鉱乾燥設備（２０）に、好ましくは設備アセンブリ内の前記流動床還元設備（１）に配設された粉鉱乾燥設備（２０）に由来することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記乾燥微粒子状材料は、好ましくは設備アセンブリ内の前記流動床還元設備（１）に配設された材料輸送装置（２３）の脱塵装置に由来することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記混合物における前記乾燥微粒子状材料の混合割合は、０．２５重量％、好ましくは０．５重量％の下限を有しており、当該混合割合は、１０重量％まで、好ましくは５重量％までであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つの流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）を有する、微粒子状鉄鉱石（２）の直接還元のための流動床還元設備（１）と、前記流動床還元設備（１）内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を受容するための収集容器（５）と、前記流動床還元設備（１）内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を前記収集容器（５）内へ輸送するための輸送導管（４）と、微粒子状材料を成形するための成形設備（７）と、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を前記収集容器（５）から前記成形設備（７）に供給するための供給導管（６）と、を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置において、
少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料を供給するための１つ又は複数の粉塵供給導管（１７、１９、２１）が、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集するための前記収集容器（５）及び／又は前記供給導管（６）に合流することを特徴とする装置。
【請求項８】
前記流動床還元設備（１）の少なくとも１つの流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）から、オフガスを排出するためのオフガス導管（１５）が発しており、前記オフガス導管（１５）内には、前記オフガス導管（１５）内に誘導されたガスフローの乾式脱塵装置（１６）が存在している装置において、１つ又は複数の粉塵供給導管（１７）の内少なくとも１つが、前記乾式脱塵装置（１６）から発していることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記流動床還元設備（１）の前記流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）からは、それぞれ、前記各流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）内に存在する直接還元微粒子状材料を、好ましくは前記流動床還元設備（１）の停止前に排出するための排出導管（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）が発している装置において、前記１つ又は複数の粉塵供給導管（１７、１９、２１）の内少なくとも１つが、前記複数の排出導管（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）の内少なくとも１つに発していることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記収集容器（５）及び／又は前記供給導管（６）に合流する粉塵供給導管（２１）が存在しており、前記粉塵供給導管は、粉鉱乾燥設備（２０）から、好ましくは設備アセンブリ内で前記流動床還元設備（１）に配設された粉鉱乾燥設備（２０）から発していることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記収集容器（５）及び／又は前記供給導管（６）に合流する粉塵供給導管（２４）が存在しており、前記粉塵供給導管は、好ましくは設備アセンブリ内で前記流動床還元設備（１）に配設された材料輸送装置（２３）の脱塵装置（２２）から発していることを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子状鉄鉱石の直接還元のための流動床還元設備からの、直接還元微粒子状鉄（Ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｒｏｎ、ＤＲＩ）を含むブリケットを製造するための方法と、当該方法を実施するための装置と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
還元ガスを用いた鉄鉱石の直接還元の１つの方法は、粒度０．００５ｍｍ〜１２ｍｍの微粒子状鉄鉱石が流動床において還元されることに基づいている。流動床は、流動床還元設備の流動床反応炉内の還元ガスが、微粒子状鉄鉱石に吹き込まれることによって得られる。当該微粒子状鉄鉱石は、ガスフローによって浮遊し、還元ガスと反応する。ここで、鉄鉱石は自身が還元され、還元ガスは酸化される。流動床反応炉に一定時間留まった後、還元された微粒子状材料は取り出される。複数の流動床反応炉のカスケード内の微粒子状鉄鉱石を還元ガスによって還元することが知られている。例えば、ＦＩＮＥＸ（登録商標）法又はＦＩＮＭＥＴ（登録商標）法の場合、微粒子状鉄鉱石は、還元ガスフローに対する逆流において、複数の流動床反応炉のカスケードを通過するように導かれる。
微粒子状鉄鉱石の流れる方向に見て最後の流動床反応炉から取り出された、大部分が還元されている材料に対して、大抵の場合、銑鉄を製造するための最終還元ステップ又は溶融ステップが行われる。当該材料は、直接還元微粒子状鉄（Ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｒｏｎ、ＤＲＩ）とも呼ばれる。このような最終還元ステップ又は溶融ステップは、例えば、溶融ガス化装置内で行われる。このような溶融ガス化装置内では、炭素担体と酸素とから、ガス化反応によって還元ガスが生成され、例えば最後の流動床反応炉から取り出された、大部分が還元された材料ＤＲＩのような前還元された鉄担体に対し最終還元が行われ、このとき生成される銑鉄は溶融される。しかしながら、最終還元ステップ又は溶融ステップは、溶融ガス化装置とは異なるタイプの溶融還元設備においても、又は、例えばブラスト炉内においても行われ得る。しかしながら、ＤＲＩは、他の用途、例えばアーク炉又は転炉等の製鋼設備のための鉄担体としても用いることができる。
【０００３】
効果的に手順を進めるために、溶融ガス化装置内での使用を意図された鉄担体は、１つの粒度分布を有している。当該粒度分布によって、一方では、溶融ガス化装置内での不均等なガス分布等の、鉄担体の粒度が低すぎることによるネガティブな影響が、他方では、溶融挙動の遅滞及び直接還元の割合の増大、並びにその結果として還元剤の消費の増大等の、鉄担体の粒度が高すぎることによる溶融ガス化装置の運転に対するネガティブな影響が回避される。微粒子状で、最後の流動床反応炉から取り出された材料ＤＲＩは、溶融ガス化装置内で鉄担体として利用するために、例えば成形によってブリケットに加工される。このために、最後の流動床反応炉から取り出された材料ＤＲＩは、まずＤＲＩ微粒子バンカー（ＤＲＩ‐Ｆｉｎｅｓ  Ｂｕｎｋｅｒ）とも呼ばれる収集容器に供給され、そこから成形設備に供給される。ＤＲＩは微粒子状で生じるので、本出願の範囲では、ＤＲＩ微粒子バンカーという名称が用いられる。この名称において、微粒子（Ｆｉｎｅｓ）という部分は、ＤＲＩが微粒子状の大きさであることに基づいている。当該収集容器又はＤＲＩ微粒子バンカーは、最後の流動床反応炉と収集容器又はＤＲＩ微粒子バンカーとの間における空気圧による輸送の際に生じ得る短時間の設備障害を解消するために、運転中必要である。この場合、収集容器又はＤＲＩ微粒子バンカーは、その下流に接続された設備部分にＤＲＩの材料を供給するための緩衝貯蔵装置として機能する。
ＤＲＩをブラスト炉又は製鋼設備内で鉄担体として使用する場合にも、ＤＲＩは成形される。
【０００４】
消費された、すなわち還元反応に利用された還元ガスは、流動床還元法では一般的に、その流れ方向に見て最後の流動床反応炉から取り出され、いわゆるオフガスとして排出される。当該オフガスは、１つ又は複数の流動床反応炉を微粒子状鉄鉱石と共に貫流するので、微粒子状材料を伴う。当該材料は、特に、鉄鉱石からの微粒子状酸化鉄、並びに、還元の際に生成した微粒子状鉄及び炭素等を含んでいる。このダスト負荷を分離するために、オフガスは、例えばバッグフィルタ若しくはセラミックフィルタを用いたフィルタ装置等の乾式脱塵装置、又は、サイクロンを用いて脱塵される。分離された材料、乾式脱塵の場合は乾燥した酸化鉄を含有する粉塵だが、当該材料は、特に酸化鉄に加えて、すでに鉄に還元された材料も含有しているので、鉄含有量と炭素含有量とが多く、したがって、経済上の理由から、例えば溶融ガス化装置内、ブラスト炉内における銑鉄製造、又は製鋼設備内において、鉄担体原料として用いると良い。当該材料を、内部で当該材料が生成された流動床反応炉と結びついている銑鉄製造プロセスにおいて用いることが好ましい。しかしながら、分離された材料は、流動床反応炉に供給された微粒子状材料よりもはるかに細かく、例えば溶融ガス化装置に加えるには細かすぎるので、経済的に使用するには困難が生じる。
【０００５】
流動床還元設備が停止した場合、流動床反応炉を空にしなければならない。それによって、流動床反応炉内に含まれた材料が、分散床（Ｖｅｒｔｅｉｌｅｒｂｏｅｄｅｎ）、凝集装置（Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ）及びクランプ（Ａｎｐａｃｋｕｎｇｅｎ）を通って流れることが回避される。このとき、オフガスのための乾式脱塵装置内と同様に、微粒子状材料が得られる。当該微粒子状材料は、特に鉄鉱石からの微粒子状酸化鉄と、還元の際に生成した微粒子状鉄及び炭素とを含んでいる。この材料も、例えば溶融ガス化装置内、ブラスト炉内における銑鉄製造、又は製鋼設備内において、鉄担体原料として利用すると良い。
【０００６】
このような微粒子状材料を、流動床反応炉に加えることによって利用することは不可能である。なぜなら、当該微粒子状材料は大部分が、サイズに関して、専ら流動床反応炉内に含まれるサイクロンの分離サイズを下回るか、又は分離サイズの範囲にあるので、すぐに再び流動床から吐き出されるからである。
微粒子状材料を溶融ガス化装置に導入するために粉塵バーナーにおいて使用することは、粉塵バーナーにとっては炭素含有量が少なすぎるので不利である。なぜなら、このために、追加的なエネルギー担体を、例えば石炭又は燃料ガスの形態で使用することが必要になる場合があるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、微粒子状材料の鉄担体原料としての容易かつ経済的に有利な利用を可能にする方法を提供することにある。この微粒子状材料は、微粒子状鉄鉱石の直接還元のための流動床還元設備内で生成され、微粒子状酸化鉄と、場合によっては微粒子状鉄及び炭素とを含んでおり、流動床反応炉内で利用するには小さすぎる粒度を有している。好ましくは、当該利用は、流動床還元設備と結びついた銑鉄製造プロセスの枠内で行われる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本課題は、微粒子状鉄鉱石を直接還元するための流動床還元設備からの直接還元微粒子状鉄（Ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｒｏｎ、ＤＲＩ）を含むブリケットを製造するための方法であって、流動床還元設備内では、直接還元の際に製造される直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）がブリケットに成形される方法において、当該直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）に、少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含有する乾燥微粒子状材料が混合され、ここで得られた混合物がブリケットに成形されることを特徴とする方法によって解決される。
【０００９】
乾燥微粒子状材料をＤＲＩに供給することによって、生成された混合物から、当該材料を含有するブリケットが得られる。乾燥微粒子状材料の成分は、ブリケットにおいて、例えば、乾燥微粒子状材料よりも粗い材料の使用を必要とする銑鉄製造のための鉄担体原料として、さらなる利用に供される。
【００１０】
ＤＲＩが成形される場合、生成物は高温成形鉄（Ｈｏｔ  ｃｏｍｐａｃｔｅｄ  ｉｒｏｎ、ＨＣＩ）とも呼ばれる。すなわち、本発明に係るブリケットは、このような術語に従うと、高温成形鉄を含んでいる。
【００１１】
乾燥微粒子状材料は、少なくとも酸化鉄を含有している。このとき、鉄の全ての酸化段階の酸化鉄が酸化鉄の概念に含まれる。すなわち、例えば、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、その他の酸化鉄、又は、様々な酸化鉄の混合物である。このとき、当該酸化鉄は、流動床還元設備内で還元される酸化鉄に由来しても良い。
【００１２】
乾燥微粒子状材料は、微粒子状鉄を含有しても良いし、微粒子状炭素を含有しても良い。このとき、微粒子状鉄を、流動床還元設備内での微粒子状鉄鉱石の還元から得ても良い。
【００１３】
本発明に係る方法の一実施形態によると、乾燥微粒子状材料は、流動床還元設備のオフガスの乾式脱塵に由来する。
オフガスと表記されるのは、消費された還元ガスであって、流動床還元設備の、還元ガスの流れ方向に見て最後の流動床反応炉から排出されるガスである。
本発明に係る方法のその他の一実施形態によると、乾燥微粒子状材料は、流動床還元設備の流動床反応炉から、設備が停止する前に、直接還元微粒子状材料が取り出されることによって得られる。
本発明に係る方法のその他の一実施形態によると、乾燥微粒子状材料は、例えば流動床乾燥設備の、好ましくは設備アセンブリ内の流動床還元設備に配設された粉鉱乾燥設備に由来する。
本発明に係る方法のその他の一実施形態によると、乾燥微粒子状材料は、好ましくは設備アセンブリ内の流動床還元設備に配設されている材料輸送装置の脱塵装置に由来する。
これらの実施形態の混合形態も可能である。
【００１４】
有利には、混合物における乾燥微粒子状材料の混合割合は、０．２５重量％、好ましくは０．５重量％の下限を有しており、当該混合割合は、１０重量％まで、好ましくは５重量％までである。このとき、記載された範囲の境界値が含まれる。適切な限定は、例えばブリケットの小さい密度、壊れやすさの増大等の生成物の不都合な品質によって与えられる。
【００１５】
本発明のさらなる対象は、少なくとも１つの流動床反応炉を有する、微粒子状鉄鉱石の直接還元のための流動床還元設備と、流動床還元設備内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を受容するための収集容器と、流動床還元設備内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集容器内へ輸送するための輸送導管と、微粒子状材料を成形するための成形設備と、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集容器から成形設備に供給するための供給導管と、を有する本発明に係る方法を実施するための装置において、少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料を供給するための１つ又は複数の粉塵供給導管が、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集するための収集容器及び／又は供給導管に合流することを特徴とする装置である。
【００１６】
少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料の供給は、本発明の一実施形態によると、空気圧によって行われる。当該材料は乾燥しているので、空気圧による輸送によって、詰まる危険を伴わずに輸送することができる。
さらなる実施形態によると、バケットコンベヤ、スクレーパーコンベヤを用いた、又は重力を用いた供給が行われ得る。
【００１７】
好ましい一実施形態によると、流動床還元設備の少なくとも１つの流動床反応炉から、消費された還元ガス、すなわちオフガスを排出するためのオフガス導管が発しており、オフガス導管内には、当該オフガス導管内に誘導されたガスフローの乾式脱塵装置が設けられており、１つ又は複数の粉塵供給導管の内少なくとも１つは、乾式脱塵装置から発している。
乾式脱塵装置は、好ましくは、セラミック製及び／若しくは金属製キャンドルフィルタ、並びに／又はバッグフィルタ、並びに／又は１つ若しくは複数のサイクロンを備えている。乾式脱塵装置が破損せずに耐えられる温度次第で、オフガス導管内のオフガス冷却装置は、オフガスの流れ方向に見て、乾式脱塵装置の上流に配置されている。当該オフガス冷却装置によって、オフガスは必要に応じて、乾式脱塵装置に害を与えない温度にまで冷却され得る。
【００１８】
好ましいさらなる一実施形態によると、流動床還元設備の流動床反応炉からは、それぞれ、各流動床反応炉内に存在する直接還元微粒子状材料を、好ましくは流動床還元設備の停止前に排出するための排出導管が発しており、１つ又は複数の粉塵供給導管の内少なくとも１つが、複数の排出導管の内少なくとも１つに発している。
【００１９】
ＤＲＩ微粒子バンカーにはガス排出導管が設けられており、当該排出導管を通じて、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集するための収集容器に乾燥酸化鉄含有材料を供給するための空気圧によって動作する粉塵供給導管において、空気圧による輸送のために用いられたガス、例えば窒素若しくはその他の不活性キャリアガス等、又は最後の流動床反応炉から輸送されたＤＲＩと共にＤＲＩ微粒子バンカーに到着したガスが、ＤＲＩ微粒子バンカーから排出される。
【００２０】
ＤＲＩ微粒子バンカーから排出されるべきガスはベントガスと呼ばれ、大量の粉塵を伴う。なぜなら、一方ではＤＲＩ微粒子バンカーの内容物は微粒子状であり、他方ではＤＲＩを最後の流動床反応炉からＤＲＩ微粒子バンカーへ輸送する際に、粒子同士の摩擦によって、より小さな粒子が発生するからであり、これは、自明のことながら、ＤＲＩ微粒子バンカーへの供給の間における、ＤＲＩ微粒子バンカーに供給される乾燥微粒子状材料の粒子にも該当する。それゆえ、ベントガスの脱塵のために、脱塵装置、好ましくは乾式脱塵装置が設けられている。この脱塵装置は、ベントガスがガス排出導管に流入する前に脱塵が行われるように、ＤＲＩ微粒子バンカー内部に配置されているか、又は、ガス排出導管内に配置されている。このとき、当該脱塵装置は、ガス排出導管内で、例えばＤＲＩ微粒子バンカーの横か、又は、ＤＲＩ微粒子バンカーの上若しくは下に配置され得る。乾式脱塵装置内でベントガスから分離された乾燥微粒子状材料は、好ましくは、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集容器から成形設備へ供給するための供給導管に加えられる。対応する一実施形態においては、ガス排出導管内の乾式脱塵装置から発して、供給導管に合流する粉塵供給導管が存在している。
【００２１】
乾式脱塵装置は、好ましくは、セラミック製及び／若しくは金属製キャンドルフィルタ、並びに／又はバッグフィルタ、並びに／又は１つ若しくは複数のサイクロンを備えている。
【００２２】
その他の一実施形態によると、収集容器及び／又は供給導管に合流する粉塵供給導管が存在しており、当該導管は、好ましくは設備アセンブリ内の流動床還元設備に配設された粉鉱乾燥設備から、例えば流動床乾燥設備から発している。
その他の一実施形態によると、収集容器及び／又は供給導管に合流する粉塵供給導管が存在しており、当該導管は、自身が好ましくは設備アセンブリ内の流動床還元設備に配設されている材料輸送装置の脱塵装置から発している。
【００２３】
本発明に従って製造されたブリケットは、例えば上述したように、溶融ガス化装置等の溶融還元設備のための鉄担体として用いられ得る。
また、ブラスト炉のための鉄担体としても用いられ得る。
また、製鋼設備のため、例えばアーク炉又は転炉のための鉄担体としても用いられ得る。
【００２４】
本発明の例示的実施形態は、以下の概略図において議論される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】微粒子状鉄鉱石の直接還元のための流動床還元設備の一実施形態であって、ブリケットがシャフト反応炉に供給される実施形態の概略図である。
【図２】微粒子状鉄鉱石の直接還元のための流動床還元設備の一実施形態であって、ブリケットが溶融ガス化装置に装入するための装入装置に供給される実施形態の概略図である。
【図３】図１の収集容器５の概略的縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に示された微粒子状鉄鉱石２を直接還元するための流動床還元設備１は、直列に接続された４つの流動床反応炉３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有している。微粒子状鉄鉱石２は、流動床反応炉３ａに装入され、流動床反応炉３ｄの方向に、一連の流動床反応炉を貫流する。これは、破線矢印で示されている。一連の流動床反応炉で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）は、流動床反応炉３ｄから、空気圧によって動作する輸送導管４を通って、収集容器５に輸送される。収集容器５から、直接還元された微粒子状鉄（ＤＲＩ）が、供給導管６を通って、微粒子状材料を成形するための成形設備７に供給される。成形設備７内では、ブリケット８がＤＲＩから形成される。当該ブリケットは、シャフト反応炉１３に供給され、当該シャフト反応炉において前還元される。還元ガス９は、溶融ガス化装置１０に酸素１２を供給して炭素担体１１をガス化することによって得られる。さらに、溶融ガス化装置１０内で前還元された鉄含有材料は、シャフト反応炉１３から還元（ａｕｓｒｅｄｕｚｉｅｒｔ）されて排出され、溶融される。このとき得られる銑鉄１４は、溶融ガス化装置１０から排出される。還元ガス９は、一部は一連の流動床反応炉３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに、一部はシャフト反応炉１３に導入される。還元ガス９は、流動床反応炉３ｄから流動床反応炉３ａに向かう方向において、流動床反応炉３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを貫流する。流動床反応炉３ａからは、オフガスと呼ばれる、消費された還元ガスがオフガス導管１５を通って排出される。
オフガス導管１５内には、オフガス導管に導入されたオフガスのガスフローの脱塵のために、乾式脱塵装置１６が設けられており、この場合当該装置は、セラミック製のキャンドルフィルタを有している。このとき、乾式脱塵装置１６内に、乾燥微粒子状材料が得られる。乾式脱塵装置１６からは、乾燥微粒子状材料を乾式脱塵装置１６から収集容器５に供給するための粉塵供給導管１７が発している。この供給は空気圧によって行われる。
流動床反応炉３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれからは、各流動床反応炉に存在する直接還元乾燥微粒子状材料を、流動床還元設備が停止した場合に排出するための排出導管１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄがそれぞれ発している。乾燥微粒子状材料を排出導管から収集容器５に供給するための粉塵供給導管１９は、各排出導管に発している。この供給は空気圧によって行われる。
設備アセンブリ内で流動床還元設備１に配設されている粉鉱乾燥設備２０内で生じる乾燥微粒子状材料は、粉塵供給導管２１を通って収集容器５に供給される。
設備アセンブリ内で流動床還元設備１に配設されている材料輸送装置２３の脱塵設備２２内で生じる乾燥微粒子状材料は、粉塵供給導管２４を通って収集容器５に供給される。
流動床還元設備１の、オフガスのさらなる誘導及び処理に関わる部材の描写、並びに、その他の設備細部、例えば還元ガス９のための冷却ガス循環等については、図の明瞭さの理由から省略する。
【００２７】
図２は、図１に示した流動床還元設備の変化形を示している。図１との差異は、ブリケット８がシャフト反応炉ではなく、溶融ガス化装置１０に装入するための装入装置２８に供給される点にある。装入装置２８によって、ブリケット８が溶融ガス化装置に装入される。還元ガス９は装入装置２８に供給されない。さらに、粉塵供給導管２４及び２１は、収集容器５ではなく供給導管に合流する。
【００２８】
図３は、図１の収集容器５の概略的縦断面図であり、図の明瞭さの理由から図１に全ては示さなかった、当該収集容器と接続された設備部分も含んでいる。一連の流動床反応炉において製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）は、図１の流動床反応炉３ｄから、空気圧によって動作する輸送導管４を通じて、収集容器５に輸送される。収集容器５から、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）が、供給導管６を通って、微粒子状材料を成形するための成形設備７に供給される。乾燥酸化鉄含有粉塵を図１の乾式脱塵装置１６から供給するための粉塵供給導管１７が、収集容器５に合流している。ベントガスは、ガス排出導管２６を通って、収集容器５から排出される。ベントガスを脱塵するために、セラミック製キャンドルフィルタを備えた乾式脱塵装置２５が、ベントガスがガス排出導管２６に流入する前に脱塵が行われるように、ＤＲＩ微粒子バンカー内に配置されている。セラミック製キャンドルフィルタに堆積した粉塵は、セラミック製キャンドルフィルタを、例えば洗浄ガスの噴射等によって洗浄する場合、収集容器内に収集された材料２７の上に落下する。
【００２９】
本発明の利点は、ＤＲＩの成形のためにすでに存在する成形装置で製造され、したがって、設備の変更若しくは拡大の必要が最小限であるか、又は、製造のために追加的な設備を必要としない鉄担体が製造されることにある。これによって、本発明に係る鉄担体の製造に関連する費用が削減される。
本発明のさらなる利点は、少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料が鉄担体として利用され、従来のように費用と手間とを要する廃棄処理を行う必要がないことにある。
少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料を鉄担体として利用することによって、鉄担体としての鉄鉱石を代用することができるので、原材料の費用が節減される。
【符号の説明】
【００３０】
１  流動床還元設備
２  微粒子状鉄鉱石
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  流動床反応炉
４  輸送導管
５  収集容器
６  供給導管
７  成形設備
８  ブリケット
９  還元ガス
１０  溶融ガス化装置
１１  炭素担体
１２  酸素
１３  シャフト反応炉
１４  銑鉄
１５  オフガス導管
１６  乾式脱塵装置
１７  粉塵供給導管
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ  排出導管
１９  粉塵供給導管
２０  粉鉱乾燥設備
２１  粉塵供給導管
２２  脱塵設備
２３  材料輸送装置
２４  粉塵供給導管
２５  乾式脱塵装置
２６  ガス排出導管
２７  材料
２８  装入装置
【図１】
2013521407.tif 000003
【図２】
2013521407.tif 000004
【図３】
2013521407.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月15日(2011.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子状鉄鉱石を直接還元するための流動床還元設備（１）からの直接還元微粒子状鉄（Ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｒｏｎ、ＤＲＩ）を含むブリケットを製造するための方法であって、前記流動床還元設備（１）内では、直接還元の際に製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）がブリケットに成形される方法において、
前記直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）には、少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料が混合され、このとき得られる混合物は、引き続いて、ブリケットに成形され、
前記混合物における前記乾燥微粒子状材料の混合割合は、０．２５重量％、好ましくは０．５重量％の下限を有しており、当該混合割合は、１０重量％まで、好ましくは５重量％までであることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記乾燥微粒子状材料は、前記流動床還元設備（１）のオフガスの乾式脱塵に由来することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記乾燥微粒子状材料は、前記流動床還元設備（１）の流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）から、設備が停止する前に、直接還元微粒子状材料が取り出されることによって得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記乾燥微粒子状材料は、粉鉱乾燥設備（２０）に、好ましくは設備アセンブリ内の前記流動床還元設備（１）に配設された粉鉱乾燥設備（２０）に由来することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記乾燥微粒子状材料は、好ましくは設備アセンブリ内の前記流動床還元設備（１）に配設された材料輸送装置（２３）の脱塵装置に由来することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）を有する、微粒子状鉄鉱石（２）の直接還元のための流動床還元設備（１）と、前記流動床還元設備（１）内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を受容するための収集容器（５）と、前記流動床還元設備（１）内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を前記収集容器（５）内へ輸送するための輸送導管（４）と、微粒子状材料を成形するための成形設備（７）と、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を前記収集容器（５）から前記成形設備（７）に供給するための供給導管（６）と、を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置において、
少なくとも微粒子状酸化鉄を、並びに、場合によっては微粒子状鉄及び炭素を含む乾燥微粒子状材料を供給するための１つ又は複数の粉塵供給導管（１７、１９、２１）が、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集するための前記収集容器（５）及び／又は前記供給導管（６）に合流しており、
前記装置は、
前記流動床還元設備（１）の少なくとも１つの流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）から、オフガスを排出するためのオフガス導管（１５）が発しており、前記オフガス導管（１５）内には、前記オフガス導管（１５）内に誘導されたガスフローの乾式脱塵装置（１６）が存在しており、１つ又は複数の粉塵供給導管（１７）の内少なくとも１つが、前記乾式脱塵装置（１６）から発しているという特徴と、
前記流動床還元設備（１）の前記流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）からは、それぞれ、前記各流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）内に存在する直接還元微粒子状材料を、好ましくは前記流動床還元設備（１）の停止前に排出するための排出導管（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）が発しており、前記１つ又は複数の粉塵供給導管（１７、１９、２１）の内少なくとも１つが、前記複数の排出導管（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）の内少なくとも１つに発しているという特徴と、
前記収集容器（５）及び／又は前記供給導管（６）に合流する粉塵供給導管（２１、２４）が存在しており、前記粉塵供給導管は、粉鉱乾燥設備（２０）から、好ましくは設備アセンブリ内で前記流動床還元設備（１）に配設された粉鉱乾燥設備（２０）から発しているか、又は、好ましくは設備アセンブリ内で前記流動床還元設備（１）に配設された材料輸送装置（２３）の脱塵装置（２２）から発しているという特徴と、
から成る特徴群から、少なくとも１つの特徴を備えることを特徴とする装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月9日(2013.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子状鉄鉱石を直接還元するための流動床還元設備（１）からの直接還元微粒子状鉄（Ｄｉｒｅｃｔ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｒｏｎ、ＤＲＩ）を含むブリケットを製造するための方法であって、前記流動床還元設備（１）内では、直接還元の際に製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）がブリケットに成形される方法において、
前記直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）には、少なくとも微粒子状酸化鉄を含む乾燥微粒子状材料が混合され、引き続いて、このとき得られる混合物がブリケットに成形され、
前記混合物における前記乾燥微粒子状材料の混合割合は、０．２５重量％に下限を有しており、１０重量％に上限を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記混合物における前記乾燥微粒子状材料の混合割合は、０．５重量％に下限を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記混合物における前記乾燥微粒子状材料の混合割合は、５重量％に上限を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記乾燥微粒子状材料は、微粒子状鉄及び炭素をも含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記乾燥微粒子状材料は、前記流動床還元設備（１）のオフガスの乾式脱塵に由来することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記乾燥微粒子状材料は、前記流動床還元設備（１）の流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）から、前記流動床還元設備が停止する前に、直接還元微粒子状材料が取り出されることによって得られることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記乾燥微粒子状材料は、粉鉱乾燥設備（２０）に由来することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記粉鉱乾燥設備（２０）は、設備アセンブリ内の前記流動床還元設備（１）に配設された粉鉱乾燥設備であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記乾燥微粒子状材料は、材料輸送装置（２３）の脱塵装置に由来することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記材料輸送装置（２３）は、設備アセンブリ内の前記流動床還元設備（１）に配設されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）を有する、微粒子状鉄鉱石（２）の直接還元のための流動床還元設備（１）と、前記流動床還元設備（１）内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を受容するための収集容器（５）と、前記流動床還元設備（１）内で製造された直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を前記収集容器（５）内へ輸送するための輸送導管（４）と、微粒子状材料を成形するための成形設備（７）と、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を前記収集容器（５）から前記成形設備（７）に供給するための供給導管（６）と、を有する請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置において、
少なくとも微粒子状酸化鉄を含む乾燥微粒子状材料を供給するための１つ又は複数の粉塵供給導管（１７、１９、２１）が、直接還元微粒子状鉄（ＤＲＩ）を収集するための前記収集容器（５）及び／又は前記供給導管（６）に合流しており、
前記装置は、
‐前記流動床還元設備（１）の少なくとも１つの流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）から、オフガスを排出するためのオフガス導管（１５）が発しており、前記オフガス導管（１５）内には、前記オフガス導管（１５）内に誘導されたガスフローの乾式脱塵装置（１６）が存在しており、１つ又は複数の前記粉塵供給導管（１７）のうちの少なくとも１つが、前記乾式脱塵装置（１６）から発しているという特徴と、
‐前記流動床還元設備（１）の前記流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）からは、それぞれ、前記各流動床反応炉（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）内に存在する直接還元微粒子状材料を、好ましくは前記流動床還元設備（１）の停止前に排出するための排出導管（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）が発しており、前記１つ又は複数の粉塵供給導管（１７、１９、２１）の内少なくとも１つが、前記複数の排出導管（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）の内少なくとも１つに発しているという特徴と、
‐前記収集容器（５）及び／又は前記供給導管（６）に合流する粉塵供給導管（２１、２４）が存在しており、前記粉塵供給導管は、
・粉鉱乾燥設備（２０）から発しているか、又は、
・材料輸送装置（２３）の脱塵装置（２２）から発しているという特徴と、
から成る特徴群からの少なくとも１つの特徴を備えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記乾燥微粒子状材料は、微粒子状鉄及び炭素をも含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記粉鉱乾燥設備（２０）は、設備アセンブリ内で前記流動床還元設備（１）に配設されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記材料輸送装置（２３）は、設備アセンブリ内で前記流動床還元設備（１）に配設されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
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