(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料入口とガス出口とを備え、微粉石炭と、純酸素と、水蒸気とを混合して一酸化炭素及び水素とを含む粗ガスを取得するように構成される微粉石炭気化炉と、
湿鉄鉱石入口と、塊炭入口と、装入原料出口とを備え、湿鉄鉱石と塊炭との乾燥及び前還元処理を行って前還元鉄鉱石を取得するように構成される乾燥前還元窯と、
急速製鉄炉と、を含み、
前記急速製鉄炉は、
炉床が区画され、前記炉床に下から上へ順に溶融鉄層領域と、スラグ層領域と、浸炭床領域とが形成される水平な底部と、
還元塔キャビティが区画され、下端が前記水平な底部の浸炭床領域の頂端に接続される還元塔と、
前記還元塔の頂部に設けられ、ぞれぞれ前記装入原料出口及び前記ガス出口に接続され、且つ前記前還元鉄鉱石と、前記粗ガスと、純酸素と豆炭とを含む燃料と、を前記還元塔キャビティに供給して金属鉄と煙道ガスを取得するように構成される精鉱ノズルと、
下端が前記水平な底部における浸炭床層の頂端に接続される煙道と、
前記炉床内の温度を高めるように、前記浸炭床層にある前記水平な底部の側壁に設けられ、前記浸炭床層へ酸素及び補助燃料を吹き付けるように構成される補助燃料ノズルと、
を含む、
ことを特徴とするガス作り急速製鉄システム。
【請求項２】
前記急速製鉄炉は、
前記煙道の上端に接続され、前記煙道からの煙道ガス熱を回収するように構成される熱回収ボイラーと、
前記熱回収ボイラーに接続される動力波除塵ユニットと、
前記動力波除塵ユニットに接続される煙突と、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記補助燃料は、微粉石炭、天然ガス、前記粗ガス及びそれらの組合せによって構成されたグループから選択される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記煙道の側壁に位置し、且つ前記乾燥前還元窯に接続される排煙口が形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記湿鉄鉱石は、鉄鉱、紅土ニッケル鉱及び非鉄金属酸化鉱から選択された少なくとも一種から得られる、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
ガス作り急速製鉄システムを用いた急速製鉄方法であって、前記ガス作り急速製鉄システムは、
原料入口とガス出口とを備える微粉石炭気化炉と、
湿鉄鉱石入口と、塊炭入口と、装入原料出口とを備える乾燥前還元窯と、
急速製鉄炉と、を含み、
前記急速製鉄炉は、
炉床が区画され、前記炉床に下から上へ順に溶融鉄層領域と、スラグ層領域と、浸炭床領域とが形成される水平な底部と、
還元塔キャビティが区画され、下端が前記水平な底部の浸炭床領域の頂端に接続される還元塔と、
前記還元塔の頂部に設けられ、ぞれぞれ前記装入原料出口及び前記ガス出口に接続される精鉱ノズルと、
前記浸炭床層にある前記水平な底部の側壁に設けられる補助燃料ノズルと、
下端が前記水平な底部における浸炭床層の頂端に接続される煙道と、を含み、
前記ガス作り急速製鉄方法は、
微粉石炭と、純酸素と、水蒸気とを前記微粉石炭気化炉で混合して一酸化炭素及び水素を含む粗ガスを取得するステップと、
前記炉床内の温度を高めるように、前記補助燃料ノズルを介して前記浸炭床層へ酸素及び補助燃料を吹き付けるステップと、
前記乾燥前還元窯で湿鉄鉱石と塊炭に乾燥及び前還元処理を行って前還元鉄鉱石を取得するステップと、
前記精鉱ノズルを介して前記前還元鉄鉱石と、前記粗ガスと、純酸素と豆炭とを含む燃料と、を前記還元塔に供給して金属鉄と煙道ガスとを取得するステップと、
前記煙道を介して前記煙道ガスが前記急速製鉄炉から導出されるステップと、
を含む、
ことを特徴とするガス作り急速製鉄方法。
【請求項７】
前記急速製鉄炉は、
前記煙道の上端に接続される熱回収ボイラーと、
前記熱回収ボイラーに接続される動力波除塵ユニットと、
前記動力波除塵ユニットに接続される煙突と、
を更に含み、
前記方法は、
前記煙道からの煙道ガスを前記熱回収ボイラーに供給して前記煙道ガスの廃熱を回収するステップと、
前記熱回収ボイラーからの前記煙道ガスを前記動力波除塵ユニットに供給して前記煙道ガスを除塵するステップと、
前記煙突を介して前記動力波除塵ユニットからの前記煙道ガスが前記急速製鉄炉の前記動力波除塵ユニットから排出されるステップと、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記補助燃料は、微粉石炭、天然ガス、前記粗ガス及びそれらの組合せによって構成されたグループから選択される、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記煙道の側壁に位置し、且つ前記乾燥前還元窯に接続される排煙口が形成され、
前記方法は、前記排煙口を介して前記煙道における前記煙道ガスの一部を前記乾燥前還元窯に供給するステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記湿鉄鉱石は、鉄鉱、紅土ニッケル鉱、非鉄金属酸化鉱から選択された少なくとも一種から得られる、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記精鉱ノズルを介して前記前還元鉄鉱石と、前記粗ガスと、純酸素と豆炭とを含む燃料と、を前記還元塔に供給して金属鉄及び煙道ガスを取得するステップは、
前記前還元鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と前記粗ガスにおける一酸化炭素及び/又は水素とを1３００℃で反応させ、金属鉄を取得するステップを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願へのクロスリファレンス
本願は、中華人民共和国特許出願第２０１５１０２１３５６７．１号及び第２０１５２０２７１２０６．８号（出願日は、何れも２０１５年４月３０日）の優先権を主張するものであり、その開示の全容は参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、製鉄技術分野に関し、詳しくは、ガス作り急速製鉄システム及びガス作り急速製鉄方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
鋼鉄工業では、通常に高炉によって製鉄が行われる。製鉄原料は、焼結する必要がある上に、コークスを使用しなければならないため、従来の製鉄技術には、プロセスが長く、効率が低く、エネルギーの消耗が高く、投資が大きく、特に環境汚染が顕著であるという課題が存在する。従って、従来の製鉄技術を改善する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、関連技術における一つの技術的課題をある程度で解決することである。そのため、本発明は、ガス作り急速製鉄システム及びガス作り急速製鉄方法を提案することを一つの目的とし、前記システムを採用することにより、製鉄の効率を著しく向上させ、クリーンな生産を実現することができる。
本発明の技術案は、以下の考えにより完成される：
従来技術において、高炉によって製鉄が行われるが、長い生産プロセスを有する欠陥があり、且つ高炉製鉄から排出する煙道ガスの温度は、２００℃まで低下するため、当該煙道ガスの熱を利用することができない。また、高炉製鉄において、大量なコークスを還元剤として利用する必要があるが、全世界におけるコークスをコーキングすることに適合する石炭の残存量は、６％に足りない。良質なコークスを取得するために、典型的には、コークス石炭をコーキングすることや鉄鉱粉をペレット焼結する必要があるため、コーキングや焼結プロセスにおいて、汚染問題が厳しく、高炉製鉄のコスト更に向上させることができる。本願の発明者らは、以上の課題を認識した上で、製鉄技術を積極的に研究し、従来の課題を解決するために、プロセスが短く、コストが低く、資源が効率的に利用される製鉄設備及び方法を提出する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの方面において、本発明は、ガス作り急速製鉄システムを提案し、前記ガス作り急速製鉄システムシステムは、
原料入口とガス出口とを備え、微粉石炭と、純酸素と、水蒸気とを混合して一酸化炭素及び水素とを含む粗ガスを取得するように構成される微粉石炭気化炉と、
湿鉄鉱石入口と、塊炭入口と、装入原料出口とを備え、湿鉄鉱石と塊炭との乾燥及び前還元処理を行って前還元鉄鉱石を取得するように構成される干燥前還元窯と、
急速製鉄炉と、を含み、
前記急速製鉄炉は、
炉床が区画され、前記炉床に下から上へ順に溶融鉄層領域と、スラグ層領域と、浸炭床領域とが形成される水平な底部と、
還元塔キャビティが区画され、下端が前記水平な底部の浸炭床領域の頂端に接続される還元塔と、
前記還元塔の頂部に設けられ、ぞれぞれ前記装入原料出口及び前記ガス出口に接続され、且つ前記前還元鉄鉱石と、前記粗ガスと、純酸素と豆石炭とを含む燃料と、を前記還元塔キャビティに供給して金属鉄及び煙道ガスを取得するように構成される精鉱ノズルと、
下端が前記水平な底部における浸炭床層の頂端に接続される煙道と、
を含む。
【０００６】
これにより、本発明の実施例による急速製鉄システムを採用することにより、製鉄の効率を著しく向上させることができ、技術プロセスが簡単であるため、設備投資のコストが明らかに低下する。
【０００７】
また、本発明の前記実施例による前記ガス作り急速製鉄システムは、以下のような付加的な技術的特徴を有することができる。
【０００８】
本発明の一部の実施例において、前記急速製鉄炉は、前記煙道の上端に接続され、前記煙道からの煙道ガス熱を回収するように構成される熱回収ボイラーと、
前記熱回収ボイラーに接続される動力波除塵ユニットと、
前記動力波除塵ユニットに接続される煙突と、
を更に含む。これにより、環境汚染を著しく低下させることができる。
【０００９】
本発明の一部の実施例において、前記急速製鉄炉は、前記浸炭床層にある前記水平な底部の側壁に設けられ、前記浸炭床層へ酸素及び補助燃料を吹き付けるように構成される補助燃料ノズルを更に含む。これにより、製鉄の効率を著しく向上させることができる。
【００１０】
本発明の一部の実施例において、前記補助燃料は、微粉石炭と、天然ガスと、前記粗ガス及びそれらの組合せによって構成されたグループから選択される。
【００１１】
本発明の一部の実施例において、前記急速製鉄炉は、前記煙道の側壁に位置し、且つ前記乾燥前還元窯に接続される排煙口を更に含む。これにより、熱エネルギーの利用率を著しく向上させることができる。
【００１２】
本発明の一部の実施例において、前記湿鉄鉱石は、鉄鉱と、紅土ニッケル鉱及び非鉄金属酸化鉱から選択された少なくとも一種である。
【００１３】
本発明のもう一つの方面において、本発明は、前記ガス作り急速製鉄システムを用いて急速製鉄を行う方法を提案し、前記ガス作り急速製鉄システムは、原料入口とガス出口とを備える微粉石炭気化炉と、湿鉄鉱石入口と、塊炭入口と、装入原料出口とを備える干燥前還元窯と、急速製鉄炉とを含み、前記急速製鉄炉は、炉床が区画され、前記炉床に下から上へ順に溶融鉄層領域と、スラグ層領域と、浸炭床領域とが形成される水平な底部と、還元塔キャビティが区画され、下端が前記水平な底部の浸炭床領域の頂端に接続される還元塔と、前記還元塔の頂部に設けられ、ぞれぞれ前記装入原料出口及び前記ガス出口に接続される精鉱ノズルと、下端が前記水平な底部における浸炭床層の頂端に接続される煙道とを含む。前記急速製鉄方法は、微粉石炭と、純酸素と、水蒸気とを前記微粉石炭気化炉で混合して一酸化炭素及び水素を取得するステップと、湿鉄鉱石と塊炭とを前記乾燥前還元窯で干燥及び前還元処理を行って前還元鉄鉱石を取得するステップと、前記精鉱ノズルを介して前記前還元鉄鉱石と、前記粗ガスと、純酸素と豆石炭とを含む燃料と、を前記急速製鉄炉の還元塔に供給して金属鉄及び煙道ガスを取得するステップと、煙道ガスは前記煙道を介して前記急速製鉄炉から排出されるステップと、を含む。
【００１４】
これにより、本発明の実施例による急速製鉄方法は、製鉄の効率を著しく向上させることができ、技術プロセスが簡単であるため、設備投資のコストが明らかに低下する。
【００１５】
また、本発明の前記実施例による急速製鉄方法は、以下のような付加的な技術的特徴を有することができる。
【００１６】
本発明の一部の実施例において、前記急速製鉄炉は、前記煙道の上端に接続される熱回収ボイラーと、前記熱回収ボイラーに接続される動力波除塵ユニットと、前記動力波除塵ユニットに接続される煙突と、を更に含む。前記方法は、前記煙道からの煙道ガスは前記熱回収ボイラーに供給され、前記煙道ガスの廃熱を回収するステップと、前記熱回収ボイラーからの前記煙道ガスが前記動力波除塵ユニットに供給され、前記煙道ガスを除塵するステップと、前記煙突を介して前記動力波除塵ユニットからの煙道ガスが排出されるステップと、を更に含む。これにより、環境汚染を著しく低下させることができる。
【００１７】
本発明の一部の実施例において、前記急速製鉄炉は、前記浸炭床層にある前記水平な底部の側壁に設けられる補助燃料ノズルを更に含む。前記方法は、補助燃料ノズルを介して前記浸炭床層へ酸素及び補助燃料を吹き付けるステップを更に含む。これにより、製鉄の効率を著しく向上させることができる。
【００１８】
本発明の一部の実施例において、前記補助燃料は、微粉石炭と、天然ガスと、前記粗ガス及びそれらの組合せによって構成されたグループから選択される。
【００１９】
本発明の一部の実施例において、前記煙道の側壁に位置し、且つ前記乾燥前還元窯に接続される排煙口が形成され、前記方法は、前記排煙口を介して前記煙道における煙道ガスの一部を前記乾燥前還元窯に供給するステップを更に含む。これにより、熱エネルギーの利用率を著しく向上させることができる。
【００２０】
本発明の一部の実施例において、前記湿鉄鉱石は、鉄鉱と、紅土ニッケル鉱及び非鉄金属酸化鉱から選択された少なくとも一種である。
【００２１】
本発明の一部の実施例において、前記精鉱ノズルを介して前記前還元鉄鉱石と、前記粗ガスと、純酸素と豆石炭とを含む燃料とが前記還元塔に供給され、金属鉄及び煙道ガスを取得するステップは、前記前還元鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と前記粗ガスにおける一酸化炭素及び/又は水素とが1３００℃で反応させ、金属鉄を取得するステップを含む。
【００２２】
本発明の付加的な特徴及び利点は、一部が以下の説明に示され、一部が以下の説明により明らかになる、又は本発明の実施により理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の前記及び/又は付加的な特徴及び利点は、以下の図面を参照して実施例を説明することにより、明らかになり、理解され易くなる。
【図１】本発明の一つの実施例によるガス作り急速製鉄システムの構成概略図である。
【図２】本発明の他の一つの実施例によるガス作り急速製鉄システムの構成概略図である。
【図３】本発明の他の一つの実施例によるガス作り急速製鉄システムの構成概略図である。
【図４】本発明の他の一つの実施例によるガス作り急速製鉄システムの構成概略図である。
【図５】本発明の一つの実施例によるガス作り急速製鉄方法の概略フローチャートである。
【図６】本発明の他の一つの実施例によるガス作り急速製鉄方法の概略フローチャートである。
【図７】本発明の他の一つの実施例によるガス作り急速製鉄方法の概略フローチャートである。
【図８】本発明の他の一つの実施例によるガス作り急速製鉄方法の概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。前記実施例の例が図面に示されるが、同一又は類似する符号は、常に同一又は類似する部品、或いは、同一又は類似する機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施例は例示的なものであり、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解してはいけない。
【００２５】
本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「逆時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利に又は簡潔に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造・操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明を限定するものと理解してはいけない。
【００２６】
なお、「第１」、「第２」の用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解してはいけない。よって、「第１」、「第２」が限定されている特徴は一つ又はより多くの前記特徴を含むことを明示又は暗示するものである。本発明の説明において、明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、少なくとも二つ、例えば二つ、三つなどを意味する。
【００２７】
本発明の説明において、明確な規定及び限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」の用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、或いは一体的な接続でも可能である。机械的な接続や、電気的な接続や、或いは互いに通信することも可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、或いは二つの部品の間に相互の作用関係があることも可能である。当業者にとって、具体的な場合によって前記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。
【００２８】
本発明において、明確な規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することであっても良いし、第１特徴と第２特徴とが中間の別の特徴を介して接触することであってもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より高いことだけを表す。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことだけを表す。
【００２９】
本発明の一つの方面において、本発明は、ガス作り急速製鉄システムを提案した。以下に、図１を参照して本発明の実施例における前記ガス作り急速製鉄システムを詳しく説明する。本発明の実施例によると、前記ガス作り急速製鉄システムは、微粉石炭気化炉１００と、干燥前還元窯２００と、急速製鉄炉３００と、を含む。
【００３０】
本発明の実施例によると、微粉石炭気化炉１００は、原料入口１０１と、ガス出口１０２とを備え、微粉石炭と、純酸素と、水蒸気とを混合して一酸化炭素及び水素とを含む粗ガスを取得するように構成される。前記微粉石炭気化炉１００は、微粉石炭をガス化して石炭ガスを取得できる任意の一般的なデバイスでも良いと注意されるべきである。発明者らは、微粉石炭を気化して一酸化炭素及び水素とを含む粗ガスを取得し、且つ前記粗ガスを前還元処理プロセスの還元剤として利用する場合に、高炉製鉄における必要とするコークスと比べ、本発明が石炭粉を利用できない従来技術の課題を解決できるだけではなく、還元剤の由来が広がるため、クリーンな生産を実現する同時に、製鉄のコストを低下させることができるのを見出した。
【００３１】
本発明の実施例によると、干燥前還元窯２００は、湿鉄鉱石入口２０１と、塊炭入口２０２と、装入原料出口２０３とを備え、湿鉄鉱石と塊炭との乾燥及び前還元処理を行うことにより、前還元鉄鉱石を取得することができるように構成される。
【００３２】
本発明の実施例によると、前記湿鉄鉱石の具体的種類が特に限定されない。当業者は、実際の需要に応じて選択することができる。本発明の一つの実施例によると、前記湿鉄鉱石は、鉄鉱、紅土ニッケル鉱及び非鉄金属酸化鉱から選択された少なくとも一種であってもよい。
【００３３】
急速製鉄炉３００は、水平な底部１０と、還元塔２０と、煙道３０と、を含む。本発明の具体的な実施例によると、炉床１１が区画され、炉床１１に下から上へ順に溶融鉄層領域１４と、スラグ層領域１３と、浸炭床領域１２とが形成される水平な底部１０である。還元塔キャビティ２１が区画され、下端が水平な底部の浸炭床領域１２の頂端に接続される還元塔２０である。前記還元塔２０の頂部に設けられ、ぞれぞれ装入原料出口２０３及びガス出口１０２に接続され、且つ前還元鉄鉱石と、粗ガスと、純酸素と豆石炭とを含む燃料と、を還元塔キャビティ２１に供給して金属鉄と煙道ガスを取得するように構成される精鉱ノズル３０１である。前記煙道３０の下端が水平な底部１０の前記浸炭床層１２の頂端に接続される。具体的には、前記精鉱ノズル３０１を介して前還元鉄鉱石と、粗ガスと、純酸素と豆石炭とを含む燃料と、を前記還元塔キャビティ２１に供給する。浮遊状態である鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と粗ガスにおける一酸化炭素及び/又は水素とが1３００℃で急速に還元反応され、生成された金属鉄及び少量の低原子価鉄の酸化物は、水平な底部１０の炉床１１内に落ちる。比重の差異のため、炉床１１に下から上へ順に溶融鉄層領域１４と、スラグ層領域１３と、浸炭床領域１２とが形成される。前記浸炭床領域１２は、微粉石炭と、コークスによって形成されてもよく、還元過程に産生された煙道ガスは前記煙道３０により前記急速製鉄炉３００から導出される。発明者らは、高炉と比べ、本発明に記載の急速製鉄プロセスは、窒素を有しなく、微負圧であり、且つコーキングや焼結プロセスがなく、排出された煙道ガスの温度は１３００℃以上に達し、当該排出された煙道ガスの熱を回収して例えば、発電や化学製品の製造などのプロセスに用いられるため、クリーンな生産を実現する同時に、能源を資源として利用されることができる。
【００３４】
本発明の実施例によると、前記還元塔２０は、円柱形であってよく、その内径が７．０〜１０．０ｍｍであり、高さが５．５〜７．０ｍｍであり、ライニングが水冷式高アルミナレンガ又は水冷式不定形耐火材であってもよい。
【００３５】
発明者は以下のようなことを発見した。前記気化炉によって製造された前記石炭ガスと前記前還元鉄鉱石とが前記急速製鉄炉で接触して反応する。前記鉄鉱石が前記急速製鉄炉の還元塔で浮遊状態であるため、前記鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と前記石炭ガスにおける一酸化炭素及び/又は水素との接触面積を著しく大きくすることができ、前記鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と還元剤とが急速に反応して金属鉄を生成し、製鉄の効率を向上させ、また、前記ガス作り急速製鉄システムの構造が簡単であるため、設備投資のコストが明らかに低下する。同時に、高炉製鉄を採用することと比べ、本発明の急速製鉄システムは、コークスを使用する必要がないため、コーキングや焼結プロセスを省けることができ、短いプロセスと低コストの高い効率の製鉄を実現することができる。
【００３６】
本発明の実施例により、図２を参照すると、急速製鉄炉３００は、熱回収ボイラー４０と、動力波除塵ユニット５０と、煙突６０と、を更に含む。
【００３７】
本発明の具体的な実施例によると、前記熱回収ボイラー４０は、前記煙道３０の上端に接続され、前記煙道３０からの煙道ガス熱を回収するように構成される。具体的には、前記熱回収ボイラー４０により１３００℃の煙道ガス温度を１５０℃に下げることができる。これにより、前記熱回収ボイラー４０により前記煙道ガス熱を回収することができる。熱を吸収して産生した水蒸気は、発電に使用することができ、熱エネルギーの利用率が向上するとともに、前記熱回収ボイラーは、煙道ガスにおける煙塵を回収することができ、煙道ガスを浄化する目的を達成し、クリーンな生産を実現することができる。
【００３８】
本発明の具体的な実施例によると、前記動力波除塵ユニット５０は、前記熱回収ボイラー４０に接続され、前記煙道ガスにおける煙塵顆粒を除去し、浄化された前記煙道ガスを取得して、クリーンな生産を更に実現する。
【００３９】
本発明の具体的な実施例によると、前記煙突６０は、前記動力波除塵ユニット４０に接続されている。これにより、得られた浄化された前記煙道ガスを大気に排出することができる。
【００４０】
図３を参照すると、本発明の実施例において、急速製鉄炉３００は、補助燃料ノズル３０２を更に含む。本発明の具体的な実施例によると、補助燃料ノズル３０２は、浸炭床層１２にある水平な底部１０の側壁に設けられ、浸炭床層１２へ酸素及び補助燃料を吹き付けるように構成され、前記炉床内の温度を著しく高めることができる。金属鉄と還元スラグとの分離効率を著しく向上させることができる一方、炭素原子が溶融鉄の表面層にしみこむことを促進することができ、得られた銑鉄の硬度が向上する。本発明の実施例によると、補助燃料の具体的な種類が特に限定されない。当業者は、実際の需要に応じて選択することができる。本発明の一つの実施例によると、補助燃料は、微粉石炭、天然ガス又は前記微粉石炭気化炉で得られた前記粗ガス及びそれらの組合せによって構成されたグループから選択されてもよい。
【００４１】
図４を参照すると、本発明の実施例において、排煙口３０３は前記煙道３０の側壁に位置し、且つ前記乾燥前還元窯２００に接続され、前記煙道の高温煙道ガスの一部を前記乾燥還元窯に供給し、高温煙道ガスを前記乾燥還元窯の熱源として前記湿鉄鉱石の乾燥及び還元処理を行うことができる。これにより、前記煙道ガスを前記乾燥還元窯に供給することにより、前記煙道ガスの利用率を著しく向上させることができ、エネルギー消耗への投入が明らかに低下し、製鉄のコストが著しく低下する。
【００４２】
本発明の第２方面において、本発明は、急速製鉄方法を提案した。本発明の実施例によると、前記方法は、前記ガス作り急速製鉄システムによって行われるものである。以下に、図５を参照して本発明の実施例における前記急速製鉄方法を詳しく説明する。発明の実施例によると、該方法は、
微粉石炭と、純酸素と、水蒸気とを微粉石炭気化炉で混合して一酸化炭素及び水素とを含む粗ガスを取得するステップＳ１００と、
前記乾燥前還元窯で湿鉄鉱石と塊炭に干燥及び前還元処理を行って前還元鉄鉱石を取得するステップＳ２００と、
前記精鉱ノズルを介して前記前還元鉄鉱石と、前記粗ガスと、純酸素と豆石炭とを含む燃料と、を前記前記還元塔に供給して金属鉄と煙道ガスを取得するステップＳ３００と、
前記煙道を介して前記煙道ガスが前記急速製鉄炉から導出されるステップＳ４００と、を含む。
【００４３】
発明者は以下のようなことを発見した。前記気化炉によって製造された前記石炭ガスと前記前還元鉄鉱石とが前記急速製鉄炉で接触して反応する。前記鉄鉱石が前記急速製鉄炉の還元塔で浮遊状態であるため、鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と粗ガスにおける一酸化炭素及び/又は水素との接触面積を著しく大きくすることができ、鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と還元剤とが急速に反応して金属鉄を生成し、製鉄の効率を向上させ、また、該システムの構造が簡単であるため、設備投資のコストが明らかに低下する。同時に、高炉製鉄を採用することと比べ、本発明の急速製鉄システムは、コークスを使用する必要がないため、コーキングや焼結プロセスを省けることができ、短いプロセスと低コストの高い効率の製鉄を実現することができる。
【００４４】
本発明の実施例において、図６を参照すると、前記急速製鉄方法は、
前記煙道からの煙道ガスを前記熱回収ボイラーに供給して前記煙道ガスの廃熱を回収するステップＳ５００と、
前記熱回収ボイラーからの煙道ガスを前記動力波除塵ユニットに供給して前記煙道ガスを除塵するステップＳ６００と、
前記煙突を介して前記急速製鉄炉の前記動力波除塵ユニットからの煙道ガスが前記急速製鉄炉から排出されるステップＳ７００と、を更に含む。
【００４５】
本発明の実施例において、図７を参照すると、前記急速製鉄方法は、前記補助燃料ノズルを介して前記浸炭床層へ酸素及び補助燃料を吹き付けるステップＳ８００を更に含む。
【００４６】
本発明の実施例において、図８を参照すると、前記急速製鉄方法は、前記排煙口を介して前記煙道における煙道ガスの一部を前記乾燥前還元窯に供給するステップＳ９００を更に含む。
【００４７】
具体的には、まず微粉石炭と、純酸素と、水蒸気とを微粉石炭気化炉で混合して一酸化炭素及び水素とを含む粗ガスを取得し、湿鉄鉱石と塊炭とを前記乾燥前還元窯で干燥及び前還元処理を行って前還元鉄鉱石を取得する。次に、精鉱ノズルを介して前記前還元鉄鉱石と、粗ガスと、純酸素と豆石炭とを含む燃料と、を前記急速製鉄炉の前記還元塔キャビティに供給し、浮遊状態である鉄鉱石における高原子価鉄の酸化物と粗ガスにおける一酸化炭素及び/又は水素とが1３００℃で急速に還元反応され、生成された金属鉄及び少量の低原子価鉄の酸化物は、水平な底部の炉床内に落ちる。比重の差異のため、前記炉床において下から上へ順に溶融鉄層領域と、スラグ層領域と、浸炭床領域とが形成されるとともに、浸炭床層にある水平な底部の側壁に設けられる補助燃料ノズルを介して浸炭床層へ酸素及び補助燃料を吹き付けて炉床内の温度を上げる。同時に還元過程に産生された煙道ガスは、前記煙道を介して導出されて熱回収ボイラーに流入して廃熱回収及び除塵処理を行うことにより、１３００℃の煙温度を１５０℃に下げることができ、煙道ガスにおける煙塵が著しく低下する。次に、得られた煙道ガスを動力波除塵ユニットに供給して更に除塵し、得られたクリーンな煙道ガスは、前記煙突を介して大気に排出される。また、還元過程に産生された前記高温煙道ガスは、前記煙道の排煙口を介して前記乾燥前還元窯に供給されることにより、システムのエネルギー消耗を著しく低下させることができる。
【００４８】
本発明の説明において、「一つの実施例」、「一部の実施例」、「具体的な実施例」、「一部の例」などの用語の説明は、該実施例又は例に合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料又は特性が本発明の少なくとも一つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、前記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施例又は例を示すことではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料又は特性は、いずれか一つ又は複数の実施例又は例において適切に組み合わせることができる。また、相互に矛盾しない場合に、当業者は、本明細書において説明された異なる実施例又は例及び異なる実施例又は例の特徴を結合又は組合せすることができる。
【００４９】
以上に本発明の実施例を示して説明したが、なお、前記実施例は、例示的なものであり、本発明を限定するものであると理解してはいけない。当業者は、本発明の範囲において、前記実施例に対して変化、修正、取り替え及び変形を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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