(57)【要約】  本発明は、全般的には、直接還元（ＤＲ）シャフト炉または直接還元鉄（ＤＲＩ）再熱炉から、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄（ＨＤＲＩ）の連続流を供給するための方法及びシステムに関し、当該ＨＤＲＩ流は、少なくとも二つのＨＤＲＩ流に分割される。第一ＨＤＲＩ流は、密閉ダクトシステムで重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる。第二ＨＤＲＩ流は、サージビン及び複数のフィーダを用いて、密閉ダクトシステムで同様に重力によって、あるいは同様にサージビン及び複数のフィーダを用いた密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せによって、隣接した溶解炉に連続的に送られる。任意で、複数の高温輸送容器に連続的に供給されるように、第三ＨＤＲＩ流が採用される。
2010523819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉から、前記直接還元シャフト炉または前記直接還元鉄再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄の連続流を供給するための方法であって、前記高温直接還元鉄流は、少なくとも二つの高温直接還元鉄流に分割され、
第一密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる第一高温直接還元鉄流を設けることと、
第二密閉ダクトシステムにおける重力、及び第二密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せの一方により、隣接した溶解炉に連続的に送られる第二高温直接還元鉄流を設けることと
を備える方法。
【請求項２】
高温直接還元鉄を供給するために、直接還元シャフト炉及び直接還元鉄再熱炉のうち一つを設けることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記直接還元シャフト炉または前記直接還元鉄再熱炉は、集中排出部を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記直接還元シャフト炉または前記直接還元鉄再熱炉は、前記高温直接還元鉄用の複数の排出口とは対照的に、前記高温直接還元鉄用の単一の排出口を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記高温直接還元鉄を収容するための生成物排出室を設けることをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記生成物排出室は、集中部を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記高温直接還元鉄を前記第一高温還元鉄流と前記第二高温還元鉄流とに分割するための固定スプリッタを設けることをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記ホットブリケッティングプラントは、それぞれフィーダを有する一つ以上のホットブリケッティング装置を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第一高温直接還元鉄流の少なくとも一部を迂回排出レッグに送ることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶解炉は、前記溶解炉の前に、第一フィーダ、サージビン及び第二フィーダのうち一つ以上を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
一つ以上の高温輸送容器に連続的に送られる第三高温直接還元鉄流を設けることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉から、前記直接還元シャフト炉または前記直接還元鉄再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄の連続流を供給するためのシステムであって、前記高温直接還元鉄流は、少なくとも二つの高温直接還元鉄流に分割され、
第一密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる第一高温直接還元鉄流を設けるための手段と、
第二密閉ダクトシステムにおける重力、及び第二密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せの一方により、隣接した溶解炉に連続的に送られる第二高温直接還元鉄流を設けるための手段と
を備えるシステム。
【請求項１３】
高温直接還元鉄を供給するために、直接還元シャフト炉及び直接還元鉄再熱炉のうち一つをさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記直接還元シャフト炉または前記直接還元鉄再熱炉は、集中排出部を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記直接還元シャフト炉または前記直接還元鉄再熱炉は、前記高温直接還元鉄用の複数の排出口とは対照的に、前記高温直接還元鉄用の単一の排出口を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記高温直接還元鉄を収容するための生成物排出室をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記生成物排出室は、集中部を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記高温直接還元鉄を前記第一高温還元鉄流と前記第二高温還元鉄流とに分割するための固定スプリッタをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ホットブリケッティングプラントは、それぞれフィーダを有する一つ以上のホットブリケッティング装置を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第一高温直接還元鉄流の少なくとも一部を迂回排出レッグに送るための手段をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記溶解炉は、前記溶解炉の前に、第一フィーダ、サージビン及び第二フィーダのうち一つ以上を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
一つ以上の高温輸送容器に連続的に送られる第三高温直接還元鉄流を設けるための手段をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２３】
直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉から、前記直接還元シャフト炉または前記直接還元鉄再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄の連続流を供給するための方法であって、前記高温直接還元鉄流は、少なくとも二つの高温直接還元鉄流に分割され、
第一密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる第一高温直接還元鉄流を設けることと、
第二密閉ダクトシステムにおける重力、及び第二密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せの一方により、隣接した溶解炉に連続的に送られる第二高温直接還元鉄流を設けることと、
一つ以上の高温輸送容器に連続的に送られる第三高温直接還元鉄流を設けることと
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には直接還元（direct reduction、ＤＲ）シャフト炉または直接還元鉄（direct reduced iron、ＤＲＩ）再熱炉から、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄（hot direct reduced iron、ＨＤＲＩ）の連続流を供給するための方法及びシステムに関し、当該ＨＤＲＩ流は、少なくとも二つのＨＤＲＩ流に分割される。第一ＨＤＲＩ流は、密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラント（hot briquetting plant）に連続的に送られる。第二ＨＤＲＩ流は、サージビン及び複数のフィーダを用いて、密閉ダクトシステムで同様に重力によって、あるいは、同様にサージビン及び複数のフィーダを用いた密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せによって、隣接した溶解炉に連続的に送られる。任意で、複数の高温輸送容器に連続的に供給されるように、第三ＨＤＲＩ流が採用される。
【背景技術】
【０００２】
世界における大多数の従来の直接還元（ＤＲ）プラントは、約１００℃以下の温度で直接還元鉄（ＤＲＩ）を生産、冷却及び排出するように設計及び操作されている。これらのＤＲプラントは、通常、製鋼工場内または製鋼工場に隣接して設置され、ＤＲＩは隣接する電気アーク炉（ＥＡＦ）で使用される。しかしながら、いくつかのＤＲプラントは、製鋼工場内または製鋼工場に隣接して設置されていない。これらのプラントは主に商用ＤＲプラントであり、世界中の市場にＤＲＩを販売している。商用ＤＲプラントでは、取り扱いや保管及び出荷をより容易で安全にするよう圧縮及び高密度化されたＤＲＩの販売が好まれる。商用ＤＲプラントは、通常、ホット・ブリケット・アイアン（hot briquetted iron、ＨＢＩ）の高い見かけ密度を得るために、ＤＲＩがまだ熱いうちに（すなわち、約６００℃以上であるうちに）ＤＲＩをブリケット化する。ＨＢＩは、通常、ＤＲシャフト炉内のペレットや塊、または流動床炉内の鉄微粉を還元し、さらに、高温直接還元鉄（ＨＤＲＩ）を直接的及び連続的にホットブリケッティングプラントに供給することによって作られる。ブリケット化の後、ＨＢＩは、出荷に向けて約１００℃以下に冷却される。
【０００３】
上述した従来のＤＲ及びＨＢＩプラントに加えて、冷却したＤＲＩを溶解炉に供給する代わりに、隣接した製鋼工場でＤＲプラントからＨＤＲＩを利用している、あるいは利用を望んでいる複数のプラントがある。ＨＤＲＩを溶解炉に供給することに加えて、これらのプラントは、ＤＲプラントからのいかなる過剰ＨＤＲＩであってもホットブリケット化することを望んでいる。このＨＢＩは、備蓄されても、後日製鋼工場で利用されてもよく、あるいはＨＢＩとして第三者に販売されてもよい。
【０００４】
二つの初期のＰｕｒｏｆｅｒ法ＤＲプラント（現在は使用していない）では、ＤＲシャフト炉から複数の容器にＨＤＲＩを排出することによってＨＢＩを生産し、さらにＨＢＩ生産用のホットブリケッティングプラントにその複数の容器を移動させていた。また、これらのＰｕｒｏｆｅｒ法ＤＲプラントのうちの一つは、複数の容器を使用してＨＤＲＩを製鋼炉に装入した。同様に、インドにあるプラントは、現在、ＨＤＲＩを生産し、ＤＲシャフト炉からホットブリケッティングプラント及び複数の断熱容器の両方に供給している。当該断熱容器は、隣接した鉄鋼生産用の溶解炉に輸送される。
【０００５】
ＨＤＲＩを固体の石炭ベースのＤＲプラントで生産する概念や、ＨＤＲＩをさまざまな下流の使用者、またはホットブリケッティングプラント、断熱容器、溶解装置あるいは冷却器などのシステムに排出する概念は、当業者に既知である。例えば、Rinker氏等の特許文献１は、石炭ベースの回転炉床炉から断熱容器、熱間圧縮装置または冷却器にＨＤＲＩを排出することを開示している。Meissner氏等の特許文献２は、石炭ベースの回転炉床炉からホットブリケッティングプラントまたは高温輸送ビン、断熱容器、溶解装置、あるいは冷却器にＨＤＲＩを排出することを開示している。Metalgesellschaft社の特許文献３は、石炭ベースの回転炉床炉（すなわち、キルン）で複数の圧粉ボールから形成された、ホットブリケッティング用または溶解用のＨＤＲＩを排出することを開示している。Calderon氏等の特許文献４は、固体炭素を用いてＤＲＩを生産し、酸素溶解装置へ高温輸送すること、さらに、ホットブリケッティングプラントまたは複数の断熱容器にＨＤＲＩを排出することを開示している。しかしながら、上述の引用文献はすべて石炭ベースであり、一度に一つの用途に対してＨＤＲＩを排出することを開示している。上記引用文献は、どれも同時に複数の用途に対してＨＤＲＩを排出することを開示していない。
【０００６】
また、ガスベースのシャフト炉タイプのＤＲプラントでＨＤＲＩを生産することの概念も、当業者に既知である。例えば、Bueno氏等の特許文献５は、ホットブリケッティングプラント、溶解装置及び冷却器にＨＤＲＩを同時に排出することを開示している。それぞれの排出量は、独立して制御される。Novoa氏等の特許文献６は、還元炉（すなわち、ＤＲシャフト炉）の排出からホットブリケッティングプラント、貯蔵ビン、及び／または溶解装置などの一つ以上の加工地点に高温または冷却されたＤＲＩを圧気輸送することを開示している。Montague氏等の特許文献７は、ＤＲシャフト炉から重力による高温または冷却されたＤＲＩの同時供給を開示している。当該ＨＤＲＩは、ブリケッティング、輸送、及び／または溶解するために排出される。しかしながら、上述の引用文献すべてにおいて、ＨＤＲＩはペレット状、塊状、あるいはアグロメレート状の形状である。
【０００７】
従って、当該技術にさらに必要とされることは、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉から、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の地点に、ＨＤＲＩの連続流を供給するための方法及びシステムであって、当該ＨＤＲＩ流は、少なくとも二つのＨＤＲＩ流に分割される。好ましくは、第一ＨＤＲＩ流は密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる。好ましくは、第二ＨＤＲＩ流は、サージビン及び複数のフィーダを用いた密閉ダクトシステムで同様に重力によって、あるいは同様にサージビン及び複数のフィーダを用いた密閉ダクトシステム内における重力と、ほぼ水平なコンベアとの組合せによって、溶解炉に連続的に送られる。任意で、複数の高温輸送容器に連続的に供給されるよう第三ＨＤＲＩ流が採用される。
【０００８】
＜関連する出願への相互参照＞
本出願は、２００７年４月２日に出願された米国仮特許出願第６０／９２１，５３９号「METHOD AND SYSTEM FOR THE SUPPLY OF HOT DIRECT REDUCED IRON FOR MULTIPLE USES」及び２００８年３月２８日に出願された米国特許出願第１２／０５７，９１０号「METHOD AND SYSTEM FOR THE SUPPLY OF HOT DIRECT REDUCED IRON FOR MULTIPLE USES」に基づく優先権を主張する。上記両出願の内容を参照によって本願明細書に援用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５８７３９２５号明細書
【特許文献２】米国特許第５５７０７７５号明細書
【特許文献３】英国特許第１００４４２８号明細書
【特許文献４】米国特許第６４０９７９０号明細書
【特許文献５】米国特許第６１６２０５０号明細書
【特許文献６】米国特許第５２９６０１５号明細書
【特許文献７】米国特許第６２１４０８６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
さまざまな例示的な実施形態において、本発明は、直接還元（ＤＲ）シャフト炉または直接還元鉄（ＤＲＩ）再熱炉から、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄（ＨＤＲＩ）の連続流を供給するための方法及びシステムを提供する。当該ＨＤＲＩ流は、少なくとも二つのＨＤＲＩ流に分割される。第一ＨＤＲＩ流は、密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる。第二ＨＤＲＩ流は、サージビン及び複数のフィーダを用いて、密閉ダクトシステムで同様に重力によって、あるいは同様にサージビン及び複数のフィーダを用いた密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せによって、隣接した溶解炉に連続的に送られる。任意で、第三ＨＤＲＩ流が採用され、これにより複数の高温輸送容器に連続的に供給される。
【００１１】
有利には、本発明の方法及びシステムは、熱損失を最小限にすることによりできるだけ高温で多用途にＨＤＲＩを供給し、ＨＤＲＩが密閉された断熱ダクトシステムで重力によって連続的かつ制御された方法で流れるようにする。本発明の方法及びシステムは、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の複数のＨＤＲＩ流の排出量の分割と個別制御を、大気圧あるいはほぼ大気圧で行うことによって、独立して複数のＨＤＲＩ流の排出量を制御する。従って、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の操作に影響を及ぼしうる複数の排出口は不要である。本発明の方法及びシステムは、圧気輸送システムに伴う関連したダスト発生だけでなく、付随する高温ペレット、塊、またはアグロメレートの破損を防止する。最後に、本発明の方法及びシステムは、重力とほぼ水平な装入コンベアとの組合せを具体化した例示的な実施形態において、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の全高を下げる。
【００１２】
一つの例示的な実施形態では、本発明は、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉から、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄の連続流を供給するための方法を提供する。当該高温直接還元鉄流は、少なくとも二つの高温直接還元鉄流に分割される。当該方法は、第一密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる第一高温直接還元鉄流を設けることを含んでいる。さらに当該方法は、第二密閉ダクトシステムにおける重力、あるいは第二密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せの一方により、隣接した溶解炉に連続的に送られる第二高温直接還元鉄流を設けることを含んでいる。さらに、当該方法は、直接還元シャフト炉と直接還元鉄再熱炉のうち一つを設けることを含み、これにより高温直接還元鉄を供給する。好ましくは、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉は、集中排出部を有する。好ましくは、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉は、高温直接還元鉄用の複数の排出口とは対照的に、高温直接還元鉄用の単一の排出口を有する。当該方法は、高温直接還元鉄を収容するための生成物排出室を設けることをさらに含む。好ましくは、当該生成物排出室は、集中部を有する。当該方法は、高温直接還元鉄を第一高温還元鉄流と第二高温還元鉄流とに分割するための固定スプリッタを設けることもさらに含む。好ましくは、ホットブリケッティングプラントは、それぞれがフィーダを備える一つ以上のホットブリケッティング装置を有する。任意で、当該方法は、第一高温直接還元鉄流の少なくとも一部を迂回排出レッグに送ることも含む。好ましくは、溶解炉は、当該溶解炉の前に、第一フィーダ、サージビン及び第二フィーダのうち一つ以上を有する。任意で、当該方法は、一つ以上の高温輸送容器に連続的に送られる第三高温直接還元鉄流を設けることをさらに含む。
【００１３】
別の例示的な実施形態では、本発明は、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉から、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄の連続流を供給するためのシステムを提供する。当該高温直接還元鉄流は、少なくとも二つの高温直接還元鉄流に分割される。当該システムは、第一密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる第一高温直接還元鉄流を設けるための手段を有する。さらに当該システムは、第二密閉ダクトシステムにおける重力、あるいは第二密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せの一方により、隣接した溶解炉に連続的に送られる第二高温直接還元鉄流を設けるための手段を有する。さらに、当該システムは、直接還元シャフト炉及び直接還元鉄再熱炉のうちの一つを有し、これにより高温直接還元鉄を供給する。好ましくは、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉は、集中排出部を有する。好ましくは、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉は、高温直接還元鉄用の複数の排出口とは対照的に、高温直接還元鉄用の単一の排出口を有する。当該システムは、高温直接還元鉄を収容するための生成物排出室をさらに有する。好ましくは、当該生成物排出室は、集中部を有する。さらに、当該システムは、高温直接還元鉄を第一高温還元鉄流と第二高温還元鉄流とに分割するための固定スプリッタを有する。好ましくは、ホットブリケッティングプラントは、それぞれがフィーダを備える一つ以上のホットブリケッティング装置を有する。任意で、当該システムは、第一高温直接還元鉄流の少なくとも一部を迂回排出レッグに送るための手段をさらに有する。好ましくは、溶解炉は、当該溶解炉の前に、第一フィーダ、サージビン及び第二フィーダのうち一つ以上を有する。任意で、当該システムは、一つ以上の高温輸送容器に連続的に送られる第三高温直接還元鉄流を設ける手段をさらに有する。
【００１４】
さらなる例示的な実施形態では、本発明は、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉から、直接還元シャフト炉または直接還元鉄再熱炉の外側の地点に、高温直接還元鉄の連続流を供給するための方法を提供する。当該高温直接還元鉄流は、少なくとも二つの高温直接還元鉄流に分割される。当該方法は、第一密閉ダクトシステム内で、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られる第一高温直接還元鉄流を設けることを含む。さらに当該方法は、第二密閉ダクトシステムにおける重力、あるいは第二密閉ダクトシステム内における重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せの一方により、隣接した溶解炉に連続的に送られる第二高温直接還元鉄流を設けることを含む。さらに、当該方法は、一つ以上の高温輸送容器に連続的に送られる第三高温直接還元鉄流を設けることを含む。
【００１５】
従って、従来のシステムや方法よりも本発明の方法及びシステムが有益である点は、複数の輸送容器、ビン、及びクレーンが不要であるため、溶解室装入システムへの連続的な供給が、溶解工場のＨＤＲＩ物流及び操作を簡素化することである。さらに、輸送容器は、空になった場合などに熱を損失し続けるが、溶解室装入システムへの連続的な供給は、輸送容器の使用よりも熱損失が少ない。さらに、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の操作は、複数の排出ポイントの場合は影響を受けるであろうが、単一の排出ポイントによっては影響を受けない。さらに、ＨＤＲＩ流の分割及び制御は、複数の排出ポイントの場合と同様に、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の作動圧力あるいはそれに近い圧力よりも容易かつ安全に、大気圧あるいはそれに近い圧力で実行できる。さらに、重力排出及びＨＤＲＩの分割は、ＨＤＲＩの圧気輸送ほど複雑ではない。なぜならば、重力は常に働くものである一方、圧気輸送システムは、定期的なメンテナンスを要する本質的に有用性が低い機械機器を組み込んでいるからである。
【００１６】
本発明は、さまざまな図面を参照して本明細書に図示及び説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は概略図であり、本発明の一つの例示的な実施形態において、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉から、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の地点に、ＨＤＲＩの連続流を供給するための方法及びシステムを説明している。当該ＨＤＲＩ流は、少なくとも二つのＨＤＲＩ流に分割され、第一ＨＤＲＩ流は密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られ、第二ＨＤＲＩ流は、サージビン及び複数のフィーダを用いて、密閉ダクトシステムで同様に重力によって隣接した溶解炉に連続的に送られる。
【図２】図２は概略図であり、本発明の別の例示的な実施形態において、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉から、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の地点に、ＨＤＲＩの連続流を供給するための方法及びシステムを説明している。当該ＨＤＲＩ流は、少なくとも二つのＨＤＲＩ流に分割され、第一ＨＤＲＩ流は密閉ダクトシステムで、重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られ、第二ＨＤＲＩ流は、同様にサージビン及び複数のフィーダを用いた密閉ダクトシステムにおける重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せによって、隣接した溶解炉に連続的に送られる。
【図３】図３は概略図であり、本発明の更なる例示的な実施形態において、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉から、ＤＲシャフト炉またはＤＲＩ再熱炉の外側の地点に、ＨＤＲＩの連続流を供給するための方法及びシステムを説明している。当該ＨＤＲＩ流は、少なくとも二つのＨＤＲＩ流に分割され、第一ＨＤＲＩ流は、密閉ダクトシステムで重力によってホットブリケッティングプラントに連続的に送られ、第二ＨＤＲＩ流は、サージビン及び複数のフィーダを用いて、密閉ダクトシステムで同様に重力によって、あるいは同様にサージビン及び複数のフィーダを用いた密閉ダクトシステム内における重力と、ほぼ水平な装入コンベアとの組合せによって溶解炉に連続的に送られる。また、第三ＨＤＲＩ流は、複数の高温輸送容器にＨＤＲＩを連続的に供給するよう採用される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１から図３を参照すると、高温直接還元鉄（ＨＤＲＩ）は、直接還元（ＤＲ）シャフト炉１０で酸化鉄のペレット、塊、及び／またはアグロメレートを還元することによって生成される。ＨＤＲＩは、ＤＲＩ再熱炉１２で冷却された直接還元鉄（ＤＲＩ）のペレット、塊、及び／またはアグロメレートを再加熱することによっても生成される。
【００１９】
ＤＲシャフト炉１０の場合、ＤＲシャフト炉１０は、主に一酸化炭素と水素から成る還元ガスの対向流によって酸化鉄を還元するために用いられる。この還元ガスは、天然ガスまたは他のガス燃料、石炭などの固体燃料、または重油などの液体燃料から形成されてもよい。ＨＤＲＩは、重力によってＤＲシャフト炉１０を通って移動充填層として降下する。ＤＲシャフト炉１０は、先端が排出口となる集中排出部１４を有し、ＨＤＲＩはすべて当該排出口を通って連続的に排出される。
【００２０】
ＤＲＩ再熱炉１２の場合、ＨＤＲＩの同じ排出量に対して、加熱区域の容量は還元区域の容量より小さくてもよいが、上述の設計原理は本質的に同じである。ペレット状、複数の塊状及び／またはアグロメレート状の形状にふるい分けされたＤＲＩがＤＲＩ再熱炉１２の上部に充填され、移動充填層として重力によってＤＲＩ再熱炉１２を通って流れる。ＤＲＩは、鉄と炭素をいずれも酸化させるものではない再循環ガスの対向流によって加熱される。このガスは、ＤＲＩ再熱炉１２から排出ガスを取り除き、冷却、洗浄、圧縮し、さらに間接式ヒーター内で所望の再加熱温度まで加熱することによって生成される。上部と下部の動的シールに注入された封止ガスからＤＲＩ再熱炉１２に入る任意の酸化剤によって改質されるように、少量の天然ガスまたはメタンを追加することができる。
【００２１】
ＤＲシャフト炉１０またはＤＲＩ再熱炉１２から排出されるＨＤＲＩは、ＤＲシャフト炉１０またはＤＲＩ再熱炉１２から断熱ダクト１６を通り、排出量を制限するための排出フィーダを有する生成物排出室（product discharge chamber、ＰＤＣ）１８に流れる。ＤＲシャフト炉１０またはＤＲＩ再熱炉１２とＰＤＣ１８との間に配置された断熱ダクト１６は、動的シールレッグ（dynamic seal leg）として作用する。当該動的シールレッグは、集中部１４の圧力を最大３バールのゲージ圧（3 barg）からＰＤＣ１８において大気圧またはほぼ大気圧まで減圧する。この減圧は、注入時に上流及び下流に流れる封止ガスを利用することにより実行される。上流の封止ガスは、還元ガスが炉から流出しないようにし、一方で下流の封止ガスは、ＨＤＲＩを通じて圧力低下をもたらす。その結果、ＰＤＣ１８で大気圧に近くなる。この封止ガスは、窒素でもよく、または最小量の酸化剤を含む乾燥煙道ガスでもよい。
【００２２】
ＰＤＣ１８は、複数の回転式ふるい分け選別機を有し、ＨＤＲＩの全てがＰＤＣ排出フィーダから当該選別機を必ず通過する。これらの回転式ふるい分け選別機は、ホットブリケッティング装置（hot briquetting machines）あるいは溶解炉装入装置などの下流にある処理装置内で問題を引き起こしうるいかなる硬質のクラスタまたは混入物を除去する。混入物の除去は、高い油圧及び精密許容差で動作する複数のホットブリケッティング装置を保護するために特に重要である。動的密封システムから下部に注入された封止ガスは、ＰＤＣ１８からダスト収集システムに放出される。ＰＤＣ１８の下部は、貯蔵庫またはサージビンとして作用し、これにより固定スプリッタ２０が常にＨＤＲＩに作用することを確実にする。固定スプリッタ２０は、ＨＤＲＩをホットブリケッティング装置及び溶解炉装入装置に流れるようにする。ＰＤＣ１８から排出されるＨＤＲＩ流は、ＰＤＣ１８からつながる複数の断熱ダクト２２が常にＨＤＲＩで満たされ、さらに部分的または完全に空にならないことを確実にする。好ましくは、ＰＤＣ１８の下部は、流れ促進装置を有する集中部２４を備え、これによりＰＤＣ１８を通る流れを確実に均一化する。
【００２３】
ＰＤＣ１８から固定スプリッタ２０を通るＨＤＲＩの排出量は、ホットブリケッティング装置と溶解用サージビンに向かう量の合計によって決められる。これらの装置は、各使用ポイントに向かうＨＤＲＩの量を制御するようそれぞれ一つ以上のフィーダを有する。ＰＤＣ１８の集中部２４内におけるＨＤＲＩのレベルは、ＰＤＣ排出フィーダを変更させることによって高位レベルと低位レベルとの間で維持される。
【００２４】
図１について説明すると、ホットブリケッティングプラントに供給されるＨＤＲＩ流は、ホットブリケッティングプラント２６のホットブリケッティング装置の数に従って、固定スプリッタ２０により複数のＨＤＲＩ流に分割することができる。それぞれのホットブリケッティング装置は、その装置ごとのフィーダを有し、当該フィーダが断熱ダクト２２からホットブリケッティング装置に供給されるＨＤＲＩを制御する。固定スプリッタ２０は、ホットブリケッティング装置に供給する複数の排出レッグに加えて、ＨＤＲＩを迂回させるための排出レッグを有していてもよい。この迂回排出レッグは、通常、起動時または異常な状態時に使用される。好ましくは、ホットブリケット流がブリケット分離システムを通って移動し、２つ又は３つが結合したホットブリケットを少量伴いつつ、基本的に個々のホットブリケットに分けられる。当該複数のホットブリケットは、次に冷却コンベア上で冷却され、ふるい分けされ、ストックパイルに送られる。
【００２５】
隣接したＨＤＲＩ装入システム３０でＨＤＲＩサージビン２８に流れるＨＤＲＩは、スクリューフィーダ３２または他の類似装置によって制御される。スクリューフィーダ３２は、ＨＤＲＩサージビン２８に連続的に供給されるＨＤＲＩの平均量を設定及び制御する。ＨＤＲＩサージビン２８は、ＨＤＲＩサージビン２８から排出されたＨＤＲＩを１バッチずつ溶解炉３４に装入するのに十分な大きさであるため、ＨＤＲＩサージビン２８内のＨＤＲＩを所定のレベル以下に下げない。ＨＤＲＩサージビン２８から排出されたＨＤＲＩは、ロータリーフィーダ３６または溶解炉３４からの要求に応じる他の類似装置によって制御される。ＨＤＲＩサージビン２８から排出されたＨＤＲＩは、重力によって直接溶解炉３４に供給される。
【００２６】
次に図２を参照すると、ＨＤＲＩサージビン２８から排出されたＨＤＲＩが、重力及びほぼ水平な装入コンベア３８の組合せによって溶解炉３４に供給される。この組合せは、重力だけの場合よりも効果をもたらすこともある。なぜならば、ＤＲシャフト炉１０またはＤＲＩ再熱炉１２の全高が非常に低減し、複数のＨＤＲＩサージビンを保持するための構成を、別個に溶解工場に設ける必要がなくなり、ＨＤＲＩを溶解工場に導くインターフェイスが簡素化されるからである。
【００２７】
次に図３を参照すると、ＰＤＣ１８で固定スプリッタ２０から第３のＨＤＲＩ流を設けることができ、これにより複数の高温輸送容器４４にＨＤＲＩを供給する。ＨＤＲＩは、一つ以上のＨＤＲＩフィーダ４２及び一つ以上の断熱ダクト４３を有する高温輸送容器分配システム４０に重力によって流れる。当該ＨＤＲＩフィーダ４２及び当該断熱ダクト４３は、各断熱ダクト４３に付随する高温輸送容器４４にＨＤＲＩが流れないようにするためのスライドゲート等をそれぞれ有する。ＨＤＲＩサージビンは、高温輸送容器４４自体が実質的にＨＤＲＩサージビンになるので、当該応用において不要である。高温輸送容器４４は、一つ以上の開口（すなわち、上部の開口及び底部の開口）を有しても良く、これによりＨＤＲＩを高温輸送容器４４に装入、または高温輸送容器４４から排出する。この第三の例示的な実施形態は、重力、または重力及びほぼ水平な装入コンベアシステムがメンテナンスで停止しているか、または問題がある場合、ＨＤＲＩを溶解炉に装入するのに有用である。高温輸送容器４４は、必要に応じて、ＨＤＲＩを製鋼施設の他の複数の炉に提供するのに使用されても良い。
【００２８】
好適な実施形態及びその特定の実施例を参照して、本発明を本願明細書に説明及び記載してきたが、他の実施形態及び実施例が類似の機能を実行及び／または同様の結果を実現できることは、当業者にとって容易に明らかである。全てのそのような同等の実施形態及び実施例は、本発明の趣旨及び範囲内にあり、その結果として考慮され、添付の請求の範囲に含まれることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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