(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石からなる装入物から、海綿鉄を製造する海綿鉄製造方法であって、ガス源（Ａ，Ｂ）から送られるＣＯおよびＨ2を含有する供給ガスが、圧縮されて、還元ガスとして作用するように還元ゾーン（２１）へ供給され、鉄鉱石との反応後、前記還元ゾーン（２１）から送出ガスとして取り出されて需要者によるさらなる使用に供される海綿鉄製造方法において、
前記ＣＯおよびＨ2を含有する供給ガスが、相互に独立しているとともに並列に接続された少なくとも２つのガス源（Ａ，Ｂ）から還元ガスとして作用するように前記還元ゾーン（２１）内へ供給され、
複数の前記ガス源（Ａ，Ｂ）のなかの１つのガス源が故障した場合に、ＣＯおよびＨ2を含有する供給ガスの不足を前記還元ゾーン（２１）から出される送出ガスの少なくとも一部をリサイクルすることにより補償し、
前記送出ガスに対しては、圧縮処理及びＣＯ2除去処理が実施され、前記送出ガスは、他の正常なガス源（ＡまたはＢ）から送られる供給ガスとともに前記還元ゾーン（２１）内へ供給されることを特徴とする海綿鉄製造方法。
【請求項２】
前記還元ゾーン（２１）から取り出された送出ガスは、ＣＯ2を除去された後にリサイクルされることを特徴とする請求項１に記載の海綿鉄製造方法。
【請求項３】
前記装入物は、フラックスをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の海綿鉄製造方法。
【請求項４】
前記ＣＯおよびＨ2を含有する供給ガスは、さらにＣＯ2除去処理および加熱処理を実施されて、前記還元ゾーン（２１）へ供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の海綿鉄製造方法。
【請求項５】
前記送出ガスは、さらに加熱処理を実施されて、他の正常なガス源（ＡまたはＢ）から送られる供給ガスとともに前記還元ゾーン（２１）内へ供給さ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海綿鉄製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載された海綿鉄製造方法において、
前記ガス源（Ａ，Ｂ）のなかの１つのガス源が故障した場合には、前記還元ゾーン（２１）からリサイクルされる前記送出ガスが、予備圧縮され、その後予備圧縮された状態で正常なガス源（ＡまたはＢ）から送られる還元ガスに混合され、そして該還元ガスとともにさらに圧縮されることを特徴とする海綿鉄製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載された海綿鉄製造方法において、
少なくとも１つの前記ガス源が、鉄鉱石を直接還元して海綿鉄を生成する第１の還元ゾーン（１２）から構成され、
溶融−ガス化ゾーン（８）内では、炭素担体および酸素含有ガスの供袷の下で海綿鉄が溶融されるとともにＣＯおよびＨ2を含有する還元ガスが生成され、
該還元ガスは、前記第１の還元ゾーン（１２）内へ供給されてこのゾーン内で反応させられ、そして前記後続の還元ゾーン（２１）への供給ガスとして取り出され、
該供給ガスに対しては、前記後続の還元ゾーン（２１）へ供給される前に、圧縮処理及びＣＯ2除去処理が実施されることを特徴とする海綿鉄製造方法。
【請求項８】
前記供給ガスに対しては、前記後続の還元ゾーン（２１）へ供給される前に、さらに加熱処理が実施されることを特徴とする請求項７に記載の海綿鉄製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載された海綿鉄製造方法において、
少なくとも１つの前記ガス源（Ａ，Ｂ）が、石炭ガス化手段から構成されていることを特徴とする海綿鉄製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載された海綿鉄製造方法において、
少なくとも１つの前記ガス源（Ａ，Ｂ）が、溶鉱炉から構成されていることを特徴とする海綿鉄製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載された海綿鉄製造方法を実施するための製造設備であって、鉄鉱石からなる装入物から、海綿鉄を製造するための還元反応炉（２０）と、還元ガス供給ダクト（１９）と、前記還元反応炉（２０）へ延びる鉱石供給ダクト（２０’）と、前記還元反応炉（２０）から延びる送出ガスダクト（２３）と、前記還元反応炉（２０）内で生成された還元生成物を排出するための排出手段（２０”）とを有して構成され、ＣＯおよびＨ2を含有する供給ガスを供給するガス源（Ａ）からは、該ガス源（Ａ）から供給される供給ガスを流通させる供給ガスダクト（１４）が延びて、この供給ガスダクト（１４）が圧縮機（１６）を介して前記還元ガス供給ダクト（１９）に連通する製造設備において、
前記ガス源（Ａ）から独立しているとともに並列に接続された少なくともＣＯおよびＨ2を含有するガスを供給する第２のガス源（Ｂ）が、同様に圧縮機（１６’）を具備する供給ガスダクト（１４’）を介して前記還元ガス供給ダクト（１９）に連通し、前記還元反応炉（２０）内で生成された送出ガスの少なくとも一部を流通させるための移送ダクト（３２）が、連結ダクト（２８）を介して直列連結可能である前記圧縮機（１６，１６’）と、ＣＯ2除去装置（１７）とを介して前記還元反応炉（２０）の前記還元ガス供給ダクト（１９）に連通して設置されていることを特徴とする製造設備。
【請求項１２】
前記装入物は、フラックスをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の製造設備。
【請求項１３】
前記供給ガスダクト（１４）は、さらにＣＯ2除去装置（１７）を介して前記還元ガス供給ダクト（１９）に連通することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の製造設備。
【請求項１４】
前記供給ガスダクト（１４）は、さらにガスヒータ（２２）を介して前記還元ガス供給ダクト（１９）に連通す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製造設備。
【請求項１５】
前記供給ガスダクト（１４’）は、さらにＣＯ2除去装置（１７）を具備することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の製造設備。
【請求項１６】
前記供給ガスダクト（１４’）は、さらにガス加熱装置（２２）を具備することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の製造設備。
【請求項１７】
前記移送ダクト（３２）は、連結ダクト（２８）を介して前記圧縮機（１６，１６’）及びＣＯ2除去装置（１７）に直列連結可能である加熱手段（２２）をさらに介して、前記還元反応炉（２０）の前記還元ガス供給ダクト（１９）に連通して設置されていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の製造設備。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の製造設備において、
前記２つのガス源（Ａ，Ｂ）から延びる２つの供給ガスダクト（１４，１４’）が、それぞれに対応する圧縮機（１６，１６’）に到達する前にバルブ手段（２４，２５，２４’，２５’）により個々に遮断可能であるとともに、連結ダクト（２６）を介して連結可能であることを特徴とする製造設備。
【請求項１９】
請求項１１〜１８のいずれか一項に記載された製造設備において、
少なくとも１つの前記ガス源が、鉄鉱石に対する第１の還元反応炉（１）と、溶融−ガス化装置（３）と、還元ガスを流通させるために前記溶融−ガス化装置（３）と前記第１の還元反応炉（１）とを連結する供給ダクト（４）と、前記第１の還元反応炉（１）内で生成された還元生成物を移送するために前記第１の還元反応炉（１）と前記溶融−ガス化装置（３）とを連結する移送ダクト（１３）と、前記第１の還元反応炉（１）から延びる送出ガス排出ダクト（１４）と、酸素含有ガスおよび炭素担体を供給するために前記溶融−ガス化装置（３）内へ開口する供給ダクト（６，７）と、前記溶融−ガス化装置（３）内に堆積された銑鉄（９）およびスラグ（１０）を排出するためのタップ（１１）とを有して構成され、
前記第１の還元反応炉（１）から延びる前記送出ガス排出ダクトが、供給ガスダクト（１４，１４’）として機能することを特徴とする製造設備。
【請求項２０】
請求項１９に記載された製造設備において、
前記２つのガス源（Ａ，Ｂ）が、それぞれ１つの溶融−ガス化装置（３）を備えた第１の還元反応炉（１）から同様に構成され、それぞれ１つの圧縮機（１６，１６’）を介し供給ガスダクト（１４，１４’）を通して後続の前記還元反応炉（２０）の前記還元ガス供給ダクト（１９）に対して流体について連通されていることを特徴とする製造設備。
【発明の詳細な説明】
本願発明は、塊状および／またはペレット状が好適であり、選択的にはフラックス状でもある金属鉱石または鉄鉱石からなる装入物から、海綿金属、特に海綿鉄をそれぞれ製造するための方法、およびこの方法を実施するための製造設備に関する。この方法においては、圧縮され、選択的にＣＯ2除去処理および加熱処理が実施された、ガス源から供給されるＣＯおよびＨ2を含有する供給ガスは、還元ガスとして作用するように還元ゾーンに供給され、金属鉱石との反応後には送出ガスとして還元ゾーンから取り出され、需要者によるさらなる使用に供され、また選択的にＣＯ2を除去した後にリサイクルされる。
上記のような種類の方法は、既にオーストリア特許公報ＡＴ−Ｂ−３９６．２５５およびドイツ特許公報ＤＥ−Ｃ−４０−３７−９７７から公知となっている。これらの公知の方法によれば、鉄鉱石を直接海綿鉄へと還元する第１の還元ゾーンからガス源が構成される。還元された海綿鉄は、溶融−ガス化ゾーン内で、炭素担体（carbon carrier）および酸素含有ガスの供給のもとで溶解され、この際生成されるＣＯおよびＨ2を含有する還元ガスが、第１の還元ゾーンに供給されるとともに、第１の還元ゾーン内で反応して、後続の還元ゾーンにおいて使用するための供給ガスとして取り出される。オーストリア特許公報ＡＴ−Ｂ−３９６．２５５によれば、供給ガスに対しては、後続の還元ゾーンに供給される前に改質炉（reformer）によりＣＯ2除去処理が実施され、同時に加熱がなされる。また、ドイツ特許公報ＤＥ−Ｃ−４０−３７−９７７によれば、ＣＯ2の除去は、ＣＯ2スクラッバー（ガス洗浄装置）により実施される。
上記の公知の方法によれば、後続の還元ゾーンから取り出された送出ガスは、浄化された後、第１の還元ゾーンから出される送出ガスと混合される。そして、このように生成された混合ガスに対して、ＣＯ2除去処理および加熱処理が実施される。その後、この混合ガスが、還元ガスとして後続の還元プロセスへ供給される。これにより、送出ガスが後続の還元プロセスへリサイクル還元ガスとして供給されるので、後続の還元ゾーンから出される送出ガス内に存在する還元物質の有効利用が図られることになる。
後続の還元ゾーンから出される送出ガスについては、外部の需要者が例えば燃料ガスとして利用したいとの要求が多々ある。送出ガスを外部需要者に提供するのであれば、後続の還元ゾーンから出される送出ガスはリサイクルされなくなるであろう。それゆえ、このような際には、いかなる場合においても還元プロセスの定常運転を維持するために、充分な量の還元ガスが確保されるように設備構築されている必要がある。特に、製造設備全体が異なる運転状態にあるときでも、例えば故障が発生した際においても、後続の還元ゾーンへの充分な量の還元ガスの供給が確保されなければならない。
当初説明した種類の方法については、ＣＯおよびＨ2を含有して還元ゾーン内へ送られ還元ガスとして作用する供給ガスが、相互に独立しているとともに並列に接続された少なくとも２つのガス源から供給され、１つのガス源が故障した場合には、供給ガスの不足を、還元ゾーンから出される送出ガスの少なくとも一部をリサイクルすることによって補償し、これにより、上記の充分な量の還元ガスを供給するという目的が達成される。この際、送出ガスに対しては圧縮処理、ＣＯ2除去処理、および選択的に加熱処理が実施され、送出ガスは他の正常なガス源から供給される供給ガスとともに還元ゾーンへ供給される。
本願発明による方法の特徴は、相互に独立しているとともに並列に接続された少なくとも２つのガス源が与えられた場合に、ガス源の１つが故障した場合においても、後続の還元ゾーン内での直接還元プロセスを継続可能である点にある。従来では、１つのガス源が故障すると、通常は後続の還元ゾーンに供給される還元ガスの量が著しく減少し、障害が生じるとともに、後続の還元ゾーン内で継続的に進行中の直接還元プロセスが中断させられる可能性もある。本願発明によれば、後続の還元ゾーンから出される送出ガスの少なくとも一部をリサイクルして活用することで、上記のような問題を回避することができる。
後続の還元ゾーンから出される送出ガスをリサイクルする場合には、第１に圧力差を低減させるために送出ガスを予備圧縮するのが好適である。そして、予備圧縮された状態の送出ガスを正常なガス源から送られる還元ガスに混合し、この混合ガスに対してさらなる圧縮を行う。この場合、リサイクルされる送出ガスの圧力を後続の直接還元プロセスにおいて必要とされる圧力レベルまで段階的に上昇させるので、（容量に換算して）それほど高価ではない圧縮機を使用して処理工程を実施することが可能である。
鉄鉱石を直接還元して海綿鉄を生成する第１の還元ゾーンと、炭素担体および酸素含有ガスの供給の下で海綿鉄を溶融する溶融−ガス化ゾーンとを備えた製造設備とは異なる他のガス源の実現手段としては、石炭ガス化プロセスおよび溶鉱炉プロセスの利用が上げられる。したがって、少なくとも１つのガス源を石炭ガス化手段または溶鉱炉として構成することが可能である。
塊状および／またはペレット状が好適であり、選択的にはフラックス状でもある金属鉱石または鉄鉱石からなる装入物から、海綿金属、特に海綿鉄をそれそれ製造する還元反応炉（reduction reactor）を備えている、本願発明による方法を実施するための製造設備は、還元ガス供給ダクトと、還元反応炉へ通じる鉱石供給ダクトと、還元反応炉から延びる送出ガス排出ダクトと、還元反応炉内で生成された還元生成物を排出する手段とを有して構成されている。この製造設備では、ガス源から供給される、ＣＯおよびＨ2を含有する供給ガスを流通させる供給ガスダクトが、供給ガスのガス源から延びて、圧縮機と、選択的にＣＯ2除去装置およびガスヒータとを介して還元ガス供給ダクトに連通している。そして、本願発明によれば、このような製造設備において、前記ガス源から独立しているとともに並列に接続された少なくともＣＯおよびＨ2を含有するガスを送る第２のガス源が、同様に、圧縮機と、選択的にＣＯ2除去装置およびガス加熱装置とを備えた供給ガスダクトを介して還元ガス供給ダクトに連通することを特徴とする。また、還元反応炉内で生成される送出ガスの少なくとも一部を流通させる移送ダクトが、連結ダクトを通して直列に連結することができる複数の圧縮機、ＣＯ2除去装置、および選択的に加熱手段を介して、還元反応炉の還元ガス供給ダクトに対して流体について連通するように設置されていることを特徴とする。
２つのガス源に対して適宜配置された複数の圧縮機は、選択的に、並列連結から直列連結に切り換えが可能である。送出ガスをリサイクルさせる場合にも、リサイクルされたガス用の別個の圧縮機を必要とはしないので、結果として費用の面で大きな節約となる。
本願発明によれば、ガス源から延びる２つの供給ガスダクトは、それぞれ圧縮機に到達する前にバルブ手段を用いることで個別的に遮断可能であり、また連結ダクトを介して相互に連結可能となっている。
本願発明の好適な実施の形態によれば、少なくとも１つのガス源が、塊状および／またはペレット状が好適である鉄鉱石のための第１の還元反応炉と、溶融−ガス化装置と、溶融−ガス化装置と第１の還元反応炉とを連結する還元ガス用供給ダクトと、第１の還元反応炉内で生成される還元生成物のために第１の還元反応炉と溶融−ガス化装置とを連結する移送ダクトと、第１の還元反応炉から延びる送出ガス排出ダクトと、酸素含有ガスおよび炭素担体の供給のために溶融−ガス化装置内へ開口する供給ダクトと、溶融−ガス化装置内に蓄積された銑鉄およびスラグを排出するためのタップとを有して構成されている。このガス源では、第１の還元反応炉から延びる送出ガス排出ダクトが、供給ガスダクトとして機能する。
２つのガス源が、それぞれ１つの溶融−ガス化装置を備えた第１の還元反応炉から同様に構成され、供給ガスダクトを通し、それぞれ１つの圧縮機を介して、後続の還元反応炉の還元ガス供給ダクトに対して流体について連通するのが好適である。
以下では、図面に示された典型的な実施の形態を参照して、本願発明をより詳細に説明する。ここで、図１は本願発明による製造設備を示すブロック図である。図２および図３は、それぞれ１つのガス源が故障した際におけるガスの流通経路を説明するための図である。図４は、実現可能なガス源の実施の形態を示す図である。
図１に示され、供給ガスを供給する２つのガス源ＡおよびＢは、以下に述べるように構成されるのが好適である。
塊状の鉄鉱石および／またはペレット状の鉄鉱石が、選択的にはフラクシング材料を伴って、移動床（moving bed）の形成の下に、図示されない移送量調節システムを通して移送手段２により、第１の還元反応炉１を構成するシャフト炉内へ上方から搬入される。シャフト炉１は溶融−ガス化装置３と連結され、溶融−ガス化装置３内では石炭と酸素含有ガスとから還元ガスが生成され、この還元ガスが供給ダクト４を通してシャフト炉１内へ供給される。供給ダクト４の内部には、乾燥型塵埃除去処理を実施するためのガス浄化手段４’が選択的に設置される。
“移動床”という用語は、通常は、連続的に移動する物質の流れを意味するものとして理解されている。移動床において移動する粒子は、反対方向から流れ込む還元ガスと接触する。上記の物質の流れは、重力を利用することで下向きに継続して移動するように設定されるのが好適である。
シャフト炉１に代えて、還元反応炉として、ベンチュリ流動床（fluidized bed）、循環型流動床、流動床を備えた反応炉（reactor）を設置するか、あるいは可動型火格子（traveling grate）または回転型管状キルン（rotary tubular kiln）を備えた反応炉を設置するのも可能である。
溶融−ガス化装置３は、固体状炭素担体を供給するための供給ダクト５と、酸素含有ガスを供給するための供給ダクト６と、選択的に、室温で液体状または気体状である、炭化水素等の炭素担体および石灰フラックス（calcined flux）を供給するための供給ダクト７とを有して構成されている。溶融−ガス化装置３の内部では、溶融した銑鉄９および溶融したスラグ１０が、溶融−ガス化ゾーン８の下部に堆積し、タップ１１を通して排出される。
シャフト炉１内の直接還元ゾーン１２内で海綿鉄へ還元された鉄鉱石が、シャフト炉１と溶融−ガス化装置３とを連結する移送ダクト１３を通して例えば送り出しウォーム（delivery worm）等の手段を用いて、直接還元ゾーン１２内で生成された石灰フラックスとともに直接還元ゾーン１２から導入される。直接還元ゾーン１２内の還元ガスから生成され、後続の還元プロセスに対する供給ガスとして用いられる送出ガスのためのダクト１４が、シャフト炉１の上部に連結されている。
上記のような構造を有するそれぞれのガス源ＡおよびＢからは、（ガス源Ａに対する）供給ガスダクト１４、および（ガス源Ｂに対する）供給ガスダクト１４’を通して送出ガスが供給され、この送出ガスに対しては、第１に、できる限り塵埃、微粒子等を除去するとともに水蒸気成分を低減するために、スクラッバー１５内で浄化処理が実施される。（ガス源Ａに対する）圧縮機１６および（ガス源Ｂに対する）圧縮機１６’により、送出ガスは引き続いてＣＯ2除去装置１７（例えばＣＯ2スクラッバー、または圧力変動吸着装置（pressure-swing adsorption plant））を通過させられる。このＣＯ2除去装置１７では、送出ガスからＣＯ2ができる限り除去される。
図１に示されるように、ガス源ＡおよびＢは、相互に並列に配置されており、圧縮機１６および１６’の後方の位置において連結される供給ガスダクト１４および１４’を備えている。これにより、ガス源ＡおよびＢからの２つの供給ガスは、混合状態でＣＯ2除去装置へ送られる。結果的に、単一のＣＯ2除去装置１７のみが必要とされるのみであり、これはガス源ＡおよびＢからの供給ガスが類似または同一の化学組成を有する場合に特に有効である。
ＣＯ2除去装置１７から排出されたガスは、選択的に脱硫装置１８へ送られる。そして、ＣＯ2が除去された供給ガスは、後続の還元プロセスにおいての利用が可能となる。還元ガス供給ダクト１９を通して、送出ガスは、シャフト炉２０として構成されている第２の還元反応炉へ供給される。シャフト炉２０には第１のシャフト炉１と同様に移動床が形成されており、シャフト炉２０は逆流原理（counter-current principle）に基づいて運転される。この第２のシャフト炉２０では、金属鉱石、好ましくは塊状および／またはペレット状の鉄鉱石が、還元ゾーン２１内において直接的に還元されて海綿鉄が生成される。鉱石供給ダクトは参照番号２０’で示され、海綿鉄排出手段は参照番号２０”で示されている。
第２のシャフト炉２０内では、マンガン鉱石、鉛鉱石、および亜鉛鉱石等の金属鉱石に対して、同様に部分的なまたは完全な還元処理が実施される。
ガス源ＡおよびＢから送られて混合された供給ガスはＣＯ2除去装置により相当に冷却されるので、ＣＯ2除去装置から排出された還元ガスは、第２のシャフト炉２０へ供給される前にガスヒータ２２内で加熱される。還元ガスの温度は、ガスヒータ２２により、第２のシャフト炉２０内での還元工程に必要とされる温度である摂氏６００度から摂氏９００度の間の温度にまで上昇させられる。また、Ｈ2を多く含有する還元ガスについては、摂氏９００度以上の温度範囲も考慮される。
送出ガスダクト２３を通して第２のシャフト炉２０から取り出される送出ガスに対しては、その使用目的に応じて、塵埃、微粒子等を除去するとともに水蒸気成分を低減させるために、（図示されない）送出ガススクラッバー内で同様に浄化処理および冷却処理が実施される。これにより、送出ガスを需要者に供給するための準備が完了する。
それぞれの供給ガスダクトには第１のバルブ２４，２４’および第２のバルブ２５，２５’が取り付けられており、これらすべてのバルブは圧縮機１６の前方に配置されている。第１のバルブと第２のバルブ２４と２５、または２４’と２５’との間にはそれぞれ連結ダクト２６が設置され、この連結ダクト２６により２つのガス源ＡおよびＢから延びる供給ガスダクト１４と１４’とが連結される。また、連結ダクト２６には、バルブ２７が取り付けられている。
ガス源Ａの供給ガスダクト１４からは、供給ガスダクト１４，１４’を連結する別の連結ダクト２８が圧縮機１６の後方の位置から延びており、この連結ダクト２８にも同様にバルブ２９が取り付けられている。そして、連結ダクト２８は、他方のガス源Ｂの圧縮機１６’の前方かつガス源Ｂの第２のバルブ２５’の後方である位置において、ガス源Ｂの供給ガスダクト１４’内へ開口している。供給ガスダクト１４には、別の連結ダクト２８が分岐する分岐点よりも後方の位置にさらなるバルブ３０が取り付けられている。
後続のシャフト炉２０の送出ガスダクト２３からは、バルブ３１を具備する移送ダクト３２が分岐し、この移送ダクト３２は、ガス源Ａに対応して設置された圧縮機１６の前方の位置においてガス源Ａの供給ガスダクト１４に接続されている。
以下では、この製造設備の動作作用を説明する。
両方のガス源から、後続の還元設備、すなわち後続のシャフト炉２０へおおよそ等しいレベル（分量、化学組成について）で供給ガスが供給されている場合には、供給ガスダクト１４および１４’のすべてのバルブは開放され、後続のシャフト炉２０内で生成される送出ガスをリサイクルさせるように機能する移送ダクト３２のバルブ３１と、供給ガスダクト１４，１４’間の連結ダクト２６および２８のバルブ２７および２９とは閉鎖されている。
図２に示されるようにガス源Ａが故障した場合には、移送ダクト３２のバルブ３１が開放された後に、後続のシャフト炉２０内で生成された送出ガスの一部が、移送ダクト３２を通して供給ガスダクト１４へ供給される。この際、リサイクルされた送出ガスは、例えば大気圧より約０．３バール高い圧力を有している。リサイクルされた送出ガスは、圧縮機１６と、圧縮機１６の後方位置において供給ガスダクト１４から分岐する連結ダクト２８とを介して他方の正常なガス源Ｂに対して設置されている圧縮機１６’へ導かれ、ガス源Ｂから送られる供給ガスと混合され、そしてガス源Ｂに対して設置された圧縮機１６’により圧縮される。最初の圧縮工程により圧力は大気圧より例えば約１．５バール高くなり、圧縮機１６’での第２の圧縮工程により圧力はシャフト炉２０で必要とされる圧力になるように大気圧より例えば約３バール高くなる。上記のようにガス源Ａが故障した場合には、図２において黒く塗られたバルブ２４，３０，２７は開鎖され、バルブ３１，２４’，２５’，および２９は開放される。図２（および同様に図３）においては、ガスの流通経路は破線により示されている。
図３に示されるようにガス源Ｂが故障した場合には、後続のシャフト炉２０からリサイクルされた送出ガスは、同様に供給ガスダクト１４’への別の連結ダクト２８を介してガス源Ｂへ供給され、ガス源Ａからの供給ガスも同様に第１の連結ダクト２６を介してガス源Ｂの供給ガスダクト１４’内へ供給される。この間、バルブ２５，３０，２４’は閉鎖され、バルブ３１，２４，２７，２９，および２５’は開放される。
還元反応炉２０の炉の容量および圧縮機１６，１６’の実際の容積に応じて、利用可能な送出ガスの１００％に達するまでのリサイクルが可能である。しかし、この場合、不活性ガスの部分を考慮に入れることが必要である。
本願発明は、図面に例示された典型的な実施の形態に限定されるものではなく、他の複数の実施の形態を包括するものである。本願発明において本質的に要求されるのは、２つのガス源ＡおよびＢが同時に運転されている際にはガスの供給に関して２つの圧縮機１６，１６’が並列に連結可能であるように構成されているのが必要とされ、２つのガス源ＡおよびＢのいずれか一方が故障した場合に圧縮機１６，１６’が直列に連結可能であるように構成されているのが必要とされることである。本願発明の内容は、３つ以上のガス源が利用される場合において、それぞれのガス源に対応するように設置された複数の圧縮機に対しても適用されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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