JP2000510537A - 流動床を使用することにより溶融銑鉄及び還元鉄を製造するための装置、並びにそのための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 微粉鉄鉱石を用いて溶融銑鉄を製造するための装置及び方法を開示する。石炭を用いて還元ガスを生成し、微粉鉄鉱石を用いて溶融鉄及び還元鉄を単純且つ効率の良い方法で製造する。本発明の、燃料として石炭を直接使用することにより溶融鉄を製造するための装置は、以下のように特徴づけられる。高温還元ガスを溶融気化器（１１）から流動床石灰石カ焼炉（１２）に送って石灰石をカ焼する。その後、該還元ガスを第二の流動床還元炉（１３）に供給して還元鉄を直接製造する。第二の流動床還元炉（１３）からの排気ガスを第一の流動床炉（１４）（第二の流動床還元炉（１３）の上に配置されている）に供給して微粉鉄鉱石を予熱及び予備還元する。カ焼された石灰石及び最終的に還元された鉄を溶融気化器（１１）に供給して溶融銑鉄を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】 流動床を使用することにより溶融銑鉄及び還元鉄を製造するための装置、並びに そのための方法発明の分野 微粉鉄鉱石を使用することにより溶融銑鉄及び直接還元された鉄を製造するた めの装置、並びに該装置を使用することにより溶融銑鉄を製造するための方法に 関する。発明の背景 米国特許第４，９７８，３８７号は、原鉄鉱石及び石炭を前処理を行うことな く使用することにより溶融銑鉄を製造するための典型的な方法を開示する。 この米国特許によると、原鉄鉱石及び石炭を直接使用するため、他の高炉とは 異なり、焼結及びコークス化のような前処理工程を飛ばすことができ、これによ り工程及び製造設備を単純化することができる。 図１に示すように、米国特許第４，９７８，３８７号の装置４００は：石炭を 気化し、還元鉄を溶融するための溶融気化器(melter-gasifier)４１０；溶融気 化器４１０で製造された還元ガスを用いることにより間接的に鉄鉱石を還元する ための充填床型予備還元炉４３２；並びに他の補助設備を含む。 補助設備には、サイクロン４１１，リサイクル装置４１２、溶融カ焼器(melte r-calciner)４１３、並びにベンチュリースクラバ４３３及び４３４が含まれる 。 溶融気化器４１０内では、石炭は気化され、間接的に鉄鉱石を還元するための 還元ガスを生成する。さらに、ここでは、発生した熱を、予備還元炉４３２で間 接的に還元された還元鉄を溶融するのに使用する。ところで、予備還元炉４３２ では、溶融気化器４１０の還元ガスを原鉄鉱石及び添加剤を間接的に還元するの に使用する。このように製造された還元鉄は、連続的に排出され、溶融気化器４ １０に投入される。 しかしながら、この方法においては、原料は凝集物（８−３５ｍｍ）の形態で 使用され得る。従って、原料において限界が生じる。即ち、全世界の鉄鉱石の生 産量の８０％以上が微粉鉄鉱石であるが、上記の設備は塊状の鉄鉱石及び高価な ペレットしか使用できず、これは深刻な不利益である。 ところで、米国特許第５，１９２，４８６号は、微粉鉄鉱石を用いる直接的鉄 鉱石還元装置を開示している。 図２に示すように、この装置５００は：燃焼室５４７により加熱された熱空気 により鉄鉱石を予熱するための流動床型予熱炉５４４；３段階の還元炉５４１， ５４２及び５４３；還元ガスを生成するためのガス改質器５４５；ガス改質器５ ４５を加熱するための熱交換器５４６；ガスクリーニングスクラバ５４９及び５ ５０；並びにブリケッティング装置５１６を含む。 ガス改質器は天然ガスを改質して鉄鉱石の還元のための還元ガスを生成させる 。その後、改質されたガスは熱交換器５４６により加熱され、最終還元炉５４１ に供給される。還元ガスは第二の予備還元炉５４２及び第一の予備還元炉５４３ を順に通り、ガスクリーニングスクラバ５４９により浄化され、熱交換器５４６ を通って循環される。微粉鉄鉱石は、予熱炉に供給されて予熱され、その後第一 の予備還元炉５４３、第二の予備還元炉５４２及び最終還元炉５４１を順に通り 、最終的に還元される。還元鉄はブリケッティング装置５１６により凝集し、団 鉱になる。 上記の設備は、天然ガスを使用し、４段階の流動床型の炉を必要とする。従っ て、設備が非常に複雑になり、そのため初期設備コストが高く、操作も非常に複 雑である。発明の概要 本発明は従来技術における上記不利益を克服することを目的とするものである 。 従って、本発明の目的は、石炭を用いて還元ガスを生成し、微粉鉄鉱石を用い て溶融鉄及び還元鉄を単純且つ効率の良い方法で製造する、微粉鉄鉱石を用いて 溶融鉄を製造するための装置及び方法を提供することにある。 上記目的を部分的または全体として達成するために、本発明の、燃料として石 炭を直接使用することにより溶融鉄を製造するための装置は、高温還元ガスを溶 融気化器から流動床石灰石カ焼炉に送って石灰石をカ焼し；該還元ガスを第二の 流動床還元炉に供給して還元鉄を直接製造し；第二の流動床還元炉からの排気ガ スを第一の流動床炉（第二の流動床還元炉の上に配置されている）に送って微粉 鉄鉱石を予熱及び予備還元し；そしてカ焼された石灰石及び最終的に還元された 鉄を溶融気化器に供給して溶融鉄を製造することを特徴とする。 本発明の別の観点において、本発明の、燃料として石炭を直接使用することに より溶融鉄を製造するための装置は：高温還元ガスを溶融気化器から流動床石灰 石カ焼炉に送って石灰石をカ焼し；該還元ガスを第二の流動床還元炉に供給して 還元鉄を直接製造し；第二の流動床還元炉からの排気ガスを第一の流動床炉（第 二の流動床還元炉の上に配置されている）に送って微粉鉄鉱石を予熱及び予備還 元し、これにより還元鉄を製造することを特徴とする。 本発明のさらに別の観点において、本発明の、燃料として石炭を直接使用する ことにより溶融鉄を製造するための装置は：溶融気化器の高温還元ガスを第三の 流動床還元炉に送って微粉鉄鉱石及び微粉添加剤を最終的に還元及びカ焼し；こ の還元ガスを第二の流動床還元炉に供給して微粉鉄鉱石及び微粉添加剤の二回目 の予備還元及びカ焼を行い；その排気ガスを微粉鉄鉱石及び微粉添加剤の最初の 予備還元及びカ焼を行うための第一の流動床還元炉（第二の流動床還元炉の上に 配置されている）に供給し；そしてカ焼された添加剤及び最終的に還元された鉄 を溶融気化器に供給し、これにより溶融鉄を製造することを特徴とする。 本発明のさらに別の観点において、上記装置を使用することにより溶融鉄を製 造する方法が提供される。図面の簡単な説明 本発明の上記の目的及び他の利点は、添付図面を参照して本発明の好ましい実 施態様を詳細に記載することにより、より明らかになるであろう。 図１は、従来の溶融鉄製造装置の模式図である。 図２は、他の従来の溶融鉄製造装置の模式図である。 図３は、本発明の溶融鉄製造装置の模式図である。 図４は、本発明の還元鉄製造装置の模式図である。 図５は、本発明の溶融鉄製造装置の別の実施態様の模式図である。好ましい実施態様の詳細な説明 図３は、本発明の溶融鉄製造装置の模式図である。 図３に示すように、本発明の溶融鉄製造装置１００は、石炭を気化するため及 び還元された鉄鉱石を溶融するための溶融気化器１１；溶融気化器１１の排気ガ スを用いることにより石灰石をカ焼するための第三の流動床カ焼器１２；微粉鉄 鉱石を間接的に還元するための第二の流動床還元炉１３；微粉鉄鉱石を予熱及び 予備還元するための第一の流動床還元炉１４；ダスト（溶融気化器１１の還元ガ スから分離された）をダストリサイクル装置１１２に送り、排気ガス（ダストか ら分離された）を第三の流動床カ焼炉１２に供給するためのダストサイクロン１ １１；微細なダストをダストリサイクル装置１１２から溶融気化器１１に噴出す るための溶融気化器１１に取り付けられた溶融バーナー１１３；及び第一から第 三の流動床炉１２，１３及び１４の排気ガスから微細なダストを捕集して、該ダ ストを各流動床炉に再循環させるための循環サイクロン１２１，１３１及び１４ １を含む。 好ましくは、本発明の装置は、さらに、第一の流動床炉１４の第一の循環サイ クロン１４１からの排気ガスを受けて、残留するダストを捕集し、且つそれらを 冷却するためのベンチュリースクラバ１５；及び／または第二の流動床炉１３及 び第一の流動床炉１４の上流に配置され、酸素を受け、還元ガスを加熱するため の第二の及び第一のガスヒーター１３２及び１４２を含む。 原料供給管１４ｆは、微粉鉄鉱石及び添加剤を供給するために、第一の流動床 還元炉１４に接続される。鉄鉱石を供給するために、第一の流動床還元炉１４は 、第一の還元鉄排出管１４ａを介して第二の流動床還元炉１３に接続されている 。 さらに、ガスを供給するために、炉１４は第一のガス供給管１４ｂを介して第二 の流動床炉１３に接続されている。排気ガスを排出するために、第一の排気ガス 排出管１４ｃは、炉１４の上端部に接続され、該管１４ｃは第一の循環サイクロ ン１４１に接続されている。 さらに、第一の流動床還元炉１４は、ダストを受けるために、第一のダスト循 環管１４ｄを介して第一のサイクロン１４１に接続されている。 ベンチュリースクラバ１５は、第二の排気ガス排出管１４ｅを介して第一の循 環サイクロン１４１に接続されている。 第二の流動床還元炉１３は、第二の還元鉄排出管１３ａを介して溶融気化器１ １に連通している。該炉１３は、ガスを受けるために、その下端部から第二のガ ス供給管１３ｂを介して第三の流動床カ焼器１２に連通している。排気ガスを排 出するために、第三の排気ガス排出管１３ｃが炉１３の上端部に接続されている 。この排気ガス排出管１３ｃは、第二の循環サイクロン１３１に連通している。 排気ガスをダストから分離された排気ガスと共に第一の流動床還元炉１４に供 給するために、第四の排気ガス排出管１３ｅが、第一のガス供給管１４ｂを介し て第二の循環サイクロン１３１に接続されている。第一のガスヒーター１４２は 、第一のガス供給管１４ｂと第四の排気ガス排出管１３ｅとの間に取り付けられ ている。 さらに、第二の流動床還元炉１３が、ダスト循環管１３ｄを介して第二の循環 サイクロン１３１に接続されており、そこからダストを受ける。 第三の流動床カ焼炉１２は、石灰石を受けるために、石灰石源（図示せず）に 接続された石灰石供給管１２ｆに接続されている。さらに、該炉１２はカ焼生石 灰を排出するために、生石灰排出管１２ａに接続されている。該管１２ａは、第 二の還元鉄排出管１３ａに接続されている。従って、第三の流動床カ焼炉１２は 、生石灰排出管１２ａと第二の還元鉄排出管１３ａとを介して、溶融気化器１１ に連通している。 ガスを受けるために、第三の流動床カ焼炉１２は、その下端部から、第三のガ ス供給管１２ｂを介して、ダストサイクロン１１１に接続されている。さらに、 ガスを排出するために、第五の排気ガス排出管１２ｃが炉１２の上端部に接続さ れており、第五の排気ガス排出管１２ｃは、第三の循環サイクロン１２１に接続 されている。 第三の循環サイクロン１２１は、排気ガスを第二の流動床還元炉１３に該ガス からダストが分離された状態で供給するために、ガス供給管１３ｂに接続されて いる第六の排気ガス排出管１２ｅに接続されている。第二のガスヒーター１３２ は、好ましくは第二のガス供給管１３ｂと第六の排気ガス排出管１２ｅの間に取 り付けられる。 カ焼炉１２は、ダストを受けるために、第三のダスト循環パイプ１２ｄを介し て第三の循環サイクロン１２１に接続されている。 還元ガス排出管１１ａは、溶融気化器１１に接続され、ダストサイクロン１１ １にも連通する。従って、溶融気化器１１はガスを供給するためのダストサイク ロン１１１と連通する。 ダストリサイクル装置１１２は、ダスト排出管１１ｂを介して上記で配置され たダストサイクロン１１１に連通し、ダスト導入管１１ｃを介して溶融気化器１ １上に取り付けられた溶融バーナー１１３に連通する。 図４は、本発明による還元鉄製造装置の模式図である。 図４に示すように、還元鉄製造装置２００は、図３の溶融還元装置１００とは 異なり、第二の流動床還元炉１３の第二の還元鉄排出管１３ａが、溶融気化器１ １に接続せず、外部に連通するか、またはブリケッティング装置１６に連通する ように構成されている。 さらに、図３の溶融還元装置１００とは異なり、本発明の還元鉄製造装置２０ ０は、第二の流動床還元炉１３の第二の還元鉄排出管１３ａが、溶融気化器１１ には連通せず、外部に連通するか、またはブリケッティング装置１６に連通する ように構成されている。同時に、生石灰を流動床カ焼炉１２からブリケッティン グ装置１６に供給するために、生石灰供給管１２ｇが、流動床カ焼炉１２とブリ ケッティング装置１６との間に接続されている。 図５は、本発明の溶融鉄製造装置の他の実施態様の模式図である。 図５に示すように、本発明の溶融鉄製造装置３００は、石炭の気化のため及び 還元鉄の溶融のための溶融気化器３１；溶融気化器３１の排気ガスを利用して微 粉鉄鉱石を最終的に還元し、微粉添加剤をカ焼するための第三の流動床還元炉３ ２；二回目に、微粉鉄鉱石を予備還元し、微粉添加剤をカ焼をするための第二の 流動床還元炉３３；最初に、微粉鉄鉱石及び微粉添加剤を予備還元し、カ焼する ための第一の流動床還元炉３４；ダスト（還元ガスから分離された）を溶融気化 器３１からダストリサィクル装置３１２まで送り、排気ガス（ダストを分離した ）を第三の流動床還元炉３２に供給するためのダストサイクロン３１１；ダスト リサイクル装置３１２からの微細なダストを受け、溶融気化器３１に入れるため の、溶融気化器３１上に取り付けられた溶融バーナー３１３；流動床還元炉３２ ，３３及び３４の排気ガスからの微細なダストを捕集し、それらを各流動床炉に 循環させるための循環サイクロン３２１，３３１及び３４１を含む。 好ましくは、本発明の溶融鉄製造装置は、さらに、第一の流動床還元炉３４の 第一の循環サイクロン３４１からの排気ガスを受けて、残留するダストを捕集し 、冷却するためのベンチュリースクラバ３５；及び／または第一の流動床還元炉 ３４及び第二の流動床還元炉３３の上流に取り付けられ、酸素を導入し、還元ガ スの温度を調節するための第一の及び第二のガスヒーター３４２及び３３２を含 む。 微粉鉄鉱石及び微粉添加剤を受けるために、第一の流動床還元炉３４は原料供 給管３４ｆに接続されている。 原料供給管３４ｆは、微粉鉄鉱石供給源（図示せず）に接続された第一の微粉 鉄鉱石供給管３４ｆ１に接続されている。さらに、管３４ｆは、添加剤供給源（ 図示せず）に接続された第二の添加剤供給管３４ｆ２に接続されている。 第一の流動床還元炉３４は、鉄鉱石を送るために、第一の還元鉄排出管３４ａ を介して第二の流動床還元炉３３に連通している。さらに、炉３４は、ガスを受 けるために、その下端部から第一のガス供給管３４ｂを介して第二の流動床還元 炉３３に接続されている。炉３４は、排気ガスを排出するために、その上端部か ら第一の排気ガス排出管３４ｃに接続されており、第一の排気ガス排出管３４ｃ は、第一の循環サイクロン３４１に接続されている。 流動床還元炉３４は、ダストを循環させるために、第一のダスト循環管３４ｄ を介して第一の循環サイクロン３４１に連通している。 ベンチュリースクラバ３５は、第二の排気ガス排出管３４ｅを介して第一の循 環サイクロン３４１に接続されている。 第二の流動床還元炉３３は、第二の還元鉄排出管３３ａを介して第三の流動床 還元炉３２に連通している。この炉３３は、その下端部から第二のガス供給管３ ３ｂを介して第三の流動床還元炉３２に接続されており、その上端部は第三の排 気ガス排出管３３ｃに接続されている。 第三の排気ガス排出管３３ｃは、第二の循環サイクロン３３１に連通しており 、従って、第二の流動床還元炉３３は、ダストを循環させるために、第二のダス ト循環管３３ｄを介して第二の循環サイクロン３３１に連通している。 第二の循環サイクロン３３１は、第四の排気ガス排出管３３ｅに接続されてお り、この管３３ｅは、排気ガスを微細なダストから分離した後に第一の流動床還 元炉３４に供給するために、第一のガス供給管３４ｂに接続されている。好まし くは、第一のガスヒーター３４２が、第一のガス供給管３４ｂと第四の排気ガス 排出管３３ｅとの間に取り付けられている。 第三の流動床還元炉３２は、第二の添加剤供給管３２ｆに接続されており、こ の管３２ｆは、石灰石またはドロマイトのような添加剤を添加剤供給源（図示せ ず）から供給するために、第一の添加剤供給管３４ｆ２に接続されている。 第三の流動床還元炉３２は、最終的に還元された鉄及びカ焼生石灰を溶融気化 器３１に送るための第三の還元鉄排出管３２ａに接続されており、この管３２ａ は溶融気化器３１に接続されている。 即ち、第三の流動床還元炉３２は、第三の還元鉄排出管３２ａを介して溶融気 化器３１に連通している。 さらに、この第三の流動床還元炉３２は、ガスを受けるために、その下端部か ら第三のガス供給管３２ｂを介してダストサイクロン３１１に接続されている。 この炉３２の上端部は、排気ガス排出のための第五の排気ガス排出管３２ｃに接 続されている。この管３２ｃは、第三の循環サイクロン３２１に接続されている 。 第三の循環サイクロン３２１は、第六の排気ガス排出管３２ｅに接続されてお り、この管３２ｅは、排気ガスを微細なダストから分離した後に第二の流動床還 元炉３３に供給するために、第二のガス供給管３３ｂに連結されている。好まし くは、第二のガスヒーター３３２は、第二のガス供給管３３ｂと第六の排気ガス 排出管３２ｅの間に取り付けられる。 さらに、第三の流動床還元炉３２は、ダストを受けるために、第三のダスト循 環管３２ｄを介して、第三の循環サイクロン３２１に連通している。 溶融気化器３１は、還元ガス排出管３１ａに接続されており、該管３１ａはダ ストサイクロン３１１に接続されている。従って、溶融気化器３１はガスを送る ためにダストサイクロン３３１に連通している。 ダストリサイクル装置３１２は、ダスト排出管３１ｂを介してダストサイクロ ン３１１に連通しており、ダスト導入管３１ｃを介して溶融気化器３１に取り付 けられた溶融バーナー３１３に接続されている。 ここで、本発明の溶融鉄製造装置及び還元鉄製造装置を用いることにより溶融 鉄及び還元鉄を製造する方法について説明する。 これは、図３及び４の装置を参照しながら記載する。 粒径が８ｍｍ以下の微粉鉄鉱石と添加剤を、第一の流動床還元炉１４内に投入 する。第一の流動床還元炉１４内で、投入された微粉鉄鉱石を加熱し、第二の流 動床還元炉１３から供給される還元ガスにより予備還元する。ここで、該流動床 は、好ましくは、７００〜８００℃の温度に維持されるべきである。これは、鉄 鉱石が赤鉄鉱（Ｆｅ₂Ｏ₃）から磁鉄鉱（Ｆｅ₃Ｏ₄）に変わるのを防ぐための条件 である。即ち、６５０℃より低い温度に維持されると、赤鉄鉱の鉄鉱石が磁鉄鉱 に変わった後に還元されることになる。磁鉄鉱相が生成して安定化すると、還元 速度が遅くなり、必要な時間が長くなる結果となる。さらに、ガス利用率が低下 し、その結果燃料コストが高くなる。温度が８００℃より高温で維持されると、 第一のガスヒーター１４２がより多くの酸素を要求し、供給される酸素の温度が 過剰に上昇し、結果としてスティッキングの問題が起こり得る。従って、流動床 の最も好ましい温度は、約７８０℃、または７５０〜８００℃である。供給され たガスの温度が低すぎる場合は、適当な量の酸素を第一のガスヒーター１４２に 供給し、還元ガスの一部を燃焼させ、これにより、流動床の温度を調節すること ができる。第一の流動床還元炉１４に供給される還元ガスは、第二の流動床炉１ ３内で還元反応を既に進行させており、従ってかなりの量のＣＯ₂を含み、ガス 酸化率は、約２０％〜３０％である。 第一の流動床還元炉１４内で３０〜５０％の割合まで予備還元された予備還元 鉄鉱石は、第二の流動床還元炉１３に投入される。第二の流動床還元炉１３は、 流動床カ焼炉１２から供給される酸化率５〜１０％の還元ガスを利用し、その結 果、予備還元された鉄鉱石（第一の流動床還元炉１４から供給された）を９０％ 以上の還元率まで還元し、これにより最終的に還元された鉄を製造する。ここで 、反応室内の流動床は、好ましくは約８５０℃、または８３０〜８７０℃の温度 に維持すべきである。流動床の温度が８３０℃より低いと、還元率が低下するで あろう。流動床の温度が８７０℃より高いと、高温によるスティッキングの問題 が生じ得る。 第二の流動床還元炉１３により還元された還元鉄は、溶融鉄を生じさせるため に溶融気化器１１に投入しても、還元鉄団鉱を生じさせるために高温ブリケッテ ィング装置１６に供給してもよい。 溶融気化器１１には石炭を投入し、鉄鉱石を還元するため、及び石灰石または ドロマイトをカ焼するための還元ガスを生成する。この条件下で、燃焼熱を用い ることにより、第二の流動床還元炉１３の微粉還元鉄及び流動床カ焼炉１２の生 石灰を一緒に溶融して溶融鉄を製造することができる。溶融気化器は、上方の還 元炉及びカ焼炉とは異なり、固定床タイプであり、従って、石炭充填床を形成さ せるためには、石炭は少なくとも８０％の量が８〜５０ｍｍの粒径を有するべき である。溶融気化器１１においては、通常の軟質石炭を使用してもよく、必要で あれば、コークスまたは無煙炭を使用しても良い。しかしながら、軟質石炭に含 まれている揮発性の有機物質を完全に分解すべきであるならば、溶融気化器１１ の排気ガスの温度を少なくとも１０００℃以上にすべきである。温度がそれより 低いと、有機物質（タール）が完全には分解せず、タールが低温領域（水処理装 置のような）で沈積し、フローラインを詰まらせることになる。しかしながら、 温度が上記で特定したレベルよりはるかに高いと、燃料コストが増加する。従っ て、適当な温度範囲は１０００〜１１００℃である。溶融気化器１１内で製造さ れる還元ガスは、上記のように高温である。従って、該ガスが非常に高温である ため、第二の流動床還元炉１３に直接供給することができない。即ち、この還元 ガスの温度が高すぎると、鉄鉱石中にスティッキングの問題が生じる。 そのような問題を解決するために、流動床石灰石カ焼炉１２を溶融気化器の上 に取り付ける。即ち、石灰石のカ焼は化学的には下記の意味である。即ち、石灰 石ＣａＣＯ₃からＣＯ₂が分離し、ＣａＯ、即ち生石灰が生じる。この反応は熱を 必要とする。従って、本発明において、流動床カ焼炉１２は溶融鉄の製造に必要 な生石灰を製造するだけでなく、還元ガスの温度を調節することもできる。生石 灰は、鉄鉱石の脈石をスラグに分離するための添加剤である。 例えば、石炭を溶融気化器１１内で燃焼させると、還元ガスの生産量は溶融鉄 １トン当たり約１７００〜１８００Ｎｍ³であり、該ガスの温度を１０００〜１ １００℃から９００℃に低下させるために放出されるべき熱量は、溶融鉄１トン 当たり８０〜１２０Ｍｃａｌである。ところで、石灰石（ＣａＣＯ₃）をカ焼し て生石灰（ＣａＯ）を生じさせるには、石灰石１ｋｇ当たり４３０ｋｃａｌの熱 量が必要である。１トンの溶融鉄を生産するのに約３６０ｋｇの石灰石が必要な ので、添加剤処理のための熱量は、石灰石のカ焼及び常温から９００℃までの石 灰石の温度の上昇を考慮に入れると、溶融鉄１トン当たり約２４０Ｍｃａｌとな る。 従って、溶融鉄１トンを生産するのに約３０〜５０％の添加剤を流動床カ焼炉 １２で処理することができる。残りの５０〜７０％の添加剤は、第一の流動床還 元炉１４に投入し、微粉鉄鉱石の還元と同時にカ焼すべきである。流動床カ焼炉 １２によりカ焼された添加剤は、還元された微粉鉄鉱石と共に溶融気化器１１に 投入し、溶融鉄及びスラグを生産する。 第二の流動床還元炉１３の温度を、約８５０℃に最適化し、第一の流動床還元 炉１４を好ましくは７８０℃に調節する。目的温度に調節し、安定に維持するに は、第二のガスヒーター１３２及び第一のガスヒータ１４２を、各々の反応炉の 上流に取り付ける。溶融気化器１１から生じる還元ガスの熱量は、約３０００ｋ ｃａｌ／Ｎｍ³である。還元ガスの温度を１００℃上げるための熱量は、約３０ ｋｃａｌ／Ｎｍ³である。従って、溶融鉄１トンを生じるのに排出される還元ガ スの量が１７−１８Ｎｍ³（還元ガスの１％）の酸素により燃焼するとき、上記 量の還元ガスは１００℃上がることができる。ここで、必要な酸素の量は、溶融 鉄１トン当たり８−９Ｎｍ³である。この方法において、酸素の量を調節しなが らガスヒーターに導入すると、温度を要求されたレベルまであげることができる 。 ここで、図５の装置を用いて溶融鉄を製造する方法を記載する。 粒径が８ｍｍ以下の微粉鉄鉱石と添加剤を、各々微粉鉄鉱石供給管３４ｆ１及 び第一の添加剤供給管３４ｆ２を介して原料供給管３４ｆに投入する。その後、 これらを原料供給管３４ｆを介して第一の流動床還元炉３４に供給する。 添加剤供給管３４ｆ２及び原料供給管３４ｆを介して供給された微粉添加剤は 、好ましくは溶融鉄の製造に要求される全添加剤量の５０〜７０％の量である。 第一の流動床還元炉３４に投入した微粉鉄鉱石を、予備加熱し、第二の流動床 還元炉３３を通った後に供給される還元ガス（即ち、第二の流動床還元炉３３の 排気ガス）により予備還元され、この間に添加剤はカ焼される。 この条件下で、流動床は、好ましくは、７００〜８００℃の温度に維持される べきである。これは、鉄鉱石が赤鉄鉱（Ｆｅ₂Ｏ₃）から磁鉄鉱（Ｆｅ₃Ｏ₄）に変 わるのを防ぐための条件である。即ち、６５０℃より低い温度に維持されると、 赤鉄鉱の鉄鉱石が磁鉄鉱に変わった後に還元されることになる。磁鉄鉱相が生成 して安定化すると、還元速度が遅くなり、必要な時間が長くなる結果となる。さ らに、ガス利用率が低下し、その結果燃料コストが高くなる。温度が８００℃よ り高温で維持されると、第一のガスヒーター３４２がより多くの酸素を要求し、 供給される酸素の温度が過剰に上昇し、結果としてスティッキングの問題が起こ り得る。従って、流動床の最も好ましい温度は、使用される微粉鉄鉱石の種類に 依存して異なるが、約７２０℃、または７００〜７５０℃にすべきである。 第一の流動床還元炉３４に供給されたガスの温度が低い場合は、適正な量の酸 素を第一のガスヒーター３４２に供給し、還元ガスの一部を燃焼させ、これによ り、流動床の温度を調節することができる。第一の流動床還元炉３４に供給され る還元ガスは、第二の流動床炉３３内で還元反応を既に進行させており、従って 、かなりの量のＣＯ₂を含み、ガス酸化率は、約３０％〜４０％である。 第一の流動床還元炉３４内で約３０％の割合まで予備還元された予備還元鉄鉱 石は、第二の流動床還元炉３３に投入される。 第二の流動床還元炉３３は、第三の流動床カ焼炉３２から供給される酸化率１ ５〜２０％の還元ガスを利用し、その結果、予備還元された鉄鉱石（第一の流動 床還元炉３４から供給された）に５０〜６０％以上の還元率まで二回目の還元を 行う。ここで、第二の流動床還元炉３３内の流動床の温度は、好ましくは約７８ ０℃、または７８０〜８２０℃である。 第二の流動床還元炉３３に供給された還元ガスは、既に８００℃より低い温度 に下がっており、従って、そのまま使用することができる。 しかしながら、第二の流動床還元炉３３の流動床が７９０℃より低い温度に下 がっている場合は、または、８００〜８２０℃に維持されるべきである場合は、 酸素を第二のガスヒーター３３２に導入し、最終的に流動床温度を最適レベルに 調節してもよい。 第二の流動床還元炉３３の流動床の温度が７８０℃未満に下がると、第三の流 動床還元炉３２にアウトプットすべき予備還元鉄の還元率が低下する可能性があ り、これは好ましくない。５０〜６０％の割合まで二回目の予備還元を受けた予 備還元鉄、及び二回目のカ焼を行ったカ焼添加剤は、第二の流動床還元炉３３か ら排出されるが、これらは第三の流動床還元炉３２に投入される。 第三の流動床還元炉３２は、溶融気化器３１から供給される酸化率３〜７％の 還元ガスを使用し、その結果、予備還元された鉄鉱石（第一の流動床還元炉３４ から供給される）が還元率９０％以上まで還元され、これにより、最終的に還元 された鉄が製造される。ここで、第三の流動床還元炉３２内の流動床は、好まし くは約８５０℃、または８３０〜８７０℃の温度に維持されるべきである。 流動床の温度が８３０℃より低いと、還元率が低下する。流動床の温度が８７ ０℃より高いと、高温によるスティッキングの問題が生じ得る。 流動床の最適温度レベルを保つためには、温度調節手段としての石灰石または ドロマイトを第二の添加剤供給管３２ｆを介して第三の流動床還元炉３２に投入 する。 第三の流動床還元炉３２に投入する添加剤の量は、溶融鉄の製造に必要な添加 剤の総量から既に第一の流動床還元炉３１に供給した添加剤量を引いた量である 。 即ち、第三の流動床還元炉３２に投入する添加剤の量は、溶融鉄の製造に必要 な添加剤の総量の３０〜５０％に等しい。これは、さらに後に記載する。 第三の流動床還元炉３２内で最終的に還元されカ焼された還元鉄及びカ焼添加 剤を、溶融気化器３１に入れ、溶融鉄を製造する。 溶融気化器３１に石炭を投入すると、溶融気化器３１は還元ガスを生成し得る 。この還元ガスを、原料の微粉鉄鉱石を還元するために、そして、石灰石及びド ロマイトのような添加剤をカ焼するために使用する。さらに、これにより生じた 燃焼熱を、最終的に還元された微粉還元鉄及び最終的にカ焼された生石灰を溶融 し、溶融鉄を製造するために使用する。 溶融気化器３１は、流動床還元炉とは異なり、固定床型である。従って、石炭 充填床を形成するために、石炭は少なくとも８０％の量が８〜５０ｍｍの粒径を 有するべきである。溶融気化器３１においては、通常の軟質石炭を使用してもよ く、必要であれば、コークスまたは無煙炭を使用しても良い。しかしながら、軟 質石炭に含まれている揮発性の有機物質を完全に分解すべきであるならば、溶融 気化器３１の排気ガスの温度を少なくとも１０００℃以上にすべきである。温度 がそれより低いと、有機物質（タール）が完全には分解せず、タールが水処理装 置のような低温領域で沈積し、フローラインを詰まらせることになる。しかしな がら、温度が上記で特定したレベルよりはるかに高いと、燃料コストが増加する 。従って、適当な温度範囲は１０００〜１１００℃である。溶融気化器３１内で 製造される還元ガスは、上記のように高温である。従って、該ガスが非常に高温 であるため、第三の流動床還元炉３２に直接供給することができない。即ち、こ の還元ガスの温度が高すぎると、鉄鉱石中にスティッキングの問題が生じる。 本発明においてそのような問題を解決するためには、適当な量の石灰石または ドロマイトのような添加剤を第三の流動床還元炉３２に供給する。 例として、添加剤として石灰石を用いた場合、石灰石のカ焼は化学的には下記 の意味である。即ち、石灰石ＣａＣＯ₃からＣＯ₂が分離し、ＣａＯ、即ち生石灰 が生じる。この反応は熱を必要とする。従って、本発明において、流動床カ焼炉 ３２は溶融鉄の製造に必要な生石灰を製造するだけでなく、還元ガスの温度を調 節することもできる。生石灰は、鉄鉱石の脈石をスラグに分離するための添加剤 である。 例えば、石炭を溶融気化器３１内で燃焼させると、還元ガスの生産量は溶融鉄 １トン当たり約１８００Ｎｍ³であり、該ガスの温度を１０００〜１０５０℃か ら８５０℃に低下させるために放出されるべき熱量は、溶融鉄１トン当たり１２ ０Ｍｃａｌである。 ところで、石灰石（ＣａＣＯ₃）をカ焼して生石灰（ＣａＯ）を生じさせるに は、石灰石１ｋｇ当たり４３０ｋｃａｌの熱量が必要である。１トンの溶融鉄を 生産するのに約３６０ｋｇの石灰石が必要なので、添加剤処理のための熱量は、 石灰石のカ焼及び常温から８５０℃までの石灰石の温度の上昇を考慮に入れると 、溶融鉄１トン当たり約２４０Ｍｃａｌとなる。ところで、第二の流動床還元炉 ３３から排出され、第三の流動床還元炉３２に投入されるべき予備還元鉄の温度 は、約７８０℃である。従って、これを８５０℃に上昇すべきである場合は、約 ３０Ｍｃａｌの熱量が必要とされる。 従って、溶融鉄１トンを生産するのに約３０〜５０％の添加剤を流動床カ焼炉 ３２で処理することができる。 残りの５０〜７０％の添加剤は、第一の流動床還元炉３４に投入され、第二及 び第三の流動床還元炉３３及び３２を通る間に微粉鉄鉱石を還元するのと同時に カ焼される。 第三の流動床カ焼炉３２によりカ焼された添加剤は、還元微粉鉄鉱石と共に溶 融気化器３１に投入され、溶融鉄とスラグとに分離される。 第一及び第三の流動床還元炉３４及び３２の添加剤の投入割合は、上記で特定 した温度及びガスの量による。この比は、作動条件の変動によっても調節され得 る。 即ち、添加剤投入比は、各流動床炉の温度が上記最適レベルに制御されるよう に調節される。 第一の流動床還元炉３４の温度は、好ましくは７２０℃、第二の流動床還元炉 ３３の温度は、好ましくは７８０℃、第三の流動床還元炉３２の温度は、好まし くは８５０℃にすべきである。 従って、実際には、石炭及び微粉鉄鉱石の性質により、要求される還元ガスの 量は、溶融鉄１トン当たり１５００〜１８００Ｎｍ³の範囲で変動することがで き、溶融気化器３１の排気ガスの温度は、１０００〜１１００℃の範囲で変動す ることができる。従って、溶融鉄１トンを生産するのに約３０〜５０％の添加剤 が、第三の流動床還元炉３２に投入され、温度調節及びカ焼が行われる。添加剤 の約５０〜７０％は、第一の流動床還元炉３４に投入され、その結果、第二及び 第三の流動床還元炉３３及び３２を通る間に、微粉鉄鉱石の還元と同時にカ焼さ れ得る。 ところで、第二及び第一の流動床還元炉３３及び３４の温度は、熱損失により 目的温度より低くなり得る。 従って、目的温度に調節し、安定に維持するには、第二のガスヒーター３３２ 及び第一のガスヒータ３４２を、第二及び第一の流動床還元炉３３及び３４の上 流に取り付けるのが好ましい。 例えば、溶融気化器の還元ガスの高い温度（１０００℃）を第三の流動床還元 炉３２の適当な温度（８５０℃）に下げるための単純な調節手段は、添加剤の一 部（４０％）を第三の流動床還元炉３２に供給することであり、第二及び第一の 流動床還元炉の低い温度を最適レベルに上げるための有用な調節手段は、ガスヒ ーター３３２及び３４２の設置である。 溶融気化器３１から生じる還元ガスの熱量は、約３０００ｋｃａｌ／Ｎｍ³で ある。還元ガスの温度を約１００℃上げるための熱量は、約３０ｋｃａｌ／Ｎｍ³ である。従って、溶融鉄１トンを生じるのに排出される一定量の還元ガスが酸 素１７−１８Ｎｍ³（還元ガスの１％）により燃焼されるとき、上記の量の還元 ガスは１００℃上がることができる。ここで、必要な酸素の量は、溶融鉄１トン 当たり８−９Ｎｍ³である。この方法において、酸素の量を調節しながらガスヒ ーターに導入すると、温度を要求されたレベルまで上げることができる。 上記のように、本発明によれば、還元ガスの生成に石炭を使用し、微粉鉄鉱石 を直接使用する。従って、溶融鉄または還元鉄を単純且つ効率のより方法で製造 することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＺ，ＲＵ，ＳＫ ，ＵＡ，ＵＳ (71)出願人 フォエスト−アルピーネ インドゥストリ ーアンラーゲンバオ ゲーエムベーハー オーストリア、アー―4031 リンツ、ター ムストラッセ 44 (72)発明者 ジョー、サン ホーン 大韓民国、790―330、キョンサンブック― ド、ポーハング―シ、ナン―ク、ヒョジャ ―ドン、サン 32 リサーチ インスティ チュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 リー、サン ドゥーク 大韓民国、790―330、キョンサンブック― ド、ポーハング―シ、ナン―ク、ヒョジャ ―ドン、サン 32 リサーチ インスティ チュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 シン、ミョウン キュン 大韓民国、790―330、キョンサンブック― ド、ポーハング―シ、ナン―ク、ヒョジャ ―ドン、サン 32 リサーチ インスティ チュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 リー、ジュン ヒュウク 大韓民国、790―330、キョンサンブック― ド、ポーハング―シ、ナン―ク、ヒョジャ ―ドン、サン 32 リサーチ インスティ チュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 チョ、ミン ヨウン 大韓民国、790―330、キョンサンブック― ド、ポーハング―シ、ナン―ク、ヒョジャ ―ドン、サン 32 リサーチ インスティ チュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 キム、ハン ゴー 大韓民国、790―330、キョンサンブック― ド、ポーハング―シ、ナン―ク、ヒョジャ ―ドン、サン 32 リサーチ インスティ チュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 カン、ヘウン ウォン 大韓民国、790―330、キョンサンブック― ド、ポーハング―シ、ナン―ク、ヒョジャ ―ドン、サン 32 リサーチ インスティ チュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料として石炭を直接使用することにより溶融鉄を製造するための溶融鉄製 造装置であって、 微粉鉄鉱石を予熱及び予備還元するための第一の流動床還元炉１４； 微粉鉄鉱石を間接的に還元するための第二の流動床還元炉１３； 石炭を気化するため及び還元された鉄鉱石を溶融するための溶融気化器１１； 溶融気化器１１の排気ガスを用いることにより石灰石をカ焼するための第三の 流動床カ焼器１２； 前記第一から第三の流動床炉１２，１３及び１４の排気ガスからの微細なダス トを捕集して、これを前記各流動床炉に再循環させるための循環サイクロン１２ １，１３１及び１４１； ダスト（前記溶融気化器１１の還元ガスから分離された）をダストリサイクル 装置１１２に送り、排気ガス（ダストから分離された）を前記第三の流動床カ焼 炉１２に供給するためのダストサイクロン１１１； 前記溶融気化器１１に取り付けられた、微細なダストを前記ダストリサイクル 装置１１２から前記溶融気化器１１に噴出させるための溶融バーナー１１３； 前記第一の流動床炉１４の前記第一の循環サイクロン１４１からの排気ガスを 受けて、残留するダストを捕集し、それを冷却するためのベンチュリースクラバ １５； 前記第一の流動床還元炉１４に接続された、微粉鉄鉱石及び添加物を供給する ための原料供給管１４ｆを含み； 微粉鉄鉱石及び添加剤を供給するために、前記第一の流動床還元炉１４は第一 の還元鉄排出管１４ａを介して前記第二の流動床還元炉１３に接続されており； ガスを供給するために、前記第一の炉１４は第一のガス供給管１４ｂを介して前 記第二の流動床炉１３に接続されており；排気ガスを排出するために、第一の排 気ガス排出管１４ｃが、前記第一の炉１４の上端部に接続されており；前記管１ ４ｃは前記第一の循環サイクロン１４１に接続されており；そして前記第一の流 動床還元炉１４は、ダストを受けるために、第一のダスト循環管１４ｄを介して 、第一のサイクロン１４１に接続されており； 前記ベンチュリースクラバ１５は、第二の排気ガス排出管１４ｅを介して前記 第一の循環サイクロン１４１に接続されており； 前記第二の流動床還元炉１３は、第二の還元鉄排出管１３ａを介して前記溶融 気化器１１に連通しており；ガスを受けるために、該第二の炉１３は、その下端 部から第二のガス供給管１３ｂを介して前記第三の流動床カ焼器１２に連通して おり；ガスを排出するために、第三の排気ガス排出管１３ｃは、前記第二の炉１ ３の上端部に接続されており；該排気ガス排出管１３ｃは、第二の循環サイクロ ン１３１に連通しており；そしてダストを受けるために、前記第二の流動床還元 炉１３は第二の循環管１３ｄを介して前記第二の循環サイクロン１３１に連通し ており； 第四の排気ガス排出管１３ｅは、排気ガスをダストから分離された排気ガスと 共に、前記第一の流動床還元炉１４に供給するために、第一のガス供給管１４ｂ を介して前記第二の循環サイクロン１３１に接続されており； 第三の流動床カ焼炉１２は、石灰石を受けるために、（石灰石源に接続された ）石灰石供給管１２ｆに接続されており； 該第三の炉１２はカ焼生石灰を排出するために生石灰排出管１２ａに接続され ており；前記管１２ａは、第二の還元鉄排出管１３ａに接続されており；ガスを 受けるために、第三の流動床カ焼炉１２は、その下端部から、第三のガス供給管 １２ｂを介してダストサイクロン１１１に接続されており；ガスを排出するため に、第五の排気ガス排出管１２ｃが前記第三の炉１２の上端部に接続されており ；前記第五の排気ガス排出管１２ｃは、第三の循環サイクロン１２１に接続され ており；前記カ焼炉１２は、ダストを受けるために第三のダスト循環パイプ１２ ｄを介して前記第三の循環サイクロン１２１に接続されており； 前記第三の循環サイクロン１２１は、排気ガスを前記第二の流動床還元炉１３ に該ガスからダストを分離した状態で供給するために、第六の排気ガス排出管１ ２ｅ（前記ガス供給管１３ｂに接続されている）に接続されており； 還元ガス排出管１１ａ（前記ダストサイクロン１１１に連通している）は、溶 融気化器１１に接続されており；第二の還元鉄排出管１３ａ（前記第二の流動床 還元炉１３に連通する）は前記溶融気化器１１に接続されており；前記ダストリ サイクル装置１１２が、ダスト排出管１１ｂを介して上記で配置されたダストサ イクロン１１１に連通しており；そして前記ダストリサイクル装置１１２がダス ト導入管１１ｃを介して溶融バーナー１１３（溶融気化器１１上に取り付けられ た）に連通している装置。 ２．第一のガスヒーター１４２及び第二のガスヒーター１３２が各々前記第一ガ ス供給管１４ｂと第四の排気ガス排出管１３ｅの間、及び前記第二のガス供給管 １３ｂと第六の排気ガス排出管１２ｅの間に取り付けられている請求項１記載の 溶融鉄製造装置。 ３．請求項１の溶融鉄製造装置において、第二の流動床還元炉１３の第二の還元 鉄排出管１３ａが溶融気化器１１に接続されておらず、外部に連通されるか、ま たは団鉱製造のためのブリケッティング装置１６に接続されていることを特徴と する燃料として直接石炭を用いて還元鉄を製造する還元鉄製造装置。 ４．前記流動床還元炉１２内でカ焼された後に生石灰石の一部を供給するために 、生石灰石供給管１２ｇが流動床カ焼炉１２と前記ブリケッティング装置１６の 間に取り付けられている請求項３記載の還元鉄製造装置。 ５．第一のガスヒーター１４２及び第二のガスヒーター１３２が各々第一ガス供 給管１４ｂと第四の排気ガス排出管１３ｅの間、及び第二のガス供給管１３ｂと 第六の排気ガス排出管１２ｅの間に取り付けられている請求項３及び４のいずれ か一項記載の還元鉄製造装置。 ６．燃料として石炭を直接使用する溶融鉄の製造方法であって： 高温還元ガスを溶融気化器１１から流動床石灰石カ焼炉１２に送り石灰石をカ 焼し； 該還元ガスを第二の流動床還元炉１３に送って還元鉄を直接製造し； 前記第二の流動床還元炉からの排気ガスを第一の流動床還元炉１４（前記第二 の流動床還元炉１３の上に配置されている）に供給し、微粉鉄鉱石を予備加熱及 び予備還元し；そして溶融気化器１１に前記カ焼石灰石及び最終的に還元された 鉄を供給して溶融鉄を製造する工程を含み、 ３０〜５０％の添加される石灰石を前記流動床カ焼炉１２で処理し、残りの５ ０〜７０％の石灰石を前記第一の流動床還元炉１４で処理し、且つ 第一の及び第二のガスヒーター１３２及び１４２に酸素を導入して還元ガスの 一部を燃焼させ、これにより生じた熱で還元ガスの温度を調節することを特徴と する方法。 ７．前記第一の流動床還元炉１４が７５０〜８００℃の流動床温度に維持され、 前記第二の流動床還元炉１３が８３０〜８７０℃の流動床温度に維持されている 請求項６記載の方法。 ８．燃料として直接石炭を使用して溶融鉄を製造するための溶融鉄製造装置であ って、 最初に微粉鉄鉱石及び微粉添加剤を予備還元し、カ焼するための第一の流動床 還元炉３４； 二回目に、微粉鉄鉱石を還元し、微粉添加剤をカ焼するための第二の流動床還 元炉３３； 前記第二の流動床還元炉３３により二回目に還元されカ焼された微粉鉄鉱石及 び微粉添加剤を受け、前記第一の流動床還元炉３４のためのものに加えて、追加 の微粉鉄鉱石及び微粉添加剤を受け、且つ前記溶融気化器３１の排気ガスを利用 して微粉鉄鉱石を最終的に還元し微粉添加剤を最終的にカ焼するための第三の流 動床還元炉３２； 最終的に予備還元された微粉鉄鉱石及び最終的にカ焼された添加剤を前記第三 の流動床還元炉３２から受け、それらを溶融還元し、溶融鉄を製造するための溶 融気化器３１； ダスト（還元ガスから分離された）を前記溶融気化器３１からダストリサイク ル装置３１２まで送り、排気ガス（ダストを分離したもの）を前記第三の流動床 還元炉３２に供給するためのダストサイクロン３１１； 前記ダストリサイクル装置３１２からの微細なダストを受け、前記溶融気化器 ３１に噴出させるための、前記溶融気化器３１上に取り付けられた溶融バーナー ３１３； 前記流動床還元炉３２，３３及び３４の排気ガスからの微細なダストを捕集し 、それらを各前記流動床炉に循環させるための循環サイクロン３２１，３３１及 び３４１； 前記第一の流動床炉３４の前記第一の循環サイクロン３４１からの排気ガスを 受け、残留するダストを捕集し、冷却するためのベンチュリースクラバ３５を含 み； 微粉鉄鉱石及び微粉添加剤を受けるために、前記第一の流動床還元炉３４は原 料供給管３４に接続されており；原料供給管３４ｆは、（微粉鉄鉱石供給源に接 続された）第一の微粉鉄鉱石供給管３４ｆ１に接続されており；該管３４ｆは、 （添加剤供給源に接続された）第一の添加剤供給管３４ｆ２に接続されており； 前記第一の流動床還元炉３４は、鉄鉱石を送るために、第一の還元鉄排出管３４ ａを介して第二の流動床還元炉３３に連通しており；前記第一の炉３４は、ガス を受けるために、その下端部から第一のガス供給管３４ｂを介して前記第二の流 動床還元炉３３に接続されており；前記第一の炉３４は、排気ガスを排出するた めに、その上端部から第一の排気ガス排出管３４ｃに接続されており；第一の排 気ガス排出管３４ｃは、前記第一の循環サイクロン３４１に接続されており；前 記第一の流動床還元炉３４は、ダストを循環させるために、第一のダスト循環管 ３４ｄを介して前記第一の循環サイクロン３４１に連通しており； ベンチュリースクラバ３５は、第二の排気ガス排出管３４ｅを介して第一の循 環サイクロン３４１に接続されており； 前記第二の流動床還元炉３３は、第二の還元鉄排出管３３ａを介して前記第三 の流動床還元炉３２に連通しており；前記第二の炉３３は、その下端部から第二 のガス供給管３３ｂを介して前記第三の流動床還元炉３２に接続されており；前 記第二の炉３３は、その上端部から第三の排気ガス排出管３３ｃに接続されてお り；前記第三の排気ガス排出管３３ｃは、第二の循環サイクロン３３１に連通し ており；そして前記第二の流動床還元炉３３は、ダストを循環させるために、第 二のダスト循環管３３ｄを介して第二の循環サイクロン３３１に連通しており； 前記第二の循環サイクロン３３１は、第四の排気ガス排出管３３ｅに接続され ており、この管３３ｅは、排気ガスを微細なダストから分離した後に前記第一の 流動床還元炉３４に供給するために、第一のガス供給管３４ｂに接続されており ； 前記第三の流動床還元炉３２は、第二の添加剤供給管３２ｆに接続されており 、この管３２ｆは、石灰石またはドロマイトのような添加剤を添加剤供給源から 供給するために、第一の添加剤供給管３４ｆ１に接続されており；前記第三の流 動床還元炉３２は、最終的に還元された鉄及びカ焼生石灰を送るために、第三の 還元鉄排出管３２ａに接続されており；該管３２ａは前記溶融気化器３１に接続 されており；前記第三の流動床還元炉３２は、ガスを受けるために、その下端部 から第三のガス供給管３２ｂを介して前記ダストサイクロン３１１に接続されて おり；前記第三の炉３２は、排気ガス排出のために、その上端部から第五の排気 ガス排出管３２ｃに接続されており；該管３２ｃは、前記第三の循環サイクロン ３２１に接続されており；そして第三の流動床還元炉３２は、第三のダスト循環 管３２ｄを介して、前記第三の循環サイクロン３２１に連通しており； 前記第三の循環サイクロン３２１は、第六の排気ガス排出管３２ｅに接続され ており、この管３２ｅは、排気ガスを微細なダストを分離した後に前記第二の流 動床還元炉３３に供給するために、第二のガス供給管３３ｂに連結されており； 前記溶融気化器３１は、還元ガス排出管３１ａに接続されており；該管３１ａ はダストサイクロン３１１に接続されており； そして前記ダストリサイクル装置３１２は、ダスト排出管３１ｂを介して前記 ダストサイクロン３１１に連通しており、ダスト導入管３１ｃを介して溶融バー ナー３１３（前記溶融気化器３１に取り付けられた）に接続されている装置。 ９．第一のガスヒーター３４２及び第二のガスヒーター３３２が、各々前記第一 のガス供給管３４ｂと前記第四の排気ガス排出管３３ｅとの間、並びに前記第二 のガス供給管３３ｂと前記第六の排気ガス排出管３２ｅとの間に取り付けられた 請求項８記載の溶融鉄製造装置。 １０．燃料として直接石炭を用いることにより溶融鉄を製造する方法であって、 下記の工程： 微粉鉄鉱石及び微粉添加剤の一部（必要な添加剤の全量の５０〜７０％に相当 する）を、原料供給管３４ｆから第一の流動床還元炉３４に受け、第二の流動床 還元炉３３の排気ガスを利用して、微粉鉄鉱石の予備加熱及び予備還元と、添加 剤のカ焼を行い、 前記第一の流動床還元炉３４から前記第二の流動床還元炉３３に、予備加熱及 び予備還元された微粉鉄鉱石とカ焼された添加剤を受け、第三の流動床還元炉３ ２の排気ガスを利用して、微粉鉄鉱石及び添加剤の二回目の予備還元及びカ焼を 行い； ３０〜５０％（必要な添加剤の全量に対して）の添加剤及び、前記第二の流動 床還元炉３３からの二回目の予備還元及びカ焼を行った予備還元微粉鉄鉱石及び カ焼添加剤を受けて、溶融気化器３１の排気ガスを用いて微粉鉄鉱石及び添加剤 を最終的に予備還元及びカ焼し； そして最終的に予備還元された鉄鉱石及び最終的にカ焼された添加剤を、前記 第三の流動床還元炉３２から前記溶融気化器３１に受け、それらを溶融還元して 、溶融鉄を製造する工程を含む方法。 １１．前記第一の流動床還元炉３４が７００〜７５０℃の流動床温度に維持され 、 前記第二の流動床還元炉３３が７８０〜８２０℃の流動床温度に維持され、前記 第三の流動床還元炉３２が８３０〜８７０℃の流動床温度に維持されている請求 項１０記載の方法。 １２．燃料として直接石炭を用いることにより溶融鉄を製造する方法であって、 下記の工程： 微粉鉄鉱石及び微粉添加剤の一部（必要な添加剤の全量の５０〜７０％に相当 する）を、原料供給管３４ｆを通して、第一の流動床還元炉３４に受け、第二の 流動床還元炉３３の排気ガスを用いて、微粉鉄鉱石の予備加熱及び予備還元と添 加剤のカ焼を行い； 予備加熱及び予備還元された微粉鉄鉱石及びカ焼された添加剤を前記第一の流 動床還元炉３４から前記第二の流動床還元炉３３に受け、第三の流動床還元炉３ ２の排気ガスを用いて、微粉鉄鉱石及び添加剤の二回目の予備還元及びカ焼を行 い； ３０〜５０％（必要な添加剤の全量に対して）の添加剤及び前記第二の流動床 還元炉３３からの二回目の予備還元されカ焼された予備還元微粉鉄鉱石及びカ焼 添加剤を受け、溶融気化器３１の排気ガスを利用して、微粉鉄鉱石及び添加剤の 最終的な予備還元及びカ焼を行い； 最終的に予備還元された鉄鉱石及び最終的にカ焼された添加剤を前記第三の流 動床還元炉３２から前記溶融気化器３１に受け、それらを溶融還元し、溶融鉄を 製造し；そして 酸素を前記第一及び第二のガスヒーター３３２及び３４２に供給して還元ガス の一部を燃焼させ、その結果還元ガスの温度を調節する工程を含む方法。 １３．前記第一の流動床還元炉３４が７００〜７５０℃の流動床温度に維持され 、前記第二の流動床還元炉３３が７８０〜８２０℃の流動床温度に維持され、前 記第三の流動床還元炉３２が８３０〜８７０℃の流動床温度に維持されている請 求項１２記載の方法。