[发明专利]还原铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种还原铁的制造方法，其利用将氧化铁系粉原料和煤等还原材料混合而得到的成型体，以高操作性和生产率有效地制造还原铁，且不会将还原铁熔解。

本申请以日本特愿2008-093344号和日本特愿2008-306789号作为基础申请，将它们的内容在此引入。

背景技术

已知有向在制铁和制钢工序中产生的含有大量氧化铁的炉尘粉(粉状铁原料)中配合并混合碳质的还原材料及水分，成型为颗粒或团块状的成型体，再将上述成型体干燥后装入到还原炉内进行加热，从而制造还原铁的技术。

另外，近年来，由于对资源枯竭的担忧，从而要求对难以在烧结工序、高炉中使用的粉矿石进行有效利用的方法，还已知有使用粉矿石的氧化铁作为主原料的还原铁制造方法。

作为与这些现有技术关联的技术，下述专利文献1中公开了在还原炉中将成型体加热至高温、将生成的金属铁与炉渣分离并聚集成粒状的方法。另外，该专利文献1中还公开了通过将炉渣成分的碱度控制在规定的范围内，从而降低金属铁中的含硫浓度的技术。

进而，下述专利文献2中公开了：在还原炉将成型体还原时，为了减少炉床上面的堆积物和附着物的量，在成型体中添加含有SiO₂的改性材料的方法。

此外，下述专利文献3中公开了：为了能够在窑炉内使用，在水热固化时形成硅酸盐结合或水合硅酸盐结合以制造强度高的固化颗粒的方法；和由利用窑炉生成的固化颗粒来制造金属化颗粒的方法。

专利文献1：日本特开2004-285399号公报

专利文献2：日本特开2006-283136号公报

专利文献3：日本特开昭55-122832号公报

然而，在通过使金属铁浸碳熔解从而将金属铁与炉渣成分分离的上述专利文献1中记载的方法中，需要将还原炉加热至根据浸碳量而变化的金属铁的熔点以上的温度。在这样的高温下，存在下述问题：炉内耐火物的损耗显著、加热所需的能量原单位高、进而生产率降低等。

另外，由于将金属铁制成熔融状态，因而还产生了该金属铁中含有碳材料来源的硫的问题。为了降低该金属铁中的含硫浓度，必须将还原炉内的还原势能CO/(CO+CO₂)保持为较高，因而需要将应装入到还原炉内的碳材料添加至还原和浸碳熔解所必需的量以上。这种碳材料的过量的装入会显著降低金属铁的熔点，因此有可能提高粒状金属铁的相互熔解的可能性，导致金属铁在炉床上流动。此时，粒状金属铁的成品率下降，并且操作性显著降低。

如果能够在不熔解的前提下制造金属铁，就能够防止金属铁中碳材料来源的硫熔解。因此，没有必要将还原炉的还原势能保持为较高，能够节约作为原料的碳材料的成本。同时，能够防止随着粒状金属铁的相互熔解而发生金属铁在炉床中的流动，不会损害操作性。然而，现状是通过上述专利文献1中记载的方法无法实现这一点。

另外，在上述专利文献2中记载的方法中，氧化铁和SiO₂容易生成稳定的熔融化合物。因此，由于利用还原材料将氧化铁还原需要时间，因而存在生产率下降的问题。

进而，在用窑炉来制造金属化颗粒的专利文献3所记载的方法中，与利用移动床式还原炉的还原铁的制造方法不同，为了防止其粉化而需要高强度的成型体。然而，对全部成型体要求这样理想的强度并不容易，要完全避免强度的不均并不现实。因此，在被还原之前产生一定程度的粉化是不可避免的，这样的粉化的结果是，炉渣成分容易在炉内堆积。这样的堆积物以被称作所谓的窑结圈(kiln ring)的附着物形式沿着炉的内壁生长，有可能妨碍金属化颗粒的排出。在这种情况下，金属化颗粒的生产率显著下降。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而进行的，目的在于提供一种还原铁的制造方法，其是在将由氧化铁系的主原料和碳质的还原材料混合而成的成型体在还原炉内加热以制造由金属铁和炉渣成分构成的还原铁时，在不损害作为主原料的氧化铁的被还原性的前提下，以高操作性和生产率有效地制造含有更高浓度的金属铁的还原铁。

本发明为了解决上述问题而达到所述目的，采用以下的方法。