[发明专利]粒状金属铁制造用含氧化钛团块

说明书

技术领域

本发明涉及粒状金属铁制造用含氧化钛团块，特别是涉及在原料中包含以既定的比例含有氧化钛的铁源的、对通过由加热进行氧化铁的还原、熔融而得到粒状金属铁有用的团块。

背景技术

作为炼铁法，有包括如下工序的方法：以含有铁矿石等含氧化铁物质(铁源)和煤等碳质还原剂的混合物为原料，将该混合物成形为压缩的成型体或成形为球团、团块(brquette)等的制造含碳成型体的工序；通过以加热炉加热该成型体而进行固体还原，一边使由此生成的金属铁与副产的炉渣分离，一边使之凝集的工序；使该凝集的金属铁冷却凝固而制造粒状金属铁的工序。

可是，作为上述铁源，存在有氧化钛(以下代表性地称为TiO₂)的浓度较高，并且含有TiO₂以外的脉石成分(Al₂O₃、MgO等)的铁源(以下称为含氧化钛铁源)。

将这样的含氧化钛铁源用于上述粒状金属铁的制造工艺时，需要以氧化钛为首的脉石成分的熔融。但是，作为上述脉石成分的TiO₂、Al₂O₃和MgO是提高熔融温度的成分，因此熔融需要1550℃以上的高温加热。但是，这样高温下的加热会招致能量消耗量的增大和熔融建设费的急剧上涨，因此作为铁制造工艺缺乏经济性。

作为使用TiO₂浓度比较高的氧化钛矿物的例子，例如在专利文献1中，公开有一种由含有氧化钛和氧化铁的物质，高效率地制造含氧化钛炉渣的方法。具体来说，所公开的方法包括如下工序：以1200～1500℃加热含有氧化钛和氧化铁的物质与含碳物质(碳质还原剂)混合成型的团块；将经该加热上述氧化铁成为还原状态的上述团块插入电炉，进一步进行加热，从而使上述还原铁熔融，由此将该团块分离成含钛炉渣和铁水。而且还公开，在上述的熔融分离中添加CaO有效，以及作为实施例使碱度(CaO/SiO₂)为1.1。此外，在上述专利文献1的段落[0020]中所述的要旨是：“在天然的钛铁矿中，TiO₂以外的脉石成分(Fe以外的氧化物)混入钛炉渣中而成为使钛纯度降低的主要原因，因此希望原料混合物中的含有物少的方法”。

在该专利文献1所述的方法中，为了避免含钛炉渣中的TiO₂浓度的降低，作为添加物只添加CaO，但是只添加CaO时，可推断在炉床上不能充分地分离炉渣和金属铁。另外，在专利文献1中并没有明确展示到团块的成分组成，以经济上的产率计得到金属铁的方法并未得到体现。

另一方面，在专利文献2中，公开有一种用于制造氧化钛浓缩熔融炉渣和铁水的装置和方法，其是通过在可进行熔融的回转炉床炉内插入经过预还原的含铁低钛物质和其团块，从而制造氧化钛浓缩熔融炉渣和铁水。

在上述专利文献2中记述，在预还原前的团块中也可能添加CaO作为造渣剂，但是因为其使炉渣中的钛浓度降低，因此不优选。另外在专利文献2中还公开，作为原料的成分，钛氧化物在70％以下，以及为了吸收硫磺而添加CaO，但是对于团块的详细的化学组成却并没有记载。即，在专利文献2中也没有公开以经济上的产率计用于得到金属铁的具体方法。

此外在专利文献2的方法中，回转炉床熔融炉的操作温度非常宽广，达1300～1800℃。因为提高加热温度而进行熔融的方法在经济性上不优选，所以希望以尽可能低的温度高产率分离炉渣与金属铁，但专利文献2所述的方法并没有考虑到这一点。

即，上述的现有技术，均是既使用了除TiO₂以外还含有Al₂O₃、MgO这样会提高熔融温度的脉石成分的含氧化钛铁源，又没有确立通过比较低的温度加热，而以高产率(例如80％以上)得到合适的粒状金属铁(例如具有3.35mm以上的粒径的粒状金属铁，即没有通过网眼为3.35mm的筛网的粒状金属铁)的方法。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-131753号公报

专利文献2：美国专利第6685761(B1)号公报

发明内容