[发明专利]粒状铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将由含有含氧化铁物质和碳质还原剂的原料混合物形成的块状化物装入铺设有炭材的炉床，加热该块状化物，从而还原熔融该块状化物中的氧化铁而制造粒状铁的方法。

背景技术

目前正在开发由含有铁矿石或氧化铁等氧化铁源(以下，有时称为含氧化铁物质)和碳质还原剂的原料混合物，获得粒状金属铁的直接还原制铁法。在该制铁法中，将原料混合物装入加热炉的炉床上，在炉内利用加热燃烧炉的气体传热及辐射热对原料混合物进行加热，由此用碳质还原剂将原料混合物中的氧化铁还原为还原铁，使该还原铁接着进行浸碳·熔融，在与以后副生的炉渣分离并凝集成粒状之后，使其冷却凝固而获得粒状的金属铁。该制铁法不需要高炉等大规模的设备，不需要焦炭等资源方面的灵活性也高，因此，最近实用化研究盛行。但是，要以工业上的规模实施该制铁法，有许多包括操作稳定性及安全性、经济性、粒状铁(制品)的品质等必须进一步改善的课题。

由上述直接还原制铁法获得的粒状铁向电气炉及转炉那样的现有的制钢设备输送作为铁源使用，因此对于其品质而言，希望减少杂质元素的含量。另外，为了提高作为铁源的通用性，希望粒状铁中的碳含量尽可能在不超过限度的范围。

本申请人以提高粒状金属铁的品质为目标，在专利文献1中提出有将Fe纯度提高到94质量％以上，并且将C量调整为1.0～4.5质量％的粒状铁。该粒状铁还将S量调整为0.20质量％以下、将Si量调整为0.02-0.5质量％、将Mn量调整为不足0.3质量％。但是，对于调整粒状铁的P量这一点在专利文献1中未公开。其理由为，正如高炉内的化学反应机构内氧化铁的还原过程中的磷的行为已经明确的那样，来自被还原物(即，原料)的磷在还原性气氛中大致全部残留于还原物(即，金属铁)中，不向副生的炉渣移动，因此，认为要降低用专利文献1中公开的制铁法获得的粒状铁的磷量，需要降低原料中所含的磷量，及/或对粒状铁实施进一步的脱磷处理的任一种。

近年来，铁矿石的品质有低下倾向，开采的铁矿石中所含的磷量增大。因此，提供磷量少的原料日益困难。但是，对用专利文献1公开的制铁法获得的粒状铁实施进一步的脱磷处理而降低其磷量的方法导致成本上升。

专利文献

专利文献1：(日本)特开2002-339009号公报

发明内容

本发明是鉴于这种状况而开发的，其目的在于提供一种能够制造粒状铁的方法，将由含有含氧化铁物质和碳质还原剂的原料混合物形成的块状化物装入铺设有炭材的炉床上，加热该块状化物，从而还原熔融该块状化物中的氧化铁，制造磷含量少的粒状铁。

本发明的一方面提供一种粒状铁的制造方法，将由含有含氧化铁物质和碳质还原剂的原料混合物形成的块状化物装入铺设有炭材的炉床上，通过加热该块状化物来还原熔融该块状化物中的氧化铁，制造粒状铁，其中，将所述炉内的所述块状化物的温度设定为1200℃～1500℃的范围，将所述块状化物被加热时的气氛气体的标准状态中的氧分压设定为2.0×10^-13atm以上，将所述炉内的所述气氛气体的线速度设定为4.5cm/秒以上。

本发明的目的、特征、方式及优点，通过以下详细的说明及附图可以更明白。

附图说明

图1：图1是表示在不同的氧分压下的气体线速度和脱磷率的关系的图；

图2：图2是表示气体线速度和脱磷率的关系的图；

图3：图3是表示氧分压和脱磷率的关系的图；

图4：图4是表示直到取出的时间和脱磷率的关系的图；

图5：图5是表示与原料混合物混合的碳质还原剂中所含的固定碳量和脱磷率的关系的图。

具体实施方式

将由含有含氧化铁物质和碳质还原剂的原料混合物形成的块状化物装入铺设有炭材的炉床上，通过加热该块状化物使该块状化物中的氧化铁还原熔融而制造粒状铁的冶金工序，通常在还原性气氛中进行。其理由为，在氧化性气氛中进行该工序的情况下，在块状化物的加热中块状化物中含有的氧化铁的还原停滞，不能以高回收率获得还原铁。另一方面，在还原气氛中进行该工序的情况下，进行氧化铁的还原。但是，通过使还原铁在还原气氛中熔融，还原铁中含有的磷几乎不向还原时副生的炉渣移动，而滞留于还原铁熔融获得的粒状铁中。结果获得含磷量多的粒状铁。要使粒状铁的含磷量降低，需要将得到的粒状铁供给例如电炉，进一步实施脱磷处理。