[发明专利]还原铁的制造方法以及制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及还原铁的制造方法以及制造设备。特别涉及不因原料性状 的变动而能够稳定地效率良好地获得高金属化率的还原铁的还原铁制造方 法以及制造设备。

背景技术

近年来，利用在制铁·制钢工序中产生的包含氧化铁的粉尘(dust)类 (高炉粉尘、转炉粉尘等。以下有时称为优质粉尘(类)。)、粉铁矿石 类等的粉状氧化铁原料(以下有时称为优质粉状氧化铁原料。)来制造还 原铁的方法正在被广泛使用。

作为这样的还原铁的制造方法，已知以下方法：将制铁粉尘、铁矿石 等的粉状氧化铁原料和碳质的还原材料混合，实施成块化处理而形成颗粒 (pellet)或团块(briquette)状的成块物，将该成块物连续地在炉床移动 的回转炉床炉等还原炉中进行加热来还原的方法(例如专利文献1)；将 粉状氧化铁原料和碳质的还原材料混合后，用回转炉(回转窑:rotary kiln) 进行加热来还原的方法(例如专利文献2)。

接受最近的制铁厂的再循环促进和零排放化志向，不仅是在制铁·制钢 工序中副产的优质粉尘，从熔化炉、电炉副产的炉渣成分的含有率高的熔 化炉粉尘和电炉粉尘、在轧制工序中副产的轧制氧化皮、在酸洗和中和工 序中副产的酸洗和中和淤渣等的劣质粉状氧化铁原料也开始作为还原铁制 造用的原料来使用。

一般地，这样的劣质粉状氧化铁原料，与优质粉尘相比，原料氧化度 高，因此当作为还原铁制造用的原料使用时，为了将制品还原铁的金属化 率(制品金属化率)保持在相同水平，加热还原工序中的负荷增大。在此， 原料氧化度(有时仅称为“氧化度”。)是用质量百分率定义的指标，所 述质量百分率是现在实际与铁结合的氧量相对于原料中的含铁成分(金属 铁、方铁矿、磁铁矿、赤铁矿)全部变为赤铁矿时能结合的理论氧量的质 量百分率。另外，制品金属化率是用制品还原铁中的金属铁相对于总铁分 的质量百分率定义的指标。为了降低在后工序中将还原铁进行精还原的负 荷，期望制品金属化率较高。

而且，这样的劣质粉状氧化铁原料，成分的波动也比优质粉尘大，因 此加热还原工序中的负荷的变动幅度也变大。

即，迄今为止，在由优质粉尘类、粉铁矿石类等的优质粉状氧化铁原 料制造还原铁的已有的工序中，如果要利用上述的劣质粉状氧化铁原料的 话，则需要寻求用于应对加热还原工序中的负荷的增大、以及用于应对原 料性状的波动的能力增强对策。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-293020号公报

专利文献2：日本特开2001-280849号公报

专利文献3：日本特开2000-160219号公报

专利文献4：日本特开2012-126963号公报

专利文献5：日本特开2010-222667号公报

专利文献6：日本特开昭59-25910号公报

发明内容

在使用回转炉床式还原炉制造还原铁时，还原铁的制造能力，即，每 单位时间在炉内原料中的氧化铁被还原的量主要由回转炉床的炉床面积和 炉温决定。在实际作业中，为了使生产效率最大化，一般是在设备制约的 范围内尽可能提高炉温来作业。

如前所述，最近，在推进使用劣质粉状氧化铁原料作为还原铁制造原 料，需要使用已有的回转炉床炉来还原氧化度比以往高的原料。

在使用这样的劣质粉状氧化铁原料的情况下，为了以与目前相同的金 属化率由更高氧化度的原料制造还原铁，还原炉内的必要还原量变多。但 是，炉温难以比目前进一步提高的情况较多，另外，回转炉床的炉床面积 也难以容易地扩张。因此，现状是延长还原铁制造原料在还原炉内的滞留 时间来应对。

其结果是，伴随着劣质粉状氧化铁原料的使用量的增加，还原铁的生 产率降低。而且，劣质粉状氧化铁原料，不仅氧化度高，相同品种中的原 料性状的波动也大。另一方面，还原铁制造时的成块物在回转炉床炉内的 滞留时间较短，大约为15～25分钟左右，追从原料性状的波动而改变还原 时间在实际操作上非常困难。

因此，在使用劣质粉状氧化铁原料，一面满足制品金属化率的要求值 一面制造还原铁的情况下，必须考虑原料性状的波动来进行具有富余量的 作业。其结果是，不得不进行与波动的上限的原料氧化度对应的作业，总 体的生产率会降低。

内装有作为还原材料的碳材料的粉状氧化铁系成块物的还原反应，通 过存在于成块物的气孔内的一氧化碳将赤铁矿、磁铁矿、方铁矿等的氧化 铁还原来进行。