还原铁和铁水的制造方法及还原铁的制造装置制造方法及图纸

一种还原铁的制造方法是将粉状氧化铁和粉状固体还原剂、混合形成板状，将其放置到还原炉炉床上，维持炉内温度为１１００℃以上还原氧化铁的方法。由于板状成型物只用滚辊将原料混合物成形即可所到，与压丸化、块状化相比处理时间非常之短。而且通过装入滑道放置在炉床上不需要干燥工序。该方法用本发明专利技术的还原铁制造装置可容易实施。用上述方法所得的还原铁以高温状态装入到竖炉或冶炼熔化还原炉以高热效率熔化能制造优质铁水。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造还原铁的方法及所用的装置，在高温状态向竖炉或治炼熔化还原炉装入该还原铁，制造铁水的方法。该制造方法是将粉状氧化铁、例如粉状铁矿石，在炼铁厂产生含有铁分的粉尘、淤泥、鳞片等及粉状固体还原剂，例如煤、木炭、石油焦炭、焦炭等混合，不成块状，形成板状，装入到被加热的炉内，高温还原，制造还原铁。近年，随着通过电炉制造钢材变得普遍，作为其原料通过铁矿石的固体还原得到所用的铁资源的技术受到人们的关注。作为其代表性的技术有，把粉状铁矿石及同样的粉状固体还原剂混合成块状物，成为所谓压丸，将其加热到高温，还原铁矿石中的氧化铁，得到固体状金属铁的技术(例如，美国专利第3,443,931号说明书，特开平7-238307号公报)。在上述美国专利第3,443,931号说明书中所公开的粉状铁矿石的还原过程，概括由下述过程所组成1)把煤、焦炭等粉状固体还原剂及粉状铁矿石混合，制成原压丸；2)把该原压丸加热，使温度达到由压丸内产生的可燃性挥发物不燃烧程度以除去原压丸所付着的水分；3)所得到的干燥压丸加热到高温，还原，进行金属化；4)冷却金属化了的压丸后排出炉外。但是，在上述的美国专利第3,443,931号说明书中所公开的那样公知的还原铁的制造方法(为方便写作“压丸法”)还存在如下所述的根本问题。1)由于直接块状化的块状物(压丸)的强度不能经受搬运，在装入还原炉前需要进行压丸干燥。为此，需要增设结构复杂的块状化设备和干燥设备，使其运转，维持费用变得相当高。而且，由于从压丸干燥到还原结束所需时间变长，所以生产效率低，难于控制较低的还原铁的制造成本。2)在块状化时不可避免生成规定大小以外的压丸。需要把其过大的压丸直接送回再次混合工序，或者，过大的压丸经粉碎后返回到混合工序，其生产效率低。3)在炼铁厂内产生含有铁分的粉尘、淤泥、鳞片等是贵重的铁资源，但是该炼铁厂排出的氧化铁以回收后的原状态，如粉状物质结合固化成块状，或者如轧制氧化皮那样，对颗粒化来说形状过大居多。因此，用这些代替粉状铁矿石单独或者与粉状铁矿石混合，在成压丸状块状化时，需要预先微粉碎成所定的粒度，所以微粉碎设置是不可缺少的。由于压丸的还原反应温度越高进行越快，为了提高还原反应速度使生产性提高，压丸的升温速度要大、迅速地达到所定的温度是重要的。按在特开平7-238307号公报所报导的方法，其特点是把压丸装入炉内后，过一会向装入的压丸表面供给含氧气体，使从压丸内产生的可燃性物质积极地燃烧，利用其燃烧热，使压丸的表面温度迅速地上升到适合还原的温度。在生产还原铁时，人们都关注一种炉床能水平旋转移动的加热炉床(以下，称“旋转炉床”)的炼铁炉，在所述美国专利第3,443,931号说明书中所公开的工艺方法中也使用这种炉(以下，称为“旋转炉床炉”)。这种旋转炉床炉与传统的旋转式炉不同，具有设备成本廉价的特点，另一方面，为了炉床水平旋转，需要考虑原料的装入及制品的排出。附图说明图1是使用旋转炉床炉进行原料加热的一例过去的制造还原铁的简要流程图。如图所示，在用粉碎机1按所定粒度粉碎的铁矿石粉3与用干燥机2或粉碎机1处理的煤粉4中添加作为粘结剂的膨润土5，在混练机6进一步添加水7和焦油8进行混合。用造粒机9或者双辊压缩机10使该混合原料块状化，送到旋转炉床炉11的原料装入部12装入炉内，随着炉床13的移动，在旋转一周时，高温还原铁矿石中的氧化铁，变成固体状金属铁。所得到的金属铁从排出部14取出。符号15为排气口。粉状氧化铁和粉状固体还原剂必要时进行干燥处理、粉碎处理后，混练。这时，根据需要添加作为粘合剂的水分、焦油、糖、有机树脂、水泥、炉渣、膨润土、生石灰、煅烧白云石、熟石灰。被混练的原料，利用台式造粒机成压丸，或者利用双辊压缩机成团块状。这时，由于对压丸的粒径为0.1mm以下粒度的原料是合适的，对团块状的粒径为1mm以下的粒度的原料也是合适的，因此，需要预先粉碎成所定的粒度。另外，为了提高块状物(指上述的颗粒及团块)的强度，在原料或成形后，也可以进行干燥处理或养护处理。所得到的块状物用皮带输送机送到旋转炉炉床的上部，从其上很分散地用装入滑道装入旋转炉床上，通过整平器整平。接着，在炉内移动期间，被加热还原，制成金属铁。但是，象上述过去的还原铁的制造方法，存在下述问题。即，块状物在装入旋转炉床炉前的期间粉化，在成为不同小粒径粒度的块状物同时也发生粉化，在粉化状态下被装入旋转炉床。为此，装入炉内的发生粉由燃烧气吹散，熔附在炉壁上，成为设备损坏的原因。另外，发生粉熔附在旋转床上熔附，熔融浸蚀，使床面粗糙，也成为设备损坏的原因。而且，由于块状物的粒度不同，发生煅烧不均，为了生产具有92％程度还原率的还原铁，需要延长煅烧时间，使还原铁的生产性变差。为了防止该块状物的粉化的不良影响，添加所述的粘结剂，起到一定的效果，但是不能完全地防止粉化。而且，由于有机粘合剂价高，使生产成本上升。另一方面，由于无机粘结剂含有铁分以外的炉渣，存在使还原铁的品位降低的缺点。如上所述，在过去的“压丸法”中存在很多问题。另一方面，过去，铁水主要通过高炉法生产。高炉法是将块状的铁原料和块状的焦炭从高炉上部装入，从设置在炉下部的风口吹入热风，使焦炭燃烧，生成高温还原气，使铁原料的主要成分氧化铁还原、熔化的过程。在最近，用竖还原炉还原块状的铁原料制造还原铁，在高温下从炉的上部向碳料流动层型熔化炉装入该还原铁进行还原和熔化，开发生产铁水的方法，并且已实用化。另外，作为从铁矿石粉直接制造铁水的方法，也已开发各种方法。例如，在特公平3-60883号公报中报导了将铁矿石微粉和碳质微粉成块状，在旋转炉床炉预还原该块状物，在1000℃以上的温度使之排出，在炉内熔融金属浴的冶炼炉内的浴表面上，导入所述碳质微粉，同时在该冶炼炉内，进行还原熔化所述预还原的块状物的方法。而且，从其冶炼炉排出的气体被回收，作为预还原用的燃料导入到旋转炉床炉。但是，这些现有技术存在下述缺点。首先，在高炉法中，存在需要块状的铁原料和焦炭的缺点。在高炉法中，要使用在炼焦炉中干馏煤制成焦炭，并经筛选的焦炭块。但是，在该高炉法中，焦炭用的强粘结炭从资源看普遍存在问题，加之焦炭炉修复时的巨额的投资以及焦炭炉成为造成公害的原因，如何防止成了重大课题。另一方面，对于铁原料，除使用矿石块外，不得不使用块状化矿石粉，压丸或烧结矿。然而，由于矿石块的供给是非常紧张，压丸价格高昂，在我国主要使用烧结矿，在生产烧结矿时防止公害的对策就成为大课题。在利用竖还原炉生产铁水的方法中，可不需要焦炭，但作为铁原料与高炉法时相同，仍存在需要块状物的问题。另外，在特公平3-60883号公报中报导的方法是优良的方法，但是混合粉状氧化铁和粉状的固体还原剂后，在装入还原炉前存在需要块状化的缺点。在块状化时，如前所述，不可避免生成所定的大小以外的粒子，过大的粒需要直接送回混合工序，或过大的粒子需要粉碎后返回混合工序，效率低。另外，直接用块状化的强度差，由于不能承受搬运，在装入还原炉前需要干燥块状物，为此，需要在块状设备中附加干燥设备，且也需要其运转及保养费用，提高还原铁的生产成本。而且，与还原时间相比，块状化及其干燥所需的时间相对要长，工厂总体效果受到影响。另外，在炼铁厂将产生的粉尘、淤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原铁的制造方法，其特征在于是从粉状氧化铁由下述（ａ）－（ｄ）工序所构成的：（ａ）将粉状氧化铁和粉状固体还原剂混合，得到原料混合物的混合工序；（ｂ）使所述原料混合物形成板状的工序；（ｃ）将板状成型物放置在还原炉炉床上的工序； （ｄ）向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料，由所述固体还原剂产生的可燃性挥发物及通过固体还原剂还原氧化铁产生的ＣＯ气体燃烧，将炉内温度维持在１１００℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：龟井康夫，川口尊三，山冈秀行，中村义久，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]