CN1209845A - 还原铁的制造方法及装置 - Google Patents

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Abstract

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的原料混合物直接以粉状装入还原炉内形成大致均匀厚度的基层,或者进一步挤压该基层后,保持炉床内温度为1100℃以上高温还原氧化铁。由于不需要将原料混合物压丸化等块状化,能降低还原铁制造成本。利用本发明的还原铁的制造装置,该方法能容易地得到实施。而且,把用上述方法所得到的还原铁在高温状态下装入竖炉或冶炼熔化还原炉以高热效率熔化,能制造优质铁水。

Description

还原铁的制造方法及装置
本发明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，直接以粉状，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，所以微粉碎设备是不可缺少的。
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。
但是，在特公开7-238307号公报所公开的方法也属于经原料的混合、块状化、干燥等工序的“压丸的范筹”，所述压丸法存在的问题几乎没有解决。
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。
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(指上述的压丸及团块)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、淤渣、氧化皮等氧化物单独的或与铁矿石混合使用时，由于这些氧化物的回收形态大多为“粉状物结合固化成的块状”，或者轧制氧化皮式“对压丸化来说形状过大”，因此需要事先微粉碎成所定的粒度。为此，存在不可缺少微粉碎设备的问题。
本发明的目的是提供一种代替过去“压丸法”的简便方法廉价地制造还原铁及为此的装置，以及用所得到的还原铁用简单的工艺高效、价廉地制造优质的铁水的方法。
在本发明，省略了过去曾被认为在原料的预还原中必须的原燃料的块状化工序(压丸化等、块状化工序)和干燥工序。也就是说，本发明的特征在于将粉状铁原料和粉状固体还原剂混合后，不块状化，以形成板状的形状，装入到加热到1200℃以上的炉内，还原氧化铁。
本发明的主要构成为如下所述：(1)和(2)还原铁的制造方法；(3)为了(1)和(2)的装置，及(4)及(5)铁水的制造方法。
(1)由下述(a)-(c)工序构成的由粉状氧化铁制造还原铁的方法。
(a)将粉状氧化铁和粉状固体还原剂得到原料混合物的混合工序；
(b)将所述混合物直接以粉状装入预还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料、从所述固体还原剂产生的可燃性挥发物及由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。
(2)由下述(a)-(d)工序构成的由粉状氧化铁制造还原铁的方法。
(a)将粉状氧化铁和粉状固体还原剂得到原料混合物的混合工序；
(b)将所述混合物直接以粉状装入预还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)挤压该基层，提高原料混合物的表观密度的工序；
(d)向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料、从所述固体还原剂产生的可燃性挥发物及由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。
(3)为了实施上述(1)所述方法的还原铁的制造装置，包括有：混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂的混合机，把混合所得到的原料混合物直接以粉状装入到还原炉内并在炉床上形成大致均匀厚度的基层的装入装置，和还原装入炉内的混合物中的氧化铁的还原炉；该还原炉为具有：设置所述混合物的装入口、加热还原氧化铁所得到的还原铁的排出口及在炉内产生气体的排气口的炉体；在炉内设置的水平旋转移动的炉床，及向炉内吹入燃料和含氧气体使燃料燃烧的喷燃器的旋转炉床炉。
而且，若使用挤压装入炉内的原料混合物基层提高原料混合物的表观密度手段的装置，可以实施上述(2)中所述的方法。
(4)由下述(a)-(f)工序构成的从粉状氧化铁制造铁水的方法。
(a)混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂得到原料混合物的混合工序；
(b)将所述混合物直接以粉状装入预还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料、与从所述固体还原剂产生的可燃性挥发物及由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。
(d)将预还原工序中所得到的还原铁，从所述预还原炉中在500℃以上的温度下排出的排出工序；
(e)向竖炉由其炉上部装入所述排出的高温状态的还原铁、块状碳材和熔剂，在该竖炉炉内有碳材充填层、从设置在炉下部的风口吹入含氧气体使风口前的碳材燃烧、产生高温还原气体，进行还原和熔化，从炉下部出铁口排出铁水和熔渣的还原和熔化工序；
(f)回收竖炉生成气体，同时将其一部分作预还原用燃料导入到所述预还原炉的气体回收工序。
(5)由下述(a)-(f)工序构成的从粉状氧化铁制造铁水的方法。
(a)混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂得到原料混合物的混合工序；
(b)将所述混合物直接以粉状装入预还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料、与从所述固体还原剂产生的可燃性挥发物及由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序；
(d)将在所述预还原工序所得到的还原铁从所述预还原炉中在500℃以上的温度下排出的排出工序；
(e)向冶炼熔化还原炉由其炉上部装入在所述排出工序所排出的高温状态的还原铁、碳材及熔剂，在该炉内有熔融浴和熔融炉渣浴，从炉底部向熔融金属浴内吹入搅拌用气体，搅拌熔融金属浴和熔融炉渣浴，从上部向炉内供给氧，进行还原和熔化、从炉下部出铁口排出铁水和熔渣的还原和熔化工序；
(f)回收冶炼熔化还原炉的生成气体，同时将其一部分作预还原用燃料导入到所述预还原炉的气体回收工序。
另外，在上述(4)或(5)的铁水制造方法中，也可采用，在上述(2)中所述的方法，即将装入到炉内的原料混合物的基层挤压，提高原料混合物的表观密度后，通过高温还原的方法制造还原铁，将该还原铁装入竖炉或者冶炼熔化还原炉的方法。
下面对附图作简单的说明。
图1是现在的一例还原铁制造工艺的略图。
图2示出本发明的还原铁的制造装置和用该装置的还原铁制造过程略图。
图3是旋转炉床炉的纵剖视图，示出相对炉床行进方向垂直面的剖视图。
图4示出在本发明所用的还原铁制造原料的一例装入装置的主要部分结构图。
图5是通过现在的螺旋送料器还原铁的排出方法的说明图。
图6是在本发明所用的还原铁的排出方法的说明图。
图7是除去残留在本发明所用炉床上的还原铁粉方法的一例的说明图。
图8是除去残留在本发明所用炉床上的还原铁粉方法的另一例的说明图。
图9是除去残留在本发明所用炉床上的还原铁粉固着物方法的一例的说明图。
图10是除去残留在本发明所用炉床上的还原铁粉方法的另一例的说明图。
图11是防止本发明所用还原铁粉残留在炉床上的方法一例的说明图。
图12示出使用竖炉铁水制造过程的一例设备图。
图13示出使用冶炼熔化还原炉的铁水制造过程和所使用的一例设备图。
图14是在实施例中所用高温加热还原试验炉的说明图。
下面详细地说明本发明的还原铁的制造方法、为制造还原铁的装置及铁水的制造方法。
本发明〔所述(1)及(2)的发明〕的还原铁的制造方法是高温还原粉状氧化铁的方法，该方法是将粉状氧化铁和粉状固体还原剂的混合物直接以粉状装入还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层，向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料，从固体还原剂中产生的可燃性挥发物(VM)及通过固体还原剂还原氧化铁生成的CO气体燃料，维持炉内的温度为1100℃以上，还原粉状氧化铁。另外，上述(1)的发明是不进行挤压基层还原氧化铁的方法，而(2)的发明是进行挤压基层后还原的方法。
这里，“粉状氧化铁”是指氧化铁为主要成分的粉状铁原料，具体地说，如前所述粉状铁矿石及在炼铁厂产生的含铁的粉尘、淤渣、氧化皮等。可以将这些单独使用，或者使用二种以上的混合物。
所谓“粉状固体还原剂”是指煤、木炭、石油焦炭、焦炭等主要含碳的固体物质。这些材料既可单独使用，也可以两种以上组合使用。
还有，所谓“均匀厚度”不是指必须严格的均匀厚度。因此，所谓“大致均匀厚度”意味着不会导致实际上不适宜还原均等进行程度的没有极大差别的厚度。
在本发明所使用还原炉的形式没有特别地限制，建议采用如在图1所示的旋转炉床炉，即具有水平旋转移动的加热炉床(旋转炉床)的还原炉，能连续作业。
在本发明的还原铁制造方法中，首先，混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂，得到混合物(原料混合物)。
根据在所使用原料中所含水分等的条件，在混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂时，可以添加若干水、粘合剂(膨润土、石灰、有机粘结剂等)任何一类或者两类。由此，能均匀且迅速地混合，同时在旋转炉床上容易形成大致均匀厚度的基层。而且，添加水及粘合剂能有效地防止从基层表面的微粉飞散。
另外，为了调整在还原铁中所含炉渣成份的碱度，也可添加石灰(生石灰、石灰石等)。由此，能降低在还原炉排气中所含硫(S)的浓度。而且，在使用石灰石时，由于在还原炉内煅烧时要补充随着石灰石的分解吸热，所以要提高冶炼炉的燃料用量。
在本发明中，由于不需要将原料混合物块状化，能使用只粗粉碎氧化皮，不用微粉碎。
另外，在使用含锌等粉尘原料时，由于担心在还原铁制品中残留Zn，降低制品的价值，所以，在本发明中利用炉内的高温，使象Zn这样的低沸点的金属蒸发与排出气体同时排出到炉外。因此，降低这些低沸点金属在还原铁制品中残留量，能提高制品的品位，同时，由于从集尘设备所收集的粉尘中能浓缩这些低沸点金属，可以回收并利用这些低沸点金属。
其次，将粉状氧化铁和粉状固体还原剂的混合物直接(粉状混合物原粉)装入到还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层。为形成这样的基层，例如，如后的图4所示那样，将原料混合物40装入从原料装入口38形成旋转炉床13的台车上后，使通过整平器39即可。通过调整从炉床到整平器39的高度，能够容易地将基层41的厚度成所希望的厚度。
另一方面，在炉床上形成基层，根据基层的形成条件，在基层内空隙多，由于从受热面的基层向基层深部(底部)的传热慢，其结果存在基层深部还原慢的情况。而且，由于燃烧气体，基层表面的微粉飞散，也会发生与燃烧气体同时被带到炉外的问题。
为了解决该问题，在炉床上形成基层后，挤压基层，增加提高原料混合物的表观密度的工序是有效的。
例如，象后述图4所示，使用整平器39使原料混合物40成为大致均匀厚度的基层状时，使用加压滚辊42等挤压基层41是十分有效的。也就是说，通过挤压减少基层内的空隙，使粒子间紧密接触，能防止从基层的微粒子的飞散，同时，促进基层内的导热，其结果，促进还原。另外，也可认为由于氧化铁与固体还原剂的接触变好，有助于促进还原。
为了较有效地防止微粒的飞散，在形成基层后，或者挤压该基层提高原料混合物的表观密度后，在基层上喷洒含水泥液体是有效的。例如，如图4所示，可将为水泥水溶液的水泥浆从喷管43喷洒在基层41表面。
接着，向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料、从固体还原剂产生的可燃性挥发物及通过固体还原剂氧化铁产生的CO气体燃烧，维持炉内的温度在1100℃以上，还原基层中的的氧化铁制造还原铁。
作为燃料，使用天燃气、重油等通常使用的燃料。由于从后工序的冶炼炉(竖炉、冶炼熔化还原炉)中作为排出气被排出可燃烧气体，也可以使用该排出气体。
作为含氧气体，可作用空气或氧浓度与空气相等或经调整成为比空气组分更多一些的气体。
上述氧化铁还原时，由于担心炉内燃烧气或燃烧空气氧化铁被还原慢或者经还原氧化铁生成的还原铁再氧化，为此可考虑以下措施，即，在从固体还原剂产生可燃性挥发物期间及进行还原产生还原生成物CO气体期间，基层表面通过可燃性挥发物或还原生成CO复盖，使生成的还原铁不能再被氧化。还原接近结束，在CO气体产生速度降低期间，调整从喷燃器供给燃料量与燃烧用空气量的比，按燃烧气体中CO与CO2气体的比使金属铁不氧化的范围进行调整即可。
因此，按本发明的方法，在原料混合物的基层上，不需要放置固体还原剂基层，能有利于简化装入设备。
进行高温还原的炉内温度1100℃以上。虽然在低于1100℃的温度下也能进行还原，但是在这样的温度下，还原速度慢，不利于工业生产。氧化铁还原时，由于是吸热反应，原料混合物基层(以下也称基层装入物)的温度比炉内的温度低，为了得到非常快的还原速度，理想的是将炉内温度维持在1200-1400℃程度。
但是，在该温度进行还原时，通过使用的粉状氧化铁及固体还原剂的性状及混合比例应该能调整制品的性质。也就是说，在原料装入炉内后很短期间，由于装入物的温度低，为了较高地保持炉内温度，还是将装入物升温对促进还原有利。另外，由于依据原料矿石中的脉石及煤中的灰分组成它们的熔点变化，相应控制炉内温度，在进行还原中，应注意不能使其熔化流出来。但是，在装入物内生成适当量的熔液，由于在传热、促进反应两方面具有良好的效果，应极积地利用。
在用高温还原氧化铁时，为了缩短还原所需要的时间，将基层装入物的温度迅速地升温到适合还原的温度是理想的。为此，在基层装入物加热时，从基层装入物中的固体还原剂中产生的可燃性挥发物到几乎结束为止，向基层装入物表面供给含氧气体，在其表面使可燃性挥发物燃烧，可燃性挥发物发生结束后，炉内温度被加热到1100℃以上，理想的为1200-1400℃以上。
另外，为了防止在还原炉内还原铁固结在炉床上，也可采用在还原炉的炉床上敷设薄层粉状的固体还原剂，在其上放置基层装入物的方法。
如上所述，本发明〔所述(1)及(2)的发明〕的还原铁的制造方法，是只将粉状氧化铁和粉状固体还原物混合，直接将粉状原料混合物装入被加热的还原炉内的炉床上，高温加热还原制造还原铁的方法。也就是说，将省略过去所采用块状化(压丸化)及干燥工序作为基本设想，因此能得到下面显著的效果。
①不需要象块状化供还原处理的原料传统法那样使铁矿石等粉状氧化物及固体还原剂的粒子大小一致。而且，即使是用炼铁厂排出氧化物(氧化皮等)为原料时，只用简单粗粉碎就可供使用，而不需要用传统法进行微粉碎。
②在传统法进行块状化工序中要用不少时间，但是用本发明的方法只是混合混合粉状原料，直接装入还原炉的炉床上即可，因此，处理进间非常之短，而且除能提高工厂使用效率之外，也容易运转和维修。
③直接以丸状块状化强度不够，因此，为防止操作时破坏，需要干燥，增加强度。但是用本发明的方法，将原料混合物直接以粉状装入还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层，因此，不需要干燥工序。
④也就是说，在本发明的方法中，能省略按传统法进行的原料调整(微粉碎、粒度调整)、块状化(压丸化)工序，干燥工序，能大幅度提高制造能力、大幅度降低还原铁制造成本。
⑤在使用含Zn粉尘为原料时，担心在制品还原铁中残留Zn，降低制品价值，但是用本发明的方法，由于炉内高温，象Zn这样的低沸点金属蒸发，与排出气体一起被排出到炉外，因此，能降低这些低沸点金属在还原铁制品中的残留量，可提高制品品位。而且，用集尘设备所收集的粉尘中能浓缩这些低沸点金属，可以回收并利用这些低沸点金属。
本发明〔所述(3)的发明〕的还原铁的制造装置，是为实施上述(1)的发明方法的装置。该装置包括为混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂的混合机，将经混合所得到的原料混合物直接以粉状装入还原炉炉床上形成大致均匀厚度的基层的装入装置及还原装入炉内的粉状原料混合物中的氧化铁的旋转炉床炉。该旋转炉床炉包括：设置原料混合物的装入口，加热还原氧化铁得到的还原铁的排出口及在炉内产生气体的排出口的炉体，在炉内设置的水平旋转移动的炉床及向炉内吹入燃料和含氧气体，使燃料燃烧的喷燃器。
图2-图4是为说明本发明的制造还原铁的装置图。图2示出全部装置的模式，同时示出概括的制造工艺图，用虚线所围的部分表示本发明的装置。图3为旋转炉床炉的纵向剖面图，表示相对炉床的行进方向表示垂直面。另外，图4为所示一例装入装置的纵向剖面图，表示相对炉床的行进方向平行面。
如图2所示，本发明的还原铁的制造装置包括为混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂的混合机16，在图中未示出的装入装置(如图4所示，设置在旋转炉床炉11的上方)及旋转炉床炉11，在旋转炉床炉中安装原料混合物的装入口17(参照图4)、还原铁的排出口18、在炉内产生气体(废气)的排出口15及向炉内吹入燃料和含氧气体使燃料燃烧的喷燃器19。
在图示的实施例，由载原料料斗20开始，通过粉状氧化铁(矿石粉)21和粉状固体还原剂22以及粘结剂23和粉尘24，送到混合机16进行混合。作为燃料可使用在发电等用的冶炼炉排出气体25的一部分。作为含氧气体，可利用从排气口15排出的气体(废气)在废气燃烧装置26使之燃烧，通过燃烧所产生的热预热的空气27。废气通过热交换机28后，经除尘装置29和脱硫装置30排放到大气中，标号31、32代表鼓风机。
如图3所示，旋转炉床的外廓是炉体33，在其内侧设置水平旋转移动的炉床(旋转炉床)13。在炉床13的下侧安装导轨34，通过由驱动装置36驱动所固定的车轮35，炉床13以一定的速度旋转。另外，通过封口水37使炉内密封。装入在炉床13上的原料混合物的基层41由喷燃器19吹入的燃料的燃烧热而被还原。
在图4所示的装入装置设置原料装入口38和整平器39，被安装在旋转炉床炉11的装入口17。原料混合物40直接以粉状由原料装入口38装入到炉内，在通过整平器39时，调整其厚度，在形成炉床13的台在上被形成大致均匀厚度的基层41。
在图4，安装作为挤压原料混合物基层41的手段的加压滚辊42。如使用带有该加压滚辊42的装置，用加压滚辊42挤压在炉床上所形成的原料混合物基层41能实施含有提高原料混合物表观密度工序的上述(2)的发明方法。
而且，在图4中安装为喷洒含有水泥液的喷管43。利用该喷管43，如前所述，形成基层后或者挤压基层41提高原料混合物的表观密度后，在基层上能喷洒布水泥浆等。
通过上述还原铁的制造装置制造还原铁时，将所得到的还原铁排出炉床外，或者为了除去在没排出的炉床上残留粉状还原铁经常保持炉床清净，可适用各种方法及装置，下面具体地给予说明。
过去，还原铁的制造，是在炉内温度维持在1100-1300℃的旋转炉床炉的炉床上以10-20mm的薄厚铺敷块状物(压丸)，用主要从炉壁的辐射热升温到900℃以上，使炉床旋转1周期间达到所定的金属化率那样边调整旋转速度，边进行还原烧结，通过螺旋送料器从排出部排出。
图5是过去作为排矿装置通过用螺旋送料器的排出还原铁的方法说明图。其中(a)为旋转炉床的仰视图，(b)为排出部附近的纵向剖视图。如图所示，从原料装入部12装入到旋转炉床13上的原料混合物40随着炉床13的旋转，在旋转1周期间高温还原原料中的氧化铁，作为还原铁通过螺旋送料器44从制品排出部14被排出。排出是这样进行，还原铁到达螺旋送料器44后，通过螺旋叶轮旋转向与炉床13的移动方向相垂直的方向(图中用箭头表示)移动，排出到炉床13的外周。另外，在螺旋送料器44后设置为了积存还原铁的限制板45。另外，在图中所示实例中，在炉床13的下方安装导轨34，通过驱动被固定的车轮35，炉床13以一定的速度旋转。炉内用水封37进行密封。
但是，通过螺旋叶轮移动还原铁是非常慢，到达炉床的外周侧直到排出需要相当的时间。为此，在螺旋送料器前还原铁的滞留量多。特别是在炉床内周侧的端部附近的还原铁，不但必须移动从内周侧到外周侧的长距离，而且在到达外周侧的期间由于与炉床的其他部分的还原铁相混合，更加不例外地被滞留，在炉内滞留非常长的时间。
为了解决这样的问题，需要尽早地将在旋转炉床炉内煅烧得到的还原铁排出到炉外，为此，可采用下述的任何一种方法。
例如，也可以采用通过与炉床的移动方向相垂直方向的往复移动的挤压装置排出用旋转炉床还原炉还原粉状氧化铁得到的还原铁的方法，制造还原铁。
图6(a)及(b)是一例该方法的说明图，作为挤压装置使用推进器的情况。其中(a)为概略主视图，(b)为(a)的沿A-A箭头剖视图。如图所示作为挤压装置，在旋转炉床排出部的炉床13的内周侧(炉床外)设置与炉床13的移动方向相垂直方向往复移动的板状推进器46。
随炉床13的旋转的排出部移动的还原铁，通过向推进器46箭头方向的移动从炉床13的炉床内向炉床外挤压，通过排出滑道47排出。在图中所示实施例中，沿用虚线表示的推进器46的移动范围，在其下流侧(炉床移动方向侧)安装限制挡板45，推进器46沿该档板45移动，所以还原铁50无残留确实地被排出。另外，移动到炉床13的外周部的推进器46，直接返回原位，为接着下一次的排出再次向箭头方向移动。
不用通过象上述的挤压装置排出还原铁，也可以采用以炉床横向的中心为起点，向炉床移动方向沿成V字型扩大的排出导向档板在炉床的西侧排出的方法，制造还原铁。
图6(c)及(d)是一例该方法的说明图，其中(c)为概略主视图，(d)为(c)的沿B-B箭头的剖视图。如图所示，在旋转炉床炉的排出部的炉床13上，以炉床13的横向中心为起点，向炉床13移动方向(下流侧)设置成V字型扩大的排出导向档板48。这时，其扩大的角度相对炉床13移动方向在两侧分别约为45度。
随着炉床13的旋转，移动到排出部的还原铁，一到达排出导向档板48，就沿该导向档板48左右分开、导入到设置在炉床13两侧的排出滑道47。在图中所示实施例，由于在该导向档板48的面前(上流侧)与之平行安装辅助导向档板49，因此，排出流动好，还原铁50没滞留地圆满地被排出。
排出导向挡板的设置角度没有特别地限制，但是为了使还原铁在炉床上不滞留，而且，尽快地排出炉外，如图所示，相对炉床移动方向两则分别约成45度角设置是理想的。
排出导向档板的高度、只要使到达该档板的还原铁导入排出滑道的期间，不超过档板的程度以上就可以。
按这些方法，能把在旋转炉床炉内煅烧得到的还原铁尽快地排出炉外，其结果能防止由于所述的还原铁的再氧化降低金属化率，另外，通过为防止再氧化的冷却装置的设置，避免减少炉床上的加热面积，使维持还原铁的生产效率成为可能。
通过这些方法，能将在旋转炉床炉内焙烧所得到的还原铁尽快排出到炉外，其结果，防止通过所述还原铁的再氧化降低金属化率，而且，通过设置为防止再氧化的冷却装置避免减少炉床上的加热面积，能保持还原铁的产率。
在上述过去的还原铁制造过程中，在将块状物(压丸)装入旋转炉床炉内时，块状物粉碎产生粉。而且，既使在装入后，在高温还原时，发生破裂，产生粉。这样产生的粉在旋转炉内被还原成为金属铁粉(还原铁粉)，但是该还原铁粉从设置在排出部的限制挡板和炉床的间隙挤过去没被排出滞留在炉床上，随炉床的旋转再次被送到原料装入部受到加热反复循环，在旋转炉床炉内滞留。
滞留的还原铁粉短时间是作为铁粉，但是长时间在炉内滞留，铁粉之间烧结，在炉床上作为“固着物”粘敷，炉床终将要成为被用铁板包复的状态，依据条件，热变仅形，在炉床面产生凹凸。如炉床面生成这样的凹凸，在原料煅烧时产生煅烧不匀，不仅能是大幅度地降低还原铁的金属化率，还给作业带来障碍，发展成为作业上的大问题。进一步，在炉床砖上粘敷的铁，在其上受到机械力，也成为使砖产生剥离的原因。
本发明的还原铁的制造方法中，由于将原料混合物形成直接以粉状装入还原炉内成基层状，在还原结束时基层状直接烧结成板状。但是，不可避免的产生粉，在这种状态中，为了继续长时间稳定的作业，还是需要讨论对上述问题的对策。
作为其对策，例如可以采用在从还原铁排出部到原料装入部间通过喷射气流将炉床上残留的还原铁粉从炉床吹除的方法。另外，所谓“从还原铁排出部到原料装入部间”是指从还原铁的排出部向炉床移动方向到原料装入部的不载置原料及还原原料生成的还原铁的炉床上的区间。
图7是该方法的一个例说明图，图中示出相对炉床移动方向垂直的截面。如图所示，气体喷管51从斜上方面对炉床表面设置，从该气体喷管51喷射气体，吹去残留还原铁粉52，保持炉床表面清净。
气体喷管相对炉床表面的角度及距炉床表面的高度没有特别地限定。以能从炉床上有效地吹除还原铁粉进行适当地调整。
喷射气体可以从与炉床移动方向相垂直方向上并排设置的喷管向炉床移动方向进行。如图所示，使用在与炉床13移动方向相垂直方向或其附近方向能往复移动的喷射气体喷管51，如图中用箭头所示那样使该喷咀51边往复移动边进行是理想的。
气体喷管其前端截面形状是圆形，或者是接近圆形时，不是设置一支，而是在炉床圆周并列设置多支，是理想的。另外，也可以使用喷咀的前端截面形状为偏平向炉床的圆周方向扩大的喷管。
喷射气体的种类没有特别地限定，但从保护炉床耐火砖及防止残留的还原铁粉再氧化来看，氮气是理想的。另外，关于气体的喷射压力也没有限定，只要能有效地从炉床上除去还原铁可适当调整。
也可以采用用设置转动叶片的扫帚从炉床上扫除在从还原铁排出部到原料装入部间的炉床上残留的还原铁粉的方法，制造还原铁。还有，这里所说“设置转动叶片扫帚”是指具有所谓扫出炉床上残留还原铁粉的清扫功能的装置，不限于叶片或者叶片状装置的扫帚，也可用具有一定强度和宽度的毛状物的扫帚(通常称之刷毛)。
作为设置转动叶片扫帚，例如为带有在周围清扫刷毛的圆筒形扫帚，将该圆筒的轴作为旋转轴，在正反方向能转动(即可旋转)地构成。下面将说到的在图8的放大图中所示的转动叶片扫帚53就属于此。
用这样的设置转动叶片的扫帚、使扫帚适当地在正方向或反方向转动，同时与炉床移动方向相垂直方向或在其附近方向边往复移动，边从炉床上扫除残留还原铁粉。
图8是该方法理想的一例说明图，图中示出相对炉床的移动方向垂直的截面。
在该例中，作为设置转动叶片的扫帚为带有在周围清扫刷毛54的圆筒状扫帚，其圆筒轴55作为转动轴，将正反方向能转动构成的转动叶片扫帚53(参照放大图)在与其圆筒的轴相垂直方向连结多个成为环形的转动叶片扫帚群56。也就是说，从还原铁排出部到原料装入部间，在炉床13的横向设置多台这种转动叶扫帚群56(图中设置2台)，使构成转动叶片扫帚群56的各个转动叶片扫帚53在适当的正方向或反方向转动，同时使环形的转动叶片扫帚群56的环主体在与炉床13移动方向相垂直方向或向其附近方向正向或反向地转动，除去炉床上的残留还原铁粉。也可在炉床上设置一台环形转动叶片扫帚群56，使它象上述那样边转动，边在与炉床13移动方向相垂直方向或在其附近方向往复移动。
若用该环形的转动叶片扫帚，则可在短时间高效地除去残留的铁粉，以保持炉床表面清洁。
转动叶片扫帚的宽度(转动轴方向的长度)没有特别地限定，理想的与旋转炉床的宽度相同。
对转动叶片扫帚的移动速度也没有特别的限定，但要用与炉床宽度相同宽度的转动叶片扫帚清除整个炉床面，至少需要与炉床移动速度相同以上的速度。
在炉床上残留铁粉同时存在固着物时，在从还原铁排出部到原料装入部间，采用与炉床移动方向相交叉方向上是可以往复运动的，且通过使低端接触炉床的刮板，从炉床上刮除的方法进行还原铁的制造是理想的。
图9是该方法的一例说明图，图中示出相对炉床移动方向垂直的截面。如图所示，刮板57的下端与炉床面接触，在与炉床13移动方向相交叉方向上能往复运动构成。另外，所谓与炉床移动方向相交叉方向，可为与炉床移动方向相垂直的方向或者接近垂直方向的方向(相对垂直交叉方向成±20℃的角度)。
在该方法中，边使上述的刮板在与炉床移动方向相交叉的方向上往复运动，边从炉床上刮除在炉床上残留的还原铁粉及固着物。若从缩短刮板移动距离考虑，在与炉床移动方向相垂直方向往复运动是理想的。如图所示，若在刮板的前端成适当的角度安装，刮除效果大，也能除去在炉床上粘着的固着物。另外，理想的刮板的宽度与旋转炉床的宽度大约相同。
采用通过设置在从还原铁排出部到原料装入部间的吸引风斗吸引，从炉床上除去在炉床上残留的还原铁粉的方法，也可制造还原铁。
图10是该方法中通过吸引鼓风机吸引情况的一例说明图，图中示出相对炉床移动方向垂直的截面。
如图所示，在从还原铁排出部到原料装入部间的炉床上设置吸引风斗58(在图示实施例中分开成6区间)，分开的每个吸引风斗58最终集中在一根管道上，经过袋滤器59，接在吸引鼓风机60上。炉床上残留的还原铁粉，由该吸引鼓风机60吸引，在袋滤器59中被回收。
吸引风斗理想的是设置在整个炉床13横向。
将还原铁向炉外排出，不用所述挤压装置及V字型排出导向挡板，而通过过去的螺旋送料器进行时，可采用在排出部设置的排矿装置的固定限制挡板的炉床移动方向一侧上，设置使底端接触到炉床的刮板式门，防止还原铁粉在炉床上残留的方法，是理想的。
图11是该方法的一例说明图，图中示出在炉床移动方向(图中用箭头表示)平行的纵截面图。如图所示，为了存放在螺旋送料器44后(下流侧)设置的还原铁制品50，在固定限制档板45的炉床移动方向一侧上设置使低端接触到炉床面的刮板式门61。
在固定限制档板45和炉床面之间存在某些间隙，该间隙由于排出还原铁时还原铁与炉床面的磨耗，不断地扩大。为此，还原铁粉52钻过该间隙，没有被排出而留在炉床上随着炉床13旋转，再次被送到原料装入部、受到加热反复进行循环，在旋转炉床炉内滞留。在这里，于固定限制档板45的炉床移动方向一侧上设置刮板式门61。该刮板式门61从上方轻压炉床13面上，由于接触到炉床面堵塞与炉床面间的间隙那样地被构成，因此，即使钻过固定限制档板45与炉床面间的间隙，由于刮板式门61堵塞通过，能防止还原铁粉52在炉床上残留，保持炉床表面清净。
刮板式门61的设置位置，只要将门61轻压在炉床13上无障碍限制，直接固定在限制档板45的后面，即如图示那样紧贴地安装在限制档板45上是理想的。另外，该刮板式门61为能适应限制挡板45与炉床面间的间隙(间隔)在炉床横向不同的情况，在横向上分开设置是理想的。
按该方法，能防止在炉床上的还原铁残留于此然而保持炉床干净。
利用上述本发明的还原铁的制造装置，能容易实施所述本发明的还原铁的制造方法，能充分发挥该装置的特点。
本发明〔所述(4)及(5)的发明〕的铁水的制造方法是使用所述(1)的发明的方法制造的高温还原铁作原料，制造铁水的方法。(4)的方法是在使用竖炉时，(5)的方法是在使冶炼熔化还原炉时所用的方法。
另外，如前所述，在(4)或(5)发明的铁水60制造方法中，可以采用上述(2)所述的方法，即，挤压装入炉内的原料混合物的基层，提高原料混合物的表观密度后，通过高温还原方法制造还原铁，将该还原铁装入竖炉或冶炼熔化还原炉的方法。
在这些方法中，从原料的混合工序到还原工序，即如前述那样，从(4)及(5)的发明工序(a)到工序(c)与前述发明(1)相同，有关在发明(1)中采用的所述各种实施方案可以单独或者几种组合而被采用。
因此，在此仅就从(4)及(5)发明的工序(d)到工序(f)进行说明。
工序(d)是将用还原工序〔在(4)及(5)的铁水的制造方法中将其称为预还原工序〕所得到的还原铁从予还原炉中在500℃以上的温度排出的工序。之所以将排出时温度定为500℃以上，是因当在该温度以上，还原铁的热在下一步的熔化工序能有效地被利用，能提高还原铁的熔化速度，有利设备的小型化，同时能提高作为总体工艺的能量效率。然而，排出时的被还原板状成型物的内部温度为1170℃以上，在基层内有可能存在熔液，由于可能给排出作业带来障碍，因此在向炉外排出前停止加热将其内部温度下降到1170℃是理想的。另外，在短时间，将基层内的温度降到比1170℃以下的方法，可采用向其表面吹入常温还原气体及氮气等隋性气体的方法，使水冷板接触基层表面的方法等各种方法。
其次工序(e)是还原和熔解工序，在所述(4)的铁水制造方法中用竖炉。
图12是在(4)的铁水制造方法中工艺内容概略和使用的机械设备的一例示意图。如图所示，还原铁50在高温状态从在旋转炉床炉11上设置的排出口18连续地被排出，送到接着的竖炉62进行还原和熔化工序。
在距竖炉较远时，将还原铁倒入封闭氮气等隋性气体的密闭容器内(未图示)进行搬送，但是一般由于竖炉大多邻近作预备还原炉的旋转床床炉设置，切断外部气体，通过斗式输送机等经充满氮等隋性气体或竖炉排出气等还原气的输送道内装入竖炉中。另外，由于还原铁在预还原结束时直接被烧结成基层，因此经略微粗粉碎后可用输送机搬运。
在该还原和熔化工序中，将高温状态还原铁50、块粒状碳料(焦碳、煤等)63及调整炉渣碱性的熔剂64从竖炉62上部装入炉内，该竖炉是在炉内充填有碳层(未图示)，从设置在炉下部的风口65吹入含氧气体(例如空气66)或氧67使风口前的碳材燃烧产生高温还原气，进行还原和熔化，并将铁水和熔渣68从炉下部出铁口排出。
这样，在(4)的铁水的制造方法中，所使用的冶炼炉为炉内充填碳材层的竖炉，由于与高炉相同，风口前的燃烧带周围用碳材包围，所以能防止耐火物直接被高温气体熔损。而且，采用所述特公平3-60883号公报所报导的方法在铁浴式冶炼炉搅拌浇口杯相对，在该竖炉没有搅拌浇口杯，在延长耐火砖的寿命方向是非常有效果的。
另外，由于形成碳充填层，还原气氛与高炉同样强，能抑制铁水中硫低含量，可制造优质铁水，同时由于能保持炉渣中的FeO浓度比高炉低，对抑制耐火材料的损耗是非常有效的。
在热效率方面，由于从炉上部装入碳材和还原铁，因此与高炉相同，在气体和固体(装入物)之间能进行对流式热交换，确保高热效率。而且，作为碳料使用焦炭时，如图所示，从风口65吹入含碳物69以及从风口65上方的炉侧壁部吹入空气66，使炉内的CO、H2气燃烧，通过利用该燃烧热熔化还原铁，能降低焦炭使用量。
关于从竖炉产生的粉尘等，也可在***内使用。在图12所示实例中，从竖炉62的风口65吹入排出粉尘24等，同时作为旋转炉床炉11的一部分原料使用。由此，能提高原燃料的使用效率，同时粉尘等也不向***外排出，没有废弃物，有利于降低成本及环境保护。
在所述(5)的铁水的制造方法中，在还原和熔化工序使用冶炼熔化还原炉。
图13为在(5)的铁水制造方法中的工艺过程概略及使用机械设备的一例示图。如图所示，还原铁50在高温下从设置在旋转炉床炉11的排出口18连续地被排出，再通过冶炼熔化还原炉71送入还原和熔化工序。
在距冶炼还原熔化炉远时，与使用竖炉的相同，在密闭的容器内搬运，但是由于一般冶炼还原熔化炉都邻近作预还原炉的旋转炉床设置，因此通过斗式输送机经充满氮气等隋性气体或者冶炼还原熔化炉排出的还原气体的输送道内装入冶炼还原熔化炉。另外，由于还原铁在预还原结束时直接被烧结成基层状，所以经轻微粉碎后可装入冶炼还原熔化炉。
在该还原和熔化工序中，将高温还原铁50、碳材63和调整炉渣碱性的熔剂64从冶炼还原熔化炉71上部装入炉内，该冶炼还原熔化炉71的炉内有熔融金属浴72和熔融炉渣浴73，从底部向熔融金属浴72内吹入搅拌气体74，搅拌熔融金属浴72和熔融炉渣浴73，从上部例如通过水冷管75向炉内供给氧，进行还原和熔化，从炉下部出铁口排出铁水和熔渣68。
在冶炼熔化还原炉内，通过由炉上部向炉内导入氧气使碳料燃烧，进一步使含在还原铁中未还原的氧化铁还原生成CO气体，以及使由碳料产生的部分可燃性气体燃烧，用所产生的燃烧热，熔化还原铁、碳料中的灰分及熔剂，同时用所述碳料还原含在还原铁中的未还原的氧化铁。由碳料产生的可燃性气体为CO、H2气等。另外，这时也供给还原氧化铁所必需的热量，以及也向熔融的金属浴中提供为渗碳所必需的碳。
作为碳料，一般使用煤，作为熔剂使用生石灰、白云石等。
由于该冶炼熔化还原炉不是高炉那样充填层类型的炉子，不使用焦炭，加之不用附加强粘结焦炭，具有既不需要用巨额投资，也不需要在环境方向受到很多限制的炼焦炉的非常有利的优点。
对于从冶炼熔化还原炉产生排出粉尘等，也可以把它在***内使用。在图13所示实例中，将排出粉尘24从冶炼熔化还原炉71的上部装入，同时又将其作为原料的一部分使用。由此，提高原燃料的使用效率，同时粉尘等不向***外排出，没有排放废弃物，因此，有利于降低成本及保护环境。
工序(f)为气体回收工序，在回收竖炉或者冶炼熔化还原炉的生成气体的同时，将其一部分作为预还原炉燃料导入到预还原炉。即，如图12或图13所示，将生成气体(排气25)用旋风除尘器等除尘机70除去粉尘后回收。回收的气体直接送到下一工序，或也可用于发电。将其一部分导入旋转炉床炉11(预还原炉)。
这样，按(4)或(5)的铁水制造方法，在预还原炉内迅速进行铁原料粉的还原，能制造还原铁，同时，在高温状态将该还原铁装入竖炉或冶炼熔化还原炉，以高热效率熔化，能制造优质的铁水。
实施例1
准备按表1-3所示组成的粉状铁原料，作为粉状固体还原剂煤(微粉碳)及膨润土(粘结剂)。在表4列出粉状铁原料及煤的粒度构成。
表1
化学组成(质量％)
粉状铁原料的种类 T.Fe  Fe2O3  Fe3O4 FeO     Zn     C 溶渣成分 L.O.I
铁矿石A铁矿石B炼铁厂粉尘氧化皮  67.566.031.373.8  96.30.038.70.0     0.082.40.01.9  0.28.25.493.2  0.0060.0031.90.005  0.00.030.20.0     3.59.423.84.9     0.40.00.00.0
注：L.O.I为点火损耗.
表2
    化学组成(质量％)
    固定碳 挥发成分     灰分     全碳量
煤     64.8     25.8     9.4     78.5
表3
    化学组成(质量％)
脉石     Fe2O3     L.O.I
膨润土     78.5     15.4     6.1
注：L.O.I为点火损耗.
表4
    粒度调整后粒度构成
铁矿石A铁矿石B炼铁厂粉尘氧化皮煤 过325筛孔：90质量％过325筛孔：90质量％过0.5mm筛孔：90质量％过3mm筛孔：90质量％过200筛孔：75质量％ 过0.05mm筛孔：30质量％过1mm筛孔：50质量％过325筛孔：60质量％
按表5所示配合比将这些物料混合，得原料混合物。
另外，为了比较，将部分混合原料用盘型造粒机制成直径18mm的压丸，其后在115℃加热制得除去90％以上水分的干燥压丸。
表5
    原料配合比例(质量％)
铁矿石A 铁矿石B 炼铁厂粉尘 氧化皮 煤 膨润土 添加水分
混合原料P混合原料Q混合原料R混合原料S混合原料T混合原料U     79.771.770.5-67.2-     ---79.5--     ----14.830.1     -----53.0     20.318.318.020.518.016.3     0.00.01.50.00.00.0     8.010.010.00.00.00.0
对于这些原料混合物及压丸，用图14所示小型的高温加热还原试验炉((a)为概略纵剖视图，(b)为(a)的A-A箭头剖视图〕，以表6所示条件进行还原试验。
在表6所示的“还原时的原料混合物的形状”栏的“基层”状是指按本发明的方法的形状，而“压丸”是指按传统法的形状。所谓“基层的挤压处理”是将原料混合物在装入炉内前用整平器制成大致35mm的基层后，用加压滚辊挤压到高度为20mm。另外，“炉内平均温度”是停止向基层表面(在使用压丸时是压丸堆积物表面)喷射含氧气体后的炉内空间的平均气体温度。还有作为吹入炉内的“含氧气体”使用“空气”。
表6
    混合原料  混合原料  基层挤压处理的种类    的形态    的有无 喷洒水泥水溶液的有无 向基层表面直接喷射含氧气体的有无 炉内平  还原  金属均温度  时间  化率(℃)    (MIN)  (％)
本发明例例1例2例3例4例5例6 混合原料P混合原料Q混合原料R混合原料P混合原料P混合原料P 基层状基层状基层状基层状基层状基层状 无无无有无有     无无无无有无     无无无无无有     130013001300130013001300     182121152010  91.791.891.692.091.492.1
比较例例7 混合原料R 压丸     无     有     1300     10  92.2
本发明例例8例9例10 混合原料S混合原料T混合原料U 基层状基层状基层状 有有有     无无无     有有有     130013001300     9109  92.091.992.0
如图14所示，在高温加热还原试验炉76，喷燃器上下设置二层，下层的喷燃器78是只在从固体还原剂产生可燃性挥发物期间向基层41或压丸表面喷射含氧气体空气，使可燃性挥发物燃烧。在可燃性挥发物产生结束时，该下层喷燃器78停止使用。另一方面，上层的喷燃器77是为保持炉内温度在所定温度的加热用喷燃器。
另外，由于该试验炉是固定式的，所以设置上下二层喷燃器，但为旋转炉床时，不需要设置二层，一层也可以。也就是说，在旋转炉床，可使在位于原料装入部下流一侧的可燃性挥发物产生区间所设置的喷燃器的角度成为含氧气体吹到装入物表面的角度。而且，吹入炉内的含氧气体与排出气体进行热交换被预热到500-600℃后吹入是有利的。
在还原试验中，将金属化率的目标值设定为92％，测定了能达到该目标值的还原时间，其结果也一并列入上述的表6。
首先在例1的条件下进行试验。其结果即使没有压丸化，还原时间约用18分钟，可以确认能达到92％的金属化率，该还原时间与使用改性普通常天然气所得到的还原气的高炉炉型直接还原方式的还原时间为8-10小时相比，是非常短的。
例2是在粉状的原料添加水分的情况，由于添加水分，能确认均匀混练变得非常容易。但是由表6的结果表明，添加水分还原时间比例1约长了3分钟。由此结果可看出，水分的添加量应该尽可能减少，若考虑到容易混练等，如即使添加水分也确保能在适当的还原时间范围内，那么也可以考虑添加水分。
例3是在粉状的原料添加粘合剂的情况，得到与例2大致相同的结果，通过添加粘合剂能确认使均匀混练变得容易。
另外，在排出气体中所含的粉尘量相对向炉内原料装入量的比例(粉尘损耗比例)在例1为0.5％，在例3降低到0.3％，可以确认在抑制原料的飞散方向也是有效果的。
例4是挤压原料混合物的基层提高表观密度的情况，还原时间缩短到15分钟，能确认挤压效果大。通过挤压该基层缩短还原时间被认为是由于挤压原料间紧密接触促进基层内的导热，提高了基层内的升温速度，结果加快了还原。
另外，粉尘损耗比例为0.2％，与例1的0.5％相比降低了，因此可确认在抑制原料飞散方向也有效果。
例5是在原料混合物基层表面喷洒水泥的水溶液后进行高温还原的情况。这时，在水分的影响下由于基层的升温慢，还原时间变长，但是粉尘损耗比例为0.1％与例1的0.5％相比降低了，可以确认对抑制原料的飞散是非常有效果的。
例6是用加压滚辊挤压原料混合物的基层后，煤中产生的可燃性挥发物只约持续2分钟，向基层表面提供空气，使从煤产生的可燃性挥发物在基层的表面也燃烧的情况。其结果可以确认，还原时间为10分钟，比例4中的15分钟进一步缩短了5分钟，使从基层产生的可燃性挥发物的燃烧在基层表面边进行，边加热、升温的方法是更有利的。
例7是过去的使用干燥压丸的情况，这时的还原时间是10分钟，与例6相比大致同一程度。从该结果也可以说，将原料混合物直接成粉状基层装入到炉内还原的本发明的方法，与使用块状化(压丸化)时比较，也是不差的还原法。
例8是使用表1所示矿石B(氧化铁的形态为磁铁矿)的情况，这时的还原时间为9分钟，与例6(氧化铁的形态使用赤铁矿A)相比较也缩短了些。这是因为磁铁矿与赤铁矿还原成金属铁任何一个都是吸收热反应，但是由于每个铁原子的反应热磁铁矿时约少4760KCal/kmol，基层装入物内的温度降低小，其结果能促进还原反应。
例9是使用在矿石A中混合炼铁厂内产生的粉尘的铁原料的情况，例10是使用将粉尘与氧化皮混合的铁原料的情况。还原时间分别为10分钟及9分钟，与使用铁矿石例6的情况几乎相同。
另外，使用含Zn粉尘的例9的脱Zn率为92％，可以确认本发明具有脱Zn的效果。
例10的混合原料U是稍微粗粒的原料，但还原时间没太大改变，这可认为是在混合原料U中的氧化铁的形态为FeO，以Fe2O3为基体的还原率为30％左右，成金属铁的还原量少，以及从FeO到金属铁的每铁原子反应物吸热量与Fe2O3时相比大约少20,590Kcal/kmol，因此，基层装入物内的温度下降小，其结果能促进还原反应。
实施例2
准备按表7-表9所示组成和粒度构成的粉状铁矿石及作为粉状固体还原剂的煤(微粉碳)用表10所示添加比例混合的物料。表7
    化学组成(质量％)
粉状铁原料的种类 T.Fe    Fe2O3  Fe3O4   FeO   粉尘    L.O.I
铁矿石 67.5    96.3    0.0    0.2    2.0    0.4
注：L.O.I为点火损耗
表8
    化学组成(质量％)
固体还原剂的种类 固定碳 挥发成分 灰分 含碳量
煤焦炭     64.888.0     25.80.2     9.411.0     78.588.7
表9
    粒度调整后粒度构成
铁矿石 过325筛孔：90质量％
    煤 过200筛孔：75质量％     过325筛孔：60质量％
焦炭 10-30mm筛孔：30质量％     30-60mm筛孔：70质量％
表10
    原料配合比例(质量％)
    铁矿石     煤     计
    79.7     20.3     100
作为试验设备使用如在图12所示的小型铁水制造试验设备。也就是说，作为预还原炉使用旋转炉床炉11，作为冶炼炉使用竖炉62，由接受原料的料斗20、混合机16、废热回收交换器28等构成的设备。
将向接受原料料斗20装入的粉状氧化铁21(矿石粉)，还原剂22(微碳粉)及粘合剂23按所定量分别从料斗出来而装入混合机16，添加少量水充分地混合后，将混合物装入旋转炉床炉11。
装入炉床是用前述图4所示的装入装置进行，原料混合物40直接以粉状装入到炉内用整平器39高度大致成35mm的基层状。在挤压原料混合物的基层的情况，用整平器39大致成35mm的基层后，用加压滚辊42挤压直到高度为20mm。
空气，包括燃烧用空气，与旋转炉床的排出气体进行热交换，预热到600℃，进行使用。可燃性挥发物产生结束后，炉内空间部的平均气体温度约为1300℃。另外，还原铁的金属化率的目标值达到92％。
在旋转炉床炉11得到的还原铁在约1150℃被取出炉外，轻微粗粉碎后，从炉上部装入竖炉62。从竖炉62的炉上部将碳料63(焦炭)与石灰石一起装入。另外，石灰石的量使炉渣的碱度为1.25。
铁水从设置在炉下部的出铁口与熔渣(炉渣)同时被排出。
竖炉62的排出气体25用除尘器70(旋风除尘器)除尘后，在旋转炉床炉11用其一部分作燃料，从喷燃器19吹入，其余气体作为其他设备的燃料回收。
试验按表11所示实施了五例。
表11
炉     项    目 例1    例2 例3    例4 例5
预还原炉 预还原炉炉床上混合物放置方法 使用   基层压丸   状态 基层   基层状态   状态 基层状态
用滚辊挤压  -      - 实施    - 实施
使用水泥水溶液  -      - -      实施  -
在可燃性挥发物产生期间向混合物表面喷射含氧气体  -      - -       - 实施
矿石              (Kg/pt)空气予热温度      (℃)空气量            (Nm3/pt)冶炼炉排出气使用量(Nm3/pt)予还原炉内还原时间(min)还原铁金属化率    (％)还原铁排出温度    (℃) 1370    1370600     6001789    1789404     40410      1892.0    91.71150    1150 1370    1370600     6001743    1979404     40415      2092.0    91.41150    1150 137060016624041091.91150
在炉床固着还原铁  产生   产生若干   若干  产生   产生若干   若干 产生若干
冶炼炉 还原铁装入温度    (℃)焦炭              (kg/pt)微粉碳            (kg/pt)燃料              (kg/pt)氧                (Nm3/pt)空气              (Nm3/pt)空气温度          (℃)铁水温度          (℃)铁水[C]           (％)铁水[S]           (％)炉渣              (kg/pt)炉渣碱度          (-)  650    650341    3430      0341    343126    129562    56825     251500   15004.6    4.60.02   0.02168    1681.25   1.25  650    650341    3450      0341    345129    130566    57025     251500   15004.6    4.60.02   0.02168    1681.25   1.25  65034203421295672515004.60.021681.25
例1是利用过去方法将原料混合物压丸化时的试验，在这时旋转床的还原时间为10分钟。
例2是将原料混合物直接以粉状装入到炉内成基层的情况，即使没有块状化(压丸化)，也可以确认若还原时间约为18分钟，能得到92％金属化率的还原铁。该还原时间与使用改性普通天然气所得还原气的竖炉型直接还原方式的还原时间为8-10小时相比较，是非常之短的。
例3是在挤压原料混合物的基层提高表观密度的情况，还原时间缩短到15分钟，可确认挤压的效果大。通过挤压该基层缩短还原时间可以认为是如上述实施例1，通过挤压原料粒子间紧密接触，促进基层内的导热，提高了基层内的升温速度所造成的。另外，粉尘损耗比例为0.2％，与例2的0.5％相比降低了，可以确认挤压基层对抑制原料的飞散也是有效果的。
例4是在原料混合物基层表面喷洒水泥的水溶液后进行高温还原的情况。与例2相比。因水分的影响基层的升温慢，还原时间变长，但是粉尘损耗比例为0.1％，与例2的0.5相比降低了。可以确认喷洒水泥的水溶液对抑制原料的飞散是非常有效的。
例5是将原料混合物的基层用加压滚辊挤压后，煤中产生的可燃性挥发物只约持续2分钟，向基层表面提供空气，使从煤产生的可燃性挥发物在基层的表面也燃烧的情况。该结果可以确认，还原时间与例3相比进一步缩短了5分钟，使从基层产生的可燃性挥发物的燃烧在基层表面也边进行，边加热升温的方法是有利的。
在上述的例1-5中，作为送风条件使用富氧的常温空气，把风口前理论燃烧温度定为2500℃进行作业，将约650℃的还原铁装入竖炉，能制造含碳4.6重量％，硫0.02重量％的优质铁水。
实施例3
将在实施例2用的表7-表9所示组成和粒度构成的粉状铁矿石，作为粉状固体还原剂的煤(微粉碳)及在实施例1用的表3所示的膨润土按表12所示的比例进行混合，准备混合物料。
表12
    原料混合比例(质量％)
    铁矿石     煤     膨润土     计
    75.7     19.3     5.0     100
作为试验设备，使用在图13所示的小型铁水制造试验设备。也就是说，作为预还原炉使用旋转炉床炉11，作为冶炼炉使用冶炼熔化还原炉71，及由接受原料料斗20、混合器16、废热回收热交换器28等构成的设备。
将送到接受原料料斗20的粉状氧化铁21(矿石粉)、还原剂22(微粉碳)及粘合剂23按一定量分别从料斗出来，装入混合机16，添加少量水，充分混合后，将混合物装入旋转炉床炉。
向炉床的装入使用前述图4所示的装入装置进行，将原料混合物直接以粉状装入炉内，用整平器39成高度大致为35mm的基层状。在挤压原料混合物基层的情况，用整平器39大致成35mm的基层后，用加压滚辊42挤压到高度为20mm。
空气，包含燃烧用空气，经与旋转炉床炉排出气体进行热交换，预热到600℃后使用。可燃性挥发物产生结束后，使炉内空间的平均气体温度约达1300。另外，还原铁的金属化率的目标值为92％。
在旋转炉床炉11所得还原铁在约1150℃取出，经轻微粗粉碎后，从炉上部装入冶炼熔化还原炉71。从冶炼熔化还原炉71的炉上部将碳料63(煤)与熔剂64(石灰石)同时装入。另外，石灰石按炉渣的碱度为1.25的量装入。
铁水从炉下部设置的出铁口与熔渣(炉渣)同时排出。
冶炼熔化还原炉71排出气体25的部分在旋转炉床炉11用作燃料使用，其余部分作为其他设备的燃料进行回收。
试验按表13所示四例进行。
表13
炉     项    目 例1 例2 例3 例4
预还原炉 预还原炉炉床上混合物放置方法 使用压丸 基层状态 基层状态 基层状态
用滚辊挤压   -   - 实施 实施
在可燃性挥发物产生期间向混合物表面喷射含氧气体   -   -   - 实施
矿石              (kg/pt)空气予热温度      (℃)空气量            (Nm3/pt)冶炼炉排出气使用量(Nm3/pt)予还原炉内还原时间(min)还原铁金属化率    (％)还原铁排出温度    (℃) 143660021455381092.01150  143660021425381891.71150  143660021455381592.01150  143660021445381091.91150
在炉床固着还原铁 产生若干 产生若干 产生若干 产生若干
冶炼炉 还原铁装入温度    (℃)煤                (kg/pt)氧                (Nm3/pt)铁水温度          (℃)铁水[C]           (％)铁水[S]           (％)炉渣              (kg/pt)炉渣碱度          (-)  80028228215004.00.051771.25  80028228315004.00.051771.25  80028228215004.00.051771.25  80028228315004.00.051771.25
例1是按过去的方法将原料混合物压丸化的试验，这时旋转炉床炉的还原时间为10分钟。
例2是挤压原料混合物的基层提高表观密度的情况，即使不作块状(压丸化)，也可确认还原时间约为18分钟时，能得到金属化率为92％的还原铁。该还原时间与使用改性普通的天然气所得还原气体的竖炉直接还原方式的还原时间约为8-10小时相比，是非常之短的。
例3是挤压原料混合物提高表观密度的情况，还原时间缩短到15分钟，可确认挤压的效果大。可以认为通过挤压该基层缩短还原时间是如实施例1所述那样，通过挤压原料粒子间紧密接触，促进基层内的导热，提高基层内的升温速度所造成的。另外，粉尘损耗比例为0.2％，与例2的0.5％相比降低了，可以确认挤压基层对抑制原料飞散也是有效果的。
例4是用加压滚辊挤压原料混合物后，煤中产生的可燃性挥发物只约持续2分钟，向基层表面供给空气，使从煤产生的可燃性挥发物在基层表面也燃烧的情况。该结果可以确认，还原时间与例3相比进一步缩短了5分钟，使从基层产生的可燃性挥发物的燃烧在基层表面也边进行，边加热升温的方法是有利的。
在上述例1-例4的任一例中，将约800℃还原铁装入冶炼熔化炉，能制造含碳4.0重量％、硫0.05重量％的优质铁水。
如上所述，按本发明的还原铁的制造方法，将原料混合物直接以粉状装入到炉内在炉床上形成基层后，或者挤压该基层后，高温还原，因此，不需要在原料混合压丸化等块状化时所需的块状化设备和块状化物的干燥设备，能减少设备费及运转费，能降低制造还原铁的成本。本方法若用上述本发明的还原铁的制造装置，可容易地实施。
尤其，在高温状态下将用上述方法得到的还原铁装入到竖炉或冶炼熔化还原炉，以高热效率熔化，能制造优质的铁水。

Claims (23)

1．一种还原铁的制造方法，是由粉状氧化铁制造还原铁，其特征在于由下述(a)-(c)工序构成：
(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)将所述混合物直接以粉状装入还原炉，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)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由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。
2．一种还原铁的制造方法，是由粉状氧化铁制造还原铁，其特征在于由下述(a)-(d)工序构成：
(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)将所述混合物直接以粉状装入还原炉，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)挤压该基层，提高原料混合物的表观密度的工序。
(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由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。
3．根据权利要求1或2所述的还原铁的制造方法，其特征在于还原炉是具有水平旋转炉床的旋转炉床炉。
4．根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于在混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂时，单独或复合添加水或一种以上粘合剂。
5．根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于在还原炉床上所形成原料混合物的基层上，喷洒含水泥液体。
6．根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于从原料混合物基层中的固体还原剂产生的可燃性挥发物直到约结束为止向基层表面供给含氧气体，在其表面使可燃性挥发物燃烧，产生可燃性挥发物结束后保护炉内温度在1100℃以上，还原氧化铁。
7．根据权利要求1-6中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于在还原炉床上敷设粉状固体还原剂，在其上直接装入粉状原料混合物。
8．根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于通过在与炉床移动方向垂直的方向往复移动的挤压装置排出经还原所得到的还原铁。
9．根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于将还原所得到的还原铁，沿以炉床的横向中心为起点，向炉床移动方向沿V字型扩大的排出导向围板，由炉床的两侧排出。
10．根据权利要求3-9中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于在从还原铁的排出部到原料装入部间，利用喷射气流从炉床上吹除残留在炉床上的还原铁粉。
11．根据权利要求3-9中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于在从还原铁的排出部到原料装入部间，用设置转动叶片扫帚从炉床上扫除残留在炉床上的还原铁粉。
12．根据权利要求3-9中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于在从还原铁的排出部到原料装入部间，通过在与炉床移动方向交叉方向可往复运动的，且使下端接触到炉床的刮板从炉床上刮除残留在炉床上的还原铁粉及固着物。
13．根据权利要求3-9中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于在从还原铁的排出部到原料装入部间设置的吸引风斗，从炉床上吸除残留在炉床上的还原铁粉。
14．根据权利要求3-9中任一项权利要求所述的还原铁的制造方法，其特征在于使在还原铁排出部设置的排矿装置的固定限制围板的在炉床移动方向的下端接触炉床，利用所设置的刮板或门防止还原铁粉残留在炉床上。
15．一种还原铁的制造装置，是为实施权利要求1所述还原铁的制造方法的装置，其特征在于它包括：混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂的混合机；将混合所得到的原料混合物直接以粉状装入到还原炉内并在炉床上形成大致均匀厚度的基层的装入装置；及还原装入炉内的混合物中的氧化铁的还原炉；该还原炉包括：设置所述混合物的装入口、加热还原氧化铁所得到的还原铁的排出口及在炉内产生气体的排气口的炉体，在炉内设置的水平旋转移动的炉床，向炉内吹入燃料和含氧气体使燃料燃烧的喷燃器的旋转炉床炉。
16．一种还原铁的制造装置，是为实施权利要求2所述还原铁的制造方法的装置，其特征在于它包括：混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂的混合机、将混合所得到的原料混合物直接以粉状装入到还原炉内并在炉床上形成大致均匀厚度的基层的装入装置、挤压装入炉床内的混合物基层提高原料混合物的表观密度的手段，及还原装入炉内的混合物中的氧化铁的还原炉；该还原炉包括设置所述混合物的装入口、加热还原氧化铁所得到的还原铁的排出口及在炉内产生气体的排气口的炉体，在炉内设置的水平旋转移动的炉床，向炉内吹入燃料和含氧气体使燃料燃烧的喷燃器的旋转炉床炉。
17．一种铁水的制造方法，是从粉状氧化铁制造铁水，其特征在于是由下(a)-(f)工序所构成的：
(a)混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂得到原料混合物的混合工序；
(b)将所述混合物直接以粉状装入预还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料、从所述固体还原剂产生的可燃性挥发物及由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。
(d)使在所述预还原工序得到的还原铁，在500℃以上的温度从所述预还原炉排出的排出工序；
(e)将在所述排出工序排出的高温状态的还原铁、块状碳材和熔剂从竖炉上部装入该炉内，该竖炉是在炉内具有碳材充填层，由炉下部设置的风口吹入含氧气体使风口前的碳材燃烧产生高温还原气体，进行还原和熔化，从炉下部出铁口排出铁水和熔渣的还原、熔化工序；
(f)回收竖炉生成气体，同时将其一部分作为预还原用燃料，导入到所述预还原炉的气体回收工序。
18．一种铁水的制造方法，是从粉状氧化铁制造铁水，其特征在于是由下述(a)-(f)工序所构成的：
(a)混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂得到原料混合物的混合工序；
(b)将所述混合物直接以粉状装入预还原炉内，在炉床上形成大致均匀厚度的基层的工序；
(c)向炉内吹入燃料和含氧气体，使该燃料、从所述固体还原剂产生的可燃性挥发物及由固体还原剂还原氧化铁产生的CO气体燃烧，把炉内温度维持在1100℃以上，还原所述氧化铁的还原工序。
(d)使在所述预还原工序得到的还原铁，在500℃以上的温度从所述预还原炉排出的排出工序；
(e)使在所述排出工序排出的高温状态的还原铁、碳材和熔剂从冶炼熔化还原炉的上部装入该炉内，该冶炼熔化还原炉是在炉内有熔融金属浴和熔融炉渣浴，从炉底部向熔融金属浴内吹入搅拌用气体，搅拌熔融金属浴和熔融炉渣浴，从上部向炉内供给氧，进行还原和熔化、从炉下部出铁口排出铁水和熔渣的还原，熔化工序；
(f)回收冶炼熔化还原炉的生成气体，同时将其一部分作为预还原用燃料导入到所述预还原炉的气体回收工序。
19．根据权利要求17或18所述的铁水的制造方法，其特征在于在预还原炉床上原料混合物形成大致均匀厚度的基层后，挤压该在层使所述混合物的表观密度提高。
20．根据权利要求17-19中任一项权利要求所述的铁水的制造方法，其特征在于在混合粉状氧化铁和粉状固体还原剂时，单独或复合添加水或一种以上粘结剂。
21．根据权利要求17-20中任一项权利要求所述的铁水的制造方法，其特征在于在预还原炉的炉床上形成的原料混合物的基层上喷洒含水泥液体。
22．根据权利要求17-21中任一项权利要求所述的铁水的制造方法，其特征在于从原料混合物的基层中的固体还原剂产生的可燃性挥发物直到结束向基层表面供给含氧气体使可燃性挥发物在其表面燃烧，可燃性挥发物产生结束后炉内温度保持在1100℃以上，还原氧化铁。
23．根据权利要求17-22中任一项权利要求所述的铁水的制造方法，其特征在于在预还原炉的炉床上敷设粉状固体还原剂在其上直接装入粉状的原料混合物。
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