JPH10237519A - Manufacture of reduced iron - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method to manufacture the reduced iron at a low cost in a simple process without any defects in the conventional 'agglomeration method'. SOLUTION: After a series of processes (1)-(4) are achieved at east once, the obtained reduced iron is discharged out of a furnace. The process (1): a powder solid reducing agent and powder raw iron are singly and alternately charged in a reducing furnace and a laminar bed is formed on a hearth, the process (2): a fuel and a gas containing oxygen is blown into the reducing furnace, and combustion is made by the gas containing oxygen in which the combustible gas from charged fuel, and reducing agent and raw iron is generated to raise the temperate in the furnace to >=1100 deg.C, the process (3): the powder solid reducing agent and the powder raw iron are singly alternately charged on the bed of generated reduced iron to form the laminar bed on the bed of reduced iron after the laminar raw iron is reduced in the process (2), and the process (4): the same operation as that in the process (2) is performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高温還元によっ
て酸化鉄を主成分として含む粉状の原料、即ち、粉状の
鉄鉱石や製鉄所で発生する鉄分を含んだダスト、スラッ
ジ、スケール等（本明細書ではこれらを総称して「粉状
鉄原料」と記す）から還元鉄を低コストで効率よく製造
する方法に関するものである。The present invention relates to a powdery raw material containing iron oxide as a main component by high-temperature reduction, that is, powdery iron ore and dust, sludge, scale and the like containing iron generated in steel works ( In the present specification, these are collectively referred to as “powder iron raw material”) and a method for efficiently producing reduced iron at low cost.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、電気炉による鋼材の製造が盛んに
なるにつれて、その原料として用いる鉄源を鉄鉱石の固
体還元によって得る技術が注目されている。その技術の
代表的なものとしては、粉状の鉄鉱石と、同じく粉状の
固体還元剤とを混合して塊成化物、いわゆる「ペレッ
ト」となし、これを高温に加熱することで鉄鉱石中の酸
化鉄を還元して固体状金属鉄とする技術がある（例え
ば、米国特許第3,443,931 号明細書、特開平７-238307
号公報) 。2. Description of the Related Art In recent years, as the production of steel products by an electric furnace has become popular, attention has been paid to a technique for obtaining an iron source used as a raw material by solid reduction of iron ore. A typical example of such a technique is to mix powdered iron ore with a powdered solid reducing agent to form agglomerates, so-called “pellets”, which are heated to a high temperature to produce iron ore. There is a technique of reducing iron oxide therein to form solid metallic iron (see, for example, US Pat. No. 3,443,931, JP-A-7-238307).
No.).

【０００３】上記米国特許第3,443,931 号明細書に開示
されている粉状鉄鉱石の還元プロセスは、概略、次の工
程からなる。[0003] The reduction process of fine iron ore disclosed in the above-mentioned US Patent No. 3,443,931 generally comprises the following steps.

【０００４】1）石炭、コークス等の粉状固体還元剤と
粉状の鉄鉱石とを混合して、生ペレットを作る。[0004] 1) A raw pellet is prepared by mixing a powdery solid reducing agent such as coal and coke with a powdery iron ore.

【０００５】2）この生ペレットを、ぺレツト内から発
生する可燃性揮発成分が発火しない程度の温度域に加熱
して付着水分を除去する。[0005] 2) The raw pellets are heated to a temperature range in which combustible volatile components generated from the pellet do not ignite to remove adhering moisture.

【０００６】3）得られた乾操ペレットを高温に加熱し
て還元し、金属化を進める。[0006] 3) The obtained dry pellets are heated to a high temperature to be reduced and metallization is advanced.

【０００７】4）金属化したペレットを冷却してから炉
外へ排出する。[0007] 4) The metalized pellets are cooled and then discharged outside the furnace.

【０００８】しかしながら、上述の米国特許第3,443,93
1 号明細書に開示されているような従来の還元鉄の製造
方法 (便宜的に「ペレット法」と記す) には基本的に次
のような問題点がある。However, the above-mentioned US Pat. No. 3,443,93
The conventional method for producing reduced iron (disclosed as "pellet method" for convenience) as disclosed in the specification of Patent No. 1 basically has the following problems.

【０００９】1) 塊成化したままでは塊成化物（ペレッ
ト）の強度がハンドリングに耐え得ないので、還元炉に
装入する前にぺレットの乾燥を行う必要がある。そのた
め機構の複雑な塊成化設備に加えて乾操設備までをも必
要とし、その運転・保守の費用もかなりのものになる。
そして、ペレットの乾燥から還元終了までの所要時間が
長くなるので、生産効率が低く還元鉄の製造コストを低
く抑えることが難しい。1) Since the strength of the agglomerate (pellet) cannot withstand handling if it is agglomerated, it is necessary to dry the pellet before charging it into the reduction furnace. Therefore, in addition to the agglomeration equipment having a complicated mechanism, a dry operation equipment is required, and the cost of operation and maintenance thereof becomes considerable.
Further, since the time required from the drying of the pellets to the end of the reduction becomes long, the production efficiency is low and it is difficult to keep the production cost of reduced iron low.

【００１０】2) ペレットを還元炉内で還元する際、炉
内の雰囲気調整あるいはバーナーの燃焼条件によって
は、一度還元されて金属化した還元鉄の表面が、再酸化
してしまうことがある。2) When the pellets are reduced in the reduction furnace, the surface of the reduced iron once reduced and metallized may be reoxidized depending on the atmosphere in the furnace or the combustion conditions of the burner.

【００１１】3) 塊成化の際に所定サイズ以外の粒子が
生成するのを避けることができない。3) The generation of particles having a size other than a predetermined size during agglomeration cannot be avoided.

【００１２】そのアンダーサイズはそのまま再度混合工
程へ、また、オーバーサイズは粉砕してから混合工程へ
戻す必要があり、生産効率が悪い。The undersize needs to be returned to the mixing step as it is, and the oversize needs to be pulverized and returned to the mixing step, and the production efficiency is poor.

【００１３】4) 製鉄所内で発生する鉄分を含むダス
ト、スラッジ、スケール等 (以下、これらを「製鉄所排
出酸化物 (waste oxide)」と総称する) も貴重な鉄源で
ある。この製鉄所排出酸化物は、回収されたままの形態
では粉状物質が結合して固まった塊状、あるいはミルス
ケールのように、ペレット化するには大き過ぎる形状を
なしていることが多い。従って、これらを粉状鉄鉱石に
変えて単独で、または粉状鉄鉱石と混合して、ぺレット
状に塊成化する場合、予め所定粒度に微粉砕する必要が
あり、微粉砕設備が欠かせない。4) Dust, sludge, scale, etc. containing iron generated in steelworks (hereinafter, these are collectively referred to as "waste oxide" in steelworks) are also valuable iron sources. The oxides discharged from the steelworks in the as-collected form often have a shape that is too large to be pelletized, such as a lump formed by combining powdery substances or a mill scale. Therefore, when these are converted to powdered iron ore by themselves or mixed with powdered iron ore and agglomerated into pellets, it is necessary to pulverize them to a predetermined particle size in advance, and a pulverization facility is indispensable. I can't.

【００１４】5) 塊成化物（ペレット）は粉鉱石等と粉
状石炭等の還元剤を混合して固めたものであるから、得
られる還元鉄中に石炭の灰分が残留する結果、還元鉄中
の脈石成分や硫黄の含有量が高くなる。5) Since the agglomerate (pellet) is obtained by mixing and hardening a fine ore and a reducing agent such as pulverized coal, ash content of the coal remains in the obtained reduced iron. The content of gangue components and sulfur in it increases.

【００１５】ペレットの還元反応は温度が高いほど速く
進むので、還元反応速度を高めて生産性を向上させるた
めには、ペレットの昇温速度を大きくし、速やかに所定
の温度まで到達させることが肝要である。前記の特開平
７-238307 号公報で提案される方法では、ペレットを炉
内に装入してからしばらくの間は装入ペレツトの表面に
酸素含有ガスを供給して、ペレット内から発生する可燃
性物質を積極的に燃焼させ、その燃焼熱によってベレッ
トの表面温度を速やかに還元適正温度にまで昇温させる
ことを特徴とするとしている。Since the reduction reaction of the pellets proceeds faster as the temperature is higher, in order to increase the reduction reaction rate and improve the productivity, it is necessary to increase the temperature rising rate of the pellets and to quickly reach the predetermined temperature. It is important. According to the method proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-238307, an oxygen-containing gas is supplied to the surface of the charged pellet for a while after the pellet is charged into the furnace, and the flammable gas generated from within the pellet is supplied. The active material is actively burned, and the surface heat of the bellet is quickly raised to an appropriate reduction temperature by the heat of combustion.

【００１６】しかし、特開平７-238307 号公報に開示さ
れる方法も原料の混合、塊成化、乾燥という工程を経る
「ペレット法」の範疇にあり、前記のペレット法の問題
点はほとんど解決されていない。However, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-238307 is also in the category of the "pellet method" which involves the steps of mixing, agglomerating, and drying the raw materials, and almost all the problems of the above-mentioned pellet method are solved. It has not been.

【００１７】上記のように、従来の「ペレット法」には
多くの問題点がある。他方、塊成化を行わずに、粉状鉄
原料と粉状固体還元剤（以下、これらを総称して「粉末
原料」または単に「原料」という）をそれぞれ単味で使
用して還元鉄を製造する技術が"Steel Times" Novembe
r,1996, P.399に紹介されている。この方法 (同文献の
記述にならって「Comet 法」と記す) は、粉状原料を混
合することなく、単味で交互に複数の層状に重ねて高温
還元するという方法であり、次のような利点がある。As described above, the conventional "pellet method" has many problems. On the other hand, without performing agglomeration, reduced iron is used simply by using a powdered iron raw material and a powdered solid reducing agent (hereinafter collectively referred to as “powder raw material” or simply “raw material”). Manufacturing technology is "Steel Times" Novembe
r, 1996, p.399. This method (referred to as the “Comet method” following the description in the same document) is a method in which powdered raw materials are mixed and alternately stacked in multiple layers at high temperature without mixing, as follows. There are significant advantages.

【００１８】1) 粉状原料の混合と塊成化の設備が不用
になるので生産設備が簡略化でき、操業コストが下が
る。1) Since the equipment for mixing and agglomerating the powdery raw materials becomes unnecessary, the production equipment can be simplified, and the operating cost can be reduced.

【００１９】2) 粉状原料を混合することなく、互層状
態で還元するため、製品排出時に焼結して一体となった
還元鉄部分と、主として固体還元剤の灰分からなる部分
とを容易に分離できる結果、還元鉄中に含まれる脈石
(gangue) の量を低減できる。2) Since the powdery raw materials are reduced in an alternate layer state without mixing, the reduced iron portion sintered and integrated at the time of discharging the product and the portion mainly composed of the ash of the solid reducing agent can be easily formed. As a result of separation, gangue contained in reduced iron
(gangue) can be reduced.

【００２０】3) 固体還元剤の中に脱硫剤を添加するこ
とにより還元鉄中の硫黄含有量を低下させることができ
る。3) The sulfur content in the reduced iron can be reduced by adding a desulfurizing agent to the solid reducing agent.

【００２１】図４は、上記 "Steel Times"に掲載されて
いる処理時間と金属化率 (還元率)との関係を示す図で
ある。この図は、炉床１m²当たりの載置量を鉄換算で10
kgとし、この条件で２層、３層および４層で還元した場
合の試験結果を示すものである。同図に□印で示される
試験例（即ち、粉状原料を４層にした場合）では、およ
そ20分で90％を超える金属化率が得られている。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the processing time and the metallization ratio (reduction ratio) described in the above “Steel Times”. This figure, the置量mounting per hearth 1 m ² of iron in terms of 10
It shows the test results in the case of reducing in two layers, three layers and four layers under these conditions. In the test example indicated by a square in the figure (that is, when the powdery raw material is made into four layers), a metallization ratio of more than 90% is obtained in about 20 minutes.

【００２２】しかしながら、上記の「炉床１m²当たりの
載置量が鉄換算で10kg」という場合の層厚は、後述する
図２の (a)に示すように、固体還元剤を含めた厚さで約
10mm程度であり、これを４層で構成すると、１層の厚み
が平均 2.5 mm となる。このような各層の薄さを維持し
ながら多層を形成するのは、工業規模では技術的に非常
に困難である。また、各層の厚さを薄くすると、還元終
了後の還元鉄と脈石との分離も困難になって、前記 2)
の利点が失われてしまう。However, the layer thickness in the case of “the loading amount per 1 m ^{2 of the} hearth is 10 kg in terms of iron” is, as shown in FIG. About
The thickness is about 10 mm, and when this is composed of four layers, the thickness of one layer is an average of 2.5 mm. It is technically very difficult to form a multilayer while maintaining the thickness of each layer on an industrial scale. Further, when the thickness of each layer is reduced, it becomes difficult to separate reduced iron and gangue after completion of reduction, and the above 2)
The advantage of is lost.

【００２３】上記の問題を回避するために、１層当たり
の厚みを増加させ、例えば、２層にすると、図４に○印
で示されるように、約90％の金属化率を得るのに40分程
度の長時間を要することになる。即ち、Comet 法は、塊
成化を不用とする基本的に優れた技術ではあるが、実操
業上の技術的な困難を避けるために一層当たりの原料厚
さを増加すると還元に長時間を要し、生産性を上げるこ
とが難しいという問題点がある。In order to avoid the above-mentioned problem, if the thickness per layer is increased, for example, if two layers are used, a metallization ratio of about 90% is obtained as shown by a circle in FIG. It will take a long time of about 40 minutes. In other words, the Comet method is basically an excellent technique that does not require agglomeration, but it takes a long time for reduction if the thickness of raw material per layer is increased to avoid technical difficulties in actual operation. However, there is a problem that it is difficult to increase productivity.

【００２４】[0024]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の「ペ
レット法」に代わる簡略な方法で安価に還元鉄を製造す
ることを課題としてなされたものである。本発明の具体
的な目的は、前記の Comet法のような、単味の粉状鉄鉱
石と粉状固体還元剤とを層状に重ねて高温還元する方法
であって、工業的規模での操業における技術上および生
産効率上の問題点を解消した還元鉄の製造方法を提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to produce reduced iron at a low cost by a simple method instead of the conventional "pellet method". A specific object of the present invention is a method for performing high-temperature reduction by laminating a plain iron oxide ore and a powdery solid reducing agent in layers, such as the aforementioned Comet method, which is operated on an industrial scale. It is an object of the present invention to provide a method for producing reduced iron which has solved the technical and production efficiency problems in the above.

【００２５】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は『下記から
までの一連の工程を少なくとも１回実施することを特徴
とする酸化鉄が主成分の粉状鉄原料から高温還元によっ
て還元鉄を製造する方法』を要旨とする。The present invention provides a method for producing reduced iron by high-temperature reduction from a powdered iron raw material containing iron oxide as a main component, characterized in that a series of steps from the following are performed at least once. Method].

【００２６】 粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを、混
合することなく単味で交互に還元炉内へ装入して、その
炉床上に層状のベッドを形成する工程、 還元炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込み、その吹
き込んだ燃料、ならびに粉状固体還元剤および粉状固体
鉄原料から発生する可燃性ガスを、炉内へ吹き込んだ酸
素含有ガスにより燃焼させ、炉内温度を1100℃以上に昇
温する工程、 上記の工程で前記層状の粉状鉄原料を還元した
後、生成した還元鉄のベッド上に粉状固体還元剤と粉状
鉄原料とを、混合することなく単味で交互に装入して、
還元鉄のベッド上に層状のベッドを形成する工程、 前記と同じ操作を行う工程。A step in which the powdery solid reducing agent and the powdered iron raw material are alternately and simply loaded into the reduction furnace without mixing, and a layered bed is formed on the hearth; The fuel and oxygen-containing gas are blown, and the blown fuel, and the combustible gas generated from the powdered solid reducing agent and the powdered solid iron raw material are burned by the oxygen-containing gas blown into the furnace, and the furnace temperature is raised to 1100. And heating the layered powdered iron raw material in the above step, and then mixing the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material on a reduced iron bed without mixing them. Alternately charge with taste,
Forming a layered bed on the bed of reduced iron, performing the same operation as above.

【００２７】上記本発明方法の望ましい実施態様とし
て、下記の方法を単独で、または幾つかを組み合わせて
採用することができる。As preferred embodiments of the method of the present invention, the following methods can be employed alone or in combination.

【００２８】〔望ましい態様１〕粉状の固体還元剤の中
に、脱硫剤を添加する。[Preferred Embodiment 1] A desulfurizing agent is added to a powdery solid reducing agent.

【００２９】〔望ましい態様２〕粉状鉄原料と粉状の固
体還元剤のいずれか一方、または両方に水もしくはバイ
ンダーまたはその両者を添加する。[Preferred Embodiment 2] Water and / or a binder are added to one or both of the powdered iron raw material and the powdery solid reducing agent.

【００３０】〔望ましい態様３〕粉状固体還元剤と粉状
鉄原料とを交互に還元炉内へ装入して、その炉床上に層
状のベッドを形成させる際に、最下層と最上層を粉状固
体還元剤の層とする。[Preferred Embodiment 3] When the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are alternately charged into a reduction furnace to form a layered bed on the hearth, the lowermost layer and the uppermost layer are separated. A layer of a powdery solid reducing agent.

【００３１】〔望ましい態様４〕還元炉の炉床上に形成
されたベッド状の粉状鉄原料の高温還元に先だち、その
ベッドを押圧して見掛け密度を上昇させる。[Preferred Embodiment 4] Prior to the high-temperature reduction of the bed-like powdered iron raw material formed on the hearth of the reduction furnace, the bed is pressed to increase the apparent density.

【００３２】〔望ましい態様５〕粉状固体還元剤と粉状
鉄原料の少なくとも一方を板状に成形した後、還元炉の
炉床状に載置する。[Preferred Embodiment 5] After at least one of the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material is formed into a plate shape, it is placed on the hearth of a reduction furnace.

【００３３】〔望ましい態様６〕還元炉の炉床上に形成
したベッドの高温還元に当たり、固体還元剤からの揮発
成分の発生中に上記ベッドの表面に酸素含有ガスを供給
し、上記揮発成分をベッド表面部で燃焼させてベッドの
昇温を促進する。[Preferred Embodiment 6] In the high-temperature reduction of the bed formed on the hearth of the reduction furnace, an oxygen-containing gas is supplied to the surface of the bed while the volatile component is being generated from the solid reducing agent, and the volatile component is removed from the bed. Combustion at the surface promotes heating of the bed.

【００３４】[0034]

【発明の実施の形態】本発明方法の第一の特徴は、粉状
固体還元剤と粉状鉄原料とを、従来のように塊成化物
（ペレット）とせず、それぞれ単味で使用することにあ
る。これら単味の原料は、交互に層状に還元炉の炉床に
載置されて高温還元工程に付されるのであるが、その際
に、一旦還元が終了した層（ベッド）の上に、再度、粉
状固体還元剤と粉状鉄原料とを交互に層状に載置して、
高温還元を行うことに第二の特徴がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The first feature of the method of the present invention is that the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are used as plain agglomerates instead of agglomerates (pellets) as in the prior art. It is in. These simple raw materials are alternately placed in layers on the hearth of the reduction furnace and subjected to the high-temperature reduction step. At this time, the raw materials are once again placed on the layer (bed) once reduced. , The powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are alternately placed in layers,
Performing high-temperature reduction has a second feature.

【００３５】以下、本発明方法を、工程順に詳しく説明
する。Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail in the order of steps.

【００３６】１．の工程：これは、粉状固体還元剤と
粉状鉄原料とを、混合することなく、単味で交互に還元
炉内へ装入して、その炉床上に層状のベッドを形成させ
る工程、である。1. Step: This is a step in which the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are alternately charged into the reduction furnace in a simple manner without mixing to form a layered bed on the hearth, It is.

【００３７】ここで「粉状鉄原料」とは「酸化鉄が主成
分の粉状の鉄原料」であり、具体的には、粉状の鉄鉱
石、前記の製鉄所排出酸化物などである。本発明方法に
おいては、これらを単独で、または２種以上の混合物状
態で使用することができる。この粉状鉄原料の適正粒度
は 200メッシュ (74μm)以下が約80％程度、望ましくは
325メッシュ (44μm)以下が約80％程度、である。な
お、製鉄所排出酸化物は、粗粉砕するだけでそのまま使
用できる。Here, the "powder iron raw material" is a "powder iron raw material containing iron oxide as a main component", and specifically, is a powdery iron ore, an oxide discharged from the above-mentioned steelworks, and the like. . In the method of the present invention, these can be used alone or in a mixture of two or more. The appropriate particle size of this powdered iron raw material is about 80% for 200 mesh (74 μm) or less, preferably
About 80% is 325 mesh (44 μm) or less. It should be noted that the oxides discharged from the steelworks can be used as they are simply by coarse pulverization.

【００３８】次に「粉状固体還元剤」とは、石炭、木
炭、コークス（石油コークス含む）等の、主に炭素を含
む固体物質の粉末である。これらも単独で、または２種
以上組み合わせて使用することができる。0.5mm 以下の
粒度のものが約80％程度である粉末が望ましい。Next, the "powder solid reducing agent" is a powder of a solid substance mainly containing carbon, such as coal, charcoal, and coke (including petroleum coke). These can also be used alone or in combination of two or more. A powder having a particle size of 0.5 mm or less and about 80% is desirable.

【００３９】本発明方法の実施に使用する還元炉の形式
には特に制約はない。ただし、作業性の面からすれば回
転炉床形式の炉が推奨される。There is no particular limitation on the type of reduction furnace used to carry out the method of the present invention. However, from the viewpoint of workability, a rotary hearth type furnace is recommended.

【００４０】還元炉の炉床上に形成させる複数層からな
るベッドは、ベッド中の粉状鉄原料の還元を均等に進行
させるために均一な厚さとする必要があるが、ここで言
う「均一な厚さ」とは必ずしも厳密な意味での均一厚さ
を指すものではなく、実際上の不都合を来さない程度に
還元が均等に進行する程度の、極端なレベルの違いがな
い厚さ（ほぼ均一な厚さ）を意味する。The bed composed of a plurality of layers formed on the hearth of the reduction furnace needs to have a uniform thickness in order to promote the reduction of the powdered iron raw material in the bed evenly. The term “thickness” does not necessarily mean a uniform thickness in a strict sense, but a thickness that does not have an extreme level of difference such that the reduction proceeds evenly without causing practical inconvenience (almost (Uniform thickness).

【００４１】上記ベッドを構成する層の厚さは、後述す
る図２の(b) に示す粉状固体還元剤層の厚さ（t₁) を 5
〜10mm程度、粉状鉄原料層の厚さ（t₂) を 5〜10mm程
度、合計の厚さ (ｔ) を10〜20mm程度とするのがよい。
この程度の厚さであれば、実生産ラインでも均一な厚さ
に層を形成させることができ、また、炉から排出した還
元鉄と脈石との分離も容易である。なお、一回の原料装
入で形成するベッドの層は、２層に限られないが、各層
の最小厚さは、実操業ラインで実質的に均一な厚さを実
現するために、５mm以上とするのが好ましい。The thickness of the layer constituting the bed is 5 times the thickness (t ₁ ) of the powdery solid reducing agent layer shown in FIG.
It is preferable that the thickness (t ₂ ) of the powdery iron material layer is about 5 to 10 mm, and the total thickness (t) is about 10 to 20 mm.
With such a thickness, a layer can be formed to a uniform thickness even on an actual production line, and the separated iron and gangue discharged from the furnace can be easily separated. In addition, the bed layer formed by one charge of raw material is not limited to two layers, but the minimum thickness of each layer is 5 mm or more in order to achieve a substantially uniform thickness in an actual operation line. It is preferred that

【００４２】一回の原料装入で形成される粉状固体還元
剤と粉状鉄原料を合わせた層厚を増すと、層内の伝熱が
遅れて、還元所要時間が長くなることが懸念される。し
かし、本発明方法では、初期に装入された原料の在炉時
間は、一回の還元工程終了ごとに排出する従来の方法に
較べて長くなるので、十分に高い還元率が得られる。If the total thickness of the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material formed in one charge of the raw material is increased, there is a concern that the heat transfer in the layer is delayed and the time required for the reduction becomes longer. Is done. However, in the method of the present invention, a sufficiently high reduction rate can be obtained because the furnace time of the initially charged raw material is longer than that of the conventional method in which the raw material is discharged each time one reduction step is completed.

【００４３】２回目以降の原料装入では、既に還元反応
がほぼ終わった高温のベッドの上に新たなベッドを形成
するので、その昇温は速やかである。従って、原料各層
を厚くしても、還元反応の著しい遅延は生じない。ま
た、前述の「望ましい態様」の４、５および６の一つ以
上を併用して、還元反応を促進することもできる。但
し、最後に装入される原料は、炉内に滞留する時間が短
くなるので、還元率の低下を避けるためにはその層を薄
くするのが望ましい。In the second and subsequent charging of raw materials, a new bed is formed on a high-temperature bed on which the reduction reaction has been almost completed, so that the temperature rise is rapid. Therefore, even if the thickness of each layer of the raw material is increased, no significant delay of the reduction reaction occurs. In addition, the reduction reaction can be promoted by using one or more of 4, 5 and 6 of the above-mentioned “desired embodiments” in combination. However, since the time of the last raw material to stay in the furnace becomes shorter, it is desirable to make the layer thinner in order to avoid a reduction in the reduction rate.

【００４４】２．の工程：これは、前の工程で炉床上
に原料のベッドを構成した還元炉内を昇温して、高温還
元を行う工程である。即ち、炉内に燃料と酸素含有ガス
を吹き込み、その吹き込んだ燃料、ベッドから発生する
可燃性ガス (即ち、固体還元剤から発生する可燃性揮発
成分および酸化鉄が還元されて発生するＣＯガス) を、
炉内へ吹き込んだ酸素含有ガスにより燃焼させ、炉内温
度を1100℃以上に昇温する。2. Step: This is a step of performing high-temperature reduction by raising the temperature in the reduction furnace in which the bed of the raw material is formed on the hearth in the previous step. That is, fuel and oxygen-containing gas are blown into the furnace, and the blown fuel, combustible gas generated from the bed (that is, CO gas generated by reducing combustible volatile components generated from the solid reducing agent and iron oxide). To
It is burned by the oxygen-containing gas blown into the furnace, and the furnace temperature is raised to 1100 ° C or higher.

【００４５】炉内へ吹き込む「酸素含有ガス」として
は、空気または「酸素濃度が空気と同等あるいは空気組
成よりも若干富に調整されたガス」を使用するのが良
い。As the "oxygen-containing gas" to be blown into the furnace, it is preferable to use air or "gas whose oxygen concentration is equal to or slightly richer than the air composition".

【００４６】高温還元を行うための炉内温度は、1100℃
以上とする。1100℃を下回る温度域(但し、900 ℃以
上）でも還元は進行するが、このような温度域では還元
速度が遅くて工業生産には好ましくない。酸化鉄の還元
中は吸熱反応によって装入物ベッドの温度が炉内の温度
よりも低くなるから、十分に速い還元速度を得るために
は炉内温度を1200〜1400℃程度に維持することが望まし
い。The furnace temperature for performing high-temperature reduction is 1100 ° C.
Above. The reduction proceeds even in a temperature range lower than 1100 ° C. (however, 900 ° C. or higher), but in such a temperature range, the reduction rate is slow, which is not preferable for industrial production. During the reduction of iron oxide, the temperature of the charged bed becomes lower than the temperature in the furnace due to the endothermic reaction, so the furnace temperature must be maintained at around 1200 to 1400 ° C to obtain a sufficiently fast reduction rate. desirable.

【００４７】ただ、この炉内温度は還元の進行状況ある
いは使用する粉状原料や固体還元剤の性状、装入した原
料の層厚などにより変化させるべき性質のものである。
即ち、原料の炉内装入後間もない期間では、塊成化物の
温度が低いので炉内温度を高めに保持して塊成化物の急
速な昇温を図るようにした方が還元の促進には有利であ
る。However, the furnace temperature is a property to be changed depending on the progress of the reduction, the properties of the powdery raw material or solid reducing agent to be used, the thickness of the charged raw material, and the like.
That is, in the period immediately after the raw material is put into the furnace, the temperature of the agglomerate is low, so that it is better to maintain the furnace temperature at a high temperature and raise the temperature of the agglomerate rapidly to promote reduction. Is advantageous.

【００４８】また、原料鉱石中の脈石や石炭中の灰分の
組成によって、それらの融点が変化するので、それに応
じて炉内温度を制御し、還元進行中に溶解して流れ出さ
ないように留意すべきである。但し、塊成化物内におけ
る適度な量の融液の生成は伝熱、反応促進の両面で良好
な結果をもたらすので、融液の生成を完全に抑える必要
はない。従来のペレット法では、融液が生成するとペレ
ット強度が低下し、ハンドリングに耐えないほど大きな
塑性変形を示すが、本発明方法にはその懸念はない。The melting point of the gangue in the raw ore or the ash in the coal changes depending on the composition of the ash. It should be noted. However, the formation of an appropriate amount of melt in the agglomerate provides good results in both heat transfer and reaction promotion, and it is not necessary to completely suppress the formation of melt. In the conventional pellet method, when a melt is formed, the pellet strength is reduced and the plastic deformation is large enough to withstand handling. However, the method of the present invention has no concern.

【００４９】還元に必要な加熱保持時間（還元所要時
間）は、鉄原料の種類、装入した原料ベッドの層厚、加
熱温度、等の様々の要因に支配される。本発明は、この
還元所要時間の短縮、言い換えれば、還元炉の炉床単位
面積あたり、単位時間あたりの還元鉄の生産量を増すこ
とを目的の一つとしている。The heating holding time (reduction time) required for the reduction is governed by various factors such as the type of the iron raw material, the thickness of the charged raw material bed, the heating temperature, and the like. An object of the present invention is to reduce the time required for the reduction, in other words, to increase the production of reduced iron per unit time per unit area of the hearth of the reduction furnace.

【００５０】後に説明する実施例に示すように、粉状鉄
原料と粉状固体還元剤の層厚をそれぞれ10mm（図２の
(b) 参照）とし、その装入を５回（ただし、最後の５回
目は原料装入量を半分にした）繰り返した場合、約92％
の還元率を達成する所要時間は15分強である。As shown in the examples described later, the layer thickness of each of the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent was 10 mm (FIG. 2).
(b)), and the charge is repeated 5 times (however, the last 5 times the raw material charge was halved).
The time required to achieve a reduction rate of just over 15 minutes.

【００５１】３．およびの工程：上記の工程で粉
状鉄原料を還元した後、生成した還元鉄を排出すること
なく、その上に更に粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを層
状に載置し、新たな原料のベッドを形成する。この新た
な原料ベッドに対して前記の工程を実施して粉状鉄原
料を還元するのである。3. And step: after reducing the powdered iron raw material in the above-mentioned step, without discharging the generated reduced iron, the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are further placed thereon in a layered manner, To form a bed of natural ingredients. The above-mentioned steps are performed on this new raw material bed to reduce the powdered iron raw material.

【００５２】この工程では、新たな原料層は、既にほぼ
還元された高温の鉄のベッド上に形成されるので、上部
からの加熱によるだけでなく下部からも加熱され、その
昇温速度は大きくなる。従って、この第２回目の還元所
要時間は、第１回目のそれよりも短くてよい。In this step, since a new raw material layer is formed on a high-temperature iron bed which has already been substantially reduced, it is heated not only by heating from the upper part but also from the lower part. Become. Therefore, the time required for the second return may be shorter than that required for the first return.

【００５３】また、第１回目に装入された粉状鉄原料
は、２回目の原料装入以降も炉内にあって高温に保持さ
れるので、その還元反応は最終的に炉から排出されるま
で進行し、高い還元率が得られる。Since the powdered iron raw material charged in the first time is kept in the furnace at a high temperature even after the second raw material charging, the reduction reaction is finally discharged from the furnace. And a high reduction rate is obtained.

【００５４】上記のように、原料装入と還元操作とを反
復して酸化鉄の還元を進行させるのであるが、この反復
の回数は、炉の能力、各原料層の厚さ等によって変える
ことができるので一律に決定することはできない。しか
し、１回に装入する原料層の厚さ（図２(b) に示すｔ）
を20mm程度とすれば、反復回数は５回程度が望ましい。
これは、いたずらに反復数を増やしても下層部の温度は
低下する一方なので昇温効果が減少すること、およびバ
ーナーとベッド間の距離が変化して温度管理が難しくな
ること等による。また、最後に装入された原料は炉内滞
留時間が短くなり、還元率の低下が懸念されるが、最後
に装入する原料の厚みを薄くすれば、原料の昇温速度が
大きくなり還元速度も大きくなるので問題はない。As described above, the reduction of the iron oxide proceeds by repeating the charging of the raw material and the reducing operation. The number of times of this repetition depends on the capacity of the furnace, the thickness of each raw material layer, and the like. Can not be determined uniformly. However, the thickness of the raw material layer charged at one time (t shown in FIG. 2 (b))
Is about 20 mm, the number of repetitions is preferably about 5 times.
This is because, even if the number of repetitions is increased unnecessarily, the temperature of the lower layer portion is still reduced, so that the effect of increasing the temperature is reduced, and the distance between the burner and the bed is changed so that the temperature control becomes difficult. In addition, the residence time of the last charged raw material in the furnace is shortened, and there is a concern that the reduction rate may decrease.However, if the thickness of the last charged raw material is reduced, the rate of temperature rise of the raw material increases, and the reduction rate decreases. There is no problem because the speed increases.

【００５５】原料装入と還元操作を所定の回数だけ反復
して実施した後、生成した主として還元鉄からなる炉内
容物をまとめて炉外へ排出する。排出時におけるベッド
の内部温度が 1170 ℃以上であるとベッド内に融液が存
在する可能性があり、排出作業に支障を来す恐れがある
ので、炉外へ排出する前にベッドの内部温度が 1170℃
を下回るように加熱を停止しておくことが望ましい。な
お、短時間でベッドの内部温度を1170℃未満にまで下げ
る手段としては、常温の還元性ガスや窒素等の不活性ガ
スをベッド表面に吹き付ける方法や、ベッドの表面に水
冷板を接触させる方法、等、さまざまな方法が採用でき
る。After the charging and reducing operations are repeated a predetermined number of times, the contents of the furnace, which mainly consist of reduced iron, are discharged out of the furnace. If the internal temperature of the bed at the time of discharge is 1170 ° C or more, there is a possibility that melt exists in the bed, which may hinder the discharge operation. Is 1170 ℃
It is desirable to stop heating so that the temperature falls below the threshold. In order to reduce the internal temperature of the bed to less than 1170 ° C. in a short time, a method of blowing a reducing gas at room temperature or an inert gas such as nitrogen onto the surface of the bed or a method of bringing a water cooling plate into contact with the surface of the bed is used. Various methods can be adopted.

【００５６】排出時には、生成した還元鉄と還元剤（粉
炭等）の残留灰分とが同時に排出される。しかし、本発
明方法では、還元鉄と残留灰分とが層を成してこと、お
よび高温で還元されるので還元鉄部分は焼結して板状に
なっていることにより、その分離は篩分けや磁選等によ
って容易に行うことができる。従って、最終的に得られ
る還元鉄中の脈石（gangue）の混入率は、ペレット法に
較べて著しく低くなる。At the time of discharge, the generated reduced iron and the residual ash of the reducing agent (such as pulverized coal) are simultaneously discharged. However, in the method of the present invention, the reduced iron and the residual ash form a layer, and since the reduced iron is reduced at a high temperature, the reduced iron portion is sintered into a plate shape, so that the separation is sieved. Or by magnetic separation or the like. Therefore, the mixing ratio of gangue in the finally obtained reduced iron is significantly lower than that of the pellet method.

【００５７】本発明方法では、原料装入と還元工程の複
数回の繰り返しの後、生成した還元鉄の排出を行う。従
って、排出時の冷却は１回でよい。堆積した還元鉄の下
層部は、その上に装入される新たな原料で冷却されてい
るので、排出時の冷却は短時間でよい。また、１回の還
元工程の終了ごとに生成した還元鉄を冷却して排出する
方法に較べれば、排出時の冷却で失われていた熱が装入
された原料の昇温に有効利用されるので、その分、エネ
ルギー効率が高まる。In the method of the present invention, the generated reduced iron is discharged after a plurality of repetitions of the raw material charging and the reducing step. Therefore, cooling at the time of discharge may be performed only once. The lower part of the deposited reduced iron is cooled by a new raw material charged thereon, so that the cooling at the time of discharge is short. Further, compared with the method of cooling and discharging the reduced iron generated at the end of one reduction step, the heat lost by cooling at the time of discharging is effectively used for raising the temperature of the charged raw material. Therefore, energy efficiency is increased accordingly.

【００５８】次に、本発明方法の望ましい実施態様につ
いて説明する。Next, a preferred embodiment of the method of the present invention will be described.

【００５９】〔望ましい態様１〕前述の固体還元剤の中
には硫黄が含まれていることが多く、また、鉄原料、特
に鉄鉱石にもわずかながら硫黄が含まれている。この硫
黄が製品の還元鉄中に高濃度で残留すると、製品の品位
を低下させる。これを防止するために、本発明方法にお
いては、固体還元剤の中に石灰石、生石灰、焼石灰、ド
ロマイト、軽焼ドロマイト等の脱硫剤を添加することが
推奨される。これらの脱硫剤は、固体還元剤および鉄鉱
石中の硫黄と結合し、脈石とともに最終的には製品還元
鉄から分離、除去される。従って、この方法を採用すれ
ば、脈石のみならず硫黄の含有量も著しく低い還元鉄を
得ることができる。[Preferred Embodiment 1] The above-mentioned solid reducing agents often contain sulfur, and iron raw materials, particularly iron ores, contain a small amount of sulfur. If this sulfur remains in a high concentration in the reduced iron of the product, it lowers the quality of the product. In order to prevent this, in the method of the present invention, it is recommended to add a desulfurizing agent such as limestone, quicklime, calcined lime, dolomite and lightly burned dolomite to the solid reducing agent. These desulfurizing agents combine with the solid reducing agent and the sulfur in the iron ore, and are eventually separated and removed together with the gangue from the product reduced iron. Therefore, if this method is adopted, not only gangue but also reduced iron having a remarkably low sulfur content can be obtained.

【００６０】なお、上記の脱硫剤の添加には還元炉の排
ガス中の硫黄濃度を下げる効果もあり、環境対策の面で
も有利となる。脱硫剤は、粉状固体還元剤とほぼ同じ粒
度にして、固体還元剤の１〜３重量％程度を添加すれば
よいが、厳密な添加量は、脱硫剤の種類、固体還元剤お
よび鉄鉱石の硫黄含有量等に応じて決定することにな
る。The addition of the desulfurizing agent also has the effect of lowering the sulfur concentration in the exhaust gas from the reduction furnace, which is advantageous in terms of environmental measures. The desulfurizing agent may be approximately the same particle size as the powdery solid reducing agent, and about 1 to 3% by weight of the solid reducing agent may be added. The exact amount of addition depends on the type of the desulfurizing agent, the solid reducing agent, and the iron ore. Will be determined according to the sulfur content of the steel.

【００６１】〔望ましい態様２〕本発明方法を実施する
際、用いる粉状鉄原料や固体還元剤に元々含まれている
水分等の条件によっては、 (a)還元炉の炉床上に均一厚
さのベッドを形成しにくい、(b) 還元炉の炉床上に形成
したベッドの表面から微粉が飛散しやすい、等の問題が
生じることがある。[Preferred Embodiment 2] When carrying out the method of the present invention, depending on the conditions such as the powdery iron raw material and the moisture originally contained in the solid reducing agent, (a) a uniform thickness on the hearth of the reducing furnace In some cases, such as the difficulty of forming a bed, and (b) the fine powder is easily scattered from the surface of the bed formed on the hearth of the reduction furnace.

【００６２】この問題を解決するために、粉状鉄原料と
粉状固体還元剤のいづれか一方あるいは両方へ、水また
は／およびバインダーを添加することができる。バイン
ダーとしては、ベントナイト、石灰等の無機系のものお
よびタール等の有機系のものの何れをも使用することが
できる。To solve this problem, water and / or a binder can be added to one or both of the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent. As the binder, any of inorganic binders such as bentonite and lime and organic binders such as tar can be used.

【００６３】〔望ましい態様３〕還元炉の炉床上に原料
を装入するに際しては、必ずしも下層を粉状固体還元剤
とする必要はない。下層を粉状鉄原料、上層を粉状固体
還元剤としてもよい。しかし、図２の(b) に示すよう
に、下層を粉状固体還元剤とすれば、粉状鉄原料層の下
にある固体還元剤の層から発生する揮発成分中に含まれ
る還元ガスにより酸化鉄の還元が促進される。さらに、
還元鉄の炉床耐火物への固着を防止する効果も得られ
る。即ち、炉床に直接、粉状鉄原料や還元鉄が接触する
と、これらが炉床耐火物に固着して、排出作業に支障を
来し、また、炉床耐火物を損傷することがあるが、炉床
と鉄原料層との間に粉状の固体還元剤の層があれば、こ
の固着を効果的に防止できる。[Preferred Embodiment 3] When charging the raw material onto the hearth of the reduction furnace, the lower layer does not necessarily have to be a powdery solid reducing agent. The lower layer may be a powdered iron raw material and the upper layer may be a powdered solid reducing agent. However, as shown in FIG. 2 (b), if the lower layer is a powdery solid reducing agent, the reducing gas contained in the volatile component generated from the solid reducing agent layer below the powdery iron raw material layer causes The reduction of iron oxide is promoted. further,
The effect of preventing the reduced iron from sticking to the hearth refractory can also be obtained. That is, if powdered iron raw material or reduced iron comes into direct contact with the hearth, they adhere to the hearth refractory, hindering the discharge operation, and may damage the hearth refractory. If there is a layer of a powdery solid reducing agent between the hearth and the iron raw material layer, this fixation can be effectively prevented.

【００６４】さらに、図２の(c) に示すように、最下層
と最上層を粉状固体還元剤の層とするのが望ましい。即
ち、還元炉の炉床上に形成したベッド状の原料の高温還
元時には、炉内へ酸素含有ガスが吹き込まれ続けている
ので、一旦還元された鉄の表面が再酸化され、得られる
製品の金属化率が十分に向上しないことがある。この還
元鉄表面の再酸化を防止するのに、粉状鉄原料の層表面
を粉状固体還元剤の層で覆っておくのが有効である。こ
の方法によれば、鉄原料層の表面は常に粉状の固体還元
剤で被覆されるので、再酸化を防止できるだけでなく、
鉄原料層の上表面側も強還元性になるので還元反応を促
進することができる。Further, as shown in FIG. 2C, it is desirable that the lowermost layer and the uppermost layer are layers of a powdery solid reducing agent. That is, during the high-temperature reduction of the bed-shaped raw material formed on the hearth of the reduction furnace, the oxygen-containing gas continues to be blown into the furnace, so that the surface of the once reduced iron is re-oxidized, and the resulting product metal Conversion may not be sufficiently improved. In order to prevent the reoxidation of the reduced iron surface, it is effective to cover the layer surface of the powdered iron raw material with a layer of the powdered solid reducing agent. According to this method, since the surface of the iron raw material layer is always coated with the powdery solid reducing agent, not only can reoxidation be prevented,
Since the upper surface side of the iron material layer also becomes strongly reducing, the reduction reaction can be promoted.

【００６５】また、この方法では、粉状鉄原料を固体還
元剤の層で挟むことになるので、粉状鉄原料層の上下に
ある固体還元剤の層から発生する揮発成分中に含まれる
還元ガスにより酸化鉄の還元が促進される。さらに、前
記の還元鉄の炉床耐火物への固着を防止する効果も得ら
れる。In this method, since the powdered iron raw material is sandwiched between the layers of the solid reducing agent, the reduction contained in the volatile components generated from the solid reducing agent layers above and below the powdered iron raw material layer. The gas promotes the reduction of iron oxide. Further, the effect of preventing the reduced iron from sticking to the hearth refractory can be obtained.

【００６６】〔望ましい態様４〕本発明方法によって還
元鉄を製造する際に、還元炉の炉床上に形成したベッド
をロール等を使用して押圧し、ベッドの見掛け密度を上
昇させる方法（以下「押圧法」と記す）は、ベッド内の
伝熱と還元を促進する上で極めて有効である。また、燃
焼ガスによるベッド状の原料の飛散を防止する効果もあ
る。[Preferred Aspect 4] When producing reduced iron by the method of the present invention, a method is used in which the bed formed on the hearth of the reduction furnace is pressed using a roll or the like to increase the apparent density of the bed (hereinafter referred to as “the bed”). Pressing method) is extremely effective in promoting heat transfer and reduction in the bed. In addition, there is also an effect of preventing scattering of the bed-like raw material due to the combustion gas.

【００６７】還元炉の炉床上に原料のベッドを形成させ
るだけでは、ベッド中に空隙が多く残って炉内高温雰囲
気からの受熱面であるベッド表面からベッド深部（底
部）への伝熱が遅れ、その結果ベッド深部における還元
が遅れがちである。また、燃焼ガスによりベッド表面の
微粉が飛散し、燃焼排ガスと共に炉外へ持ち出される。The formation of a bed of the raw material on the hearth of the reduction furnace alone leaves many voids in the bed and delays the heat transfer from the bed surface, which is the heat receiving surface from the furnace high-temperature atmosphere, to the deep part (bottom) of the bed. As a result, reduction in the deep part of the bed tends to be delayed. Further, the fine powder on the bed surface is scattered by the combustion gas, and is taken out of the furnace together with the combustion exhaust gas.

【００６８】これらの好ましくない現象が、上記の押圧
法によって効果的に防止できる。These undesirable phenomena can be effectively prevented by the above-described pressing method.

【００６９】図２の(d) が、この方法の概要を示す図で
ある。炉内に設置した押圧ロールＲで、原料層を押圧
し、その見掛け密度を大きくする。それによってベッド
内の空隙が減少して粒子同士がより緊密に密着するの
で、ベッドからの微粒子の飛散が防止されると共にベッ
ド内の伝熱が促進され、還元の速度が大きくなるのであ
る。更に鉄原料と還元剤との接触が良好になることも還
元促進に寄与する。FIG. 2D is a diagram showing an outline of this method. The raw material layer is pressed by the pressing roll R installed in the furnace to increase the apparent density. As a result, voids in the bed are reduced, and the particles are more closely adhered to each other, so that scattering of the fine particles from the bed is prevented, heat transfer in the bed is promoted, and the speed of reduction is increased. Further, good contact between the iron raw material and the reducing agent also contributes to the promotion of reduction.

【００７０】〔望ましい態様５〕前記の押圧法を発展さ
せた方法として、原料の炉内への装入に先立って、粉状
固体還元剤と粉状鉄原料の積層物を板状に成形する方法
（以下、これを「予備成形法」と記す）がある。[Preferred Embodiment 5] As a method developed from the above-mentioned pressing method, a laminate of a powdery solid reducing agent and a powdery iron raw material is formed into a plate before charging the raw material into a furnace. There is a method (hereinafter, referred to as a “pre-forming method”).

【００７１】図２の (e)に示すように、例えば、還元炉
の装入口の前に設置した成形装置（ロールＲ₁ とＲ₂ を
備える成形機）で、積層物を予め板状に成形し、これを
連続的に炉内に装入して炉床上に載置する。この予備成
形法の利点は、基本的には前記の押圧法と同じである
が、成形装置を炉外に置くのでその運転や保守が容易で
あること、成形層厚の調整が正確にできること、炉床の
耐火物が老朽化して表面の凹凸が激しくなった時でもそ
の凹部に原料が食い込まないので、還元鉄の排出が容易
であること等の利点がある。[0071] As shown in the FIG. 2 (e), the example, molded in the molding device installed in front of the spout of the reduction furnace (molding machine having a roll R ₁ and R _2), in the stack advance plate Then, this is continuously charged into the furnace and placed on the hearth. The advantages of this preforming method are basically the same as the pressing method described above, but since the forming apparatus is placed outside the furnace, its operation and maintenance are easy, the thickness of the forming layer can be accurately adjusted, Even when the refractory of the hearth is deteriorated and the surface irregularities become severe, the raw material does not penetrate into the recesses, so that there is an advantage that the discharge of reduced iron is easy.

【００７２】〔望ましい態様６〕炉床上に形成されたベ
ッド中の粉状鉄原料（酸化鉄）の還元時間を短縮するに
は、ベッドの内部温度を還元適正温度まで速やかに昇温
することが望ましい。そのためには、ベッドの加熱に当
たって、ベッドの固体還元剤から発生する揮発成分をベ
ッドの表面で燃焼させ、その燃焼熱をも利用して加熱す
るのが有利である。即ち、石炭等の固体還元剤からは加
熱により可燃性揮発分がガス状態で発生するが、これ
を、炉内の空間に拡散してから燃焼させるよりも、受熱
面であるベッド表面で燃焼させる方がベッドの加熱には
有利である。このベッド表面での燃焼は、ベッド形成後
に空気等の酸素含有ガスをベッドの表面に吹き付けるこ
とによって実現できる。[Preferred Embodiment 6] In order to shorten the reduction time of the powdered iron raw material (iron oxide) in the bed formed on the hearth, it is necessary to raise the internal temperature of the bed to an appropriate reduction temperature promptly. desirable. To this end, it is advantageous to heat the bed by burning the volatile components generated from the solid reducing agent of the bed on the surface of the bed and utilizing the heat of combustion. That is, combustible volatiles are generated in a gaseous state by heating from a solid reducing agent such as coal, but this is burned on the bed surface, which is the heat receiving surface, rather than diffused into the furnace space and burned. This is more advantageous for heating the bed. This combustion on the bed surface can be realized by blowing an oxygen-containing gas such as air onto the bed surface after the bed is formed.

【００７３】なお、酸素含有ガスをベッド表面に吹き付
けると、還元された酸化鉄の再酸化が懸念されるが、こ
れを防止するためには、固体還元剤から発生する揮発成
分の発生期間に限って酸素含有ガスをベッド表面に吹き
付けるのが有効である。この期間は、ベッド表面が比較
的多量の可燃性ガスで覆われているので、吹き付けつけ
た酸素含有ガス中の酸素は優先的に可燃性ガスの燃焼に
消費され、その結果として再酸化が防止できるのであ
る。When oxygen-containing gas is sprayed on the bed surface, reoxidation of the reduced iron oxide may be a concern. To prevent this, however, only the period of generation of volatile components generated from the solid reducing agent is required. It is effective to spray oxygen-containing gas onto the bed surface. During this period, the bed surface is covered with a relatively large amount of combustible gas, so the oxygen in the sprayed oxygen-containing gas is preferentially consumed for combustion of the combustible gas, thereby preventing re-oxidation. You can.

【００７４】この方法と前述した「ベッドの最上層に粉
状固体還元剤の層を形成する方法」を併用することは再
酸化防止に一層有効である。The combined use of this method and the above-mentioned "method of forming a layer of the powdery solid reducing agent on the uppermost layer of the bed" is more effective in preventing reoxidation.

【００７５】上述したベッド表面へ直接的に供給する酸
素含有ガスも、先に述べたような「空気または酸素濃度
が空気と同等あるいは空気組成よりも若干富に調整され
たガス」でよい。なお、ベッドの昇温速度を向上させる
ため、可燃性ガスの燃焼に必要な酸素量を確保した上で
酸素含有ガスと燃料を同時に使用しても差し支えはな
い。The oxygen-containing gas supplied directly to the bed surface described above may also be the above-mentioned “gas or gas whose oxygen concentration is adjusted to be equal to or slightly richer than the air composition” as described above. In order to increase the heating rate of the bed, it is possible to use the oxygen-containing gas and the fuel at the same time after securing the amount of oxygen necessary for burning the combustible gas.

【００７６】固体還元剤からの揮発成分の発生が終了し
た後は、炉外から吹き込む燃料の燃焼によって、炉内温
度が1100℃以上になるように、望ましくは1200〜1400℃
以上になるように加熱すればよい。これにより炉内で酸
化鉄の還元が速やかに進行し、還元鉄が製造される。After the generation of the volatile components from the solid reducing agent is completed, the temperature inside the furnace becomes 1100 ° C. or more, preferably 1200 ° C. to 1400 ° C. by burning the fuel blown from outside the furnace.
What is necessary is just to heat so that it may become above. Thereby, the reduction of the iron oxide proceeds promptly in the furnace, and the reduced iron is produced.

【００７７】[0077]

【実施例】以下、実施例によって本発明の効果を具体的
に説明する。EXAMPLES The effects of the present invention will be specifically described below with reference to examples.

【００７８】１．使用原料 表１に示す組成の粉状鉄原料および表２に示す粉状固体
還元剤としての粉状石炭を準備した。なお、鉄鉱石Ａお
よび鉄鉱石Ｂの中の酸化鉄の主要な形態はそれぞれヘマ
タイト（Fe₂0₃)とマグネタイト（Fe₃0₄)である。表３に
鉄原料および粉状石炭の粒度構成を示す。これらの粉状
鉄鉱石と粉状石炭を表４に示す様々な配合率で使用し
た。1. Raw Materials Used A powdered iron raw material having a composition shown in Table 1 and a powdered coal as a powdered solid reducing agent shown in Table 2 were prepared. Incidentally, the major form of iron oxide in the iron ore A and iron ore B are each hematite (Fe ₂ 0 ₃₎ and magnetite (Fe ₃ 0 _4). Table 3 shows the particle sizes of the iron raw material and the pulverized coal. These fine iron ores and fine coal were used in various mixing ratios shown in Table 4.

【００７９】表記の比率（重量％）であれば、鉄原料と
還元剤の密度の相違から、体積比率はほぼ１：１にな
る。従って、炉床上に形成するベッドの各層の厚さは、
図２に示すように、ほぼ同じ厚さにすればよい。In the case of the indicated ratio (% by weight), the volume ratio is approximately 1: 1 due to the difference in density between the iron raw material and the reducing agent. Therefore, the thickness of each layer of the bed formed on the hearth,
As shown in FIG. 2, the thickness may be substantially the same.

【００８０】[0080]

【表１】 [Table 1]

【００８１】[0081]

【表２】 [Table 2]

【００８２】[0082]

【表３】 [Table 3]

【００８３】[0083]

【表４】 [Table 4]

【００８４】２．試験装置（還元炉） 図１に概略を示す回転炉床式の炉３を使用した。同図
(a)は炉の中心部の縦断面図、(b) は (a)図のＡ−Ａ矢
視断面図である。この炉は、バーナー４、および酸素含
有ガス噴射装置５を備え、炉床６は、駆動装置７によっ
て矢印方向に回転する。原料は、装入装置８によって炉
床上に載置されて層状体積層11となり、炉床の回転によ
り炉内を移動しつつ還元され、排出装置９によって炉外
に排出される。以下の試験では、炉内温度を約 1300 ℃
に保つように操業した。10は排出前に還元鉄を冷却する
ための冷却装置である。2. Test Apparatus (Reducing Furnace) A rotary hearth furnace 3 schematically shown in FIG. 1 was used. Same figure
(a) is a vertical cross-sectional view of the center of the furnace, and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a). The furnace includes a burner 4 and an oxygen-containing gas injection device 5, and a hearth 6 is rotated in a direction indicated by an arrow by a driving device 7. The raw material is placed on the hearth by the charging device 8 to form a layered body stack 11, reduced while moving in the furnace by the rotation of the hearth, and discharged out of the furnace by the discharge device 9. In the following tests, the furnace temperature was set to about 1300 ° C
It was operated to keep. Reference numeral 10 denotes a cooling device for cooling the reduced iron before discharging.

【００８５】３．試験要領 (1) 従来方法の試験 (i) ペレット法（試験番号１) 表４のケースＡの比率で原料を混合し、パン型ぺレタイ
ザーで直径18mmの生ペレットに成形し、その後、115 ℃
に加熱して水分を90％以上除去した乾燥ペレットを炉に
装入した。装入量は、炉床面積１m²あたり鉄 (Fe) 換算
で 10kg となるように調整した。還元は炉の１回転（所
要時間10分）で行い、生成したペレット状の還元鉄を排
出した。3. Test procedure (1) Test of conventional method (i) Pellet method (Test No. 1) The raw materials were mixed in the ratio of Case A in Table 4 and formed into a raw pellet having a diameter of 18 mm using a pan-type retirer.
And dried pellets from which water was removed by 90% or more were charged into a furnace. The charge was adjusted so that iron (Fe) conversion was 10 kg per 1 m ² of the hearth area. The reduction was performed by one rotation of the furnace (required time: 10 minutes), and the resulting reduced iron pellets were discharged.

【００８６】(ii) Comet 法 (試験番号２) 表４のケースＡの比率で原料を使用した。この試験で
は、図２(a) に示すように、鉄鉱石と石炭をそれぞれ単
味で各 2.5mmの厚さに交互に合計４層積層した。(Ii) Comet method (Test No. 2) Raw materials were used in the ratio of Case A in Table 4. In this test, as shown in FIG. 2 (a), iron ore and coal were each alternately laminated to a thickness of 2.5 mm each, for a total of four layers.

【００８７】合計層厚は10mmであり、この場合の炉床面
積１m²あたりの鉄 (Fe) 換算装入量は10kgである。この
装入条件で炉の１回転（所要時間10分）で還元して排出
した。The total layer thickness is 10 mm, and the iron (Fe) conversion charge per 1 m ² of the hearth area in this case is 10 kg. Under this charging condition, the material was reduced and discharged in one rotation of the furnace (required time: 10 minutes).

【００８８】(2) 本発明方法の試験（試験番号３〜11） 図３（試験番号３の例）に示す要領で実施した。即ち、
第１回目の原料装入を行い、炉床が１回転（この例で
は、所要時間18分）してから還元鉄の排出をせず、その
上に第２回目の原料装入を行った。同じように第３回
目、第４回目および第５回目の原料装入を行い、第５回
目の装入の後は、炉床を２回転させ、最後に生成した還
元鉄をまとめて排出した。(2) Test of the method of the present invention (Test Nos. 3 to 11) The test was carried out as shown in FIG. 3 (example of Test No. 3). That is,
The first raw material charging was performed, and after the hearth made one revolution (in this example, the required time was 18 minutes), the reduced raw iron was not discharged, and the second raw material charging was performed thereon. In the same manner, the third, fourth, and fifth charging operations were performed. After the fifth charging operation, the hearth was rotated twice, and finally the generated reduced iron was discharged collectively.

【００８９】一回の原料装入は、図２の(b) 〜(e) に示
す様々な形態で行った。表５に原料装入形態、その他の
試験条件をまとめて示す。なお、表５において、例えば
試験番号３の「原料配合」の欄のケースＡとは、表４に
ケースＡとして示す比率で鉄鉱石Ａと石炭を使用したこ
とを意味する。One charge of the raw material was carried out in various forms shown in FIGS. 2 (b) to (e). Table 5 summarizes the raw material charging mode and other test conditions. In Table 5, for example, Case A in the column of "Raw material blending" of Test No. 3 means that iron ore A and coal were used in the ratio shown as Case A in Table 4.

【００９０】また、「原料装入形態」の欄に「図２
(b)」〜「図２ (e)」とあるのは、それぞれの図に示す
原料の積層形態を採用したことを示す。例えば、図３に
示した試験番号３の例では図２(b) の形態を採用してい
るが、その１〜４回目装入の原料層厚は、t₁、t₂ともに
7.5mmで、炉床面積１m²あたりの鉄 (Fe) 換算装入量で
15kgとなる。第５回目装入の原料層厚は、t₁、t₂ともに
5.0mmで、これは炉床面積１m²あたりの鉄 (Fe) 換算装
入量で10kgとなる。この鉄換算装入量は、全ての試験に
おいて同じにした。In the column of “raw material charging form”, “FIG.
"(b)" to "FIG. 2 (e)" indicate that the layered forms of the raw materials shown in the respective drawings were adopted. For example, in the example of Test No. 3 shown in FIG. 3, the configuration of FIG. 2B is adopted, and the thickness of the raw material layer in the first to fourth charging is both t ₁ and t _2.
In 7.5 mm, the iron per hearth area 1 m ² (Fe) in terms of charging amount
15kg. Raw material layer thickness of the 5th MeSoIri is, t _1, t ₂ together
5.0 mm, which is 10 kg of iron (Fe) equivalent charge per m ² of hearth area. The iron equivalent charge was the same in all tests.

【００９１】[0091]

【表５】 [Table 5]

【００９２】表６に試験結果を示す。同表の「還元率」
とは、図３の（注）に示すように、５回にわたって装入
された炉床面積１m²あたりの鉄原料の荷重平均還元率で
ある。また「還元所要時間」とは、炉床面積１m²あたり
10kgの鉄原料を還元するの要した時間である。なお、こ
の試験では、還元率の目標値を約 92 ％と設定し、この
目標値を達成できるように還元時間 (炉床の回転速度)
を調整した。Table 6 shows the test results. "Reduction rate" in the table
Is the load-average reduction rate of the iron raw material per 1 m ^{2 of} the hearth area charged five times, as shown in (Note) in FIG. In addition to the "reducing the time required", per hearth area 1m ²
This is the time required to reduce 10 kg of iron raw material. In this test, the target value of the reduction rate was set to about 92%, and the reduction time (hearth rotation speed) was set so that this target value could be achieved.
Was adjusted.

【００９３】[0093]

【表６】 [Table 6]

【００９４】表６の試験結果から次の結論が得られる。The following conclusions can be drawn from the test results in Table 6.

【００９５】1) 試験番号１は、粉鉄鉱石と粉状固体還
元剤とを混合してペレット化し、さらに乾操して使用す
る従来法によるものである。この場合、炉床の１回転10
分の還元時間で93.2％という高い還元率になった。但
し、還元鉄中の硫黄濃度は 0.42％、脈石成分は約 7.5
％といずれも高く、製品還元鉄の品質としては劣る。1) Test No. 1 is based on a conventional method in which fine iron ore and a fine solid reducing agent are mixed, pelletized, and dried to use. In this case, one rotation of the hearth 10
A reduction rate of 93.2% was achieved in a reduction time of one minute. However, the sulfur concentration in the reduced iron is 0.42% and the gangue component is about 7.5
% And both are high, and the quality of the product reduced iron is inferior.

【００９６】2) 試験番号２は、粉鉄鉱石と粉状固体還
元剤とを混合することなく単味で図２の(a) に示すよう
に互層状に１回だけ装入し、炉の１回転で還元した例で
ある。2) In test No. 2, the iron ore and the pulverulent solid reducing agent were mixed only once without mixing with the pulverulent solid ore as shown in FIG. This is an example of reduction by one rotation.

【００９７】これは、前掲の"Steel Times" で最も金属
化が速い例（図４の□印のデータ）に相当するものであ
る。この例では、試験例１（ペレット法）と同等の還元
率を得るのに 20 分を要している。但し、脈石成分は
5.3％と「試験番号１」の結果より低い値となってい
る。また、石炭に脱硫剤として５重量％の石灰石を添加
したので、還元鉄中の硫黄濃度は0.05％と低い。即ち、
製品還元鉄の品質では、ペレット法に勝る。This corresponds to the example of the above “Steel Times” in which the metalization is the fastest (the data indicated by the square in FIG. 4). In this example, it took 20 minutes to obtain a reduction rate equivalent to that of Test Example 1 (pellet method). However, the gangue component is
5.3%, which is lower than the result of “Test No. 1”. Further, since 5% by weight of limestone was added to the coal as a desulfurizing agent, the sulfur concentration in the reduced iron was as low as 0.05%. That is,
The quality of the product reduced iron is superior to the pellet method.

【００９８】3) 試験番号３から試験番号11までが本発
明方法の実施例である。3) Test Nos. 3 to 11 are examples of the method of the present invention.

【００９９】3)-1. 試験番号３では、粉状固体還元剤と
粉状鉄原料（鉄鉱石Ａ）をそれぞれ混合することなく、
図２の(b) に示すように単味で互層状に還元炉内へ装入
して炉床を１回転させ、生成した還元鉄を排出すること
なく、そのベッド上に前記原料を互層状に装入して同様
の方法で還元する操作を４回繰り返した。なお、５回目
の原料装入では、前記のように装入量を減らし、かつ装
入後に炉床を２回転させた。これは、最後に装入した鉄
原料の還元率を高めるためである。3) -1. In Test No. 3, the powdery solid reducing agent and the powdery iron raw material (iron ore A) were mixed without mixing.
As shown in FIG. 2 (b), the raw materials are charged into the reduction furnace in a simple and alternating manner, the hearth is rotated once, and the raw material is alternately layered on the bed without discharging the generated reduced iron. , And the operation of reducing in the same manner was repeated four times. In the fifth raw material charging, the charging amount was reduced as described above, and the hearth was rotated twice after the charging. This is to increase the reduction rate of the iron material charged last.

【０１００】上記の操作の後、生成した還元鉄をまとめ
て炉外へ排出した。即ち、この例は本発明の基本的な方
法の効果を確認する試験である。After the above operation, the generated reduced iron was discharged together outside the furnace. That is, this example is a test for confirming the effect of the basic method of the present invention.

【０１０１】表６に示すように、91.8％の還元率を達成
するのに要した時間( 前記の「還元所要時間」) は、1
5.4分である。これは、試験番号２の Comet法の 20 分
に較べて、約 3/4の時間である。即ち、本発明方法で
は、炉床の単位面積当たりの生産効率が、 Comet法に較
べて約25％向上する。また、互層状に装入する１層の厚
みが厚いので還元剤（石炭）の灰分層と還元鉄層との分
離がよく、脈石成分量が、試験番号２よりも低下してい
る。As shown in Table 6, the time required to achieve the reduction rate of 91.8% (the above-mentioned "reduction time") is 1
5.4 minutes. This is about three-quarters of the time for the Comet method of Test No. 2 (20 minutes). That is, in the method of the present invention, the production efficiency per unit area of the hearth is improved by about 25% as compared with the Comet method. Further, since the thickness of the one layer charged in an alternating layer is large, the ash layer of the reducing agent (coal) and the reduced iron layer are well separated, and the amount of the gangue component is lower than that of Test No. 2.

【０１０２】3)-2. 試験番号４は、図２の(c) に示すよ
うに、各回の装入において粉状鉄原料の層と粉状の固体
還元剤の層を互層状に形成する際、最下層と最上層を粉
状固体還元剤の層とした例である。この場合、炉床の１
回転の時間は 17 分とした。3) -2. In test No. 4, as shown in FIG. 2 (c), a layer of the powdered iron raw material and a layer of the powdery solid reducing agent are formed in alternate layers in each charging. In this case, the lowermost layer and the uppermost layer are layers of a powdery solid reducing agent. In this case, one of the hearth
The rotation time was 17 minutes.

【０１０３】鉱石層の上下に炭材層が存在し、鉱石層の
雰囲気が還元性の高い雰囲気に保たれたため、試験番号
３と比較して、短い還元所要時間でも還元率は高くなっ
ている。また、還元鉄と炉床耐火物との固着現象は、試
験番号３では若干観察されたが、試験番号４では全く観
察されなかった。Since the carbonaceous material layers were present above and below the ore layer, and the atmosphere in the ore layer was maintained in a highly reducing atmosphere, the reduction rate was higher than that in Test No. 3 even with a shorter reduction time. . Further, although the phenomenon of sticking between the reduced iron and the hearth refractory was slightly observed in Test No. 3, it was not observed at all in Test No. 4.

【０１０４】3)-3. 試験番号５は、粉状固体還元剤 (石
炭) の中に、石灰石を添加した例である。その他は試験
番号４と同じ条件とした。この例では、還元鉄中の硫黄
濃度は、0.05％と、試験番号４と比較するとかなり低く
なっており、前記の試験番号２と同様の結果になってい
る。3) -3. Test No. 5 is an example in which limestone was added to a powdered solid reducing agent (coal). Other conditions were the same as those of Test No. 4. In this example, the sulfur concentration in the reduced iron is 0.05%, which is considerably lower than that of Test No. 4, and the result is the same as that of Test No. 2 described above.

【０１０５】3)-4. 試験番号６は、粉状鉄原料（鉱石
Ａ）と粉状固体還元剤（石炭）の両方に水を添加し、全
体の水分が９％になるようにした試験である。水分を添
加することにより還元所要時間が試験番号５よりやや長
くなることが予想されたので、炉床の１回転の時間を18
分とした。この例では、排ガス中に含まれるダスト量
の、炉内への原料装入量に対する割合（ダストロス割
合）は、試験番号５では 0.5％あったのに対し、試験番
号６では 0.3％に低減し、ベッドからの原料の飛散抑制
に効果的であることを確認できた。3) -4. Test No. 6 was a test in which water was added to both the powdered iron raw material (ore A) and the powdered solid reducing agent (coal) so that the total water content was 9%. It is. The time required for reduction was expected to be slightly longer than that of Test No. 5 due to the addition of water.
Minutes. In this example, the ratio of the amount of dust contained in the exhaust gas to the amount of raw material charged into the furnace (dust loss ratio) was 0.5% in Test No. 5, but was reduced to 0.3% in Test No. 6. It was confirmed that it was effective for suppressing the scattering of the raw material from the bed.

【０１０６】3)-5. 試験番号７は、図２の (d)に示すよ
うに、原料装入のたびに、高温還元に先立って炉内の原
料ベッドを押圧し、原料層厚を約20％減少させ、その見
掛け密度を上昇させた例である。炉床の１回転の時間は
16 分とした。従って、還元所要時間は 13.7 分と、試
験番号６と比較すると短くなっており、押圧の効果が大
きいことを確認できた。また、ダストロス割合は 0.2％
であり、試験番号６の0.3％と比較すると低下している
ことから、原料の飛散防止抑制にも効果的であることが
確認できた。3) -5. In Test No. 7, as shown in FIG. 2 (d), every time the raw material was charged, the raw material bed in the furnace was pressed prior to the high-temperature reduction to reduce the raw material layer thickness. In this example, the apparent density is increased by 20%. The time for one rotation of the hearth
16 minutes. Therefore, the time required for reduction was 13.7 minutes, which was shorter than that of Test No. 6, confirming that the pressing effect was large. Dust loss ratio is 0.2%
Since it was lower than 0.3% in Test No. 6, it was confirmed that the method was effective in preventing the scattering of the raw material.

【０１０７】3)-6. 試験番号８は、図２の (e)に示すよ
うに、粉状固体還元剤と粉状鉄原料の層を事前に板状に
成形した (成形前の原料層厚を約35％減少させた) 後、
炉床上に載置した例である。この予備成形も原料装入の
たびに行った。この方法によれば、ベッドを押圧する方
法より原料の圧密効果が大きいため、還元所要時間は試
験番号７よりもさらに短くなっている。3) -6. In Test No. 8, as shown in FIG. 2E, a layer of the powdery solid reducing agent and the powdered iron raw material was formed into a plate shape in advance (the raw material layer before forming). After reducing the thickness by about 35%)
This is an example of mounting on a hearth. This preforming was also performed each time the raw materials were charged. According to this method, since the consolidation effect of the raw material is greater than the method of pressing the bed, the time required for reduction is even shorter than that of Test No. 7.

【０１０８】3)-7. 試験番号９は、還元炉の炉床上に形
成したベッドの高温還元に当たり、固体還元剤 (石炭)
からの揮発成分の発生がほぼ終了するまでは酸素含有ガ
ス (空気) の供給を上記ベッドの表面へも行って揮発成
分をベッド表面部で燃焼させた例である。この例では、
炉床の１回転の時間は 15 分とした。従って、還元所要
時間は 12.9 分と、試験番号８よりもさらに短縮され
た。3) -7. Test No. 9 relates to the high-temperature reduction of a bed formed on the hearth of a reduction furnace, and a solid reducing agent (coal)
In this example, the supply of oxygen-containing gas (air) was also performed to the surface of the bed until the generation of the volatile components from the bed was almost completed, and the volatile components were burnt on the surface of the bed. In this example,
The duration of one rotation of the hearth was 15 minutes. Therefore, the time required for reduction was 12.9 minutes, which was even shorter than Test No. 8.

【０１０９】3)-8. 試験番号10は、試験条件を試験番号
９と同じ (ただし、炉床の１回転の時間は 14 分) にし
て、原料として表１の鉱石Ｂを使用した試験である。こ
の場合、還元所要時間は 12.0 分間であった。この還元
時間は試験番号９と比較すると若干短いが、この理由
は、マグネタイトとへマタイトの金属鉄までの還元反応
は何れも吸熱反応であるものの、鉄１キロモル当たりの
反応熱は、マグネタイトの方が約 4760 kcalだけ少ない
ために、原料ベッド内の温度低下が少なくて済み、その
結果、還元反応が促進されたことにあると考えられる。3) -8. Test No. 10 was a test in which ore B in Table 1 was used as a raw material under the same test conditions as test No. 9 (however, the time for one rotation of the hearth was 14 minutes). is there. In this case, the time required for reduction was 12.0 minutes. The reduction time is slightly shorter than that of Test No. 9 because the reduction reaction of magnetite and hematite to metallic iron is an endothermic reaction, but the heat of reaction per kilomol of iron is smaller than that of magnetite. Is about 4760 kcal, it is considered that the temperature drop in the raw material bed was small and as a result, the reduction reaction was promoted.

【０１１０】3)-9. 試験番号11は、表１に示した製鉄所
ダストとミルスケールをブレンドしたものを鉄原料とし
た例である。他の試験条件は、炉床の１回転の時間は 1
3 分としたことを除いて、試験番号10と同じである。還
元所要時間は 11.1 分と試験番号10よりさらに短い。ダ
ストとミルスケールの混合物はやや粗粒であるのに還元
所要時間が短いのは、これらの主成分が FeOであるの
で、Fe₂0₃ に比較すれば、既に約30％は還元されている
ことになり、金属鉄までの還元量が少なくて済むこと、
および FeOから金属鉄までの還元させるときの反応吸熱
量はヘマタイトに比較して約 20590 kcal/kmol少ないた
めに、ベッド内の温度低下が少なく、還元反応速度が促
進された結果である。3) -9. Test No. 11 is an example in which a steel mill dust and a mill scale shown in Table 1 were blended and used as an iron raw material. Other test conditions are that the time of one rotation of the hearth is 1
Same as Test No. 10 except that it was 3 minutes. The return time is 11.1 minutes, shorter than test number 10. The dust and mixtures of the mill scale shorter reducing time required is to slightly coarse, since these main component is FeO, when compared to the Fe ₂ 0 _3, are already about 30% is reduced That means that the amount of reduction to metallic iron is small,
Since the reaction endotherm when reducing FeO to metallic iron is about 20590 kcal / kmol smaller than that of hematite, the temperature in the bed is reduced less and the reduction reaction rate is accelerated.

【０１１１】なお、試験番号11で用いた製鉄所ダストに
は亜鉛（Zn）が含まれているが、このときの脱亜鉛率は
92 ％であり、本発明方法による脱亜鉛効果も確認でき
た。The steelworks dust used in Test No. 11 contains zinc (Zn).
It was 92%, and the dezincing effect of the method of the present invention was also confirmed.

【０１１２】[0112]

【発明の効果】本発明方法では、粉状の鉄原料と固体還
元剤を混合せず、また塊成化せず、基本的にそのまま還
元炉内へ装入して還元する。しかも、炉内に生成した還
元鉄のベッドを利用し、その上に更に原料のベッドを置
いて還元を繰り返す。この方法によれば、次のような多
くの効果が得られる。According to the method of the present invention, the powdery iron raw material and the solid reducing agent are not mixed and are not agglomerated. In addition, the bed of reduced iron generated in the furnace is used, and the bed of the raw material is further placed on the bed to repeat the reduction. According to this method, the following many effects can be obtained.

【０１１３】（ａ）還元処理に供する原料を塊成化（ペ
レット化）する従来法のように鉄鉱石等の粉状鉄原料お
よび固体還元剤等の粒子サイズをそろえる必要が無く、
また、製鉄所排出酸化物（スケール等）を鉄原料として
適用する場合でも単に粗粉砕するだけで使用することが
できる。(A) Unlike the conventional method of agglomerating (pelletizing) the raw material to be subjected to the reduction treatment, it is not necessary to make the particle size of the powdery iron raw material such as iron ore and the particle size of the solid reducing agent uniform.
Further, even when the oxides discharged from a steel mill (scale or the like) are applied as an iron raw material, they can be used simply by coarsely pulverizing them.

【０１１４】（ｂ）従来の塊成化法では、ペレット化と
その乾燥の工程で、少なからぬ時間がかかるが、本発明
方法では粉状原料を単に還元炉の炉床上にそのまま装入
するだけで済むので処理時間は極めて短く、プラントの
稼働効率が向上する上に運転・保守も容易である。従っ
て、設備費の低減と運転要員の低減が可能となって還元
鉄製造コストの大幅な低減が可能となる。(B) In the conventional agglomeration method, a considerable amount of time is required in the steps of pelletizing and drying, but in the method of the present invention, the powdery raw material is simply charged as it is onto the hearth of the reduction furnace. Therefore, the processing time is extremely short, the operation efficiency of the plant is improved, and the operation and maintenance are easy. Therefore, it is possible to reduce the equipment cost and the number of operating personnel, and it is possible to greatly reduce the cost of producing reduced iron.

【０１１５】（ｃ）製造した還元鉄と脈石との分離が容
易である。また、還元剤に脱硫剤を添加すれば還元鉄の
硫黄含有量を下げることができる。従って、製品還元鉄
の品位が高くなる。(C) Separation of the produced reduced iron and gangue is easy. Further, if a desulfurizing agent is added to the reducing agent, the sulfur content of the reduced iron can be reduced. Therefore, the grade of the product reduced iron becomes high.

【０１１６】（ｄ）亜鉛を含むダストを原料に使用した
場合には製品の還元鉄中に亜鉛が残留して製品価値が低
下することが懸念されるが、本発明方法では、高温で還
元するため亜鉛のような低沸点金属は還元蒸発して排ガ
スと共に炉外へ排出される。従って、亜鉛のような低沸
点金属の製品中への残留量を低下することができ、製品
品位を上げることができる。更に、集塵設備で捕集され
るダストにはこれら低沸点金属が濃縮されるため、これ
を回収して利用することも可能である。(D) When dust containing zinc is used as a raw material, there is a concern that zinc will remain in the reduced iron of the product and the product value will decrease. However, in the method of the present invention, reduction is performed at a high temperature. Therefore, low-boiling metals such as zinc are reduced and evaporated and discharged together with the exhaust gas to the outside of the furnace. Therefore, the amount of low boiling metal such as zinc remaining in the product can be reduced, and the product quality can be improved. Furthermore, since these low-boiling metals are concentrated in the dust collected by the dust collecting equipment, it is also possible to collect and use these metals.

【０１１７】（ｅ）還元鉄の生産性は、炉内に生成した
還元鉄のベッドを利用し、その上に更に原料のベッドを
置いて還元を繰り返す操作によって高めることができ
る。即ち、実施例に示したように、原料の「装入−還元
−排出」を一回ごとに行う方法に較べれば、生産性は25
％以上向上する。(E) The productivity of reduced iron can be enhanced by using a bed of reduced iron generated in the furnace, placing a bed of raw materials on the bed, and repeating the reduction. That is, as shown in the example, the productivity is 25% as compared with the method of performing the “charging-reducing-discharging” of the raw material once.
% Or more.

【０１１８】以上、この発明によれば、酸化鉄を主成分
として含有する粉状原料から還元鉄を低コストで効率よ
く製造することができる。As described above, according to the present invention, reduced iron can be efficiently produced at low cost from a powdery raw material containing iron oxide as a main component.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】実施例で使用した高温加熱還元試験炉を示す図
で、 (a)は長手方向の断面概略図、(b) はそのＡ−Ａ矢
視の断面概略図である。FIG. 1 is a diagram showing a high-temperature heating and reduction test furnace used in Examples, (a) is a schematic cross-sectional view in a longitudinal direction, and (b) is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.

【図２】原料を還元炉に装入する形態を説明する図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment in which a raw material is charged into a reduction furnace.

【図３】本発明方法の１実施例における原料装入と還元
操作の原理を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the principle of a raw material charging and reduction operation in one embodiment of the method of the present invention.

【図４】刊行物（Steel Times)に開示されている「非塊
成化法」の試験結果を転記した図である。FIG. 4 is a transcript of the test results of the “non-agglomeration method” disclosed in the publication (Steel Times).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…粉状鉄原料の層 ２…粉状固体還元剤の層 ３…回転炉床式還元炉 ４…バーナー ５…酸素含有ガス噴射装置 ６…回転炉床 ７…駆動装置 ８…原料装入装置 ９…排出装置 10…冷却装置 11…層状体積層 Ｒ, Ｒ₁,Ｒ₂ …ロールDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Layer of powdered iron raw material 2 ... Layer of powdered solid reducing agent 3 ... Rotary hearth type reduction furnace 4 ... Burner 5 ... Oxygen-containing gas injection device 6 ... Rotary hearth 7 ... Drive device 8 ... Raw material charging device 9 ... discharge device 10 ... cooling device 11 ... layered laminated R, R _1, R ₂ ... roll

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】下記からまでの一連の工程を少なくと
も１回実施した後、得られた還元鉄を炉外へ排出するこ
とを特徴とする酸化鉄が主成分の粉状鉄原料から還元鉄
を製造する方法。 粉状固体還元剤と粉状鉄原料とを、混合することな
く単味で交互に還元炉内へ装入して、その炉床上に層状
のベッドを形成する工程、 還元炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込み、その吹
き込んだ燃料、ならびに粉状固体還元剤および粉状鉄原
料から発生する可燃性ガスを、炉内へ吹き込んだ酸素含
有ガスにより燃焼させ、炉内温度を1100℃以上に昇温す
る工程、 上記の工程で前記層状の粉状鉄原料を還元した
後、生成した還元鉄のベッド上に粉状固体還元剤と粉状
鉄原料とを、混合することなく単味で交互に装入して、
還元鉄のベッド上に層状のベッドを形成する工程、 前記と同じ操作を行う工程。(1) After performing a series of steps from the following at least once, the obtained reduced iron is discharged to the outside of the furnace. How to make. A process in which the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are alternately and simply loaded into the reduction furnace without mixing, and a layered bed is formed on the hearth, and the fuel and oxygen are introduced into the reduction furnace. The gas containing gas is blown, and the fuel and the combustible gas generated from the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are burned by the oxygen-containing gas blown into the furnace, raising the furnace temperature to 1100 ° C or more. Heating step, after reducing the layered powdered iron raw material in the above step, the powdered solid reducing agent and the powdered iron raw material are alternately and simply mixed on a bed of the generated reduced iron without mixing. Charge
Forming a layered bed on the bed of reduced iron, performing the same operation as above. 【請求項２】粉状固体還元剤の中に、脱硫剤を添加する
ことを特徴とする請求項１に記載の還元鉄の製造方法。2. The method for producing reduced iron according to claim 1, wherein a desulfurizing agent is added to the powdery solid reducing agent. 【請求項３】粉状鉄原料と粉状固体還元剤のいずれか一
方、または両方に水もしくはバインダーまたはその両者
を添加することを特徴とする請求項１または２に記載の
還元鉄の製造方法。3. The method for producing reduced iron according to claim 1, wherein water and / or a binder are added to one or both of the powdery iron raw material and the powdery solid reducing agent. . 【請求項４】前記の工程において、粉状固体還元剤と
粉状鉄原料とを交互に還元炉内へ装入して、その炉床上
に層状のベッドを形成させる際に、最下層と最上層を粉
状固体還元剤の層とすることを特徴とする請求項１から
３までのいずれかに記載の還元鉄の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the powdery solid reducing agent and the powdery iron raw material are alternately charged into the reduction furnace to form a layered bed on the hearth, and The method for producing reduced iron according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper layer is a layer of a powdery solid reducing agent. 【請求項５】還元炉の炉床上に形成されたベッド状の粉
状鉄原料の高温還元に先だち、そのベッドを押圧して見
掛け密度を上昇させることを特徴とする請求項１から４
までのいずれかに記載の還元鉄の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein prior to the high-temperature reduction of the bed-like powdery iron raw material formed on the hearth of the reduction furnace, the bed is pressed to increase the apparent density.
The method for producing reduced iron according to any one of the above. 【請求項６】粉状固体還元剤と粉状鉄原料の少なくとも
一方を板状に成形した後、還元炉の炉床状に載置するこ
とを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の
還元鉄の製造方法。6. The method according to claim 1, wherein at least one of the powdery solid reducing agent and the powdery iron raw material is formed into a plate shape and then placed on the hearth of a reduction furnace. 3. The method for producing reduced iron according to item 1. 【請求項７】還元炉の炉床上に形成したベッドの高温還
元に当たり、固体還元剤からの揮発成分の発生中に上記
ベッドの表面に酸素含有ガスを供給し、上記揮発成分を
ベッド表面部で燃焼させてベッドの昇温を促進すること
を特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の還
元鉄の製造方法。7. A high-temperature reduction of a bed formed on a hearth of a reduction furnace, wherein an oxygen-containing gas is supplied to the surface of the bed during generation of a volatile component from a solid reducing agent, and the volatile component is supplied to the surface of the bed. The method for producing reduced iron according to any one of claims 1 to 6, wherein the combustion is promoted to increase the temperature of the bed.