WO2014132762A1 - 還元鉄塊成物の製造方法 - Google Patents

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agglomerate
melting point
reduced iron
iron
adjusting agent
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晶一 菊池
原田　孝夫
紳吾 吉田
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株式会社神戸製鋼所
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    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
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    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces

Definitions

  • an agglomerate made of a mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is charged on a hearth of a moving bed type heating furnace and heated, and the iron oxide in the agglomerate is heated.
  • the present invention relates to a method for producing reduced iron agglomerates by reduction melting.
  • iron oxide-containing substance such as iron ore or iron oxide
  • carbonaceous reducing agent a reducing agent containing carbon
  • Direct reduction iron making methods have been developed to obtain massive (including granular) metallic iron (reduced iron).
  • iron oxide-containing substance such as iron ore or iron oxide
  • carbonaceous reducing agent a reducing agent containing carbon
  • Direct reduction iron making methods have been developed to obtain massive (including granular) metallic iron (reduced iron).
  • the agglomerate formed from the above mixture is placed on the hearth of a moving bed type heating furnace and heated in the furnace by gas heat transfer or radiant heat by a heating burner, thereby oxidizing the agglomerate.
  • Iron is reduced with a carbonaceous reducing agent, and the obtained reduced iron is subsequently carburized and melted, then aggregated in a lump while separating from by-product slag, then cooled and solidified to form lump metallic iron (reduced iron) Agglomerates).
  • Patent Document 1 discloses that “a raw material containing a metal oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is heated, and after reducing the metal oxide in the raw material, the produced metal is further heated.
  • a raw material containing a metal oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is heated, and after reducing the metal oxide in the raw material, the produced metal is further heated.
  • the production of granular metal iron in which a coagulation accelerator for by-product slag is blended in the raw material has been proposed. .
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to heat an agglomerate using a mixture containing at least an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent as a raw material in a moving bed heating apparatus.
  • an object of the present invention is to heat an agglomerate using a mixture containing at least an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent as a raw material in a moving bed heating apparatus.
  • the method for producing a reduced iron agglomerate according to the present invention that has solved the above problems includes an agglomeration comprising an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, a melting point adjusting agent, and an auxiliary for the melting point adjusting agent.
  • the product is charged on the hearth of a moving bed heating furnace and heated to reduce the iron oxide in the agglomerate, further heat and melt, agglomerate the iron components, and reduce the agglomerated iron agglomeration.
  • a method for producing a product wherein an agglomerate containing the melting point adjusting agent having an average particle size of 0.3 mm or less and a content of a particle size of 0.5 mm or less is 55% by mass or more is used. It is what has.
  • the melting point modifier (one that directly acts on the gangue component) specifically includes at least one of dolomite and limestone.
  • the auxiliary agent for the melting point adjusting agent (which accelerates the reaction of the melting point adjusting agent) include fluorite (calcium fluoride-containing substance).
  • the average particle size of the melting point adjusting agent present in the center of the agglomerate is 0.3 mm or less, and the content of the particle size of 0.5 mm or less is 55% by mass or more. preferable. In this case, what is necessary is just to adjust appropriately the average particle diameter of the melting
  • Another method of the present invention that can solve the above-mentioned problem is to move an agglomerate comprising an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, a melting point adjusting agent, and an auxiliary for the melting point adjusting agent to a moving bed type heating.
  • iron oxide in the agglomerate is reduced by charging it on the hearth of the furnace and then heated to melt and agglomerate the iron components to produce a reduced iron agglomerate.
  • an agglomerate containing an auxiliary for the melting point adjusting agent having an average particle size of 90 ⁇ m or less and a particle size of 50 ⁇ m or less is 35% by mass or more is used.
  • the melting point adjusting agent specifically includes at least one of dolomite and limestone.
  • the auxiliary agent for the melting point adjusting agent include fluorite (calcium fluoride-containing substance).
  • an agglomerate made of a mixture containing at least an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, a melting point adjusting agent, and an auxiliary for the melting point adjusting agent is placed on the hearth of a moving bed heating furnace.
  • the reduced iron agglomerate is produced by reducing and melting the iron oxide in the agglomerate, the average particle size of the melting point modifier is reduced and the content of the predetermined particle size is appropriately set.
  • the yield of reduced iron agglomerates with a large particle size can be improved by controlling the average particle size of the auxiliary agent of the melting point modifier or by controlling the content of the predetermined particle size appropriately.
  • productivity can be improved by shortening the manufacturing time.
  • a reduced iron agglomerate When producing a reduced iron agglomerate, it is composed of a raw material component (hereinafter referred to as “component”) containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, a melting point adjusting agent, and a melting point adjusting agent auxiliary agent.
  • component a raw material component
  • the melting point adjusting agent and the auxiliary agent for the melting point adjusting agent are appropriately pulverized to have an appropriate size.
  • the influence of the size (average particle size) of these components on the yield of reduced iron agglomerates and productivity has not been considered. Rather, excessively pulverizing these components has been thought to lead to discretization of components, hindering reduced iron agglomeration and reducing productivity.
  • the present inventors examined from various angles in order to achieve the above object.
  • the influence of the average particle size and particle size distribution (content of a predetermined particle size) of the components on the yield of reduced iron agglomerates and productivity was examined.
  • the above object can be achieved brilliantly by reducing the average particle size of the melting point adjusting agent and the auxiliary agent for the melting point adjusting agent and appropriately adjusting the content of the predetermined particle size.
  • the average particle size of the melting point adjusting agent contained in the agglomerate is 0.3 mm or less, and the content of the particle size of 0.5 mm or less (ratio to the whole melting point adjusting agent) is 55% by mass or more.
  • the average particle size of the auxiliary agent for the melting point adjusting agent contained in the agglomerate is 90 ⁇ m or less, and the content of the particle size of 50 ⁇ m or less (the ratio of the melting point adjusting agent to the total auxiliary agent) is 35% by mass or more. There is a need.
  • the “average particle size” at this time is the particle size (hereinafter referred to as “D50”) corresponding to 50% by mass (the integrated value is 50% by mass) when the number of particles is counted from the smallest particle size. May be described).
  • D50 particle size
  • the yield and productivity of the obtained reduced iron agglomerates are improved by using the refined melting point adjusting agent and the auxiliary of the melting point adjusting agent as an agglomerate. The reason can be considered as follows.
  • the agglomerates are reduced and melted at a high temperature of 1200 to 1500 ° C., but at the initial stage of the reduction reaction, the reaction proceeds by direct contact between the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent.
  • making melting point modifiers such as limestone and dolomite ore and auxiliary agents for melting point modifiers such as fluorite fine particles of gangue components contained in iron oxide-containing substances, melting point modifiers and melting point modifiers.
  • the distance from the surface of the adjuvant is shortened (there is a higher probability that it exists near the surface of the melting point modifier or the melting point modifier), and the gangue component comes into contact with the melting point modifier or the melting point modifier adjuvant. Therefore, it is difficult to prevent agglomeration into a reduced iron agglomerate (hereinafter sometimes referred to as “granular reduced iron”). That is, it is considered that a phenomenon that is completely opposite to the conventionally recognized knowledge occurs.
  • the content of the particle diameter of 0.5 mm or less in the melting point adjusting agent is preferably 60% by mass or more, more preferably 65% by mass or more (may be 100% by mass).
  • the content of the particle diameter of 50 ⁇ m or less in the auxiliary of the melting point adjusting agent is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more (may be 100% by mass).
  • iron oxide-containing substance used in the present invention iron ore, iron sand, non-ferrous smelting residue, etc. may be used.
  • carbonaceous reducing agent a carbon-containing material may be used, and for example, coal or coke may be used.
  • a binder, an MgO-containing material, a CaO supply material, or the like may be blended as other components.
  • the binder for example, polysaccharides (for example, starch such as corn starch, rice flour, and wheat flour) can be used.
  • MgO-containing substance for example, an Mg-containing substance extracted from MgO powder, natural ore, seawater, or the like, or magnesium carbonate (MgCO 3 ) can be used.
  • MgCO 3 magnesium carbonate
  • CaO supply substance quick lime (CaO) etc. can be used, for example.
  • the shape of the agglomerate is not particularly limited, and may be, for example, a pellet shape or a briquette shape.
  • the size of the agglomerate is not particularly limited, but the particle size (maximum diameter) is preferably 50 mm or less. If the particle size of the agglomerate is excessively increased, the granulation efficiency is deteriorated. Further, heat transfer to the lower part of the pellet is deteriorated and productivity is lowered.
  • the lower limit of the particle size is about 5 mm.
  • a refined melting point adjusting agent is present only in at least the central part of the agglomerate. That is, when the agglomerate is heated from the outside, the temperature of the central part of the agglomerate is delayed from the surroundings, and the reaction is also delayed.
  • the melting point adjusting agent present in the center of the agglomerate.
  • the “center” is from the center of the sphere to a position that satisfies the above content (the outer side is referred to as the “outer peripheral part”). Means.
  • the refined melting point modifier defined in the present invention is present only in the central part, and the normal average particle size (fine However, it is also possible to make all of the melting point modifiers used a melting point regulator that satisfies the requirements defined in the present invention. Included in embodiments.
  • Example 1 An agglomerate made from a mixture containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, a melting point modifier, an auxiliary for the melting point modifier and a binder is prepared, and this agglomerate is placed on the floor of a moving bed type reduction heating furnace. And heated to reduce and melt the iron oxide in the agglomerate to produce a reduced iron agglomerate (granular reduced iron).
  • the iron ore having the component composition shown in Table 1 below is used as the oxide-containing substance
  • the coal having the component composition shown in Table 2 below is used as the carbonaceous reducing agent
  • the component composition shown in Table 3 below is used as the melting point modifier.
  • Limestone, dolomite having the component composition shown in Table 4 was used, and fluorite having the component composition shown in Table 5 below was used as an auxiliary agent for the melting point adjusting agent.
  • fusing point regulator were changed variously, and the agglomerate was manufactured (postscript Table 7).
  • flour as a binder is mixed at a blending ratio shown in Table 6 below in a mixture using melting point modifiers (limestone, dolomite) and melting point modifier adjuvants (fluorite) having different average particle sizes and particle size distributions.
  • melting point modifiers limestone, dolomite
  • fluorite melting point modifier adjuvants
  • An appropriate amount of water was added to this mixture and granulated into raw pellets having a diameter of 19 mm using a tire-type granulator.
  • the obtained raw pellets were charged into a dryer and heated at 180 ° C. for 1 hour to completely remove the adhering water, thereby producing pelletized agglomerates (spherical dry pellets).
  • the dried pellets are charged into a moving bed type reduction heating furnace with a carbonaceous material (anthracite having a maximum particle size of 2 mm or less), heated in a nitrogen atmosphere at 1450 ° C., and the time required for reductive melting (reaction time) ) was measured.
  • a carbonaceous material anthracite having a maximum particle size of 2 mm or less
  • Table 7 The results are shown in the following Table 7 together with the average particle size and particle size distribution of the components used (iron ore, coal, limestone, dolomite and fluorite) (only the average particle size is described for iron ore: the same applies hereinafter).
  • Table 7 also shows general properties of the dry pellets (apparent density, dry pellet analysis value, etc.).
  • measuring methods and standards for main items are as follows.
  • the production amount (ton / hour) of granular reduced iron is expressed by the following formula (2).
  • the product recovery rate is the mass ratio of the granular reduced iron having a diameter of 3.35 mm or more with respect to the total amount of the granular reduced iron obtained [[+3.35 mm granular iron mass% / total amount of granular reduced iron%. ) ⁇ 100 (%)] (indicated as “+3.35 mm grain iron yield (%)” in Table 7).
  • Table 7 in order to quantitatively evaluate the effect of the present invention, Experiment No. 1 agglomerate (dry pellet) is a standard agglomerate, and the productivity when each agglomerate is used when the productivity when this standard agglomerate is used is 1.00. Shown in value (productivity index).
  • the content of the average particle diameter (D50) of limestone as the melting point adjusting agent is 0.3 mm or less (300 ⁇ m or less) and the particle diameter is 0.5 mm or less (indicated as “ ⁇ 500 ⁇ m”).
  • the average particle size (D50) of dolomite as a melting point modifier is 0.3 mm or less (300 ⁇ m or less), and the particle size is 0.5 mm or less (“ It can be seen that when the content of “ ⁇ 500 ⁇ m” is 55 mass% or more (Experiment No. 3, 4), the yield of granular reduced iron is improved and the productivity is remarkably improved.
  • Example 2 A mixture (mixing ratio) containing an iron oxide-containing substance having the same composition as that used in Example 1, a carbonaceous reducing agent, a melting point adjusting agent (limestone, dolomite), a melting point adjusting agent (fluorite), and a binder was also used to produce a dry pellet having a double structure.
  • flour as a binder is mixed with a mixture using iron ore, limestone and fluorite having an average particle size and particle size distribution shown in the “center” of Table 8 below, and an appropriate amount of water is added to the mixture.
  • a spherical raw pellet with a diameter of 9.5 mm is granulated using a tire type granulator, and a mixture containing limestone with different average particle size and particle size distribution is concentrically formed around it as a core (outer periphery). It was formed into a spherical shape and granulated into a raw pellet having a diameter of 19.0 mm (the content of the mixture at the center was about 12% by mass with respect to the whole pellet).
  • the obtained raw pellets were charged into a dryer and heated at 180 ° C. for 1 hour to completely remove the adhering water, thereby producing pelletized agglomerates (double structure pellets).
  • the above double structure pellets are charged into a moving bed type reduction heating furnace with a carbonaceous material (anthracite having a maximum particle size of 2 mm or less), heated in a nitrogen atmosphere at 1450 ° C., and the time required for reduction melting ( The reaction time was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • the results are shown in Table 8 below together with the average particle size (D50) and particle size distribution of the components used (iron ore, coal, limestone, dolomite and fluorite).
  • Table 8 below also shows the items evaluated in Examples 1 and 2 (the evaluation method is the same as in Example 1).
  • the yield improvement effect of the granular reduced iron can be achieved even if only the central part is intensively refined without refining the whole pellet, and the amount of refined components is further increased. It can be seen that the effects of the present invention can be achieved even in a small state.
  • an agglomerate containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, a melting point adjusting agent, and an auxiliary for the melting point adjusting agent is charged on the hearth of a moving bed heating furnace and heated.
  • the iron oxide in the agglomerate is reduced, further heated and melted, and the iron component is agglomerated to produce a reduced iron agglomerate having an average particle size of 0.3 mm or less.
  • fusing point regulator whose content of a particle diameter of 0.5 mm or less is 55 mass% or more is used.

Abstract

　酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含んでなる塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、更に加熱して溶融し、鉄成分を凝集させて還元鉄塊成物を製造する方法であって、平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上の前記融点調整剤を含む塊成物を用いる。これによって、粒径の大きな還元鉄塊成物の歩留まりを向上させると共に、製造時間の短縮を図って生産性を向上する方法を提供する。

Description

還元鉄塊成物の製造方法
　本発明は、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を原料とした塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱し、該塊成物中の酸化鉄を還元溶融して還元鉄塊成物を製造する方法に関する。
　鉄鉱石や酸化鉄等の酸化鉄源（以下、「酸化鉄含有物質」ということがある）と、炭素を含む還元剤（以下、「炭素質還元剤」ということがある）を含む混合物から、塊状（粒状も含む）の金属鉄（還元鉄）を得る直接還元製鉄法が開発されてきている。この製鉄法では、上記混合物を成形した塊成物を移動床式加熱炉の炉床上に装入し、炉内で加熱バーナーによるガス伝熱や輻射熱で加熱することによって、塊成物中の酸化鉄を炭素質還元剤で還元し、得られた還元鉄を続いて浸炭・溶融させ、次いで副生するスラグと分離しつつ塊状に凝集させた後、冷却凝固させて塊状の金属鉄（還元鉄塊成物）を得ている。
　こうした製鉄法は、高炉等の大規模な設備が不要なことや、コークスが不要になるなど資源面の柔軟性も高いことから、最近、実用化研究が盛んに行われている。しかし工業的規模で実施するには、操業安定性や安全性、経済性、粒状鉄（製品）の品質、生産性などを含めて更に改善しなければならない課題も多い。
　特に還元鉄塊成物の製造に当たっては、粒径の大きな還元鉄塊成物の歩留まりを向上させると共に、製造時間の短縮が望まれている。こうした技術として、例えば特許文献１には、「金属酸化物含有物質と炭素質還元剤とを含む原料を加熱し、該原料中の金属酸化物を還元した後、生成する金属を更に加熱して溶融させると共に、副生するスラグ成分と分離させながら凝集させて粒状金属を生成する方法において、前記原料中に副生スラグの凝集促進剤を配合する粒状金属鉄の製造。」について提案されている。
　この技術では、凝集促進剤（例えば、蛍石など）を配合することによって、粒径の大きな粒状金属が、ある程度高い歩留まりで製造できることが期待できる。しかしながら、こうした技術においても、改善効果は飽和状態にあり、更なる効果の向上が望まれている。
特開２００３－７３７２２号公報
　本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、移動床式加熱装置で、少なくとも酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を原料とした塊成物を加熱し、塊成物中の酸化鉄を還元溶融して還元鉄塊成物を製造するにあたり、粒径の大きな還元鉄塊成物の歩留まりを向上させると共に、製造時間の短縮を図って生産性を向上する製造方法を提供することにある。
　上記課題を解決することのできた本発明に係る還元鉄塊成物の製造方法とは、酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含んでなる塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、更に加熱して溶融し、鉄成分を凝集させて還元鉄塊成物を製造する方法であって、平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上の前記融点調整剤を含む塊成物を用いる点に要旨を有するものである。
　本発明方法において、前記融点調整剤（脈石成分に直接作用するもの）としては、具体的にドロマイトおよび石灰石の少なくとも１種が挙げられる。また前記融点調整剤の補助剤（融点調整剤の反応を促進するもの）としては、具体的に蛍石（フッ化カルシウム含有物質）が挙げられる。
　この方法においては、前記塊成物の中心部に存在する前記融点調整剤の平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上とすることが好ましい。この場合には、融点調整剤の種類によって、中心部に存在させる融点調整剤の平均粒径を適切に調整すれば良い。
　上記課題を解決することのできる本発明の他の方法は、酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含んでなる塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、更に加熱して溶融し、鉄成分を凝集させて還元鉄塊成物を製造する方法であって、平均粒径が９０μｍ以下であり、且つ粒子径５０μｍ以下の含有量が３５質量％以上の前記融点調整剤の補助剤を含む塊成物を用いることを特徴とする。
　この方法においても、前記融点調整剤は、具体的にドロマイトおよび石灰石の少なくとも１種が挙げられる。また前記融点調整剤の補助剤は、具体的に蛍石（フッ化カルシウム含有物質）が挙げられる。
　本発明によれば、少なくとも酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含む混合物を原料とした塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱し、該塊成物中の酸化鉄を還元溶融して還元鉄塊成物を製造するに際して、融点調整剤の平均粒径を小さくすると共に、所定の粒子径の含有量を適切に制御することによって、或いは融点調整剤の補助剤の平均粒径を小さくすると共に、所定の粒子径の含有量を適切に制御することによって、粒径の大きな還元鉄塊成物の歩留まりを向上させると共に、製造時間の短縮を図って生産性を向上できる。
　還元鉄塊成物を製造するに際し、その原料成分（以下、「成分」と呼ぶ）である酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含む混合物からなる塊成物を形成するに当たっては、融点調整剤や融点調整剤の補助剤は適度の粉砕が施されて、適度の大きさに揃えることが行なわれている。しかしながら、これらの成分の大きさ（平均粒径）が還元鉄塊成物の歩留まりや、生産性に与える影響については考慮されることはなかった。むしろ、これらの成分を微粉砕し過ぎることは、成分の離散化を招き、還元鉄凝集の妨げとなって、生産性を却って低下させるものと考えられていた。
　本発明者らは、上記目的を達成するために、様々な角度から検討した。特に、成分の平均粒径や粒度分布（所定粒子径の含有量）が、還元鉄塊成物の歩留まりや、生産性に与える影響について検討した。その結果、融点調整剤や融点調整剤の補助剤の平均粒径を小さくすると共に、所定の粒子径の含有量を適切に調整すれば、上記目的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。
　本発明では、塊成物中に含まれる融点調整剤の平均粒径を０．３ｍｍ以下とし、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量（融点調整剤全体に対する割合）が５５質量％以上とする必要がある。或いは、塊成物中に含まれる融点調整剤の補助剤の平均粒径を９０μｍ以下とし、且つ粒子径５０μｍ以下の含有量（融点調整剤の補助剤全体に対する割合）が３５質量％以上とする必要がある。尚、このときの「平均粒径」とは、粒子サイズを小さいものから粒子数をカウントしたときに５０質量％（積算値が５０質量％）に相当するときの粒径（以下、「Ｄ５０」と記載することがある）を意味する。このように微細化した融点調整剤や融点調整剤の補助剤を用いて塊成物とすることによって、得られる還元鉄塊成物の歩留まりや、生産性が向上する。その理由については、次のように考えることができる。
　上記塊成物は１２００～１５００℃の高温で還元溶融されるが、この還元反応の初期では、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤が直接接触することによって反応が進行することになる。また石灰石やドロマイト鉱石等の融点調整剤や、蛍石等の融点調整剤の補助剤を微細粒にすることは、酸化鉄含有物質に含まれる脈石成分と、融点調整剤や融点調整剤の補助剤表面との距離が短くなり（融点調整剤や融点調整剤の補助剤の表面近くに存在する確率が高くなる）、脈石成分が、融点調整剤や融点調整剤の補助剤と接触して、溶融物を生成し易いので、還元鉄塊成物（以下、「粒状還元鉄」と呼ぶことがある）への凝集の妨げとなり難い。即ち、従来認識されていた知見とは、全く逆の現象が生じるものと考えられる。
　こうした効果を有効に発揮させるためには、平均粒径を０．３ｍｍ以下とし、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上含む融点調整剤を用いて塊成物とする必要がある。或いは、平均粒径を９０μｍ以下とし、且つ粒子径５０μｍ以下の含有量が３５質量％以上含む融点調整剤の補助剤を用いて塊成物とする必要がある。尚、融点調整剤における粒子径０．５ｍｍ以下の含有量は、好ましくは６０質量％以上であり、より好ましくは６５質量％以上である（１００質量％であってもよい）。また、融点調整剤の補助剤における粒子径５０μｍ以下の含有量は、好ましくは４０質量％以上であり、より好ましくは４５質量％以上である（１００質量％であってもよい）。
　本発明で用いる酸化鉄含有物質としては、鉄鉱石や砂鉄、非鉄製錬残渣などを用いればよい。また炭素質還元剤としては、炭素含有物質を用いればよく、例えば、石炭やコークスなどを用いればよい。
　上記塊成物中には、その他の成分として、バインダーやＭｇＯ含有物質、ＣａＯ供給物質などを配合してもよい。バインダーとしては、例えば、多糖類（例えば、コーンスターチ、米粉、小麦粉等の澱粉など）などを用いることができる。ＭｇＯ含有物質としては、例えば、ＭｇＯ粉末や天然鉱石や海水などから抽出されるＭｇ含有物質、或いは炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）などを用いることができる。ＣａＯ供給物質としては、例えば、生石灰（ＣａＯ）などを用いることができる。
　塊成物の形状は特に限定されず、例えば、ペレット状やブリケット状などであればよい。塊成物の大きさも特に限定されないが、粒径（最大径）は５０ｍｍ以下であることが好ましい。塊成物の粒径を過剰に大きくしようとすると、造粒効率が悪くなる。また、ペレット下部への伝熱が悪くなり、生産性が低下する。なお、粒径の下限値は５ｍｍ程度である。
　塊成物中の融点調整剤の全てについて、微細化する必要はなく、用いる融点調整剤の一部（例えば１０質量％以上）が規定する要件（平均粒径を０．３ｍｍ以下、粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上）を満足すれば良い。こうした条件を満足するための形態としては、例えば塊成物の少なくとも中心部だけに、微細化した融点調整剤を存在させることが挙げられる。即ち、塊成物を外部から加熱する場合に、塊成物の中心部は温度上昇が周囲よりも遅れ、反応も遅れることになる。こうした現象を緩和するためには、塊成物の中心部に存在する融点調整剤を微細化することが有効である。尚、「中心部」とは、例えば塊成物が球状（後述する乾燥ペレット）であれば、球の中心から、上記含有量を満足する位置まで（それより外側を「外周部」とする）を意味する。
　塊成物の少なくとも中心部に微細化した融点調整剤を存在させるときには、中心部だけを本発明で規定する微細化した融点調整剤を存在させ、外周部については、通常の平均粒径（微細化していない）の融点調整剤を存在させることが基本的な形態となるが、使用する融点調整剤の全てを、本発明で規定する要件を満足する融点調整剤とすることも本発明の実施態様に含まれる。
　以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
　本願は、２０１３年２月２８日に出願された日本特許出願第２０１３－０３９４２１号に基づく優先権の利益を主張するものである。２０１３年２月２８日に出願された日本特許出願第２０１３－０３９４２１号の明細書の全内容は、本願に参考のため援用される。
　（実施例１）
　酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、融点調整剤の補助剤およびバインダーを含む混合物を原料とした塊成物を作製し、この塊成物を、移動床式還元加熱炉の床上に供給して加熱し、塊成物中の酸化鉄を還元溶融させて還元鉄塊成物（粒状還元鉄）を製造した。
　このとき酸化物含有物質として下記表１に示す成分組成の鉄鉱石を用い、炭素質還元剤として下記表２に示す成分組成の石炭を用いる他、融点調整剤として下記表３に示す成分組成の石灰石、表４に示す成分組成のドロマイトを用い、融点調整剤の補助剤として下記表５に示す成分組成の蛍石を用いた。そして融点調整剤および融点調整剤の補助剤の平均粒径（Ｄ５０）および粒度分布（所定の粒子径の含有量）を様々変化させて塊成物を製造した（後記表７）。詳細には、平均粒径および粒度分布が異なる融点調整剤（石灰石、ドロマイト）および融点調整剤の補助剤（蛍石）を用いた混合物に、バインダーとしての小麦粉を、下記表６の配合率で混合した。この混合物に適量の水を添加し、タイヤ型造粒機を用いて直径：１９ｍｍの生ペレットに造粒した。得られた生ペレットを乾燥機に装入し、１８０℃で１時間加熱して付着水を完全に除去してペレット状塊成物（球状の乾燥ペレット）を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　上記乾燥ペレットを、炭材（最大粒径が２ｍｍ以下の無煙炭）を敷いた移動床式還元加熱炉内へ装入し、１４５０℃の窒素雰囲気で加熱し、還元溶融に必要な時間（反応時間）を測定した。
　その結果を、用いた成分（鉄鉱石、石炭、石灰石、ドロマイトおよび蛍石）の平均粒径および粒度分布と共に下記表７に示す（鉄鉱石については平均粒径のみ記載：以下同じ）。尚、表７には、乾燥ペレットの一般的な性状（見掛け密度、乾燥ペレット分析値等）についても示した。また、表７に示した項目のうち、主たる項目の測定方法および基準は下記の通りである。
　（生産性（生産性指数））
　上記乾燥ペレットを加熱し、酸化鉄を還元溶融して粒状還元鉄を製造したときの生産性を、下記（１）式で示されるように、単位時間（時間）における炉床面積（ｍ2）あたりの粒状還元鉄の生産量（ｔｏｎ）によって評価する。
　生産性（ｔｏｎ／ｍ2／時間）＝粒状還元鉄の生産性（ｔｏｎ／時間）／炉床面積（ｍ2）　…（１）
　上記（１）式において、粒状還元鉄の生産量（ｔｏｎ／時間）は、下記（２）式で示される。
　粒状還元鉄の生産性（粒状還元鉄ｔｏｎ／時間）＝塊成物（乾燥ペレット）の装入量（塊成物ｔｏｎ／時間）×塊成物１トンあたりから製造される粒状還元鉄の質量（粒状還元鉄ｔｏｎ／塊成物ｔｏｎ）×製品回収率 …（２）
　上記（２）式において、製品回収率は、得られた粒状還元鉄の総量に対する直径が３．３５ｍｍ以上の粒状還元鉄の質量割合［（＋３．３５ｍｍ粒鉄質量％／粒状還元鉄の総量％）×１００（％）］で算出される（表７において「＋３．３５ｍｍ粒鉄歩留まり（％）」と表示）。尚、表７においては、本発明の効果を定量的に評価するために、実験Ｎｏ．１の塊成物（乾燥ペレット）を標準塊成物とし、この標準塊成物を用いたときの生産性を１．００としたときの、各塊成物を用いたときの生産性を相対値（生産性指数）で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　この結果から明らかなように、融点調整剤としての石灰石の平均粒径（Ｄ５０）を０．３ｍｍ以下（３００μｍ以下）とし、且つ粒子径０．５ｍｍ以下（「－５００μｍ」と表示）の含有量が５５質量％以上とすることによって（実験Ｎｏ．２）、或いは融点調整剤としてのドロマイトの平均粒径（Ｄ５０）を０．３ｍｍ以下（３００μｍ以下）とし、且つ粒子径０．５ｍｍ以下（「－５００μｍ」と表示）の含有量が５５質量％以上とすることによって（実験Ｎｏ．３、４）、粒状還元鉄の歩留まりが向上し、生産性が著しく向上することが分かる。一方、融点調整剤の補助剤としての蛍石の平均粒径（Ｄ５０）を９０μｍ以下とし、且つ粒子径５０μｍ以下（「－５０μｍ」と表示）の含有量が３５質量％以上とすることによって（実験Ｎｏ．５）、粒状還元鉄の歩留まりが向上し、生産性が著しく向上することが分かる。
　（実施例２）
　実施例１で用いたものと同じ成分組成の酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤（石灰石、ドロマイト）、融点調整剤の補助剤（蛍石）、およびバインダーを含む混合物（混合率についても表６に示した値と同じ）を用いて、二重構造の乾燥ペレットを作製した。詳細には、下記表８の「中心部」に示す平均粒径および粒度分布の鉄鉱石、石灰石および蛍石を用いた混合物に、バインダーとしての小麦粉を混合し、この混合物に適量の水を添加し、タイヤ型造粒機を用いて直径：９．５ｍｍの球状生ペレットに造粒し、それを核としてその周囲（外周部）に、平均粒径および粒度分布が異なる石灰石を含む混合物を同心球状に成形し、直径：１９．０ｍｍの生ペレットに造粒した（中心部の混合物含有量は、ペレット全体に対して１２質量％程度）。得られた生ペレットを乾燥機に装入し、１８０℃で１時間加熱して付着水を完全に除去してペレット状塊成物（二重構造ペレット）を作製した。
　上記二重構造ペレットを、炭材（最大粒径が２ｍｍ以下の無煙炭）を敷いた移動床式還元加熱炉内へ装入し、１４５０℃の窒素雰囲気で加熱し、還元溶融に必要な時間（反応時間）を実施例１と同様に評価した。その結果を、用いた成分（鉄鉱石、石炭、石灰石、ドロマイトおよび蛍石）の平均粒径（Ｄ５０）および粒度分布と共に下記表８に示す。尚、下記表８には、実施例１、２で評価した項目についても示した（評価方法は実施例１と同じ）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　この結果から明らかなように、ペレット全体を微細化せずに、中心部だけを重点的に細粒化するだけでも、粒状還元鉄の歩留まり向上効果が達成され、微細化した成分の量がより少ない状態であっても、本発明の効果が達成されることが分かる。
　本発明は、酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含んでなる塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、更に加熱して溶融し、鉄成分を凝集させて還元鉄塊成物を製造する方法であって、平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上の前記融点調整剤を含む塊成物を用いる。これによって、粒径の大きな還元鉄塊成物の歩留まりを向上させると共に、製造時間の短縮を図って生産性を向上する方法を提供できる。
 

Claims (7)

  1. 　酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含んでなる塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、更に加熱して溶融し、鉄成分を凝集させて還元鉄塊成物を製造する方法であって、
    　平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上の前記融点調整剤を含む塊成物を用いることを特徴とする還元鉄塊成物の製造方法。
  2. 　前記融点調整剤は、ドロマイトおよび石灰石の少なくとも１種である請求項１に記載の還元鉄塊成物の製造方法。
  3. 　前記融点調整剤の補助剤は、蛍石である請求項１に記載の還元鉄塊成物の製造方法。
  4. 　前記塊成物の中心部に存在する前記融点調整剤の平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、且つ粒子径０．５ｍｍ以下の含有量が５５質量％以上である請求項１～３のいずれかに記載の還元鉄塊成物の製造方法。
  5. 　酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、融点調整剤、および融点調整剤の補助剤を含んでなる塊成物を、移動床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、更に加熱して溶融し、鉄成分を凝集させて還元鉄塊成物を製造する方法であって、平均粒径が９０μｍ以下であり、且つ粒子径５０μｍ以下の含有量が３５質量％以上の前記融点調整剤の補助剤を含む塊成物を用いることを特徴とする還元鉄塊成物の製造方法。
  6. 　前記融点調整剤は、ドロマイトおよび石灰石の少なくとも１種である請求項５に記載の還元鉄塊成物の製造方法。
  7. 　前記融点調整剤の補助剤は、蛍石である請求項５または６に記載の還元鉄塊成物の製造方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6623118B2 (ja) * 2016-05-20 2019-12-18 株式会社神戸製鋼所 還元鉄の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003073722A (ja) * 2001-06-18 2003-03-12 Kobe Steel Ltd 粒状金属の製法
JP2008523248A (ja) * 2004-12-07 2008-07-03 ニュー−アイロン テクノロジー リミテッド ライアビリティー カンパニー 金属鉄ナゲットを生成するための方法およびシステム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3153586A (en) * 1960-05-06 1964-10-20 Union Carbide Corp Slag coated ore compacts and process for making the same
US20040221426A1 (en) * 1997-10-30 2004-11-11 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Method of producing iron oxide pellets
RU2228365C2 (ru) * 2000-03-30 2004-05-10 Мидрекс Интернэшнл Б.В. Цюрих Бранч Способ получения гранулированного металлического железа, способ получения жидкой стали, способ получения металлического железа, устройство для загрузки вспомогательного исходного материала и устройство для загрузки исходного материала
JP4167101B2 (ja) * 2003-03-20 2008-10-15 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の製法
WO2009001663A1 (ja) * 2007-06-27 2008-12-31 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho 粒状金属鉄の製造方法
CN101538632B (zh) * 2009-02-05 2011-04-20 丁家伟 海绵铁的制备工艺及设备
JP2012144788A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Kobe Steel Ltd ホットブリケットアイアンの製造方法、およびその製造装置
CN102559977A (zh) * 2012-02-07 2012-07-11 刘发明 粒铁生产新方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003073722A (ja) * 2001-06-18 2003-03-12 Kobe Steel Ltd 粒状金属の製法
JP2008523248A (ja) * 2004-12-07 2008-07-03 ニュー−アイロン テクノロジー リミテッド ライアビリティー カンパニー 金属鉄ナゲットを生成するための方法およびシステム

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