CN101528949A - 粒状金属铁的制造方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种粒状金属铁的制造方法，是还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而制造粒状金属铁的方法，其具有如下步骤：在移动炉床式加热还原炉的炉床上装入所述原料混合物的步骤；通过加热并利用所述碳质还原剂而使所述原料混合物中的氧化铁还原，生成金属铁，接着使所述金属铁熔融，其后将熔融金属铁与作为副产物的熔渣分离同时使之凝集成粒状的步骤；使所述金属铁冷却凝固的步骤，所述加热还原的步骤具有将炉内的规定区域的气氛气体的流速调整到规定的范围内的步骤。据此方法能够制造高品质的粒状金属铁。

Description

粒状金属铁的制造方法及其装置
技术领域
本发明涉及用加热还原炉直接还原铁矿石和氧化铁等氧化铁源而制造还原铁的方法，和用于通过这种方法制造还原铁的装置。
背景技术
使用煤等碳质还原剂(碳材)和还原性气体直接还原铁矿石和氧化铁等氧化铁源(以下称为含氧化铁物质)而得到还原铁的直接还原炼铁法众所周知。该直接还原炼铁法是将含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物装在移动炉床式的加热还原炉(例如旋转炉床炉等)的炉床上，在该炉内使此原料混合物移动，其间通过加热燃烧器产生的热和辐射热加热此原料混合物，从而以碳质还原剂还原原料混合物中的氧化铁，继续使得到金属铁(还原铁)渗碳、熔融，接着一边与作为副产物的熔渣分离一边使熔融金属凝集成粒状，其后冷却凝固而得到粒状的金属铁(还原铁)的方法。
这种直接还原炼铁法不需要高炉等大规模的设备，例如不用焦炭等，资源面的可适应性也高，因此最近实用化研究盛行。但是为了以工业化的规模实施直接还原炼铁法，就必须进一步改善包括作业稳定性和安全性、经济性、粒状金属(制品)的品质等在内的诸多课题。
特别是就粒状金属铁的品质而言，通过上述直接还原炼铁法得到的粒状金属铁，会被送到像电炉和转炉这样现存的炼钢设备中作为铁源使用。因此，就希望尽可能地降低粒状金属铁中的硫含量(以下称为S量)。另外，粒状金属铁中的碳含量(以下称为C量)从提高作为铁源的通用性的观点出发，希望其在不过度的范围内尽可能地高。
本发明者们期望提高粒状金属铁的品质，率先在专利文献1中提出提高粒状金属铁的纯度的技术。在该专利文献1中，作为提高粒状金属铁的纯度的方法，公开的方法是通过适当控制渗碳、熔融时的成形体附近的气氛气体的还原度，从而防止其从还原末期到渗碳、熔融完毕被再氧化。
在该专利文献1中，对于降低粒状金属铁的硫含量的技术也有所记载。具体来说公开的方法是，通过在使金属铁熔融时适当控制作为副产物的熔渣的碱度，由此使硫含量降低。
作为降低粒状金属铁的硫含量的技术，本发明者们除了上述专利文献1以外，还率先提出了专利文献2的技术。在专利文献2中公开的方法是，通过适当控制根据原料混合物中所含的成分的含量求得的熔渣形成成分的碱度，和该熔渣形成成分中所占的MgO量，从而使粒状金属铁中所含的硫量降低。
专利文献1：特开2001-279315号公报
专利文献2：特开2004-285399号公报
发明内容
本发明鉴于这种情况而进行，其目的在于，提供一种在以移动炉床式加热还原炉制造粒状金属铁时，与先前提出的方法不同的方法，其能够制造高品质的(特别是C量高，S量低)粒状金属铁。另外本发明的另一目的在于，提供一种能够制造高品质的粒状金属铁的装置。
达成上述目的的本发明的一个方面的粒状金属铁的制造方法，是还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而制造粒状金属铁的方法，其中，具有如下步骤：在移动炉床式加热还原炉的炉床上装入所述原料混合物的步骤；通过加热并利用所述碳质还原剂使所述原料混合物中的氧化铁还原，生成金属铁，接着使所述金属铁熔融，其后将熔融金属铁与作为副产物的熔渣分离，同时使之凝集成粒状的步骤；使所述金属铁冷却凝固的步骤，所述加热还原的步骤具有将炉内的规定区域的气氛气体的流速调整到规定的范围内的步骤。
达成上述目的的本发明的另一方面的粒状金属铁的制造装置，是还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而制造粒状金属铁的装置，其中，具有如下机构：通过加热并利用所述碳质还原剂使所述原料混合物中的氧化铁还原，生成金属铁，接着熔融所述金属铁，其后边将金属铁与作为副产物的熔渣分离边使之凝集成粒状的加热还原炉；在所述加热还原炉中装入所述原料混合物的装入机构；从所述加热还原炉排出粒状金属铁和熔渣的排出机构；分离所述金属铁和所述熔渣的分离机构，所述加热还原炉具有如下机构：炉主体；在所述炉主体内，搬送所述原料混合物和所述金属铁的移动炉床；在所述炉主体内，加热所述原料混合物的加热机构；使所述金属铁冷却凝固的冷却机构，所述炉主体具有特定区域，该特定区域具有用于将炉内的气氛气体的流速调整到规定范围内的机构。
附图说明
图1是表示旋转炉床式的加热还原炉的一个构成例的概略说明图。
图2是表示加热还原炉内的气氛气体的平均气体流速和得到的粒状金属铁中的C量的关系，以及平均气体流速和粒状金属铁中的S量的关系的曲线图。
图3是沿着通过B-B线的圆周面展开来表示图1所示的旋转炉床式加热还原炉的概略剖面说明图。
图4是表示将图3所示的构成例进行一部分变形的例子的概略剖面说明图。
图5是表示从炉床到炉顶的高度与炉内的气氛气体的流速的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，使用附图对于本发明详细地进行说明，但是下述附图并不限定本发明，也可以在能够符合前、后述宗旨的范围内适当加以变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。
图1是在移动炉床式加热还原炉之中，表示旋转炉床式的加热还原炉的一个构成例的概略说明图。在旋转炉床式加热还原炉A中，含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物1，通过投放原料漏斗(装入机构)3连续地被装入到炉主体8内的旋转炉床4上。所述原料混合物1也可以含有作为脉石成分和灰分等被包含的CaO、MgO、SiO2等。另外，也可以根据需要含有石灰、白云石和粘合剂等。原料混合物1的形态可以是压实的简易成形体，也可以是小球和团块等成形体。也可以一起供给原料混合物1和粉粒状的碳质物质2。
具体说明将上述原料混合物1装入加热还原炉A时的步骤。在装入原料混合物1之前，先从投放原料漏斗3将粉粒状的碳质物质2装入到旋转炉床4上，作为底层炉料进行铺设。然后在其上装入原料混合物。
在图1中显示的是为了装入原料混合物1和碳质物质2而共用1个投放原料漏斗3的例子，不过当然也可以使用2个以上漏斗分别装入原料混合物1和碳质物质2。还有，作为底层炉料被装入的碳质物质2不仅对于提高还原效率有效，而且在增进由加热还原得到的粒状金属铁的低硫化上也极其有效。
图1所示的旋转炉床式加热还原炉A的旋转炉床4沿逆时针方向旋转。旋转速度根据加热还原炉A的大小和作业条件而有所不同，但通常是8至16分钟左右转1周的速度。在加热还原炉A的炉主体8的壁面上，设有多个加热燃烧器(加热机构)5，通过该加热燃烧器5的燃烧热或其辐射热向炉床部供给热量。
被装入到由耐火材构成的旋转炉床4上的原料混合物1，在该旋转炉床4上于加热还原炉A内向周向移动，其间被来自加热燃烧器5的燃烧热和辐射热加热。然后在通过该加热还原炉A内的加热带期间，该原料混合物1内的氧化铁被还原。其后，还原铁受到来自剩余的碳质还原剂造成的渗碳并熔融。然后，熔融的还原铁一边与作为副产物的熔融渣分离一边凝集成粒状而成为粒状金属铁10。粒状金属铁10在旋转炉床A的下游侧区段被冷却机构冷却固化后，由螺杆等排出装置(排出机构)6从炉床上被依次排出。这时作为副产物的熔渣也被排出，但它们是在经过漏斗9后，通过任意的分离机构(例如筛网和磁选装置等)进行金属铁与熔渣的分离。还有，图1中7表示排气用管道。
可是在以移动炉床式加热还原炉制造粒状金属铁时，如上述，为了提高作为铁源的通用性而希望在粒状金属铁内使充分量的碳(以下称为C)渗碳，另一方面，为了使粒状金属铁的品质提高，则希望尽可能地降低硫(以下称为S)的含量。
因此本发明者们为了在提高粒状金属铁的C量的同时降低S量而反复锐意研究。其结果判明，加热还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而得到的粒状金属铁的组成，会受到来自加热还原炉内的气氛气体的流速的很大影响。
粒状金属铁的组成会受到加热还原炉内的气氛气体的流速的影响这一现象，被确认基于以下的机理。即，加热还原炉内的气氛气体的流速越小，原料混合物附近的气氛气体的流速也越小。其结果是，原料混合物被从底层炉料涌出的还原性气体覆盖，因此气氛气体的还原度被维持得很高，还原和渗碳有效地进行。然后能够得到C量高的粒状金属铁。另外还能够确认的是，若原料混合物附近的气氛气体的还原度高，则原料混合物中的S容易被同原料中所含的CaO成分作为CaS而固定在熔渣中，得到的粒状金属铁的S量的降低增进。还有，减小炉内的气氛气体的平均气体流，以替代炉内的原料混合物附近的气氛气体的平均气体流速，也能够得到同样的效果。以下，作为加热带原炉内的气氛气体的流速，采取炉内的气氛气体的平均气体流速而进行说明。
图2是表示加热还原炉内的气氛气体的平均气体流速和得到的粒状金属铁中的C量的关系，以及平均气体流速和粒状金属铁中的S量的关系的曲线图。在图2中，作为粒状金属铁中的S量的指标，采用硫成分配合比“(S)/[S]”。在此，(S)表示熔融渣中的硫浓度，[S]表示熔融铁(还原铁)中的硫浓度。还有，图2所示的C量，是在后述的图3所示的装置中，以设于炉内的加热燃烧器全部使用空气燃烧器时得到的粒状金属铁中的C量为基准(＝1)的相对值。同样，图2所示的硫成分配合比也是在后述图3所示的装置中，以设于炉内的加热燃烧器全部使用空气燃烧器时得到的粒状金属铁中的硫成分配合比为基准(＝1)的相对值。平均气体流速是计算后述图3所示的装置的空气燃烧器5e和氧燃烧器5f之间的位置上的平均气体流速的值。关于平均气体流速的测定方法在后面进行说明。
如图2表明，气氛气体的平均气体流速与粒状金属铁中的C量之间存在相关关系。另外，气氛气体的平均气体流速与粒状金属铁中的S量之间也确认到相关关系。具体来说，如果平均气体流速在5m/秒以下(特别是2.5m/秒以下)，则能够提高熔融渣中的硫浓度(S)相对于熔融铁(还原铁)中的硫浓度[S]，因此作为其结果是能够降低熔融铁(还原铁)中的硫浓度[S]。
上述气氛气体的流速，在炉主体中，优选在至少从氧化铁的还原末期(本说明书中仅称为“还原末期”)至金属铁的熔融完毕(本说明书中仅称为“熔融完毕”)的区域进行调整。这是由于从还原末期到熔融区段，原料混合物附近被从碳质还原剂和底层炉料涌出的气体保持在还原性气氛中，这时的气氛气体会带给粒状金属铁的组成以极大影响。因此，通过调整该区域中的气体流速，能够在提高粒状金属铁中的C量的同时使S量降低。还有，上述气氛气体的流速并不限于从氧化铁的还原末期到金属铁的熔融完毕的区域，也可以在炉主体整体的范围进行调整。炉主体中相当于还原末期的位置虽然会根据加热还原炉的规模和作业条件而发生变动，但是例如在加热带中会以从上游侧经过2/3的位置为基准。在此，所谓加热带是指在炉主体内设有加热燃烧器的区域。
为了调整炉主体内的特定区域的气氛气体的流速，只要在上述移动炉床式加热还原炉中具有用于调整炉内的气氛气体流速的机构即可，例如作为流速调整机构，在用于对加热还原炉内进行加热的加热燃烧器的一部分中具有氧燃烧器，以使炉主体的至少从还原末期至熔融完毕的区域从炉床至炉顶的高度(在本说明书中仅称为“至炉顶的高度”)比炉主体的其他区域从从炉床至炉顶的高度高即可。运用附图对此进行说明。
首先，作为流速调整机构，是在用于加热还原炉内的加热燃烧器的一部分具有氧燃烧器，对于这样的旋转炉床式加热还原炉进行说明。图3是表示从上述图1所示的旋转炉床式加热还原炉内的原料投入部至金属铁排出部的形态的图，是沿着通过B-B线的圆周面展开来表示该加热还原炉的概略剖面说明图。还有，在与上述图1相同的部分附加相同的符号。
在图3中，炉主体8的壁面设有加热燃烧器5a～5h，设有加热燃烧器5f～5h的区域相当于从还原末期至熔融完毕的区域。在加热燃烧器之中，加热燃烧器5a～5e为空气燃烧器，加热燃烧器5f～5h为氧燃烧器。在此，所谓空气燃烧器是指在可燃性气体(例如甲烷气体)中混合空气并燃烧的燃烧器，所谓氧燃烧器是指在可燃性气氛中混合氧气并燃烧的燃烧器。空气燃烧器与氧燃烧器相比，在使同量的可燃性气体燃烧时，不参与燃烧的气体(例如氮气、氩气)的每单位时间的供给量多。还有，如图3所示，炉主体8上设有用于冷却被加热还的熔融铁的冷却区段11，该冷却区段11中具有冷却机构12。
在图3中，左手为上游侧，通过原料投入漏斗3被装入的原料混合物1移动到图3的右手方向(下游方向)，其间被加热并还原。这时，用于对加热还原炉内进行加热的燃烧器的至少一部分使用氧燃烧器5f～5h，由此能够使炉内的气氛气体的流量降低。即，加热燃烧器5a～5h全部使用空气燃烧器时，因为空气中所占的氧的比例约20体积％，所以不参与燃烧的约80体积％的气体流量会造成加大加热还原炉内的流速的影响。然而，如果加热燃烧器的至少一部分使用氧燃烧器，则既能够确保使用空气燃烧器时的燃烧热，又能够使供给到加热还原炉内的总气体量降低，结果是能够减小炉内的气氛气体的流速。
炉内的气氛气体的平均气体流速V(m/秒)是总气体量Q(m3/秒)除以垂直于炉床的行进方向的炉内截面积D(m2)，能够由下式(1)计算。在此，总气体量Q(m3/秒)是由供给到炉内的单位时间(秒)的燃料的量和为了使该燃料燃烧而供给的单位时间(秒)的含氧气体量，通过燃烧计算求得的燃烧后的单位时间的气体量。
V＝Q/D  ……(1)
即，若在炉内作为燃料例如供给甲烷气体，使之燃烧，则发生下述(2)式的化学反应。因此，如果基于被供给到炉同人的燃料的量和燃料燃烧用的含氧气体量，则能够计算因燃烧而发生的气体量。还有，气体量可以换算成炉内的实际的温度和压力下的体积量而计算。
CH4+2O2→CO2+2H2O……(2)
然后，例如如图3这样，在空气燃烧器5c和5d之间的上方设有排气用管道7时，炉内因燃烧而产生的气体从炉床的上游侧向排气用管道7，或是从炉床的下游侧向排气用管道7流动。因此，例如，为了计算从还原末期至熔融完毕的区域中的气氛气体的平均气体流速，只要使通过还原末期的开始位置(图3中为空气燃烧器5e与氧燃烧器5f之间的位置)的气体流量，除以该还原末期的开始位置(图3中为空气燃烧器5e与氧燃烧器5f之间的位置)的炉的纵截面积(流路面积)即可。这时通过还原末期的开始位置的气体，因为是从图3的右侧向左侧流动，所以在计算通过还原末期的开始位置的气体量时，只要根据被供给到氧燃烧器5f～5h的燃料量和燃料燃烧用的含氧气体量，计算燃烧后的总气体量即可。这是由于，因为是将排气用管道7设于空气燃烧器5c和5d之间的上方，所以空气燃烧器5a～5e使燃料燃烧时发生的气体流速不会影响从还原末期至熔融完毕的区域中的气氛气体的平均气体流速。
如果适宜调整空气燃烧器和氧燃烧器的个数，以及空气燃烧器和氧燃烧器的配置的方式，或者分别供给到空气燃烧器和氧燃烧器的燃料和燃料燃烧用的含氧气体的量，则能够控制平均气体流速。还有，如果在使同等量的燃料燃烧的条件下进行比较，有不参与燃烧的气体的单位时间的供给量相对多的燃烧器(第二燃烧器)和不参与燃烧的气体的单位时间的供给量相对少的燃烧器(第一燃烧器)，也可以用它们替代空气燃烧器和氧燃烧器。
在本发明中，设置排气用管道7的位置没有特别限定，但为了尽可能减小从还原末期至熔融完毕的区域中的气氛气体的流速，优选将排气用管道7设于该还原末期至熔融完毕的区域的上游侧(即供给原料混合物侧)。
加热还原炉之中，设置氧燃烧器的区域没有特别限定，但至少设置于还原末期至熔融完毕的区域即可。当然也可以在加热还原炉内的全部的区域中使用氧燃烧器。
氧燃烧器(第一燃烧器)的安装位置没有特别限定，优选位于距离炉床表面1m以上的位置。这是由于，即使使用氧燃烧器替代空气燃烧器，如果设置氧燃烧器的位置在炉床附近，气体流速仍会变大。
如果从使原料混合物附近的气氛气体的流速降低的观点出发，则优选氧燃烧器(第一燃烧器)的安装位置尽可能远离炉床表面，但若是过远，则加热效果变差。另外，若将氧燃烧器设置在炉顶附近，则燃烧器的热量会损伤炉顶。因此，氧燃烧器(第一燃烧器)优选设置于距离炉的炉顶表面1m以上的地方。
为了降低气氛气体的流速，优选被供给到上述氧燃烧器(第一燃烧器)的含氧气体的氧浓度尽可能高。这是由于氧浓度越高，不参与燃烧有气体的浓度就越低。供给气体中所占的氧气的比例例如在90体积％以上即可。
接下来，作为流速调整机构，对于炉主体的至少从氧化铁的还原末期至金属铁的熔融完毕的区域的从炉床至炉顶的高度比炉主体的其他区域中从炉床至炉顶的高度高的旋转炉床式加热还原炉进行说明。
图4是表示将图3所示的构成例进行一部分变形的例子的概略剖面说明图，在炉主体8的壁面设有加热燃烧器5a～5e和加热燃烧器5i～5k，其中设置加热燃烧器5i～5k的区域相当于从还原末期至熔融完毕的区域。图4中全部的加热燃烧器都是空气燃烧器。
图4中，炉主体8具有的形状是，设有加热燃烧器5i～5k的区域的至炉顶的高度比其他区域的至炉顶的高度高。如此加高炉顶，能够加大从还原末期至熔融完毕的区域所对应的炉内容积。其结果是，与该区域的炉顶低的情况相比，能够使炉内的气氛气体的流速降低。
图5中显示的曲线图表示的是，至炉顶的高度的相对值与炉内的气氛气体的流速的相对值的关系。
至炉顶的高度的相对值，是在装入原料混合物的进入侧和粒状金属铁排出到系统外的排出侧，以不变更至炉顶的高度的情况(即如图3所示，至炉顶的高度一定的情况)为基准，以还原末期至熔融完毕的区域的炉顶高度作为相对于到还原末期的区域(其他区域)中的炉顶的高度的相对值计算出。
气氛气体的平均气体流速的相对值，是在装入原料混合物的进入侧和粒状金属铁排出到系统外的排出侧，以不变更至炉顶的高度的情况(即如图3所示，至炉顶的高度一定的情况)下的气氛气体的平均气体流速为基准，根据变更从还原末期至熔融完毕的区域的炉顶的高度时的平均气体流速计算出相对值。平均气体流速在从炉床至炉顶的高度变化的位置(例如图4中是加热燃烧器5e和5i之间)计算出。
如图5所表明的可知，越是加高至炉顶的高度，炉内的气氛气体的流速就越小。
上述图4中，虽然显示的是作为加热燃烧器只使用空气燃烧器的例子，但如上述图3所示，也可以在加热燃烧器的一部分中，作为流速调整机构具有氧燃烧器(第一燃烧器)。
在上述图3和图4所示的构成例中，为了使炉主体的从还原末期至熔融完毕的区域中的气氛气体的流速可以不受炉主体的其他区域的气氛气体的流速的影响，也可以在炉内设置隔壁。例如，如果从还原末期至熔融完毕的区域是图3中设有氧燃烧器5f～5h的区域，则在空气燃烧器5e和氧燃烧器5f之间，也可以从炉顶设置吊挂式的隔壁。这时，为了将各区域的废气排出到炉外，也可以在各个区域的炉顶设置排气机构。
还有，在以上的说明中，作为移动炉床式加热还原炉，例示的是旋转炉床式的加热还原炉，但并不限于旋转炉床式，例如也可以是直线型的加热还原炉。
以上如说明的，本发明的一个方面的粒状金属铁的制造方法，是还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而制造粒状金属铁的方法，其中具有如下步骤：在移动炉床式加热还原炉的炉床上装入所述原料混合物的步骤；通过加热并利用所述碳质还原剂而使所述原料混合物中的氧化铁还原，生成金属铁，接着使所述金属铁熔融，其后将熔融金属铁与作为副产物的熔渣分离同时使之凝集成粒状的步骤；使所述金属铁冷却凝固的步骤，所述加热还原的步骤具有将炉内的规定区域的气氛气体的流速调整到规定的范围内的步骤。
根据上述本发明的粒状金属铁的制造方法，在用移动炉床式加热还原炉制造粒状金属铁时，通过将炉内的规定区域的气氛气体的流速调整到规定的范围内，能够改善粒状金属铁的品质。更具体地说，能够增多粒状金属铁中的C量，并使S量降低。
本发明的粒状金属铁的制造方法，所述气氛气体的流速优选为平均0m/秒以上且在5m/秒以下。由此，气氛气体的还原度被维持得很高，还原和渗碳有效地进行，因此能够增多粒状金属铁中的C量，并使S量降低。
另外，本发明的粒状金属铁的制造方法，所述规定区域优选为从所述氧化铁的还原末期至所述金属铁的熔融完毕的区域。由此，该区域被保持在还原性气氛中，能够使粒状金属铁的品质提高。
另外，本发明的粒状金属铁的制造方法，在所述加热还原炉的加热中，优选在所述规定区域使用第一燃烧器，在所述区域以外的区域使用在燃烧同等量的燃料时，不参与燃烧的气体的单位时间的供给量比第一燃烧器多的第二燃烧器。在这种情况下，优选在所述规定区域中使用氧燃烧器，在所述区域以外的区域中至少使用空气燃烧器。由此，在规定区域中，与加热燃烧器的一部分或全部都使用空气燃烧器时相比，既能够确保相同的燃烧热，又能够使供给到加热还原炉内的总气体量降低。其结果是能够减小规定区域中的气氛气体的流速。
本发明的另一方面的粒状金属铁的制造装置，是还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而制造粒状金属铁的装置，其中具有如下机构：通过加热利用所述碳质还原剂使所述原料混合物中的氧化铁还原，生成金属铁，接着熔融所述金属铁，其后将金属铁与作为副产物的熔渣分离同时使之凝集成粒状的加热还原炉；在所述加热还原炉中装入所述原料混合物的装入机构；从所述加热还原炉排出粒状金属铁和熔渣的排出机构；分离所述金属铁和所述熔渣的分离机构，所述加热还原炉具有如下机构：炉主体；在所述炉主体内，搬送所述原料混合物和所述金属铁的移动炉床；在所述炉主体内，加热所述原料混合物的加热机构；使所述金属铁冷却凝固的冷却机构，所述炉主体具有特定区域，该区域具有用于将炉内的气氛气体的流速调整到规定范围内的机构。
根据上述本发明的粒状金属铁的制造装置，因其特定区域的气氛气体的流速比不具有流速调整机构的装置的流速小，所以在特定区域中能够保持高的还原性气氛，能够得到高品质的粒状金属铁。更具体地说是能够得到C量高、S量低的粒状金属铁。
本发明的粒状金属铁的制造装置，所述气氛气体的流速优选为平均0m/秒以上且在5m/秒以下。另外更优选平均0m/秒以上且在2.5m/秒以下。由此，在特定区域气氛气体的还原度被维持得很高，还原和渗碳高效率地进行，因此能够增多粒状金属铁中的C量，并使S量降低。
另外，本发明的粒状金属铁的制造装置，所述特定区域优选为从所述氧化铁的还原末期至所述金属铁的熔融完毕的区域。由此，特定区域与其他区域相比被保持在更高的还原性气氛中，因此能够得到更高品质的粒状金属铁。
另外，本发明的粒状金属铁的制造装置，优选所述加热机构具有第一燃烧器，和在使同等量的燃料燃烧时不参与燃烧的气体的单位时间的供给量比第一燃烧器多的第二燃烧器，所述第一燃烧器配备在所述特定区域，所述第二燃烧器配备在所述其他区域。这种情况下，所述第一燃烧器是氧燃烧器，所述第二燃烧器是空气燃烧器。由此，在特定区域中，与加热燃烧器的一部分或全部都使用空气燃烧器时相比，既能够确保相同的燃烧热，又能够使供给到加热还原炉内的总气体量降低。其结果是特定区域中的气氛气体的流速变小，能够得到C量高、S量低的粒状金属铁。
另外，本发明的粒状金属铁的制造装置，优选所述第一燃烧器在距炉床表面1m以上的位置设置。由此，与在炉床附近设置第一燃烧器时相比，能够防止炉床附近的气氛气体的流速变大。其结果，能够得到更高品质的粒状金属铁。
另外，本发明的粒状金属铁的制造装置，所述炉主体优选具有的形状是，所述特定区域的气氛气体的流路面积比所述其他区域的气氛气体的流路面积大。另外，本发明的粒状金属铁的制造装置，所述炉主体优选具有的形状是，所述特定区域从炉床至炉顶的高度比所述其他区域的从炉床至炉顶的高度高。由此，与炉主体具有特定区域的气氛气体的流路面积和其他区域的气氛气体的流路面积为相等的形状的情况相比，能够减小特定区域的气氛气体的流速。其结果是能够得到更高品质的粒状金属铁。
另外，本发明的粒状金属铁的制造装置，所述炉主体优选还具有将所述特性区域与所述其他区域隔开的隔壁。由此，能够分开调整特定区域中的气氛气体的流速和其他区域的气氛气体的流速，因此能够得到进一步高品质的粒状金属铁。

Claims (14)

1.一种粒状金属铁的制造方法，是还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而制造粒状金属铁的方法，其特征在于，具有如下步骤：在移动炉床式加热还原炉的炉床上装入所述原料混合物的步骤；通过加热并利用所述碳质还原剂使所述原料混合物中的氧化铁还原，生成金属铁，接着使所述金属铁熔融，其后将熔融金属铁与作为副产物的熔渣分离，同时使所述熔融金属铁凝集成粒状的步骤；使所述金属铁冷却凝固的步骤，
其中，所述加热还原的步骤具有将炉内的规定区域中的气氛气体的流速调整到规定的范围内的步骤。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述气氛气体的流速平均为0m/秒以上5m/秒以下。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述规定区域为从所述氧化铁的还原末期至所述金属铁的熔融完毕的区域。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制造方法，其特征在于，在所述加热还原炉中加热时，在所述规定区域使用第一燃烧器，在所述区域以外的区域使用第二燃烧器，其中，在燃烧同等量的燃料时，第二燃烧器的不参与燃烧的气体的单位时间的供给量比第一燃烧器多。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，在所述规定区域使用氧燃烧器，在规定区域以外的区域至少使用空气燃烧器。
6.一种粒状金属铁的制造装置，是还原含有碳质还原剂和含氧化铁物质的原料混合物而制造粒状金属铁的装置，其特征在于，具有如下机构：通过加热并利用所述碳质还原剂使所述原料混合物中的氧化铁还原，生成金属铁，接着熔融所述金属铁，其后将熔融金属铁与作为副产物的熔渣分离，同时使所述熔融金属铁凝集成粒状的加热还原炉；在所述加热还原炉中装入所述原料混合物的装入机构；从所述加热还原炉排出粒状金属铁和熔渣的排出机构；分离所述金属铁和所述熔渣的分离机构，
其中，所述加热还原炉包括：炉主体；在所述炉主体内搬送所述原料混合物和所述金属铁的移动炉床；在所述炉主体内加热所述原料混合物的加热机构；使所述金属铁冷却凝固的冷却机构，
并且，所述炉主体具有用于将炉内的气氛气体的流速调整到规定范围内的机构。
7.根据权利要求6所述的制造装置，其特征在于，所述特定区域中的气氛气体的流速平均为0m/秒以上5m/秒以下。
8.根据权利要求6或7所述的制造装置，其特征在于，所述特定区域为从所述氧化铁的还原末期至所述金属铁的熔融完毕的区域。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的制造装置，其特征在于，所述加热机构具有第一燃烧器和第二燃烧器，其中，在使同等量的燃料燃烧时，第二燃烧器的不参与燃烧的气体的单位时间的供给量比第一燃烧器多，
并且，所述第一燃烧器配备在所述特定区域，所述第二燃烧器配备在所述其他区域。
10.根据权利要求9所述的制造装置，其特征在于，所述第一燃烧器配备在距离炉床表面1m以上的位置。
11.根据权利要求9或10所述的制造装置，其特征在于，所述第一燃烧器为氧燃烧器，所述第二燃烧器为空气燃烧器。
12.根据权利要求6～8中任一项所述的制造装置，其特征在于，所述炉主体具有所述特定区域中的气氛气体的流路面积比所述其他区域中的气氛气体的流路面积大的形状。
13.根据权利要求12所述的制造装置，其特征在于，所述炉主体具有所述特定区域中的从炉床至炉顶的高度比所述其他区域中的从炉床至炉顶的高度高的形状。
14.根据权利要求6～8中任一项所述的制造装置，其特征在于，所述炉主体还具有隔开所述特定区域和所述其他区域的隔壁。
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