CN101790590B - 还原铁丸的制造方法及生铁的制造方法 - Google Patents

还原铁丸的制造方法及生铁的制造方法 Download PDF

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Abstract

在本发明的还原铁丸的制造方法中，在用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理来进行还原时，通过将还原带内的一氧化碳与二氧化碳的比值设定为0.3～1、且在1400℃以下的温度下对由所述氧化铁的平均粒径为50微米以下的原料制造而成的成型体进行还原处理，从而制造铁的金属化率为50～85％、且碳残留率为2％以下的还原铁丸。

Description

还原铁丸的制造方法及生铁的制造方法
技术领域
本发明涉及采用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体进行还原来制造部分还原铁的还原铁丸的制造方法。此外，本发明还涉及用高炉或立式炉还原熔解上述部分还原铁(含有还原铁的物质)来制造铁液的生铁的制造方法。
本申请以日本特愿2007-239058号和日本特愿2008-227163号为基础申请，这里援引其内容。
背景技术
制造还原铁及合金铁的金属还原工艺有各种各样。其中，作为低成本、高生产率的工艺，已经实施了采用旋转炉底式还原炉(Rotary HearthFurnace，以下称为RHF)的作业，其概要记载在例如专利文献1中。
图1表示RHF的直径方向的切断面。该RHF是在固定的耐火物质的炉顶1及侧壁2的下面，装载在车轮3上且缺少中央部的圆盘状的耐火物质制的炉床4以恒定速度在圆圈状导轨5上旋转的型式的烧成炉(以下称为旋转炉)。在侧壁2上设置有多个燃烧器6，从此处吹入燃料和空气，对炉内的氛围气体成分及温度进行控制。一般而言，旋转炉的炉床的直径为10～50米，且宽度为2～8米。将原料即由含有氧化金属及碳的粉体构成的成型体供给在炉床4上，用来自炉内上部的气体的辐射热将其加热，通过在成型体内部的氧化金属与碳的反应，从而在成型体内部得到金属。
将RHF设备整体的例子示于图2中。
作为原料，使用粉状矿石或氧化金属粉等氧化金属、和作为还原剂的碳。在还原铁的制造中，作为氧化铁源，采用球团原料等微粒铁矿石、或转炉粉尘、烧结粉尘、高炉煤气粉尘等来自炼铁工序的副产物。作为还原剂的碳，使用焦炭、石油焦炭、煤炭等。直至产生还原反应发生的温度即1100℃左右之前不挥发的碳分(固定碳)的比率高的碳是更优选的。这样的碳源是粉焦或无烟煤。
首先，在用图2的混合装置、球磨机11将含有氧化金属的粉体与含有碳的粉体混合后，用造粒装置12将该混合物成型为粒状。将该成型体以均匀铺满的方式供给到旋转炉13的炉床4上。在旋转炉13中，随着炉床4的旋转，成型体在炉内的各部分中移动。
利用高温气体的辐射在1000～1500℃下对成型体加热，利用成型体内的碳来还原氧化金属。炉内发生的排气经由排气管道14由锅炉15和热交换器16热回收，在用集尘装置17将其除尘后，从烟筒18排放到大气中。在旋转炉13内，由于成型体在炉床4上静置，因此有成型体在炉内难以崩溃的优点。其结果是，具有不会出现由粉化了的原料附着在耐火物质上而引起的问题。此外，还有生产率高、能够使用廉价的煤炭系还原剂或粉状原料的优点。
用此种方法制造的还原铁的金属化率一般为90％以下，即使最大也为95％左右。该金属化率与MIDREX法等的气体还原方式的直接还原铁(Directly Reduced Iron，以下简称为DRI)相比是低的。
在RHF中的炉内的气体气氛下，二氧化碳浓度比较高，本来是不适合还原的炉子，但由于在成型体内混合存在有氧化铁和碳，因而引起成型体内的自发的反应(FetO+C→tFe+CO)，所以具有还原能力。该反应的结果是，成型体内及成型体周边的一氧化碳比率增高，成型体周边的气氛下的还原性提高，进行氧化铁的还原。可是，如果成型体内的金属铁比率增高，则伴随着氧化铁比率的降低，还原反应速度下降，成型体内及成型体周边的一氧化碳比率降低。所以，若要达到高金属化率，则存在还原慢的缺陷。
例如如专利文献2中所记载的那样，还有高强度地制造该还原铁的方法，该方法是通过与块矿石或烧结矿一同向高炉供给该高强度还原铁来制造生铁。在该方法中，由于在高炉内对预还原过的氧化铁进行最终还原及熔解，因此高炉的热负荷降低，从而具有高炉的单位焦炭消费资源降低、同时生铁生产量增加的效果。
此外，对于使用普通的还原铁的高炉的作业方法，以往也一直在实施，例如如专利文献3中所记载的那样，公开了使用大量还原铁的技术。公开了下述技术：在大量使用废铁及高还原率的还原铁的情况下，通过调整送风温度及微粉碳吹入量来调节炉内温度。
此外，用冲天炉等高炉以外的立式炉，也能进行与废铁一同熔解还原铁的作业。例如如专利文献4中所记载的那样，在将块状焦炭和废铁装入炉内，从炉下部吹入被加热的空气或添加有氧的空气，熔解处理废铁的作业中，通过与废铁一同熔解块状的还原铁(Hot Briquette Iron(HBI)或DRI)来生产生铁。
专利文献1：日本特开2001-303115号公报
专利文献2：日本特开2004-218019号公报
专利文献3：日本特开2001-234213号公报
专利文献4：日本特开平11-117010号公报
非专利文献1：“Dust Recycling Technology by the Rotary Hearth Furnaceat Nippon Steel’s Kimitsu Works”，Revue de Metall.Cahiers d’Inf.Tech.(2002)vol.99，(10)，p.809-818，T.Ibaraki and H.Oda
在RHF和高炉组合的作业中，例如如专利文献2中所记载的技术等，一直在实施用RHF制造中度还原率且高强度的还原铁丸，然后用高炉将其还原熔解的方法。但是，在上述的现有技术中，并没有为了提高高炉中的使用比率而进行的技术改进的观点。例如如专利文献1中所记载的那样，在高炉的还原铁丸使用量停止在2～3％左右(单位制造生铁为25～40kg/吨)。也就是说，即使在日产1万吨的大型高炉中，每日的还原铁丸的使用量是少量的，为250～400吨。
其结果是，只要是通过1日的处理量为几百吨的少量处理即炼钢厂内的钢铁粉尘处理而制造的还原铁丸，就能够用高炉消化其全部的生产量。可是，在通过用RHF处理铁矿石来大量生产还原铁时，每天可以生产几百吨～几千吨的还原铁。在用高炉、并使用此量的还原铁丸作为原料来生产生铁时，即使在大型高炉中，还原铁丸的使用量达到每吨制造生铁为60～200kg的高比率。
可是，在专利文献2及非专利文献1等的现有技术中，还原铁丸的使用量小。因此，只认为仅将还原铁丸装入高炉就可以，没有对炉内的还原铁丸的最终还原状态及熔解状况进行控制。此外，即使在RHF作业中，只有仅制造高强度的还原铁丸的观点，没有有关在高炉炉内对还原铁丸的残留氧化物进行容易还原的技术。其结果是，残留于还原铁丸中的氧化铁的还原被延迟，在高炉炉身中部还原没有结束的情况下，氧化铁进入到炉下部的炉渣槽。在这种情况下，存在因炉渣中产生氧化铁还原而使炉下部和炉渣温度降低的问题、及因炉渣中的FeO上升而使得炉渣的脱硫性降低的问题。
另一方面，如果采用专利文献3中记载的技术，通过控制高炉的作业条件，可在高炉中适当地使用相对大量的还原铁。可是，在该技术中，其前提是使用利用现有技术即MIDREX等还原工艺而生产的高金属化率的还原铁。也就是说，此技术没有考虑使用用RHF制造的低金属化率的还原铁。如果是高金属化率的还原铁，则其中残存的氧化铁少，其结果是，只通过加热该还原铁而使其熔解就能制造生铁。所以，没有如何对低还原率的还原铁中的氧化铁进行还原的技术。另一方面，用RHF制造的还原铁丸的金属化率为50～85％，内部含有较多的氧化铁。所以，对于该还原铁丸，重要的是其内部的氧化铁还原，即使具有专利文献3中记载的技术，还原反应也不充分，产生了上述的技术问题。
即使在用立式炉熔解还原铁的技术中，如专利文献4中所记载的那样，为了还原熔解低金属化率的还原铁丸，也需要特殊的作业。也就是说，在使用还原度低的还原铁时，需要正确地控制焦炭和铁源(废铁或还原铁)的装入位置，为此需要特殊的装置，因此一般难以实施。此外，即使采用这样的特殊的技术，也因还原铁内的氧化铁的还原慢，而容易发生因炉渣中的FeO增加而引起的问题。因该理由，存在只能使用还原速度快的、5毫米以下的小粒径低还原率的还原铁的问题。这样，在现有技术中，大量使用还原率低、且粒径稍大的还原铁丸是困难的。
如上所述，在现有技术中，不能在高炉或立式炉(冲天炉等)中大量使用用RHF制造的低还原率的还原铁丸。另一方面，用RHF制造高还原率(金属化率为85％以上)的还原铁，并在高炉或立式炉中大量使用在技术上是可能的。可是，如前所述，在RHF中，如果为高金属化率，则存在还原反应停滞的问题。其结果是，在将金属化率设定为85％以上时，因添加剩余的碳，还需要1400℃以上的高温处理。所以，存在还原铁制造的能量消耗率恶化的问题，在热能经济上效率差。
这样，在通过用RHF制造还原铁，然后用高炉或立式炉大量处理还原铁而制造熔融铁的过程中，存在各种各样的问题。所以，一直在谋求新的技术以克服上述现有技术中的问题。
发明内容
本发明是为解决以上记载的、对用RHF制造的含还原铁的物质进行热成型时的技术课题而完成的，其详细构成记载于下述的(1)～(16)中。
(1)本发明的还原铁丸的制造方法，在用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理来进行还原时，通过将还原带内的一氧化碳与二氧化碳的比值设定为0.3～1、且在1400℃以下的温度下对由所述氧化铁的平均粒径为50微米以下的原料制造而成的成型体进行还原处理，从而制造铁的金属化率为50～85％、且碳残留率为2％以下的还原铁丸。根据该还原铁丸的制造方法，能够制造气孔率为20～50％、抗压强度为5MPa以上的还原铁丸。
(2)在上述(1)所述的还原铁丸的制造方法中，也可以将所述成型体在所述旋转炉底式还原炉内的1200℃以上的温度下的滞留时间设定为8分钟以上且以to＝69.5-0.035T表示的时间以下(这里，to的单位为分钟、T为1200℃以上的所述旋转炉底式还原炉内的平均气体温度(℃))。在这种情况下，可以兼顾适当的气孔率及抗压强度。
(3)在上述(1)所述的还原铁丸的制造方法中，也可以将从100℃加热到1000℃时的所述成型体的中心部的平均加热速度设定为每分钟400℃以下。在这种情况下，在上述(1)或(2)的方法中，能够更加确实地兼顾适当的气孔率及抗压强度。
(4)在上述(1)所述的还原铁丸的制造方法中，也可以将所述成型体中的氧化钙与氧化硅的质量比设定为2.2以下。
(5)在上述(1)所述的还原铁丸的制造方法中，也可以将原料中的氟和氯的含有率设定为(F质量％)+0.4(Cl质量％)＜0.25％。
(6)在上述(1)所述的还原铁丸的制造方法中，也可以将所述成型体中的氧化镁、氧化钙、氧化硅及氧化铁中的总铁的含有率设定为{(CaO质量％)-(MgO质量％)}/(T.Fe质量％)＜0.1、且{(CaO质量％)-(MgO质量％)}/(SiO2质量％)＜2.0。
(7)本发明的生铁的制造方法，将通过用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理而制造的还原铁丸在5～20mm的还原铁丸的比率为80％以上的条件下，与矿石及烧结矿一同装入炼铁高炉中，进行还原熔解，其中，所述还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，平均35微米以下的金属铁粒子相结合而在所述氧化铁与其它氧化物的混合物之间形成有金属铁网络，而且所述还原铁丸的气孔率为20～50％。
(8)在上述(7)所述的生铁的制造方法中，也可以将内部结构处于含有所述氧化铁的氧化物的平均粒径为5～100微米、且该氧化铁被金属铁网络束缚的状态的所述还原铁丸与矿石及烧结矿一同装入炼铁高炉中，进行还原熔解。
(9)在上述(7)所述的生铁的制造方法中，也可以相对于要制造的生铁量，以250kg/吨以下的比率，将所述还原铁丸装入炼铁高炉中。
(10)在上述(7)所述的生铁的制造方法中，也可以将所述还原铁丸在所述炼铁高炉的直径方向从中心装入到2/3以内的位置，以使所述炼铁高炉内的所述还原铁丸的比率达到65％以上。
(11)本发明的又一生铁的制造方法，在用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理来进行还原时，将用权利要求1所述的方法制造的还原铁丸在5～20mm的还原铁丸的比率为80％以上的条件下，与矿石及烧结矿一同装入炼铁高炉中，进行还原熔解，其中，所述还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，而且所述还原铁丸的气孔率为20～50％。
(12)本发明的另一生铁的制造方法，将通过用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理而制造的还原铁丸在5～20mm的还原铁丸的比率为80％以上的条件下，装入到块状铁及块焦的炉内空间填充率为80％以下的立式炉中，进行还原熔解，其中，所述还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，平均35微米以下的金属铁粒子相结合而在所述氧化铁与其它氧化物的混合体之间形成有金属铁网络，而且所述还原铁丸的气孔率为20～50％。
(13)在上述(12)所述的生铁的制造方法中，也可以在所述立式炉内的所述还原铁丸与所述块状铁的比率为100％以下的条件下对还原铁丸进行还原熔解。
(14)在上述(12)所述的生铁的制造方法中，也可以将所述还原铁丸在所述立式炉内的直径方向从中心装入到2/3以内的位置，以使所述炼铁高炉内的所述还原铁丸的比率达到70％以上。
(15)在上述(12)所述的生铁的制造方法中，也可以将通过用旋转炉底式还原炉对含有锌及铅中的至少一方、氧化铁和碳的粉体的成型体进行加热处理而制造的、锌及铅的合计含有率为0.05％以上的还原铁丸，装入到炉上部气体温度为500℃以上的状态的所述立式炉中，进行还原熔解。
(16)本发明的另一生铁的制造方法，在用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理来进行还原时，将用权利要求1所述的方法制造的还原铁丸在5～20mm的还原铁丸的比率为80％以上的条件下，装入到块状铁及块焦的炉内空间填充率为80％以下的立式炉中，进行还原熔解，其中，所述还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，在所述氧化铁和其它氧化物的混合体之间形成有金属铁网络，而且所述还原铁丸的气孔率为20～50％。
根据本发明，可用RHF对氧化铁粉体及从炼铁设备回收的含有氧化铁的粉尘进行适当的还原。然后，将还原铁丸供给高炉，从而能够经济地制造熔融铁。此外，即使替代高炉而采用冲天炉等立式炉也能同样经济地制造熔融铁。
附图说明
图1是表示旋转炉底式还原炉的结构的图示。
图2是表示采用旋转炉底式还原炉的整个处理工序的图示。
图3是表示高炉的炉内结构的图示。
图4是用柱式反应装置在1100℃的一氧化碳气氛下测定还原铁丸内的氧化铁的还原速度的结果，是以反应速度的指标(修正还原铁丸的直径和还原度)与还原铁丸的气孔率的关系表示的曲线图(将气孔率为55％的还原铁丸的还原速度设定为1)。
符号说明
1：炉顶、2：侧壁、3：车轮、4：炉床、5：导轨、6：燃烧器、11：球磨机、12：造粒装置、13：旋转炉、14：排气粉尘、15：锅炉、16：热交换器、17：集尘装置、18：烟筒、21：炉顶、22：矿石层、23：焦炭层、24：炉芯、25：风口、26：出铁口
具体实施方式
以下，对本发明的还原铁丸的制造方法及生铁的制造方法的实施方式进行说明。
而且，在本实施方式中，使用含有氧化铁及碳的粉体作为原料。作为氧化铁，可以是氧化亚铁(方铁矿，FeO)、四氧化三铁(磁铁矿，Fe3O4)、三氧化二铁(赤铁矿，Fe2O3)中的任何一种，此外也能够使用由它们混合而成的混合物。此外，也可以混合金属铁粉。作为氧化铁源，采用铁矿石、铁矿砂等矿石类、和炼铁厂等中产生的含有氧化铁的粉尘等。作为碳源，采用粉焦、粉煤、石油焦炭等。由于即使在1000℃以上也不挥发的固定碳(FC)有助于还原反应，因此希望固定碳的比率高。从此观点出发，最好是粉焦、石油焦炭、无烟煤、中挥发分煤等。此外，也可以利用炼铁业的含有较多碳成分的粉尘等。
原料中混入有铁矿石、含有氧化铁的粉尘、焦炭、煤炭等杂质。作为这些杂质，有氧化镍、氧化锰、氧化铬、氧化锌等容易被还原的金属氧化物；以及氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化镁、氧化钛等不容易被还原的金属氧化物。优选除碳源以外的粉体的总铁(总铁(T.Fe)含有率)为50％以上。在T.Fe为50％以下时，还原后的金属铁比率有时达到55％以下，出现还原铁丸的强度下降的问题。再有，这里，所谓T.Fe含有率是指，氧化铁中的铁含量和金属铁量的合计量除以粉体总量而得到的值。
作为原料的粉体，采用氧化铁粒子的平均粒径为50微米以下的粉体。如果平均粒径为50微米以上，则因粒子内的物质移动缓慢，过多需要用于还原的时间，因此不优选50微米以上的粒子。此外，为了控制还原铁丸的气孔率，优选是微细的粒子，如有可能，最好是平均粒径为25微米以下的粒子。此外，在造粒操作中，由于也是粒径越小越容易制造成型体，因此从此观点出发，也优选粒子是微细的。
将原料中的氧化铁和碳的比率设定为适当的条件来配合原料。RHF中的反应是MO+C＝M+CO及MO+CO＝M+CO2。这里，M是表示金属元素的符号。本发明者们调查了在RHF内部的反应，结果如下。氧化铁、氧化镍、氧化锰、氧化铬、氧化锌等在1200℃被一氧化碳还原的金属在RHF内被金属化。其金属化率由RHF的作业条件等决定。另一方面，氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化镁、氧化钛等在1200℃未被一氧化碳还原的金属在RHF内没有被还原，作为氧化物残留。
作为碳配合量，由氧化铁、氧化镍、氧化锰、氧化铬、氧化锌等容易被还原的金属与所化合的氧(以下称为活性氧)的比率来决定。此外，由于氧化铁等的还原反应在超过大约1000℃时发生，因而有助于还原反应的碳是固定碳。因此发现了：只要调整活性氧与固定碳的比率，就可以在RHF内产生良好的反应。其条件是固定碳的原子摩尔量与活性氧的原子摩尔量的比率(C/O)为0.7～1.5。在C/O为0.7以下时，与RHF中的还原条件无关，因碳不足而不能充分进行还原，所以，在大多情况下，铁的金属化率为50％以下，而且部分氧化铁作为三氧化二铁残留。另一方面，在碳过剩的状态下，反应后在还原铁丸中存留有较多的碳。如后述，在C/O为1.5以上时，由于残留碳在2质量％以上，因此出现还原铁丸的抗压强度下降的问题。
采用图1及图2对用RHF还原该原料粉体的方法进行说明。首先，在用混合装置(图2中为球磨机11)将原料粉体混合后，用造粒装置12将其成型为成型体。混合装置并不限于球磨机，也可以是捏合机式、流化床式、水中混合等手段。作为造粒装置，有圆盘式造粒装置、辊式压缩成型装置、挤压式成型装置等。将该成型体均匀地铺满在旋转炉13的炉床4上。炉床4上的成型体的层数最好是2层以下。这是良好地进行传热的条件。关于成型体的尺寸，在是球状时，平均直径最好为8～15毫米，在其它形状时，平均换算直径最好为7～30毫米。如果成型体尺寸过小，则炉床4上的成型体厚度过薄，存在生产率下降的问题，此外如果成型体尺寸过大，则存在成型体内部的传热恶化的问题。在旋转炉13的内部，随着炉床4的旋转，成型体从炉内的加热带在还原带移动。成型体通过高温气体的辐射在还原带内部、被加热到1200～1400℃，在成型体内碳与氧化金属反应，生成还原铁。成型体在炉内的滞留时间为10～25分钟，除去了加热到1000℃的时间后的还原时间为5～20分钟左右。这里，所谓换算直径是用容积的1/3乘方表示的直径。
成型体的加热速度以中心计可以为400℃/分钟以下、优选为300℃/分钟以下。为了形成此条件，优选将加热带的平均气体温度设定为1200℃以下。如果加热速度过快，则中心部和外周部的温度出现大的偏差。如果外周部的温度超过1000℃，则在该部分发生还原反应。另一方面，在中心部和外周部的温度差大时，即使外周部的反应大致结束，中心部的反应仍为几乎没有进行的状态。此后，虽然进行中心部的还原，但此时外周部形成难以使气体通过的还原结束层，伴随着中心部的还原而发生的气体的通过阻力增大。其结果是，具有下述问题，即，产生外周部出现裂纹等缺陷。此外，在成型体的加热速度为100℃/分钟以下时，RHF的生产率大幅度降低，因此可以将成型体的加热速度设定为100℃/分钟以上、优选为150℃/分钟以上。
该反应中生成的还原铁丸的还原率(被还原金属的氧除去率)为65～90％，铁的金属化率为50～85％。此时，可制造气孔率为20～50％、优选为20～45％的还原铁丸。作为原料的成型体使用气孔率为27～55％的成型体，但如果反应中碳和氧化铁中的氧遗漏，则成型体内的空隙增多，在这种状态下还原铁丸的气孔率增加到50～70％。此外，如果仅以此状态结束处理，则还原铁丸的抗压强度为1MPa(10kg-f/cm2)以下。在该抗压强度下，在装入高炉或立式炉时，还原铁丸容易粉化，使得炉内的通气性恶化。
所以，通过在RHF的炉内使还原铁丸中的金属铁和氧化物烧结来提高还原铁丸的气孔率。作为实现其的条件有以下3点：将还原温度设定为1200℃以上、将还原铁丸的金属铁比率设定为50％以上、及将残留碳设定为2质量％以下。此外，为了确保烧结时间，将1200℃以上的成型体的炉内滞留温度设定为8分钟以上。只要为此条件，就能制造气孔率为50％以下的还原铁丸。但是，如果将还原温度设定为1400℃以上，则还原铁丸内的金属铁与碳反应而形成渗碳体。由于渗碳体的熔点低，因此通过将其熔解就可以物理地分离金属铁和氧化物。因该原因不能形成适当的金属铁粒子的网络，因而还原铁丸的抗压强度降低。所以，最好将还原温度设定为1200～1400℃。只要是此条件，就能够制造气孔率为50％以下的还原铁丸，只要是该气孔率，还原铁丸的抗压强度就能达到5MPa以上，从而能够在高炉及立式炉中使用。再有，这里，气孔率是由还原铁丸中包含的物质的真比重与还原铁丸的表观比重之比来计算的。气孔率是以(气孔率)＝100-((表观比重)/(真比重)×100(％)给出的。此外，所谓表观比重，是还原铁丸的质量除以容积而得到的值。
对于用本发明的方法制造的还原铁丸，其结构具有下述特征，在氧化铁与其它氧化物的混合体之间形成金属铁粒子网络。少量残留氧化铁、而且不使成型体内的碳残留是重要的。所以，本发明的方法相对于现有法的制造方法，还原率不极端增加是作业上的特征。因此，将RHF炉内的还原带的气氛设定为弱还原性。如果气氛是强还原性，则除了碳与氧化铁的反应引起的还原以外，还进行气体中的一氧化碳与氧化铁的反应，因而容易在还原铁丸内残留碳。在这种情况下，形成渗碳体，因而金属铁的熔点降低，不能形成金属铁粒子网络，还原铁丸的抗压强度降低。再有，这里，所谓金属铁粒子网络，指的是从几微米到35微米左右的、通过还原产生的金属铁粒子相互结合而形成三维网络。
在本发明者们的试验中，还原带气体中的一氧化碳与二氧化碳的比(CO/CO2比)适宜为1以下、优选为0.8以下。但是，如果CO/CO2比在0.3以下，则氧化铁的还原不能正常进行。这里，所谓还原带，是还原铁丸的中心温度为1000℃以上的炉内的位置，此外，这里的气体成分的定义是：自成型体300mm以上的炉内空间的平均值。如果自成型体300mm以下，则因受通过氧化铁的还原反应而发生的一氧化碳的影响，而出现与全体气体的组成的偏差，所以该部分的气体组成脱离本发明的气体组成的定义。
残留在还原铁丸内的氧化物的形态也影响还原铁丸的强度和气孔率。如果该氧化物的熔点低、在炉内熔融或软化，则冷却后的还原铁丸内的氧化物粒子粗大化。其结果是，还原铁粒子网络和氧化物分离，还原铁丸的整体结合状态恶化。其结果是，出现还原铁丸强度降低的问题。此外，在极端情况下，气孔因熔融的氧化物而堵塞。在本发明中，将氧化物粒子的尺寸控制在5～100微米。在5微米以下时，氧化物粒子小于金属铁粒子网络的间隙，不能形成致密的结构。此外，在100微米以上时，金属铁粒子网络被拉到粗大的氧化物粒子的内部，使得还原铁丸的强度降低。再有，这里，所谓氧化物的尺寸是指，在单独存在时，为该氧化物的尺寸，在是烧结体时，为其中的粒径。
为了防止此现象，使氧化物粒子的尺寸在适当的范围，最好设定为不生成低熔点氧化物化合物的原料的化学组成。作为低熔点氧化物，有在铁酸钙或硅酸钙中掺杂杂质的氧化物等。在调查不生成该低熔点氧化物的原料化学组成时，判明只要对氧化钙与氧化铁的比率和氧化钙与氧化硅的比进行控制就可以。此外还判明，氧化镁抑制铁酸钙或硅酸钙的生成。通过试验判明，作为在1200～1400℃下氧化物不熔融或不软化的条件，氧化钙相对于氧化硅的质量比最好在2.2以下。此外，为了进一步的改善，求出最好为{(CaO质量％)-(MgO质量％)}/(T.Fe质量％)＜0.1、且{(CaO质量％)-(MgO质量％)}/(SiO2质量％)＜2.0。此外，由于氟和氯是使氧化物的熔点降低的元素，因此最好是(F质量％)+0.4(Cl质量％)＜0.25％的条件。这里，作为有关氯浓度的系数，是用于考虑有关氯的原子量差和软化的影响度的系数。特别是在进行炼铁粉尘等的再循环时，限定氧化物的组成成为重要的手段。
另一方面，将还原铁丸的气孔率设定为20％以上，对于提高还原铁丸的还原速度是必要的。这是为了在用高炉或立式炉对还原铁丸进行还原时，通过透过气孔使还原气体扩散渗透，由此可促进还原铁丸的最终还原。为了满足该气孔率，将还原温度设定为1400℃以下、将残留碳设定为2质量％以下、将成型体在炉内的1200℃以上的滞留时间设定为用to＝69.5-0.035T表示的时间以下。这里，T为在1200℃以上的炉内部分的平均气体温度(C)、to为最长炉内滞留时间(分钟)。to在1200℃时为27.5分钟、在1300℃时为24.0分钟、此外在1400℃时为20.5分钟。只要是此条件，就能防止过剩的烧结，能够将气孔率停留在20％以上。其结果是，还原铁丸因烧结而收缩，因而成为5～20毫米的换算直径。再有，因成型体开裂等现象，在该还原铁丸中包含少量的5毫米以下的金属铁粒子。
对按以上说明的条件制造的还原铁丸进行冷却。冷却时应注意的是还原铁丸的再氧化。为了防止再氧化，在还原铁丸的温度为300℃以上时，最好在氧浓度为5容积％以下的低氧化气氛的气体中进行冷却。作为冷却装置，作为能够向内部导入氮的类型，最好是圆筒式外部水冷冷却器。如后述，使冷却后达到常温的还原铁丸中的三氧化二铁的比率为5质量％以下。作为制约三氧化二铁的比率的理由，是因为在高炉炉内还原时发生粉化而引起还原铁丸强度降低。
用高炉将以上说明的还原铁丸还原熔解。图3中示出高炉的简要构成。作为高炉原料，将本发明的还原铁丸、和块矿石、烧结矿、烧成丸等铁源和冶金用焦炭，经由炉上部的料钟(bell)供给高炉炉内的炉顶21。将还原铁丸与矿石或烧结矿等一同装入，在炉内形成矿石层22。单独装入块焦而形成焦炭层23。从风口25吹入1100～1200℃的热风和微粉碳，产生炉内反应。这些原料在反应进行的同时在炉内下降，在炉芯24的周围成为熔融铁和熔渣，停留在炉下部。将其从出铁口26排出。对于供给高炉的还原铁丸，如前所述，其铁的金属化率为50～85％、换算直径为5～20毫米的还原铁丸为80％以上、且气孔率为20～50％。此外，在高炉中的还原铁丸使用量小的情况下，由于还原延迟问题不明显，所以本发明的效果显著，还原铁丸使用量是单位生铁生产量为40kg/吨以上。
换算直径为5～20毫米的还原铁丸为80％以上、而且气孔率为20～50％的条件由高炉中的还原反应和热传递的特性来决定。用RHF制造的还原铁丸的金属化率为50～85％，因此其内部含有较多的氧化铁。所以，如果直至高炉炉身中部的高炉内的气体还原不充分，则即使在炉下部也残存氧化铁，引起炉渣中的焦炭产生的直接还原。其结果是，因还原反应的吸热，使得炉渣温度降低，产生难以从高炉排出炉渣的现象；或产生因炉渣中FeO增加而使炉渣的脱硫能力降低，从而使生铁的硫浓度上升的现象。
关于还原铁丸的尺寸，从采用RHF的制造条件出发，最好为20毫米以下，从不扰乱高炉炉内的气体流动的观点出发，最好为5毫米以上。通过本发明者的试验得知：如果5毫米以下的还原铁丸达到10～15％以上，则高炉炉内的气体压力损失增大。由此产生的问题是，换算直径为5毫米以下的还原铁丸被填充在其它装入物中和炉内，填充物的气体通过压力损失增加，向高炉内的送风量降低。如果产生此种现象，高炉的生产率(出铁比(t/月)降低。此外，发现如果20毫米以上的还原铁丸增多，即使还原条件良好，热传递的延迟也造成炉渣内的FeO增加。再有，由于还原铁丸的尺寸有偏差，因此在实际的粒度管理中，最好将5～20毫米的还原铁丸的比率管理在80％以上。
本发明者为了对还原铁丸内的残留氧化物进行还原，从还原气体在还原铁丸内部扩散是重要的观点出发，调查了影响还原铁丸内的气体扩散的因素。最具影响的因素是内部气孔率和尺寸。关于尺寸，进行了在反应柱中的还原试验，该试验使用了有关热传导的制约事项即直径5～20毫米范围的还原铁丸。该试验是对1100℃的一氧化碳气氛下的还原速度进行测定。将该试验结果表示为还原反应速度指标(对还原铁丸的直径进行校正而指标化)与还原铁丸的气孔率的关系，并将其表示在图4中。再有，按将气孔率为55％时的数据作为1的指标表示。按该指数，只要在0.6以上，就能以充分的速度进行高炉内的还原，不会发生还原延迟的现象，因此气孔率最好在20％以上。此外判明，如该图所示，只要是25％以上的气孔率，还原反应速度就十分稳定。
气孔率为20％以上、直径为5～20毫米、且金属化率为50～85％的还原铁丸在高炉炉内快速进行还原铁丸内部的一氧化碳气体扩散，直到达到位于高炉炉身下部的熔融粘合带，氧化铁的金属化才大致终了。此外，关于内部结构，在含有氧化铁的氧化物的平均粒径为5～100微米时，还原铁丸的强度良好，而且可提高还原速度。也就是说，只要是100微米以下的粒子，粒子内的扩散快，就能迅速还原。此外，在是5微米以下的粒子时，有时引起还原铁丸的强度下降，因此是不优选的。基于此理由，熔融粘合带的还原铁丸的熔化迅速，在该部分的压力损失降低，从而炉内的气体流动得到改善。再有，如前所述，气孔率的上限值由还原铁丸强度的下限来决定，在本发明中为50％。
由于在用RHF制造的还原铁丸中残留氧化铁，因此还产生另一问题。在该还原铁丸含有三氧化二铁时，在其还原过程中产生结晶膨胀，存在还原铁丸分解的问题。所以，需要降低三氧化二铁比率，如果其比率在5质量％以下，就不会出现此现象。为了对三氧化二铁的比率进行管理，重要的是：使还原条件良好、防止冷却时和保管时的还原铁丸的再氧化。在还原条件中，将C/O设定为0.7以上，而且使RHF炉内的1200℃以上的温度达到7分钟以上。此外，在冷却中，需要采用将还原铁丸在300℃以上的状态下的氧浓度设定为5容积％以下的等方法。此外，使保管时间适当以防止再氧化。
本发明者用4800立方米的高炉实施了上述技术，直到还原铁丸为100kg/吨的范围，结果发现了与根据还原铁丸还原度的热负荷降低的计算值相符的还原剂(焦炭+微粉碳)的比率以上的降低效果。在100～250kg/吨时，还原铁丸的还原、熔解顺利地进行，但与计算值相比，其实际效果是：热效果稍小。这样，如果还原铁丸的量增加，则有热效果减小的倾向。认为这是因为，如果炉内的还原铁丸的比率过高，则因炉内气体与矿石类的接触状态变化，而使得气体利用率发生变化。因此，通过将65％以上的还原铁丸在炼铁高炉的直径方向从中心装入到2/3以内的位置(以面积率计为44％)，可抑制此现象。在使用100kg/吨以上的还原铁丸时等，此方法特别有效，最大达250kg/吨，能够按与使用金属铁或低氧化度的氧化铁(FeO)时的热负荷降低的计算值相符的还原剂(焦炭+微粉碳)的比率以下的还原剂比进行作业。
这样，如果在高炉的外周侧较多的装入还原铁丸，则由于还原铁丸与矿石等相比还原、熔解快，而使得外周部的填充物(バ一ダン)的下降速度过于加快。其结果是，出现还原慢的外周部的矿石以未还原的状态到达炉下部、炉下部被过冷却的问题。此外，如果向炉中心部较多的供给还原铁丸，则有促进炉中心部的气体流动、而且促进填充物的下降的效果。其原因是：因还原铁丸没有还原粉化而能够使填充物中的气体压力损失不增大，并且还原铁丸的下降速度比矿石等快。其结果是，促进中心部的气体流动，能够增加送风量，并且可在短时间内将中心部的填充物还原。其结果是，高炉中的还原剂比率进一步降低，从而能够进一步提高生铁生产率(生产t/d)。
在本发明中，也将用RHF制造的还原铁丸也装入冲天炉等立式炉中而生产熔融铁。此时也采用与用高炉时的技术类似的技术。立式炉是具有圆筒或在下方带有锥形的上部炉身和用于储存熔融物的炉下部的瓶状的炉，是与高炉类似的立式炉身的炉结构。一般，高度与最大直径的比率为4∶1～8∶1左右。在此种炉中从炉上装入废铁、铁锭等块状的铁和块焦。此时，与废铁等一同装入用RHF制造的还原铁丸。从设在炉下部的侧壁的风口吹入常温空气或200～600℃的加热空气，使焦炭燃烧，熔解废铁等，同时对还原铁丸进行最终还原、并进行熔解。再有，有时也对吹入的空气进行富氧化。有时也将风口分为上下两段，在此种情况下，能够促进焦炭燃烧。
作为在立式炉中有效地使用还原铁丸的条件，块状铁和块焦填充在炉内的空间率(填充率)最好为80％以下。由于比块焦或块状铁小的还原铁丸进入到块焦和块状铁之间，因此如果是上述值以上的填充率，则用于通过气体的空间减小，因而难以排出气体。作为更好的条件，将它们的炉内填充率设定为65％以上。此外，为了确保气体在填充物间的通气、及为了形成未还原的氧化铁不进入炉渣的条件，希望立式炉内的还原铁丸与块状铁的质量比率为100％以下。此外，如果将还原铁丸在从中心到2/3以内的距离的部分的供给比率设定为70％以上，则可促进还原铁丸的还原、熔解。特别是在还原铁丸与块状铁的质量比率为50～100％时，其效果显著。
此外，在立式炉中，能够相对地提高炉内填充物的最上部(炉顶)的温度。只要是此条件，就在将还原铁丸装入炉中后立即开始加热，因此能够相对地缩短还原铁丸在炉内的滞留时间。在炉顶温度为500℃以上的立式炉中，能够使还原铁丸的在炉内的时间最短为20分钟。由于即使延长滞留时间也不怎么有优点，因此从经济上考虑最好最长为2小时。
作为采用立式炉能够提高顶炉温度的另一优点，是能够使用含有锌、铅等挥发性物质的原料。金属化的锌、铅在1000℃左右以上蒸发。其蒸气在500～800℃下以氧化物或氯化物的形态再凝聚。所以，在用立式炉使锌和铅金属化并蒸发的作业中，在炉顶温度低时，这些金属在有填充物的部分再凝聚。该再凝聚物(氧化锌、氯化锌、氧化铅、氯化铅等)有时附着在炉壁上。其结果是，使得此部分的炉内变得狭窄，因而产生立式炉的生产率降低的问题。在本发明者的研究中，只要炉顶温度在500℃以上，大部分蒸发物与气体一同被排出到炉外，炉壁上的附着物难以产生。所以，在RHF中，通过对含有锌、铅中的至少一种的、并含有氧化铁和碳的成型体进行加热处理可除去一部分锌和铅，可制造锌和铅的合计含有率在0.1％以上的还原铁丸。再有，如果是该锌、铅浓度，则多为来自立式炉内的锌发生，如果是一般的作业，则是形成炉内附着物的条件。将该还原铁丸装入到炉上部气体温度为500℃以上的状态的立式炉。通过采用该方法，能够以锌和铅的含有率高的粉末作为原料来制造熔融铁。
在实施本发明时，可以在RHF中制造铁的金属化率为50～85％的含有还原铁的物质，将其热成型为还原铁丸，并用高炉对该还原铁丸进行还原、熔解。RHF是还原速度高、能在短时间内还原氧化铁的工艺。可是，如在背景技术中所说明的那样，作为工艺特性，在炉内气氛气体中以某一比率混入了二氧化碳。其结果是，为了实施以铁的金属化率计为85％以上的高还原，需要将炉内温度规定在1400℃以上、并且将反应后的含有还原铁的物质中的残留碳设定为5质量％以上。为了将铁的金属化率从80％提高到90％，能量消耗增加30％，不能实施经济的作业。所以，从热能的经济方面考虑，可以将铁的金属化率设定为85％以下，优选为80％以下。此外，作为将铁的金属化率的下限值设定为50％的理由，是因为在此值以下的金属化率时，难以制造高强度的还原铁丸。在本发明者的研究中判明，采用RHF制造铁的金属化率为50～85％的含有还原铁的物质，然后用高炉将其还原、熔解，此过程所需的能量比通过烧结设备和高炉的组合来制造生铁时所需的能量少，是经济的。
实施例
采用本发明的方法及图2所示的RHF设备，对氧化铁施以还原、成型处理。再有，RHF的炉床外径为24米、处理能力为24吨/小时。此外，将用以上的设备制造的还原铁丸供给4800立方米的高炉、或高度为10米、内径为2.2米的冲天炉，调查了作业结果。所使用的原料记载于表1中，作业结果记载于表2～表4中。
原料为表1中所示的6种，原料1是炼铁厂产生的含有氧化铁的粉尘和粉焦，原料2是赤铁矿矿石与无烟煤的混合物，此外原料3是磁铁矿矿石与无烟煤的混合物。C/O的条件都在本发明的范围内。原料4是以炼铁厂的含有氧化铁的粉尘和粉焦作为原料。其锌和铅的含有率分别为2.1质量％和0.7质量％。原料5以含有氧化铁的粉尘和粉焦作为原料，是粒径小的原料。原料6以含有氧化铁的粉尘和粉焦作为原料，是氧化钙等相对较多的原料。
表1
Figure GPA00001037981900181
将用RHF还原以上原料而得出的结果示于表2中。RHF1、RHF3、RHF4、RHF5表示按本发明的良好条件进行处理得出的结果的平均值。在这些水准中，金属化率、气孔率、抗压强度都包含在本发明中的高炉及立式炉的最佳使用条件中。平均的换算直径为11～16毫米，换算直径为5～20毫米的比率在83～96％的范围。再有，在RHF5的水准中，原料中的锌和铅的一部分被除去，它们的含有率分别为0.18质量％和0.07质量％。在RHF6的水准中，原料5的粒径小，因此气孔率比较高，为40％，但抗压强度非常好，为15.3MPa。
另一方面，在RHF2的水准中，是成型体在1200℃以上部分的滞留时间比to长的作业的例子。在该水准中，虽然使用了粒径大的成型体，但烧成良好，抗压强度非常好，为19.6MPa。但是，由于成型体在1200℃以上部分的滞留时间过长，因此气孔率为22％。将其供给高炉在强度上是可能的，只要是每吨铁液为几十kg的少量就无问题，但由于气孔率低，在大量使用时，有时高炉的还原性出现问题。
在RHF7的水准中，由于原料的氧化钙比率较高，因此{(CaO)-(MgO)}/(T.Fe)为0.12，此外{(CaO)-(MgO)}/(SiO2)为2.7，结果抗压强度降低到5.9MPa。在RHF8的水准中，气孔率良好，但加热速度高，因此抗压强度降低到5.1MPa。在RHF9中，由于还原带的CO/CO2比在1以上，因此气孔率在50％以上，抗压强度降低到3.6MPa，不是能够在高炉等立式炉中使用的强度。
表2
将在高炉中使用了表2所记载的还原铁丸的结果示于表3中。水准的高炉1是不使用还原铁丸的条件(比较条件)的作业结果。从水准的高炉1至高炉4，是使用遵守本发明的条件的原料的结果。无论哪一项结果，单位金属铁的还原剂降低率都在0.43～0.45kg/kg，为良好的值。生铁生产量的增加也良好，单位金属铁为7.7～9.1t-hm/d/kg。即使是还原铁丸装入比率高的高炉4的条件，由于从高炉炉中心到2/3的部分的装入比率为75％的高比率，因此还原剂降低比率、炼铁生产量的效果都良好。另一方面，在比较例的使用气孔率低的还原铁丸的高炉5的水准中，单位金属铁的还原剂削减率、生铁生产量增加率都在其它水准以下。此外，还发现炉渣中的FeO增加。这样，对于气孔率低的还原铁丸，不能得到良好的作业结果。
表3
Figure GPA00001037981900192
将在立式炉中使用了表2所记载的还原铁丸的结果示于表4中。立式炉1是不使用还原铁丸的条件(比较条件)的作业结果。从立式炉1至立式炉4的水准，是使用遵守本发明的条件的原料的结果。在它们的作业中，顺利地进行还原、熔解，生产率良好。作为确认还原铁丸的还原顺利进行的指标，比较了炉渣中的FeO比率。在水准的立式炉2至立式炉4中，FeO都降低到2％以下。其主要原因是还原铁丸在立式炉的炉身处充分还原。此外，在立式炉5的水准中，使用了合计含有0.25质量％的锌和铅的还原铁丸，但由于炉顶温度高达565℃，因此没有作业上的问题。另一方面，在比较例的立式炉6的水准中，生产率稍微恶化、且炉渣中的FeO增加到5.9质量％。这暗示没有充分进行还原铁丸的还原。
表4
Figure GPA00001037981900201
本发明能够应用于在以铁矿石为原料、组合旋转炉底式还原炉与炼铁高炉或立式熔化炉而生产生铁的作业中。此外，还能够应用于在通过对产自炼铁厂或钢铁加工厂等的含有氧化铁的粉尘或氧化铁皮(scale)等进行还原来制造生铁的作业中应用。

Claims (14)

1.一种还原铁丸的制造方法，其特征在于：
在用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理来进行还原时，通过将还原带内的一氧化碳与二氧化碳的比值设定为0.3～1、且在1400℃以下的温度下对由所述氧化铁的平均粒径为50微米以下的原料制造而成的成型体进行还原处理，从而制造铁的金属化率为50～85％、且碳残留率为2％以下的还原铁丸。
2.根据权利要求1所述的还原铁丸的制造方法，其中，
将所述成型体在所述旋转炉底式还原炉内的1200℃以上的温度下的滞留时间设定为8分钟以上且以to＝69.5-0.035T表示的时间以下，
其中，to的单位为分钟；T为1200℃以上的所述旋转炉底式还原炉内的平均气体温度，单位为℃。
3.根据权利要求1所述的还原铁丸的制造方法，其中，
将从100℃加热到1000℃时的所述成型体的中心部的平均加热速度设定为每分钟400℃以下。
4.根据权利要求1所述的还原铁丸的制造方法，其中，
将所述成型体中的氧化钙与氧化硅的质量比设定为2.2以下。
5.根据权利要求4所述的还原铁丸的制造方法，其中，
原料中的氟和氯的含有率为(F质量％)+0.4(Cl质量％)＜0.25％。
6.根据权利要求1所述的还原铁丸的制造方法，其中，
将所述成型体中的氧化镁、氧化钙、氧化硅及氧化铁中的总铁的含有率设定为{(CaO质量％)-(MgO质量％)}/(T.Fe质量％)＜0.1、且{(CaO质量％)-(MgO质量％)}/(SiO2质量％)＜2.0。
7.一种生铁的制造方法，其特征在于：
将通过用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理而制造的下述还原铁丸在换算直径为5～20mm的还原铁丸相对于所述还原铁丸的总量的比率为80％以上的条件下，与矿石及烧结矿一同装入炼铁高炉中，进行还原熔解，
其中，所述还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，并且平均35微米以下的金属铁粒子相结合而在所述氧化铁与其它氧化物的混合物之间形成有金属铁网络，而且所述还原铁丸的气孔率为20～50％；而且，所述还原铁丸是通过将还原带内的一氧化碳与二氧化碳的比值设定为0.3～1、且在1400℃以下的温度下对由所述氧化铁的平均粒径为50微米以下的原料制造而成的成型体进行还原处理后得到的。
8.根据权利要求7所述的生铁的制造方法，其中，
相对于要制造的生铁量，以250kg/吨以下的比率，将所述还原铁丸装入炼铁高炉中。
9.根据权利要求7所述的生铁的制造方法，其中，
将所述还原铁丸在所述炼铁高炉的直径方向从中心装入到2/3以内的位置，以使所述炼铁高炉内的所述还原铁丸的比率达到65％以上。
10.一种生铁的制造方法，其特征在于：
在通过用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理来进行还原时，将用权利要求1所述的方法制造的还原铁丸在5～20mm的还原铁丸的比率为80％以上的条件下，与矿石及烧结矿一同装入炼铁高炉中，进行还原熔解，
其中，所述用权利要求1所述的方法制造的还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，气孔率为20～50％。
11.一种生铁的制造方法，其特征在于：
将通过用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理而制造的下述还原铁丸在5～20mm的还原铁丸的比率为80％以上的条件下，装入到块状铁及块焦的炉内空间填充率为80％以下的立式炉中进行还原熔解，
其中，所述还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，并且平均35微米以下的金属铁粒子相结合而在所述氧化铁与其它氧化物的混合体之间形成有金属铁网络，而且所述还原铁丸的气孔率为20～50％，而且，所述还原铁丸是通过将还原带内的一氧化碳与二氧化碳的比值设定为0.3～1、且在1400℃以下的温度下对由所述氧化铁的平均粒径为50微米以下的原料制造而成的成型体进行还原处理后得到的。
12.根据权利要求11所述的生铁的制造方法，其中，
将所述还原铁丸在所述立式炉的直径方向从中心装入到2/3以内的位置，以使所述炼铁高炉内的所述还原铁丸的比率达到70％以上。
13.根据权利要求11所述的生铁的制造方法，其中，
将通过用旋转炉底式还原炉对含有锌及铅中的至少一方、氧化铁和碳的粉体的成型体进行加热处理而制造的、锌及铅的合计含有率为0.05％以上的还原铁丸，装入到炉上部气体温度为500℃以上的状态的所述立式炉中，进行还原熔解。
14.一种生铁的制造方法，其特征在于：
在通过用旋转炉底式还原炉对含有氧化铁及碳的粉体的成型体施以加热处理来进行还原时，将用权利要求1所述的方法制造的还原铁丸在5～20mm的还原铁丸的比率为80％以上的条件下，装入块状铁及块焦的炉内空间填充率为80％以下的立式炉中，进行还原熔解，
其中，所述用权利要求1所述的方法制造的还原铁丸的总铁含有率为55质量％以上，铁的金属化率为50～85％，在所述氧化铁和其它氧化物的混合体之间形成有金属铁网络，而且所述还原铁丸的气孔率为20～50％。
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