CN103131850A - 部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制燃烧用炭材料的用量、同时降低CO₂的排出的部分还原铁的制造装置。在将原料颗粒3填充到无接头炉排上进行加热还原的还原炉中，具备：形成规定高度的点火用炭材料层2的供给装置10、对点火用炭材料层进行点火的点火装置20、和向利用点火用炭材料层的燃烧热而加热的原料颗粒的填充层供给将从原料颗粒的填充层4排出的排放气体91的一部分循环并与空气混合而得的含氧气的气体的排放气体循环装置50，在无接头炉排移动方向上游侧，向点火后的点火用炭材料层供给氧气浓度高的气体而形成点火用炭材料层的燃烧域，在相对于点火用炭材料层的燃烧域而言的无接头炉排移动方向下游侧，向原料颗粒的填充层供给氧气浓度低的气体而形成原料颗粒的加热域，由此将原料颗粒的填充层加热还原来制造部分还原铁5。

Description

部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置

技术领域

本发明涉及将含有氧化铁的结块体(agglomerate)还原来制造部分还原铁的部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置。 

背景技术

作为将不装填外装燃烧用炭材料的内装炭材料颗粒填充到移动炉排上进行加热还原来制造部分还原铁的现有技术，例如公开了下述的专利文献1。 

然而，该专利文献1中记载的技术中，存在如下所述的问题，无法得到高还原率的部分还原铁。 

(1)由于在将内装炭材料颗粒干燥后用气焊炬点火并向其中通入空气使上述内装炭材料颗粒燃烧而进行加热，所以在内装炭材料颗粒的填充层中在空气流入侧总是持续燃烧而不进行还原，此外即使发生还原也通过空气进行再氧化，所以还原率完全没有上升。由于高温状态持续，所以过量地产生熔渣，有可能变得难以操作。 

(2)出离炭化域的颗粒被氧气浓度5％以下的高温不活泼气体加热而进行利用残留的碳质材料的金属化，但残留碳少且金属化率低。此外，填充层上部由于在填充层下部达到高温之前暴露于由高温的碳质材料产生的二氧化碳、水蒸汽之类的强氧化性气体中，所以导致进行再氧化。 

(3)需要大量热量的金属化域的高温气体是使炭化域中产生的煤中的可燃挥发成分的一部分、通过还原反应产生的CO气体发生燃烧而产生的，但由于相对于排放气体整体的量而言可燃成分少，所以还另外需要辅助燃料。 

鉴于上述的问题，作为对将还原用炭材料、粉铁矿石、造渣剂混合造粒而得的颗粒进一步以涂敷的方式装入燃烧用炭材料、并对燃烧用炭材料 进行点火后通过空气的下方抽吸进行烧成来制造部分还原铁的现有技术，例如公开了下述的专利文献2、专利文献3等。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特公昭45-39331号公报 

专利文献2：日本特公平8-9739号公报 

专利文献3：日本特开2005-97645号公报 

发明内容

发明所要解决的问题 

然而，上述的专利文献2、3中记载的以往的部分还原铁的制造方法中存在如下所述的问题。首先，由于所装入的燃烧用炭材料优先燃烧，所以由加热的颗粒产生的一氧化碳、煤中的可燃挥发成分基本没有燃烧而从填充层排出，无法被有效利用，所以存在单位产值能耗变多、CO₂的排出量增加之类的问题。此外，由于燃烧用炭材料继续燃烧直至碳成分消失，所以颗粒的冷却速度变慢，被还原的颗粒中的金属铁以高温状态与空气接触的时间延长，所以存在进行再氧化、金属化率变低之类的问题。 

根据以上情况，本发明是为了解决上述的课题而进行的，目的在于提供能抑制燃烧用炭材料的用量、同时降低二氧化碳的排出量的部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置。 

用于解决问题的方案 

解决上述的课题的本发明所述的部分还原铁的制造方法，其特征在于， 

在无接头炉排上以规定的高度层叠点火用炭材料， 

对上述点火用炭材料进行点火后，在点火后的上述点火用炭材料上填充将含氧化铁的原料及还原用炭材料混合造粒而得的原料颗粒， 

利用点火后的上述点火用炭材料的燃烧热而由上述原料颗粒的上述还原用炭材料产生可燃挥发成分而进行燃烧， 

利用上述可燃挥发成分的燃烧热，上述原料颗粒的温度进一步上升， 并进行还原反应而产生一氧化碳气体，另一方面，对邻接的上述原料颗粒进行加热而由该原料颗粒的上述还原用炭材料产生可燃挥发成分， 

向温度进一步上升的上述原料颗粒供给将上述可燃挥发成分的剩余部分及上述一氧化碳气体循环并与空气混合而得的含氧气的气体，使该原料颗粒周围的一氧化碳气体的浓度提高至上述一氧化碳气体的燃烧域，该一氧化碳气体发生燃烧而形成燃烧带， 

在从上述原料颗粒供给到上述点火用炭材料上到从上述点火用炭材料排出为止的期间，上述燃烧带沿上述原料颗粒的填充层的层高方向依次前行，将上述原料颗粒的填充层加热还原来制造部分还原铁。 

解决上述的课题的本发明所述的部分还原铁的制造方法是上述发明所述的部分还原铁的制造方法，其特征在于，上述点火用炭材料的层叠高度高于3mm且低于10mm。 

解决上述的课题的本发明所述的部分还原铁的制造方法，其特征在于， 

将通过上述发明所述的部分还原铁的制造方法制造的部分还原铁在热状态下与还原用炭材料一起填充到埋弧炉(submerged arc furnace)中进行最终还原和熔化。 

解决上述的课题的本发明所述的部分还原铁的制造装置，其特征在于， 

其是将含氧化铁的原料及还原用炭材料混合造粒而得的原料颗粒填充到无接头炉排(endless grate)上进行加热还原的部分还原炉，其具备：形成规定的高度的点火用炭材料层的点火用炭材料供给单元；对上述点火用炭材料层进行点火的点火单元；和向利用点火后的上述点火用炭材料层的燃烧热而加热的上述原料颗粒的填充层供给将由上述原料颗粒的填充层排出的排放气体的一部分循环并与空气混合而得的含氧气的气体的排放气体循环单元， 

在上述无接头炉排的移动方向上游侧，向利用上述点火单元点火的上述点火用炭材料层供给氧气浓度高的上述含氧气的气体而形成上述点火用炭材料层的燃烧域，在相对于上述点火用炭材料层的上述燃烧域而言的上述无接头炉排的移动方向下游侧，向上述原料颗粒的填充层供给氧浓度 低的上述含氧气的气体而形成上述原料颗粒的加热域，由此将上述原料颗粒的填充层加热还原来制造部分还原铁。 

解决上述的课题的本发明所述的部分还原铁的制造装置是上述发明所述的部分还原铁的制造装置，其特征在于，其进一步具备： 

设置在上述无接头炉排上方并在与该无接头炉排之间形成气密空间的罩盖(hood)；以及 

设置在上述无接头炉排下方并在与该无接头炉排之间形成气密空间的多个风箱， 

上述点火用炭材料供给单元配置在相对于原料颗粒供给装置而言的上述无接头炉排的移动方向上游侧。 

解决上述的课题的本发明所述的部分还原铁的制造装置是上述发明所述的部分还原铁的制造装置，其特征在于，其具备： 

设置在上述罩盖内、由上述罩盖和上述无接头炉排包围并将该无接头炉排长度方向中央部的空间进行划分的隔板； 

将上述无接头炉排长度方向中央部的空间的排放气体排出并向上述风箱供给上述排放气体的排放气体循环单元； 

连接于上述排放气体循环单元并用于供给空气的空气供给单元；以及 

设置于上述空气供给单元并用于调节上述空气的流量的流量调节单元。 

发明效果 

根据本发明，利用点火用炭材料的燃烧热对原料颗粒的填充层进行加热，由原料颗粒内的还原用炭材料产生可燃挥发成分而进行燃烧，利用可燃挥发成分的燃烧，原料颗粒的温度进一步上升，并进行还原反应而产生一氧化碳气体，另一方面，对邻接的原料颗粒进行加热，由该原料颗粒的还原用炭材料产生可燃挥发成分。向温度进一步上升的上述原料颗粒供给将可燃挥发成分的剩余部分及一氧化碳气体循环并与空气混合而得的含氧气的气体，由此在该原料颗粒周围使一氧化碳气体的浓度提高至该一氧化碳气体的燃烧域，该一氧化碳气体发生燃烧并高温化，形成还原铁的还原所需的温度的燃烧带。在从上述原料颗粒供给到上述点火用炭材料上到从上述点火用炭材料排出为止的期间，上述燃烧带沿上述原料颗粒的填充 层的层高方向依次前行，能够将上述原料颗粒的填充层加热还原而制造部分还原铁。因此，无需对原料颗粒涂敷作为热源的炭材料。其结果是，能够降低部分还原铁制造工艺(装置)整体中使用的煤量。由此，消耗炭材料减少，能够降低二氧化碳的排出量。进而，在还原结束时，使由还原所致的一氧化碳气体的产生停止，气氛中的一氧化碳气体的浓度急剧地降低，在低于一氧化碳的燃烧域时，一氧化碳气体的燃烧立即停止。由此，原料颗粒被冷却，所以以高温状态与氧气接触的时间短，再氧化得到抑制，能够制造金属化率高的部分还原铁。 

附图说明

图1是表示本发明所述的部分还原铁的制造装置的一个实施方式的简略图。 

图2是本发明所述的部分还原铁的制造装置的一个实施方式的说明图，图2(a)中示出其所具备的还原炉的截面，图2(b)中示出还原炉中的氧气浓度与原料颗粒的填充层的层高方向的关系。 

图3是表示本发明所述的部分还原铁的制造装置的一个实施方式所具备的还原炉内以200mm的高度填充原料颗粒并以向上通风进行加热时的自填充层下表面起在层高方向上的温度变化的一个例子的图表。 

具体实施方式

以下，对用于实施本发明所述的部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置的方式进行说明。 

对于本发明所述的部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置的一个实施方式，参照图1～图3进行说明。另外，图1中，箭头A表示炉排的前行方向。 

本实施方式所述的还原铁制造装置如图1、图2(a)、图2(b)所示那样具备上方抽吸型的炉排还原炉100。炉排还原炉100具备点火用煤供给装置10、燃烧装置20、还原炉(部分还原炉)30，它们从炉排(无接头炉排)101的前行方向上游侧起沿记载顺序配置。 

点火用煤供给装置10是向炉排101上供给点火炭(点火用炭材料)1，并以规定的高度层叠上述点火炭1的装置。作为上述点火炭1，是能够对填充到层叠有该点火炭1的点火炭层2上的后述的原料颗粒3进行加热而由该原料颗粒3的还原用炭材料产生可燃挥发成分的物质，例如可列举出固态的煤(焦炭)等。作为点火炭1的层叠高度，是能够对填充到点火炭层2上的后述的原料颗粒3进行点火的高度，例如为高于3mm且低于10mm的范围，优选为5mm以上且7mm以下的范围。点火炭层2的层叠高度为3mm以下时由点火后的点火炭1的燃烧产生的热量小，由于热量不足而无法由原料颗粒3的还原用炭材料产生可燃挥发成分，点火炭层2的层叠高度为10mm以上时点火炭层2始终持续燃烧，该燃烧中消耗氧气，所以向点火炭层2上方的原料颗粒3供给的氧气不充足，且由于点火炭层2的燃烧使得原料颗粒3的高温状态延长，具体原因是后述的一氧化碳气体燃烧后的原料颗粒3的冷却变慢而容易发生再氧化。 

燃烧装置20具备对供给到炉排101上的点火炭层2(点火炭1)进行点火的燃烧用燃烧器21。即，燃烧装置20成为点火单元。燃烧装置20进一步具备燃烧气体排气管22。燃烧气体排气管22上设置有阀24。燃烧气体排气管22连接在集合排气管26上，集合排气管26的后端部侧与集尘器27连接。因而，用燃烧用燃烧器21对点火炭层2进行加热时产生的燃烧气体经由燃烧气体排气管22、集合排气管26、集尘器27排放到体系外。 

还原炉30是将原料颗粒3还原而生成结块状的部分还原铁5的装置，整体上呈圆环状。还原炉30从炉排101的前行方向上游侧起依次具备原料颗粒供给装置31、还原炉本体32、部分还原铁排出装置39。原料颗粒供给装置(加料漏斗)31是向点火炭层2上供给原料颗粒3的装置。利用该装置31，向点火炭层2上供给原料颗粒3，同时填充原料颗粒3而得的原料颗粒的填充层4被调节为规定的高度。即，原料颗粒供给装置31成为点火用炭材料供给单元。上述原料颗粒3是最终制造的部分还原铁的原料，是将含氧化铁的原料、还原用炭材料、石灰系造渣剂混合造粒并被覆有抗氧化剂的颗粒，例如含有相对于总量为20％左右的煤，煤中的可燃挥发成分为30％以上。 

上述的还原炉本体32进一步具备设置在炉排101的下方并作为固定结 构物的风箱33、介由炉排101设置在风箱33的上方并作为固定结构物的圆环状的罩盖34、以圆环状架设在风箱33的两侧的轨道35、35。 

上述的风箱33从原料颗粒供给装置31侧起沿炉排101的前行方向由第一风箱33a、第二风箱33b、第三风箱33c、第四风箱33d、第五风箱33e构成。 

上述的罩盖34的顶板34a上设置有2个隔板38a、38b，在炉排101的前行方向A上划分成3个区域71a、71b、71c。第一隔板38a配置在划分第一风箱33a的上方的空间(后述的点火用炭材料燃烧区域71a)和第二风箱33b的上方的空间(后述的原料颗粒加热区域71b)的位置。第二隔板38b配置在划分第四风箱33d的上方的空间(后述的原料颗粒加热区域71b)和第五风箱33e的上方的空间(后述的原料颗粒冷却区域71c)的位置。点火用炭材料燃烧区域71a、原料颗粒加热区域71b、原料颗粒冷却区域71c中分别设置有温度传感器72a、72b、72c。 

炉排101为多孔性，点火炭1和原料颗粒3无法通过，但气体能够沿上下方向流通。炉排101被分割成多个单元，通过将这些单元沿圆周方向排列而构成圆环状的炉排101。所分割的一个一个的单元按照能够向设置在炉排101的两侧的圆环状的支撑部36、36倾斜的方式进行安装。该支撑部36、36上设置有在轨道35、35上移动的滚柱37、37。通过使滚柱37、37在轨道35、35上移动，从而炉排101能够在风箱33与罩盖34之间水平循环。 

在炉排101的支撑部36、36的上部，遍布其整个周围以环状设置有装满水的水封池41、41。在罩盖34的两侧下部，遍布其整个周围以环状设置有向下方延伸的密封壁42、42，密封壁42、42的前端部没入水封池41、41的液体中。由此，炉排101的支撑部36、36与罩盖34的两侧下部被气密密封。即，水封池41和密封壁42成为炉排上方侧水封装置。 

另一方面，在风箱33的两侧上部，遍布其整个周围以环状设置有装满水的水封池43、43。在炉排101的支撑部36、36的下部，遍布其整个周围以环状设置有向下方延伸的密封壁44、44，密封壁44、44的前端部没入水封池43、43的液体中。由此，炉排101的支撑部36、36与风箱33的两侧上部被气密密封。即，水封池43和密封壁44成为炉排下方侧水封装置。 

与构成点火用炭材料燃烧区域71a的罩盖34连通地设置有点火用炭材 料燃烧区域气体排气管81，与构成原料颗粒冷却区域71c的罩盖34连通地设置有原料颗粒冷却区域气体排气管82。点火用炭材料燃烧区域气体排气管81与上述的集合排气管26连通。点火用炭材料燃烧区域气体排气管81上设置有流量调节阀83，能够调节点火用炭材料燃烧区域内气体的排出量。原料颗粒冷却区域气体排气管82也与上述的集合排气管26连通。原料颗粒冷却区域气体排气管82上设置有流量调节阀84，能够调节原料颗粒冷却区域内气体的排出量。 

上述的还原炉30进一步具备通过从由炉排101和罩盖34包围的原料颗粒加热区域71b内排出排放气体91并将其向风箱33a～33e供给来使上述排放气体91循环的排放气体循环装置(排放气体循环单元)50。排放气体循环装置50具备原料颗粒加热区域气体送出管51、除尘机52、除尘气体送出管53、气体冷却器54、流量调节阀55、泵56、循环气体送出管58、和第一～第五分支循环气体送出管59a～59e。 

原料颗粒加热区域气体送出管51的一个端部与构成原料颗粒加热区域71b的罩盖34连通，另一端部与除尘机52连接。由此，原料颗粒加热区域71b内的排放气体91通过原料颗粒加热区域气体送出管51送出到除尘机52，用除尘机52除去排放气体91内的粉尘等固体成分。除尘气体送出管53的一个端部与除尘机52连接，另一端部与泵56连接。除尘气体送出管53上从除尘机52侧起按记载顺序设置有气体冷却器54及流量调节阀55。因而，经除尘的排放气体(除尘气体)92用气体冷却器54调节至规定的温度，用流量调节阀55调节其流量并通过泵56进行送给。在除尘气体送出管53中的气体冷却器54与流量调节阀55之间，设置有测量除尘气体92内的氧气浓度的O₂传感器57。循环气体送出管58的一个端部连接在泵56上，另一侧分支而形成第一～第五分支循环气体送出管59a～59e，第一～第五分支循环气体送出管59a～59e分别与第一～第五风箱33a～33e连通。第一～第五分支循环气体送出管59a～59e上分别设置有流量调节阀V1～V5。 

上述的还原炉本体32进一步具备连接在上述的排放气体循环装置50的第一～第五分支循环气体送出管59a～59e上并形成向该第一～第五分支循环气体送出管59a～59e供给空气的空气供给单元的空气供给装置60。空气供给装置60具备空气供给源61、一个端部连接在空气供给源61上的空 气送给管62、连接空气送给管62的另一端部的泵64、一个端部连接在泵64上而另一侧分支而形成第一～第五分支空气送出管66a～66e并分别与第一～第五分支循环气体送出管59a～59e连通的空气送出管65。第一～第五分支空气送出管66a～66e上分别设置有形成调节空气流量的流量调节单元的流量调节阀V11～V15。 

因而，根据利用O₂传感器57测量的氧气浓度、利用温度传感器72a～72c测量的温度，分别调节流量调节阀V1～V5及流量调节阀V11～V15的开度，由此可以向各风箱33a～33e内分别供给调节为所期望的浓度的含有氧气及一氧化碳的气体(含氧气的气体)94a～94e。即，在点火用炭材料燃烧区域71a、原料颗粒加热区域71b、原料颗粒冷却区域71c中，可以将氧气调节为所期望的浓度。 

部分还原铁排出装置39是将经由上述的区域71a～71c制造的部分还原铁5从炉排101上排出的装置。 

这里，对通过上述的构成的部分还原铁的制造装置来制造部分还原铁的步骤进行说明。 

首先，将点火炭1通过点火炭供给装置10供给到炉排101上。此时，点火炭层2例如被调节为5mm～7mm范围的高度。接着，炉排101前行，利用燃烧器21将点火炭层2以约800℃进行点火。接着，炉排101前行，原料颗粒3从原料颗粒供给装置31供给到点火炭层2上。由原料颗粒3构成的原料颗粒的填充层4例如被调节为200mm左右的高度。接着，炉排101前行，在罩盖34内，通入循环气体与空气的混合气体。第一风箱33a中，通入氧气的浓度调节为15％的混合气体94a，由此，在点火用炭材料燃烧区域71a中，点火的点火炭层2发生燃烧，利用该燃烧热对点火炭层2上的原料颗粒的填充层4进行加热，上述原料颗粒的填充层4中的点火炭层2侧被加热。另外，在点火用炭材料燃烧区域71a中，气氛温度被调节为1100℃左右。 

炉排101进一步前行，在第二～第四风箱33b～33d中，通入氧气浓度调节为11％的混合气体94b～94d。由此，在第二～第四风箱33b～33d上方的原料颗粒加热区域71b中，利用点火炭层2而加热的原料颗粒的填充层4中，由原料颗粒3的还原用炭材料产生可燃挥发成分，其约75％～90％发生燃烧，利用可燃挥发成分的燃烧，原料颗粒3的温度进一步上升，并进 行还原反应而产生一氧化碳气体，部分地发生燃烧。其结果是，在罩盖34内的炉排前行方向中央部分中，产生例如8％左右的高浓度的一氧化碳。另一方面，对邻接的原料颗粒3进行加热并由该原料颗粒3的还原用炭材料产生可燃挥发成分。向温度进一步上升的上述原料颗粒3供给将可燃挥发成分的剩余部分及一氧化碳气体循环并与空气混合而得的混合气体94b～94d(含氧气的气体)。由此，如图2(b)所示那样，混合气体94b～94d中的一氧化碳气体与通过还原而产生的一氧化碳气体合并，结果是在原料颗粒3周围一氧化碳气体的浓度提高至该一氧化碳气体的燃烧域(12％以上)，一氧化碳气体整体的50％～60％左右发生燃烧并高温化而形成部分还原铁的还原所需温度的燃烧带。即，原料颗粒3的内装还原用炭材料的炭发生气化，产生一氧化碳，与含氧化铁的原料的氧结合而不断进行还原。无助于燃烧的一氧化碳、可燃挥发成分的剩余部分等原料颗粒加热区域71b内的气体91在原料颗粒加热区域气体送出管51中流通，用除尘机52除去粉状物等固体物质，利用气体冷却器54冷却至规定的温度，经由泵56及第一～第五分支循环气体送出管59a～59e送给到各风箱33a～33e中。另外，在原料颗粒加热区域71b中，气氛温度被调节为1300℃左右。 

这里，对于在上述的构成的部分还原铁的制造装置中，在还原炉内以200mm的高度填充原料颗粒并从下方的风箱将循环气体与空气的混合气体以向上通风进行加热时的从原料颗粒的填充层下表面起在层高方向上的温度变化的一个例子，参照图3进行说明。图3中，实线表示距离填充层下表面50mm的位置的温度历程，虚线表示距离填充层下表面100mm的位置的温度历程，1点划线表示距离填充层下表面150mm的位置的温度历程。另外，将第一风箱的氧气浓度调节为15％，将第二～第五风箱的氧气浓度调节为11％。 

如图3所示那样，确认在距离原料颗粒的填充层下表面50mm、100mm、150mm的任一位置、即遍布原料颗粒的填充层的全层高度均得到达到原料颗粒的还原所需的1200℃以上并防止过度熔化的1400℃以下的温度。 

由于距离原料颗粒的填充层下表面50mm、100mm、150mm的温度随着时间的推移依次达到峰值，所以确认燃烧带沿原料颗粒的填充层的层高 方向移动。确认气体燃烧后的原料颗粒从峰值温度以数分钟骤冷至不易引起再氧化的500℃以下。 

因而，在上述的原料颗粒加热区域71b中，炉排101从第二风箱33b上方至第四风箱33d上方为止，从原料颗粒的填充层4中的下表面侧向着其上层依次进行原料颗粒3的加热、可燃挥发成分的生成及燃烧、一氧化碳气体的生成、一氧化碳气体及利用可燃挥发成分的剩余部分的循环而得的该一氧化碳气体的燃烧、氧化铁的还原反应。 

接着，炉排101前行，第五风箱33e中，通入氧气浓度调节为5％以下的混合气体94e。由此，在第五风箱33e上方的原料颗粒冷却区域71c中，进行至规定的还原率的原料颗粒的填充层4被冷却至100℃～800℃左右，成为所期望的部分还原铁。在炉排101进一步前行时，从部分还原铁排出装置39排出部分还原铁5。 

通过将利用上述的步骤制造的部分还原铁在热状态下与还原用炭材料一起填充到埋弧炉中进行最终还原和熔化，能够廉价地制造纯度优异的加工性良好的钢材。 

因此，根据本实施例所述的部分还原铁的制造装置，通过将以往排出到排放气体中直接进行大气释放、或者在体系外边使用其它辅助燃料边使其燃烧，在锅炉中废热回收的通过还原而产生的一氧化碳气体循环到原料颗粒的填充层中，与通过还原而产生的一氧化碳气体合并，从而提高其浓度而进行燃烧，由此提高燃烧率，在原料颗粒的填充层内作为热源直接地进行有效利用，从而能够不需要以往在原料颗粒中外装的燃烧用炭材料。其结果是，消耗炭材料减少，能够降低二氧化碳的排出量。进而，由于利用对原料颗粒进行加热而产生的气体的燃烧对该原料颗粒进行加热，所以气体的产生量少，若在原料颗粒的填充层的燃烧带中一氧化碳气体的浓度变得低于一氧化碳的燃烧域，则一氧化碳气体的燃烧立即停止，原料颗粒3被冷却，所以以高温状态与氧气接触的时间短，再氧化降低，能够制造金属化率高的部分还原铁。 

上述的层叠高度的点火炭层2的煤量相对于包含原料颗粒的整体为约2％左右。与此相对，在外装燃烧用煤粉的以往的原料颗粒的情况下，燃烧用煤粉的煤量相对于整体为约5％左右。这样，通过使用不外装点火炭 的原料颗粒，从而与以往的还原铁的制造方法相比能够降低煤的用量。 

通过具备设置在罩盖34内且由罩盖34和炉排101包围且将炉排长度方向中央部的空间(区域71b)进行划分的隔板38a、38b、将区域71b的排放气体排出并将上述排放气体供给到与区域71b相对配置的风箱33b～33d的排放气体循环装置50、连接在排放气体循环装置50上并用于供给空气的空气供给装置60、和设置在空气供给装置60中并用于调节空气流量的流量调节阀V12～V14，从而能够有效利用在区域71b内产生的浓度比较高的一氧化碳气体，并且能够抑制二氧化碳的排出。 

另外，以上使用具备形成向上通风的炉排还原炉100的部分还原铁的制造装置进行了说明，但也可以是从炉排的移动方向上游侧起依次配置原料颗粒供给装置、点火用炭材料供给装置、点火装置且具备形成向下通风的炉排还原炉的还原铁制造装置。 

以上对于具备将从还原炉本体32中的炉排前行方向大致中央部排出的排放气体循环至风箱中的炉排还原炉100的还原铁制造装置进行了说明，但根据原料的形状也可以是具备将从炉排前行方向最下游侧排出的排放气体经由气体冷却器循环至风箱中的炉排还原炉的还原铁制造装置。 

产业上的可利用性 

根据本发明所述的部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置，能够抑制燃烧用炭材料的用量，同时降低二氧化碳的排出量，所以在制铁产业等中能够有益地利用。 

符号说明 

1     点火炭 

2     点火炭层 

3     原料颗粒 

4     原料颗粒的填充层 

5     部分还原铁 

10    点火用煤供给装置 

20    燃烧装置 

21    燃烧用燃烧器 

22    排气管 

30    还原炉 

31    原料颗粒供给装置(加料漏斗) 

32    还原炉本体 

33a～33e风箱 

34    罩盖 

35    轨道 

36    支撑部 

37    滚柱 

38a、38b隔板 

41、43水封池 

42、44密封壁 

51    原料颗粒加热区域气体送出管 

52    除尘机 

53    除尘气体送出管 

54    气体冷却器 

55    流量调节阀 

56    泵 

57    O₂传感器 

58    循环气体送出管 

59a～59e第一～第五分支循环气体送出管 

60    空气供给装置 

61    空气供给源 

62    空气送给管 

63    流量调节阀 

64    泵 

65    空气送出管 

66a～66e第一～第五分支空气送出管 

71a   点火用炭材料燃烧区域 

71b   原料颗粒加热区域 

71c    原料颗粒冷却区域 

81     点火用炭材料燃烧区域气体排气管 

82     原料颗粒冷却区域气体排气管 

83、84 流量调节阀 

100    炉排还原炉 

101    无接头炉排。 

Claims (6)

1.一种部分还原铁的制造方法，其特征在于，在无接头炉排上以规定的高度层叠点火用炭材料，

将所述点火用炭材料点火后，在点火后的所述点火用炭材料上填充将含氧化铁的原料及还原用炭材料混合造粒而得的原料颗粒，

利用点火后的所述点火用炭材料的燃烧热而由所述原料颗粒的所述还原用炭材料产生可燃挥发成分进行燃烧，

利用所述可燃挥发成分的燃烧热，所述原料颗粒的温度进一步上升，并进行还原反应而产生一氧化碳气体，另一方面，对邻接的所述原料颗粒进行加热而由该原料颗粒的所述还原用炭材料产生可燃挥发成分，

向温度进一步上升的所述原料颗粒供给将所述可燃挥发成分的剩余部分及所述一氧化碳气体循环并与空气混合而得的含氧气的气体，由此使该原料颗粒周围的一氧化碳气体的浓度提高至所述一氧化碳气体的燃烧域，该一氧化碳气体发生燃烧而形成燃烧带，

在从所述原料颗粒供给到所述点火用炭材料上到从所述点火用炭材料排出为止的期间，所述燃烧带沿所述原料颗粒的填充层的层高方向依次前行，将所述原料颗粒的填充层加热还原而制造部分还原铁。

2.根据权利要求1所述的部分还原铁的制造方法，其特征在于，

所述点火用炭材料的层叠高度高于3mm且低于10mm。

3.一种部分还原铁的制造方法，其特征在于，将通过权利要求1或权利要求2所述的部分还原铁的制造方法制造的部分还原铁在热状态下与还原用炭材料一起填充到埋弧炉中进行最终还原和熔化。

4.一种部分还原铁的制造装置，其特征在于，其是将含氧化铁的原料及还原用炭材料混合造粒而得的原料颗粒填充到无接头炉排上进行加热还原的部分还原炉，其具备：形成规定高度的点火用炭材料层的点火用炭材料供给单元；对所述点火用炭材料层进行点火的点火单元；和向利用点火后的所述点火用炭材料层的燃烧热而加热的所述原料颗粒的填充层供给将从所述原料颗粒的填充层排出的排放气体的一部分循环并与空气混合而得的含氧气的气体的排放气体循环单元，

在所述无接头炉排的移动方向上游侧，向利用所述点火单元点火的所述点火用炭材料层供给氧气浓度高的所述含氧气的气体而形成所述点火用炭材料层的燃烧域，在相对于所述点火用炭材料层的所述燃烧域而言的所述无接头炉排的移动方向下游侧，向所述原料颗粒的填充层供给氧气浓度低的所述含氧气的气体而形成所述原料颗粒的加热域，由此将所述原料颗粒的填充层加热还原而制造部分还原铁。

5.根据权利要求4所述的部分还原铁的制造装置，其特征在于，进一步具备：

设置在所述无接头炉排上方并在与该无接头炉排之间形成气密空间的罩盖；以及

设置在所述无接头炉排下方并在与该无接头炉排之间形成气密空间的多个风箱，

所述点火用炭材料供给单元配置在相对于原料颗粒供给装置而言的所述无接头炉排的移动方向上游侧。

6.根据权利要求5所述的部分还原铁的制造装置，其特征在于，具备：

设置在所述罩盖内、由所述罩盖和所述无接头炉排包围并将该无接头炉排长度方向中央部的空间进行划分的隔板；

将所述无接头炉排长度方向中央部的空间的排放气体排出并向所述风箱供给所述排放气体的排放气体循环单元；

连接于所述排放气体循环单元并用于供给空气的空气供给单元；以及

设置于所述空气供给单元并用于调节所述空气的流量的流量调节单元。

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