DE60224080T2

DE60224080T2 - Verfahren zur herstellung von metallischem eisen

Info

Publication number: DE60224080T2
Application number: DE2002624080
Authority: DE
Inventors: Shoichi Nishi-ku Kobe-shi Kikuchi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2022-10-26
Also published as: EP1445336A4; CA2462669A1; KR20040058274A; CN1585826A; AU2002336310B2; JP2003213312A; TW562863B; DE60224080D1; EP1445336B1; KR100660667B1; RU2278167C2; ES2297001T3; CA2462669C; RU2004117890A; JP4256645B2; US20050087039A1; WO2003042415A1; EP1445336A1; TW200300174A; US7384450B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen, und insbesondere ein Verfahren, das verbessert ist, um einen glatten kontinuierlichen Vorgang zu erlauben, durch Verhindern eines Phänomens, indem beim Herstellen von metallischem Eisen durch Wärmereduktion eines Gemisches von einem Eisenoxid-enthaltenden Material und einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel in einem beweglichen Herd, ein kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial, das auf dem Herd verteilt wird, um ein Atmosphärenreduktionspotential auf dem Herd zur Wärmeverminderung zu erhöhen, in einer Blechform wiederverfestigt wird, um die Verfahrensführung zu hemmen.
Hintergrund und Stand der Technik
Relativ neue Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen durch Wärmereduktion einer Eisenoxidquelle, wie einem Eisenerz oder dergleichen, schließen ein Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen, umfassend Reduzieren von Eisenoxid durch Erhitzen auf einem beweglichen Herd, mit einem Mischpulver, das eine Eisenoxidquelle, wie Eisenerz, und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel, als ein kohlenstoffhaltiges Material, enthält, oder ein kohlenstoffhaltiges Material, das Rohmaterial, agglomeriert durch Pelletisieren des Gemisches, enthält, ein.
Beim Ausführen dieses Verfahrens wird ein bekanntes Verfahren ausgeführt, wobei um das Reduktionspotential auf dem Herd durch Wärmeverminderung zu erhöhen, damit die Reduktionseffizienz verbessert wird, ein kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial auf dem Herd verteilt wird, bevor das Rohmaterial beschickt wird (zum Beispiel Japanische Ungeprüfte Patent-Anmeldung Veröffentlichungs-Nummern 11-106816 , 11-106816 , 11-172312 , 11-335712 , 2000-45008 , usw.). Von dem kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterial wird bestätigt, dass es wirksam funktioniert, um direkten Kontakt zwischen dem feuerfesten Herd und metallischem Eisen und erzeugter Schlacke zu verhindern, die durch Wärmereduktion erzeugt werden und Korrosion des feuerfesten Herds zu unterdrücken.
Im Ergebnis des Fortschritts der Forschung zu einem Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen durch Anwenden eines kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterials, haben die Erfinder gefunden, dass die vorstehend beschriebenen üblichen Verfahren die nachstehenden ungelösten Probleme aufweisen.
Das größte Problem, das bei den üblichen Verfahren festgestellt wird, ist jenes, dass ein Pulver und kohlenstoffhaltiges granuläres Material, die zum Steuern einer Atmosphäre verwendet werden, geschmolzen und zu einer Reis-Cracker-artigen Form in dem Schritt der Wärmeverminderung von dem Eisenoxid-enthaltenden Rohmaterial verfestigt wird, um Verziehen bzw. Verwerfen zu verursachen, in Abhängigkeit von dem Typ des angewendeten Pulvers und des verwendeten granulären kohlenstoffhaltigen Materials, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb signifikant behindert wird. Wenn ein solches Phänomen auf dem Herd während des Betriebs auftritt, werden die nachstehenden verschiedenen Probleme verursacht.

(1) Das metallische Eisen und erzeugte Schlacke, die durch Wärmeverminderung hergestellt werden, werden im Allgemeinen durch Kühlen an der untersten Stromseite einer Herstellungsvorrichtung verfestigt, und dann aus dem Herd durch Anwenden einer Abstreifvorrichtung, wie einer Schnecke oder dergleichen, ausgegeben. Jedoch wird das verzogene kohlenstoffhaltige Material, das in einer Reis-Cracker-artigen Form wiederverfestigt ist, durch die Abstreifvorrichtung festgehalten, wodurch die Ausgabe des metallischen Eisens und der aus dem Herd erzeugten Schlacke signifikant gehemmt wird.
(2) Wenn das kohlenstoffhaltige Material, das in einer Reis-Cracker-artigen Form wiederverfestigt ist, gezwungenermaßen aus dem Herd durch Anwenden der Abstreifvorrichtung ausgegeben wird, wird eine große Last auf die Abstreifvorrichtung ausgeübt, sodass die Vorrichtung ausfällt. Auch wird der feuerfeste Herd durch das wiederverfestigte kohlenstoffhaltige Material geschädigt, wobei sich die Dauerhaftigkeit signifikant verschlechtert.
(3) Das durch Reduktion hergestellte metallische Eisen ist teilweise in dem wiederverfestigten kohlenstoffhaltigen Material enthalten, wodurch sich ein Wiedergewinnungsverhältnis des metallischen Eisens verschlechtert.
(4) Wenn ein wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material auf dem Herd verteilt wird, bevor ein Rohmaterial beschickt wird, wird das kohlenstoffhaltige Material in einer Reis-Cracker-artigen Form wiederverfestigt, um Verziehen zu verursachen. Wenn deshalb ein Rohmaterial auf dem wiederverfestigten kohlenstoffhaltigen Material zugeführt wird, fließt das Rohmaterial zum unteren Teil oder fällt in einen Riss der kohlenstoffhaltigen Materialschicht, wodurch das Beladen des Rohmaterials in einer gleichförmigen Dicke nicht erfolgt.

Außerdem hat das meiste von dem kohlenstoffhaltigen Material, das aus dem Herd ausgegeben wird, noch eine hohe Reduktionsaktivität. Jedoch bei der üblichen Technik wird das kohlenstoffhaltige Material im Wesentlichen ohne weitere Behandlung ausgegeben, unter Hinterlassen von Raum für die Verbesserung vom Standpunkt der effektiven Nutzung von wertvollen Ressourcen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Situation gelöst, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehenden verschiedenen Probleme aufgrund des Reis-Cracker-artigen kohlenstoffhaltigen Materials, das durch Wiederverfestigen eines Pulvers und eines granulären kohlenstoffhaltigen Materials, das zum Steuern einer Atmosphäre verwendet wird, hergestellt wurde, zu lösen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technik zum wirksamen Recyclen des angewendeten kohlenstoffhaltigen Materials mit noch Reduktionsaktivität als einer variablen Ressource zu schaffen, um den Verbrauch von kohlenstoffhaltigem Atmosphärenkontrollmaterial zu senken.
Offenbarung der Erfindung
Um die Aufgaben zu lösen, umfasst ein Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen gemäß der vorliegenden Erfindung Erhitzen auf einem beweglichen Herd eines Rohmaterials, das ein Eisenoxid-enthaltendes Material und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel enthält, um in dem Rohmaterial enthaltenes Eisenoxid zu reduzieren, wobei das Rohmaterial, nachdem ein Pulver und granuläres kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial auf dem Herd verteilt ist, zugeführt wird, und ein nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material wird als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial verwendet.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial hat einen Korndurchmesser von 3,35 mm oder weniger, enthält 20 Masseprozent oder mehr Körner mit einem Korndurchmesser im Bereich von 0,5 bis 3,35 mm und hat einen maximalen Fluiditätsgrad von 0 (null). Ein bevorzugtes Beispiel für das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial ist ein nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material, das durch Wärmebehandlung eines wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials bei einer Temperatur von etwa 500°C oder mehr erhalten wird.
Auch verliert ein wiedergewonnenes kohlenstoffhaltiges Material, das behandelt wurde, aufgrund der Anwendung als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial in einer metallisches Eisen erzeugenden Vorrichtung seine Wiederverfestigbarkeit aufgrund der Wärmebehandlung, und wird nicht wiederverfestigbar hergestellt. Deshalb kann das gewonnene kohlenstoffhaltige Material auch wirksam als ein nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material verwendet werden, und ein kohlenstoffhaltiges Material, das ursprünglich nicht wiederverfestigbar ist, behält seine Nichtwiederverfestigbarkeit unter der Wärmebehandlung bei, und kann somit wiedergewonnen und recyclet werden.
In der vorliegenden Erfindung ist ein weiteres wirksames kohlenstoffhaltiges Material ein gemischtes nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material, das ein wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material und ein nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material enthält. In diesem Fall kann ein abgeschabtes kohlenstoff haltiges Material als das wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Material verwendet werden, und ein kohlenstoffhaltiges Material, das bei einer Temperatur von etwa 500°C oder mehr wärmebehandelt wurde, kann vorzugsweise als das nicht wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Material verwendet werden. Insbesondere verliert das kohlenstoffhaltige Material, das in der metallisches Eisen herstellenden Vorrichtung erhitzt wurde, seine Wiederverfestigbarkeit aufgrund der Wärmebehandlung, und somit wird das kohlenstoffhaltige Material, das erhitzt wurde, wiedergewonnen und recyclet, um den Vorteil, dass der Verbrauch des kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterials in Zusammenarbeit mit der wirksamen Anwendung von Abfallmaterialien gesenkt werden kann, zu veranlassen.
Weiterhin können durch Anwenden des Recycling-Verfahrens für kohlenstoffhaltiges Material feinkörniges metallisches Eisen und erzeugte Schlacke, die in dem wiedergewonnenen kohlenstoffhaltigen Material vermischt werden, durch Behandlung in einem nächsten Schritt wiedergewonnen werden, und somit kann das Wiedergewinnungsverhältnis von dem metallischen Eisen erhöht werden. Wenn die erzeugte Schlacke wirksam als ein Nebenprodukt verwendet wird, kann das Wiedergewinnungsverhältnis der Schlacke auch erhöht werden.
Bei der Anwendung des Gemisches von dem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material und dem nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material hängt ein bevorzugtes Mischverhältnis von der Wiederverfestigungskraft des angewendeten wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials ab, aber das Mischverhältnis von dem nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material liegt vorzugsweise in dem Bereich von 50 bis 90 Masseprozent, bezogen auf 50 bis 10 Masseprozent des wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials.
Beim Ausführen dieses Verfahrens wird ein Teil des metallischen Eisens, insbesondere feinkörniges metallisches Eisen, das aus dem beweglichen Herdhochofen ausgegeben wird, vorzugsweise zu dem beweglichen Herdhochofen zurückgeführt, und das kohlenstoffhaltige Material kann effizient, unter Anwendung von statischer Elektrizität, wiedergewonnen werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Fließschema der Reduktion und des Schmelzens, die in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
2 ist ein Fließschema der Reduktion und des Schmelzens, die in einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
3 ist ein Fließschema der Reduktion und des Schmelzens, die in einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
4 ist ein Fließschema der Reduktion und des Schmelzens, die in einem Bezugsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
5 ist ein Fließschema, das den Schritt des Abtrennens von metallischem Eisen, erzeugter Schlacke und dem wiedergewonnenen kohlenstoffhaltigen Material gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann auf Verfahren angewendet werden, die zum Beispiel in US 6 036 744 , und den Japanischen Ungeprüften Patent-Anmeldungen mit den Veröffentlichungs-Nummern 9-256017 , 2000-144224 und 11-131119 offenbart sind, worin das Eisenoxid-enthaltende Material, wie ein Eisenerz, mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel, wie einem kohlenstoffhaltigen Material, vermischt wird, und, falls erforderlich, das erhaltene Gemisch agglomeriert oder zu Pellets geformt wird, durch Erhitzen in einem beweglichen Herd reduziert wird, und zum Schmelzen und Aggregieren des hergestellten reduzierten Eisens und Abtrennen der erzeugten Schlacke weiter erhitzt wird, um granuläres oder klumpiges, hochreines metallisches Eisen herzustellen.
Wie vorstehend mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben, ist es bereits bekannt, dass bei der praktischen Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von metallischem Eisen, als einem Mittel zum wirksamen Fort schreiten des Erhitzens/der Reduktion der Eisenoxidquelle in dem Rohmaterialgemisch auf dem beweglichen Herd, ein Pulver und kohlenstoffhaltiges granuläres Atmosphärenkontrollmaterial auf dem Herd verteilt wird, bevor das Rohmaterial beschickt wird, um das Reduktionspotential auf dem Herd während der Wärmereduktion bei einem hohen Niveau zu halten. Folglich wird die Reduktionseffizienz erhöht, um das Wiedergewinnungsverhältnis von metallischem Eisen zu verbessern.
Jedoch verursacht die übliche Technik, dass die vorstehend beschriebenen verschiedenen Schwierigkeiten beim Betrieb aufgrund des Phänomens, dass das kohlenstoffhaltige Material in einer Blechform durch Wärme zur Reduktion und Schmelzen in Abhängigkeit von dem Typ des verwendeten kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterials wiederverfestigt wird.
Daher wurde die Forschung zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme aufgrund der Wiederverfestigung des kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterials betrieben, und zum Erlauben von effizienter und glatter Herstellung von metallischem Eisen aus verschiedenen Winkeln. Im Ergebnis wurde es gefunden, dass die vorstehenden Probleme durch Anwenden als dem kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterial eines kohlenstoffhaltigen Materials gelöst werden können, welches ein Pulver oder granulären Zustand, ohne wiederverfestigt zu werden, auch unter erhitzten Bedingungen zur Reduktion und zum Schmelzen des Rohmaterialgemisches gehalten werden kann. Dies führte zur vorliegenden Erfindung.
Deshalb ist die vorliegende Erfindung durch Anwenden eines nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials, wie in Anspruch 1 definiert, als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial charakterisiert. Beispiele für das nicht verfestigbare kohlenstoffhaltige Material schließen die Nachstehenden ein:

(1) kohlenstoffhaltiges Material mit einem Korndurchmesser von im Wesentlichen 3,35 mm oder weniger, enthaltend 20 Masseprozent oder mehr, vorzugsweise 40 Masseprozent oder mehr, von Körnern mit einem Korndurchmesser in dem Bereich von 0,5 bis 3,35 mm, und mit einem maximalen Fluiditätsgrad (der nachstehend beschrieben wird) von null (0).

Das kohlenstoffhaltige Material, das einem solchen Korngrößenmuster und maximalem Fluiditätsgrad genügt, wird nicht unter einer basisch reduzierenden Hochtemperaturbedingung (im Allgemeinen 700 bis 1600°C und allgemeiner 900 bis 1500°C) wiederverfestigt und behält einen Pulver- und granulären Zustand bei. Jedoch, wie in den nachstehenden Beispielen beschrieben, wurde es bestätigt, dass auch mit einem maximalen Fluiditätsgrad von null ein Pulver- und granuläres kohlenstoffhaltiges Material mit einem Korndurchmesser von 3,35 mm oder weniger, und enthaltend weniger als 20 Masseprozent grobe Körner mit einem Korndurchmesser in dem Bereich von 0,5 bis 3,35 mm, Wiederverfestigung unter der Temperaturbedingung der Reduktion und des Schmelzens verursacht. Obwohl der Grund dafür noch nicht bekannt ist, dass er vorliegt, wird es betrachtet, dass das kohlenstoffhaltige Material eine große Menge von feinen Körnern von weniger als 0,5 mm enthält, und die feinen Körner als ein Bindemittel wirken, um Wiederverfestigung des kohlenstoffhaltigen Materials zu fördern. Weiterhin, wenn sich das Verhältnis der feinen Körner von weniger als 0,5 mm erhöht, erhöht sich unter Streuen aufgrund des Luftstroms in dem metallischen Eisen die Herstellungsvorrichtung in unerwünschter Weise.
Ein grobes kohlenstoffhaltiges Material mit einem Korndurchmesser von über 3,35 mm verursacht kein Problem der Wiederverfestigung, jedoch Vermischen des groben Materials mit einem Korndurchmesser von über 3,35 mm muss möglichst vermieden werden, weil die Funktion als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial sich aufgrund einer Verknappung an der Oberfläche verschlechtert. Um wirksam die Funktion als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial zu zeigen, wird vorzugsweise ein Material, das 60 Masseprozent oder weniger von den groben Körnchen in dem Bereich von 0,5 bis 3,35 mm enthält, verwendet.

(2) Kohlenstoffhaltiges Material, das auf eine Temperatur von etwa 500°C oder mehr wärmebehandelt wird: Die Erfinder bestätigten, dass ein wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material seine Wiederverfestigbarkeit durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 500°C oder mehr in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre verliert und nicht wiederverfestigbar gemacht wird. Wenn deshalb ein wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material kurz vor der Eignung bei etwa 500°C oder mehr, vorzugsweise bei et wa 600 bis 1200°C, für etwa 5 bis 15 Minuten, in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre wärmebehandelt wird, kann das Material zu einem kohlenstoffhaltigen Material verändert werden, das als das nicht wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Material ohne ein Problem verwendet werden kann.

Beim Herstellen von metallischem Eisen durch Anwenden eines beweglichen Herdhochofens erfährt das wiedergewonnene kohlenstoffhaltige Material, das von dem metallischen Eisen und der erzeugten Schlacke abgetrennt wurde, und nachdem es als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial gewonnen wurde, Erhitzen entsprechend der Wärmebehandlung, und wird somit zu einem kohlenstoffhaltigen nicht wiederverfestigbaren Material durch Erhitzen in der nicht-oxidierenden Atmosphäre umgewandelt. Deshalb kann das recyclete kohlenstoffhaltige Material effektiv als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial mit Korngrößenkontrolle nach Wiedergewinnung nach Bedarf verwendet werden.

(3) Vermischtes nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material, das ein wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material und eine geeignete Menge von nicht wiederverfestigbarem kohlenstoffhaltigem Material enthält: Wie aus den nachstehenden Beispielen ersichtlich wird, kann, wenn eine geeignete Menge von nicht wiederverfestigbarem kohlenstoffhaltigem Material mit einem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material mit einem Maximumfluiditätsgrad größer als null vermischt wird, das vermischte kohlenstoffhaltige Material als ein Ganzes nicht wiederverfestigbar gemacht werden, und kann somit als das nicht wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial verwendet werden. Als das nicht wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Material können das vorstehend beschriebene nicht-wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Material, das durch Wärmebehandlung eines wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials und des vorstehend beschriebenen gewonnenen kohlenstoffhaltigen Materials, nach dem Erfahren von Erhitzen, in der metallisches Eisen herstellenden Vorrichtung gewonnen wird, verwendet werden.

Die bevorzugte Menge des nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials, das mit dem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material vermischt wird, hängt von dem Wiederverfestigbarkeitsgrad des verwendeten wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials ab, zum Beispiel dem Wert von einem Maximumfluiditätsgrad. Wenn das wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Material ursprünglich einen niedrigen Fluiditätsgrad aufweist, kann das Material zu einem nicht wiederverfestigbaren Material durch Vermischen nur einer kleinen Menge von nicht wiederverfestigbarem kohlenstoffhaltigem Material umgewandelt werden, während mit dem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material mit einem hohen Fluiditätsgrad eine relativ große Menge von nicht wiederverfestigbarem kohlenstoffhaltigem Material vermischt werden muss. Jedoch ist die Standardmenge von dem nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material, die zum Vermischen des wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials, das nicht wiederverfestigbar ist, vermischt wird, in dem Bereich von 50 bis 90 Masseprozent, bezogen auf 50 bis 10 Masseprozent von dem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material, im Allgemeinen in dem Bereich von 40 bis 90 Masseprozent, bezogen auf 60 bis 10 Masseprozent, von dem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material.
Von den vorstehend beschriebenen Materialien schließen die besonders bevorzugten Materialien für die vorliegende Erfindung das wiedergewonnene kohlenstoffhaltige Material, modifiziert zu Nicht-Wiederverfestigbarem durch die Wärmebehandlung in der metallisches Eisen erzeugenden Vorrichtung, und das vermischte kohlenstoffhaltige Material, das durch Vermischen des wiedergewonnenen kohlenstoffhaltigen Materials nicht wiederverfestigbar gemacht wird, mit dem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material ein. In der üblichen Technik unter Anwenden des kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterials zum Verbessern der Reduktionseffizienz wird das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial, das zusammen mit metallischem Eisen und erzeugter Schlacke abgegeben wird, weder wiedergewonnen, noch recyclet, sondern es wird meist zusammen mit der erzeugten Schlacke deponiert.
Jedoch muss das, als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial verwendete kohlenstoffhaltige Material Reduktionsaktivität zum Verhindern von Reoxidation von metallischem Eisen auch in der Endstufe der Erwärmungsreduktion und Schmelzen behalten, und somit hat das ausgegebene kohlenstoffhaltige Material signifikante Reduktionsaktivität und kann als ein Reduktionsmittel verwendet werden. Weiterhin wird, wie vorstehend beschrieben, das gewonnene kohlenstoffhaltige Material zu dem nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material durch Erhitzen zur Reduktion und Schmelzen der Eisenoxidquelle umgewandelt. Deshalb kann durch wirksames Anwenden des wiedergewonnenen nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials als ein recycletes kohlenstoffhaltiges Material Wiederverfestigung des kohlenstoffhaltigen Materials sicher verhindert werden, um weiterhin die Betriebsstabilität zu verbessern, wenn mit der Anwendung von einem frischen kohlenstoffhaltigen Material verglichen.
Wenn weiterhin das wiedergewonnene kohlenstoffhaltige Material wie vorstehend beschrieben recyclet wird, wird eine signifikante Menge an metallischem Eisen mit feinem Korn, das in dem wiedergewonnenen kohlenstoffhaltigen Material enthalten ist, erneut zu der metallisches Eisen erzeugenden Vorrichtung zurückgeführt, wodurch zu einer Verbesserung in der Wiedergewinnungseffizienz des metallischen Eisens beigetragen wird. In ähnlicher Weise, wenn die erzeugte Schlacke auch als eine wertvolle Ressource wiedergewonnen wird, wird die als feine Körner in dem wiedergewonnenen kohlenstoffhaltigen Material vermischte Schlacke auch zu der metallisches Eisen erzeugenden Vorrichtung, zusammen mit dem kohlenstoffhaltigen Material zurückkehren, unter dabei Beitragen zu einer Verbesserung in der Wiedergewinnungseffizienz der erzeugten Schlacke,.
Durch gute Anwendung der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, können viele der nachstehenden Vorteile erhalten werden.

1) Die Probleme der Wiederverfestigung des kohlenstoffhaltigen Materials können gelöst werden.
2) Das kohlenstoffhaltige Material, das Reduktionsaktivität beibehält und das in üblicher Weise verworfen wird, kann effektiv verwendet werden, wodurch zu einer Senkung im Verbrauch des kohlenstoffhaltigen Materials beigetragen wird.
3) Feine metallische Eisenkörner, die verworfen und verloren sind, werden, zusammen mit dem kohlenstoffhaltigen Material, zusammen mit dem kohlenstoffhaltigen Material recyclet, wodurch die Wiedergewinnungseffizienz von dem metallischen Eisen verbessert wird.
4) In ähnlicher Weise kann die erzeugte Schlacke als eine wertvolle Ressource unter Verbessern der Wiedergewinnungseffizienz wiedergewonnen werden.

Weiterhin ist der Aufbau, der zum Ausführen der vorliegenden Erfindung, d. h. ein Hochofen vom beweglichen Herdtyp, zur Reduktion und zum Schmelzen verwendet wird, nicht begrenzt, und alle in zum Beispiel US 6 036 744 und Japanischer Ungeprüfter Patent-Anmeldung Veröffentlichungs-Nummern 9-256017 , 2000-144224 und 11-131119 offenbarten Reduktionsschmelzhochöfen können verwendet werden. Jedoch wird als eine bevorzugte Vorrichtung ein Dreh-Herd-Ofen zum kontinuierlichen effizienten Ausführen eines Vorgangs, umfassend Wärmeverminderung eines Rohmaterials, schmelzvermindertes Eisen und Aggregieren des geschmolzenen Eisens zu einem granulären Material und Trennen der erzeugten Schlacke, empfohlen.
In der vorliegenden Erfindung ist der Typ von dem Eisenoxid-enthaltenden Material, das als die Eisenquelle verwendet wird, nicht begrenzt, und neben einem typischen Eisenerz kann ein Eisenherstellungsabfallmaterial und Abfall, wie Eisenherstellungs- und Stahlherstellungsstaub, ausgegeben aus der Eisenherstellungsfabrik, klassifizierter und wiedergewonnener Eisenschrott und dergleichen als das Rohmaterial verwendet werden. Diese Eisenquellen können in Kombination mit einer Vielzahl der Quellen nach Bedarf verwendet werden.
Auch ist das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel, das zum Reduzieren des Eisenoxid-enthaltenden Materials notwendig ist, nicht begrenzt, und jedes Material kann verwendet werden, solange es Kohlenstoff als eine Hauptkomponente umfasst und reduzierendes Kohlenmonoxid durch Verbrennung oder Pyrolyse freisetzt. Weiterhin kann als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial jedes Material verwendet werden, solange es zu einem nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material durch Modifizieren oder Mischen mit jedem von verschiedenen Typen von Kohle oder Koks, die an die Gegenstände bzw. Ziele der vorliegenden Erfindung anpassbar sind, nach Bedarf umgewandelt werden kann.
Die ausgewiesene Bedingung zum Reduzieren und Schmelzen ist nicht besonders speziell, und die in zum Beispiel US 6 036 744 und der Japanischen Ungeprüften Patent-Anmeldung Veröffentlichungs-Nummern 9-256017 , 2000-144244 und 11-131119 offenbarten Bedingungen können verwendet werden. Jedoch wird einer bevorzugten Standardbedingung durch ein Zwei-Schritt-Heizsystem genügt, worin Festphasenreduktion hauptsächlich bei einer Hochofentemperatur, die bei 1200 bis 1500°C gehalten wird, vorzugsweise in dem Bereich von 1200 bis 1400°C, fortgeschritten, und dann wird die Hochofentemperatur auf 1400 bis 1500°C erhöht, um das verbleibende Eisenoxid zu reduzieren und das hergestellte metallische Eisen (reduziertes Eisen) zu schmelzen, zum Aggregieren des Eisens zu Körnern. Durch Einstellen dieses Zustands kann granuläres metallisches Eisen in einer hohen Ausbeute stabil hergestellt werden. Die notwendige Zeit ist etwa 8 bis 13 Minuten. Unter diesen Umständen kann Festphasenreduktion von Eisenoxid, Schmelzen und Koaleszenz innerhalb eines solchen kurzen Zeitraums vervollständigt werden.
Weiterhin wird in der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial auf dem Herd zum Reduzieren von Eisenoxid, um das Reduktionspotential auf dem Herd bei einem hohen Niveau zu halten, wodurch eine hohe Reduktionseffizienz stabil gesichert wird, ohne Reoxidation des reduzierten Eisens, insbesondere bei der Endstufe der Wärmeverminderung oder bei der Zeit des Schmelzens des reduzierten Eisens, verbreitet. Das auf dem feuerfesten Herd verteilte kohlenstoffhaltige Material kann auch ein Phänomen verhindern, dass das geschmolzene Eisen und Schlacke, die durch Reduktion und Schmelzen hergestellt werden, in direkten Kontakt mit dem feuerfesten Herd gebracht werden, um die Feuerfestigkeit zu verschlechtern, wodurch zur Lebensverlängerung des feuerfesten Herds beigetragen wird. Um wirksam diese Funktionen zu zeigen, liegt die Dicke des kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterials, das auf der Herdoberfläche verteilt wird, vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 10 mm.
Im Allgemeinen wird das metallische Eisen, die erzeugte Schlacke und das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial in einem gemischten Zustand von der metallisches Eisen produzierenden Vorrichtung ausgegeben. Von diesen ausgegebenen Materialien kann das metallische Eisen durch Magnetkraft oder dergleichen wiedergewonnen werden. Ein Teil des metallischen Eisens, insbesondere feine Körner, wird vorzugsweise zu dem beweglichen Herdhochofen zurückgeführt, und darin reaggregiert, unter dabei vorzugsweise Erhöhen der Ausbeute von grobkörnigem metalli schem Eisen, das leicht als ein Produkt gehandhabt werden kann und das weniger oxidative Verschlechterung verursacht. Zusätzlich können die erzeugte Schlacke und das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial im Wesentlichen durch einen Siebvorgang getrennt werden, jedoch werden beide Materialien vorzugsweise durch Anwenden von statischer Elektrizität getrennt, weil Körner, die im Wesentlichen die gleiche Größe oder feine Korngrößen aufweisen, die nicht durch ein Sieb getrennt werden können, leicht getrennt werden können. Eine Kombination eines Trennvorgangs, unter Verwendung eines Siebs oder einer Magnetkraft, und ein Trennvorgang, unter Verwendung von statischer Elektrizität, sind nach Bedarf wirksam.
BEISPIELE
Obwohl der Aufbau der vorliegenden Erfindung und der Vorgang nachstehend mit Bezug auf Beispiele im Einzelnen beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt, und kann gemäß den geeigneten Modifizierungen innerhalb des Umfangs von dem Gedanken der vorstehend und nachstehend beschriebenen, vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Diese Modifizierungen sind in das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
Beispiel 1
Jedes von den kohlenstoffhaltigen Materialien mit den nachstehend in Tabelle 1 gezeigten chemischen Zusammensetzungen wurde unabhängig dem nachstehend beschriebenen Heiztest unterzogen. Die Korngröße von jedem kohlenstoffhaltigen Material wurde in dem Bereich von 0,5 bis 1,0 mm gesteuert. Jedes kohlenstoffhaltige Material wurde für 90 Sekunden in einer Stickstoffatmosphäre in einem röhrenförmigen elektrischen Hochofen auf 1000°C erhitzt, gekühlt und dann bezüglich des Aussehens zum Prüfen der Wiederverfestigung beobachtet. Auch wurde der maximale Fluiditätsgrad von jedem kohlenstoffhaltigen Material gemessen. Der maximale Fluiditätsgrad wird durch JIS M8801 definiert und kann unter Verwendung von Gieseler Plastometer bestimmt werden. Der maximale Fluiditätsgrad ist ein Wert, der durch Logarithmus DDPM wiedergegeben wird.

Die Ergebnisse sind wie in Tabelle 1 gezeigt. Kohlenstoffhaltige Materialien A bis F mit einem maximalen Fluiditätsgrad von 0 (null) zeigten keine Wiederverfestigbarkeit und behielten einen Pulver- und granulären Zustand nach Wärmebehandlung bei. Andererseits wurden kohlenstoffhaltige Materialien G bis J mit einem maximalen Fluiditätsgrad über 0 in einem Massezustand in dem Rohr des elektrischen Hochofens wiederverfestigt. Es wurde auch bestätigt, dass die kohlenstoffhaltigen Materialien K und L, erhalten durch Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Materialien I bzw. J, bei 1000°C für 8 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre, durch Wärmebehandlung nicht wiederverfestigbar gemacht wurden. TABELLE 1

Symbol	kohlenstoffhaltiges Material Probe	Analytischer Wert (Masse-%)				Ergebnis von Heiztest	Schmelz-Erweichung-maximaler Fluiditätsgrad
		Aschegehalt	Flüchtiger Gehalt	Fester Kohlenstoff	Gesamt
A	kohlenstoffhaltiges Material	13,5	2,0	84,5	100	Keine Wiederverfestigung	0
B	kohlenstoffhaltiges Material	0,1	7,5	92,7	100	Keine Wiederverfestigung	0
C	kohlenstoffhaltiges Material	17,0	5,6	77,1	100	Keine Wiederverfestigung	0
D	kohlenstoffhaltiges Material	4,5	7,1	88,5	100	Keine Wiederverfestigung	0
E	kohlenstoffhaltiges Material	13,6	9,4	77,0	100	Keine Wiederverfestigung	0
F	kohlenstoffhaltiges Material	16,7	16,9	66,4	100	Keine Wiederverfestigung	0
G	kohlenstoffhaltiges Material	11,9	37,2	50,9	100	Wiederverfestigung	0,2
H	kohlenstoffhaltiges Material	9,8	15,9	74,3	100	Wiederverfestigung	0,5
I	kohlenstoffhaltiges Material	7,4	35,4	57,2	100	Wiederverfestigung	1,1
J	kohlenstoffhaltiges Material	8,8	19,6	71,6	100	Wiederverfestigung	2,6
K	Wärmebehandeltes Produkt von I					Keine Wiederverfestigung
L	Wärmebehandeltes Produkt von J					Keine Wiederverfestigung

Von den in Tabelle 1 gezeigten kohlenstoffhaltigen Materialien wurde jedes der kohlenstoffhaltigen Materialien, die Wiederverfestigbarkeit zeigten, mit einem nicht wiederverfestigbaren Material vermischt, und das erhaltene Gemisch wurde für 90 Sekunden in einer Stickstoffatmosphäre auf 1000°C erhitzt, um die Wiederverfestigbarkeit zu prüfen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 zeigt an, dass ein vermischtes, nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material durch Vermischen einer geeigneten Menge von nicht wiederverfestigbarem kohlenstoffhaltigem Material mit einem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material erhalten werden kann. In diesem Fall wird erkannt, dass mit einem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material mit einem hohen maximalen Fluiditätsgrad das Mischverhältnis des nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials zum Entfernen der Wiederverfestigbarkeit erhöht werden muss. TABELLE 2

mehr kohlenstoffhaltiges Material (wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material)	wenig kohlenstoffhaltiges Material (nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material)	Mischverhältnis von wenig kohlenstoffhaltigem Material zur Herstellung von nicht Wiederverfestigbarem (Masse-%)
I	K	80
J	L	90
I	C	80
J	C	90
H	A	60
H	B	60
H	C	60
H	D	60
H	E	60
H	F	60
G	C	60

Beispiel 2
Beim Herstellen von metallischem Eisen durch Reduzieren und Schmelzen von kohlenstoffhaltigem Material, das Eisenerzpellets enthält (Korndurchmesser: 16 bis 20 mm), wurde durch eine Reduktionsschmelzvorrichtung vom Dreh-Herd-Typ, unter Verwendung von kohlenstoffhaltigem Material H (Korndurchmesser: 3 mm oder weniger), gezeigt in Tabelle 1, als ein kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial gemäß dem Fließschema von 1, ein Versuch zum Recyclen von dem kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterial ausgeführt. Das heißt, das kohlenstoffhal tige Atmosphärenkontrollmaterial (Gemisch von frischem Material von kohlenstoffhaltigem Material H und einem recycleten Material davon) wurde zu einer Dicke von etwa 3 bis 6 mm auf einem Herd von einem Rohmaterialzuführungsteil von dem rotierenden Herdhochofen verteilt, und Rohmaterialpellets wurden zu dem Herd unter Erhitzen zum Reduzieren und Schmelzen der Rohmaterialpellets zugeführt. Dann wurden das hergestellte reduzierte Eisen und erzeugte Schlacke miteinander mit dem kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterial, das auf dem Herd verbleibt, gekühlt, und von dem Herd durch eine Abschabevorrichtung ausgegeben. Das ausgegebene Material wurde in einen Magnetscheider und durch ein Sieb zum Trennen des reduzierten Eisens, der erzeugten Schlacke und des verbleibenden kohlenstoffhaltigen Materials gegeben. Das abgetrennte, verbleibende kohlenstoffhaltige Material wurde als ein recycletes kohlenstoffhaltiges Material zu dem Rohmaterialzuführungsteil zurückgeführt und dann erneut verwendet. Die Betriebsbedingungen zum Reduzieren und Schmelzen waren wie nachstehend.
[Betriebsbedingungen]
Rohmaterialpellet: Ein Eisenerzrohmaterial mit der nachstehenden Zusammensetzung wurde mit einem kohlenstoffhaltigen Materialpulver bei einem Verhältnis, auf Masse, von 78:22 vermischt und eine kleine Menge von Bindemittel wurde zu dem erhaltenen Gemisch gegeben. Das Gemisch wurde dann granuliert und getrocknet, um granuläre Pellets mit einem mittleren Korndurchmesser von 18 mm zu erhalten.

Zusammensetzung von Eisenerzrohmaterial (Masse-%): T. Fe; 68,1%, SiO₂; 1,4%, Al₂O₃; 0,5%

Betriebsbedingungen:

Wärmereduktionszone; Temperatur ... etwa 1350°C, Retentionszeit ... 10 Minuten
Schmelzzone; Temperatur ... etwa 1450°C, Retentionszeit ... 5 Minuten.

Ein kontinuierlicher Vorgang wurde durch dieses Verfahren unter Verwendung eines Gemisches von 40 Masseteilen von frischem kohlenstoffhaltigem Material und 60 Masseteilen von recycletem kohlenstoffhaltigem Material ausgeführt. Im Ergebnis wurde das vermischte kohlenstoffhaltige Material in dem Reduktionsschmelzschritt nicht wiederverfestigt, und somit war die Ausgabe von dem Herdofen durch eine Abschabevorrichtung und Recycling glatt auszuführen, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb, ohne jegliches Problem möglich war.
Beispiel 3
Ein weiterer Versuch wurde gemäß dem Fließschema von 2, unter Verwendung der gleichen Reduktionsschmelzvorrichtung, wie vorstehend beschrieben, vom beweglichen Herdhochofentyp durchgeführt. In dieser Vorrichtung wurde frisches Material vom kohlenstoffhaltigen Material I (wiederverfestigbar), gezeigt in Tabelle 1, ein frisches Material von kohlenstoffhaltigem Material F (nicht wiederverfestigbar), gezeigt in Tabelle 1, und ein recycletes Material, gewonnen, nachdem es in der Vorrichtung erhitzt wurde, bei einem Verhältnis, auf Teile, von 20:20:60 vermischt, und das erhaltene Gemisch wurde in einem ähnlichen kontinuierlichen Vorgang verwendet. Die verwendeten Rohmaterialpellets und die Betriebsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.
Im Ergebnis wurde das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial nicht bei der Ausgabesposition des kalt verfestigten Produkts nach Reduktion und Schmelzen wiederverfestigt, wodurch glatte Ausgabe des Produkts durch eine Abschabevorrichtung möglich wird. Auch wurde das ausgegebene Produkt in einen Magnetscheider und durch ein Sieb zum Wiedergewinnen des granulären metallischen Eisens und zum Abtrennen der erzeugten Schlacke gegeben, unter Gewinnung des restlichen kohlenstoffhaltigen Materials. Das wiedergewonnene restliche kohlenstoffhaltige Material (Korndurchmesser: 3 mm oder weniger) konnte wiederholt als das nicht wiederverfestigbare kohlenstoffhaltige Material ohne jedes Problem verwendet werden.
Beispiel 4

Der Grad des Zerkleinerns von kohlenstoffhaltigem Material F, gezeigt in Tabelle 1, wurde geändert, um zwei Arten von kohlenstoffhaltigen Materialien, entsprechend den in Tabelle 3 gezeigten Korngrößenmustern, herzustellen, und jedes der zwei kohlenstoffhaltigen Materialien wurde in dem gleichen Erwärmungstest, wie in Beispiel 1, verwendet, um das Vorliegen von Wiederverfestigung zu vergleichen. Die Ergebnisse sind wie in Tabelle 3 gezeigt. Auch mit kohlenstoffhaltigen Materialien mit der gleichen Zusammensetzung hängt die Wiederverfestigbarkeit von dem Korngrößenmuster ab und das kohlenstoffhaltige Material, das 20 Masseprozent oder mehr von Körnern mit einer Korngröße in dem Bereich von 0,5 bis 3,25 mm aufweist, wird nicht wiederverfestigt, während das kohlenstoffhaltige Material, das weniger als 20 Masseprozent von Körnern mit einer Korngröße in dem gleichen Bereich (d. h. enthaltend über 80 Masseprozent von feinen Körnern von weniger als 0,5 mm) enthält, leicht wiederverfestigt wird. Es wird somit gefunden, dass geeignete Kontrolle des Korngrößenmusters von einem kohlenstoffhaltigen Material auch beim Verhindern von Wiederverfestigung wirksam ist. TABELLE 3

	Korngrößenverteilung (Masse-%)				Ergebnis von Heiztest
	über 3,35 mm	0,5 bis 3,35 mm	weniger als 0,5 mm	Gesamt
kohlenstoffhaltiges Material F-1	0,0	23,6	76,4	100	keine Wiederverfestigung
kohlenstoffhaltiges Material F-2	0,0	18,2	81,8	100	geringe Wiederverfestigung

Beispiel 5
50 g von in Tabelle 1 gezeigtem kohlenstoffhaltigem Material C wurden auf einem feuerfesten Tablett von einem experimentellen Heizhochofen verteilt, und etwa 170 g trockene Pellets (Korndurchmesser: 9,5 bis 13,2 mm) mit der gleichen Rohmaterialzusammensetzung wie in Beispiel 1 wurden in einer Schicht auf kohlenstoffhaltiges Material C gelegt. Dann wurden Reduktion und Schmelzen bei einer Hochofentemperatur von 1450°C für 20 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt, um granu läres Eisen und erzeugte Schlacke herzustellen. Die Korngrößenverteilungen des hergestellten Eisens und der erzeugten Schlacke wurden geprüft (Versuche 1 und 2).

Auch wurden Reduktion und Schmelzen durch das gleiche Verfahren, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt, mit der Ausnahme, dass ein Gemisch von 50 g von dem gleichen kohlenstoffhaltigen Material, 20 g granuläres Eisen mit einem Korndurchmesser von 1 bis 3,35 mm und 1 g Schlacke auf dem feuerfesten Tablett zur Herstellung von granulärem Eisen und erzeugter Schlacke verteilt wurden. Die Korngrößenverteilungen des hergestellten Eisens und erzeugter Schlacke wurden geprüft (Versuche 3 und 4). Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt. TABELLE 4

Versuch Nr.	1	2	3	4
Probenstück
Trockenes Pellet
Korndurchmesser (mm)	9,5–13,2	9,5–13,2	9,5–13,2	9,5–13,2
Gewicht (g)	173	170	167	171
Recycletes granuläres Eisen
Korndurchmesser (mm)	-	-	1–3,35	1–3,35
Gewicht (g)	-	-	20	20
Recyclete Schlacke
Korndurchmesser (mm)	-	-	1–3,35	1–3,35
Gewicht (g)	-	-	1	1
Gewicht von Produkt nach Test
Granuläres Eisen
6,7 mm oder mehr (g)	24,7	28,5	23,4	25,4
3,35 bis 6,7 mm (g)	34,1	27,9	39,5	38,9
1 bis 3,35 mm (g)	22,2	23,5	34,3	35,0
Untersumme (g)	81,0	79,9	97,2	99,3
Schlacke
6,7 mm oder mehr (g)	0,1	0,0	0,0	0,2
3,35 bis 6,7 mm (g)	3,2	2,9	3,3	3,6
1 bis 3,35 mm (g)	0,7	0,5	1,2	1,2
Untersumme (g)	4,0	3,4	4,5	5,0
Gesamt (g)	85,0	83,3	101,7	104,3

Diese Versuche wurden ausgeführt zum Bestätigen des Grades an Wiedergewinnung von granulärem Eisen und Schlacke, die in dem recycelten kohlenstoffhaltigen Material beim Recyceln des kohlenstoffhaltigen Materials, das als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial verwendet wird, vermischt wird. Versuche 1 und 2 sind experimentelle Beispiele, auf der Annahme, dass das kohlenstoffhaltige Material nicht recycelt wird, und Versuche 3 und 4 sind experimentelle Beispiele, auf der Annahme, dass das kohlenstoffhaltige Material recycelt wird.
Ein Vergleich zwischen Versuchen 1 und 2 und Versuchen 3 und 4, der in Tabelle 4 gezeigt wird, zeigt an, dass in Versuchen 3 und 4, bei der Annahme, dass das kohlenstoffhaltige Material recycelt wird, die Mengen des hergestellten granulären Eisens und der Schlacke mit einem Durchmesser von 1 bis 3,35 mm gesenkt werden, verglichen mit den Summen der Mengen in Versuchen 1 und 2, und die Mengen des granulären Eisens und der Schlacke, die anfänglich mit dem kohlenstoffhaltigen Material vermischt wurden, während die Mengen von den hergestellten Produkten mit einem Durchmesser von 3,35 bis 6,7 mm folglich erhöht werden. Es wird somit gefunden, dass das granuläre Eisen und die Schlacke, die vorher in dem kohlenstoffhaltigen Material (entsprechend dem recycelten kohlenstoffhaltigen Material, das im granulären Eisen und in der Schlacke enthalten ist) vermischt wurden, in dem Reduktions- und Schmelzverfahren koaleszieren.
Beispiel 6
Wie in 3 gezeigt, wurden nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material A (40 Masseteile) und recyceltes kohlenstoffhaltiges Material (60 Masseteile) vermischt, um ein gemischtes kohlenstoffhaltiges Material (100 Masseteile) herzustellen. Das so hergestellte, vermischte kohlenstoffhaltige Material wurde auf einem Herd von einem Dreh-Herd-Ofen durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 verteilt, und kohlenstoffhaltiges Material-enthaltende, trockene Pellets wurden auf das gemischte kohlenstoffhaltige Material beschickt. Dann wurden Reduktion und Schmelzen ausgeführt, und das erhaltene Produkt wurde gekühlt, Ausgegeben und dann gesiebt, um granuläres Eisen und erzeugte Schlacke mit einem Korndurchmesser von etwa 3 mm oder mehr, das zur industriellen Anwendung geeignet ist, zu gewinnen. Folglich wurde ein kohlenstoffhaltiges Material von etwa 3 mm oder weniger, enthaltend feines granuläres Eisen und Schlacke, gewonnen. Deshalb wurde die Gesamtmenge von dem gewonnenen kohlenstoffhaltigen Material cyclisch verwendet als ein recyceltes kohlenstoffhaltiges Material, und 40 Masseteile von frischem kohlenstoffhaltigem Material wurden zu dem recycelten Material gegeben, um die Her stellungsstraße als ein Ganzes auszugleichen, unter Erlauben eines glatten, kontinuierlichen Betriebs.
Bezugsbeispiel
Reduktion und Schmelzen wurden durch das gleiche Verfahren, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt, mit der Ausnahme, dass trockene Pellets und nicht-wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material A verwendet wurden, ohne ein Recyceln des kohlenstoffhaltigen Materials, gemäß Fließbild von 4. Das hergestellte granuläre Eisen und die erzeugte Schlacke und das wiedergewonnene kohlenstoffhaltige Material wurden mit einem Korndurchmesser von etwa 3 mm gesiebt. In diesem Fall waren etwa 9 Masseprozent des gesamten metallischen Eisens, das von dem Ofen ausgegeben wurde, als ein feinkörniges Eisen in dem gewonnenen kohlenstoffhaltigen Material enthalten, was einen Produktverlust, entsprechend des feinkörnigen Eisen, verursachte. In ähnlicher Weise, im Fall, worin das kohlenstoffhaltige Material nicht recycelt wurde, werden etwa 70 Masseprozent von der gesamten erzeugten Schlacke, die von dem Ofen ausgegeben wurde, als eine feinkörnige Schlacke, zusammen mit dem gewonnenen kohlenstoffhaltigen Material, enthalten, unter dabei Veranlassen eines Verlusts, entsprechend der ausgegebenen feinkörnigen Schlacke, beim Gewinnen der Schlacke als eine wertvolle Ressource.
Beispiel 7
In jedem der Trennvorgänge von Beispiel 1 (1) und Beispiel 2 (2) wurde ein Gemisch von metallischem Eisen und erzeugter Schlacke, die aus dem Hochofen ausgegeben wurde, und das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial magnetischer Trennung zum Wiedergewinnen von metallischem Eisen, wie in 5 gezeigt, unterzogen. Dann wurde ein Gemisch von verbleibender erzeugter Schlacke und kohlenstoffhaltigem Atmosphärenkontrollmaterial triboelektrisch ausgegeben und dann einem elektrostatischen Scheider zugeführt, der mit positiven und negativen Elektroden ausgestattet war, um die erzeugte Schlacke (negativ geladene) und das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial (positiv geladene) zu trennen. Das abgetrennte kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial kann in der gleichen Weise, wie in 1 und 2 gezeigt, recycelt werden.
Als das elektrische Beladungsverfahren können elektrische Aufladungsverfahren, die von dem triboelektrischen Aufladungsverfahren verschieden sind, zum Beispiel ein elektrisches Aufladungsverfahren, unter Verwendung eines Ionengenerators, ein elektrisches Corona-Aufadungsverfahren und dergleichen, verwendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
In der vorliegenden Erfindung wird mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ein Rohmaterial, enthaltend ein Eisenoxid-enthaltendes Material und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel, auf einem sich bewegenden Herd erhitzt, um Eisenoxid in dem Rohmaterial zu reduzieren, um metallisches Eisen herzustellen. Bei der Herstellung wird das Rohmaterial, nachdem ein Pulver und granuläres kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial auch verteilt werden, zugeführt. Wenn ein nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material als das kohlenstoffhaltige Atmosphärenkontrollmaterial verwendet wird, kann das kohlenstoffhaltige Material am Wiederverfestigt werden zu einer Reis-Cracker-artigen Form gehindert werden, was sonst einen Ausfall der Ausgabe verursacht, wodurch ein glatter, kontinuierlicher Betrieb möglich wird und Schädigung eines feuerfesten Materials vom Herd unterbunden wird, um die Lebensdauer davon zu verlängern.
Weiterhin kann durch Anwenden eines Verfahrens zum Recyceln des kohlenstoffhaltigen Materials, das aus der metallisches Eisen herstellenden Vorrichtung und unter Verwendung des recycelten kohlenstoffhaltigen Materials als dem kohlenstoffhaltigen Atmosphärenkontrollmaterial gewonnen wird, der Verbrauch des kohlenstoffhaltigen Materials signifikant gesenkt werden, und metallisches Eisen und erzeugte Schlacke, die in dem gewonnenen kohlenstoffhaltigen Material enthalten sind, welche in üblicher Weise ausgegeben werden, können gewonnen werden, wodurch das Wiedergewinnungsverhältnis verbessert wird. Deshalb kann ein zusätzlicher funktioneller Effekt gemäß "zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen" erreicht werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von metallischem Eisen, umfassend das Erhitzen eines Ausgangsmaterials, welches ein Eisenoxid-enthaltendes Material und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel enthält, auf einem beweglichen Herd, um Eisenoxid in dem Rohmaterial zu reduzieren, wobei das Ausgangsmaterial bereitgestellt wird, nachdem ein pulverförmiges und granuläres kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial auf dem Herd verteilt wird, und ein nicht-wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material, welches einen pulverförmigen und granulären Zustand aufrechterhalten kann, ohne sich erneut zu verfestigen, wie definiert durch einen maximalen Fluiditätsgrad von 0 (Null), wie durch JIS M8801 definiert, selbst unter einer Erhitzungsbedingung zur Reduktion und zum Schmelzen des Rohmaterialgemischs, mit einem Korndurchmesser von 3,35 mm oder weniger, enthaltend 20 Gew.-% oder mehr von Körnern mit einem Korndurchmesser in einem Bereich von 0,5 bis 3,35 mm, als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial verwendet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei ein wärmebehandeltes Produkt eines wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial verwendet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein rückgewonnenes kohlenstoffhaltiges Material, welches in einer Herstellungsvorrichtung für metallisches Eisen erhitzt wurde, als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial verwendet wird.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Gemisch von nicht wiederverfestigbarem kohlenstoffhaltigem Material und rückgewonne nem kohlenstoffhaltigem Material, welches in einer Herstellungsvorrichtung für metallisches Eisen erhitzt wurde, als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial verwendet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei ein gemischtes nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material, welches durch Mischen eines nicht wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Materials mit einem wiederverfestigbaren kohlenstoffhaltigen Material hergestellt wird, als kohlenstoffhaltiges Atmosphärenkontrollmaterial verwendet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 5, wobei ein frisches kohlenstoffhaltiges Material als wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material verwendet wird und ein wärmebehandeltes kohlenstoffhaltiges Material als nicht wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material verwendet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei ein rückgewonnenes kohlenstoffhaltiges Material, welches in einer Herstellungsvorrichtung für metallisches Eisen erhitzt wurde, als wärmebehandeltes kohlenstoffhaltiges Material verwendet wird.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Mischverhältnis von nicht wiederverfestigbarem kohlenstoffhaltigem Material 50 bis 90 Gew.-%, bezogen auf 50 bis 10 Gew.-% wiederverfestigbares kohlenstoffhaltiges Material, ist.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Teil von metallischem Eisen, welches von dem Ofen mit beweglichem Herd ausgetragen wird, dem Ofen mit beweglichem Herd erneut zugeführt wird.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 3, 4 und 7, wobei das kohlenstoffhaltige Material unter Verwendung von statischer Elektrizität rückgewonnen wird.