JP2000034526A - 還元鉄ペレットの製造方法 - Google Patents
還元鉄ペレットの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転炉床法で製造した還元鉄ペレットを溶鉱
炉にて直接使用することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、回転炉床式焼成還元炉内に
て、還元材として炭素含有物を混合した酸化鉄のペレッ
トを還元する操業方法において、反応温度を１４００℃
以下として、還元反応後の還元鉄ペレット内残留炭素比
率を４％以下とすることを特徴とする還元鉄ペレットの
製造方法である。
炉にて直接使用することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、回転炉床式焼成還元炉内に
て、還元材として炭素含有物を混合した酸化鉄のペレッ
トを還元する操業方法において、反応温度を１４００℃
以下として、還元反応後の還元鉄ペレット内残留炭素比
率を４％以下とすることを特徴とする還元鉄ペレットの
製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、還元鉄の製造方法
に関し、特に酸化鉄粉と炭素源を混同したペレットを回
転炉床式焼成還元炉内（以下、回転炉床法と称す）にて
還元する方法に関し、更に詳しくは、回転炉床法で製造
された還元鉄ペレットを経済的に製鉄用溶鉱炉で使用す
るための還元鉄ペレットの製造技術に関する。
に関し、特に酸化鉄粉と炭素源を混同したペレットを回
転炉床式焼成還元炉内（以下、回転炉床法と称す）にて
還元する方法に関し、更に詳しくは、回転炉床法で製造
された還元鉄ペレットを経済的に製鉄用溶鉱炉で使用す
るための還元鉄ペレットの製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】還元鉄の製造プロセスとしては、水素ガ
スによるペレットの直接還元法、流動層によるガス還元
法等があるが、安価な石炭エネルギーをベースとする回
転炉床法、キルン法、その他を用いる還元鉄ペレットの
製造方法は、還元鉄の安価な製造方法として有効な技術
である。このうち、例えば、特開平６−２３８２０７号
公報に示される、回転炉床法での還元鉄ペレットの製造
方法は、生産性が高い、ペレットの融着が生じないた
め、製品歩留が高い等の特徴を有し、特に有効な技術で
ある。回転炉床法は、その特徴を生かし、鉄鉱石と石炭
を用いた直接還元鉄の製造や、特殊鋼の電気炉ダストの
還元に用いられ、製品の還元鉄ペレットは主として電気
炉用の鉄原料として用いられている。
スによるペレットの直接還元法、流動層によるガス還元
法等があるが、安価な石炭エネルギーをベースとする回
転炉床法、キルン法、その他を用いる還元鉄ペレットの
製造方法は、還元鉄の安価な製造方法として有効な技術
である。このうち、例えば、特開平６−２３８２０７号
公報に示される、回転炉床法での還元鉄ペレットの製造
方法は、生産性が高い、ペレットの融着が生じないた
め、製品歩留が高い等の特徴を有し、特に有効な技術で
ある。回転炉床法は、その特徴を生かし、鉄鉱石と石炭
を用いた直接還元鉄の製造や、特殊鋼の電気炉ダストの
還元に用いられ、製品の還元鉄ペレットは主として電気
炉用の鉄原料として用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では回転炉床
法によって、製造された還元鉄ペレットは強度が弱いた
め、電気炉、転炉等に直接使用されているに止まってい
た。しかし、当該還元鉄ペレットは、石炭等の炭素源か
らの硫黄が還元鉄中に固定されるため、硫黄の含有率が
０．１から０．３％以上と高く、転炉等の脱硫能力の小
さい製鋼炉では、使用量が限られる、炉外での脱硫費用
がかかる、等の問題が生じていた。したがって、当該還
元鉄ペレットを安価かつ大量に使用するためには、脱硫
能力の大きい溶鉱炉で使用することが求められてきた。
法によって、製造された還元鉄ペレットは強度が弱いた
め、電気炉、転炉等に直接使用されているに止まってい
た。しかし、当該還元鉄ペレットは、石炭等の炭素源か
らの硫黄が還元鉄中に固定されるため、硫黄の含有率が
０．１から０．３％以上と高く、転炉等の脱硫能力の小
さい製鋼炉では、使用量が限られる、炉外での脱硫費用
がかかる、等の問題が生じていた。したがって、当該還
元鉄ペレットを安価かつ大量に使用するためには、脱硫
能力の大きい溶鉱炉で使用することが求められてきた。
【０００４】一方、溶鉱炉においては、炉内での装入物
の崩壊、粉化を避けるために、鉄鉱石、焼結鉱、酸性ペ
レット、コークス、その他の塊状の強度の高い装入物を
炉内に装入している。一般的に、溶鉱炉の装入物は、径
５ｍｍ以上、圧潰強度５０ｋｇｆ／ｃｍ2 （４．９×１
０6 Ｎ／ｍ2 ）以上のものである。
の崩壊、粉化を避けるために、鉄鉱石、焼結鉱、酸性ペ
レット、コークス、その他の塊状の強度の高い装入物を
炉内に装入している。一般的に、溶鉱炉の装入物は、径
５ｍｍ以上、圧潰強度５０ｋｇｆ／ｃｍ2 （４．９×１
０6 Ｎ／ｍ2 ）以上のものである。
【０００５】しかしながら、従来の回転炉床法での操業
方法で、製造された還元鉄ペレットの強度は低く、２０
から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の圧潰強度しかなかった。
その結果、この低強度の還元鉄ペレットを溶鉱炉で使用
すると、炉内装入物の荷重により、圧縮される結果、還
元鉄ペレットは粉化してしまう。その結果、発生した粉
により、炉内の通気が悪化し、風圧が上がり、溶鉱炉の
操業が困難になる、また、粉化して生じた還元鉄粉がダ
ストして排出されることから、歩留が悪い、といった問
題があった。したがって、従来法の回転炉床法で製造さ
れた還元鉄ペレットを溶鉱炉に直接使用することはでき
なかった。
方法で、製造された還元鉄ペレットの強度は低く、２０
から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の圧潰強度しかなかった。
その結果、この低強度の還元鉄ペレットを溶鉱炉で使用
すると、炉内装入物の荷重により、圧縮される結果、還
元鉄ペレットは粉化してしまう。その結果、発生した粉
により、炉内の通気が悪化し、風圧が上がり、溶鉱炉の
操業が困難になる、また、粉化して生じた還元鉄粉がダ
ストして排出されることから、歩留が悪い、といった問
題があった。したがって、従来法の回転炉床法で製造さ
れた還元鉄ペレットを溶鉱炉に直接使用することはでき
なかった。
【０００６】この問題を回避するためには、製造した還
元鉄ペレットを、さらに、ホットブリッケト装置で、成
型したものを溶鉱炉で使用していた。そのための費用が
かかり、回転炉床法で製造した還元鉄を溶鉱炉でしよう
とすることは経済的ではなかった。したがって、回転炉
床法で製造された還元鉄ペレットを溶鉱炉で直接使用で
きるための高強度の還元鉄ペレットの製造方法が望まれ
ていた。
元鉄ペレットを、さらに、ホットブリッケト装置で、成
型したものを溶鉱炉で使用していた。そのための費用が
かかり、回転炉床法で製造した還元鉄を溶鉱炉でしよう
とすることは経済的ではなかった。したがって、回転炉
床法で製造された還元鉄ペレットを溶鉱炉で直接使用で
きるための高強度の還元鉄ペレットの製造方法が望まれ
ていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転炉床式焼
成還元炉内にて、還元材として炭素含有物を混合した酸
化鉄のペレットを還元する操業方法において、反応温度
を１４００℃以下として、還元反応後の還元鉄ペレット
内残留炭素比率を４％以下とすることを特徴とする還元
鉄ペレットの製造方法にある。即ち、本発明において
は、回転炉床法で製造した還元鉄ペレットを溶鉱炉にて
直接使用する目的にかなった高強度の還元鉄ペレットの
経済的な製造技術を提供するものである。
成還元炉内にて、還元材として炭素含有物を混合した酸
化鉄のペレットを還元する操業方法において、反応温度
を１４００℃以下として、還元反応後の還元鉄ペレット
内残留炭素比率を４％以下とすることを特徴とする還元
鉄ペレットの製造方法にある。即ち、本発明において
は、回転炉床法で製造した還元鉄ペレットを溶鉱炉にて
直接使用する目的にかなった高強度の還元鉄ペレットの
経済的な製造技術を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】回転炉床内で、石炭、コークス、
その他の炭素源を混合した酸化鉄を主体とするペレット
（以下、生ペレットと称す）を加熱して、生ペレット内
にて、 Ｃ＋Ｆｅt Ｏ＝ＣＯ＋ｔＦｅ ＣＯ＋Ｆｅt Ｏ＝ＣＯ2 ＋ｔＦｅ の反応により、金属鉄を生じる。１０００℃程度からこ
の反応が始まるが、１２００℃以上では、反応が特に活
発となり、回転炉床の生産性が向上するため、一般的に
は、１２００℃以上の反応温度で操業を行っている。
その他の炭素源を混合した酸化鉄を主体とするペレット
（以下、生ペレットと称す）を加熱して、生ペレット内
にて、 Ｃ＋Ｆｅt Ｏ＝ＣＯ＋ｔＦｅ ＣＯ＋Ｆｅt Ｏ＝ＣＯ2 ＋ｔＦｅ の反応により、金属鉄を生じる。１０００℃程度からこ
の反応が始まるが、１２００℃以上では、反応が特に活
発となり、回転炉床の生産性が向上するため、一般的に
は、１２００℃以上の反応温度で操業を行っている。
【０００９】本発明者らは、図１に示す回転炉床の実験
炉において、種々の実験を行い、溶鉱炉での使用に耐え
うる高強度の還元鉄ペレットの製造方法を研究した結
果、反応温度と反応終了後の炭素含有率（以下、残留Ｃ
率とも称す）を所定の範囲にすることにより、所期の目
的にあった高強度の還元鉄ペレットを製造する方法を見
いだした。
炉において、種々の実験を行い、溶鉱炉での使用に耐え
うる高強度の還元鉄ペレットの製造方法を研究した結
果、反応温度と反応終了後の炭素含有率（以下、残留Ｃ
率とも称す）を所定の範囲にすることにより、所期の目
的にあった高強度の還元鉄ペレットを製造する方法を見
いだした。
【００１０】図１において、１は発熱体であり、アルミ
ナ管２の炉床に置かれたアルミナボート３の上にペレッ
ト４を置いて上下方向から焼成する。アルミナ管の端部
は栓でふさがれており、栓の中央を貫通して窒素ガスを
吹き込む窒素ガス管５が差し込まれている。６は熱電対
であり、レコーダー７を介して装置内の温度を予定の温
度に保っている。
ナ管２の炉床に置かれたアルミナボート３の上にペレッ
ト４を置いて上下方向から焼成する。アルミナ管の端部
は栓でふさがれており、栓の中央を貫通して窒素ガスを
吹き込む窒素ガス管５が差し込まれている。６は熱電対
であり、レコーダー７を介して装置内の温度を予定の温
度に保っている。
【００１１】まず、生ペレットの炭素含有率を種々変え
て、１３００℃の炉内にて、反応させる実験を行った。
その結果、を表１に示すように、反応終了後の還元鉄ペ
レット内炭素含有率（残留Ｃ率）が低い方が圧潰強度が
高いことを見いだした。前述したように、溶鉱炉で使用
できるペレットの圧潰強度は、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
であることから、反応終了後の還元鉄ペレット内炭素含
有率が４％以下であれば、溶鉱炉で使用できる強度の還
元鉄ペレットを製造できることを見いだした。
て、１３００℃の炉内にて、反応させる実験を行った。
その結果、を表１に示すように、反応終了後の還元鉄ペ
レット内炭素含有率（残留Ｃ率）が低い方が圧潰強度が
高いことを見いだした。前述したように、溶鉱炉で使用
できるペレットの圧潰強度は、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
であることから、反応終了後の還元鉄ペレット内炭素含
有率が４％以下であれば、溶鉱炉で使用できる強度の還
元鉄ペレットを製造できることを見いだした。
【００１２】
【表１】
【００１３】次に、反応温度の影響を調査するために、
高強度の還元鉄ペレットの製造条件である反応終了後の
炭素含有率が約２％になるように、炭素含有率を調整し
た生ペレットを使用して、種々の温度で、反応させた還
元鉄ペレットの強度を調査した。その結果、表２に示す
ように、反応温度が１４００℃超では、強度の低下が認
められ、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の強度しか得られない
ことを見いだした。
高強度の還元鉄ペレットの製造条件である反応終了後の
炭素含有率が約２％になるように、炭素含有率を調整し
た生ペレットを使用して、種々の温度で、反応させた還
元鉄ペレットの強度を調査した。その結果、表２に示す
ように、反応温度が１４００℃超では、強度の低下が認
められ、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の強度しか得られない
ことを見いだした。
【００１４】
【表２】
【００１５】実験を行った還元鉄ペレットの組織分析を
行ったところ、高強度の還元鉄ペレットでは、金属鉄が
ペレット全体に分布しており、金属鉄のネットワークに
より、強度が発現していることを見いだした。特に、均
一に金属鉄のネットワークが形成された還元鉄ペレット
では、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高強度のものも得ら
れている。
行ったところ、高強度の還元鉄ペレットでは、金属鉄が
ペレット全体に分布しており、金属鉄のネットワークに
より、強度が発現していることを見いだした。特に、均
一に金属鉄のネットワークが形成された還元鉄ペレット
では、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の高強度のものも得ら
れている。
【００１６】一方、反応終了後の炭素含有率が高く、強
度の低い還元鉄ペレットでは、ペレット内の金属鉄が、
局所的に粒状となって、還元鉄ペレット全体にわたるネ
ットワークを形成しておらず、その結果、強力な結合が
形成されていなかった。この場合の金属鉄は、残留炭素
を固溶した形態であり、融点が下がって、１３００℃程
度の温度でも、溶融化して、還元鉄ペレット内にほぼ均
一に分散している不純物との分離により、小径の粒状と
なっていた。その結果、還元鉄ペレット前提にわたる金
属鉄のネットワークが形成されなかったことが判明し
た。その結果、炭素含有率が高い場合は、溶鉱炉に直接
使用できないものしか製造できなかった。
度の低い還元鉄ペレットでは、ペレット内の金属鉄が、
局所的に粒状となって、還元鉄ペレット全体にわたるネ
ットワークを形成しておらず、その結果、強力な結合が
形成されていなかった。この場合の金属鉄は、残留炭素
を固溶した形態であり、融点が下がって、１３００℃程
度の温度でも、溶融化して、還元鉄ペレット内にほぼ均
一に分散している不純物との分離により、小径の粒状と
なっていた。その結果、還元鉄ペレット前提にわたる金
属鉄のネットワークが形成されなかったことが判明し
た。その結果、炭素含有率が高い場合は、溶鉱炉に直接
使用できないものしか製造できなかった。
【００１７】また、高温での反応の場合には、反応終了
後の炭素含有率の低いものにおいても、同様の現象が発
生するため、金属鉄のネットワークが形成されなかっ
た。１４００℃超の高温では、還元鉄ペレットの強度は
低く、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下であり、溶鉱炉に使用で
きないものであった。したがって、回転炉床法にて、炉
内の反応温度１４００℃以下、反応終了後の残留炭素比
率４％以下の条件を満足することにより、圧潰強度５０
ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の還元鉄ペレットを製造でき、これ
を溶鉱炉で直接使用できることを、本発明者らは見いだ
した。
後の炭素含有率の低いものにおいても、同様の現象が発
生するため、金属鉄のネットワークが形成されなかっ
た。１４００℃超の高温では、還元鉄ペレットの強度は
低く、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下であり、溶鉱炉に使用で
きないものであった。したがって、回転炉床法にて、炉
内の反応温度１４００℃以下、反応終了後の残留炭素比
率４％以下の条件を満足することにより、圧潰強度５０
ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上の還元鉄ペレットを製造でき、これ
を溶鉱炉で直接使用できることを、本発明者らは見いだ
した。
【００１８】
【実施例】本発明で得られた操業条件において、回転炉
床法にて操業条件を適正に行った結果、以下に示される
高強度の還元鉄ペレットを製造でき、溶鉱炉で使用する
ことができた。 操業結果： 生ペレット Ｃ１５％、Ｔ．Ｆｅ５１％ 径１５ｍｍ 反応温度 １３００℃ 反応時間 １５分間 還元鉄ペレット Ｃ２％、Ｔ．Ｆｅ７７％（金属鉄６５
％） 径１３ｍｍ 圧潰強度 １３５ｋｇｆ／ｃｍ2
床法にて操業条件を適正に行った結果、以下に示される
高強度の還元鉄ペレットを製造でき、溶鉱炉で使用する
ことができた。 操業結果： 生ペレット Ｃ１５％、Ｔ．Ｆｅ５１％ 径１５ｍｍ 反応温度 １３００℃ 反応時間 １５分間 還元鉄ペレット Ｃ２％、Ｔ．Ｆｅ７７％（金属鉄６５
％） 径１３ｍｍ 圧潰強度 １３５ｋｇｆ／ｃｍ2
【００１９】
【発明の効果】本発明の回転炉床法により、炉内の反応
温度１４００℃以下、反応終了後の残留炭素比率４％以
下の条件を満足することにより、圧潰強度５０ｋｇｆ／
ｃｍ2以上の還元鉄ペレットを製造でき、これを溶鉱炉
で直接使用できることとなり、還元鉄ペレットを溶鉱炉
にて直接使用するという目的にかなった高強度の還元鉄
ペレットの経済的な製造技術を提供可能となった。
温度１４００℃以下、反応終了後の残留炭素比率４％以
下の条件を満足することにより、圧潰強度５０ｋｇｆ／
ｃｍ2以上の還元鉄ペレットを製造でき、これを溶鉱炉
で直接使用できることとなり、還元鉄ペレットを溶鉱炉
にて直接使用するという目的にかなった高強度の還元鉄
ペレットの経済的な製造技術を提供可能となった。
【図１】本発明の実験に用いた電気炉焼成還元装置の概
略図である。
略図である。
【符号の説明】 １ 発熱体 ２ アルミナ管 ３ アルミナボート ４ ペレット ５ 窒素ガス管 ６ 熱電対 ７ レコーダー
Claims (1)
- 【請求項１】 回転炉床式焼成還元炉内にて、還元材と
して炭素含有物を混合した酸化鉄のペレットを還元する
操業方法において、反応温度を１４００℃以下として、
還元反応後の還元鉄ペレット内残留炭素比率を４％以下
とすることを特徴とする還元鉄ペレットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20311598A JP2000034526A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 還元鉄ペレットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20311598A JP2000034526A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 還元鉄ペレットの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000034526A true JP2000034526A (ja) | 2000-02-02 |
Family
ID=16468657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20311598A Pending JP2000034526A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 還元鉄ペレットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000034526A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003025231A1 (fr) * | 2001-09-14 | 2003-03-27 | Nippon Steel Corporation | Procede de production d'un agregat de fer reduit dans un four de reduction a sole rotative, agregat de fer reduit et procede de production de fonte brute |
| WO2011010669A1 (ja) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | 株式会社神戸製鋼所 | アルカリ含有製鉄ダストを原料とする還元鉄の製造装置および製造方法 |
| WO2011010667A1 (ja) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄製造用炭材内装塊成化物およびそれを用いた還元鉄製造方法 |
| JP2011202227A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Kobe Steel Ltd | 炭材内装塊成化物およびその製造方法、ならびにそれを用いた還元鉄製造方法 |
| JP2013087344A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Kobe Steel Ltd | 還元鉄の製造方法 |
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-
1998
- 1998-07-17 JP JP20311598A patent/JP2000034526A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2003025231A1 (fr) * | 2001-09-14 | 2003-03-27 | Nippon Steel Corporation | Procede de production d'un agregat de fer reduit dans un four de reduction a sole rotative, agregat de fer reduit et procede de production de fonte brute |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040914 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050201 |