JP2000292069A - Manufacture of reducing metal from metal content and movable furnace hearth for manufacturing reducing metal - Google Patents

Manufacture of reducing metal from metal content and movable furnace hearth for manufacturing reducing metal

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JP2000292069A
JP2000292069A JP11067525A JP6752599A JP2000292069A JP 2000292069 A JP2000292069 A JP 2000292069A JP 11067525 A JP11067525 A JP 11067525A JP 6752599 A JP6752599 A JP 6752599A JP 2000292069 A JP2000292069 A JP 2000292069A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reducing metal of high quality having small content of a gangue or an ash content and little pores by heating to reduce a raw material deposited on a hearth of a movable furnace and simultaneously melting at least once the material in the case of charging the raw material containing metal and a solid reducing agent in the hearth of the furnace, heating it, and manufacturing the reducing metal. SOLUTION: In the case of manufacturing the reducing metal, first a solid reducing agent layer 1 is formed on a hearth 11, and a plurality of recesses 1a are formed on the layer 1. Then, a raw material 2 is charged in the layer 1, heated, metal in the material 2 is reduced by a solid reducing agent, a reduced product 3 containing a gangue is generated, and a slag containing an ash content of the agent as a main body is generated. Then, the raw material is melted, separated into a metal 4 and a slag 5, they are dispersed and fed in the respective recesses 1a. Thereafter, they are cooled, and solidified metal and slag 5 are separated from the hearth 11 by the solid agent, and easily discharged out of the furnace as individual small lumps.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属含有物からの
還元金属の製造方法および還元金属製造用移動型炉床炉
に関し、とくに加熱される炉内を水平方向に移動する炉
床上に金属含有物を装入し堆積させ、その炉床が移動す
る間に該金属含有物を加熱還元して還元金属を連続的に
製造するほとこの方法の実施に用いられる移動型炉床炉
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing reduced metal from metal-containing material and a movable hearth furnace for producing reduced metal, and more particularly to a method for producing metal containing reduced metal on a hearth moving horizontally in a furnace to be heated. More specifically, the present invention relates to a movable hearth furnace used for continuously producing reduced metal by heating and reducing the metal-containing material while the hearth moves while the hearth moves.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼は、一般に転炉か電気炉にて製造され
るのが普通である。このうち、電気炉法は、スクラップ
や還元鉄を、電気エネルギーを使って加熱溶融し、場合
によっては、さらに精錬することにより鋼にしている。
ただし、近年、スクラップ需給が逼迫していること、お
よびより高品質の鋼への要求が高くなってきたことか
ら、スクラップに代えて還元鉄を使用する傾向が見られ
る。
2. Description of the Related Art Steel is generally manufactured in a converter or an electric furnace. Among these, the electric furnace method heats and melts scrap and reduced iron using electric energy and, in some cases, further refines it to steel.
However, in recent years, there has been a tendency to use reduced iron instead of scrap due to the tight supply and demand of scrap and the increasing demand for higher quality steel.

【0003】こうした要請に応えられるべく開発された
還元鉄製造プロセスのひとつとして、水平方向に移動す
る炉床上に、鉄鉱石と固体還元剤とを装入し、上方から
輻射伝熱によって鉄鉱石を加熱, 還元することにより還
元鉄を製造する、移動炉床炉法が知られている (特開昭
63−108188号公報) 。この方法の実施に際して用いられ
る移動型炉床炉は、図示されているように、炉床が水平
に移動する過程で装入原料を加熱できる形式の炉であ
り、水平に移動する炉床が、図1に示すような環状 (旋
回) 移動する形式をとるのが普通であり、この形態の移
動型炉床炉を通常、回転炉床炉とも呼んでいる。
[0003] As one of the reduced iron production processes developed to meet such demands, iron ore and a solid reducing agent are charged on a horizontally moving hearth, and the iron ore is transferred from above by radiant heat transfer. A moving hearth furnace method for producing reduced iron by heating and reducing is known (see,
63-108188). The movable hearth furnace used in carrying out this method is, as shown, a furnace capable of heating the charged material in the process of moving the hearth horizontally. It usually takes the form of an annular (swirl) movement as shown in FIG. 1, and this type of movable hearth furnace is usually called a rotary hearth furnace.

【0004】従来、この回転炉床炉は、図1(a)に示
すように、原料の供給側から排出側に向かって、予熱帯
10a、還元帯10bおよび冷却帯10dに区画された環状の
炉体10を有し、その炉体内には、環状の炉床11が回転移
動するように支持してある。その回転する炉床11上に
は、図1(b)に示すように、例えば鉄鉱石と固体還元
剤との混合物からなる原料2が装入される。その原料と
しては、炭材内装ペレットが好適に用いられる。なお、
この炉床11は、表面に耐火物が施工してあるが、たとえ
ば粒状耐火物を堆積させたものであってもよい。そし
て、この炉体10の上部には、バーナー13を配設し、この
バーナー13を熱源として、炉床11上に堆積させた鉄鉱石
等の金属含有酸化物を還元剤介在の下に加熱して還元し
還元鉄とする。なお、図1において、符号14は原料を炉
床上へ装入する装入装置、符号15は還元物を排出する排
出装置である。
Conventionally, as shown in FIG. 1 (a), this rotary hearth furnace is pre-tropical from the supply side of the raw material to the discharge side.
It has an annular furnace body 10 partitioned into 10a, a reduction zone 10b, and a cooling zone 10d, in which an annular hearth 11 is supported so as to rotate. As shown in FIG. 1 (b), a raw material 2 made of a mixture of, for example, iron ore and a solid reducing agent is charged onto the rotating hearth 11. As the raw material, carbonaceous material interior pellets are suitably used. In addition,
The hearth 11 has a refractory applied to the surface, but may be, for example, a granular refractory deposited thereon. A burner 13 is provided on the upper part of the furnace body 10, and a metal-containing oxide such as iron ore deposited on the furnace floor 11 is heated using the burner 13 as a heat source under a reducing agent. To reduce iron. In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a charging device for charging the raw material onto the hearth, and reference numeral 15 denotes a discharge device for discharging the reduced product.

【0005】上記の移動型炉床炉の操業に当たって、炉
体10内の雰囲気温度は通常、1300℃程度にするのが好適
である。そして、還元処理が終了した後の還元生成物
は、炉外での酸化防止と、ハンドリングを容易にするた
めに、回転する炉床11上の冷却帯10dにおいて冷却した
上で炉外に排出する。
[0005] In the operation of the above-mentioned movable hearth furnace, it is preferable that the atmospheric temperature in the furnace body 10 is usually about 1300 ° C. Then, the reduction product after the completion of the reduction treatment is cooled in a cooling zone 10d on the rotating hearth 11 and discharged outside the furnace in order to prevent oxidation outside the furnace and facilitate handling. .

【0006】なお、従来の移動型炉床炉法 (特開昭63−
108188号公報) の操業においては、鉄鉱石と固体還元剤
との間で起こる還元反応によって還元を進行させるが、
原料層の厚みを薄くし、炉床の移動速度を速くすること
で生産性の向上を図っている。
A conventional moving hearth furnace method (Japanese Patent Laid-Open No.
In the operation of No. 108188), the reduction proceeds by a reduction reaction occurring between the iron ore and the solid reducing agent,
The productivity is improved by reducing the thickness of the raw material layer and increasing the moving speed of the hearth.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な金
属含有物、例えば鉄鉱石は、その産地によって差はある
ものの、多くの脈石成分を含み、一方、固体還元剤であ
る石炭、石炭チャー、コークスには多くの灰分が含まれ
ている。そのために、還元反応によってのみ還元鉄を製
造しようとすると、製品である還元鉄に多くの脈石が残
留することが避けられず、さらには還元剤中の灰分もこ
の還元鉄中に付着して混入するという問題があった。
By the way, general metal-containing materials, such as iron ore, contain many gangue components, though depending on the place of production, and on the other hand, coal and coal char as solid reducing agents. However, coke contains a lot of ash. Therefore, if it is attempted to produce reduced iron only by a reduction reaction, it is inevitable that many gangues remain in the product reduced iron, and furthermore, the ash in the reducing agent also adheres to this reduced iron. There was a problem of mixing.

【0008】もし、脈石や灰分を多く含む還元鉄を電気
炉に装入すると、脱燐および脱硫を行うためのスラグ塩
基度調整用石灰の使用量が多くなり、コストの増加を招
くだけでなく、石灰の滓化に必要な熱量増加に伴う電力
使用量の増加を余儀なくされるという課題があった。さ
らに、還元反応のみによって得られた還元鉄というの
は、通常、多くの気孔が存在し、そのために大気中に保
管すると再酸化される割合が高く、製品品質の低下を招
くだけでなく、再酸化時の発熱で火災を起こす危険さえ
もあった。また、このような還元鉄は、気孔の存在でそ
の見かけ密度が小さく、電気炉で使用する時にスラグ上
に浮遊し、溶解精錬がスムーズにできないこともあっ
た。しかも、得られた還元鉄が大きすぎると、電気炉で
の溶解に時間がかかり、電気炉の生産性を低下させるの
で、適当な大きさのものにすることが不可欠であった。
If reduced iron containing a large amount of gangue and ash is charged into an electric furnace, the amount of lime used for adjusting the basicity of slag for dephosphorization and desulfurization increases, resulting in only an increase in cost. However, there has been a problem that the amount of power consumption must be increased due to an increase in the amount of heat required for lime slag formation. Furthermore, the reduced iron obtained only by the reduction reaction usually has many pores, and therefore, when stored in the air, the ratio of reoxidation is high. There was even a risk of a fire from the heat generated during oxidation. In addition, such reduced iron has a small apparent density due to the presence of pores, and floats on slag when used in an electric furnace, so that melting and refining may not be performed smoothly. In addition, if the obtained reduced iron is too large, it takes a long time to dissolve it in an electric furnace, which lowers the productivity of the electric furnace.

【0009】従って、従来の移動型炉床炉の操業では、
できるだけ脈石成分の少ない高品位鉄鉱石を使用すると
共に、還元剤としても灰分の少ないものを使用すること
が求められていた。しかし、良質の鉄鉱石や良質の石炭
資源は不足しているのが実情であり、現実には低品位の
ものを使用せざるを得ないのが実情である。
Accordingly, in the operation of the conventional movable hearth furnace,
It has been required to use a high-grade iron ore having as little gangue component as possible and to use a reducing agent having a low ash content. However, the fact is that there is a shortage of high-quality iron ore and high-quality coal resources, and in reality, low-grade iron ore must be used.

【0010】このような背景から、移動型炉床炉法の操
業にあっては、金属成分と脈石成分とを効果的に分離回
収する方法の確立が必要になってきた。すなわち、金属
成分と脈石成分を完全に分離するには、還元操業に際し
て還元鉄と脈石および灰分とを溶融分離することが有効
である。つまり、この還元操業に当たって、溶融メタル
と溶融スラグを生成させればよいことがわかる。
[0010] From such a background, in the operation of the movable hearth furnace method, it has become necessary to establish a method for effectively separating and recovering the metal component and the gangue component. That is, in order to completely separate the metal component and the gangue component, it is effective to melt and separate the reduced iron, the gangue and the ash during the reduction operation. In other words, it can be seen that in this reduction operation, the molten metal and the molten slag may be generated.

【0011】本発明の主たる目的は、脈石や灰分の含有
率ならびに気孔が少なく適当な大きさの良品質の還元金
属を製造することにある。本発明の他の目的は、良品質
の還元金属を耐火物原単位や電気エネルギーの増大をも
たらすことなく低コストで容易に製造する技術を確立す
ることにある。本発明のさらに他の目的は、製品の保管
性に優れ、ハンドリングに便利な還元金属を製造するこ
とにある。
A main object of the present invention is to produce a high-quality reduced metal of a suitable size having a small content of gangue and ash and a small amount of pores. Another object of the present invention is to establish a technology for easily producing low-quality reduced-metals easily at low cost without increasing the refractory unit consumption and electric energy. Still another object of the present invention is to produce a reduced metal which is excellent in storability of a product and convenient for handling.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】従来技術が抱える上述し
た課題を解決する方法として、本発明は第1に、金属含
有物および固体還元剤を含む原料を、移動型炉床炉の水
平移動する炉床上に装入し、その炉床が炉内で移動する
間に前記原料を加熱することにより還元金属を得るに当
たり、前記炉床上に装入堆積させた原料を加熱還元する
と同時に、少なくとも一度は溶融状態に導くことを特徴
とする金属含有物からの還元金属の製造方法を提案す
る。
As a method for solving the above-mentioned problems in the prior art, the present invention firstly moves a raw material containing a metal-containing material and a solid reducing agent horizontally in a movable hearth furnace. In order to obtain the reduced metal by heating the raw material while charging the hearth while moving the furnace hearth, the raw material charged and deposited on the hearth is reduced at least once. A method for producing a reduced metal from a metal-containing material, which is characterized by leading to a molten state, is proposed.

【0013】本発明は第2に、金属含有物および固体還
元剤を含む原料を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上
に装入し、その炉床が炉内で移動する間に前記原料を加
熱することにより還元金属を得るに当たり、前記炉床上
に固体還元剤層を形成するとともに、その固体還元剤層
上に前記原料を装入堆積させて加熱還元し、少なくとも
一度は溶融状態に導くことを特徴とする金属含有物から
の還元金属の製造方法を提案する。
[0013] Second, a raw material containing a metal-containing substance and a solid reducing agent is charged on a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and the raw material is moved while the hearth moves in the furnace. Upon obtaining the reduced metal by heating the raw material, a solid reducing agent layer is formed on the hearth, and the raw material is charged and deposited on the solid reducing agent layer to reduce by heating, and at least once in a molten state A method for producing a reduced metal from a metal-containing material, which is characterized by being led, is proposed.

【0014】本発明は第3に、金属含有物および固体還
元剤を含む原料を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上
に装入し、その炉床が炉内で移動する間に前記原料を加
熱することにより還元金属を得るに当たり、前記炉床上
に固体還元剤層を形成するとともに、その固体還元剤層
上に前記原料を装入堆積させて加熱還元し、少なくとも
一度は溶融状態に導き、かつ得られた溶融物粒子を固体
還元剤層表面に点在保持して冷却することを特徴とする
金属含有物からの還元金属の製造方法を提案する。
[0014] Thirdly, a raw material containing a metal-containing substance and a solid reducing agent is charged onto a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and the raw material is moved while the hearth moves in the furnace. Upon obtaining the reduced metal by heating the raw material, a solid reducing agent layer is formed on the hearth, and the raw material is charged and deposited on the solid reducing agent layer to reduce by heating, and at least once in a molten state The present invention proposes a method for producing reduced metal from a metal-containing material, wherein the method is characterized in that the molten metal particles are cooled while being dispersed on the surface of a solid reducing agent layer.

【0015】本発明は第4に、金属含有物および固体還
元剤を含む原料を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上
に装入し、その炉床が炉内で移動する間に前記原料を加
熱することにより還元金属を得るに当たり、前記炉床上
に固体還元剤層を形成するとともに、その固体還元剤層
上への原料の装入に際して、固体還元剤層の表面に多数
の凸凹が生成するように堆積させ、その後加熱還元する
と同時に、少なくとも一度は溶融状態に導き、かつ得ら
れた溶融物粒子を固体還元剤層表面に点在保持して冷却
することを特徴とする金属含有物からの還元金属の製造
方法を提案する。
[0015] Fourth, the present invention is characterized in that a raw material containing a metal-containing substance and a solid reducing agent is charged onto a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and the raw material is moved while the hearth moves in the furnace. In obtaining the reduced metal by heating the raw material, a solid reducing agent layer is formed on the hearth, and when charging the raw material onto the solid reducing agent layer, a number of irregularities are formed on the surface of the solid reducing agent layer. A metal-containing material, which is deposited so as to be formed, and then reduced by heating, at the same time, is brought into a molten state at least once, and the obtained melt particles are cooled while being dispersed on the surface of the solid reducing agent layer. We propose a method for producing reduced metals from methane.

【0016】本発明は第5に、金属含有物および固体還
元剤を含む原料を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上
に装入し、その炉床が炉内で移動する間に前記原料を加
熱することにより還元金属を得るに当たり、前記炉床上
に固体還元剤層を形成するとともに、その固体還元剤層
の表面に多数の凹部を形成し、その固体還元剤層の上面
に前記原料を装入堆積させて加熱還元し、かつ原料を炉
床上で少なくとも一度は溶融状態に導き、かつ得られた
溶融物粒子を固体還元剤層表面に点在保持して冷却する
ことを特徴とする金属含有物からの還元金属の製造方法
を提案する。
[0015] Fifthly, the present invention is characterized in that a raw material containing a metal-containing substance and a solid reducing agent is charged onto a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and while the hearth moves in the furnace, Upon obtaining the reduced metal by heating the raw material, a solid reducing agent layer is formed on the hearth, a large number of recesses are formed on the surface of the solid reducing agent layer, and the raw material is formed on the upper surface of the solid reducing agent layer. And reducing by heating, and introducing the raw material into a molten state at least once on a hearth floor, and cooling the obtained molten particles by keeping the obtained molten particles scattered on the surface of the solid reducing agent layer. A method for producing reduced metals from metal inclusions is proposed.

【0017】本発明においては、炉床上を覆う固体還元
剤層中もしくはその表面にフラックスを混入または散在
させることが好ましい。本発明においては、炉床表面を
覆う固体還元剤層の少なくとも炉床に接する側に、不軟
化溶融層を設けることが好ましい。本発明においては、
炉床上を覆う固体還元剤の層厚を5mm以上にすることが
好ましい。本発明においては、上記原料を固体還元剤層
上に装入堆積させる際、異種の原料を積層して堆積層と
することが好ましい。本発明においては、還元生成物の
うち塊状メタル、塊状スラグを篩分けして得られる篩下
の粉状回収物の全部または一部を、上記原料中に混合し
て再使用することが好ましい。本発明においては、上記
原料は、金属含有物中にZnおよび/またはPbを含むこと
が好ましい。本発明においては、移動型炉床炉内の雰囲
気は、少なくとも原料が溶融する領域を還元性にするこ
とが好ましい。本発明においては、上記原料の中の固体
還元剤以外の全部または一部を、移動型炉床炉外におい
て予熱し、その後固体還元剤と混合した上で移動型炉床
炉内に装入することが好ましい。
In the present invention, it is preferable to mix or scatter flux in or on the surface of the solid reducing agent layer covering the hearth. In the present invention, it is preferable to provide an unsoftened molten layer on at least the side of the solid reducing agent layer covering the hearth surface, which is in contact with the hearth. In the present invention,
The layer thickness of the solid reducing agent covering the hearth is preferably 5 mm or more. In the present invention, when the above raw materials are charged and deposited on the solid reducing agent layer, it is preferable that different types of raw materials are stacked to form a deposited layer. In the present invention, it is preferable that all or a part of the powdery recovered material under the sieve obtained by sieving the lump metal and the lump slag among the reduction products is mixed with the above-mentioned raw materials and reused. In the present invention, the raw material preferably contains Zn and / or Pb in the metal-containing material. In the present invention, it is preferable that the atmosphere in the movable hearth furnace has a reducing property at least in a region where the raw material is melted. In the present invention, all or a part of the raw material other than the solid reducing agent is preheated outside the moving hearth furnace, and then mixed with the solid reducing agent and charged into the moving hearth furnace. Is preferred.

【0018】本発明において用いる原料について、金属
含有物としては、鉄鉱石、Cr鉱石、Ni鉱石、砂鉄、還元
鉄粉、製鉄ダスト、ステンレス精錬ダスト、製鉄スラッ
ジなどの鉄分, Ni分, Cr分等の金属を含有するものが用
いられる。また、固体還元剤としては、石炭チャー、コ
ークス、一般炭、無煙炭などが使用できる。これらの金
属含有物および固体還元剤は、それぞれ単一の種類のも
のを使用してもよいし、また各々2種以上のものを混合
して使用してもよい。このような金属含有物と固体還元
剤とを混合して装入原料とする。装入原料中の固体還元
剤の量は50重量%以下が好ましい。固体還元剤が最大
でも50重量%程度混合されていれば、通常の金属含有
物の還元は十分達成できるからである。また、固体還元
剤が過剰に混合されていると装入原料の溶融時にメタル
やスラグの凝集を阻害して、生成する粒子が小粒径とな
ることがあるので、生成するメタルを所定の大きさにし
たい場合は、装入原料中の固体還元剤の重量比は30重
量%以下がより好ましい。なお、この原料には、溶融時
に還元金属、灰分の溶融を容易にするために、副原料を
添加してもよい。その副原料としては、製鋼スラグ、石
灰石、蛍石、蛇紋石、ドロマイトなどが使用できる。ま
た、この原料は、8mm程度以下の粉、あるいはあらかじ
めブリケットやペレット等の塊状化したものが使用でき
る。
Regarding the raw materials used in the present invention, examples of the metal-containing materials include iron ore, Ni or Cr, such as iron ore, Cr ore, Ni ore, iron sand, reduced iron powder, iron making dust, stainless smelting dust, and iron making sludge. Is used. Further, as the solid reducing agent, coal char, coke, steam coal, anthracite, and the like can be used. Each of these metal-containing substances and solid reducing agents may be used alone or in combination of two or more. Such a metal-containing material and a solid reducing agent are mixed to form a charge. The amount of the solid reducing agent in the charge is preferably 50% by weight or less. This is because if the solid reducing agent is mixed at a maximum of about 50% by weight, ordinary reduction of metal-containing substances can be sufficiently achieved. Also, if the solid reducing agent is excessively mixed, the aggregation of the metal or slag is inhibited when the charged raw material is melted, and the generated particles may have a small particle size. If it is desired, the weight ratio of the solid reducing agent in the charge is more preferably 30% by weight or less. In addition, an auxiliary material may be added to this raw material in order to facilitate the melting of the reduced metal and ash during melting. Steelmaking slag, limestone, fluorite, serpentine, dolomite, and the like can be used as auxiliary materials. Further, as this raw material, powder having a size of about 8 mm or less or agglomerated materials such as briquettes and pellets can be used.

【0019】一方、炉床上に敷きつめる形態で用いられ
る上記固体還元剤層は、原料中に混合するものと同じ還
元剤を使用しても良いし、別種の固体還元剤を使用して
もよい。この固体還元剤の粒径は、上記原料の溶融時に
固体還元剤層を浸透して炉床耐火物へ溶融物が達しない
程度の大きさに調整すればよい。このためには8mmてい
ど以下の粉を使用できる。より好ましくは5mm程度以下
に調整すればよい。
On the other hand, the solid reducing agent layer used in the form of being laid on the hearth may use the same reducing agent as that mixed in the raw materials, or may use another kind of solid reducing agent. . The particle size of the solid reducing agent may be adjusted to such a size that the molten material does not penetrate the solid reducing agent layer and reach the hearth refractory. For this purpose the following powders of 8 mm can be used. More preferably, it may be adjusted to about 5 mm or less.

【0020】炉床またはその上に形成した上記固体還元
剤層の上に装入した原料は、加熱還元、溶融されてメタ
ルとスラグとを生成する。このとき、原料の装入は、伝
熱効率を考慮して炉床上のほぼ全表面に均一に堆積させ
ることが好ましい。そして、原料が昇温され溶融してメ
タルおよびスラグに分離したときには、メタルおよびス
ラグはそれぞれに凝集し、それらが自身の表面張力によ
り、固体還元剤層表面において分散状態で点在した状態
を維持する。このメタル・スラグの点在を確実に実現す
るために本発明では、好ましくは、固体還元剤層の表面
に凹部を形成してそこに集めることで、メタルおよびス
ラグの点在化と分離格納を実現する。
The raw material charged on the hearth or on the solid reducing agent layer formed thereon is heated and reduced and melted to generate metal and slag. At this time, it is preferable to charge the raw materials uniformly on almost the entire surface on the hearth in consideration of the heat transfer efficiency. Then, when the raw material is heated and melted and separated into metal and slag, the metal and slag are agglomerated respectively, and maintain a state in which they are dispersed and dispersed on the surface of the solid reducing agent layer due to their own surface tension. I do. In order to surely realize the scatter of the metal slag, in the present invention, preferably, by forming a concave portion on the surface of the solid reducing agent layer and collecting the concave portion, the scattered metal and the slag are separated and stored. Realize.

【0021】炉床上に装入する原料の量については、次
のように考えられる。通常、溶融したメタル、スラグの
体積は、原料の体積に対して10〜60 vol%程度に収
縮する。従って、固体還元剤層表面に形成した凹部の内
部空間の総体積に対して、その10倍程度までの量の原
料を装入することができる。望ましくは、炉内への原料
の装入量を、固体還元剤層表面に凹部が形成されていれ
ば、その凹部内を溶融メタルおよびスラグが充満する程
度を限度とする。
The amount of the raw material charged on the hearth is considered as follows. Usually, the volume of the molten metal or slag shrinks to about 10 to 60 vol% with respect to the volume of the raw material. Therefore, the raw material can be charged in an amount up to about 10 times the total volume of the internal space of the concave portion formed on the surface of the solid reducing agent layer. Desirably, the amount of the raw material charged into the furnace is limited to the extent that the molten metal and the slag fill the concave portion if the concave portion is formed on the surface of the solid reducing agent layer.

【0022】また、本発明は、還元金属製造方法の実施
に当たっては、下記の要旨構成にかかる移動型炉床炉を
用いることが有効である。即ち、その移動型炉床炉は、
水平移動する炉床と、その炉床の上を覆う炉体と、前記
炉床上へ金属含有物および固体還元剤等からなる装入物
を装入するための装入装置と、炉床上の装入物を加熱す
る加熱手段と、装入物の加熱によって生成した還元生成
物とスラグを冷却する冷却手段と、冷却された還元生成
物とスラグを排出する排出手段とを有する移動型炉床炉
であって、前記装入装置から排出装置に向かう炉体内
に、装入物を予熱する予熱帯と、装入物を還元する還元
帯と、装入物を溶融, 還元する溶融帯と、そして溶融し
た還元生成物とスラグとを冷却する冷却帯とを設けてな
る還元金属製造用移動型炉床炉である。
In the present invention, in carrying out the method for producing reduced metal, it is effective to use a movable hearth furnace having the following structure. That is, the movable hearth furnace is
A horizontally moving hearth, a furnace body covering the hearth, a charging device for charging a metal-containing material, a solid reducing agent and the like onto the hearth, and a charging device on the hearth A mobile hearth furnace having a heating means for heating a charge, a cooling means for cooling a reduction product and slag generated by heating the charge, and a discharge means for discharging the cooled reduction product and slag In the furnace body from the charging device to the discharge device, a pre-tropical zone for preheating the charged material, a reduction zone for reducing the charged material, a melting zone for melting and reducing the charged material, and This is a movable hearth furnace for reducing metal production, which is provided with a cooling zone for cooling a molten reduction product and slag.

【0023】とくに、この移動型炉床炉では、炉床の上
面および炉体の内側面はいずれも耐火物で形成し、高温
の炉内温度に耐える構造にすることが好ましい。この炉
には加熱手段が設けられるが、例えば炉内の炉床上方に
燃料ガスや液体燃料等の燃焼バーナーを配設することに
より、その燃焼熱により装入物を直接加熱するか、炉体
内壁の昇温を導いてその輻射熱で装入物を加熱するもの
が好ましい。その例としては、炉床や炉壁に設けた電気
ヒーターで加熱するなどの方法でもよい。前記した予熱
帯、還元帯、溶融帯、冷却帯は、物理的な仕切り等は特
に設けなくとも、炉内温度を適宜に調整することで実現
してもよいが、溶融帯と冷却帯あるいは還元帯とのそれ
ぞれの境界には、炉体に仕切りを配設しておくことで、
溶融帯における高温保持を容易にすることは有効であ
る。
In particular, in this movable hearth furnace, it is preferable that both the upper surface of the hearth and the inner surface of the furnace body are formed of refractory material and have a structure that can withstand a high furnace temperature. This furnace is provided with a heating means, for example, by arranging a combustion burner such as fuel gas or liquid fuel above the hearth in the furnace to heat the charge directly by the heat of combustion, or Preferably, the wall is heated to heat the charge with its radiant heat. As an example, a method of heating with an electric heater provided on a hearth or a furnace wall may be used. The above-mentioned pre-tropical zone, reduction zone, melting zone, and cooling zone may be realized by appropriately adjusting the temperature in the furnace without providing a physical partition or the like. By arranging partitions on the furnace body at each boundary with the band,
It is effective to easily maintain the high temperature in the molten zone.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明は、金属含有物と固体還元
剤を含む原料を、移動型炉床炉の回転移動する炉床上に
供給し、その炉床が炉内を回転移動する間に加熱還元
し、さらには少なくとも一度は溶融させることにより、
金属含有物の還元物 (還元生成物) を生成させると同時
に、この還元生成物中のメタル分と脈石および灰分から
なるスラグとを分離する還元金属の製造方法である。ま
たさらに、生成したメタルの形状が適当な大きさになる
ようにすることで、排出、その後のハンドリングを容易
にすることのできる、還元金属の製造方法である。以下
に、本発明についてさらに詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention supplies a raw material containing a metal-containing substance and a solid reducing agent onto a rotating hearth of a movable hearth furnace, and while the hearth rotates in the furnace. By heating and reducing, and further melting at least once,
This is a method for producing a reduced metal, in which a reduced product (reduction product) of a metal-containing substance is generated, and at the same time, a metal component in the reduction product and a slag composed of gangue and ash are separated. Further, the present invention is a method for producing a reduced metal, in which the shape of the generated metal is made to have an appropriate size, thereby facilitating discharge and subsequent handling. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0025】本発明においては、金属含有物および固体
還元剤を含む原料を炉床上に装入し、この原料を加熱し
て還元し、さらには少なくとも一度は溶融させるので、
還元生成物中のメタルをスラグから分離した状態で得る
ことができる。従って、このメタルを電気炉などの原料
として使用するとき、スラグの混入がないため、電気炉
操業において脱燐や脱硫を行うためのスラグ塩基度調整
用石灰の使用量を低減することができる。また、本発明
においては、炉床上に固体還元剤の粒子を敷きつめるよ
うに供給して固体還元剤層を形成し、その固体還元剤層
の上に、前記原料を堆積させると、原料中の固体還元剤
が還元反応によって全部消費されてしまった後において
も、原料中の金属含有物、とくに溶融した金属に対し
て、炉床上の前記固体還元剤層から常に炭素源を供給す
ることができる態勢を維持し、還元生成物 (メタル)も
再酸化しない。このことは、たとえ炉内の上部に酸化性
ガスが滞留していても、原料層や還元生成物層の直上は
常に、還元雰囲気になることを意味している。このよう
にすれば、還元、溶融操作に変動があっても、還元金属
を常に安定して製造することができる。また、原料に偏
析があって、局部的に原料中の固体還元剤が足りない場
合があっても、原料堆積層直下の固体還元剤層が炭素分
を補完できるので、円滑に還元反応を起こさせることが
できる。さらに、この固体還元剤層の存在は、還元生成
物である溶融メタルと炉床とが直接接触するのを防止
し、金属溶湯による炉床の侵食防止に効果がある。
In the present invention, a raw material containing a metal-containing material and a solid reducing agent is charged on a hearth, the raw material is reduced by heating, and is melted at least once.
The metal in the reduction product can be obtained in a state separated from the slag. Therefore, when this metal is used as a raw material for an electric furnace or the like, since slag is not mixed, the amount of lime for adjusting slag basicity for performing dephosphorization or desulfurization in electric furnace operation can be reduced. Further, in the present invention, the solid reducing agent particles are supplied so as to be spread on the hearth to form a solid reducing agent layer, and the raw material is deposited on the solid reducing agent layer. Even after the solid reducing agent is completely consumed by the reduction reaction, a carbon source can always be supplied from the solid reducing agent layer on the hearth to the metal-containing material in the raw material, particularly to the molten metal. Maintains posture and does not reoxidize reduced products (metals). This means that, even if the oxidizing gas stays in the upper part of the furnace, a reducing atmosphere is always present immediately above the raw material layer and the reduction product layer. In this way, the reduced metal can always be stably produced even if the reduction and melting operations vary. In addition, even when the raw material has segregation and the amount of the solid reducing agent in the raw material is insufficient locally, the solid reducing agent layer immediately below the raw material deposition layer can supplement the carbon content, so that the reduction reaction occurs smoothly. Can be done. Furthermore, the presence of this solid reducing agent layer prevents the molten metal, which is a reduction product, from directly contacting the hearth, and is effective in preventing the erosion of the hearth by the molten metal.

【0026】さらに、本発明において重要なことは、還
元生成物を炉床上に適当な大きさをもって島状に分散し
た状態 (点在化) にすることにある。即ち、溶融した還
元生成物が、炉床上で再凝固したあとも、その凝固物が
分散した状態を維持し、かつひとつひとつの凝固物の大
きさが小さく、重量の小さい状態にし、いわゆる炉外に
排出する時に容易に排出することができるようにする。
また、凝固物が炉外に排出されるとき、炉床に衝撃を加
えることになるが、ひとつひとつの凝固物が小さく、か
つ重量も小さいと、その衝撃力も小さくなり、炉床を傷
める機会も少なくなる。なお、炉体には、生成したメタ
ル, スラグの凝固物を炉外へ排出するために、少なくと
もその凝固物の大きさ以上の排出口、または排出するた
めの排出装置を備えるための開口部が必要で、凝固物が
小さければこれらを小さくでき、炉内外のシールが容易
にできる。
Further, what is important in the present invention is that the reduced product is dispersed in the form of islands (dots) of an appropriate size on the hearth. That is, even after the molten reduction product is re-solidified on the hearth, the coagulated material is maintained in a dispersed state, and the size of each solid is small and the weight is small, so-called outside the furnace. When discharging, make it easy to discharge.
Also, when the solidified material is discharged outside the furnace, an impact is applied to the hearth, but if each solidified material is small and the weight is small, the impact force is reduced, and the chance of damaging the hearth is reduced. Become. The furnace body has at least a discharge port having a size equal to or larger than the size of the solidified metal or slag to discharge the solidified matter to the outside of the furnace, or an opening for providing a discharge device for discharging the solidified matter. If necessary, if the coagulated material is small, these can be made small, and the inside and outside of the furnace can be easily sealed.

【0027】本発明においては、上記固体還元剤層の表
面に多数の凹部を形成しておくことが、上述した還元生
成物の点在化に有効である。というのは、炉床上に形成
した固体還元剤層上に装入堆積した原料は、加熱によっ
て還元され、さらには溶融されてメタルとスラグとを生
成するが、そのメタルおよびスラグはそれぞれに凝集し
て粒状化し、その表面張力により前記固体還元剤層表面
の各凹部内に移動し、埋設したように収まって、島状に
分散した状態となる。
In the present invention, it is effective to form a large number of recesses on the surface of the solid reducing agent layer in order to make the above-mentioned reduction products dotted. That is, the raw material charged and deposited on the solid reducing agent layer formed on the hearth is reduced by heating and further melted to form metal and slag, but the metal and slag are agglomerated respectively. The surface of the solid reducing agent layer is moved into each concave portion by the surface tension, is settled as if buried, and is dispersed in an island shape.

【0028】炉床上もしくは固体還元剤層上に装入し堆
積させた原料は、加熱−還元の過程において、原料中に
含まれている揮発分が排ガス中に移行し、金属酸化物中
に含まれる酸素分も固体還元剤によって還元されて排ガ
ス中に移行する。従って、炉床上に残留するのは、溶融
金属分と、SiO2, Al2O3 などの脈石分および固体還元剤
である。
In the raw material charged and deposited on the hearth or on the solid reducing agent layer, the volatile components contained in the raw material are transferred to the exhaust gas during the heating-reduction process, and are contained in the metal oxide. The oxygen content is also reduced by the solid reducing agent and moves into the exhaust gas. Therefore, what remains on the hearth is a molten metal component, a gangue component such as SiO 2 and Al 2 O 3, and a solid reducing agent.

【0029】次に、本発明の還元鉄製造プロセスの好ま
しい実施形態を図面に基づいて説明する。まず、回転移
動する炉床上には、原料の装入に先立ち、粒状の固体還
元剤を散布堆積させて固体還元剤層を形成する。炉床上
に形成されたこの固体還元剤層は、基本的に還元剤の集
まりではあるが、金属含有物を混合していないため、操
業中に揮発分が失われること以外、ほとんど変化しな
い。通常、固体還元剤には、灰分が10%程度含まれて
いるが、残部は大半が炭素質物質であり、1000〜1500℃
程度の高温にあっても固体状態を維持する。従って、固
体還元剤層自体が移動炉床の上面の耐火物に溶着するよ
うなことはない。この意味において、かかる固体還元剤
層は炉床上の耐火物の保護層として機能することにな
る。
Next, a preferred embodiment of the reduced iron production process of the present invention will be described with reference to the drawings. First, prior to charging the raw material, a solid reducing agent layer is formed by spraying and depositing a granular solid reducing agent on the rotating hearth. This solid reductant layer formed on the hearth is basically a collection of reductants, but hardly changes except for the loss of volatiles during operation because it does not contain any metal content. Usually, the solid reducing agent contains about 10% of ash, but the remainder is mostly carbonaceous material,
The solid state is maintained even at a high temperature. Therefore, the solid reducing agent layer itself does not adhere to the refractory on the upper surface of the moving hearth. In this sense, the solid reducing agent layer functions as a protective layer for the refractory on the hearth.

【0030】炉床上に形成した上記固体還元剤層上に
は、金属含有物と固体還元剤との混合物、または金属含
有物と固体還元剤と副原料との混合物を、装入し堆積さ
せる。そして、その炉床が回転して炉内を移動する間に
加熱して還元すると同時に、発生した還元物をさらに溶
融するまでに保持し、そしてこのときに生成した還元生
成物 (メタル, スラグ) は島状に点在した状態にする。
このことは、適当な大きさに整粒された還元金属を連続
的に製造できることを意味している。
On the solid reducing agent layer formed on the hearth, a mixture of a metal-containing material and a solid reducing agent or a mixture of a metal-containing material, a solid reducing agent and an auxiliary material is charged and deposited. Then, while the hearth rotates and moves inside the furnace, it is heated and reduced, and at the same time, the generated reduced product is held until further melting, and the reduced product (metal, slag) generated at this time Shall be in a state of being scattered in an island shape.
This means that reduced metal sized to an appropriate size can be continuously produced.

【0031】さて、図2(a), (b), (c) および(d) は、
上記移動型炉床炉における炉床上での原料積層構造の例
と、還元、溶融までの過程を説明する図である。上述し
たように、原料の装入に先立ち、移動する炉床11上に
は、まず固体還元剤を敷き詰めて固体還元剤層1を形成
するとともに、好ましくはその固体還元剤層1上に複数
の凹部1aを形成する (図3) 。次いで、このようにし
て形成された固体還元剤層1上には原料2を装入し堆積
させる。その後、炉体の上方からバーナー13を使って加
熱し還元する。その結果、図2(c) に示すように、原料
2中の金属含有物は共に混合された固体還元剤 (内装炭
材) の作用により還元され、脈石を含んだ還元生成物3
を生成すると同時に、原料中に含まれる還元剤として用
いられた固体還元剤の灰分を主とするスラグを生成す
る。なお、原料の配合方法および使用する金属含有物、
固体還元剤によっても異なるが、原料中の固体還元剤が
還元反応により消費されるため、脈石を含んだ還元物お
よび灰分 (還元生成物3) の体積は原料に比べて減少す
る。
Now, FIGS. 2 (a), (b), (c) and (d)
It is a figure explaining the example of the raw material laminated structure on the hearth in the said movable hearth furnace, and the process until reduction and melting. As described above, prior to charging the raw materials, the solid reducing agent layer 1 is formed by first spreading the solid reducing agent on the moving hearth 11, and a plurality of solid reducing agent layers are preferably formed on the solid reducing agent layer 1. The recess 1a is formed (FIG. 3). Next, the raw material 2 is charged and deposited on the solid reducing agent layer 1 thus formed. After that, it is heated and reduced using the burner 13 from above the furnace body. As a result, as shown in FIG. 2 (c), the metal-containing material in the raw material 2 is reduced by the action of the solid reducing agent (interior carbonaceous material) mixed together, and the reduction product 3 containing gangue is reduced.
And a slag mainly composed of ash of a solid reducing agent used as a reducing agent contained in the raw material. In addition, the method of compounding the raw materials and the metal-containing materials used,
Although it differs depending on the solid reducing agent, the volume of the gangue-containing reduced product and ash (reduction product 3) is smaller than that of the raw material because the solid reducing agent in the raw material is consumed by the reduction reaction.

【0032】ここで、上記主原料に添加する副原料は、
還元物や灰分が溶融する際に、溶融を容易ならしめるた
めに加えられるものであって、製鋼スラグ、石灰石、蛍
石、蛇紋岩、ドロマイトなどが好適である。これらは溶
融する前までに結晶水の蒸発、一部の分解反応(例え
ば、石灰石の主成分であるCaCO3 はCaOに熱分解されて
いる)を起こしているものの、固体の状態を維持してい
る。
Here, the auxiliary material added to the main material is
It is added for facilitating melting when the reduced product or ash is melted, and is preferably steelmaking slag, limestone, fluorite, serpentine, dolomite, or the like. Although these undergo evaporation of crystallization water and some decomposition reactions (for example, CaCO 3, which is the main component of limestone, is thermally decomposed into CaO) before melting, they remain in a solid state I have.

【0033】次いで、原料の加熱が進むと、原料および
副原料は単に還元されるというだけに止まらず、さらに
は溶融を開始し、図2(d) に示すように、メタル4およ
びスラグ5に溶融分離する。このとき、金属含有物と固
体還元剤とからなる原料、または金属含有物、固体還元
剤および副原料を混合した原料は、固体還元剤層1の上
に点在するため、前記メタル4およびスラグ5は、固体
還元剤層1上に生成する。このとき、図2(d) に示すよ
うに、固体還元剤層1の表面に凹部1aを形成しておく
と、還元生成物であるメタル4およびスラグ5は、溶融
物の表面張力および重力の作用によって、固体還元剤層
1のいずれかの凹部1a内に自然と移動して収まり、固
体還元剤層1上に凹部1a単位ごとに分割された状態と
なる。いわゆるメタル, スラグの塊りが島状に点在した
状態におかれる。
Then, as the heating of the raw material proceeds, the raw material and the auxiliary raw material are not limited to being simply reduced, and further start melting, and as shown in FIG. Melt and separate. At this time, the raw material composed of the metal-containing material and the solid reducing agent, or the raw material obtained by mixing the metal-containing material, the solid reducing agent and the auxiliary raw material is scattered on the solid reducing agent layer 1, so that the metal 4 and the slag are mixed. 5 is formed on the solid reducing agent layer 1. At this time, as shown in FIG. 2 (d), if the concave portion 1a is formed on the surface of the solid reducing agent layer 1, the metal 4 and the slag 5, which are reduction products, cause the surface tension of the molten material and the gravity. By the action, it naturally moves and fits in any of the concave portions 1a of the solid reducing agent layer 1, and the solid reducing agent layer 1 is divided into units of the concave portions 1a. So-called lumps of metal and slag are scattered in islands.

【0034】このように、還元生成物が固体還元剤層に
設けた凹部1a内に分散した状態になれば、メタル, ス
ラグは、各凹部1a単位ごとに分割された適当な大きさ
になる。しかも、生成したメタルおよびスラグは、その
体積が、原料の10〜60%程度しかないため、固体還
元剤層中に埋没したように点在し、これらが互いに接す
ることがなくなる。なお、メタルおよびスラグの比重
は、固体還元剤層1より大きいため、これらが固体還元
剤層1の下に潜り込むことが予想されるが、実際にはメ
タル、スラグひとつひとつは小さな塊りになり、しかも
表面張力の作用によって、固体還元剤層の表面に保持さ
れたままの状態を維持する。
As described above, when the reduction products are dispersed in the concave portions 1a provided in the solid reducing agent layer, the metal and the slag have an appropriate size divided for each concave portion 1a. Moreover, since the volume of the generated metal and slag is only about 10 to 60% of the raw material, the metal and slag are scattered as if buried in the solid reducing agent layer, and they do not contact each other. Since the specific gravity of the metal and the slag is larger than that of the solid reducing agent layer 1, it is expected that they will enter under the solid reducing agent layer 1, but in reality, each metal and slag becomes a small lump, In addition, due to the action of the surface tension, the state of being held on the surface of the solid reducing agent layer is maintained.

【0035】回転移動する炉床上をこのような状態で生
成したスラグ, メタルは、冷却帯に達して冷却される。
要するに、凝固したメタルおよびスラグは、固体還元剤
層の存在によって炉床からは離れた状態にあり、かつひ
とつひとつが小さな塊りになることから、炉外へは容易
に排出することができる。なお、もし固体還元剤層表面
を凹部を設けることなく平坦にした場合は、冷却後のメ
タルおよびスラグが小さく分割されないことになり、時
には大きな塊りを形成するため、炉外への排出にあたっ
て、炉床上のメタル, スラグを破砕する破砕機が必要と
なる場合がある。従って、固体還元剤層表面には、好ま
しくは凹部を形成することが推奨される。
The slag and metal generated in such a state on the rotating hearth reach the cooling zone and are cooled.
In short, the solidified metal and slag are separated from the hearth due to the presence of the solid reducing agent layer, and each of them becomes small lumps, so that they can be easily discharged outside the furnace. If the surface of the solid reducing agent layer is flattened without providing recesses, the metal and slag after cooling will not be divided into small pieces, and sometimes large lumps will be formed. A crusher for crushing metal and slag on the hearth may be required. Therefore, it is recommended to form a recess on the surface of the solid reducing agent layer.

【0036】このことは、固体還元剤層の表面形状につ
いて発明者らが行った実験からも確かめられた。即ち、
この実験は、粒径8mm以下の粉鉄鉱石、コークス粉、石
灰石粉を重量比で7:3:1の割合で混合し、原料とな
る混合粉を作製した。そして、図4に示すような原料積
層条件1に基づき、コークス粉で形成した固体還元剤層
1の表面に凹凸を作り、その上に上記混合粉2を積み、
これを図5に示すような実験装置に入れて1480〜1500℃
に保持して還元し溶融してメタル, スラグを生成させ
た。このときの実験結果を表1に示す。なお、図5は、
この実験に使用した加熱炉を例示するものであって、炉
床11′が昇降装置16によって昇降し、炉体10′内へセッ
トされた構造例を示している。この11′上に形成した固
体還元剤層1および原料堆積層2aは、バーナー13′に
より加熱され、上述したと同じ熱履歴を受けて、還元,
溶融される。かかる固体還元剤層1に形成する凹部の形
状としては、図6に示すような角型(原料積層条件2)
や、図7に示すような大きさの異なる円形の組み合わせ
(原料積層条件3)についても実験を行った。表1にお
いて、穴の形状とは、固体還元剤層1に形成した凹部の
形状, 寸法のことである。表中のLは、穴の形状と同一
面積に相当する円の直径 (円相当直径) を表す。原料積
層条件3のように、多種の形状を形成する場合は、それ
らの内の最大値を示した。また、図4、図6および図7
のそれぞれ(a)は、固体還元剤層1の表面に形成した
凹部1aの断面形状であり、原料粉の最も厚い層厚L1
と固体還元剤単体の層表面の凸部で原料粉の最も薄い層
厚L2 とからなる。なお、表1に示したように、実験後
のメタルは各凹部内に分散して得られた。
This was confirmed by experiments conducted by the inventors on the surface shape of the solid reducing agent layer. That is,
In this experiment, iron ore powder, coke powder, and limestone powder having a particle size of 8 mm or less were mixed at a weight ratio of 7: 3: 1 to prepare a mixed powder as a raw material. Then, based on the raw material lamination conditions 1 as shown in FIG. 4, irregularities are formed on the surface of the solid reducing agent layer 1 formed of coke powder, and the mixed powder 2 is stacked thereon,
This is placed in an experimental device as shown in FIG.
And melted to produce metal and slag. Table 1 shows the experimental results at this time. In addition, FIG.
This shows a heating furnace used in this experiment, and shows a structural example in which a hearth 11 ′ is raised and lowered by a lifting device 16 and set in a furnace body 10 ′. The solid reducing agent layer 1 and the raw material deposition layer 2a formed on this 11 'are heated by the burner 13' and receive the same heat history as described above to reduce,
Is melted. The shape of the concave portion formed in the solid reducing agent layer 1 is a square shape as shown in FIG.
An experiment was also performed on circular combinations having different sizes (raw material lamination conditions 3) as shown in FIG. In Table 1, the shape of the hole means the shape and size of the concave portion formed in the solid reducing agent layer 1. L in the table represents the diameter of a circle (circle equivalent diameter) corresponding to the same area as the shape of the hole. When a variety of shapes are formed as in the raw material lamination condition 3, the maximum value is shown. 4, 6, and 7
(A) is the cross-sectional shape of the concave portion 1a formed on the surface of the solid reducing agent layer 1, and the thickest layer thickness L 1 of the raw material powder
And the thinnest layer thickness L 2 of the raw material powder at the convex portion on the layer surface of the solid reducing agent alone. In addition, as shown in Table 1, the metal after the experiment was obtained by being dispersed in each concave portion.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】さて、炉床上に上述した固体還元剤層を形
成する方法としては、固体還元剤の粒子を一定の厚さに
なるように敷きつめた固体還元剤層の表面に多数の凹部
を形成する方法が基本である。この形成方法は、凹部を
確実に形成することができ、しかも容易に形状変更が可
能で、凹部の周期性を求める場合に有効である。凹部の
形成手段としては、表面に凸部を有するローラやスタン
プを固体還元剤層の表面へ押しつける手段などが適宜採
用できる。
As a method of forming the above-described solid reducing agent layer on the hearth, a number of recesses are formed on the surface of the solid reducing agent layer in which particles of the solid reducing agent are laid so as to have a constant thickness. The method is fundamental. This forming method can reliably form the concave portion, can easily change the shape, and is effective when the periodicity of the concave portion is required. As a means for forming the concave portion, a means for pressing a roller or stamp having a convex portion on the surface against the surface of the solid reducing agent layer can be appropriately employed.

【0039】その他の方法としては、まず炉床上に固体
還元剤粒子を一定の層厚となるように敷きつめ、上部か
らブリケット状にした原料塊等の塊状の原料を落下さ
せ、その衝撃によって凹部を形成し、さらにそれらのブ
リケット間に別の金属含有物および固体還元剤を装入し
て一定層厚の凹部つき堆積層とする方法がある。あるい
は、上記塊状の原料を他の粉状原料と共に落下させ、装
入する方法も有効である。
As another method, first, solid reducing agent particles are laid on the hearth so as to have a constant layer thickness, and a bulk material such as a briquette-shaped material mass is dropped from the upper portion, and the concave portion is formed by the impact. There is a method of forming a depressed deposited layer having a constant thickness by forming another briquette and further charging another metal-containing material and a solid reducing agent between the briquettes. Alternatively, it is also effective to drop the bulk raw material together with other powdery raw materials and charge them.

【0040】さらに他の方法としては、下層に予め固体
還元剤を敷きつめ、得られた一定層厚の固体還元剤層の
表面に原料を装入堆積させる際に、その原料堆積層の表
面に多数の凹凸が生じるように積みつける方法であって
もよい。即ち、この方法は、炉床上の固体還元剤層1に
上述した凹部1aを設ける代わりに、装入原料の堆積層
を制御して凹凸をつける方法である。この方法により形
成した堆積層を炉内で溶融させることにより、凸部を形
成した部分で生成するメタル、スラグへ周囲で生成した
スラグ、メタルが表面張力により集まるため、溶融後の
スラグ、メタルが粒子状に固体還元剤層表面に点在保持
された状態となり、実質的に同じ作用効果を実現するこ
とができる。また、塊状の原料を固体還元剤層表面上へ
分散状態に装入堆積させることによっても、実質的に同
じ作用効果を実現することができる。
Still another method is to spread a solid reducing agent in advance in the lower layer and charge and deposit the raw material on the surface of the obtained solid reducing agent layer having a constant thickness. It may be a method of stacking such that unevenness is generated. That is, this method is a method in which the recessed portion 1a is provided in the solid reducing agent layer 1 on the hearth, and the unevenness is controlled by controlling the deposited layer of the charged material. By melting the deposited layer formed by this method in the furnace, the metal generated in the portion where the convex portion is formed, the slag generated around the slag, and the metal gather due to surface tension, so the slag and metal after melting A state in which particles are scattered and held on the surface of the solid reducing agent layer is obtained, and substantially the same operation and effect can be realized. Further, substantially the same function and effect can be realized by charging and depositing a massive raw material in a dispersed state on the surface of the solid reducing agent layer.

【0041】炉床上に敷きつめた固体還元剤層の役割
は、溶融金属への浸炭源、溶融金属へ炭素分を供給し、
原料の還元反応を補完すること、ならびに、溶融物と炉
床とが直接接触することを防止し、溶融物による炉床の
侵食を防止することにある。従って、この固体還元剤層
は実質的にこうした作用が確保できる限り、炭材の他
に、他の物質を混入させてもよい。例えば、この固体還
元剤層中にはフラックスを均一に混合したり、その濃度
が不均一となる傾斜配合になるように混合したり、ある
いはこのフラックスを該固体還元剤層の表層にのみ積層
させてもよい。この混入したフラックスは、固体還元剤
層中のS分を吸収することで、溶融金属中のSを低減す
るのに有効に働く成分である。
The role of the solid reducing agent layer spread on the hearth is to supply a carburizing source to the molten metal and a carbon component to the molten metal,
An object of the present invention is to complement a reduction reaction of a raw material, and to prevent direct contact between a melt and a hearth and prevent erosion of the hearth by the melt. Therefore, the solid reducing agent layer may be mixed with other substances in addition to the carbonaceous material as long as such an effect can be substantially ensured. For example, in the solid reducing agent layer, the flux is uniformly mixed, or mixed so that the concentration becomes non-uniform, or the flux is laminated only on the surface layer of the solid reducing agent layer. You may. The mixed flux is a component that effectively works to reduce S in the molten metal by absorbing S in the solid reducing agent layer.

【0042】上記固体還元剤層の構成成分としては、石
炭チャー、コークス、一般炭、粘結炭、無煙炭などが使
用できる。これらはいずれも炭素分を含んでおり、溶融
金属への浸炭源としての役割を担い、溶融金属へ炭素分
を供給し、還元を補完する。なお、その固体還元剤の中
には粘結炭のように加熱されることによって軟化溶融す
るものがある。こうしたものはその後収縮し、マクロ的
に亀裂が生じることがあり、固体還元剤層上の溶融物が
亀裂に浸透する可能性を生じる。しかしながら、炉床上
に敷きつめる固体還元剤層において少なくとも炉床に接
する部分を不軟化溶融層としておけば、溶融物と炉床と
が直接接触することを防止することができ、溶融物によ
る炉床の侵食を確実に防止できる。なお、この不軟化溶
融層は、固体還元剤の軟化溶融挙動は固体還元剤の種類
とともに加熱パターンの与え方によって変化するので、
操業条件、使用する固体還元剤によって層厚や積層する
炭材の種類を適宜に選択して行う。
As the constituent components of the solid reducing agent layer, coal char, coke, steam coal, caking coal, anthracite, and the like can be used. All of these contain carbon and serve as a source of carburization to the molten metal, supply the carbon to the molten metal, and complement the reduction. Some of the solid reducing agents soften and melt when heated, such as caking coal. These may subsequently shrink and crack macroscopically, creating the possibility of the melt on the solid reductant layer penetrating the crack. However, if at least the portion of the solid reducing agent layer laid on the hearth that is in contact with the hearth is formed as an unsoftened molten layer, it is possible to prevent the melt and the hearth from directly contacting each other. Erosion can be reliably prevented. In addition, since the softening and melting behavior of the solid reducing agent changes with the type of the solid reducing agent depending on how the heating pattern is applied,
The layer thickness and the type of carbon material to be laminated are appropriately selected depending on the operating conditions and the solid reducing agent used.

【0043】かかる固体還元剤層は、上述したような作
用効果を有するが、炉床上に敷きつめる量が少ないと、
浸炭、還元による消費によって機能し得ない場合が生じ
る。たとえ消費しなくても、炉の振動によって炉床上に
敷きつめた固体還元剤の層が部分的に無くなることもあ
り得る。そのため、溶融物と炉床とが直接接触すること
を防止し、溶融物による炉床の侵食防止をより確実にす
るために、本発明においては、炉床上に敷きつめる固体
還元剤の層厚を5mm以上、好ましくは10mm以上とする
ことが望ましい。
Such a solid reducing agent layer has the above-described effects, but if the amount of the solid reducing agent layer laid on the hearth is small,
In some cases, it cannot function due to consumption by carburization and reduction. Even if not consumed, the vibrations of the furnace may cause the solid reducing agent layer laid down on the hearth to partially disappear. Therefore, in order to prevent the melt from directly contacting the hearth and to more reliably prevent the hearth from being eroded by the melt, in the present invention, the layer thickness of the solid reducing agent laid on the hearth is reduced. It is desirable that the thickness be 5 mm or more, preferably 10 mm or more.

【0044】本発明において、金属含有物および固体還
元剤を含む原料を、固体還元剤層上に装入堆積させる
際、単一種の原料を一定の層厚に積み上げるだけでな
く、異種の原料を多段に積層してもよい。たとえば、固
体還元剤層の表面に還元がかなり進行した金属含有物に
固体還元剤の配合割合いを減じた原料を積層し、さらに
その上にそれとは違う金属含有物および固体還元剤から
なる原料を積層させた場合においても、問題なく還元金
属が得られる。このような装入方法によれば、還元がか
なり進行した金属含有物の場合、通常よりも還元が早く
進行し、その分、溶融浸炭が早く、それを溶融の起点と
して上部の層の還元、溶融を促進することになるので、
本発明の効果を助勢する。また、原料の装入に当たって
は、粒子のパーコレーション作用を利用して、意図的に
原料を偏析させ、原料堆積層を例えば下に粒子の大きな
ものを堆積させ、そして上に小粒子の原料を分布させる
ように装入してもよい。ここで、異種の原料を多段に積
層する場合としては、単に金属含有物と固体還元剤との
配合割合いを変更したものを採用するだけでなく、例え
ば上層側に高炉乾式集塵ダスト、下層側に鉄鉱石および
固体還元剤を含む原料を積層する等、金属含有物および
固体還元剤の種類を変更する方法であってもよい。
In the present invention, when a raw material containing a metal-containing substance and a solid reducing agent is charged and deposited on a solid reducing agent layer, not only a single type of raw material is stacked to a certain layer thickness, but also different types of raw materials are removed. They may be stacked in multiple stages. For example, on the surface of the solid reducing agent layer, a raw material in which the mixing ratio of the solid reducing agent is reduced is laminated on a metal-containing material that has been considerably reduced, and a raw material composed of a different metal-containing material and a solid reducing agent is further formed thereon. Can be obtained without any problem. According to such a charging method, in the case of a metal-containing material whose reduction has progressed considerably, the reduction proceeds faster than usual, and correspondingly, the molten carburization is faster, and the reduction of the upper layer is performed by using it as a starting point of melting. Will promote melting,
This helps the effects of the present invention. In addition, in charging the raw material, the raw material is intentionally segregated by utilizing the percolation function of the particles, the raw material deposition layer is deposited, for example, a large particle is deposited below, and the raw material of small particles is distributed on the upper. You may charge so that it may be made. Here, in the case of stacking different kinds of raw materials in multiple stages, not only the one in which the mixing ratio of the metal-containing material and the solid reducing agent is changed, but also, for example, blast furnace dry dust collection dust on the upper layer side, lower layer A method of changing the type of the metal-containing material and the solid reducing agent, such as laminating a raw material containing the iron ore and the solid reducing agent on the side, may be used.

【0045】冷却後のメタル、スラグは、排出装置で排
出しやすいように、炉内において粉砕してもよい。この
ときメタル、スラグの微粉が発生する。また、溶融物粒
子を固体還元剤表面に点在保持して冷却して得たメタ
ル、スラグの小塊であっても、炉外でハンドリングの過
程で微粉化する。さらに、炉からの回収方法によって
は、炉床上の敷きつめた固体還元剤が共に炉外へ排出さ
れる。以上説明したように、金属原料となる塊メタルお
よび副産物である塊スラグの回収は、炉外で篩分けする
のが最も簡便であるが、このときにもその篩下に、粉状
メタル、粉状スラグ、固体還元剤粉の混合物が得られ
る。そこで、本発明では、こうした篩下に発生した粉状
メタルや粉状スラグ、残留固体還元剤粉の混合物は、こ
れらを回収して装入原料中に添加し、再度炉に供給する
ことで、メタル、スラグ、固体還元剤の完全リサイクル
を実現する。このような操作を行うと、金属分の回収率
の向上、固体還元剤原単位の低減を図ることができる。
なお、篩下回収物粉を前記原料として固体還元剤層上に
装入するとき、これを上述した異種の原料の1つとして
多段に積層させる技術に応用することができる。
The cooled metal and slag may be pulverized in a furnace so that the metal and slag can be easily discharged by a discharge device. At this time, fine powder of metal and slag is generated. Further, even small lumps of metal and slag obtained by cooling while holding the melt particles scattered on the surface of the solid reducing agent are pulverized during the handling process outside the furnace. Further, depending on the method of recovery from the furnace, the solid reducing agent spread on the hearth is discharged together with the furnace. As described above, the simplest way to collect lump metal as a metal raw material and lump slag as a by-product is to sieve outside of the furnace. A mixture of slag and solid reducing agent powder is obtained. Therefore, in the present invention, the powdery metal and powdery slag generated under the sieve, a mixture of the residual solid reducing agent powder, these are collected and added to the charged raw material, and supplied to the furnace again, Completely recycle metal, slag and solid reducing agents. By performing such an operation, it is possible to improve the recovery rate of the metal component and to reduce the unit consumption of the solid reducing agent.
In addition, when charging the under-sieved recovered powder as the raw material on the solid reducing agent layer, it can be applied to the above-described technique of stacking in multiple stages as one of the different raw materials.

【0046】本発明の他の好適実施形態としては、装入
原料中に、ZnやPbの如き揮発性の高い金属元素を含有さ
せることがとりわけ有効である。というのは、原料に含
まれるこれらZn, Pbは加熱で極めて容易に蒸気化して排
ガス中に移行する。そこで、かかるZn, Pb蒸気含有排ガ
スに、水噴霧等の急冷処理などを加えることで、Zn、Pb
分を効果的に回収することが可能になる。もし、原料中
に鉄やCr、Niなどが含まれる場合、これらは炉床上に残
留することから、 (Zn, Pb) 分と (Fe, Cr, Ni) 分との
分離が自然とできるようになる。従って、このような原
料を用いた場合には、良質のZn, Pb製造用原料、あるい
はFe, Cr, Ni製造用原料を得ることができる。なお、排
ガスの温度、酸素分圧によっては、前記Zn, Pbが再酸化
し、固体状態になることもあるが、これは粒子径が非常
に小さく、いずれにしても排ガスに乗って炉外に排出さ
れる。
As another preferred embodiment of the present invention, it is particularly effective to include a highly volatile metal element such as Zn or Pb in the charge. That is, these Zn and Pb contained in the raw material are very easily vaporized by heating and are transferred into exhaust gas. Therefore, by adding quenching treatment such as water spray to the Zn and Pb vapor-containing exhaust gas, Zn, Pb
It is possible to effectively collect the amount. If iron, Cr, Ni, etc. are contained in the raw materials, these will remain on the hearth, so that the (Zn, Pb) and (Fe, Cr, Ni) components can be naturally separated. Become. Therefore, when such a raw material is used, a high-quality raw material for producing Zn and Pb or a raw material for producing Fe, Cr and Ni can be obtained. Depending on the temperature of the exhaust gas and the oxygen partial pressure, the Zn and Pb may be re-oxidized to a solid state, but this has a very small particle size, and in any case, the particles get on the exhaust gas and go outside the furnace. Is discharged.

【0047】本発明方法の下での炉操業において、炉床
上に装入堆積した原料が溶融する際、そこでの雰囲気を
還元性にすると酸素分圧が低下し、炉床上に敷きつめた
固体還元剤からメタルへの浸炭を迅速に行うことができ
る。さらに、雰囲気調整を、炭素を含有するガスで行う
場合には、雰囲気ガスからの浸炭も行うことができる。
これによってメタルの融点が低下して溶融が促進され、
生産性が向上する。さらには酸素分圧が低下し、スラグ
−メタル間の硫黄分配に作用し、メタル中の硫黄分を効
果的に低減する。
In the furnace operation under the method of the present invention, when the raw material charged and deposited on the hearth is melted, if the atmosphere there is reduced, the oxygen partial pressure is reduced, and the solid reducing agent spread on the hearth is reduced. Carburizing from steel to metal can be performed quickly. Further, when the atmosphere adjustment is performed using a gas containing carbon, carburization from the atmosphere gas can also be performed.
This lowers the melting point of the metal and promotes melting,
Productivity is improved. Further, the oxygen partial pressure is reduced, which affects the distribution of sulfur between the slag and the metal, and effectively reduces the sulfur content in the metal.

【0048】本発明方法において重要なことは、炉内雰
囲気を還元性にすることにある。即ち、炉床上に堆積し
た原料層を覆うように還元性ガスを供給すること、とく
に、少なくとも溶融帯域については、還元性にすること
で同一効果が得られる。バーナー燃焼によって加熱する
方法を採用している場合、バーナーの燃焼制御によって
炉内全体の雰囲気を還元性にするだけでなく、還元性ガ
スを別経路で原料層表面近傍に導入してもよい。
What is important in the method of the present invention is to make the atmosphere in the furnace reducible. In other words, the same effect can be obtained by supplying a reducing gas so as to cover the raw material layer deposited on the hearth, and in particular, by making at least the melting zone be reducing. When the method of heating by burner combustion is employed, not only the atmosphere in the entire furnace can be made reducible by combustion control of the burner, but also a reducing gas may be introduced into the vicinity of the surface of the raw material layer through another route.

【0049】なお、本発明において用いる原料について
は、炉内への装入に先立って予熱することが有効であ
る。この場合、混合した原料を炉外において予熱をした
場合、その石炭の種類、予熱温度によっては石炭が軟化
溶融し、予熱工程において、ハンドリングトラブルを起
こす危険がある。このような場合、生産性向上の元であ
る予熱は、移動型炉床炉外において、金属含有物および
固体還元剤を主とする原料中の固体還元剤以外の全部ま
たは一部に対して施し、原料を移動型炉床炉に供給する
直前において混合し、場合によっては塊成化し、移動型
炉床炉に供給することでハンドリングトラブルを回避し
ながら生産性向上を図ることができる。
It is effective to preheat the raw materials used in the present invention before charging them into the furnace. In this case, when the mixed raw material is preheated outside the furnace, the coal softens and melts depending on the type of coal and the preheating temperature, and there is a risk of causing handling trouble in the preheating process. In such a case, preheating, which is a source of productivity improvement, is applied to all or a part of the raw material mainly containing metal and solid reducing agent other than the solid reducing agent outside the moving hearth furnace. The raw materials are mixed immediately before being supplied to the movable hearth furnace, agglomerated in some cases, and supplied to the movable hearth furnace, thereby improving productivity while avoiding handling troubles.

【0050】本発明の実施形態では、原料の装入の仕
方、炉温等によっても変わるが、原料が炉に供給されて
から排出するまでの炉内での原料の滞留時間は数十分程
度であって、この間に原料は加熱され還元され、そして
溶融する。この意味において、原料の加熱を早めること
ができれば、移動型炉床炉の生産性を向上させることが
できる。即ち、原料を上述したように移動型炉床炉外に
おいて予熱することによって、その分炉内での滞留時間
を短縮することにより、移動型炉床炉の生産性を向上さ
せることができる。
In the embodiment of the present invention, the residence time of the raw material in the furnace from the supply of the raw material to the discharge of the raw material is about several tens of minutes, although it varies depending on the method of charging the raw material, the furnace temperature, and the like. During which the raw material is heated, reduced and melted. In this sense, if the heating of the raw material can be accelerated, the productivity of the movable hearth furnace can be improved. That is, the productivity of the movable hearth furnace can be improved by preheating the raw material outside the movable hearth furnace as described above, thereby reducing the residence time in the furnace.

【0051】移動型炉床炉の加熱に当たっては、バーナ
ー燃焼による方法を採用することができる。バーナーに
は天然ガス、コークス炉ガス、重油などの燃料、空気、
酸素などの助燃剤が供給されるが、この燃料または助燃
剤は炉からの排ガスとの熱交換によって予熱すること
で、バーナーへの燃料の供給を減少、すなわち製造エネ
ルギー原単位を低下させることが可能である。
For heating the movable hearth furnace, a method using burner combustion can be employed. Fuel such as natural gas, coke oven gas, heavy oil, air,
An auxiliary agent such as oxygen is supplied, and this fuel or auxiliary agent is preheated by heat exchange with exhaust gas from the furnace, thereby reducing the supply of fuel to the burner, that is, reducing the unit energy used for production. It is possible.

【0052】そして、このバーナー燃焼による方法を採
用する時、上記の原料の予熱に当たっては、発生する排
ガスの温度が1000℃程度あるいはそれ以上になるため、
この排ガスを原料の炉外での予熱に利用することは好ま
しい。これによって上述のように移動型炉床炉の生産性
を向上させることはもちろんのこと、原料を予熱するた
めのエネルギーを移動型炉床炉に供給する必要がなくな
り、その分エネルギー原単位を低下させることが可能で
ある。
When this burner combustion method is adopted, the temperature of the generated exhaust gas is about 1000 ° C. or higher when preheating the above raw materials.
It is preferable to use this exhaust gas for preheating the raw material outside the furnace. This not only improves the productivity of the movable hearth furnace as described above, but also eliminates the need to supply energy to the movable hearth furnace for preheating the raw materials, thereby reducing the energy consumption unit. It is possible to do.

【0053】また、本発明においては、炉内に装入した
原料は、還元後に溶融される。そのためには、耐火物、
炉体構造はその高温に耐えうるだけのものにする必要が
ある。これには設備コストの上昇を伴う。原料の還元は
高温であるほど速いが、溶融するほどの高温にしなくて
も実用的な還元速度は確保できる。一方、溶融を行うゾ
ーンが必要以上に短いと、溶融に必要な滞留時間を確保
するために移動型炉床炉の水平移動する炉床の移動速度
を低下させ、炉内での滞留時間が結果的に長くなり、生
産性を下げてしまう。すなわち、生産性の維持と設備コ
ストの抑制の両者の点から溶融を行うゾーンの長さを適
正に選択する。
In the present invention, the raw materials charged in the furnace are melted after reduction. For that, refractories,
The furnace body structure must be able to withstand the high temperatures. This is accompanied by increased equipment costs. The reduction of the raw material is faster as the temperature is higher, but a practical reduction rate can be ensured even if the temperature is not high enough to melt. On the other hand, if the zone for melting is shorter than necessary, the moving speed of the horizontally moving hearth of the movable hearth furnace is reduced to secure the residence time necessary for melting, and the residence time in the furnace results. Lengthens, and lowers productivity. That is, the length of the zone in which the melting is performed is appropriately selected in terms of both maintaining the productivity and suppressing the equipment cost.

【0054】炉床上で溶融したメタル、スラグの製品類
は、炉外に排出する前に凝固させる。このとき、バーナ
ーに供給する天然ガス、コークス炉ガス、重油などの燃
料、空気、酸素などの助燃剤に、冷却媒体としての役割
も担わせ、燃料、助燃剤の予熱を行い、製造エネルギー
原単位を低下させることが可能である。また、窒素、還
元性ガス等を用いて、炉床上で溶融したメタル、スラグ
の製品類を冷却し、それによって予熱された窒素、還元
性ガス等を溶融時の炉の雰囲気を制御することに用いる
こともできる。なお、メタル、スラグの炉外の排出の
際、排出装置、方法によっては、メタル、スラグだけで
なく固体還元剤層の全部または一部が排出される。ま
た、実質的にメタル、スラグだけを排出することも可能
である。移動型炉床炉が回転炉であって、固体還元剤が
一部排出、または実質的に排出されない場合は、固体還
元剤が炉床に残されたまま原料供給部に移動する。この
時、原料供給部では消費した分だけ固体還元剤を供給す
る。
The metal and slag products melted on the hearth are solidified before being discharged out of the furnace. At this time, natural gas supplied to the burner, coke oven gas, fuel such as heavy oil, and a combustion aid such as air and oxygen also play a role as a cooling medium, preheat the fuel and combustion aid, and produce energy per unit of production. Can be reduced. Also, using nitrogen, reducing gas, etc. to cool the metal and slag products melted on the hearth, thereby controlling the atmosphere of the furnace when melting preheated nitrogen, reducing gas, etc. It can also be used. When the metal and slag are discharged outside the furnace, not only the metal and slag but also all or part of the solid reducing agent layer is discharged depending on the discharge device and method. It is also possible to substantially discharge only metal and slag. When the movable hearth furnace is a rotary furnace and the solid reducing agent is partially discharged or substantially not discharged, the solid reducing agent moves to the raw material supply unit while remaining on the hearth. At this time, the raw material supply unit supplies the solid reducing agent only for the consumed amount.

【0055】[0055]

【実施例】実施例1 この実施例は、直径2.2 mの移動型炉床の上面に、アル
ミナ系の耐火物を施工した回転炉床と、この炉床上方に
バーナーを配設してなり、これらを環状の炉体で覆っ
た、図8に示す回転炉床炉を用いて、以下の操業を行っ
た。図8に示すように、この回転炉炉床は、予熱帯10
a、還元帯10b、溶融帯10cおよび冷却帯10dに区画さ
れている。また、この回転炉炉床の上には、鉄含有物と
固体還元剤から主としてなる原料を装入し堆積させて原
料層2を形成する。なお、この設備のうち、図1に示し
た符号と同じ符号は同様の構成を示す。また、符号17
は、還元鉄を冷却して取り出すために排出口前に配設し
た冷却器である。また、図9には、この操業に用いた排
出口付近の模式図を示す。メタルは排出装置15で排出し
た後、磁石によってメタルとスラグとを分離した。場合
によっては破砕機18を使用した。また、この実施例にお
いて、炉の供給口における原料の装入堆積方法は、装入
装置14により金属含有物および固体還元剤などの原料
を、図10、図11、図12、図13に示した4種類の原料積層
例に示す条件で、それぞれ回転炉床11上に堆積させた。
なお、この例では、固体還元剤層の表面に形成する凹部
は、固体還元剤層を形成した後に、表面に凸部のあるロ
ーラーを押し付けることで形成した。金属含有物として
は、脈石分(SiO2、Al2O3 等) を7%以上含有する、表
2に示す成分組成の鉄鉱石を用い、そして固体還元剤は
灰分を6〜11%含有する、表3に示す成分組成のものを
用い、これらは篩目を3mm以下に調整して用いた。以上
の実施例の操業結果を表4に示す。適合例を示すNo. 1
〜6は、図10の堆積形状の例である。いずれの条件にお
いても炉床の耐火物の損傷がなく、製品排出のトラブル
もなく、製品への鉄回収率が97.4%以上と高く、脈石、
灰分がほとんど除去された状態で回収できたし、生産性
の著しい低下もなかった。また、No. 5については、2
〜3個の凹部中のメタルやスラグがおのおの合体して大
きな塊となっている部分があったが、排出にはとくに問
題なかった。適合例No. 7、8は、図11の堆積形状の例
であるが、固体還元剤層を介して、原料が直接炉床に接
触しないように、小区画化して点在させて積層したもの
である。この積層条件では、脈石、灰分除去操作のた
め、還元鉄、灰分を溶融させても、固体還元剤層によっ
て炉床耐火物と隔てられているため、スラグ、溶融鉄に
よって炉床耐火物が損傷することはなかった。しかし、
堆積時から、固体還元剤層が表面にでているため、この
部分への輻射熱の利用が若干劣るため、適合例No. 1〜
6に比べると若干生産性が低かった。適合例No. 9、10
は、図12の積層条件であって、固体還元剤層表面を平滑
に堆積させ、その上の全面に原料混合粉を層状に堆積さ
せた例である。この例において、脈石や灰分を除去する
ため、還元鉄、灰分を溶融させたところ、スラグ、メタ
ルが共に大きな板のような状態になり、冷却過程での収
縮で部分的な割れはあるものの、冷却後のメタル、スラ
グは大きな板状であり、排出口から図9における冷却器
17付近にまで繋がっているものもあった。そこで、これ
らの適合例においては、排出装置前に破砕機を設け、製
品を炉外に排出する前に炉床上で破砕するようにした。
破砕機設置分の設備費やランニングコストの増大はあっ
たが、この対策によってこれらの適合例においても操業
が可能であり、メタルの製造ができた。適合例のNo. 11
は、図13の積層条件であって、固体還元剤の層なしに炉
床耐火物の上に原料2を層状に積んだ例である。このよ
うな原料堆積層において、脈石と灰分の除去操作のた
め、還元鉄、灰分を溶融させたところ、原料を炉床耐火
物に直接を積載しているため、炉床耐火物が溶融物によ
って溶損を受けた。また、スラグ、メタルは共に大きな
板のような状態になり、冷却過程での収縮で部分的な割
れはあるものの、冷却後のメタル、スラグは大きな板状
であり、排出口から図9における冷却器17付近まで繋が
っているものもあった。そこで、排出装置前に破砕機を
設け、製品を炉外に排出する前に炉床上で破砕した。こ
の対策によって、破砕機設置分の設備費の増大や、破砕
機稼動のための電力などのランニングコスト、また、炉
床耐火物の若干の溶損に関してコスト上昇があったもの
の、操業は可能となり、メタルの製造ができた。なお、
この例においてNo. 1 〜10のいずれもが排出部付近にお
いて、炉床に接する部分の固体還元剤層1は軟化溶融は
しなかった。
EXAMPLE 1 In this example, a rotary hearth on which an alumina-based refractory was applied was provided on the upper surface of a movable hearth having a diameter of 2.2 m, and a burner was disposed above the hearth. The following operation was performed using a rotary hearth furnace shown in FIG. 8 in which these were covered with an annular furnace body. As shown in FIG. 8, the rotary hearth is
a, a reduction zone 10b, a melting zone 10c, and a cooling zone 10d. A raw material mainly composed of an iron-containing substance and a solid reducing agent is charged and deposited on the rotary hearth to form a raw material layer 2. In this equipment, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 indicate the same configuration. Also, reference numeral 17
Is a cooler arranged in front of the discharge port for cooling and removing reduced iron. FIG. 9 shows a schematic diagram of the vicinity of the discharge port used for this operation. After the metal was discharged by the discharge device 15, the metal and the slag were separated by a magnet. In some cases, a crusher 18 was used. Further, in this embodiment, the method of charging and depositing the raw material at the supply port of the furnace is such that the raw material such as the metal-containing material and the solid reducing agent is shown by the charging device 14 in FIGS. 10, 11, 12, and 13. Each of the four types of raw materials was deposited on the rotary hearth 11 under the conditions shown in the examples.
In this example, the concave portion formed on the surface of the solid reducing agent layer was formed by pressing a roller having a convex portion on the surface after forming the solid reducing agent layer. As the metal-containing material, iron ore having a gangue content (SiO 2 , Al 2 O 3, etc.) of 7% or more and having the composition shown in Table 2 is used, and the solid reducing agent contains ash content of 6 to 11%. The components having the composition shown in Table 3 were used, and the sieves thereof were adjusted to 3 mm or less. Table 4 shows the operation results of the above examples. No. 1 showing conforming examples
6 to 6 are examples of the deposition shape of FIG. Under any of the conditions, there was no damage to the refractory of the hearth, no trouble in product discharge, and a high iron recovery rate of 97.4% or more.
The ash could be recovered with almost no ash removed, and there was no significant decrease in productivity. For No. 5, 2
There was a portion where the metal and slag in each of the three concave portions were combined into a large lump, but there was no particular problem in discharging. Compatible Examples Nos. 7 and 8 are examples of the deposition shape shown in FIG. 11, but they are layered in small compartments and scattered so that the raw material does not directly contact the hearth via the solid reducing agent layer. It is. Under these lamination conditions, even if the reduced iron and ash are melted for the gangue and ash removal operation, the hearth refractory is separated by the slag and molten iron because the solid reductant layer separates it from the hearth refractory. There was no damage. But,
Since the solid reducing agent layer is exposed on the surface from the time of deposition, the use of radiant heat to this part is slightly inferior.
6 was slightly lower in productivity. Applicable example No. 9, 10
Is an example in which the solid reducing agent layer surface is deposited smoothly and the raw material mixed powder is deposited in a layered manner on the entire surface thereof under the lamination conditions of FIG. In this example, when reducing iron and ash were melted to remove gangue and ash, slag and metal both became large plates, and although there were partial cracks due to shrinkage in the cooling process, The metal and slag after cooling are in a large plate shape.
Some were connected up to around 17. Therefore, in these adaptation examples, a crusher is provided before the discharge device, and the product is crushed on the hearth before discharging the product outside the furnace.
Although there was an increase in equipment costs and running costs for the installation of the crusher, this measure enabled operation in these conforming cases and produced metal. No. 11 of conforming example
13 shows an example in which the raw material 2 is layered on the hearth refractory without the layer of the solid reducing agent under the lamination condition of FIG. In such a raw material sedimentary layer, reduced iron and ash were melted for the operation of removing gangue and ash, but since the raw material was directly loaded on the hearth refractory, the hearth refractory was melted. Suffered erosion. Also, both the slag and the metal become like a large plate, and although there are partial cracks due to shrinkage during the cooling process, the metal and the slag after cooling have a large plate shape, and the cooling shown in FIG. Some were connected to the vicinity of vessel 17. Therefore, a crusher was provided before the discharge device, and the product was crushed on the hearth before discharging the product outside the furnace. These measures have made it possible to operate equipment despite the increase in equipment costs for the installation of the crusher, running costs such as electric power for operating the crusher, and slight erosion of the hearth refractory. , The production of metal. In addition,
In this example, the solid reducing agent layer 1 in the portion in contact with the hearth did not soften and melt in the vicinity of the discharge part in any of Nos. 1 to 10.

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【0057】実施例2 実施例1と同一の装置を用いて、以下の操業を行った。
炉の供給口における原料の積みつけは、装入装置14によ
り、図10に示す積層条件で回転炉床11上に装入堆積させ
た。ただし、固体還元剤層1中には石灰石を重量比で5
%添加した。表5に示すように、操業の条件はほぼ同一
にした場合において、固体還元剤層に石灰石を配分した
ものの方が回収メタル中のSが低下していることがわか
った。
Example 2 The following operation was carried out using the same apparatus as in Example 1.
Raw materials were loaded at the supply port of the furnace by the loading device 14 under the laminating conditions shown in FIG. However, limestone is contained in the solid reducing agent layer 1 in a weight ratio of 5%.
% Was added. As shown in Table 5, when the operating conditions were almost the same, it was found that S in the recovered metal was lower when the limestone was distributed to the solid reducing agent layer.

【0058】[0058]

【表5】 [Table 5]

【0059】実施例3 実施例1と同一の装置を用いて、以下の操業を行った。
炉の供給口における原料の積み付けは、装入装置14によ
り、図14の原料の積層条件で行った。図中、原料 (下
層) 21、原料 (上層) 22は、表6のように配合が違うも
のである。適合例16は原料 (下層) 21に金属含有物とし
て表2の鉄含有物だけでなく、表7の粉銑鉄を配合し
た。表6に示すように、単位面積当たりの鉄分装填量が
同一であって、炉の回転速度以外の操業の条件もほぼ同
一にした場合において、原料 (下層)21に粉銑鉄を配合
した条件では回転速度を早くしても生産でき、すなわち
生産速度を上昇させることができた。適合例17は、原料
(上層) 22に表9の高炉乾式集塵ダスト、原料 (下層)
21には適合例16と同一のものを用いた。上層の原料の性
質が違うので直接生産性の比較はできないが、問題なく
生産できた。
Example 3 The following operation was performed using the same apparatus as in Example 1.
The loading of the raw material at the supply port of the furnace was performed by the charging device 14 under the raw material stacking conditions shown in FIG. In the figure, the raw material (lower layer) 21 and the raw material (upper layer) 22 have different compositions as shown in Table 6. In the adaptation example 16, not only the iron-containing material shown in Table 2 but also the powdered pig iron shown in Table 7 was added to the raw material (lower layer) 21 as a metal-containing material. As shown in Table 6, when the iron loading per unit area is the same and the operating conditions other than the furnace rotation speed are almost the same, the conditions in which the raw material (lower layer) 21 is mixed with powdered pig iron It was possible to produce even if the rotation speed was increased, that is, it was possible to increase the production speed. Compliance Example 17
(Upper layer) Blast furnace dry dust collection dust and raw materials shown in Table 9 in 22 (lower layer)
As 21, the same one as in Fitting Example 16 was used. Because the properties of the raw material in the upper layer are different, direct comparison of productivity is not possible, but production was possible without any problems.

【0060】[0060]

【表6】 [Table 6]

【表7】 [Table 7]

【0061】実施例4 実施例1と同一の装置を用いて、以下の操業を行った。
炉の供給口における原料の積みつけは、装入装置14によ
り、図10に示す積層条件で炉床11上に装入し堆積させ
た。固体還元剤層1上に生成した塊状物を排出装置15で
排出した後、全量を3mmの篩いにかけた。そして、篩下
を全量原料に混入し、リサイクルした。原料中のリサイ
クル分は原料中の1.5 〜2%になった。表8に示すよう
に、操業の条件はほぼ同一にした場合において、メタル
の回収率を上昇させることができた。
Example 4 The following operation was carried out using the same apparatus as in Example 1.
Raw materials at the supply port of the furnace were loaded and deposited on the hearth 11 by the loading device 14 under the lamination conditions shown in FIG. After the lump formed on the solid reducing agent layer 1 was discharged by the discharge device 15, the whole amount was sieved through a 3 mm sieve. Then, the entire under-sieve was mixed with the raw material and recycled. The recycled content in the raw material was 1.5 to 2% of the raw material. As shown in Table 8, when the operating conditions were almost the same, the metal recovery rate could be increased.

【0062】[0062]

【表8】 [Table 8]

【0063】実施例5 実施例1と同一の装置を用いて、以下の操業を行った。
ただし、炉からの排ガスに対して、水噴霧を行い、排ガ
スを冷却すると共に、排ガス中のダスト類を水中にトラ
ップして回収した。原料を装入装置14により、図10に示
す積層条件で炉床11上に積みつけた。ただし、原料は高
炉の乾式集塵ダストであって、金属分としてFe以外、Z
n, Pbが含有するものを用いた。また、乾式集塵ダスト
中には高炉に装入されるコークスの一部が含まれてい
る。この組成を表9に示す。その結果、表10に示すよう
に、水中にトラップした二次ダスト中にZnOおよび金属
Pbが回収できた。ここで、この二次ダスト中にはFe分は
ほとんど含まれていない。また、炉内で溶融、凝固し、
回収したメタルは、大半がFeであって、Zn, Pbは皆無で
あった。
Example 5 The following operation was carried out using the same apparatus as in Example 1.
However, the exhaust gas from the furnace was sprayed with water to cool the exhaust gas, and dust in the exhaust gas was trapped and collected in water. The raw materials were stacked on the hearth 11 by the charging device 14 under the lamination conditions shown in FIG. However, the raw material is blast furnace dry dust collection dust.
Those containing n and Pb were used. The dry dust contains a part of coke charged into the blast furnace. The composition is shown in Table 9. As a result, as shown in Table 10, ZnO and metal were contained in the secondary dust trapped in water.
Pb was recovered. Here, the secondary dust contains almost no Fe component. In addition, it melts and solidifies in the furnace,
Most of the recovered metal was Fe, and there was no Zn or Pb.

【0064】[0064]

【表9】 [Table 9]

【表10】 [Table 10]

【0065】実施例6 実施例1と同一の装置を用いて、以下の操業を行った。
ただし、溶融帯での温度補償を純酸素プロパンバーナー
燃焼で行い、しかも、空気比の制御によって燃焼後排ガ
スの酸化度を調整した。原料を装入装置14により、図10
に示す積層条件で回転炉床11上に積みつけた。その操業
結果を表11に示す。燃焼後ガスの酸化度、すなわち雰囲
気の還元性、および炉の回転速度以外の操業の条件をほ
ぼ同一にした場合において、雰囲気の還元性を高めた方
が若干生産性を上げることができた。
Example 6 Using the same apparatus as in Example 1, the following operation was carried out.
However, temperature compensation in the melting zone was performed by pure oxygen propane burner combustion, and the degree of oxidation of the exhaust gas after combustion was adjusted by controlling the air ratio. The raw material is charged by the charging device 14 in FIG.
Under the lamination conditions shown in FIG. Table 11 shows the operation results. When the operating conditions other than the degree of oxidation of the post-combustion gas, that is, the reducing property of the atmosphere, and the operating speed other than the rotation speed of the furnace were almost the same, the productivity could be slightly increased by increasing the reducing property of the atmosphere.

【0066】[0066]

【表11】 [Table 11]

【0067】実施例7 実施例1と同一の装置を用いて、以下の操業を行った。
ただし、図15のように内径1m、長さ3mのロータリー
キルン型予熱装置を用い、この装置内に鉱石とともに移
動型炉床炉からの排ガスを導入し、この排ガスによる鉱
石の予熱を行った。排ガスは1000℃から1100℃で変化し
ていて、予熱された鉱石は 500℃前後に加熱された。予
熱された鉱石は混合機 (内径1m、長さ3m) に導入し
て常温の固体還元剤 (表12の石炭) と混合し、次いで図
8に示す装入装置14により、図10に示す積層条件で移動
型炉床炉の炉床11上に積みつけた。このときの操業結果
を表13に示す。鉱石を予熱をしない操業では、バーナー
用燃料、消費固体還元剤などへの投入エネルギーは7.0
Gcal/t-metalであったが、予熱鉱石を用いた場合では約
6.8 Gcal/t-metalに低下した。
Example 7 Using the same apparatus as in Example 1, the following operation was carried out.
However, as shown in FIG. 15, a rotary kiln-type preheating device having an inner diameter of 1 m and a length of 3 m was used, and ore and exhaust gas from a movable hearth furnace were introduced into the device, and the ore was preheated by the exhaust gas. The exhaust gas varied from 1000 ° C to 1100 ° C, and the preheated ore was heated to around 500 ° C. The preheated ore is introduced into a mixer (1 m in diameter, 3 m in length) and mixed with a solid reducing agent at room temperature (coal in Table 12). Then, the charging device 14 shown in FIG. It was stacked on the hearth 11 of the movable hearth furnace under the conditions. Table 13 shows the operation results at this time. In operations that do not preheat ore, the energy input to burner fuel, consumed solid reductant, etc. is 7.0
Gcal / t-metal, but when using preheated ore
Reduced to 6.8 Gcal / t-metal.

【0068】[0068]

【表12】 [Table 12]

【表13】 [Table 13]

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
便な設備を用いながらも、金属含有物と固体還元剤とか
ら、脈石、灰分の混入がない還元鉄、すなわち電気炉等
で精錬する際の原料として評価の高い還元金属を得るこ
とができる。また、炉床上に固体還元剤層を形成してお
くことで、設備の損傷を回避することができる。さら
に、炉床上の固体還元剤層の上に還元金属を点在させて
生成させることにより、還元金属のハンドリングが極め
て容易となり、電気炉の原料として好適な還元金属を得
ることができる。
As described above, according to the present invention, while using simple equipment, reduced iron containing no gangue or ash can be produced from a metal-containing substance and a solid reducing agent by using an electric furnace or the like. A highly evaluated reduced metal can be obtained as a raw material for refining. Further, by forming the solid reducing agent layer on the hearth, damage to the equipment can be avoided. Furthermore, by generating the reduced metal by scattered on the solid reducing agent layer on the hearth, the handling of the reduced metal becomes extremely easy, and a reduced metal suitable as a raw material for an electric furnace can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】移動型炉床炉の説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of a movable hearth furnace.

【図2】本発明に適合する炉床上への原料積みつけ状態
と還元生成物を溶融したときの変化の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a state in which raw materials are stacked on a hearth and a change when a reduction product is melted, which conforms to the present invention.

【図3】本発明に適合する移動炉床上に固体還元剤層を
介して原料が炉床に直接接触しないように点在させて積
みつける方法の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a method of stacking raw materials on a moving hearth suitable for the present invention so as to be scattered so as not to directly contact the hearth via a solid reducing agent layer.

【図4】実験に用いた積層条件1の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of lamination condition 1 used in an experiment.

【図5】実験に用いた加熱炉の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of a heating furnace used in the experiment.

【図6】実験に用いた積層条件2の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of lamination condition 2 used in an experiment.

【図7】実験に用いた積層条件3の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of lamination condition 3 used in an experiment.

【図8】実施例で用いた移動型炉床炉の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a movable hearth furnace used in an example.

【図9】実施例で用いた排出装置の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a discharge device used in the embodiment.

【図10】実施例で採用した原料の積層条件Aの説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of lamination conditions A of raw materials used in Examples.

【図11】実施例で採用した原料の積層条件Bの説明図
である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of lamination conditions B of raw materials used in Examples.

【図12】実施例で採用した原料の積層条件Cの説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of lamination conditions C of raw materials employed in Examples.

【図13】実施例で採用した原料の積層条件Dの説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of lamination conditions D of raw materials used in Examples.

【図14】実施例3で採用した原料の積層条件の説明図
である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of lamination conditions of raw materials employed in Example 3.

【図15】実施例7で採用した原料の予熱装置である。FIG. 15 is a raw material preheating apparatus employed in Example 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体還元剤層 1a 凹部 2 原料 2a 混合粉 3 還元生成物 4 メタル 5 スラグ 10, 10′ 炉体 10a 予熱帯 10b 還元帯 10c 溶融帯 10d 冷却帯 11, 11′ 炉床 13, 13′ バーナー 14 装入装置 15 排出装置 16 昇降装置 17 冷却器 18 破砕機 21 原料 (下層) 22 原料 (上層) REFERENCE SIGNS LIST 1 solid reducing agent layer 1a recess 2 raw material 2a mixed powder 3 reduction product 4 metal 5 slag 10, 10 'furnace body 10a pre-tropical 10b reduction zone 10c melting zone 10d cooling zone 11, 11' hearth 13, 13 'burner 14 Loading device 15 Discharge device 16 Elevating device 17 Cooler 18 Crusher 21 Raw material (lower layer) 22 Raw material (upper layer)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 幹治 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 板谷 宏 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K001 AA10 BA02 GA07 GA11 GB01 GB02 HA01 4K012 DD01 DD02 DD03 DD08 DD09 4K050 AA00 BA02 CA09 CD02 CD30 CF01 CF11 CG22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Mikiharu Takeda 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Prefecture Inside the Technical Research Institute of Kawasaki Steel (72) Inventor Hiroshi Itaya 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki 4K001 AA10 BA02 GA07 GA11 GB01 GB02 HA01 4K012 DD01 DD02 DD03 DD08 DD09 4K050 AA00 BA02 CA09 CD02 CD30 CF01 CF11 CG22

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属含有物および固体還元剤を含む原料
を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上に装入し、その
炉床が炉内で移動する間に前記原料を加熱することによ
り還元金属を得るに当たり、前記炉床上に装入堆積させ
た原料を加熱還元すると同時に、少なくとも一度は溶融
状態に導くことを特徴とする金属含有物からの還元金属
の製造方法。
1. A raw material containing a metal-containing material and a solid reducing agent is loaded on a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and the raw material is heated while the hearth moves in the furnace. A method for producing a reduced metal from a metal-containing material, wherein the reduced metal is heated and reduced at the same time as the raw material charged and deposited on the hearth to obtain a reduced metal.
【請求項2】 金属含有物および固体還元剤を含む原料
を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上に装入し、その
炉床が炉内で移動する間に前記原料を加熱することによ
り還元金属を得るに当たり、前記炉床上に固体還元剤層
を形成するとともに、その固体還元剤層上に前記原料を
装入堆積させて加熱還元し、少なくとも一度は溶融状態
に導くことを特徴とする金属含有物からの還元金属の製
造方法。
2. A raw material containing a metal-containing material and a solid reducing agent is loaded on a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and the raw material is heated while the hearth moves in the furnace. Upon obtaining the reduced metal by forming a solid reducing agent layer on the hearth, charging and depositing the raw material on the solid reducing agent layer, reducing by heating, and leading to a molten state at least once. For producing reduced metals from metal containing materials.
【請求項3】 金属含有物および固体還元剤を含む原料
を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上に装入し、その
炉床が炉内で移動する間に前記原料を加熱することによ
り還元金属を得るに当たり、前記炉床上に固体還元剤層
を形成するとともに、その固体還元剤層上に前記原料を
装入堆積させて加熱還元し、少なくとも一度は溶融状態
に導き、かつ得られた溶融物粒子を固体還元剤層表面に
点在保持して冷却することを特徴とする金属含有物から
の還元金属の製造方法。
3. Loading a raw material containing a metal-containing material and a solid reducing agent onto a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and heating the raw material while the hearth moves in the furnace. Upon obtaining a reduced metal by forming a solid reducing agent layer on the hearth, charging and depositing the raw material on the solid reducing agent layer and reducing by heating, at least once leading to a molten state, and obtained A method for producing reduced metal from a metal-containing material, wherein the molten particles are cooled while being dispersed on the surface of the solid reducing agent layer.
【請求項4】 金属含有物および固体還元剤を含む原料
を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上に装入し、その
炉床が炉内で移動する間に前記原料を加熱することによ
り還元金属を得るに当たり、前記炉床上に固体還元剤層
を形成するとともに、その固体還元剤層上への原料の装
入に際して、固体還元剤層の表面に多数の凸凹が生成す
るように堆積させ、その後加熱還元すると同時に、少な
くとも一度は溶融状態に導き、かつ得られた溶融物粒子
を固体還元剤層表面に点在保持して冷却することを特徴
とする金属含有物からの還元金属の製造方法。
4. A raw material containing a metal-containing material and a solid reducing agent is loaded on a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and the raw material is heated while the hearth moves in the furnace. In order to obtain reduced metal, a solid reducing agent layer is formed on the hearth, and when charging the raw material onto the solid reducing agent layer, the solid reducing agent layer is deposited so as to generate a number of irregularities on the surface of the solid reducing agent layer. At the same time as heating and reducing, at least once, to a molten state, and cooling the reduced metal from the metal-containing material, characterized in that the obtained molten particles are cooled by being kept dotted on the surface of the solid reducing agent layer. Production method.
【請求項5】 金属含有物および固体還元剤を含む原料
を、移動型炉床炉の水平移動する炉床上に装入し、その
炉床が炉内で移動する間に前記原料を加熱することによ
り還元金属を得るに当たり、前記炉床上に固体還元剤層
を形成するとともに、その固体還元剤層の表面に多数の
凹部を形成し、その固体還元剤層の上面に前記原料を装
入堆積させて加熱還元し、少なくとも一度は溶融状態に
導き、かつ得られた溶融物粒子を固体還元剤層表面に点
在保持して冷却することを特徴とする金属含有物からの
還元金属の製造方法。
5. A method of charging a raw material containing a metal-containing material and a solid reducing agent onto a horizontally moving hearth of a movable hearth furnace, and heating the raw material while the hearth moves in the furnace. In obtaining a reduced metal by forming a solid reducing agent layer on the hearth, forming a large number of recesses on the surface of the solid reducing agent layer, charging and depositing the raw material on the upper surface of the solid reducing agent layer A method for producing a reduced metal from a metal-containing material, wherein the reduced particle is cooled at least once by heating and reducing to at least one time, and the obtained molten particles are cooled while being dispersed on the surface of the solid reducing agent layer.
【請求項6】 炉床上を覆う固体還元剤層中もしくはそ
の表面にフラックスを混入または散在させたことを特徴
とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
6. The method according to claim 2, wherein a flux is mixed or scattered in or on the surface of the solid reducing agent layer covering the hearth.
【請求項7】 炉床表面を覆う固体還元剤層の少なくと
も炉床に接する側に、不軟化溶融層を設けることを特徴
とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
7. The method according to claim 2, wherein an unsoftened molten layer is provided on at least a side of the solid reducing agent layer covering the hearth surface, which is in contact with the hearth.
【請求項8】 炉床上を覆う固体還元剤の層厚が5mm以
上であることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項
に記載の製造方法。
8. The method according to claim 2, wherein the layer thickness of the solid reducing agent covering the hearth is 5 mm or more.
【請求項9】 上記原料を固体還元剤層上に装入堆積さ
せる際、異種の原料を積層して堆積層を形成することを
特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の製造方
法。
9. The method according to claim 2, wherein when the raw materials are charged and deposited on the solid reducing agent layer, different kinds of raw materials are stacked to form a deposited layer. Production method.
【請求項10】 還元生成物のうち塊状メタル、塊状ス
ラグを篩分けして得られる篩下の粉状回収物の全部また
は一部を、上記原料中に混合して再使用することを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
10. The method according to claim 1, wherein all or a part of the powdery recovered material obtained by sieving the lump metal and lump slag among the reduction products is mixed with the raw material and reused. The method according to claim 1.
【請求項11】 上記原料は、金属含有物中にZnおよび
/またはPbを含むことを特徴とする請求項1〜5のいず
れか1項に記載の製造方法。
11. The method according to claim 1, wherein the raw material contains Zn and / or Pb in the metal-containing material.
【請求項12】 移動型炉床炉内の雰囲気は、少なくと
も原料が溶融する領域を、還元性にすることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
12. The production method according to claim 1, wherein the atmosphere in the movable hearth furnace has a reducing property at least in a region where the raw material is melted.
【請求項13】 上記原料の中の固体還元剤以外の全部
または一部を、移動型炉床炉外において予熱し、その後
固体還元剤と混合した上で移動型炉床炉内に装入するこ
とを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の製
造方法。
13. The whole or a part of the raw material other than the solid reducing agent is preheated outside the moving hearth furnace, and then mixed with the solid reducing agent and charged into the moving hearth furnace. The manufacturing method according to claim 1, wherein:
【請求項14】 水平移動する炉床と、その炉床の上を
覆う炉体と、前記炉床上へ金属含有物および固体還元剤
等からなる装入物を装入するための装入装置と、炉床上
の装入物を加熱する加熱手段と、装入物の加熱によって
生成した還元生成物とスラグを冷却する冷却手段と、冷
却された還元生成物とスラグを排出する排出手段とを有
する移動型炉床炉であって、前記装入装置から排出装置
に向かう炉体内に、装入物を予熱する予熱帯と、装入物
を還元する還元帯と、装入物を溶融, 還元する溶融帯
と、そして溶融した還元生成物とスラグとを冷却する冷
却帯とを設けてなる還元金属製造用移動型炉床炉。
14. A hearth that moves horizontally, a furnace body covering the hearth, and a charging device for charging a charge containing a metal-containing substance and a solid reducing agent onto the hearth. And heating means for heating the charge on the hearth, cooling means for cooling the reduction product and slag generated by heating the charge, and discharge means for discharging the cooled reduction product and slag. In a movable hearth furnace, a pre-tropical zone for preheating the charged material, a reduction zone for reducing the charged material, and a melting and reducing the charged material are provided in a furnace heading from the charging device to the discharging device. A moving hearth furnace for producing reduced metal, comprising: a melting zone; and a cooling zone for cooling the molten reduction product and slag.
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