JP2013174001A - Method for producing granular metallic iron - Google Patents

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元宏 堀口
Tetsushi Deura
哲史 出浦
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大輔 渡辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a granular metallic iron, with which the yield of the granular metallic iron is enhanced and productivity can be improved, when the granular metallic iron is produced by heating a raw material mixture including iron oxide-containing material and carbonaceous reducing agent with a moving hearth type heating and reducing furnace.SOLUTION: As a raw material mixture, materials which generate slag Z satisfying the following conditions (1) to (6) at 1,150°C, are used. (1) The liquid phase ratio is ≥80%. (2) FeO content is 5 to 60 mass%. (3) SiOcontent is ≥30 mass%. (4) CaO content is 0.5 to 50 mass%. (5) FeO/SiOratio obtained from FeO content and SiOcontent is 0.17 to 2.0. (6) FeO/CaO ratio obtained from FeO content and CaO content is 0.2 to 50.

Description

本発明は、粒状金属鉄の製造方法に関するものであり、詳細には、鉄鉱石等の酸化鉄含有物質と、石炭やコークス等の炭素質還元剤(以下、炭材ということがある)とを含む原料混合物を移動炉床式加熱還元炉で加熱し、該原料混合物中の酸化鉄を前記炭素質還元剤により還元し、粒状金属鉄を製造する方法に関するものである。なお、本発明において、「粒状」とは、必ずしも真球状であることを意味するものではなく、楕円状、卵形状、あるいはそれらが若干扁平したものも含む意味である。   The present invention relates to a method for producing granular metallic iron. Specifically, an iron oxide-containing material such as iron ore and a carbonaceous reducing agent such as coal or coke (hereinafter sometimes referred to as carbon material). The present invention relates to a method for producing granular metallic iron by heating a raw material mixture containing a heated hearth type heating and reducing furnace and reducing iron oxide in the raw material mixture with the carbonaceous reducing agent. In the present invention, “granular” does not necessarily mean a true sphere, but also includes an ellipse, an egg shape, or a shape in which they are slightly flattened.

鉄鉱石や酸化鉄等の酸化鉄含有物質から鉄を生産する方法としては、高炉法が主流である。その一方で、比較的小規模で、多品種・少量生産向きの製鉄法として、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤とを含む原料混合物(あるいは該原料混合物を押し固めた簡易成形体、更にはペレットやブリケットなどに成形した炭材内装成形体)を移動炉床式の加熱還元炉(例えば、回転炉床炉など)に供給し、該原料混合物が該炉内を移動する間に、加熱バーナーによる燃焼熱や輻射熱で加熱することによって該原料混合物中の酸化鉄を炭素質還元剤で直接還元し、得られた金属鉄(還元鉄)を続いて浸炭・溶融させ、次いで副生するスラグと分離しつつ粒状に凝集させた後、冷却凝固させて粒状の金属鉄(還元鉄)を製造する直接還元製鉄法が開発されている(特許文献1〜3など)。この直接還元製鉄法では高炉等の大規模な設備が不要になるため、実用化に向けて研究が盛んに行われている。しかし工業的規模で実施するには、操業安定性や安全性、経済性、粒状金属鉄(製品)の品質などを含めて更に改善しなければならない課題も多い。   As a method for producing iron from iron oxide-containing substances such as iron ore and iron oxide, the blast furnace method is the mainstream. On the other hand, as a steelmaking method that is relatively small-scale and suitable for high-mix, low-volume production, a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent (or a simple molded body obtained by compacting the raw material mixture, The carbonaceous material molded body formed into pellets or briquettes) is supplied to a moving hearth-type heating reduction furnace (for example, a rotary hearth furnace), and a heating burner is used while the raw material mixture moves in the furnace. The iron oxide in the raw material mixture is directly reduced with a carbonaceous reducing agent by heating with the combustion heat or radiant heat generated by the process, and the resulting metal iron (reduced iron) is subsequently carburized and melted, and then by-produced slag and A direct reduction iron manufacturing method has been developed in which particles are aggregated while being separated and then cooled and solidified to produce granular metallic iron (reduced iron) (Patent Documents 1 to 3, etc.). Since this direct reduction steelmaking method does not require large-scale equipment such as a blast furnace, research is actively conducted for practical use. However, in order to implement on an industrial scale, there are many problems that must be further improved, including operational stability, safety, economy, and quality of granular metallic iron (product).

当該課題の一つとして、粒状金属鉄の生産性の向上が挙げられる。生産性が悪ければ工業的規模で実施することはまず不可能だからである。そこで本出願人は、粒状金属鉄を生産性よく製造できる技術を先に提案している(特許文献4〜6)。これらの技術では、金属鉄を溶融させたときに副生するスラグに含まれるCaO量、MgO量、およびSiO2量から求められる塩基度[(CaO+MgO)/SiO2]と、スラグ中のMgO量を制御したり(特許文献4)、上記塩基度[(CaO+MgO)/SiO2]を所定の範囲に制御したうえで、原料混合物に、Na2O供給物質、K2O供給物質、Li2O供給物質、またはアルカリ金属を少なくとも一種含む融点が1400℃以下の複合酸化物を配合している(特許文献5、6)。 One of the problems is improvement of productivity of granular metallic iron. This is because it is impossible to implement on an industrial scale if productivity is poor. Therefore, the present applicant has previously proposed a technique capable of producing granular metallic iron with high productivity (Patent Documents 4 to 6). In these techniques, the basicity [(CaO + MgO) / SiO 2 ] obtained from the CaO amount, MgO amount, and SiO 2 amount contained in the slag produced as a by-product when the metallic iron is melted, and the MgO amount in the slag (Patent Document 4), the basicity [(CaO + MgO) / SiO 2 ] is controlled within a predetermined range, and the raw material mixture is mixed with a Na 2 O supply substance, a K 2 O supply substance, Li 2 O. A supply material or a composite oxide containing at least one alkali metal and having a melting point of 1400 ° C. or lower is blended (Patent Documents 5 and 6).

特開平2−228411号公報JP-A-2-228411 特開2001−279313号公報JP 2001-279313 A 特開2001−247920号公報JP 2001-247920 A 特開2004−285399号公報JP 2004-285399 A 特開2009−7621号公報JP 2009-7621 A 特開2009−7619号公報JP 2009-7619 A

上記特許文献4〜6に開示した技術によって、粒状金属鉄の生産性をある程度向上できたが、粒状金属鉄の歩留まりを更に高め、粒状金属鉄の生産性を一層向上させる技術が求められている。   Although the productivity disclosed in Patent Documents 4 to 6 has improved the productivity of granular metallic iron to some extent, there is a need for a technique that further increases the yield of granular metallic iron and further improves the productivity of granular metallic iron. .

本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む原料混合物を、移動炉床式加熱還元炉で加熱して粒状金属鉄を製造する際に、粒状金属鉄の歩留まりを高め、生産性を向上できる粒状金属鉄の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to heat a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent in a moving hearth type heating reduction furnace to form granular metallic iron. It is in providing the manufacturing method of the granular metallic iron which can improve the yield of granular metallic iron and can improve productivity.

上記課題を解決することのできる本発明に係る粒状金属鉄の製造方法とは、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む原料混合物を、移動炉床式加熱還元炉で加熱し、該原料混合物中の酸化鉄を前記炭素質還元剤により還元し、生成する金属鉄を副生するスラグと分離しつつ粒状に凝集させた後、冷却凝固させて粒状金属鉄を製造する方法である。そして、本発明の粒状金属鉄の製造方法は、前記原料混合物として、1150℃において下記(1)〜(6)の要件を満足するスラグZが生成されるものを用いる点に要旨を有している。
(1)液相率が80%以上。
(2)FeO量が5〜60質量%。
(3)SiO2量が30質量%以上。
(4)CaO量が0.5〜50質量%。
(5)FeO量およびSiO2量から求められるFeO/SiO2比が0.17〜2.0。
(6)FeO量およびCaO量から求められるFeO/CaO比が0.2〜50。
The method for producing granular metallic iron according to the present invention that can solve the above-mentioned problem is that a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is heated in a moving hearth type heating reduction furnace, and the raw material mixture This is a method for producing granular metallic iron by reducing the iron oxide therein with the carbonaceous reducing agent, aggregating the produced metallic iron with the slag as a by-product and agglomerating it into particles and then cooling and solidifying it. And the manufacturing method of the granular metal iron of this invention has a summary in the point using the slag Z which satisfy | fills the requirements of following (1)-(6) in 1150 degreeC as said raw material mixture. Yes.
(1) The liquid phase ratio is 80% or more.
(2) The amount of FeO is 5 to 60% by mass.
(3) The amount of SiO 2 is 30% by mass or more.
(4) CaO amount is 0.5 to 50% by mass.
(5) FeO / SiO 2 ratio determined from FeO amount and SiO 2 amount is 0.17 to 2.0.
(6) FeO / CaO ratio obtained from FeO amount and CaO amount is 0.2-50.

前記原料混合物を1150℃に加熱した後、表層断面における成分組成を少なくとも200点を一定の間隔で分析したときに、該成分組成が前記(2)〜(6)の全ての要件を満足する分析点の数の割合が、全分析点の数に対して3.5%以上となる原料混合物を用いることが好ましい。前記酸化鉄含有物質としては、該酸化鉄含有物質中のAl23量およびSiO2量から求められるAl23/SiO2比が0.1以下のものを用いることが好ましい。 After the raw material mixture is heated to 1150 ° C., when the component composition in the cross section of the surface layer is analyzed at regular intervals of at least 200 points, the component composition satisfies all the requirements (2) to (6). It is preferable to use a raw material mixture in which the ratio of the number of points is 3.5% or more with respect to the total number of analysis points. As the iron oxide-containing substance, it is preferable to use a substance having an Al 2 O 3 / SiO 2 ratio of 0.1 or less determined from the amount of Al 2 O 3 and the amount of SiO 2 in the iron oxide-containing substance.

本発明によれば、1150℃において所定の条件を満足するスラグが生成する原料混合物を用いているため、スラグが比較的低温で溶融し、スラグの凝集性が促進される。その結果、粒状金属鉄の凝集が促進されるため、粒状金属鉄の歩留まりが高くなり、粒状金属鉄の生産性が向上する。   According to this invention, since the raw material mixture which produces | generates the slag which satisfy | fills predetermined conditions at 1150 degreeC is used, slag fuse | melts at comparatively low temperature and the cohesiveness of slag is accelerated | stimulated. As a result, since the aggregation of the granular metallic iron is promoted, the yield of the granular metallic iron is increased, and the productivity of the granular metallic iron is improved.

図1は、スラグの組成とスラグの液相率との関係を示すSiO2−CaO−FeOn三元系状態図に、発明例の結果を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the results of an example of the invention in the SiO 2 —CaO—FeO n ternary phase diagram showing the relationship between the composition of slag and the liquid phase ratio of slag. 図2は、スラグの組成とスラグの液相率との関係を示すSiO2−CaO−FeOn三元系状態図に、比較例の結果を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the results of a comparative example in a ternary phase diagram of SiO 2 —CaO—FeO n showing the relationship between the composition of slag and the liquid phase ratio of slag. 図3は、回転炉床式の加熱還元炉の一構成例を示す概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a configuration example of a rotary hearth-type heating reduction furnace. 図4は、実施例に示した(a)〜(e)の全ての要件を満足する分析点の数と、歩留まり率(%)との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of analysis points satisfying all the requirements (a) to (e) shown in the examples and the yield rate (%).

まず、本発明を完成するに至った経緯を説明する。直接還元製鉄法で粒状金属鉄を製造するにあたり、原料混合物に含まれる脈石が多い場合には、副生するスラグ量が増大し、その凝集性が低下し、得られる粒状金属鉄の歩留まりが低下することが知られている。即ち、副生スラグの凝集性が低下すると、加熱還元により生成する粒状金属鉄と副生するスラグが混在した状態となるため、粒状金属鉄と副生スラグとの分離し難くなり、金属鉄の粒状化や塊状化が充分に進まず、粒状金属鉄がスラグを抱き込んだものとなったり、或いは極めて微細な粒状金属鉄が多量に生成し、副生スラグとの分離が困難となり、製品として適正粒度範囲の粒状金属鉄の歩留り率が低下する。   First, how the present invention was completed will be described. In the production of granular metallic iron by the direct reduction iron manufacturing method, if there is a lot of gangue contained in the raw material mixture, the amount of by-product slag increases, the cohesiveness decreases, and the yield of the obtained granular metallic iron is reduced. It is known to decline. That is, when the cohesiveness of by-product slag decreases, it becomes a state in which the granular metal iron produced by heat reduction and the slag produced as a by-product are mixed, so that it becomes difficult to separate the granular metal iron and the by-product slag. Granularization and agglomeration do not progress sufficiently, and granular metallic iron is embraced with slag, or very fine granular metallic iron is produced in large quantities, making it difficult to separate from by-product slag. The yield of granular metallic iron in the appropriate particle size range is reduced.

また、原料混合物として配合する酸化鉄含有物質や炭素質還元剤の種類によっては、その中に含まれる脈石が少ないものもあるが、その種類や組成によっては副生スラグの凝集性が劣悪になることがしばしば観察される。   In addition, depending on the type of iron oxide-containing substance and carbonaceous reducing agent to be blended as a raw material mixture, there are few gangue contained therein, but depending on the type and composition, the cohesiveness of by-product slag is poor. It is often observed that

そこで、本発明者らは、原料混合物を加熱したときに副生するスラグの凝集性を改善することを目指して検討した。その結果、スラグの融点を低下させれば、スラグの凝集性が向上すること、これにより加熱還元して得られた金属鉄の凝集性も高まるため、粒状金属鉄の生産性が向上することが明らかになった。そして、スラグの融点を低下させるには、原料混合物として、1150℃において所定の要件を満足するスラグZが生成されるものを用いればよいこと、これにより移動炉床式加熱還元炉を操業するときの一般的な温度である1450℃程度ではスラグが殆ど溶融するため、金属鉄の凝集性が高くなり、粒状金属鉄の生産性が向上することが明らかになった。   Then, the present inventors examined aiming at improving the cohesiveness of the slag byproduced when a raw material mixture was heated. As a result, if the melting point of the slag is lowered, the cohesiveness of the slag is improved, and thereby the cohesiveness of the metallic iron obtained by heat reduction is also increased, so that the productivity of the granular metallic iron is improved. It was revealed. And in order to lower melting | fusing point of slag, what is necessary is just to use what produces | generates slag Z which satisfy | fills a predetermined requirement at 1150 degreeC as a raw material mixture, and when operating a moving hearth type heating reduction furnace by this It was revealed that the slag almost melts at a general temperature of about 1450 ° C., so that the cohesiveness of metallic iron is increased and the productivity of granular metallic iron is improved.

以下、本発明について説明する。   The present invention will be described below.

本発明に係る粒状金属鉄の製造方法は、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む原料混合物を、移動炉床式加熱還元炉で加熱し、該原料混合物中の酸化鉄を前記炭素質還元剤により還元し、生成する金属鉄を副生するスラグと分離しつつ粒状に凝集させた後、冷却凝固させて粒状金属鉄を製造するものである。そして本発明は、上記原料混合物として、1150℃において下記(1)〜(6)の要件を満足するスラグZが生成されるものを用いるところに特徴がある。
(1)液相率が80%以上。
(2)FeO量が5〜60質量%。
(3)SiO2量が30質量%以上。
(4)CaO量が0.5〜50質量%。
(5)FeO量およびSiO2量から求められるFeO/SiO2比が0.17〜2.0。
(6)FeO量およびCaO量から求められるFeO/CaO比が0.2〜50。
In the method for producing granular metallic iron according to the present invention, a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is heated in a moving hearth type heating reduction furnace, and the iron oxide in the raw material mixture is reduced to the carbonaceous reduction material. After reducing with an agent and separating the produced metallic iron from the slag as a by-product, it is aggregated into particles and then cooled and solidified to produce granular metallic iron. The present invention is characterized in that a material in which slag Z that satisfies the following requirements (1) to (6) is generated at 1150 ° C. is used as the raw material mixture.
(1) The liquid phase ratio is 80% or more.
(2) The amount of FeO is 5 to 60% by mass.
(3) The amount of SiO 2 is 30% by mass or more.
(4) CaO amount is 0.5 to 50% by mass.
(5) FeO / SiO 2 ratio determined from FeO amount and SiO 2 amount is 0.17 to 2.0.
(6) FeO / CaO ratio obtained from FeO amount and CaO amount is 0.2-50.

1150℃において上記(1)〜(6)の全ての要件を満足するスラグが生成するように成分調整を行った原料混合物を移動炉床式加熱還元炉内で加熱すると、スラグ形成成分が速やかに溶解し、これが凝集してスラグが素早く形成される。スラグが素早く形成されると、残った金属鉄は粒状に凝集し易くなるため、結果として、粒状金属鉄の歩留まりが向上し、粒状金属鉄の生産性が向上する。   When the raw material mixture that has been subjected to the component adjustment so as to produce slag that satisfies all the above requirements (1) to (6) at 1150 ° C. is heated in a moving hearth type heating and reducing furnace, the slag forming component is rapidly Dissolves and aggregates to form slag quickly. When the slag is formed quickly, the remaining metallic iron is likely to aggregate in a granular form. As a result, the yield of the granular metallic iron is improved and the productivity of the granular metallic iron is improved.

上記(1)〜(6)の範囲は、本発明者らが種々実験を行った結果、導出されたものである。即ち、後述する実施例で示すように、成分組成の異なる鉄鉱石を用い、溶解完了時間がほぼ同じになるように成分調整した配合物を加熱すると、図1、図2に示す結果が得られた。図1および図2は、スラグの組成とスラグの液相率との関係を示すSiO2−CaO−FeOn三元系状態図に、発明例(図1)または比較例(図2)の結果を示した説明図である。図中、●はスラグの液相率が80%以上の結果、▲はスラグの液相率が30%以上、80%未満の結果、◆はスラグの液相率が30%未満の結果を夫々示している。 The above ranges (1) to (6) are derived as a result of various experiments conducted by the present inventors. That is, as shown in the examples described later, when iron ores having different component compositions are used and the compound whose components are adjusted so that the dissolution completion time is substantially the same is heated, the results shown in FIGS. 1 and 2 are obtained. It was. FIGS. 1 and 2 are SiO 2 —CaO—FeO n ternary phase diagrams showing the relationship between the slag composition and the liquid phase ratio of the slag, and the results of the invention example (FIG. 1) or the comparative example (FIG. 2). It is explanatory drawing which showed. In the figure, ● indicates that the slag liquid phase ratio is 80% or more, ▲ indicates that the slag liquid phase ratio is 30% or more and less than 80%, and ◆ indicates that the slag liquid phase ratio is less than 30%. Show.

図1は、発明例の結果を示しており、上記配合物(原料混合物)を1150℃まで加熱したときに、(1)液相率が80%以上で、且つ(2)FeO量が5〜60質量%、(3)SiO2量が30質量%以上、(4)CaO量が0.5〜50質量%。(5)FeO量およびSiO2量から求められるFeO/SiO2比が0.17〜2.0の範囲、(6)FeO量およびCaO量から求められるFeO/CaO比が0.2〜50の範囲の全てを満足するスラグが生成している。 FIG. 1 shows the results of the inventive examples. When the above blend (raw material mixture) was heated to 1150 ° C., (1) the liquid phase ratio was 80% or more, and (2) the amount of FeO was 5 to 5. 60 wt%, (3) SiO 2 amount is 30 mass% or more, (4) CaO amount is 0.5 to 50 mass%. (5) FeO / SiO 2 ratio obtained from FeO amount and SiO 2 amount is in the range of 0.17 to 2.0, (6) FeO / CaO ratio obtained from FeO amount and CaO amount is from 0.2 to 50 Slag that satisfies the entire range is generated.

一方、図2は、比較例の結果を示しており、上記配合物(原料混合物)を1150℃まで加熱したときに、スラグの液相率が80%以上の分析点は3点見つかったが、これらの成分組成は、上記(2)〜(6)のいずれかの要件を満足していない。   On the other hand, FIG. 2 shows the result of the comparative example, and when the above-mentioned composition (raw material mixture) was heated to 1150 ° C., three analysis points with a liquid phase ratio of slag of 80% or more were found. These component compositions do not satisfy any of the requirements (2) to (6).

そして図1に示した例では、1450℃に加熱したときにおけるスラグの溶融が促進され、下記表5に示すように、粒状金属鉄の歩留まり率が100%以上となり、粒状金属鉄の生産性が向上している。これに対し、図2に示した例では、1450℃に加熱したときにおけるスラグの溶融は促進されず、下記表5に示すように、粒状金属鉄の歩留まり率は100%未満となり、粒状金属鉄の生産性は改善できていない。   In the example shown in FIG. 1, melting of slag is accelerated when heated to 1450 ° C., and as shown in Table 5 below, the yield rate of granular metal iron is 100% or more, and the productivity of granular metal iron is increased. It has improved. On the other hand, in the example shown in FIG. 2, the melting of slag when heated to 1450 ° C. is not accelerated, and the yield rate of granular metallic iron is less than 100% as shown in Table 5 below. Productivity has not improved.

以下、本発明で規定している各範囲について説明する。   Hereinafter, each range prescribed | regulated by this invention is demonstrated.

本発明では、上記原料混合物を1150℃まで加熱したときに生成するスラグのうち、上記(1)〜(6)の要件を満足しているスラグを「スラグZ」と呼ぶこととする。即ち、上記原料混合物を加熱すると、該原料混合物に含まれる脈石が徐々に溶融し、溶融スラグを形成する。脈石の融点は、脈石の成分組成によって異なり、加熱温度1150℃では、温度が低いため、原料混合物に含まれる脈石は一部が溶融し、溶融スラグと脈石が混在したスラグを形成しているものが多い。そのため溶融スラグは隣り合う溶融スラグと接触して凝集しないため、固液混合状態のスラグが原料混合物中に分散した状態となり、スラグ群を形成している。本発明では、このスラグ群のうち、上記(1)〜(6)の全ての要件を満足するスラグを「スラグZ」と呼び、このスラグZが生成するような原料混合物を用いている。   In the present invention, among the slag generated when the raw material mixture is heated to 1150 ° C., the slag that satisfies the requirements (1) to (6) is referred to as “slag Z”. That is, when the raw material mixture is heated, the gangue contained in the raw material mixture is gradually melted to form molten slag. The melting point of the gangue varies depending on the composition of the gangue. Since the temperature is low at a heating temperature of 1150 ° C, the gangue contained in the raw material mixture partially melts to form a slag in which molten slag and gangue are mixed. There are a lot of things. Therefore, since molten slag contacts with adjacent molten slag and does not aggregate, the solid-liquid mixed state slag is dispersed in the raw material mixture to form a slag group. In the present invention, slag that satisfies all the requirements (1) to (6) in the slag group is referred to as “slag Z”, and a raw material mixture that produces this slag Z is used.

[(1)スラグの液相率が80%以上]
本発明では、スラグの体積基準で、1150℃における液相率が80%以上のスラグに着目している。1150℃におけるスラグの液相率が80%以上となるように原料混合物の成分組成を適切に制御することによって、該原料混合物を更に高温に加熱したときに生成する溶融スラグ量を増大させることができるため、スラグの凝集性が向上する。その結果、粒状金属鉄の凝集性も向上するため、粒状金属鉄の歩留まりが高くなり、粒状金属鉄の生産性が向上する。
[(1) Liquid phase rate of slag is 80% or more]
In the present invention, attention is paid to slag having a liquid phase ratio of 80% or more at 1150 ° C. based on the volume of the slag. By appropriately controlling the component composition of the raw material mixture so that the liquid phase ratio of slag at 1150 ° C. is 80% or more, the amount of molten slag generated when the raw material mixture is further heated to a high temperature can be increased. As a result, the cohesiveness of the slag is improved. As a result, the cohesiveness of the granular metallic iron is also improved, so that the yield of the granular metallic iron is increased and the productivity of the granular metallic iron is improved.

上記スラグの液相率は、上記原料混合物を1150℃まで加熱した後冷却し、日本電子製の電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)「JSM−7001F(装置名)」と、エネルギー分散形X線分析装置(EDX)「JED−2300F(装置名)」を用いてスラグの成分組成を測定し、「FactSage(ソフトウェア名)」を用いて算出したスラグの融点に基づいて求めればよい。   The liquid phase ratio of the slag was determined by heating the raw material mixture to 1150 ° C. and then cooling it, and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) “JSM-7001F (device name)” manufactured by JEOL Ltd. The component composition of the slag may be measured using an X-ray analyzer (EDX) “JED-2300F (device name)” and obtained based on the melting point of the slag calculated using “FactSage (software name)”.

[(2)スラグ中のFeO量が5〜60質量%]
スラグ中のFeO量が5質量%を下回るか、60質量%を超えると、1150℃まで加熱してもスラグの液相率を80%以上に高めることができない。また、1150℃を超える温度に更に加熱しても殆どのスラグは、スラグの液相率が80%以上にならないため、スラグの凝集性を高めることができない。従って粒状金属鉄の凝集が阻害され、粒状金属鉄の歩留まりが低下し、粒状金属鉄の生産性を向上できない。よって本発明では上記スラグ中のFeO量は5〜60質量%の範囲とした。上記スラグ中のFeO量は好ましくは8質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、好ましくは58質量%以下、より好ましくは55質量%以下である。
[(2) FeO amount in slag is 5 to 60% by mass]
If the amount of FeO in the slag is less than 5% by mass or exceeds 60% by mass, the liquid phase ratio of the slag cannot be increased to 80% or more even when heated to 1150 ° C. Moreover, even if it further heats to the temperature exceeding 1150 degreeC, since the liquid phase rate of slag does not become 80% or more, the cohesiveness of slag cannot be improved. Accordingly, the aggregation of the granular metallic iron is inhibited, the yield of the granular metallic iron is lowered, and the productivity of the granular metallic iron cannot be improved. Therefore, in this invention, the amount of FeO in the said slag was made into the range of 5-60 mass%. The amount of FeO in the slag is preferably 8% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, preferably 58% by mass or less, more preferably 55% by mass or less.

[(3)スラグ中のSiO2量が30質量%以上]
スラグ中のSiO2量が30質量%を下回るとスラグの融点が高くなり、1150℃におけるスラグの液相率を80%以上に高めることができない。そのため1150℃を超える温度に更に加熱しても液相率が80%以上となるスラグは殆ど生成しないため、スラグの凝集性を高めることができない。従って粒状金属鉄の凝集が阻害され、粒状金属鉄の歩留まりが低下し、粒状金属鉄の生産性を向上できない。よって本発明では上記スラグ中のSiO2量が30質量%以上とした。上記スラグ中のSiO2量は好ましくは31質量%以上、より好ましくは32質量%以上である。上記スラグ中のSiO2量の上限は特に限定されないが、例えば、好ましくは60質量%以下、より好ましくは58質量%以下である。
[(3) SiO 2 content in slag is 30% by mass or more]
When the amount of SiO 2 in the slag is less than 30% by mass, the melting point of the slag becomes high and the liquid phase ratio of the slag at 1150 ° C. cannot be increased to 80% or more. Therefore, even when further heated to a temperature exceeding 1150 ° C., slag having a liquid phase ratio of 80% or more is hardly generated, so that the cohesiveness of the slag cannot be increased. Accordingly, the aggregation of the granular metallic iron is inhibited, the yield of the granular metallic iron is lowered, and the productivity of the granular metallic iron cannot be improved. Therefore, in the present invention, the amount of SiO 2 in the slag is set to 30% by mass or more. The amount of SiO 2 in the slag is preferably 31% by mass or more, more preferably 32% by mass or more. The upper limit of the amount of SiO 2 in the slag is not particularly limited, but is preferably 60% by mass or less, more preferably 58% by mass or less, for example.

[(4)スラグ中のCaO量が0.5〜50質量%]
スラグ中のCaO量を0.5〜50質量%の範囲に制御することによって、スラグの融点を降下させることができ、1150℃におけるスラグの液相率を80%以上に高めることができる。上記スラグ中のCaO量は、好ましくは0.6質量%以上、より好ましくは0.7質量%以上であり、好ましくは48質量%以下、より好ましくは45質量%以下である。
[(4) CaO amount in slag is 0.5-50 mass%]
By controlling the amount of CaO in the slag in the range of 0.5 to 50% by mass, the melting point of the slag can be lowered, and the liquid phase ratio of the slag at 1150 ° C. can be increased to 80% or more. The amount of CaO in the slag is preferably 0.6% by mass or more, more preferably 0.7% by mass or more, preferably 48% by mass or less, more preferably 45% by mass or less.

[(5)スラグ中のFeO量およびSiO2量から求められるFeO/SiO2比(質量比)が0.17〜2.0の範囲]
上記FeO/SiO2比が0.17を下回るか、2.0を超えると、スラグの融点が高くなり、1150℃におけるスラグの液相率を80%以上に高めることができない。そのため1150℃を超える温度に更に加熱しても液相率が80%以上となるスラグは殆ど生成しないため、スラグの凝集性を高めることができない。従って粒状金属鉄の凝集が阻害され、粒状金属鉄の歩留まりが低下し、粒状金属鉄の生産性を向上できない。よって本発明では上記FeO/SiO2比を0.17〜2.0の範囲とした。上記FeO/SiO2比は好ましくは0.3以上、より好ましくは0.35以上、更に好ましくは0.4以上であり、好ましくは1.9以下、より好ましくは1.8以下である。
[(5) FeO / SiO 2 ratio (mass ratio) determined from FeO amount and SiO 2 amount in slag is in a range of 0.17 to 2.0]
When the FeO / SiO 2 ratio is less than 0.17 or exceeds 2.0, the melting point of the slag becomes high, and the liquid phase ratio of the slag at 1150 ° C. cannot be increased to 80% or more. Therefore, even when further heated to a temperature exceeding 1150 ° C., slag having a liquid phase ratio of 80% or more is hardly generated, so that the cohesiveness of the slag cannot be increased. Accordingly, the aggregation of the granular metallic iron is inhibited, the yield of the granular metallic iron is lowered, and the productivity of the granular metallic iron cannot be improved. Therefore, in the present invention, the FeO / SiO 2 ratio is set in the range of 0.17 to 2.0. The FeO / SiO 2 ratio is preferably 0.3 or more, more preferably 0.35 or more, still more preferably 0.4 or more, preferably 1.9 or less, more preferably 1.8 or less.

[(6)スラグ中のFeO量およびCaO量から求められるFeO/CaO比(質量比)が0.2〜50の範囲]
上記FeO/CaO比が0.2を下回るか、50を超えると、スラグの融点が高くなり、1150℃におけるスラグの液相率を80%以上に高めることができない。そのため1150℃を超える温度に更に加熱しても液相率が80%以上となるスラグは殆ど生成しないため、スラグの凝集性を高めることができない。従って粒状金属鉄の凝集が阻害され、粒状金属鉄の歩留まりが低下し、粒状金属鉄の生産性を向上できない。よって本発明では上記FeO/CaO比を0.2〜50の範囲とした。上記FeO/CaO比は好ましくは0.25以上、より好ましくは0.3以上であり、好ましくは49.8以下、より好ましくは49.5以下である。
[(6) FeO / CaO ratio (mass ratio) determined from the amount of FeO and CaO in the slag is in the range of 0.2 to 50]
When the FeO / CaO ratio is less than 0.2 or exceeds 50, the melting point of the slag increases, and the liquid phase ratio of the slag at 1150 ° C. cannot be increased to 80% or more. Therefore, even when further heated to a temperature exceeding 1150 ° C., slag having a liquid phase ratio of 80% or more is hardly generated, so that the cohesiveness of the slag cannot be increased. Accordingly, the aggregation of the granular metallic iron is inhibited, the yield of the granular metallic iron is lowered, and the productivity of the granular metallic iron cannot be improved. Therefore, in the present invention, the FeO / CaO ratio is set in the range of 0.2-50. The FeO / CaO ratio is preferably 0.25 or more, more preferably 0.3 or more, preferably 49.8 or less, more preferably 49.5 or less.

本発明では、前記原料混合物を1150℃に加熱した後、表層断面における成分組成を少なくとも200点において一定の間隔で分析したときに、該成分組成が前記(2)〜(6)の全ての要件を満足する分析点の数の割合が、全分析点の数に対して3.5%以上となる原料混合物を用いることが好ましい。所定の成分組成を満足する分析点の割合が、3.5%以上であることによって、原料混合物を加熱還元して粒状金属鉄を製造したときの歩留まり率を90%以上に高めることができる。上記割合は、より好ましくは4.5%以上、更に好ましくは5.5%以上である。成分組成の分析点数は、少なくとも200点とすればよく、より好ましくは500点とすればよい。成分組成の分析は、表層断面(表面を含むように、表面に対して垂直方向に切断した断面)において、例えば、30〜100μm間隔で行えばよい。成分組成を分析する具体的な手順は、後記実施例で詳述する。   In the present invention, after the raw material mixture is heated to 1150 ° C., when the component composition in the surface layer cross section is analyzed at regular intervals at at least 200 points, the component composition satisfies all the requirements (2) to (6). It is preferable to use a raw material mixture in which the ratio of the number of analysis points satisfying the above is 3.5% or more with respect to the number of all analysis points. When the ratio of the analysis points satisfying the predetermined component composition is 3.5% or more, the yield rate when the raw material mixture is heated and reduced to produce granular metallic iron can be increased to 90% or more. The ratio is more preferably 4.5% or more, and still more preferably 5.5% or more. The number of analysis points for the component composition may be at least 200, and more preferably 500. The analysis of the component composition may be performed, for example, at intervals of 30 to 100 μm in the surface layer cross section (cross section cut in the direction perpendicular to the surface so as to include the surface). Specific procedures for analyzing the component composition will be described in detail in Examples below.

1150℃において上記(1)〜(6)の要件を満足するスラグZを生成させ、また、1150℃に加熱した後、表層断面における成分組成を少なくとも200点を一定の間隔で分析したときに、該成分組成が上記(2)〜(6)の全ての要件を満足する分析点の数の割合が、全分析点の数に対して3.5%以上とするには、原料混合物の成分組成を調整したり、原料混合物の加熱パターンを制御すればよい。   When the slag Z satisfying the requirements of the above (1) to (6) is generated at 1150 ° C. and heated to 1150 ° C., the component composition in the surface layer cross section is analyzed at regular intervals of at least 200 points. In order for the ratio of the number of analysis points satisfying all the requirements (2) to (6) above to be 3.5% or more with respect to the total number of analysis points, the component composition of the raw material mixture Or the heating pattern of the raw material mixture may be controlled.

即ち、上記1150℃における液相率が80%以上のスラグを生成させるには、上記酸化鉄含有物質として、該酸化鉄含有物質中のAl23量およびSiO2量から求められるAl23/SiO2比(質量比)が0.1以下のものを用いることが好ましい。Al23/SiO2比が0.1を超える酸化鉄含有物質を用いると、SiO2量が少ないため、加熱還元途中(特に、1150℃付近)において、FeO−CaO系の高融点相が形成されやすくなる。これに対し、Al23/SiO2比が0.1以下の酸化鉄含有物質を用いると、加熱還元途中(特に、1150℃付近)において、酸化鉄と脈石とフラックスの接触により、FeO−SiO2−CaO系の低融点相が形成されやすくなる。そのため、1150℃における液相率が80%以上のスラグを生成させやすくなる。上記Al23/SiO2比は、より好ましくは0.08以下、更に好ましくは0.06以下である。なお、上記酸化鉄含有物質には、Al23とSiO2は不可避的に含まれるため、Al23/SiO2比が0の場合は除かれる。 That is, the liquid phase ratio at the 1150 ° C. is to produce more than 80% of the slag, as the iron oxide-containing material, Al 2 determined from the amount of Al 2 O 3 and SiO 2 amount of the iron oxide-containing material in O It is preferable to use one having a 3 / SiO 2 ratio (mass ratio) of 0.1 or less. When an iron oxide-containing substance having an Al 2 O 3 / SiO 2 ratio exceeding 0.1 is used, the amount of SiO 2 is small, so that during the heating reduction (particularly around 1150 ° C.), a FeO—CaO-based high melting point phase is present. It becomes easier to form. On the other hand, when an iron oxide-containing substance having an Al 2 O 3 / SiO 2 ratio of 0.1 or less is used, FeO is brought into contact with iron oxide, gangue, and flux during heating reduction (particularly around 1150 ° C.). A —SiO 2 —CaO-based low melting point phase is easily formed. Therefore, it becomes easy to produce | generate the slag whose liquid phase rate in 1150 degreeC is 80% or more. The Al 2 O 3 / SiO 2 ratio is more preferably 0.08 or less, and still more preferably 0.06 or less. The iron oxide-containing material inevitably contains Al 2 O 3 and SiO 2 , and is excluded when the Al 2 O 3 / SiO 2 ratio is 0.

本発明では、上記酸化鉄含有物質中のSiO2量は、例えば、4.0質量%以上であることが好ましい。SiO2を4.0質量%以上含有する酸化鉄含有物質を用いることによって、スラグの融点を降下させることができる。 In the present invention, the amount of SiO 2 in the iron oxide-containing substance is preferably 4.0% by mass or more, for example. By using the iron oxide-containing material containing SiO 2 4.0% by mass or more, it is possible to lower the melting point of the slag.

上述したスラグ中のFeO量、SiO2量、CaO量は、原料である酸化鉄含有物質と炭素質還元剤の配合量を適切に調整することによって制御できる。酸化鉄含有物質は、通常、FeOの他、SiO2およびCaOなどの脈石を含んでおり、また炭素質還元剤は、通常、SiO2およびCaOなどの脈石を含んでいるため、これらがFeO供給物質、SiO2供給物質、CaO供給物質となるからである。 The amount of FeO, the amount of SiO 2 and the amount of CaO in the slag described above can be controlled by appropriately adjusting the blending amounts of the raw material containing iron oxide and the carbonaceous reducing agent. The iron oxide-containing material usually contains gangue such as SiO 2 and CaO in addition to FeO, and the carbonaceous reducing agent usually contains gangue such as SiO 2 and CaO. This is because it becomes a FeO supply material, a SiO 2 supply material, and a CaO supply material.

上述したスラグ中のFeO量は、加熱パターンを制御することによって調整することができる。例えば、上記酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む原料混合物を1450℃に加熱還元して金属鉄を製造する場合には、該原料混合物を炉に供給してから最終到達温度(ここでは1450℃)に達するまでの間で、約450〜550℃(特に、500℃)と約1150〜1190℃(特に、1170℃)を境として昇温速度を変えることが好ましい。具体的には、次のように加熱パターンを制御すればよい。即ち、常温から約450〜550℃までの昇温速度を590〜610℃/分、約450〜550℃から約1150〜1190℃までの昇温速度を140〜160℃/分、約1150〜1190℃から1450℃までの昇温速度を45〜55℃/分とすればよい。最も好ましくは、常温から約500℃までの昇温速度を600℃/分、約500℃から約1170℃までの昇温速度を150℃/分、約1170℃から1450℃までの昇温速度を50℃/分とすればよい。最高到達温度は、1450℃に限定されず、例えば、1400〜1500℃であればよい。   The amount of FeO in the slag described above can be adjusted by controlling the heating pattern. For example, in the case of producing metallic iron by heating and reducing the raw material mixture containing the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent to 1450 ° C., the final mixed temperature (here 1450) is supplied after supplying the raw material mixture to the furnace. It is preferable to change the rate of temperature rise between about 450 to 550 ° C. (especially 500 ° C.) and about 1150 to 1190 ° C. (particularly 1170 ° C.). Specifically, the heating pattern may be controlled as follows. That is, the temperature rising rate from room temperature to about 450 to 550 ° C. is 590 to 610 ° C./min, the temperature rising rate from about 450 to 550 ° C. to about 1150 to 1190 ° C. is 140 to 160 ° C./min, and about 1150 to 1190. What is necessary is just to make the temperature increase rate from 45 degreeC to 1450 degreeC into 45-55 degreeC / min. Most preferably, the temperature increase rate from room temperature to about 500 ° C. is 600 ° C./min, the temperature increase rate from about 500 ° C. to about 1170 ° C. is 150 ° C./min, and the temperature increase rate from about 1170 ° C. to 1450 ° C. What is necessary is just to set it as 50 degree-C / min. The maximum temperature reached is not limited to 1450 ° C., and may be, for example, 1400 to 1500 ° C.

なお、酸化鉄含有物質の代表例である鉄鉱石や、炭素質還元剤の代表例である石炭やコークスは天然物であり、種類に応じてFeO、SiO2、CaOの各含有量も変化する。そのため、それらの配合量を一律に規定することは困難であるが、酸化鉄含有物質の成分組成と、炭素質還元剤の成分組成を考慮し、適切に調整することが好ましい。また、後述するように、炉床上に敷く床敷材として炭素質粉末を用いる場合は、該炭素質粉末の成分とその量も考慮して、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤の配合量を調整することによって、上記スラグ中のSiO2量およびCaO量を制御すればよい。 Note that iron ore, which is a typical example of an iron oxide-containing substance, and coal and coke, which are typical examples of a carbonaceous reducing agent, are natural products, and the contents of FeO, SiO 2 and CaO vary depending on the type. . For this reason, it is difficult to uniformly define the blending amounts thereof, but it is preferable to appropriately adjust in consideration of the component composition of the iron oxide-containing substance and the component composition of the carbonaceous reducing agent. In addition, as described later, when carbonaceous powder is used as a floor covering material to be laid on the hearth, the amount of the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent is determined in consideration of the components and the amount of the carbonaceous powder. By adjusting, the amount of SiO 2 and the amount of CaO in the slag may be controlled.

本発明に用いられる原料混合物は、前述した酸化鉄含有物質および炭素質還元剤のほかに、スラグ組成調整用副原料、バインダー、CaF2供給物質などを含んでいてもよい。 The raw material mixture used in the present invention may contain, in addition to the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent described above, a slag composition adjusting auxiliary raw material, a binder, a CaF 2 supply substance, and the like.

上記スラグ組成調整用副原料としては、前述した酸化鉄含有物質および炭素質還元剤以外の「他のCaO供給物質」や、MgO供給物質などを含んでいてもよい。即ち、本発明に用いられる原料混合物は、前述した酸化鉄含有物質および炭素質還元剤のほかに、これら以外の「他のCaO供給物質」(酸化鉄含有物質および炭素質還元剤から見れば、外添物質)を含んでいてもよい。この場合は、当該「他のCaO供給物質」の成分組成とその配合量も考慮して酸化鉄含有物質と炭素質還元剤の量を調整することによって、最終的に、上記スラグ中のCaO量を制御すればよい。   The slag composition adjusting auxiliary raw material may contain “other CaO supply material” other than the iron oxide-containing material and the carbonaceous reducing agent described above, an MgO supply material, and the like. That is, the raw material mixture used in the present invention, in addition to the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent described above, other “other CaO supply substances” (from the viewpoint of the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent, (External additive substance) may be included. In this case, the amount of CaO in the slag is finally adjusted by adjusting the amounts of the iron oxide-containing material and the carbonaceous reducing agent in consideration of the component composition of the “other CaO supply material” and the blending amount thereof. Can be controlled.

上記他のCaO供給物質の種類は特に制限されないが、例えば、生石灰(CaO)や石灰石(主成分はCaCO3)、ドロマイト鉱石などが挙げられる。これらは、夫々単独で配合してもよいし、併用して配合してもよい。 The other types of CaO feed material is not particularly limited, for example, quick lime (CaO) or limestone (main component CaCO 3), such as dolomite ore and the like. These may be blended singly or in combination.

上記MgO供給物質の種類は特に制限されないが、例えば、MgO粉末や天然鉱石や海水などから抽出されるMg含有物質、或いは炭酸マグネシウム(MgCO3)などが挙げられる。好ましくはMgO粉末や炭酸マグネシウムであり、これらは夫々単独で配合してもよいし、併用して配合してもよい。 The kind of the MgO supply substance is not particularly limited, and examples thereof include an Mg-containing substance extracted from MgO powder, natural ore, seawater, and the like, or magnesium carbonate (MgCO 3 ). MgO powder and magnesium carbonate are preferred, and these may be blended alone or in combination.

上記バインダーの種類は特に制限されないが、例えば、多糖類(例えば、小麦粉等の澱粉)が挙げられる。   Although the kind in particular of the said binder is not restrict | limited, For example, polysaccharide (for example, starches, such as wheat flour) is mentioned.

上記CaF2供給物質の種類は特に制限されないが、例えば、蛍石が挙げられる。環境対策重視の観点に基づけば、有害なフッ素を含有する蛍石などのCaF2供給物質を原料混合物に配合しないことが望ましく、本発明によれば、CaF2供給物質を配合しなくても充分に粒状金属鉄の凝集性を向上できる。しかし原料混合物にCaF2供給物質を配合すれば、粒状金属鉄の凝集性を一層向上できる。また、原料混合物にCaF2供給物質を配合すれば、スラグの脱硫能が向上し、粒状金属鉄に含まれるS量(硫黄量)を低減できる。従って本発明による効果を損なわない範囲であれば、上記原料混合物にCaF2供給物質を配合しても構わない。 The type of the CaF 2 supply substance is not particularly limited, and examples thereof include fluorite. From the viewpoint of emphasizing environmental measures, it is desirable not to mix CaF 2 supply materials such as fluorite containing harmful fluorine into the raw material mixture. According to the present invention, it is sufficient even if no CaF 2 supply material is added. In addition, the cohesiveness of granular metallic iron can be improved. However, if a CaF 2 supply substance is added to the raw material mixture, the cohesiveness of the granular metallic iron can be further improved. Moreover, if a CaF 2 supply substance is blended in the raw material mixture, the desulfurization ability of slag is improved, and the amount of S (sulfur amount) contained in the granular metallic iron can be reduced. Therefore, as long as the effects of the present invention are not impaired, a CaF 2 supply substance may be added to the raw material mixture.

次に、本発明に係る移動炉床式加熱還元炉を用いた粒状金属鉄の製造方法を、図3を参照しながら詳細に説明する。図3には、本発明の製造方法に好ましく用いられる移動炉床式加熱還元炉の一例を示しているが、本発明はこれに限定する趣旨ではない。   Next, the manufacturing method of the granular metallic iron using the moving hearth type heating reduction furnace which concerns on this invention is demonstrated in detail, referring FIG. FIG. 3 shows an example of a moving hearth type heat reduction furnace preferably used in the production method of the present invention, but the present invention is not limited to this.

図3は、移動炉床式加熱還元炉のうち、回転炉床式の加熱還元炉Aの一構成例を示す概略説明図である。なお、炉の内部構造を示すために、炉の一部を切り欠き、内部を示している。   FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a configuration example of a rotary hearth type heating reduction furnace A among the moving hearth type heating reduction furnaces. In addition, in order to show the internal structure of a furnace, a part of furnace is notched and the inside is shown.

上記回転炉床式の加熱還元炉Aには、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む原料混合物1が、原料投入ホッパー3を通して、回転炉床4上へ供給される。   In the rotary hearth-type heating reduction furnace A, a raw material mixture 1 containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is supplied onto a rotary hearth 4 through a raw material charging hopper 3.

上記酸化鉄含有物質としては、通常、鉄鉱石(例えば、マグネタイト鉱石)や酸化鉄などが用いられる。上記炭素質還元剤としては、通常、石炭やコークスなどが用いられる。上記原料混合物1には、必要に応じて、上述したスラグ組成調整用副原料、バインダー、CaF2供給物質などを更に配合してもよい。 As the iron oxide-containing substance, iron ore (eg, magnetite ore) or iron oxide is usually used. As the carbonaceous reducing agent, coal or coke is usually used. If necessary, the raw material mixture 1 may further contain the above-described auxiliary material for adjusting the slag composition, a binder, a CaF 2 supply substance, and the like.

上記原料混合物1を供給するときの形態は特に限定されず、上記酸化鉄含有物質および上記炭素質還元剤などを適度に混合したものを供給すればよい。また、上記酸化鉄含有物質および上記炭素質還元剤などを押し固めて得られた簡易成形体を供給するか、または上記酸化鉄含有物質および上記炭素質還元剤などをペレットやブリケットなどに成形した炭材内装成形体を供給してもよい。   The form at the time of supplying the said raw material mixture 1 is not specifically limited, What is necessary is just to supply what mixed the said iron oxide containing substance, the said carbonaceous reducing agent, etc. moderately. In addition, a simple molded body obtained by pressing and solidifying the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent is supplied, or the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent are molded into pellets or briquettes. You may supply a carbon material interior molded object.

ここで、原料混合物1等を加熱還元炉Aに供給するときの手順を具体的に説明する。前記原料混合物1の供給に先立って、原料投入ホッパー3から回転炉床4上に炭素質粉末2を床敷として供給して敷き詰めておき、その上に上記原料混合物1を供給するのがよい。   Here, the procedure when supplying the raw material mixture 1 etc. to the heating reduction furnace A is demonstrated concretely. Prior to the supply of the raw material mixture 1, the carbonaceous powder 2 is preferably supplied as a floor covering from the raw material charging hopper 3 onto the rotary hearth 4 and then the raw material mixture 1 is supplied thereon.

上記酸化鉄含有物質と上記炭素質還元剤以外に配合され得るCaO供給物質や、或いはMgO供給物質等の添加法にも格別の制限はなく、原料混合物の調整段階で配合したり、床敷材と共に、或いはこれとは独立に回転炉床上へ予め装入しておき、或いは原料混合物の供給と同時もしくは原料混合物の供給後に上方から別途供給する方法、等を適宜採用できる。   There are no particular restrictions on the addition method of the CaO supply substance or MgO supply substance that can be blended in addition to the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent. At the same time, or separately from the above, it is possible to adopt a method of charging the rotary hearth in advance or supplying it separately from above simultaneously with the supply of the raw material mixture or after the supply of the raw material mixture.

図3に示した例では、1つの原料投入ホッパー3を炭素質粉末2の供給と、上記原料混合物1を供給するために共用する例を示しているが、ホッパーを2つ以上用いて上記炭素質粉末2と上記原料混合物1を別々に供給することも勿論可能である。   The example shown in FIG. 3 shows an example in which one raw material charging hopper 3 is commonly used for supplying the carbonaceous powder 2 and supplying the raw material mixture 1. Of course, it is also possible to supply the powder 2 and the raw material mixture 1 separately.

なお、床敷材として炉床上に供給される炭素質粉末2の使用は必ずしも必須ではなく、供給を省略してもよいが、炉床上に炭素質粉末2を床敷材として供給すれば、炉内の還元ポテンシャルがより効率的に高められ、金属化率の向上と硫黄含有量の低減の両作用をより一層効果的に発揮させることができるので好ましい。   In addition, use of the carbonaceous powder 2 supplied on the hearth as a flooring material is not necessarily required, and supply may be omitted, but if the carbonaceous powder 2 is supplied on the hearth as a flooring material, the furnace This is preferable because the reduction potential can be increased more efficiently, and both the effects of improving the metallization rate and reducing the sulfur content can be exhibited more effectively.

こうした床敷材としての作用をより確実に発揮させるには、炉床上へ2mm程度以上の厚みで炭素質粉末2を敷いておくことが望ましい。炭素質粉末2を床敷材としてある程度の厚みを持った層状に敷き詰めておけば、この床敷層が原料混合物と炉床耐火物の緩衝材となり、或いは副生スラグ等に対する炉床耐火物の保護材となり、炉床耐火物の寿命延長にも役立つ。但し、上記床敷層の厚みは、7.5mm程度以下に抑えることが望ましい。床敷層が厚くなり過ぎると、原料混合物が炉床上の床敷層内へ潜り込んでしまい、還元の進行が阻害される等の問題を生じることがある。   In order to exhibit such a function as a floor covering more reliably, it is desirable to spread the carbonaceous powder 2 on the hearth with a thickness of about 2 mm or more. If the carbonaceous powder 2 is spread as a flooring material in a certain layer, this flooring layer becomes a buffer material for the raw material mixture and the hearth refractory, or the hearth refractory against by-product slag, etc. It becomes a protective material and helps to extend the life of hearth refractories. However, the thickness of the floor covering layer is desirably suppressed to about 7.5 mm or less. If the flooring layer becomes too thick, the raw material mixture may sink into the flooring layer on the hearth and cause problems such as inhibition of the progress of reduction.

上記床敷材として用いる炭素質粉末の種類は特に限定されず、通常の石炭やコークス等を粉砕し、好ましくは適度に粒度調整したものを使用すればよい。石炭を使用する場合は、流動性が低く且つ炉床上で膨れや粘着性を帯びることのない無煙炭を使用することが好適である。上記床敷材として装入する炭素質粉末は、上記原料混合物1に配合されている炭素質還元剤よりも硫黄含有量が少ないものを用いることが好ましい。   The kind of carbonaceous powder used as the flooring material is not particularly limited, and normal carbon or coke or the like may be pulverized and preferably adjusted appropriately in particle size. When using coal, it is preferable to use anthracite which has low fluidity and does not swell or stick on the hearth. As the carbonaceous powder charged as the floor covering material, it is preferable to use a carbonaceous powder having a lower sulfur content than the carbonaceous reducing agent blended in the raw material mixture 1.

図3に戻って説明する。図3に示した加熱還元炉Aの回転炉床4は、反時計方向に回転されている。回転炉床4の回転速度は、加熱還元炉Aの大きさや操業条件によって異なるが、通常は8分から16分程度で1周する速度である。加熱還元炉Aにおける炉体8の壁面には加熱バーナー5が複数個設けられており、該加熱バーナー5の燃焼熱あるいはその輻射熱によって炉床部に熱が供給される。加熱バーナー5は、炉の天井部に設けてもよい。   Returning to FIG. The rotary hearth 4 of the heating reduction furnace A shown in FIG. 3 is rotated counterclockwise. The rotational speed of the rotary hearth 4 varies depending on the size and operating conditions of the heating reduction furnace A, but is usually a speed that makes one turn in about 8 to 16 minutes. A plurality of heating burners 5 are provided on the wall surface of the furnace body 8 in the heating and reducing furnace A, and heat is supplied to the hearth by the combustion heat of the heating burner 5 or its radiant heat. The heating burner 5 may be provided on the ceiling of the furnace.

耐火材で構成された回転炉床4上に供給した上記原料混合物1は、該回転炉床4上で加熱還元炉A内を周方向へ移動する中で、加熱バーナー5からの燃焼熱や輻射熱によって加熱される。そして当該加熱還元炉A内の加熱帯を通過する間に、当該原料混合物1内の酸化鉄は還元された後、副生する溶融スラグと分離しながら、且つ残余の炭素質還元剤による浸炭を受けて溶融しながら粒状に凝集して粒状金属鉄10となり、回転炉床4の下流側ゾーンで冷却固化された後、スクリューなどの排出装置6によって炉床上から順次排出される。このとき副生したスラグも排出されるが、これらはホッパー9を経た後、任意の分離手段(例えば、篩目や磁選装置など)により金属鉄とスラグの分離が行われる。なお、図3中、7は排ガス用ダクトを示している。   The raw material mixture 1 supplied onto the rotary hearth 4 made of a refractory material moves in the heating reduction furnace A in the circumferential direction on the rotary hearth 4, while the combustion heat and radiant heat from the heating burner 5. Heated by. And while passing through the heating zone in the heating and reducing furnace A, the iron oxide in the raw material mixture 1 is reduced and then separated from the by-product molten slag and carburized by the remaining carbonaceous reducing agent. The molten metal aggregates into granular metallic iron 10 while being melted and is cooled and solidified in the downstream zone of the rotary hearth 4, and then sequentially discharged from the hearth by a discharge device 6 such as a screw. At this time, slag produced as a by-product is also discharged, but after passing through the hopper 9, the metal iron and the slag are separated by an arbitrary separating means (for example, a sieve or a magnetic separator). In FIG. 3, reference numeral 7 denotes an exhaust gas duct.

以上の通り、本発明では原料混合物として、1150℃において所定の要件を満足するスラグZが生成されるものを用いることによって、スラグの融点を降下させることができる。その結果、溶融した還元鉄の凝集を促進できるため、鉄の凝集性が良好となり、鉄の歩留まりが向上し、粒状金属鉄の生産性を向上できる。   As described above, in the present invention, the melting point of slag can be lowered by using a raw material mixture that produces slag Z that satisfies a predetermined requirement at 1150 ° C. As a result, since the aggregation of the molten reduced iron can be promoted, the iron aggregability is improved, the iron yield is improved, and the productivity of the granular metallic iron can be improved.

以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。なお、下記実施例では、小型の実験用加熱還元炉を用いて試験を行った結果を示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and may be implemented with appropriate modifications within a range that can meet the purpose described above and below. These are all possible and are within the scope of the present invention. The following examples show the results of tests using a small experimental heating and reducing furnace.

酸化鉄含有物質として鉄鉱石を用い、炭素質還元剤として石炭を用い、これらを混合して原料混合物を得た。鉄鉱石の成分組成を下記表1に、石炭の成分組成を下記表2に示す。下記表1には、鉄鉱石に含まれるAl23量およびSiO2量から求められるAl23/SiO2比(質量比)を算出して示した。下記表2において、分析値の「その他」とは固形炭素質を意味する。 Iron ore was used as the iron oxide-containing substance, coal was used as the carbonaceous reducing agent, and these were mixed to obtain a raw material mixture. The component composition of iron ore is shown in Table 1 below, and the component composition of coal is shown in Table 2 below. Table 1 below shows the Al 2 O 3 / SiO 2 ratio (mass ratio) calculated from the Al 2 O 3 content and the SiO 2 content contained in the iron ore. In Table 2 below, “others” in the analysis value means solid carbonaceous matter.

上記原料混合物には、酸化鉄含有物質(鉄鉱石)と炭素質還元剤(石炭)の他にバインダー、スラグ組成調整用副原料、およびCaF2供給物質を配合して配合物を得た。上記バインダーとしては、小麦粉を配合した。上記スラグ組成調整用副原料としては、CaOの供給物質としてドロマイト鉱石(主成分はCaCO3・MgCO3で、詳細な成分組成を下記表3に示す。)および石灰石を配合し、副生するスラグの塩基度が各サンプルでほぼ同じ(目標塩基度は1.2)になるように成分調整を行った。上記CaF2供給物質としては、蛍石を配合した。配合物の成分組成を下記表4に示す。 In addition to the iron oxide-containing substance (iron ore) and the carbonaceous reducing agent (coal), the raw material mixture was blended with a binder, a secondary raw material for adjusting the slag composition, and a CaF 2 supply substance to obtain a blend. As the binder, wheat flour was blended. As an auxiliary material for adjusting the slag composition, slag produced as a by-product by blending dolomite ore (the main component is CaCO 3 .MgCO 3 and the detailed component composition is shown in Table 3 below) and limestone as a CaO supply substance. The components were adjusted so that the basicity of each sample was almost the same in each sample (target basicity was 1.2). As the CaF 2 supplying substance, fluorite was blended. The component composition of the blend is shown in Table 4 below.

得られた配合物に適量の水を添加し、タイヤ型造粒機を用いて直径約19mmの生ペレットに造粒した。得られた生ペレットを乾燥機に供給し、180℃で1時間加熱して付着水を完全に除去して原料成形体を得た。   An appropriate amount of water was added to the resulting blend and granulated into raw pellets having a diameter of about 19 mm using a tire type granulator. The obtained raw pellets were supplied to a dryer and heated at 180 ° C. for 1 hour to completely remove the attached water, thereby obtaining a raw material molded body.

次に、得られた原料成形体を小型の実験用加熱還元炉内へ供給して加熱還元した。炉床上には、床敷材として下記表2に示す成分組成の石炭(炭素質粉末)を5mm程度の厚みで敷いた。炉内温度は1450℃に調整した。   Next, the obtained raw material compact was supplied into a small experimental heating and reducing furnace and reduced by heating. On the hearth, coal (carbonaceous powder) having the composition shown in Table 2 below was laid as a floor covering material with a thickness of about 5 mm. The furnace temperature was adjusted to 1450 ° C.

なお、上記原料成形体を実験用加熱還元炉内へ供給してから該原料成形体の温度が1450℃に到達するまでの熱履歴は、次の通りである。即ち、常温から約500℃までの昇温速度を600℃/分、約500℃から約1170℃までの昇温速度を150℃/分、約1170℃から1450℃までの昇温速度を50℃/分とした。   The heat history from when the raw material compact is supplied into the experimental heating and reducing furnace until the temperature of the raw material compact reaches 1450 ° C. is as follows. That is, the temperature rising rate from room temperature to about 500 ° C. is 600 ° C./min, the temperature rising rate from about 500 ° C. to about 1170 ° C. is 150 ° C./min, and the temperature rising rate from about 1170 ° C. to 1450 ° C. is 50 ° C. / Min.

加熱還元炉の炉床上に供給された原料成形体中の酸化鉄は、約10分かけて炉内で加熱される間に固体状態を維持しながら還元され、生成した還元鉄は、還元後に残っている炭素質粉末による浸炭を受けながら融点降下して相互に凝集した。このとき副生するスラグも、部分的、もしくはほぼ完全に溶融して相互に凝集し、溶融状態の粒状金属鉄と溶融スラグに分離した。その後、これら溶融状態の粒状金属鉄と溶融スラグを冷却して融点以下に降温(具体的には、1100℃程度までに冷却)して凝固させ、固体状態の粒状金属鉄またはスラグとして炉外へ排出した。このとき上記原料成形体を実験用加熱還元炉内へ装入した後、該加熱還元炉内の様子を目視で観察し、視界内に認められる成形体が全て溶解するまでにかかった時間(溶解完了時間)を測定した。溶解完了時間を表5に示す。   The iron oxide in the raw material compact supplied on the hearth of the heating and reducing furnace is reduced while maintaining the solid state while being heated in the furnace for about 10 minutes, and the produced reduced iron remains after the reduction. While undergoing carburization with the carbonaceous powder, the melting point dropped and agglomerated each other. The slag produced as a by-product at this time partially or almost completely melted and aggregated with each other, and was separated into molten metallic iron and molten slag. Thereafter, the molten granular metallic iron and molten slag are cooled, cooled to below the melting point (specifically, cooled to about 1100 ° C.) and solidified, and then discharged out of the furnace as solid granular metallic iron or slag. Discharged. At this time, after the raw material compact was charged into the experimental heat reduction furnace, the inside of the heat reduction furnace was visually observed, and the time taken to dissolve all the compacts found in the field of view (dissolution Completion time) was measured. The dissolution completion time is shown in Table 5.

また、得られた粒状金属鉄と副生したスラグの成分組成を下記表5に示す。また、配合物の成分組成に基づいて求められるFe量に対する、凝集して粒状金属鉄として得られたFe量の割合(歩留まり率;%)を算出し、結果を下記表5に示す。   In addition, Table 5 below shows the component composition of the obtained granular metallic iron and by-product slag. Moreover, the ratio (yield rate;%) of the amount of Fe obtained as agglomerated granular metallic iron with respect to the amount of Fe obtained based on the component composition of the blend was calculated, and the results are shown in Table 5 below.

次に、上記原料成形体を上述した熱履歴で加熱するにあたり、上記原料成形体の温度が1150℃になった時点で加熱を止め、室温に冷却した。冷却後の原料成形体について、日本電子製の電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)「JSM−7001F(装置名)」と、これに付属している日本電子製のエネルギー分散形X線分析装置(EDX)「JED-2300F(装置名)」を用いて、表層断面におけるスラグの成分組成を無作為に分析した。具体的には、上記FE−SEMで観察された約0.24mm2の視野(横0.6mm×縦0.4mm)について、スラグ相に相当する箇所の成分組成を、観察視野1視野当たり10〜30点測定した。観察視野数は5〜10視野とした。なお、成分組成を分析した点数は、下記表5のNo.1は71点、No.2は111点であった。これら分析点における成分組成に基づいて「FactSage(ソフトウェア名)」を用い、各スラグの融点を算出し、1150℃におけるスラグの液相率を求めた。 Next, in heating the raw material molded body with the above-described thermal history, the heating was stopped when the temperature of the raw material molded body reached 1150 ° C. and cooled to room temperature. About the raw material compact after cooling, JEOL field emission scanning electron microscope (FE-SEM) “JSM-7001F (device name)” and JEOL energy dispersive X-ray analysis attached to this Using a device (EDX) “JED-2300F (device name)”, the component composition of slag in the surface layer cross section was randomly analyzed. Specifically, for a field of view of about 0.24 mm 2 (width 0.6 mm × length 0.4 mm) observed with the FE-SEM, the composition of the component corresponding to the slag phase is 10 per field of view. ˜30 points were measured. The number of observation visual fields was 5-10 visual fields. In addition, the score which analyzed component composition is No. of following Table 5. 1 is 71 points. 2 was 111 points. Based on the component composition at these analysis points, “FactSage (software name)” was used to calculate the melting point of each slag, and the liquid phase ratio of the slag at 1150 ° C. was obtained.

下記表5のNo.1については、下記表6および表7に、成分組成を分析した全ての個々のスラグ中のMgO量、Al23量、SiO2量、FeO量、CaO量、CaF2量、1150℃におけるスラグの液相率を示した。また、FeO/SiO2比(質量比)、およびFeO/CaO比(質量比)を算出し、併せて示した。 No. in Table 5 below. For Table 1, the following Table 6 and Table 7 show the MgO content, Al 2 O 3 content, SiO 2 content, FeO content, CaO content, CaF 2 content, and 1150 ° C. in all individual slags whose component compositions were analyzed. The liquid phase rate of slag was shown. Further, the FeO / SiO 2 ratio (mass ratio) and the FeO / CaO ratio (mass ratio) were calculated and shown together.

一方、下記表5のNo.2については、下記表8に、成分組成を分析したスラグのうち、1150℃における液相率が80%以上のスラグ中のMgO量、Al23量、SiO2量、FeO量、CaO量、CaF2量、1150℃におけるスラグの液相率を示した。また、FeO/SiO2比(質量比)、およびFeO/CaO比(質量比)を算出し、併せて示した。 On the other hand, no. For 2, the MgO content, the Al 2 O 3 content, the SiO 2 content, the FeO content, and the CaO content in the slag whose liquid phase ratio at 1150 ° C. is 80% or more among the slags analyzed for the component composition in Table 8 below. The liquid phase ratio of slag at 1150 ° C. was shown for the amount of CaF 2 . Further, the FeO / SiO 2 ratio (mass ratio) and the FeO / CaO ratio (mass ratio) were calculated and shown together.

下記表5〜表8から次のように考察できる。No.1とNo.2は、いずれも副生するスラグの塩基度がほぼ等しくなるように成分調整したため、溶解完了時間は同じであった。しかし、本発明で規定する要件を満足しているNo.1と本発明で規定する要件を満足していないNo.2では、粒状金属鉄の歩留まり率に22.5%の差が発生した。   The following Table 5 to Table 8 can be considered as follows. No. 1 and No. In No. 2, the components were adjusted so that the basicity of the slag produced as a by-product was almost equal, so the dissolution completion time was the same. However, No. 1 satisfying the requirements defined in the present invention. 1 and No. 1 that do not satisfy the requirements specified in the present invention. In No. 2, a difference of 22.5% occurred in the yield rate of granular metallic iron.

即ち、No.1は、上記原料成形体を1150℃まで加熱したときに、液相率が80%以上で、且つ本発明で規定する成分組成を満足するスラグが生成していたため、1450℃に加熱したときにスラグの溶融が速やかに進み、スラグの凝集が促進された。その結果、粒状金属鉄の凝集も促進され、粒状金属鉄の歩留まり率が100%以上になり、生産性が向上した。一方、No.2は、上記原料成形体を1150℃まで加熱したときに、液相率が80%以上のスラグは生成していたが、そのスラグの成分組成は、本発明で規定する要件を満足していなかったため、1450℃に加熱してもスラグの溶融は殆ど進行せず、スラグの凝集は促進されなかった。その結果、粒状金属鉄の凝集が阻害され、粒状金属鉄の歩留まり率は100%未満と低くなり、生産性は向上できなかった。   That is, no. No. 1, when the raw material molded body was heated to 1150 ° C., the liquid phase ratio was 80% or more, and slag satisfying the component composition defined in the present invention was generated. Melting of slag progressed quickly, and slag aggregation was promoted. As a result, the aggregation of the granular metallic iron was promoted, the yield rate of the granular metallic iron became 100% or more, and the productivity was improved. On the other hand, no. In No. 2, when the raw material molded body was heated to 1150 ° C., slag having a liquid phase ratio of 80% or more was generated, but the component composition of the slag did not satisfy the requirements defined in the present invention. Therefore, even when heated to 1450 ° C., the melting of the slag hardly progressed, and the aggregation of the slag was not promoted. As a result, the aggregation of the granular metallic iron was inhibited, the yield rate of the granular metallic iron was as low as less than 100%, and the productivity could not be improved.

次に、上記FE−SEMと、これに付属している上記EDXを用いて上記冷却後の原料成形体の表層断面における成分組成を分析した。具体的には、FE−SEMで観察された約3.2mm2の視野(横2mm×縦1.6mm)について、横方向(水平方向)を40μm間隔で50箇所、縦方向(垂直方向)を80μm間隔で20箇所、合計1000箇所の分析点における成分組成を、FE−SEMに付属しているEDXで分析した。FE−SEMで観察するときの加速電圧は15kV、撮影方法は反射電子像法とし、EDXで分析するときの加速電圧は15kV、分析方法はポイント分析法、分析1箇所あたりの計測時間は60秒間とした。 Next, the component composition in the surface layer cross section of the raw material molded body after the cooling was analyzed using the FE-SEM and the EDX attached thereto. Specifically, with respect to a field of view of about 3.2 mm 2 (horizontal 2 mm × longitudinal 1.6 mm) observed by FE-SEM, the horizontal direction (horizontal direction) is 50 points at intervals of 40 μm and the vertical direction (vertical direction). The component composition at 20 analysis points at 80 μm intervals and a total of 1000 analysis points was analyzed by EDX attached to the FE-SEM. The acceleration voltage when observing with FE-SEM is 15 kV, the imaging method is a backscattered electron image method, the acceleration voltage when analyzing with EDX is 15 kV, the analysis method is a point analysis method, and the measurement time per analysis is 60 seconds. It was.

成分組成を分析した1000箇所の分析点について、(a)FeO量が5〜60質量%である分析点の数、(b)SiO2量が30質量%以上である分析点の数、(c)CaO量が0.5〜50質量%である分析点の数、(d)FeO量およびSiO2量から求められるFeO/SiO2比が0.17〜2.0である分析点の数、(e)FeO量およびCaO量から求められるFeO/CaO比が0.2〜50である分析点の数、を夫々下記表9に示す。また、上記(a)〜(e)の全てを満足する分析点の数も併せて示す。 About 1000 analysis points where the component composition was analyzed, (a) the number of analysis points where the amount of FeO is 5 to 60% by mass, (b) the number of analysis points where the amount of SiO 2 is 30% by mass or more, (c ) Number of analysis points where the CaO amount is 0.5-50% by mass, (d) Number of analysis points where the FeO / SiO 2 ratio determined from the FeO amount and the SiO 2 amount is 0.17-2.0, (E) The number of analysis points where the FeO / CaO ratio determined from the FeO amount and the CaO amount is 0.2 to 50 is shown in Table 9 below. In addition, the number of analysis points satisfying all of the above (a) to (e) is also shown.

下記表9から明らかなように、上記No.1は、分析点1000点中、上記(a)〜(e)の全ての要件を満足する分析点の数は66箇所であり、分析点全体の数に対して6.6%であるのに対し、No.2は、17箇所であり、分析点全体の数に対して1.7%であった。   As apparent from Table 9 below, the above No. 1 is that among the 1000 analysis points, the number of analysis points satisfying all the requirements (a) to (e) is 66, which is 6.6% of the total number of analysis points. In contrast, no. 2 was 17 points, and was 1.7% based on the total number of analysis points.

下記表9に示した上記(a)〜(e)の全ての要件を満足する分析点の数と、下記表5に示した歩留まり率(%)との関係を図4に示す。   FIG. 4 shows the relationship between the number of analysis points satisfying all the requirements (a) to (e) shown in Table 9 below and the yield rate (%) shown in Table 5 below.

図4から明らかなように、歩留まり率を90%以上にするには、上記(a)〜(e)の全ての要件を満足する分析点の数の割合が、全分析点の数に対して3.5%以上(1000点中35点以上)であればよいことが分かる。   As is clear from FIG. 4, in order to increase the yield rate to 90% or more, the ratio of the number of analysis points satisfying all the requirements (a) to (e) described above is based on the number of all analysis points. It can be seen that it should be 3.5% or more (35 or more out of 1000 points).

以上の結果から明らかなように、1150℃において副生するスラグの液相率とスラグの成分組成に着目し、1150℃における液相率が80%以上で、成分組成が所定の条件を満足するように原料混合物の成分組成を調整すれば、粒状金属鉄の歩留まりを高め、生産性を向上できることが分かる。   As is apparent from the above results, paying attention to the liquid phase rate of slag by-produced at 1150 ° C. and the component composition of slag, the liquid phase rate at 1150 ° C. is 80% or more, and the component composition satisfies a predetermined condition. Thus, it can be seen that adjusting the component composition of the raw material mixture can increase the yield of the granular metallic iron and improve the productivity.

A 回転炉床式の加熱還元炉
1 原料混合物
2 炭素質粉末
3 原料投入ホッパー
4 回転炉床
5 加熱バーナー
6 排出装置
7 排ガス用ダクト
8 炉体
9 ホッパー
10 粒状金属鉄
A Rotary hearth type heating reduction furnace 1 Raw material mixture 2 Carbonaceous powder 3 Raw material charging hopper 4 Rotary hearth 5 Heating burner 6 Discharge device 7 Exhaust gas duct 8 Furnace body 9 Hopper 10 Granular metal iron

Claims (3)

酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む原料混合物を、移動炉床式加熱還元炉で加熱し、該原料混合物中の酸化鉄を前記炭素質還元剤により還元し、生成する金属鉄を副生するスラグと分離しつつ粒状に凝集させた後、冷却凝固させて粒状金属鉄を製造する方法において、
前記原料混合物として、1150℃において下記(1)〜(6)の要件を満足するスラグZが生成されるものを用いることを特徴とする粒状金属鉄の製造方法。
(1)液相率が80%以上。
(2)FeO量が5〜60質量%。
(3)SiO2量が30質量%以上。
(4)CaO量が0.5〜50質量%。
(5)FeO量およびSiO2量から求められるFeO/SiO2比が0.17〜2.0。
(6)FeO量およびCaO量から求められるFeO/CaO比が0.2〜50。
A raw material mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is heated in a moving hearth type heating and reducing furnace, iron oxide in the raw material mixture is reduced by the carbonaceous reducing agent, and the produced metallic iron is by-produced. In a method for producing granular metallic iron by agglomerating into particles while being separated from slag to be cooled and solidified,
A method for producing granular metallic iron, characterized in that a slag Z that satisfies the following requirements (1) to (6) is generated at 1150 ° C. as the raw material mixture.
(1) The liquid phase ratio is 80% or more.
(2) The amount of FeO is 5 to 60% by mass.
(3) The amount of SiO 2 is 30% by mass or more.
(4) CaO amount is 0.5 to 50% by mass.
(5) FeO / SiO 2 ratio determined from FeO amount and SiO 2 amount is 0.17 to 2.0.
(6) FeO / CaO ratio obtained from FeO amount and CaO amount is 0.2-50.
前記原料混合物を1150℃に加熱した後、表層断面における成分組成を少なくとも200点を一定の間隔で分析したときに、該成分組成が前記(2)〜(6)の全ての要件を満足する分析点の数の割合が、全分析点の数に対して3.5%以上となる原料混合物を用いる請求項1に記載の製造方法。   After the raw material mixture is heated to 1150 ° C., when the component composition in the cross section of the surface layer is analyzed at regular intervals of at least 200 points, the component composition satisfies all the requirements (2) to (6). The method according to claim 1, wherein a raw material mixture is used in which the ratio of the number of points is 3.5% or more with respect to the number of all analysis points. 前記酸化鉄含有物質として、該酸化鉄含有物質中のAl23量およびSiO2量から求められるAl23/SiO2比が0.1以下のものを用いる請求項1または2に記載の製造方法。 Examples of iron oxide-containing substance, according to claim 1 or 2 Al 2 O 3 of the iron oxide containing material and Al 2 O 3 / SiO 2 ratio is determined from the amount of SiO 2 is used as less than 0.1 Manufacturing method.
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JP2016056416A (en) * 2014-09-10 2016-04-21 株式会社神戸製鋼所 Manufacturing method of granular material iron
JP2016199773A (en) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社日向製錬所 Electric furnace adjusted in slag solidification layer thickness, and metal refining method using the same
US10683562B2 (en) 2015-05-28 2020-06-16 Kobe Steel, Ltd. Reduced iron manufacturing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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