JP5103915B2 - Method for producing reduced metal - Google Patents

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Description

本発明は、金属含有原料、たとえば鉄鉱石などを移動型炉床炉内に装入したのち移動させながら加熱、還元し、少なくとも一度は溶融させて金属含有物、例えば還元鉄を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a metal-containing material such as reduced iron by charging a metal-containing raw material such as iron ore into a mobile hearth furnace and then heating and reducing it while moving it and melting it at least once. .

粗鋼を製造する方法の1つとして電気炉によって行う方法がある。この方法は、原料を電気エネルギーによって加熱し、溶解して、場合によってはさらに精錬して、所望の鋼とする技術である。また、この方法は、原料として主にスクラップを使用している。しかし、近年、そのスクラップの需給が悪化していることから、スクラップに代わる還元鉄の利用が検討されている。   One method for producing crude steel is to use an electric furnace. This method is a technique in which a raw material is heated by electric energy, melted, and further refined in some cases to obtain a desired steel. In addition, this method mainly uses scrap as a raw material. However, in recent years, since the supply and demand of the scrap has deteriorated, the use of reduced iron instead of scrap has been studied.

その還元鉄は、例えば、特許文献1に開示されるような方法によって製造される。この方法は、移動型炉床炉内を水平方向に移動する炉床(移動床)上に、主として鉄鉱石と固体還元剤とを積載し、上方からの輻射伝熱によってこの鉄鉱石等の原料を加熱し、還元し、さらには該移動床上に生成する還元生成物を溶融することにより、還元鉄を製造する方法であり、移動炉床炉法とも呼ばれている。   The reduced iron is produced, for example, by a method as disclosed in Patent Document 1. In this method, iron ore and a solid reducing agent are mainly loaded on a hearth (moving bed) that moves horizontally in a mobile hearth furnace, and raw materials such as iron ore are radiated from above. Is heated, reduced, and further, the reduced product produced on the moving bed is melted to produce reduced iron, which is also called a moving hearth furnace method.

この方法に用いられる移動炉床炉とは、移動型炉床炉内に配設される炉床(移動床)が水平方向に移動する過程で、原料を加熱して還元する炉であり、環状の移動床が、図1に示すように回転する形式をとるのが普通であり、それ故に回転炉床炉とも呼ばれている。   The moving hearth furnace used in this method is a furnace that heats and reduces raw materials in the process of moving the hearth (moving bed) arranged in the moving hearth furnace in the horizontal direction. The moving bed is usually in the form of rotation as shown in FIG. 1 and is therefore also called a rotary hearth furnace.

例えば、代表的な移動炉床炉は、図1に示すように、予熱帯10a、還元帯10b、溶融帯10cおよび冷却帯10dに区画された環状型加熱炉の加熱炉炉体10内に、回転しながら連続的に移動する移動床11を配設してなるものである。そして、この炉は、前記移動床11上に、例えば、鉄鉱石(炭材内装ペレットが用いられることもある)と固体還元剤からなる混合原料12を積載して加熱し、還元し、その後、少なくとも一度は溶融させるようになっている。かかる移動床11は、通常、耐火物でライニングされた炉体10によって囲われているが、特許文献1に開示されているように、炉床耐火物保護のために、混合原料層とは別に、床敷材となる炭材の層が設けられる場合がある。また、この炉体10の上部にはバーナー13が配設され、このバーナー13を熱源として、移動床11上の鉄鉱石等が還元される。なお、図1において、14は原料を移動床11上に装入する装入装置、15は還元物を排出する排出装置である。また、炉体10内の雰囲気温度は還元帯では通常、1300℃程度に調節されているが、溶融帯では1500℃前後の温度に制御される。   For example, as shown in FIG. 1, a typical moving hearth furnace includes a heating furnace body 10 of an annular heating furnace divided into a pre-tropical zone 10a, a reduction zone 10b, a melting zone 10c, and a cooling zone 10d. A moving floor 11 that continuously moves while rotating is provided. And this furnace is loaded with the mixed raw material 12 which consists of iron ore (carbon material interior pellets may be used) and a solid reducing agent, and is heated and reduced on the moving bed 11, and then, It is designed to melt at least once. Such a movable floor 11 is usually surrounded by a furnace body 10 lined with a refractory, but as disclosed in Patent Document 1, in order to protect the hearth refractory, separate from the mixed raw material layer. In some cases, a layer of carbon material is provided as a floor covering. In addition, a burner 13 is disposed on the upper portion of the furnace body 10, and iron ore and the like on the moving bed 11 are reduced using the burner 13 as a heat source. In FIG. 1, 14 is a charging device for charging the raw material onto the moving bed 11, and 15 is a discharging device for discharging the reduced product. In addition, the atmospheric temperature in the furnace body 10 is normally adjusted to about 1300 ° C. in the reduction zone, but is controlled to a temperature around 1500 ° C. in the melting zone.

鉄含有物、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むのが普通である。また、固体還元剤の代表例である石炭、石炭チャー、コークスにもまた灰分等が含まれている。そのために、還元操作のみを行う移動炉床炉法では、脈石分や該還元剤中の灰分が製品である還元鉄中に不可避に混入するという問題がある。しかし、移動型炉床炉法の場合、特許文献1に開示されているように、還元後の原料を一旦は溶融することから、メタルから脈石分であるスラグを容易に分離することができる。ただし、単にそれだけでは、還元鉄の生産性が向上するわけではない。   Iron-containing materials, such as iron ore, usually contain many gangue components, depending on their origin. In addition, ash and the like are also contained in coal, coal char, and coke, which are representative examples of solid reducing agents. Therefore, in the moving hearth furnace method in which only the reduction operation is performed, there is a problem that gangue and ash in the reducing agent are inevitably mixed in the reduced iron as a product. However, in the case of the mobile hearth furnace method, as disclosed in Patent Document 1, since the raw material after reduction is once melted, slag that is a gangue can be easily separated from the metal. . However, this alone does not improve the productivity of reduced iron.

特開平11−172312号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-172121

上述したように、従来技術については、その開発傾向に生産性の向上という視点に欠けており、一方で還元鉄の需要は大きく伸びているのが実情であり、解決が求められている。また、その還元鉄を電気炉などで溶解する場合でも、溶解効率の向上をもたらすような、そして電力原単位の削減に寄与でき、経済性の高い操業が担保できるような、還元鉄製造技術の確立が求められている。   As described above, the conventional technology lacks the viewpoint of improving productivity due to its development trend, and on the other hand, the demand for reduced iron is increasing greatly, and a solution is required. In addition, even when the reduced iron is melted in an electric furnace, etc., it is possible to improve the efficiency of melting, contribute to the reduction of power consumption, and ensure a highly economical operation. Establishment is required.

そこで、本発明の目的は、移動型炉床炉を用いて還元金属を製造する際に、生産性に優れると共に、電気炉等の精錬炉で使いやすい還元金属を得ることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to obtain a reduced metal that is excellent in productivity and easy to use in a refining furnace such as an electric furnace when a reduced metal is produced using a mobile hearth furnace.

従来技術が抱えている上述した課題を解決するために、発明者らは、還元生成物がメタルとスラグとに分離する条件について研究する中で、還元金属の品質ならびに生産性の向上を図るには、これらの分離をいかに円滑に行わせるために、発明者らは還元金属とくに還元鉄中の炭素濃度をいかに上げるかということが重要なポイントになるとの知見を得て、本発明を開発するに到った。   In order to solve the above-described problems of the prior art, the inventors have attempted to improve the quality and productivity of the reduced metal while studying the conditions under which the reduction product is separated into metal and slag. In order to facilitate the separation of these, the inventors develop the present invention with the knowledge that the important point is how to increase the carbon concentration in the reduced metal, especially reduced iron. I reached.

即ち、本発明に係る手段とは、移動型炉床炉の移動床上に、まず、床敷材を積載し、その上に金属含有物、固体還元剤および造滓材を含む混合原料を粉状もしくは塊成化してから装入し、移動床が炉内を移動する間に加熱、還元して還元生成物を生成させ、その後、溶融してスラグ分を分離することにより還元金属を製造する方法において、前記混合原料中に配合する固体還元剤として結晶間距離Lcが18Å以上の炭材を該混合原料中の鉄分の含有量に対して4.24〜4.62mass%となる量を混合することを特徴とする還元金属の製造方法を提案する。 That is, the means according to the present invention is that a flooring material is first loaded on a moving floor of a mobile hearth furnace, and a mixed raw material containing a metal-containing material, a solid reducing agent, and a slagging material is powdered thereon. Alternatively, a method of producing reduced metal by charging after agglomeration and heating and reducing while moving in the furnace to produce a reduced product, and then melting and separating slag. in the amount of binding interdendritic distance Lc as a solid reducing agent to be blended into the mixed raw material is 4.24~4.62Mass% or more of carbonaceous material 18Å relative to the content of iron in the mixed raw material A method for producing a reduced metal characterized by mixing is proposed.

ここで、結晶間距離Lcは、X線回折法によって測定され、参考文献(Metallurgical and materials transaction B : 31B(2000)、P215)に記載されているScherrerの式によって定義されるものを用いる。一般に、結晶間距離Lcが大きいものほど、黒鉛化が進んでいる状態を表わしている。   Here, the intercrystal distance Lc is measured by the X-ray diffraction method and is defined by the Scherrer equation described in the reference (Metallurgical and materials transaction B: 31B (2000), P215). In general, the larger the inter-crystal distance Lc, the more graphitized.

本発明において、混合原料用の前記炭材は、混合原料中の鉄分の含有量の2mass%以上、とくに4.24〜4.62mass%に相当する量を混合すること、結晶間距離Lcが18Å以上である炭材を用いること、黒鉛もしくは石油系コークスであることが望ましい。 In the present invention, the carbonaceous material for the mixed raw material is mixed in an amount corresponding to 2 mass% or more , particularly 4.24 to 4.62 mass% of the iron content in the mixed raw material, and the inter-crystal distance Lc is 18 %. in a Mochiiruko the carbonaceous material is higher, it is desirable that the graphite or petroleum coke.

前記金属含有物としては、鉄鉱石などの鉱石、製鉄ダストなどの金属含有ダストあるいは製鉄スラッジなどの金属含有スラッジなどの1種または2種以上の混合物が用いられる。   As the metal-containing material, one kind or a mixture of two or more kinds of ores such as iron ore, metal-containing dust such as iron-making dust, or metal-containing sludge such as iron-making sludge is used.

前記固体還元剤としては、黒鉛の他、石炭、石炭チャー、あるいはピッチコークス、オイルコークスなどの石油コークスなどの炭材が用いられ、この炭材はまた、X線回折法によって求められる結晶間距離Lcが18Åよりも大きいグラファイト構造の炭材を、石炭などの黒鉛化度の低い炭材に混合して使う。 As the solid reducing agent, in addition to graphite, a carbon material such as coal, coal char, or petroleum coke such as pitch coke and oil coke is used. This carbon material is also an intercrystal distance determined by an X-ray diffraction method. Lc is a carbonaceous material greater graphite structure than 18 Å, using mixed low carbonaceous material degree of graphitization, such as coal.

前記造滓材としては、CaO、MgOおよびNaOのうちから選ばれるいずれか1種または2種以上の鉱物性物質、例えば、石灰石、脱硫スラグ、転炉スラグ、ドロマイト、蛇紋岩あるいは蛍石などのうちの1種あるいは2種以上の混合物が用いられる。 As the ironmaking material, any one or two or more mineral substances selected from CaO, MgO and Na 2 O, for example, limestone, desulfurized slag, converter slag, dolomite, serpentine or fluorite Among these, one kind or a mixture of two or more kinds is used.

本発明によれば、移動型炉床炉によって高品質(高炭素濃度)の還元金属を、効率よく生産することができると共に、還元金属中の炭素濃度を上昇させることができる。その結果、該還元金属の融点が下がり、電気炉などの精錬炉での溶融が容易(溶解効率の向上)になる。また、本発明を適用して製造した還元金属の場合、近年の酸素吹き込み転炉や電気炉の操業において、還元金属の炭素が溶融時の燃料としても利用できるようになり、電気炉等のエネルギー原単位の低下をもたらして、より経済的な炉操業が可能になる。   According to the present invention, a high-quality (high carbon concentration) reduced metal can be efficiently produced by a mobile hearth furnace, and the carbon concentration in the reduced metal can be increased. As a result, the melting point of the reduced metal decreases, and melting in a refining furnace such as an electric furnace becomes easy (improvement of melting efficiency). In the case of reduced metal produced by applying the present invention, the carbon of the reduced metal can be used as a fuel at the time of melting in the operation of an oxygen blown converter or electric furnace in recent years. This will lead to a reduction in the basic unit, making it possible to operate the furnace more economically.

以下の説明は、還元金属として還元鉄を製造する例を述べるものである。ただし、本発明は、以下に例示する還元鉄の製造だけでなくその他の金属材料の製造技術としてももちろん有効である。   The following description describes an example of producing reduced iron as a reduced metal. However, the present invention is effective not only for the production of reduced iron exemplified below but also for the production technology of other metal materials.

初めに、本発明を開発する契機となった実験について説明する。この実験で、発明者らはまず、鉄鉱石、コークスおよび石灰石などからなる混合原料を、移動型炉床炉に代えて、竪型炉内に設置した黒鉛製るつぼ内に装入し、移動型炉床炉の炉内温度パターンを模擬した熱を供給しながら、このるつぼ内混合原料の様子を観察した。そして、昇温途中で中止してその時点での生成物の組成分析等を行った。   First, an experiment that triggered the development of the present invention will be described. In this experiment, the inventors first charged a mixed raw material composed of iron ore, coke, limestone, etc. into a graphite crucible installed in a vertical furnace instead of a mobile hearth furnace, The state of the mixed raw material in the crucible was observed while supplying heat simulating the in-furnace temperature pattern of the hearth furnace. And it stopped in the middle of temperature rising, and the composition analysis of the product in that time was performed.

その結果、混合原料中の鉄鉱石はまず、この混合原料中に混合されている炭材と反応し、少なくとも一部はFeOやFeにまで還元され、その後、溶融してFeO系のスラグを生成する。このとき、炉内では前記炭材による直接還元に加え、このときに発生するCOガスとも還元反応が生じる。これらの反応により、前記混合原料からは還元生成物が得られると共に、この還元生成物からは溶融メタルと溶融スラグが分離生成する。   As a result, the iron ore in the mixed raw material first reacts with the carbonaceous material mixed in the mixed raw material, and at least a part is reduced to FeO and Fe, and then melts to produce FeO-based slag. To do. At this time, in addition to the direct reduction by the carbonaceous material in the furnace, the CO gas generated at this time also undergoes a reduction reaction. By these reactions, a reduced product is obtained from the mixed raw material, and molten metal and molten slag are separated and produced from the reduced product.

このようにして生成した溶融スラグ中のFeO濃度は、溶融スラグと溶融メタルが分離するとき、30mass%程度と高い状態にある。そのため、溶融スラグと溶融メタルとは互いに濡れやすい関係にあり、このときの溶融スラグは、溶融メタル(液滴)の表面全体を完全に覆う“完全濡れ”の状態になっているものと考えられる。従って、これらがそのまま凝固すると、メタルとスラグは強く密着した状態のままとなり、容易には分離しにくくなることがわかった。   The FeO concentration in the molten slag thus produced is in a high state of about 30 mass% when the molten slag and the molten metal are separated. Therefore, the molten slag and the molten metal are easily wetted with each other, and the molten slag at this time is considered to be in a “completely wet” state that completely covers the entire surface of the molten metal (droplet). . Therefore, it has been found that when these solidify as they are, the metal and the slag remain in a strongly adhered state and are difficult to separate easily.

そして、溶融スラグ中のFeOの還元がさらに進んで、溶融スラグ中のFeO濃度が10mass%程度以下にまで低下すると、溶融メタルと溶融スラグとの濡れ性は次第に悪くなり、接触角も大きくなって、溶融スラグが溶融メタルの表面からすべり落ちるようになる。そして、両者の密着力が低下して、冷却後はこの両者が容易に分離するようになる。   When the reduction of FeO in the molten slag further progresses and the FeO concentration in the molten slag decreases to about 10 mass% or less, the wettability between the molten metal and the molten slag gradually deteriorates and the contact angle also increases. The molten slag begins to slide off the surface of the molten metal. And the adhesive force of both falls and both come to isolate | separate easily after cooling.

以上のことから、溶融スラグから溶融メタルを効率よく分離させるには、FeOの還元を促すことによって、溶融スラグ中のFeO濃度をできるだけ速く10mass%程度以下に低下させ、メタル粒とスラグ粒とが互いに剥がれやすくなるようにすることが肝要であることがわかった。   From the above, in order to efficiently separate the molten metal from the molten slag, by promoting the reduction of FeO, the FeO concentration in the molten slag is reduced to about 10 mass% or less as fast as possible, and the metal grains and slag grains are separated. It turned out that it was important to make it easy to peel off each other.

このことを確かめるために、発明者らは、溶融スラグ中のFeOの還元挙動についてさらに実験を続けた。一般に、溶融スラグ中のFeOの還元は、スラグとメタルとの界面において、溶融スラグ中のFeOが溶融メタル中に溶解している炭素によって還元されるか、還元反応によって生成するCOガスによって還元されることによって進むことが知られている。したがって、溶融スラグ中のFeOの還元を促進させるためには、溶融スラグ中のFeOと接触する還元剤(固体炭素あるいはCOガス)となるメタル中の炭素の供給速度を上げること等の対策が有効になると考えられる。   To confirm this, the inventors continued further experiments on the reduction behavior of FeO in molten slag. In general, FeO in molten slag is reduced at the interface between the slag and the metal by reducing the FeO in the molten slag by carbon dissolved in the molten metal or by CO gas generated by the reduction reaction. It is known to go by. Therefore, in order to promote the reduction of FeO in the molten slag, measures such as increasing the supply rate of carbon in the metal that becomes the reducing agent (solid carbon or CO gas) in contact with the FeO in the molten slag are effective. It is thought that it becomes.

そこで、本発明では、還元剤の供給速度を上げる手段として、混合原料中に含まれる固体還元剤、即ち炭材について検討した。その結果、好ましい炭材の条件としては、X線回折法によって測定される結晶間距離Lcが、18Åよりも大きいグラファイト構造の炭材を少なくともその一部に混合して用いることであることを突き止めた。このような炭材を使用することにより、本発明では、反応初期に発生する固体メタル中への十分な炭素成分の供給を行うことができ、固体鉄の溶融が低温で起こるため、加熱時間の短い初期段階でもメタル中の炭素の拡散が促進され、還元剤である溶融炭素の供給速度が速くなり、ひいては溶融メタルと溶融スラグとの分離が促進されるようになると考えられる。   Therefore, in the present invention, as a means for increasing the supply rate of the reducing agent, a solid reducing agent contained in the mixed raw material, that is, a carbonaceous material was examined. As a result, it has been determined that a preferable carbon material condition is that a carbon material having a graphite structure with an intercrystal distance Lc measured by X-ray diffraction method larger than 18 mm is mixed and used at least partially. It was. By using such a carbon material, in the present invention, a sufficient carbon component can be supplied into the solid metal generated in the initial stage of the reaction, and the melting of the solid iron occurs at a low temperature. It is considered that diffusion of carbon in the metal is promoted even in a short initial stage, the supply rate of molten carbon as a reducing agent is increased, and separation of the molten metal and molten slag is promoted.

即ち、固体還元剤として前記炭材を用いると、溶融した還元生成物である固体メタルは周囲に存在する黒鉛と接触して、固体金属中での拡散によって浸炭が起こり、内部の炭素濃度が2.1mass%を超えたところで液相を生成して液体金属鉄となり、流動が起こって炭素の拡散速度が飛躍的に高まり、還元剤の供給が促進される。因みに、このような作用効果は、混合原料を塊成化した場合でも同様の効果を生じさせる。   That is, when the carbon material is used as a solid reducing agent, the solid metal that is a molten reduction product comes into contact with surrounding graphite, carburization occurs due to diffusion in the solid metal, and the internal carbon concentration is 2 When the amount exceeds 0.1 mass%, a liquid phase is generated to form liquid metallic iron, and flow occurs to dramatically increase the diffusion rate of carbon, thereby promoting the supply of the reducing agent. Incidentally, such an effect produces the same effect even when the mixed raw material is agglomerated.

このような反応(浸炭)によって溶融メタル中に供給された炭素は、スラグ中のFeO濃度を低下し、濡れ性の低下を招いて溶融メタルと溶融スラグとの分離を誘発する。つまり、溶融メタル中への浸炭を迅速に行い、FeOの還元反応を促進することが、溶融メタルと溶融スラグの分離を促進して生産性の向上という本発明の目的に適う処理が可能となるのである。このことはまた、還元鉄中の炭素濃度を向上させることにもつながる。つまり、還元反応によって、金属鉄中の炭素は消費されるものの、浸炭反応による炭素の供給量はそれに打ち勝つものとなるので、結果的に、還元鉄の炭素濃度が上昇することになる。   The carbon supplied into the molten metal by such a reaction (carburization) reduces the FeO concentration in the slag, causes a decrease in wettability, and induces separation of the molten metal and the molten slag. That is, rapid carburization into the molten metal and promoting the reduction reaction of FeO facilitates the separation of the molten metal and the molten slag, thereby enabling a process suitable for the purpose of the present invention to improve productivity. It is. This also leads to an increase in the carbon concentration in the reduced iron. That is, the carbon in the metallic iron is consumed by the reduction reaction, but the amount of carbon supplied by the carburization reaction overcomes this, resulting in an increase in the carbon concentration of the reduced iron.

なお、還元剤(炭素)のメタル中への浸炭速度(K)については、参考文献(Metallurgical and materials transaction volume 31B February(2000)、P215〜216)に、図2に示すような、結晶間距離Lcと浸炭速度との関係として報告されている。その報告によると、黒鉛化度が高く結晶間距離Lcが大きいものほど浸炭反応の速度が大きく、特に18Å以上の炭材については大きいことがわかる。従って、溶融メタルへの浸炭反応を促進するには、その炭材として、少なくともその一部がグラファイト化をしており、結晶間距離Lcの大きい炭材を使用することが有利であり、浸炭反応の促進を通じて、生産性の向上を図ることができる。   The carburization rate (K) of the reducing agent (carbon) into the metal is described in the reference (Metallurgical and materials transaction volume 31B February (2000), P215-216) as shown in FIG. It is reported as a relationship between Lc and carburization rate. According to the report, it can be seen that the higher the degree of graphitization and the greater the inter-crystal distance Lc, the greater the rate of carburization reaction, especially for carbonaceous materials of 18 mm or more. Therefore, in order to promote the carburization reaction to the molten metal, it is advantageous to use a carbon material that is at least partially graphitized and has a large inter-crystal distance Lc as the carbon material. Through this promotion, productivity can be improved.

なお、該当炭材の使用量は混合原料中の分(メタル)の含有量に対して2mass%以上、好ましくは実施例の表3に記載したように4.24〜4.62mass%とする。2mass%/メタルとしたその理由は、鉄炭素系状態図によれば、この量が液相生成炭素濃度と等しく、メタル中に液相を生成させることができれば、メタル液相内での炭素原子の拡散が飛躍的に増加すると考えられるからである。 Incidentally, the amount of the corresponding carbonaceous material 2mass% or more relative to the content of iron content in the mixed raw material (metal), is preferably a 4.24~4.62Mass% as described in Table 3 of Example . The reason for the 2 mass% / metal is that, according to the iron-carbon phase diagram, if this amount is equal to the liquid-phase generated carbon concentration and a liquid phase can be generated in the metal, carbon atoms in the metal liquid phase This is because it is considered that the diffusion of slag increases dramatically.

また、配合する炭材は、結晶間距離(Lc)の大きいものだけを用いてもかまわない。この炭材量は、粉原料中の被還元酸素の物質量(金属酸化物に結合している酸素)に対して、1.2倍程度の炭材中炭素の物質量となるように配合され、これが炭材量の上限となる。   Moreover, only the thing with a large distance between crystals (Lc) may be used for the carbonaceous material to mix | blend. The amount of carbon material is blended so that the amount of carbon in the carbon material is about 1.2 times the amount of oxygen to be reduced (oxygen bonded to the metal oxide) in the powder raw material. This is the upper limit of the amount of carbonaceous material.

発明者らは実働プラントにおいて、上記事実を確認すべく試験操業を行った。この試験操業は、移動型炉床炉として図1に示すような回転炉床炉1により、表1に示す成分組成の鉄鉱石、表2に示す化学成分の炭材および、造滓剤として石灰石を表3に示す割合で配合した。そして、表3に示す混合原料2を、炉内の移動床11上に積載した床敷材3の上に装入して堆積させ、最高炉内温度が1500℃となるように移動床11を移動させて、還元鉄とスラグを製造した。なお、この回転炉床炉は、炉中心径7mで炉床の幅は1mの加熱炉である。表4に、この炉のスペックを示す。   The inventors conducted a test operation in an actual plant to confirm the above facts. This test operation was carried out by using a rotary hearth furnace 1 as shown in FIG. 1 as a mobile hearth furnace, iron ore having the composition shown in Table 1, carbonaceous materials having chemical composition as shown in Table 2, and limestone as a slagging agent. Were blended in the proportions shown in Table 3. Then, the mixed raw material 2 shown in Table 3 is charged and deposited on the floor covering 3 loaded on the moving bed 11 in the furnace, and the moving bed 11 is set so that the maximum furnace temperature becomes 1500 ° C. Moved to produce reduced iron and slag. The rotary hearth furnace is a heating furnace having a furnace center diameter of 7 m and a hearth width of 1 m. Table 4 shows the specifications of this furnace.

Figure 0005103915
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図3に、それぞれの例の生産性を対比して示した。生産性は、移動型炉床炉の単位炉床面積で一日に生産される粒鉄量で示した。また、表5にそれぞれの実施例の下で生産された粒鉄中のC濃度を示した。この図に示すように、黒鉛を本発明に適合する条件で配合することにより、生産性が向上した。また、本発明例に適合する方法のほうが、粒鉄中の炭素濃度が高くなることもわかった。   FIG. 3 shows the productivity of each example in comparison. Productivity is indicated by the amount of granular iron produced per day in the unit hearth area of a mobile hearth furnace. Table 5 shows the C concentration in the granular iron produced under each example. As shown in this figure, productivity was improved by blending graphite under conditions suitable for the present invention. It has also been found that the carbon concentration in the granular iron is higher in the method adapted to the example of the present invention.

Figure 0005103915
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以上の説明から理解できるように、本発明によれば、メタル粒子(粒鉄)中に含まれる炭素は、溶解時に酸素を吹き込むことで燃料として利用できるため、例えば、電気炉等で溶解を行う場合に、電力の原単位を下げる効果がある。このことにより、粒鉄の市場価値をあげることができ、本発明に従う方法の経済性を向上させる効果が期待できる。   As can be understood from the above description, according to the present invention, carbon contained in metal particles (granular iron) can be used as fuel by blowing oxygen at the time of melting. In this case, there is an effect of reducing the basic unit of electric power. As a result, the market value of granular iron can be increased, and the effect of improving the economic efficiency of the method according to the present invention can be expected.

本発明は、移動型炉床炉によって還元金属、とくに還元鉄を効率よく製造する(高生産性)際の技術を提案するものであるが、その他、鉄以外の還元金属を製造する方法としても適用が可能である。   The present invention proposes a technique for efficiently producing reduced metal, particularly reduced iron (high productivity) by a mobile hearth furnace, but also as a method for producing reduced metal other than iron. Applicable.

移動型炉床炉の概念図である。It is a conceptual diagram of a mobile hearth furnace. 結晶間距離と浸炭反応速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance between crystals and the carburization reaction rate. 実施例における生産性の比較グラフである。It is a productivity comparative graph in an Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転炉床炉
2 混合原料
3 床敷材
10 炉体
10a 予熱帯
10b 還元帯
10c 溶融帯
10d 冷却帯
11 移動床
12 混合原料
13 バーナー
14 装入装置
15 排出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary hearth furnace 2 Mixed raw material 3 Floor covering material 10 Furnace 10a Pre-tropical zone 10b Reduction zone 10c Melting zone 10d Cooling zone 11 Moving bed 12 Mixed raw material 13 Burner 14 Charger 15 Discharger

Claims (3)

移動型炉床炉の移動床上に、まず、床敷材を積載し、その上に金属含有物、固体還元剤および造滓材を含む混合原料を粉状もしくは塊成化してから装入し、移動床が炉内を移動する間に加熱、還元して還元生成物を生成させ、その後、溶融してスラグ分を分離することにより還元金属を製造する方法において、前記混合原料中に配合する固体還元剤として結晶間距離Lcが18Å以上の炭材を該混合原料中の鉄分の含有量に対して4.24〜4.62mass%となる量を混合することを特徴とする還元金属の製造方法。 First, the flooring material is loaded on the moving floor of the mobile hearth furnace, and then the mixed raw material containing the metal-containing material, the solid reducing agent and the faux material is powdered or agglomerated and then charged. In the method of producing a reduced metal by heating and reducing while moving the inside of the moving bed to produce a reduced product, and then separating the slag by melting, the solid blended in the mixed raw material the reduced metal to formation interdendritic distance Lc as a reducing agent is characterized by mixing an amount of a 4.24~4.62Mass% or more of carbonaceous material 18Å relative to the content of iron in the mixed raw material Production method. 前記炭材は、黒鉛もしくは石炭、石炭チャー、石油系コークスであることを特徴とする請求項1に記載の還元金属の製造方法。   The method for producing a reduced metal according to claim 1, wherein the carbon material is graphite, coal, coal char, or petroleum coke. 前記造滓材は、CaO、MgOおよびNaOのうちから選ばれるいずれか1種または2種以上の鉱物性物質であることを特徴とする請求項1または2に記載の還元金属の製造方法。 The method for producing a reduced metal according to claim 1 or 2, wherein the iron making material is any one or two or more mineral substances selected from CaO, MgO, and Na 2 O. .
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