JP5789883B2 - 部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置 - Google Patents

部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5789883B2
JP5789883B2 JP2011265559A JP2011265559A JP5789883B2 JP 5789883 B2 JP5789883 B2 JP 5789883B2 JP 2011265559 A JP2011265559 A JP 2011265559A JP 2011265559 A JP2011265559 A JP 2011265559A JP 5789883 B2 JP5789883 B2 JP 5789883B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
ignition
pellets
reduced iron
partially reduced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011265559A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013117050A (ja
Inventor
神川　進
進 神川
中嶋　宏
宏 中嶋
佐藤　恵一
恵一 佐藤
カンスン ファン
カンスン ファン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Japan Ltd
Original Assignee
Primetals Technologies Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Japan Ltd filed Critical Primetals Technologies Japan Ltd
Priority to JP2011265559A priority Critical patent/JP5789883B2/ja
Priority to CN201210514764.3A priority patent/CN103131850B/zh
Priority to US13/693,581 priority patent/US8961650B2/en
Publication of JP2013117050A publication Critical patent/JP2013117050A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5789883B2 publication Critical patent/JP5789883B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/001—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor
    • F27D17/002—Details of the installations, e.g. fume conduits or seals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/10—Making pig-iron other than in blast furnaces in electric furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0046—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes making metallised agglomerates or iron oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C21B13/143—Injection of partially reduced ore into a molten bath
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5229—Manufacture of steel in electric furnaces in a direct current [DC] electric arc furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/3005—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types arrangements for circulating gases
    • F27B2009/3027—Use of registers, partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor
    • F27B9/243—Endless-strand conveyor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description

本発明は、金属酸化物を含む製鉄ダストの塊成物を還元して部分還元鉄を製造する部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置に関する。
外装の燃焼用炭材を装入せずに、炭素質材料を内装した炭材内装ペレットを移動グレート上に充填し加熱還元して部分還元鉄を製造する従来の技術として、例えば下記の特許文献１が開示されている。
しかしながら、この特許文献１に記載の技術には、次のような問題があり高い還元率の部分還元鉄を得ることができなかった。
（１）炭材内装ペレットを乾燥した後にガストーチで着火しそこに空気を流通し前記炭材内装ペレットを燃焼させて加熱するため、炭材内装ペレットの充填層において空気が流入する側にあっては常に燃焼し続けることになり還元が進まず、また還元が起きても空気により再酸化するため全く還元率が上がらなかった。高温状態が続くため溶融スラグが過剰に発生し、操業困難になる可能性があった。
（２）炭化域を出たペレットは酸素濃度５％以下の高温不活性ガスによって加熱され残った炭素質材料による金属化が進むが、残留炭素が少なく金属化率は低かった。また、充填層上部は、充填層下部が高温となるまで、高温の炭素質材料から生じた二酸化炭素、水蒸気といった強酸化性ガスに晒されるため再酸化が進んでしまう。
（３）熱量を多く必要とする金属化域の高温ガスは炭化域で発生する石炭中の可燃揮発分の一部や還元反応により発生するＣＯガスを燃焼させて作るが、排ガス全体の量に対して可燃分が少ないため、別途補助燃料が必要となった。
上記の問題に鑑み、還元用炭材、粉鉄鉱石、造滓剤を混合造粒したペレットに更に燃焼用炭材をコーティングして装入し、燃焼用炭材に着火した後、空気の下方吸引により焼成して部分還元鉄を製造する従来の技術として、例えば下記の特許文献２や特許文献３などが開示されている。
特公昭４５−３９３３１号公報 特公平８−９７３９号公報 特開２００５−９７６４５号公報
しかしながら、前述した特許文献２，３に記載の従来の部分還元鉄の製造方法には、次のような問題があった。まず、装入された燃焼用炭材が優先的に燃えるため加熱されたペレットから発生する一酸化炭素や石炭中の可燃揮発分は殆ど燃焼されず充填層から排出されて有効利用できないため燃料消費原単位が多くなり、ＣＯ2の排出量が増加する問題があった。また、燃焼用炭材は炭素分が無くなるまで燃焼が継続するためペレットの冷却速度が遅くなり、還元されたペレット中の金属鉄が高温状態で空気と接触する時間が長くなるため再酸化が進み金属化率が低くなってしまうという問題があった。
以上のことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたもので、燃焼用炭材の使用量を抑制しつつ、二酸化炭素の排出量を低減することができる部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置を提供することを目的としている。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造方法は、
無端グレート上に着火用炭材を所定の高さで積層し、
前記着火用炭材を着火した後に、着火した前記着火用炭材上に、酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを充填し、
着火した前記着火用炭材の燃焼熱により前記原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じて燃焼し、
前記可燃揮発分の燃焼熱により、前記原料ペレットの温度がさらに上昇し還元反応が進行して一酸化炭素ガスが発生する一方、隣接する前記原料ペレットを加熱し当該原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じ、
前記可燃揮発分の未燃焼部分および前記一酸化炭素ガスを前記原料ペレットの充填層上方から排出し、当該可燃揮発分の未燃焼部分および当該一酸化炭素ガスと空気供給手段により供給される空気とを混合した酸素含有ガスを前記無端グレート下方から温度がさらに上昇した前記原料ペレットの充填層下方に排ガス循環手段により供給することで当該原料ペレット周囲の一酸化炭素ガスの濃度を前記一酸化炭素ガスの燃焼域まで高め当該一酸化炭素ガスが燃焼して燃焼帯を形成し、
前記燃焼帯が、前記原料ペレットが前記着火用炭材上に供給されてから排出されるまでの間に、前記排ガス循環手段により前記酸素含有ガスを前記無端グレート下方から供給することで、前記原料ペレットの充填層の層高方向にて順次進行し、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して、部分還元鉄を製造する
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造方法は、
無端グレート上に、酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを充填し、
前記原料ペレットの充填層上に着火用炭材を所定の高さで積層し、
前記着火用炭材を着火し、
着火した前記着火用炭材の燃焼熱により前記原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じて燃焼し、
前記可燃揮発分の燃焼熱により、前記原料ペレットの温度がさらに上昇し還元反応が進行して一酸化炭素ガスが発生する一方、隣接する前記原料ペレットを加熱し当該原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じ、
前記可燃揮発分の未燃焼部分および前記一酸化炭素ガスを前記無端グレート下方から排出し、当該可燃揮発分の未燃焼部分および当該一酸化炭素ガスと空気供給手段により供給される空気とを混合した酸素含有ガスを前記着火用炭材上方から温度がさらに上昇した前記原料ペレットの充填層上方に排ガス循環手段により供給することで当該原料ペレット周囲の一酸化炭素ガスの濃度を前記一酸化炭素ガスの燃焼域まで高め当該一酸化炭素ガスが燃焼して燃焼帯を形成し、
前記燃焼帯が、前記原料ペレットが前記無端グレート上に供給されてから排出されるまでの間に、前記排ガス循環手段により前記酸素含有ガスを前記着火用炭材上方から供給することで、前記原料ペレットの充填層の層高方向にて順次進行し、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して、部分還元鉄を製造する
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造方法は、
前述の発明に係る部分還元鉄製造方法であって、
前記着火用炭材の積層高が、３ｍｍより高く１０ｍｍよりも低い
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造方法は、
前述の発明に係る部分還元鉄製造方法で製造された部分還元鉄を熱間状態のままサブマージドアーク炉に還元用炭材とともに充填し最終還元と溶解を行う
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造装置は、
無端グレート上に着火用炭材を供給して所定の高さの着火用炭材層を形成する着火用炭材供給手段と、
前記着火用炭材供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記着火用炭材層を着火する着火手段と、
前記着火手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを前記着火用炭材層上に充填する原料ペレット供給手段と、
前記原料ペレット供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記原料ペレットの充填層を加熱還元する還元炉本体と、
前記還元炉本体に設けられ、前記原料ペレットの充填層から排出される排ガスの一部を当該原料ペレットの充填層上方から排出し、当該排ガスの一部と空気供給手段により供給される空気と混合した酸素含有ガスを前記無端グレート下方から着火された前記着火用炭材層の燃焼熱により加熱される前記原料ペレットの充填層下方に供給する排ガス循環手段とを具備し、
前記還元炉本体内における前記無端グレートの移動方向上流側にて、前記無端グレート下方から前記着火手段により着火された前記着火用炭材層へ所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記着火用炭材層の燃焼域を形成し、前記還元炉本体内における前記着火用炭材層の前記燃焼域に対し前記無端グレートの移動方向下流側にて、前記無端グレート下方から前記原料ペレットの充填層へ前記所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスよりも低酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記原料ペレットの加熱域を形成することで、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して部分還元鉄を製造する
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造装置は、
酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを無端グレート上に充填する原料ペレット供給手段と、
前記原料ペレット供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記原料ペレットの充填層上に着火用炭材を供給して所定の高さの着火用炭材層を形成する着火用炭材供給手段と、
前記着火用炭材供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記着火用炭材層を着火する着火手段と、
前記着火手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記原料ペレットを加熱還元する還元炉本体と、
前記還元炉本体に設けられ、前記原料ペレットの充填層から排出される排ガスの一部を当該原料ペレットの充填層下方から排出し、当該排ガスの一部と空気供給手段により供給される空気と混合した酸素含有ガスを前記着火用炭材層上方から着火された前記着火用炭材層の燃焼熱により加熱される前記原料ペレットの充填層上方に供給する排ガス循環手段とを具備し、
前記還元炉本体内における前記無端グレートの移動方向上流側にて、着火された前記着火用炭材層上方から所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記着火用炭材層の燃焼域を形成し、前記還元炉本体内における前記着火用炭材層の前記燃焼域に対し前記無端グレートの移動方向下流側にて、着火された前記着火用炭材層上方から前記原料ペレットの充填層へ前記所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスよりも低酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記原料ペレットの加熱域を形成することで、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して部分還元鉄を製造する
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造装置は、
前述の発明に係る部分還元鉄製造装置であって、
前記還元炉本体は、前記無端グレート上方に設置されて当該無端グレートとの間で気密空間を形成するフードと、前記無端グレート下方に設置されて当該無端グレートとの間で気密空間を形成する複数の風箱とを具備し、
前記排ガス循環手段は、一端側が前記フードに接続し、他端側が分岐して前記複数の風箱のそれぞれに接続する送出管と、前記送出管に設けられるポンプとを有し、
前記空気供給手段は、前記空気の流量を調整する流量調整手段を有する
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する本発明に係る部分還元鉄製造装置は、
前述の発明に係る部分還元鉄製造装置であって、
前記フード内に設けられ、前記フードと前記無端グレートで囲まれる空間を前記無端グレートの移動方向にて上流側および中央部分および下流部分の３つに区画する仕切り板を備え、
前記送出管の一端側は、前記フードにおける前記空間の中央部分と対応する箇所と接続する
ことを特徴とする。
本発明によれば、着火用炭材の燃焼熱により原料ペレットの充填層を加熱し原料ペレット内の還元用炭材から可燃揮発分が生じて燃焼し、可燃揮発分の燃焼により、原料ペレットの温度がさらに上昇し還元反応が進行して一酸化炭素ガスが発生する一方、隣接する原料ペレットを加熱し当該原料ペレットの還元用炭材から可燃揮発分が生じる。可燃揮発分の残部および一酸化炭素ガスを循環し空気と混合した酸素含有ガスを温度がさらに上昇した前記原料ペレットに供給することで当該原料ペレット周囲にて一酸化炭素ガスの濃度を当該一酸化炭素ガスの燃焼域まで高め当該一酸化炭素ガスが燃焼し高温化し還元鉄の還元に必要な温度の燃焼帯を形成する。前記燃焼帯が、前記原料ペレットが前記着火用炭材上に供給されてから排出されるまでの間に、前記原料ペレットの充填層の層高方向にて順次進行し、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して、部分還元鉄を製造することができる。そのため、原料ペレットに対して熱源となる炭材のコーティングが不要となる。その結果、部分還元鉄製造プロセス（装置）全体で使用される石炭量を低減できる。これにより、消費炭材が減少し、二酸化炭素の排出量を低減できる。さらに、還元終了時には、還元による一酸化炭素ガスの発生が止まり、雰囲気中の一酸化炭素ガスの濃度が急激に低下し、一酸化炭素の燃焼域より低下すると、すぐに一酸化炭素ガスの燃焼が停止する。これにより、原料ペレットが冷却されるため、高温状態で酸素に接触している時間が短く再酸化が抑制され、金属化率の高い部分還元鉄の製造が可能となる。
本発明に係る部分還元鉄製造装置の一実施形態を示す概略図である。 本発明に係る部分還元鉄製造装置の一実施形態の説明図であって、図２（ａ）にそれが具備する還元炉の断面を示し、図２（ｂ）に還元炉における酸素濃度と原料ペレットの充填層層方向との関係を示す。 本発明に係る部分還元鉄製造装置の一実施形態が具備する還元炉内における原料ペレットを２００ｍｍの高さに充填し上向き通風で加熱したときの充填層下面から層高方向における温度変化の一例を示すグラフである。
本発明に係る部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置を実施するための形態について以下に説明する。
本発明に係る部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図１において、矢印Ａは、グレートの進行方向を示している。
本実施形態に係る還元鉄製造装置は、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、上方吸引型のグレート還元炉１００を備える。グレート還元炉１００は、着火用石炭供給装置１０、燃焼装置２０、還元炉（部分還元炉）３０を備え、これらがグレート（無端グレート）１０１の進行方向上流側から記載順に配置されている。
着火用石炭供給装置１０は、グレート１０１上に着火炭（着火用炭材）１を供給し、前記着火炭１を所定の高さに積層する装置である。前記着火炭１としては、当該着火炭１が積層した着火炭層２上に充填される後述の原料ペレット３を加熱して当該原料ペレット３の還元用炭材から可燃揮発分を生じさせることができるものであって、例えば、固形の石炭（コークス）などが挙げられる。着火炭１の積層高としては、着火炭層２上に充填される後述の原料ペレット３に着火可能な高さであって、例えば、３ｍｍより高く１０ｍｍより低い範囲であり、好適には５ｍｍ以上７ｍｍ以下の範囲である。着火炭層２の積層高が３ｍｍ以下では着火した着火炭１の燃焼による熱量が小さく、熱量不足により原料ペレット３の還元用炭材から可燃揮発分を生じさせることができず、１０ｍｍ以上では着火炭層２がいつまでも燃焼し続けこの燃焼で酸素を消費することになるため着火炭層２上方の原料ペレット３への酸素供給が不足し、且つ着火炭層２の燃焼で原料ペレット３の高温状態が長くなり詳細につき後述する一酸化炭素ガス燃焼後の原料ペレット３の冷却が遅くなり再酸化を起こしやすくするからである。
燃焼装置２０は、グレート１０１上に供給された着火炭層２（着火炭１）を着火する燃焼用バーナ２１を具備する。つまり、燃焼装置２０は着火手段をなしている。燃焼装置２０は、燃焼ガス排気管２２をさらに具備する。燃焼ガス排気管２２にはバルブ２４が設けられている。燃焼ガス排気管２２は集合排気管２６に接続し、集合排気管２６の後端部側が集塵機２７と接続している。よって、燃焼用バーナ２１で着火炭層２を加熱したときに生じた燃焼ガスは、燃焼ガス排気管２２、集合排気管２６、集塵機２７を介して系外に排気される。
還元炉３０は、原料ペレット３を還元し塊成状の部分還元鉄５を生成する装置であり、全体的に円環状をなしている。還元炉３０は、グレート１０１の進行方向上流側から順番に、原料ペレット供給装置３１、還元炉本体３２、部分還元鉄排出装置３９を備える。原料ペレット供給装置（給鉱ホッパ）３１は、着火炭層２上に原料ペレット３を供給する装置である。この装置３１により、着火炭層２上に原料ペレット３が供給されると共に、原料ペレット３が充填してなる原料ペレットの充填層４が所定の高さに調整される。つまり、原料ペレット供給装置３１は原料ペレット供給手段をなしている。前記原料ペレット３は、最終的に製造される部分還元鉄の原料であり、酸化鉄含有原料、還元用炭材、石灰系造滓剤を混合造粒し、酸化防止剤を被覆したものであって、例えば、全量に対して石炭を２０％程度含有し、石炭中の可燃揮発分は３０％以上である。
上述の還元炉本体３２は、グレート１０１の下方に設置され固定構造物である風箱３３、風箱３３の上方にグレート１０１を介して設置され固定構造物であって円環状のフード３４、風箱３３の両側に円環状に敷設された軌道３５，３５をさらに備える。
上述の風箱３３は、原料ペレット供給装置３１側からグレート１０１の進行方向にて、第一風箱３３ａ、第二風箱３３ｂ、第三風箱３３ｃ、第四風箱３３ｄ、第五風箱３３ｅで構成される。
上述のフード３４の天井板３４ａには２つの仕切り板３８ａ，３８ｂが設けられて、グレート１０１の進行方向Ａにて３つの領域７１ａ，７１ｂ，７１ｄに区画されている。第一仕切り板３８ａは、第一風箱３３ａの上方の空間（後述の着火用炭材燃焼領域７１ａ）と第二風箱３３ｂの上方の空間（後述の原料ペレット加熱領域７１ｂ）とを区画する位置に配置される。第二仕切り板３８ｂは、第四風箱３３ｄの上方の空間（後述の原料ペレット加熱領域７１ｂ）と第五風箱３３ｅの上方の空間（後述の原料ペレット冷却領域７１ｃ）とを区画する位置に配置される。着火用炭材燃焼領域７１ａ、原料ペレット加熱領域７１ｂ、原料ペレット冷却領域７１ｃには、温度センサ７２ａ、７２ｂ、７２ｃがそれぞれ設けられている。
グレート１０１は多孔性であり、着火炭１や原料ペレット３は通過できないが、気体は上下方向に流通可能になっている。グレート１０１は多数のユニットに分割されこれらユニットを円周方向に並べることで円環状のグレート１０１が構成される。分割された一つ一つのユニットはグレート１０１の両側に設けられた円環状の支持部３６，３６に傾転可能に取り付けられる。この支持部３６，３６には軌道３５，３５を走行するローラ３７，３７が設けられる。ローラ３７，３７が軌道３５，３５を走行することで、グレート１０１は風箱３３とフード３４との間で水平循環可能になっている。
グレート１０１の支持部３６，３６の上部には、水を満した水封プール４１，４１がその全周に亘って環状に設けられる。フード３４の両側下部には下方に延びるシール壁４２，４２がその全周に亘って環状に設けられ、シール壁４２，４２の先端部が水封プール４１，４１の液中に没している。これにより、グレート１０１の支持部３６，３６とフード３４の両側下部とが気密シールされる。つまり、水封プール４１とシール壁４２はグレート上方側水封装置をなしている。
他方、風箱３３の両側上部には水を満たした水封プール４３，４３がその全周に亘って環状に設けられる。グレート１０１の支持部３６，３６の下部には下方に延びるシール壁４４，４４がその全周に亘って環状に設けられ、シール壁４４，４４の先端部が水封プール４３，４３の液中に没している。これにより、グレート１０１の支持部３６，３６と風箱３３の両側上部とが気密シールされる。つまり、水封プール４３とシール壁４４はグレート下方側水封装置をなしている。
着火用炭材燃焼領域７１ａを構成するフード３４に連通して着火用炭材燃焼領域ガス排気管８１が設けられ、原料ペレット冷却領域７１ｃを構成するフード３４に連通して原料ペレット冷却領域ガス排気管８２が設けられる。着火用炭材燃焼領域ガス排気管８１は上述の集合排気管２６に連通される。着火用炭材燃焼領域ガス排気管８１に流量調整バルブ８３が設けられており、着火用炭材燃焼領域内ガスの排出量を調整可能になっている。原料ペレット冷却領域ガス排気管８２も上述の集合排気管２６に連通される。原料ペレット冷却領域ガス排気管８２に流量調整バルブ８４が設けられており、原料ペレット冷却領域内ガスの排出量を調整可能になっている。
上述の還元炉３０は、グレート１０１とフード３４とで囲まれる原料ペレット加熱領域７１ｂ内から排ガス９１を排出し、風箱３３ａ〜３３ｅへ供給することで前記排ガス９１を循環する排ガス循環装置（排ガス循環手段）５０をさらに備える。排ガス循環装置５０は、原料ペレット加熱領域ガス送出管５１、除塵機５２、除塵ガス送出管５３、ガスクーラ５４、流量調整バルブ５５、ポンプ５６、循環ガス送出管５８、第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅを備える。
原料ペレット加熱領域ガス送出管５１は、一方の端部が原料ペレット加熱領域７１ｂを構成するフード３４と連通し、他方の端部が除塵機５２と接続している。これにより、原料ペレット加熱領域７１ｂ内の排ガス９１は、原料ペレット加熱領域ガス送出管５１を通じて除塵機５２に送出され、除塵機５２で排ガス９１内の粉塵などの固形分が取り除かれる。除塵ガス送出管５３は、一方の端部が除塵機５２と接続し、他方の端部がポンプ５６と接続している。除塵ガス送出管５３には、除塵機５２側から、ガスクーラ５４および流量調整バルブ５５が記載順に設けられる。よって、除塵された排ガス（除塵ガス）９２は、ガスクーラ５４で所定の温度に調整され、流量調整バルブ５５でその流量が調整されポンプ５６で送給されることになる。除塵ガス送出管５３におけるガスクーラ５４と流量調整バルブ５５の間に、除塵ガス９２内の酸素濃度を計測するＯ2センサ５７が設けられる。循環ガス送出管５８は、一方の端部がポンプ５６に接続し、他方側が分岐し第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅをなし、第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅがそれぞれ第一〜第五風箱３３ａ〜３３ｅと連通している。第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅのそれぞれに流量調整バルブＶ１〜Ｖ５が設けられる。
上述の還元炉本体３２は、上述の排ガス循環装置５０の第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅに連結され、当該第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅに空気を供給する空気供給手段をなす空気供給装置６０をさらに備える。空気供給装置６０は、空気供給源６１、空気供給源６１に一方の端部が連結される空気送給管６２、空気送給管６２の他方の端部が連結されるポンプ６４、ポンプ６４に一方の端部が連結され、他方側が分岐し第一〜第五分岐空気送出管６６ａ〜６６ｅをなし、それぞれ第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅと連通する空気送出管６５を備える。第一〜第五分岐空気送出管６６ａ〜６６ｅのそれぞれには、空気の流量を調整する流量調整手段をなす流量調整バルブＶ１１〜Ｖ１５が設けられる。
よって、Ｏ2センサ５７により計測された酸素濃度、温度センサ７２ａ〜７２ｃにより計測された温度に応じて、流量調整バルブＶ１〜Ｖ５および流量調整バルブＶ１１〜Ｖ１５の開度をそれぞれ調整することにより、各風箱３３ａ〜３３ｅ内に所望の濃度に調整した酸素および一酸化炭素を含むガス（酸素含有ガス）９４ａ〜９４ｅをそれぞれ供給することができる。すなわち、着火用炭材燃焼領域７１ａ、原料ペレット加熱領域７１ｂ、原料ペレット冷却領域７１ｃにて、酸素および一酸化炭素をそれぞれ所望の濃度に調整することができる。
部分還元鉄排出装置３９は、上述した領域７１ａ〜７１ｃを経て製造された部分還元鉄５をグレート１０１上から排出する装置である。
ここで、上述した構成の部分還元鉄製造装置により部分還元鉄を製造する手順を説明する。
まず、着火炭１を着火炭供給装置１０によりグレート１０１上に供給する。このとき、着火炭層２は、例えば、５ｍｍ〜７ｍｍの範囲の高さに調整される。続いて、グレート１０１が進行し、バーナ２１により着火炭層２が約８００℃で着火される。続いて、グレート１０１が進行し、原料ペレット３が原料ペレット供給装置３１から着火炭層２上に供給される。原料ペレット３からなる原料ペレットの充填層４は、例えば、２００ｍｍ程度の高さに調整される。続いて、グレート１０１が進行し、フード３４内にて、循環ガスと空気との混合ガスが通気される。第一風箱３３ａには、酸素の濃度が１５％に調整された混合ガス９４ａが通気され、これにより、着火用炭材燃焼領域７１ａにあっては、着火された着火炭層２が燃焼し、この燃焼熱により着火炭層２上の原料ペレットの充填層４が加熱され、前記原料ペレットの充填層４における着火炭層２側が加熱される。なお、着火用炭材燃焼領域７１ａにあっては、雰囲気温度が１１００℃程度に調整されている。
グレート１０１がさらに進行し、第二〜第四風箱３３ｂ〜３３ｄには、酸素濃度が１１％に調整された混合ガス９４ｂ〜９４ｄが通気される。これにより、第二〜第四風箱３３ｂ〜３３ｄ上方の原料ペレット加熱領域７１ｂにおいては、着火炭層２により加熱された原料ペレットの充填層４は、原料ペレット３の還元用炭材から可燃揮発分が生じその約７５％〜９０％が燃焼し、可燃揮発分の燃焼により、原料ペレット３の温度がさらに上昇し還元反応が進行して一酸化炭素ガスが発生し、部分的に燃焼する。その結果、フード３４内におけるグレート進行方向中央部分においては、例えば８％程度の高濃度の一酸化炭素が生じる。他方、隣接する原料ペレット３を加熱し当該原料ペレット３の還元用炭材から可燃揮発分が生じる。可燃揮発分の残部および一酸化炭素ガスを循環し空気と混合した混合ガス９４ｂ〜９４ｄ（酸素含有ガス）は、温度がさらに上昇した前記原料ペレット３に供給される。これにより、図２（ｂ）に示すように、混合ガス９４ｂ〜９４ｄ中の一酸化炭素ガスと、還元により発生する一酸化炭素ガスと合算された結果、原料ペレット３周囲にて一酸化炭素ガスの濃度が当該一酸化炭素ガスの燃焼域（１２％以上）まで高まり一酸化炭素ガス全体の５０％〜６０％程度が燃焼し高温化し部分還元鉄の還元に必要な温度の燃焼帯を形成する。つまり、原料ペレット３の内装の還元用炭材の炭素がガス化し、一酸化炭素を発生させ、酸化鉄含有原料の酸素と結合することで還元が進行していく。燃焼に寄与しなかった一酸化炭素や可燃揮発分の残部など原料ペレット加熱領域７１ｂ内のガス９１は、原料ペレット加熱領域ガス送出管５１に流通し、除塵機５２で粉状物などの固形物が除去され、ガスクーラ５４により所定の温度に冷却され、ポンプ５６および第一〜第五分岐循環ガス送出管５９ａ〜５９ｅを介して各風箱３３ａ〜３３ｅに送給される。なお、原料ペレット加熱領域７１ｂにあっては、雰囲気温度が１３００℃程度に調整されている。
ここで、上述した構成の部分還元鉄製造装置において、還元炉内にて原料ペレットを２００ｍｍの高さで充填し下方の風箱から循環ガスと空気の混合ガスを上向き通風で加熱したときの原料ペレットの充填層下面から層高方向における温度変化の一例について、図３を参照して説明する。図３において、実線が充填層下面から５０ｍｍの位置の温度履歴を示し、点線が充填層下面から１００ｍｍの位置の温度履歴を示し、１点鎖線が充填層下面から１５０ｍｍの位置の温度履歴を示す。なお、第一風箱の酸素濃度を１５％に調整し、第二〜第五風箱の酸素濃度を１１％に調整した。
図３に示すように、原料ペレットの還元に必要な１２００℃以上となり、過溶融を防ぐ１４００℃以下の温度が、原料ペレットの充填層下面から５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍの何れの位置、すなわち原料ペレットの充填層の全層高に亘って得られていることが確認された。
原料ペレットの充填層下面から５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍの温度が、時間の経過に伴って順番にピークとなることから、原料ペレットの充填層の層高方向に燃焼帯が移動していることが確認された。ガス燃焼後の原料ペレットはピーク温度から再酸化が起こりにくい５００℃以下まで数分で急冷されていることが確認された。
よって、上述の原料ペレット加熱領域７１ｂにおいては、グレート１０１が第二風箱３３ｂ上方から第四風箱３３ｄ上方に至るまで、原料ペレットの充填層４における下面側からその上層に向けて、原料ペレット３の加熱、可燃揮発分の生成および燃焼、一酸化炭素ガスの生成、一酸化炭素ガスおよび可燃揮発分の残部の循環による当該一酸化炭素ガスの燃焼、酸化鉄の還元反応が順番に生じることになる。
続いて、グレート１０１が進行し、第五風箱３３ｅには、酸素濃度が５％以下に調整された混合ガス９４ｅが通気される。これにより、第五風箱３３ｅ上方の原料ペレット冷却領域７１ｃにおいては、所定の還元率まで進行した原料ペレットの充填層４が１００℃〜８００℃程度まで冷却されて、所望の部分還元鉄となる。さらに、グレート１０１が進行すると、部分還元鉄排出装置３９から部分還元鉄５が排出されることになる。
上述した手順で製造された部分還元鉄を熱間状態のままサブマージドアーク炉に還元用炭材とともに充填し最終還元と溶解を行うことで、純度に優れた加工性の良い鋼材を安価に製造することができる。
したがって、本実施例に係る部分還元鉄製造装置によれば、従来排ガス中に排出されそのまま大気放出されるか、または系外で他の補助燃料を使用しながら燃焼させボイラで廃熱回収されていた還元により発生する一酸化炭素ガスを原料ペレットの充填層に循環し、還元により発生している一酸化炭素ガスと合算することでその濃度を高めて燃焼することで、燃焼率を上げ、原料ペレットの充填層内にて熱源として直接的に有効利用することで、従来、原料ペレットに外装していた燃焼用炭材を不要とすることができる。その結果、消費炭材が減少し、二酸化炭素の排出量を低減することができる。さらに、原料ペレットを加熱して生じたガスの燃焼により当該原料ペレットが加熱されるためガスの発生量が少なく、原料ペレットの充填層の燃焼帯にて一酸化炭素ガスの濃度が一酸化炭素の燃焼域より低くなるとすぐに一酸化炭素ガスの燃焼が終わり、原料ペレット３が冷却されるため高温状態で酸素と接触する時間が短く再酸化が低減され金属化率の高い部分還元鉄の製造が可能となる。
上述した積層高の着火炭層２の石炭量は、原料ペレットを含む全体に対し約２％程度であった。これに対し、燃焼用石炭粉を外装する従来の原料ペレットの場合には、燃焼用石炭粉の石炭量が全体に対し約５％程度であった。このように、着火炭を外装しない原料ペレットを用いることで、従来の還元鉄の製造方法と比べて石炭の使用量を低減できる。
フード３４内に設けられ、フード３４とグレート１０１で囲まれ、グレート長手方向中央部の空間（領域７１ｂ）を区画する仕切り板３８ａ，３８ｂと、領域７１ｂの排ガスを排出し、前記排ガスを、領域７１ｂに対向配置される風箱３３ｂ〜３３ｄに供給する排ガス循環装置５０と、排ガス循環装置５０に連結され、空気を供給する空気供給装置６０と、空気供給装置６０に設けられ、空気の流量を調整する流量調整バルブＶ１２〜Ｖ１４とを具備することで、領域７１ｂ内で生じる比較的濃度の高い一酸化炭素ガスを有効利用することができ、二酸化炭素の排出を抑制することができる。
なお、上記では、上向き通風をなすグレート還元炉１００を備える部分還元鉄製造装置を用いて説明したが、グレートの移動方向上流側から順番に、原料ペレット供給装置、着火用炭材供給装置、着火装置を配置し、下向き通風をなすグレート還元炉を備える還元鉄製造装置とすることも可能である。
上記では、還元炉本体３２におけるグレート進行方向略中央部から排出される排ガスを風箱へ循環するグレート還元炉１００を備える還元鉄製造装置について説明したが、原料の形状によってはグレート進行方向最下流側から排出される排ガスを、ガスクーラを介して風箱へ循環するグレート還元炉を備える還元鉄製造装置とすることも可能である。
本発明に係る部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置によれば、燃焼用炭材の使用量を抑制しつつ、二酸化炭素の排出量を低減することができるため、製鉄産業などにて有益に利用することができる。
１ 着火炭
２ 着火炭層
３ 原料ペレット
４ 原料ペレットの充填層
５ 部分還元鉄
１０ 着火用石炭供給装置
２０ 燃焼装置
２１ 燃焼用バーナ
２２ 排気管
３０ 還元炉
３１ 原料ペレット供給装置（給鉱ホッパ）
３２ 還元炉本体
３３ａ〜３３ｅ 風箱
３４ フード
３５ 軌道
３６ 支持部
３７ ローラ
３８ａ，３８ｂ 仕切り板
４１，４３ 水封プール
４２，４４ シール壁
５１ 原料ペレット加熱領域ガス送出管
５２ 除塵機
５３ 除塵ガス送出管
５４ ガスクーラ
５５ 流量調整バルブ
５６ ポンプ
５７ Ｏ2センサ
５８ 循環ガス送出管
５９ａ〜５９ｅ 第一〜第五分岐循環ガス送出管
６０ 空気供給装置
６１ 空気供給源
６２ 空気送給管
６３ 流量調整バルブ
６４ ポンプ
６５ 空気送出管
６６ａ〜６６ｅ 第一〜第五分岐空気送出管
７１ａ 着火用炭材燃焼領域
７１ｂ 原料ペレット加熱領域
７１ｃ 原料ペレット冷却領域
８１ 着火用炭材燃焼領域ガス排気管
８２ 原料ペレット冷却領域ガス排気管
８３，８４ 流量調整バルブ
１００ グレート還元炉
１０１ 無端グレート

Claims (8)

  1. 無端グレート上に着火用炭材を所定の高さで積層し、
    前記着火用炭材を着火した後に、着火した前記着火用炭材上に、酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを充填し、
    着火した前記着火用炭材の燃焼熱により前記原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じて燃焼し、
    前記可燃揮発分の燃焼熱により、前記原料ペレットの温度がさらに上昇し還元反応が進行して一酸化炭素ガスが発生する一方、隣接する前記原料ペレットを加熱し当該原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じ、
    前記可燃揮発分の未燃焼部分および前記一酸化炭素ガスを前記原料ペレットの充填層上方から排出し、当該可燃揮発分の未燃焼部分および当該一酸化炭素ガスと空気供給手段により供給される空気とを混合した酸素含有ガスを前記無端グレート下方から温度がさらに上昇した前記原料ペレットの充填層下方に排ガス循環手段により供給することで当該原料ペレット周囲の一酸化炭素ガスの濃度を前記一酸化炭素ガスの燃焼域まで高め当該一酸化炭素ガスが燃焼して燃焼帯を形成し、
    前記燃焼帯が、前記原料ペレットが前記着火用炭材上に供給されてから排出されるまでの間に、前記排ガス循環手段により前記酸素含有ガスを前記無端グレート下方から供給することで、前記原料ペレットの充填層の層高方向にて順次進行し、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して、部分還元鉄を製造する
    ことを特徴とする部分還元鉄製造方法。
  2. 無端グレート上に、酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを充填し、
    前記原料ペレットの充填層上に着火用炭材を所定の高さで積層し、
    前記着火用炭材を着火し、
    着火した前記着火用炭材の燃焼熱により前記原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じて燃焼し、
    前記可燃揮発分の燃焼熱により、前記原料ペレットの温度がさらに上昇し還元反応が進行して一酸化炭素ガスが発生する一方、隣接する前記原料ペレットを加熱し当該原料ペレットの前記還元用炭材から可燃揮発分が生じ、
    前記可燃揮発分の未燃焼部分および前記一酸化炭素ガスを前記無端グレート下方から排出し、当該可燃揮発分の未燃焼部分および当該一酸化炭素ガスと空気供給手段により供給される空気とを混合した酸素含有ガスを前記着火用炭材上方から温度がさらに上昇した前記原料ペレットの充填層上方に排ガス循環手段により供給することで当該原料ペレット周囲の一酸化炭素ガスの濃度を前記一酸化炭素ガスの燃焼域まで高め当該一酸化炭素ガスが燃焼して燃焼帯を形成し、
    前記燃焼帯が、前記原料ペレットが前記無端グレート上に供給されてから排出されるまでの間に、前記排ガス循環手段により前記酸素含有ガスを前記着火用炭材上方から供給することで、前記原料ペレットの充填層の層高方向にて順次進行し、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して、部分還元鉄を製造する
    ことを特徴とする部分還元鉄製造方法。
  3. 請求項１または請求項２に記載された部分還元鉄製造方法であって、
    前記着火用炭材の積層高は、３ｍｍより高く１０ｍｍよりも低い
    ことを特徴とする部分還元鉄製造方法。
  4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載された部分還元鉄製造方法で製造された部分還元鉄を熱間状態のままサブマージドアーク炉に還元用炭材とともに充填し最終還元と溶解を行う
    ことを特徴とする部分還元鉄製造方法。
  5. 無端グレート上に着火用炭材を供給して所定の高さの着火用炭材層を形成する着火用炭材供給手段と、
    前記着火用炭材供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記着火用炭材層を着火する着火手段と、
    前記着火手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを前記着火用炭材層上に充填する原料ペレット供給手段と、
    前記原料ペレット供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記原料ペレットの充填層を加熱還元する還元炉本体と、
    前記還元炉本体に設けられ、前記原料ペレットの充填層から排出される排ガスの一部を当該原料ペレットの充填層上方から排出し、当該排ガスの一部と空気供給手段により供給される空気と混合した酸素含有ガスを前記無端グレート下方から着火された前記着火用炭材層の燃焼熱により加熱される前記原料ペレットの充填層下方に供給する排ガス循環手段とを具備し、
    前記還元炉本体内における前記無端グレートの移動方向上流側にて、前記無端グレート下方から前記着火手段により着火された前記着火用炭材層へ所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記着火用炭材層の燃焼域を形成し、前記還元炉本体内における前記着火用炭材層の前記燃焼域に対し前記無端グレートの移動方向下流側にて、前記無端グレート下方から前記原料ペレットの充填層へ前記所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスよりも低酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記原料ペレットの加熱域を形成することで、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して部分還元鉄を製造する
    ことを特徴とする部分還元鉄製造装置。
  6. 酸化鉄含有原料および還元用炭材を混合造粒した原料ペレットを無端グレート上に充填する原料ペレット供給手段と、
    前記原料ペレット供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記原料ペレットの充填層上に着火用炭材を供給して所定の高さの着火用炭材層を形成する着火用炭材供給手段と、
    前記着火用炭材供給手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記着火用炭材層を着火する着火手段と、
    前記着火手段に対して前記無端グレートの移動方向下流側に配置され、前記原料ペレットを加熱還元する還元炉本体と、
    前記還元炉本体に設けられ、前記原料ペレットの充填層から排出される排ガスの一部を当該原料ペレットの充填層下方から排出し、当該排ガスの一部と空気供給手段により供給される空気と混合した酸素含有ガスを前記着火用炭材層上方から着火された前記着火用炭材層の燃焼熱により加熱される前記原料ペレットの充填層上方に供給する排ガス循環手段とを具備し、
    前記還元炉本体内における前記無端グレートの移動方向上流側にて、着火された前記着火用炭材層上方から所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記着火用炭材層の燃焼域を形成し、前記還元炉本体内における前記着火用炭材層の前記燃焼域に対し前記無端グレートの移動方向下流側にて、着火された前記着火用炭材層上方から前記原料ペレットの充填層へ前記所定の酸素濃度の前記酸素含有ガスよりも低酸素濃度の前記酸素含有ガスを供給して前記原料ペレットの加熱域を形成することで、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して部分還元鉄を製造する
    ことを特徴とする部分還元鉄製造装置。
  7. 請求項５または請求項６に記載された部分還元鉄製造装置であって、
    前記還元炉本体は、前記無端グレート上方に設置されて当該無端グレートとの間で気密空間を形成するフードと、前記無端グレート下方に設置されて当該無端グレートとの間で気密空間を形成する複数の風箱とを具備し、
    前記排ガス循環手段は、一端側が前記フードに接続し、他端側が分岐して前記複数の風箱のそれぞれに接続する送出管と、前記送出管に設けられるポンプとを有し、
    前記空気供給手段は、前記空気の流量を調整する流量調整手段を有する
    ことを特徴とする部分還元鉄製造装置。
  8. 請求項７に記載された部分還元鉄製造装置であって、
    前記フード内に設けられ、前記フードと前記無端グレートで囲まれる空間を前記無端グレートの移動方向にて上流側および中央部分および下流部分の３つに区画する仕切り板を備え、
    前記送出管の一端側は、前記フードにおける前記空間の中央部分と対応する箇所と接続する
    ことを特徴とする部分還元鉄製造装置。
JP2011265559A 2011-12-05 2011-12-05 部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置 Expired - Fee Related JP5789883B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011265559A JP5789883B2 (ja) 2011-12-05 2011-12-05 部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置
CN201210514764.3A CN103131850B (zh) 2011-12-05 2012-12-04 部分还原铁的制造方法及部分还原铁的制造装置
US13/693,581 US8961650B2 (en) 2011-12-05 2012-12-04 Partially-reduced iron producing method and partially-reduced iron producing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011265559A JP5789883B2 (ja) 2011-12-05 2011-12-05 部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013117050A JP2013117050A (ja) 2013-06-13
JP5789883B2 true JP5789883B2 (ja) 2015-10-07

Family

ID=48492298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011265559A Expired - Fee Related JP5789883B2 (ja) 2011-12-05 2011-12-05 部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8961650B2 (ja)
JP (1) JP5789883B2 (ja)
CN (1) CN103131850B (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5877071B2 (ja) * 2012-01-16 2016-03-02 Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社 部分還元鉄製造装置および部分還元鉄製造方法
JP2015113485A (ja) * 2013-12-11 2015-06-22 三菱日立製鉄機械株式会社 部分還元鉄製造装置
JP5947277B2 (ja) * 2013-12-11 2016-07-06 Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社 部分還元鉄製造装置
KR101712829B1 (ko) * 2014-09-24 2017-03-08 주식회사 포스코 소성로 및 이를 이용한 부분환원철 제조방법
KR101824111B1 (ko) * 2015-11-18 2018-02-01 주식회사 포스코 원료 처리 설비 및 이를 이용한 원료 처리 방법
BR112020001681B1 (pt) * 2017-08-03 2022-06-14 Outotec (Finland) Oy Dispositivo e método para tratamento térmico de material volumoso
CN108106423A (zh) * 2017-12-19 2018-06-01 吴松春 一种新型辊道窑内烟气导流板
WO2021056414A1 (zh) * 2019-09-27 2021-04-01 深圳先进技术研究院 氧气浓度可控的多通道培养系统
EP4400766A1 (en) 2021-09-09 2024-07-17 FCT Holdings Pty Ltd Low nox emission burner and operating method for reducing nox formation applied to an iron ore pellet sintering and/or hardening method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1832731A (en) * 1927-08-25 1931-11-17 Howard J Pardee Treatment of iron ores
US3333951A (en) * 1965-06-14 1967-08-01 Mcdowell Wellman Eng Co Metallized pellets
US3649244A (en) * 1969-02-18 1972-03-14 Broken Hill Ass Smelter Method of sintering of mineral sulphides
JPH089739B2 (ja) 1989-08-23 1996-01-31 日本鋼管株式会社 焼成塊成鉱の製造方法
JPH09176749A (ja) * 1995-12-26 1997-07-08 Nippon Steel Corp 焼結鉱の製造方法
CN1083889C (zh) * 1997-12-03 2002-05-01 西德马公司 生产液体生铁的装置
JPH11279668A (ja) * 1998-03-26 1999-10-12 Nippon Steel Corp 焼結鉱製造方法及び焼結機
BE1013448A3 (fr) * 2000-05-22 2002-02-05 Centre Rech Metallurgique Procede de reduction de minerais de fer et installation pour sa mise en oeuvre.
JP2002097508A (ja) * 2000-09-19 2002-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 還元鉄製造方法および還元鉄製造装置
JP4859268B2 (ja) * 2000-09-19 2012-01-25 三菱重工業株式会社 溶銑製造方法および溶銑製造装置
JP4241285B2 (ja) 2003-09-22 2009-03-18 Ｊｆｅスチール株式会社 半還元焼結鉱の製造方法
HUP0600317A2 (en) * 2006-04-24 2008-08-28 Bem Zrt Recicling and transformation of hazardous wastes and of metals, metal oxides at industrial starting material

Also Published As

Publication number Publication date
CN103131850B (zh) 2014-06-11
JP2013117050A (ja) 2013-06-13
CN103131850A (zh) 2013-06-05
US8961650B2 (en) 2015-02-24
US20130139647A1 (en) 2013-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5789883B2 (ja) 部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置
JP5877071B2 (ja) 部分還元鉄製造装置および部分還元鉄製造方法
KR101890873B1 (ko) 폐기물 가스화 용해로
JP5957348B2 (ja) 部分還元鉄製造装置
JP6256710B2 (ja) 酸素高炉の操業方法
JP7035687B2 (ja) 回転炉床炉を用いた還元鉄の製造方法及び回転炉床炉
CN107109519B (zh) 烧结设备和烧结方法
US9919965B2 (en) Method for burning lump material
UA119892C2 (uk) Металургійна піч для виробництва металевих сплавів
CN1312863A (zh) 含油和铁氧化物的残余物的热处理方法
CN112646604B (zh) 套筒式双氧化层固定床气化炉及有机固废气化的方法
JP5947277B2 (ja) 部分還元鉄製造装置
US10228129B2 (en) Waste gasification melting apparatus and waste gasification melting method using the same
JP2016160473A (ja) 部分還元鉄製造装置及び方法
CN1175237C (zh) 用来在回转炉床炉中还原送进物料的方法和装置
JP2010255888A (ja) 廃棄物溶融処理方法および廃棄物溶融処理装置
JP4736541B2 (ja) 還元金属の製造方法
JP2009084142A (ja) セメントクリンカーの製造装置
JP4345043B2 (ja) 塵芥のガス化溶融炉
KR101981452B1 (ko) 소결장치 및 소결방법
JP4992257B2 (ja) 還元金属の製造方法
JP2015113485A (ja) 部分還元鉄製造装置
JP2004211193A (ja) 亜鉛含有ダストと有機性廃棄物との混合物処理設備
JPS62245010A (ja) ガス燃料を使用する流動層燃焼装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140612

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150407

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150707

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20150714

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20150714

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5789883

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees