JPH10158710A - Production of reduced iron pellet - Google Patents
Production of reduced iron pelletInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼業の高炉、電
気炉などで発生する鉄鋼ダストから亜鉛および鉛を還元
揮発させ、鉄を還元鉄ぺレットとして製鉄原料として回
収する方法における還元鉄ペレッ卜の製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reduced iron pellet in a method of reducing and volatilizing zinc and lead from steel dust generated in a blast furnace, an electric furnace and the like in the steel industry, and recovering iron as reduced iron pellets. The present invention relates to a method for manufacturing a turret.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鉄鋼業の高炉および電気炉などから発生
する鉄鋼ダストはその主成分である酸化鉄以外に亜鉛、
鉛を合有しており、従来からこの鉄鋼ダスト中の亜鉛や
鉛を還元揮発させて、鉄を回収することが行われてい
る。この回収方法には、ウエルツキルン法に代表される
還元焙焼法があり、この方法は内熱向流型のロータリー
キルンを使用し、鉄鋼ダストを強還元雰囲気中で適当な
温度と滞留時間を選んで焙焼することにより、亜鉛、鉛
を還元揮発分離させ、鉄は通常固体の還元鉄ぺレットと
して排出させるものである。2. Description of the Related Art Steel dust generated from blast furnaces and electric furnaces in the iron and steel industry includes zinc,
Conventionally, lead and iron are recovered by reducing and volatilizing zinc and lead in the steel dust. This recovery method includes a reduction roasting method typified by the Weltz kiln method.In this method, an internal heat countercurrent type rotary kiln is used, and steel dust is selected in a strong reducing atmosphere at an appropriate temperature and residence time. By roasting, zinc and lead are reduced and volatilized and separated, and iron is usually discharged as solid reduced iron pellets.
【０００３】従来、前述のウエルツキルン法に代表され
る還元焙焼法において、ロータリーキルンから排出され
る還元鉄ぺレットを冷却する方法としては、短時間で冷
却が可能であるために、１０００℃以上の高温で排出さ
れる還元鉄ぺレットを水流中に投入して急冷する方法
が、一般に広く用いられている。Conventionally, in the reduction roasting method typified by the above-mentioned Weltz kiln method, a method of cooling reduced iron pellets discharged from a rotary kiln requires a temperature of 1000 ° C. or higher because cooling can be performed in a short time. A method in which reduced iron pellets discharged at a high temperature are put into a water stream and rapidly cooled is generally used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、ロータリーキルン中で還元された還元鉄ぺレッ
トの表面が金属鉄の状態で存在している状態で急冷され
るため、金属鉄が表面に残存したままの状態であった。However, in this method, since the surface of the reduced iron pellets reduced in the rotary kiln is quenched while existing in the state of metallic iron, the metallic iron remains on the surface. It was as it was.
【０００５】したがって、急冷された還元鉄ぺレットは
保管している間に、空気中の酸素と還元鉄ペレットの表
面の金属鉄が直接接触することとなり、還元鉄ペレット
の酸化、また該表面の酸化の進行による界面の不均一性
が局部腐食を起こし、その結果還元鉄ぺレット内部へも
酸化が進行してゆくという問題があった。このように、
還元鉄ぺレットは、保管中に酸化鉄が増加し鉄鋼原料と
しての品質の低下、またぺレットの粉化、酸化鉄による
変色、さらには保管中に雨水などによる酸化鉄の溶解に
よる着色水の発生などの問題があった。[0005] Therefore, during storage of the quenched reduced iron pellet, the oxygen in the air comes into direct contact with the metallic iron on the surface of the reduced iron pellet, thereby oxidizing the reduced iron pellet and causing the surface of the reduced iron pellet to oxidize. The non-uniformity of the interface due to the progress of oxidation causes local corrosion, and as a result, there is a problem that the oxidation proceeds inside the reduced iron pellet. in this way,
Reduced iron pellets increase iron oxide during storage and decrease the quality as a raw material for steel.Also, powdered pellets, discoloration due to iron oxide, and colored water due to dissolution of iron oxide due to rainwater during storage. There were problems such as occurrence.
【０００６】本発明は、従来の鉄鋼ダストから亜鉛など
を揮発させ、還元鉄ペレットを回収する方法における上
記のような欠点を解消して、還元鉄ペレットの再酸化を
防止できる還元鉄ぺレットの製造方法を提供することを
目的とするものである。The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the conventional method for recovering reduced iron pellets by volatilizing zinc and the like from steel dust, and reducing iron pellets capable of preventing reoxidation of reduced iron pellets. It is intended to provide a manufacturing method.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、ロータリーキルン内に亜鉛と鉛を含む鉄鋼ダ
ストと、還元剤および必要に応じて溶剤とを装入して鉄
鋼ダスト中の亜鉛および鉛を還元揮発させ、該鉄鋼ダス
ト中の鉄を還元鉄ぺレットとして回収する方法におい
て、ロータリーキルンより排出される還元鉄ぺレットを
少なくとも６００℃になるまでは徐冷する還元鉄ぺレッ
トの製造方法を特徴とするものであり、前記徐冷は５０
０℃／分以下の冷却速度であることが好ましい。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rotary kiln in which steel dust containing zinc and lead, a reducing agent and, if necessary, a solvent are charged into a rotary kiln. And reducing and volatilizing lead and recovering iron in the steel dust as reduced iron pellets, wherein the reduced iron pellets discharged from the rotary kiln are gradually cooled to at least 600 ° C. to produce reduced iron pellets. Characterized in that the slow cooling is 50
The cooling rate is preferably 0 ° C./min or less.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】ロータリーキルンには、鉄鋼ダス
トおよび粉、粒状のコークス、石炭などの還元剤および
必要に応じて溶剤が装入されるが、通常還元剤の配合比
率は鉄鋼ダストに対して１５〜３０重量％であり、必要
に応じ装入される溶剤は１０重量％以下である。なお装
入される鉄鋼ダス卜の組成の一例を表１に示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A rotary kiln is charged with a reducing agent such as steel dust and powder, granular coke, and coal, and a solvent if necessary. The content is 15 to 30% by weight, and the amount of the solvent to be charged as required is 10% by weight or less. Table 1 shows an example of the composition of the steel dust to be charged.
【０００９】[0009]
【表１】 Ｚｎ Ｐｂ Ｆｅ ＣａＯ ＳｉＯ２ Ｃ 重量％ １０〜３５ １〜５ ２０〜４５ １〜８ １〜５ １〜１０Table 1 Zn Pb Fe CaO SiO 2 C wt% 10-35 1-5 20-45 1-8 1-5 1-10
【００１０】鉄鋼ダスト原料は、ぺレット状である場合
が多いが、このぺレット状の原料を直接装入してもよい
し、粉状原料、もしくはぺレットを粉砕して再造粒しぺ
レッ卜として装入してもよい。また鉄鋼ダストをぺレッ
ト状にする場合には、ペレット中に還元剤の−部を内装
させておけば還元反応促進のために好ましい。[0010] The steel dust raw material is often in the form of pellets, but the pellet-like raw materials may be directly charged, or the powdery raw materials or pellets may be pulverized and re-granulated. It may be loaded as a let. When the steel dust is formed into pellets, it is preferable to incorporate a negative part of the reducing agent in the pellets to promote the reduction reaction.
【００１１】ロータリーキルン内に亜鉛と鉛を含む鉄鋼
ダストと、還元剤および必要に応じて溶剤とを装入して
鉄鋼ダスト中の亜鉛および鉛を還元揮発させ、鉄鋼ダス
ト中の鉄を還元鉄ぺレットとして回収する方法では、通
常ロータリーキルン内で、鉄鋼ダスト中の鉄酸化物の７
０〜８０％を金属鉄の形態まで還元する。亜鉛、鉛を効
率よく還元揮発するためには、１０００℃以上の高温還
元が必要であり、したがってロータリーキルンから排出
される際の還元鉄ぺレットは、１０００〜１２００℃に
加熱されている。このような高温で排出される還元鉄ペ
レットを前記した従来の技術のように水流中に投入して
急冷すると、表面層の金属鉄が酸化されないまま通常１
〜２分以内に常温まで低下することとなり、その冷却速
度は５００℃／分を超えている。また、還元鉄ぺレット
は多孔質であり、このとき空気と接するぺレットを構成
するペレット内部の粒子表面の金属鉄もその大部分が酸
化されないまま冷却されることになる。[0011] A steel dust containing zinc and lead, a reducing agent and, if necessary, a solvent are charged into a rotary kiln to reduce and volatilize zinc and lead in the steel dust, and reduce iron in the steel dust to reduced iron. In the method of recovering iron oxides, iron oxides in steel dust are usually collected in a rotary kiln.
0-80% is reduced to the form of metallic iron. In order to efficiently reduce and volatilize zinc and lead, high-temperature reduction of 1000 ° C. or more is required. Therefore, the reduced iron pellets discharged from the rotary kiln are heated to 1000 to 1200 ° C. When the reduced iron pellets discharged at such a high temperature are put into a water stream and quenched as in the above-described conventional technique, the metal iron in the surface layer is usually not oxidized and usually cooled to 1%.
It will drop to room temperature within ~ 2 minutes and the cooling rate will exceed 500 ° C / min. Further, the reduced iron pellets are porous. At this time, the metallic iron on the particle surfaces inside the pellets constituting the pellets in contact with the air is also cooled without being oxidized.
【００１２】本発明による方法では、高温に加熱された
還元鉄ペレットを空気中で５００℃／分以下の冷却速度
で徐冷することによって、該徐冷工程中に還元鉄ペレッ
ト表面に、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４の酸化被膜を形成させ
る。前述の通り還元鉄ぺレットは多孔質であるので、空
気と接するぺレットを構成するぺレット内部の粒子表面
にも上述の酸化被膜が形成されることになる。In the method according to the present invention, the reduced iron pellets heated to a high temperature are gradually cooled in the air at a cooling rate of 500 ° C./min or less, so that FeO, An oxide film of Fe 3 O 4 is formed. As described above, since the reduced iron pellets are porous, the above-described oxide film is also formed on the particle surfaces inside the pellets constituting the pellets in contact with air.
【００１３】上記のように、還元鉄ぺレットの表面に酸
化被膜を形成させるためには、ロータリーキルンから排
出された還元鉄ぺレットを鉄の酸化が促進される高温状
態に保持する一定時間が必要である。As described above, in order to form an oxide film on the surface of the reduced iron pellet, a certain period of time is required to keep the reduced iron pellet discharged from the rotary kiln at a high temperature in which oxidation of iron is promoted. It is.
【００１４】通常、ロータリーキルンから排出された還
元鉄ぺレットを常温まで空冷するには、少なくとも１０
時間以上は必要である。しかし、概ね５００℃以下では
鉄の酸化速度は低下するため、約６００℃付近になるま
では空冷によって好ましくは５００℃／分以下、さらに
好ましくは１００℃／分以下の冷却速度で徐冷を行っ
て、その後水冷を行っても本発明の目的は達成でき、こ
のようにすると冷却に要する時間を短縮できる。Usually, at least 10 times are required for air cooling the reduced iron pellets discharged from the rotary kiln to room temperature.
It takes more than an hour. However, since the oxidation rate of iron decreases at about 500 ° C. or lower, slow cooling is preferably performed by air cooling at a cooling rate of preferably 500 ° C./min or less, more preferably 100 ° C./min or less until about 600 ° C. Then, the object of the present invention can be achieved even if water cooling is performed thereafter, and thus the time required for cooling can be shortened.
【００１５】このようにして酸化被膜が形成されると、
酸化被膜よりも内側の金属鉄の酸化進行速度は、酸化被
膜部の酸素の移動が律速段階となるため大幅に低下す
る。この酸化被膜による還元鉄ぺレットの酸化自己保護
作用が熱力学的に不安定な還元鉄の長時間の酸化防止を
可能とする。When the oxide film is formed in this manner,
The oxidation progress rate of the metallic iron inside the oxide film is greatly reduced because the movement of oxygen in the oxide film portion is a rate-determining step. The oxidized self-protection action of reduced iron pellets by this oxide film makes it possible to prevent thermodynamically unstable reduced iron from being oxidized for a long time.
【００１６】本発明における金属鉄の酸化反応は、下記
する化学式１に示す通りであり、還元鉄ぺレットを空気
気流中で徐冷し、表面に緻密なＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４被膜
を形成させる。The oxidation reaction of metallic iron in the present invention is represented by the following chemical formula 1. The reduced iron pellet is gradually cooled in an air stream to form a dense FeO or Fe 3 O 4 film on the surface. .
【００１７】[0017]
【化１】２Ｆｅ＋Ｏ２→２ＦｅＯ ６ＦｅＯ＋Ｏ２→２Ｆｅ３Ｏ４ Embedded image 2Fe + O 2 → 2FeO 6FeO + O 2 → 2Fe 3 O 4
【００１８】従来の水冷急冷法において、冷却後の還元
鉄ぺレットは、図４の模式図に示すような状態である。
ぺレットは、ローラリーキルン排出時の高温状態では非
常に多孔質であり、直ちに水冷による急冷を行うと、そ
の多孔質の状態のまま冷却されることになるので、空気
中の酸素との反応面積が増加する。この状態に比較し
て、本発明による方法で徐冷した場合には、図１の模式
図に示すように、還元鉄ぺレットの収縮と表面の酸化被
膜の生成によって、ぺレットの表面が緻密となり、かつ
表面が鉄の酸化被膜で保護されて還元鉄ペレット内部へ
の酸素、水分の拡散が阻害される効果が得られる。In the conventional water-cooled rapid cooling method, the reduced iron pellet after cooling is in a state as shown in the schematic diagram of FIG.
The pellets are very porous in the high temperature state at the time of discharge of the roller Lee kiln, and if quenched immediately by water cooling, the pellets will be cooled in the porous state, so the reaction with oxygen in the air will occur. The area increases. Compared to this state, when gradually cooled by the method according to the present invention, as shown in the schematic diagram of FIG. And the effect is obtained that the surface is protected by an oxide film of iron and the diffusion of oxygen and moisture into the reduced iron pellet is inhibited.
【００１９】この効果によって、還元鉄ぺレットを徐冷
した場合には、保管中の還元鉄ペレットの再酸化が防止
され、少なくとも約３ヶ月の間、鉄の高金属化率を維持
できる。By this effect, when the reduced iron pellets are gradually cooled, reoxidation of the reduced iron pellets during storage is prevented, and a high metallization ratio of iron can be maintained for at least about three months.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below along with comparative examples.
【００２１】（実施例）シェル内径３．５ｍ、ライニン
グ内径３．０ｍ、長さ５０ｍのロータリーキルンにおい
て鉄鋼ダストペレットから亜鉛および鉛を揮発除去し、
還元鉄ぺレットを回収した時の本発明の方法を実施した
例を以下に示す。(Example) In a rotary kiln having a shell inner diameter of 3.5 m, a lining inner diameter of 3.0 m and a length of 50 m, zinc and lead were volatilized and removed from steel dust pellets.
An example in which the method of the present invention is carried out when the reduced iron pellets are collected will be described below.
【００２２】ロータリーキルンに鉄鋼ダストペレットと
粉コークスおよび石灰石をそれぞれ１０ｔ／ｈ、２ｔ／
ｈ、６００ｋｇ／ｈで装入した。ロータリーキルンに設
置した重油バーナーの重油量を調整することで、ロータ
リーキルン装入端の排ガス温度を６００℃程度に、ロー
タリーキルン排出端から排出される還元鉄ぺレットの温
度を１１００℃程度に制御した。In a rotary kiln, steel dust pellets, coke breeze and limestone were added at 10 t / h and 2 t / h, respectively.
h, charged at 600 kg / h. By adjusting the amount of heavy oil in the heavy oil burner installed in the rotary kiln, the temperature of the exhaust gas at the charging end of the rotary kiln was controlled to about 600 ° C, and the temperature of the reduced iron pellet discharged from the discharge end of the rotary kiln was controlled to about 1100 ° C.
【００２３】ロータリーキルンから排出される還元鉄ペ
レットを空気中で冷却し、１２時間かけて常温まで冷却
した。冷却直後の鉄の金属化率は、７５％であり、得ら
れた還元鉄ぺレットの顕微鏡写真を図２に示す。図２に
示す通り、ぺレットは表面に緻密な層が形成されてい
た。このようにして得られた還元鉄ペレットを屋外と屋
内貯蔵庫に保管し、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月後の金属化
鉄の変化を測定した。The reduced iron pellets discharged from the rotary kiln were cooled in air and cooled to room temperature over 12 hours. The metallization ratio of iron immediately after cooling is 75%, and a micrograph of the obtained reduced iron pellet is shown in FIG. As shown in FIG. 2, a dense layer was formed on the surface of the pellet. The reduced iron pellets thus obtained were stored outdoors and in an indoor storage, and changes in the metallized iron after one month, two months, and three months were measured.
【００２４】その結果、３ヶ月後においても、屋内保管
の場合は７２％、屋外保管の場合でも５５％の金属化率
を維持できた。この推移を図３に示す。As a result, even after three months, the metallization ratio could be maintained at 72% for indoor storage and 55% for outdoor storage. This transition is shown in FIG.
【００２５】（比較例）実施例と同様にロータリーキル
ンから排出された還元鉄ペレットを水流中に投入し常温
まで急冷した。約１．５分後には、常温まで冷却されて
いた。Comparative Example In the same manner as in the example, reduced iron pellets discharged from the rotary kiln were put into a water stream and rapidly cooled to room temperature. After about 1.5 minutes, it had been cooled to room temperature.
【００２６】得られた還元鉄ぺレットの冷却直後の鉄の
金属化率は、７２％であり、得られた還元鉄ぺレットの
顕微鏡写真を図５に示す。図５に示すとおり、ぺレット
は表面から内部に至るまで多孔質であった。この還元鉄
ぺレットを屋内貯蔵庫に保管し、実施例と同様に１ケ
月、２ヶ月、３ヶ月後の金属化率の変化を測定した。The metallization ratio of the iron immediately after cooling of the obtained reduced iron pellet is 72%, and a micrograph of the obtained reduced iron pellet is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the pellets were porous from the surface to the inside. This reduced iron pellet was stored in an indoor storage, and the change in the metallization ratio after one month, two months, and three months was measured in the same manner as in the example.
【００２７】その結果、約１．５ケ月後において、金属
化率は、４０％以下まで低下した。この推移を実施例と
ともに図３に示す。As a result, after about 1.5 months, the metallization ratio dropped to 40% or less. This transition is shown in FIG.
【００２８】以上説明したように、本発明の還元鉄ぺレ
ットの製造方法によれば、還元鉄ぺレットの再酸化が抑
制され、高金属化率を長時間維持できる。したがって、
鉄鋼二次原料としての品質を向上させることができる。As described above, according to the method for producing reduced iron pellets of the present invention, reoxidation of reduced iron pellets is suppressed, and a high metallization ratio can be maintained for a long time. Therefore,
The quality as a secondary steel material can be improved.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明による
還元鉄ぺレットの製造方法によれば、還元鉄ペレット中
の鉄の再酸化を長時間抑制することが可能となり、鉄鋼
二次原料としての品質を向上させることができる。As described in detail above, according to the method for producing reduced iron pellets according to the present invention, it is possible to suppress the reoxidation of iron in reduced iron pellets for a long time, and as a secondary raw material for steel. Quality can be improved.
【図１】本発明による方法で得られた還元鉄ぺレットの
模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a reduced iron pellet obtained by a method according to the present invention.
【図２】本発明による方法で得られた還元鉄ぺレットの
顕微鏡×４５による金属組織を示す写真である。FIG. 2 is a photograph showing a metal structure of a reduced iron pellet obtained by a method according to the present invention, taken with a microscope × 45.
【図３】還元鉄ペレットの金属化率の変化を示すグラフ
図である。FIG. 3 is a graph showing changes in the metallization ratio of reduced iron pellets.
【図４】従来の方法で得られた還元鉄ぺレットの模式図
である。FIG. 4 is a schematic diagram of reduced iron pellets obtained by a conventional method.
【図５】従来の方法で得られた還元鉄ぺレットの顕微鏡
×４５による金属組織を示す写真である。FIG. 5 is a photograph showing a metallographic structure of reduced iron pellets obtained by a conventional method, taken with a microscope × 45.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｂ 7/02 Ｃ２２Ｂ 7/02 Ａ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C22B 7/02 C22B 7/02 A
Claims (2)
鋼ダストと、還元剤および必要に応じて溶剤とを装入し
て鉄鋼ダスト中の亜鉛および鉛を還元揮発させ、該鉄鋼
ダスト中の鉄を還元鉄ぺレットとして回収する方法にお
いて、ロータリーキルンより排出される還元鉄ぺレット
を少なくとも６００℃になるまでは徐冷することを特徴
とする還元鉄ぺレットの製造方法。Claims 1. A rotary kiln is charged with steel dust containing zinc and lead, a reducing agent and, if necessary, a solvent to reduce and volatilize zinc and lead in the steel dust, and to remove iron in the steel dust. A method for recovering reduced iron pellets, wherein the reduced iron pellets discharged from the rotary kiln are gradually cooled until at least 600 ° C.
であることを特徴とする請求項１記載の還元鉄ぺレット
の製造方法。2. The method for producing reduced iron pellets according to claim 1, wherein the slow cooling is performed at a cooling rate of 500 ° C./min or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8336397A JPH10158710A (en) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Production of reduced iron pellet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8336397A JPH10158710A (en) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Production of reduced iron pellet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10158710A true JPH10158710A (en) | 1998-06-16 |
Family
ID=18298719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8336397A Pending JPH10158710A (en) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Production of reduced iron pellet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10158710A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241803B1 (en) | 1999-01-20 | 2001-06-05 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Method for manufacturing reduced iron pellets |
| WO2003010342A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-02-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for accelerating separation of granular metallic iron from slag |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP8336397A patent/JPH10158710A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241803B1 (en) | 1999-01-20 | 2001-06-05 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Method for manufacturing reduced iron pellets |
| WO2003010342A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-02-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for accelerating separation of granular metallic iron from slag |
| AU2002311297B2 (en) * | 2001-07-24 | 2008-07-10 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for accelerating separation of granular metallic iron from slag |
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