JPS58210109A - 低硫黄還元鉄の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体還元剤法によって還元鉄を製造するプロセ
ス、特、に鉄鉱石粉末を触媒として重質油を接触分解す
る際に得られるオイルコークスイ」屑鉄鉱石粉末を原料
としてグレートキルン／ロータリーキルン方式により還
元鉄を製造する方法において、低硫黄の還元鉄を経済的
有利に且つ効率良く取得する方法に関するものである。

還元鉄は高炉装入原料として使用することによって燃料
コークス量を低減すると共に生産性を高めることができ
、更には還元率が８５％以上のものでは高炉を経ること
なく電気炉により直接溶解。

精練して鋼を製造することも可能であるので、その需要
は最近急速に増大している。

還元鉄の製造法は、（イ）Ｍ元炉の形式によりロータリ
ーキルン法、シャフト炉法、固定層炉法、流動層炉法に
分類され、また（口）還元剤の種類により固体還元剤法
とガス還元剤法とに分類され、ロータリーキルン法は固
体還元剤法に属し他の方法はガス還元剤法に属するとさ
れている。

ところで、固体還元剤としては、従来、石炭。

コークスプリーズ等の炭材が用いられて来たが、近年石
油工業における重質原油処理量の増大に伴なって増加す
る蒸留残渣油（重質油）を炭材原料として利用する方法
も考えられて来た。本出願人も、原料鉄鉱石粉末の流動
床炉内で蒸留残渣油を接触熱分解して生ずるオイルコー
クスを前記原料鉄鉱石粉末に付着させ、得られたオイル
コークス付着鉄鉱石粉末を更にブリケント等に造粒する
際のバインダーとしても重質油を用い、造粒物をロータ
リーキルンで還元処理する方法について既に提案した。

この方法は、（１）炭材を還元に適した状態にして原料
鉄鉱石の表面に付着させることができるので還元効率が
ｉ％　＜　、（２）　Ｌかも炭材原料として廉価な重質
油を有効利用することができるので経済的にも頗る有利
であると考えられる。ところが重質油には多量の硫黄分
が含まれているので、得られた還元鉄中の硫黄含有率が
高く、製鋼用原料としては問題がある。

本発明者等は上述のような事情に着目し、炭材原料とし
て重質油を用いるグレートキルン／ロータリーキルン方
式の還元鉄の製造法において、硫黄含有率の小さい、高
品質の還元鉄を生産性良く経済的に製造し得るような方
法を確立すべく鋭意研究を進めて来た。

本発明はかかる研究の結果完成されたものであって、そ
の特徴とするところは、流動床炉内の鉄鉱石粉末に重質
油を接触させて得られるオイルコークス付着鉄鉱石粉末
の造粒物を、非酸化性ガス雰囲気中で加熱する予熱工程
、炭材と共に還元性雰囲気で加熱する還元工程、及び非
酸化性ガス雰囲気中で冷却する冷却工程に順次付すこと
によって還元鉄を製造するに当り、前記還元工程を脱硫
剤の存在下に行なうと共に前記冷却工程の非酸化性ガス
としてＨ２含有ガスを用い、且つ冷起工程よりの排ガス
を還元工程に導いて燃料とすることにある。

以下本発明の実施例を示す添付図面に是づいて本発明の
構成及び作用、効果を説明するが、下記は代表例であっ
て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はす
べて本発明の範囲に含まれる。

第１図は本発明の実施例を示す工程概要説明図である。

図中（１）は流動床炉、（２）は造粒機、（３）はプレ
ヒーター、（４）はロータリーキルノ、（５）は冷却器
、（６）は磁選機、（７）はリフオーマ、（８）はクー
ラーを夫々示す。本発明方法にあっては先ず、流動床炉
（１）に鉄鉱石粉末を装入し、これに適量の水蒸気と重
質油とを吹込んで加熱する。その結果重質油は鉄鉱石を
触媒とする熱分解を受け、分解ガス（Ｈ２゜Ｃｏ、　Ｏ
ｍＨｎ等）及び軽質油を生成すると共に′、副生ずるオ
イルコークスは鉄鉱石粉末の表面に沈着し、オイルコー
クス付着鉄鉱石（Ｃｏｋｅ　−Ｃｏａｔｉｎｇ　Ｏｒｅ
：以下、ａＯＯと略記する）が得られる。かかる鉄鉱石
粉末を触媒とする重質油の接触熱分解については出願人
によってさきに提案された、例えば、特願昭５７−２６
６２６号に詳述された方法を適用することができ、その
概要を摘記すれば次の通りである。

まず適宜な粒度、即ち平均粒径１ｏ〜２００μ。

、好ましくは６０重量％以」二が一３２５メツシュの粒
度分布を有する程度に粉砕された鉄鉱石粉末は予め充分
加熱された上、スーパーヒートスチームと共に流動床炉
（１）に送入され、４００〜６３０℃好ましくは５００
〜６００℃の温度の流動床を形成する。一方、重質油、
例えばフンラドソン炭素０．２〜３５％、比重０．９０
〜１．１０．沸点３５０℃以上の重質油、好ましくはフ
ンラドソン炭素５〜３５％、比重０．９５以上、沸点５
２０℃以上の減圧残油が、熱分解が起らない程度の温度
、即ち３５０℃以下の温度に予熱され、流動床炉（１）
の底部より供給され、該炉（１）内で高温の鉄鉱石粉末
と接触し熱分解すると共に鉄鉱石粒子を部分還元し、同
時に熱分解によって副生ずる炭素即ちオイルコークスが
鉄鉱石粉末に付着する。重質油の熱分解生成物である軽
油は流動床炉（１）の炉頂より取り出され、精留分離系
（図示せず）に送られ蒸留工程に付される。又、重質油
の熱分解生成物である０１〜０４のガス及ｐａｓ以上の
油分は、炉内のスチーム及び炭酸ガスと次の反応を起し
て、−酸化炭素と水素とよりなる還元ガスを生成すると
共に炭素を副生ずる。

Ｏｍｅｎ　−１−ｍＨ２Ｏ→（−Ｈ”　十ｍ　）Ｈ２十
ｍＯＱＯｍｅｎ　＋　ｍＧＯ２→ｍ　Ｈ２−１−２ｍＯ
ＯＯｍＨｎ　−＋　ｍ　Ｏ＋　−ＨＨ２（炭素の副生）
更にこの還元ガスの作用により鉄鉱石粉末は次の通りへ
マタイト（Ｆｅ２０ｇ　）からマグネタイト（Ｆｅ　３
０４）に部分還元され、同時に前記熱分ｊ１経によって
副生ずるオイルコークスが該鉄鉱石粉末に付着する。

３Ｆｅ２０３＋　００−＋　２？ｅ３０４＋　（！０２
３Ｆｅ２　ｏ３＋Ｈ２→２Ｆｅ３　ｏ、　＋　１２０流
動床炉（１）内の空塔速度は原料鉄鉱石粉末の粒度に関
係するが、一般に３０　ａｎ　／　ｓｅａ以下、炉内「
Ｅカは２３以下で操業され、工Ｒ質油の約７０〜９０％
は分解生成物として炉頂より取り出され、ｍ述の通り精
留分離系に送り出され、残りの約１０〜３０％はオイル
コークスとなり、一部は鉄鉱石粒子に付着してＯｃｏと
なる。

本発明方法に適用されるｃｃｏの製法は概要上記の通り
であるが、熱分ｊイによって副生ずるオイルコークスの
鉄鉱石粒子への付着ｈｔは５〜２０　ｊＪｉ揖％、でき
れば８〜１５重量％とすることが好ましく、そのために
は鉄鉱石粒子の粒度、流動床炉中での滞留時間及び熱分
解温度等も関係するが、それらの条件が前述の範囲にあ
った限りは、既述の如く、重質油の残留炭素、即ちコン
ラドソン炭素５〜３５％、比重０．９５以上、沸点５２
０℃以上のものを使用することが好ましい。鉄鉱石粉末
に対するオイルコークスの付着量が前記より過少である
と鉄鉱石の還元工程において満足すべき還元作用が保証
され難く、又、過大であると却って還元鉄の品位が低下
することとなり適当でない。

熱分解工程で生成した軽質油は燃料等として他の用途に
利用し、又、分解ガスは後述する妬くパイプライン（９
）を経てリフオーマ（７）に送られ、Ｉ（，０や００２
を加えてＨ２濃度を高めた後、或いは８２４度が充分に
高いときはそのままパイプラインα０）からクーラー（
８）に送り、そこで冷却と除湿とを行なった後、生動用
ガスとして冷却器曽）へ供給する。

次に上述の重質ｆＩｌ＋熱分１１４工程によって得られ
た０００の一部は流動床炉（１）から取り出され、バイ
ンダとしての重質油例えば蒸留残渣油を所定の配合割合
、即ちＯａＯに対し３〜ｌＯ爪量％、好ましくは５〜７
．５重置％となるように添加しつつ混練される。蒸留残
渣油の配合１１〔がこれよりも過少であると、次工程で
得られる造粒物の圧潰強度が減少して歩留まりが低下す
るのみならず、気孔率も減少して造粒物内部まで充分に
還元され難くなり、反対に蒸留残渣油の配合■が過大と
なれば、これまた造粒物の圧潰強度と歩留まりが共に低
下する傾向がある。

上記配合物を混練する場合、蒸留残渣油は常温では固体
状の高粘性物質であるから、充分に混練するためには、
蒸留残渣油の軟化点以上の適宜な温度、即ち軟化点よシ
ｌＯ〜１５０℃高い温度に加熱して溶融状態で添加し、
１１つ配合物も同温度に加熱保持しつつ混練操作を行な
うことが望ましい。より具体的には、好適な蒸留１残渣
油としては現在商業生産に使用されている減圧蒸留装置
とｔの塔底油が最も代表的であり、その軟化点は約４０
℃であるから、その添加、混合作業は約５０〜１９０℃
で行なうことが良く、より良好な結果を齋す温度は約１
５０〜１８０℃である。上記範囲より低温で操作すると
後次工程で作られる造粒物−の強度並びに歩留まりが共
に低下し、又、高濡過ぎると蒸留残渣油からの揮発分が
多くなり蒸留残渣油が変質してしまうことがあり好まし
くない。更に蒸留残渣油は溶融状態にあるとけ云え、極
めて高粘度であり、表面張力も大であるから、単なる混
合操作では鉄鉱石粒子間に充分浸入せず、各固体粒子の
接合材としての機能を発揮しないことになるのでへ混練
操作は、該混合物にローラ等でＩＥ縮力を付与しつつ、
所謂、練捏を少なくとも３〜５分間行ない、蒸留残渣油
が充分に各粒子間に浸透し、各粒子表面を実質的に被覆
するような状態とすることが肝要である。

かくして混練機（図示せず）によって加熱混練された混
合物は、加熱状態のまま造粒機（２）へ送られる０造粒
機としてはベレットを製造するためあ所謂、パン型造粒
機やブリケットを成形するためのダブルロール型造粒機
が知られており、何れも適用可能であるが、就中、モー
ルトポケントを表面に備えたダブルロール型式で且つス
クリューフィーダを装０ｉｌｆ　Ｌを強制押込式のもの
が好適であり、一般に約１００℃以上の温度と、１３０
〜１５０層の成形圧とを以って良好なブリケットを成形
することができる。ブリケットの寸法、形状は任意に設
計することができる。次の還）仁玉程で充分な還元反応
を受けるには小さい方が好ましい反＋ｒｉ７　’、製鋼
時にスラグ層を通して還元鉄を鋼浴中に添加することを
考えると、ある程度の大きさを持っている必要があり、
通常、約２０ｍｍＸ　１５ｍｍＸ　Ｉ　Ｏｍｍ程度の最
大径を有し、比っ粉化による歩留まり低下を避けるため
に角を落してＲをつけた形状、即ちアーモンドナツツ形
をすることが好ましい。

上述の如くして成形されたａａＯ造粒物、例えば生ブリ
ケットは造粒機（２）からプレヒーター（３）へ送給さ
れる。プレヒーター（３）は好ましくはグレートキルン
等の固定層レトルトが用いられ、例えばブリケット５０
０グラム当りｌ　５１，４ｈの流１ｊｔの非酸化性ガス
雰囲気中で予熱が行なわれる。予熱濡度はバインダーで
ある重質油の熱分解温度以上の温度、例えば５００〜１
，０００℃、好ましくけ、６００〜９００℃が好適であ
す゛、通常約１時間を要して常温から所定の温度迄昇温
し、更に約１時間その湿度で加熱される。このときの熱
源としては、次の還元工程から排出される排ガスの顕熱
を利用することが熱エネルギー節約の面から最も好まし
く、又、還元工程の排ガスは還元性乃至非酸化性である
からそのまま予熱工程の雰囲気ガスとして使用すること
が可能である。この予熱工程ハ、還元時における０００
造粒物の粉化を防出し、製品還元鉄の歩留まりを高める
上で不可欠の工程である。即ち、Ｃｏｏ造粒物は所謂、
炭材内装造粒物であるので、還元工程において例えばロ
ータリーキルン（４）内で還元処理する際に、造粒物同
士の衝突やキルン内壁との摩擦によって粉化し易く、粉
化率が高くなるとロータリーキルン（４）内でリングを
形成して連続操業に支障を来たすと共に、製品還元鉄の
歩留まりも低下する。従って、粉化率を低レベルに抑え
るためには、ロータリーキルン（４）へ装入する前の段
階で還元湿度よりも低い温度で予備加熱し、造粒物の耐
摩耗性及び耐圧潰強度を高めておく必要がある。又、Ｃ
ＣＯ造粒物には前述の如くオイルコークスが鉄鉱石の８
〜２０重鑞％及びバインダーとしての重質油がＣＯＯの
３〜１０重量％含まれており、これらは熱処理によって
更に熱分解を起して揮発分を発生する余地を残している
。従って、このようなＣａＯ造粒物を直接高温の還元用
ロータリーキルン（４）へ装入すると、オイルコークス
の熱分解によって揮発分が急激に発生してバースティン
グを起し、また揮発分の放出によって造粒物内の各Ｃｏ
ｏ粒子間結合が弛緩して脆弱になり、造粒物の粉化は更
に加速される。そのため、ＣＣＯ造粒物を一旦、グレー
ト上に載置して静置状態で予熱し、オイルコークス中の
揮発分を予め完全除去すると共に、造粒物の機械的強度
を高めておくのである。ロータリーキルン（４）内での
転勤運動に耐える圧潰強度は少なくとも１０Ｋｇ／ペレ
ント、好ましくは２’ＯＩ（ｇ／ペレット程度とされて
いるので、この程度の強度が得られるようにバインダー
の質や添装置及び昇温速度等をＷ１１整すればよい。

なお、予熱用の熱源としては既述の通りロータリーキル
ン（４）からの排ガス熱を利用するが、予熱工程が予熱
開始時点より終了時点に向って逐次昇温するように傾斜
した温度条件で行なわれる。Ｌうに設計することが最も
好ましい。

第２図はグレートキルン（３）の加熱方式の態様を示す
概要説明図である。

同図において、グレー）　（１１）の大部分を蔽うレト
ルト（１２）は前室（１３）と後室（１４）とに区分さ
れ、前室（１３）の上部には排気筒（＋５）が設けられ
、又前室０３）と後室０４）とは、送風機（１６）を介
してパイプで連結されてい乙。

このようなグレートキルン（３）において、ロータリー
キルン（４）からのン晶度８００〜１０００℃の排ガス
は、レトル）　（＋２）の後室（＋４Ｉの」一方より送
入されて下方へ流れ、送風機θ６）の作用によって前室
（１３）の下方へ送られ、上方へ流れた後、排気筒（１
５）から排出される。ガスの温度は前室（１３）に入る
ときには約５００〜６００℃まで若干降温している。こ
のような２段階予熱方式乃至はそれを史に多段に＋７た
多段階予熱方式を採用すればｖＩ濡速度の調整はｌ１ｉ
ｌ＜めで容易となる。

本発明方法に適用されるＯＣＯ造粒物のうち、最も好適
な生ブリケットはバインダーとしての蒸留残渣油の量が
、従来のペレットに比して少ないため、予熱工程におい
てブリケット同上が融着することが殆んど見られず、史
にブリケットの軟化が少なく、又、蒸留残渣油が分１’
Ｊ１′ｔ、た後に形成される空孔の割合が小さなため、
粉化率も小さい値に抑えることができる。

更に又、該予熱工程によってプリケントの圧潰強度が著
しく増大し、本発明者の実験例によれば生ブリケットで
４．４に９／個であった圧潰強度が、予熱後、１１．７
に９／個に増大したという驚くべき結果が得られた。

それは本発明方法に用いられる鉄鉱石粉末表面が重質油
分解副生物であるオイルコークスで被腑されており、バ
インダーとしての重質油とオイルコークスとの結合が鉄
鉱石との結合よりも強いことによるものと考えられ、更
に鉄鉱石は流動床炉において既にヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ
３）からマグネタイ）　（Ｆｅ３Ｏ４）に変化している
から、予熱工程においてＬｄ　Ｆｅの還元は最早、進行
することが少なく、従って酸化鉄結晶構造の変化による
還元粉化又は体積変化が生じにくいことに由来するもの
と推定される。

かかる予熱工程に付すことにより圧潰強度が増大した０
００造粒物は次いで炭材と共に還元性雰囲気で加熱する
還元工程に付されるのであるが、本発明方法にあっては
特に還元工程を脱硫剤の仔在十に行なうことを要する。

即ち、予熱を終えた０００造粒物は不足分の炭材及び脱
硫剤と共に還元炉、例えばロータリーキルン（４）に装
入され、還元性雰囲気で好ましくは８００〜１２００℃
、史に好ましくは１，１００〜１，１５０℃の温度に加
熱して還元される。還元温度が上記範囲未満′では満足
な還元率を得難く、父上記範囲を超過すると造粒物の粉
化が著しくなり適当でない。

外装炭素としては例えば粒径約５〜ＩＣ１＋１ｍのコー
クスが０００造粒物に対し、好ましくは２０〜５０重量
％、更に好ましくは３０〜４０重量％となるように装入
される。外装炭素計が過少であると還元率が低下し、又
粉化率も増大する。外装炭素が多いほど還元率は増大し
、粉化率も減少するが、逆に内装炭材の還元寄与率が低
下するので、必要以上に多くすることは避けるべきであ
る。

ロータリーキルン内物質占有率、即ちキルン内容緻を０
０．０造粒物、外装炭素及び硫化剤によって占められる
比率は約１５〜２０％程度が適している。゛ 還元工程における加熱の熱源としては次の冷却−［程で
冷却に使用され熱交換によって昇温した排ガスを使用し
、主バーナーと、ロータリーキル／外套に装備されたシ
ェルバーナーとを作動して約１時間近くを要して予熱温
度から所定の還元温度まで昇温し、その後更に少なくと
も１時間その温度に保持される。冷却工程よりの排ガス
は後述する如く冷却工程で還元物の脱硫を行なっている
ので、Ｋ２等と共にｓｏ、　、　Ｈ２Ｓ　、　ＣＯ８等
の硫化物が相当置台まれている。

しかし、本発明方法ではロータリーキルン（４）内に適
量、即ちＯａＯ造粒物に対して５〜２０重社％程度の脱
硫剤を添加しているので、還元工程で０００造粒物が加
硫される惧れは殆んどない。

かかる脱硫剤としてはＯａＯ、ＭｇＯ及びそれらの混合
物が好適に使用され、又、高温でＯａＯ又はＭｇＯを生
成する物質例えば０ａＯ０３、又はＭｇ０Ｏ１も勿論適
用可能である。

脱硫剤として例えばＯａＯを使用した場合におけるロー
タリーキルン内での加硫反応は主としてＦ記（１）〜（
４）式に代表される。

Ｆｅ＋　Ｈ２Ｓ　−＊　ＦｅＳ　＋　Ｋ２−−・−（１
）　Ｋｌ　＝　ＰＨ”　／ｐＨ２ＢＯａ　＋　Ｈ２Ｓ−
０ａＳ　＋　Ｋ２”・曲（２）　Ｋ２　＝　ＰＨ２／Ｐ
Ｈ２３Ｆｅ　−１−００８−＞ＦｅＳ＋００”−（３）
　Ｋｇ　−０／ｐｃｏｓＯａ＋○Ｏ８→ＯａＳ　＋　０
０−”　（４）　　Ｋ４−　　　／Ｐｃｏｓここで各式
の平衡定数Ｋｌ〜に４と温度との関係を熱□力学的に泪
算すると、 Ｋ１（（Ｋ２ 及び　　Ｋｓ　＜　　ｘ。

となる。例えば１ｏｏｏ’ｃにおける各平衡定数は次の
通りである。

ｘ、＝　１．８８　＋　ｌ　Ｏ” Ｋ２＝　１．１２　Ｘ　Ｉ　Ｏ” Ｋ、＝２．５１ＸＩＯ３ に、＝　２．１６　Ｘ　Ｉ　Ｏ１？ 従って還元ガス中の硫黄分は殆んどがＯａＯ等の脱硫剤
に吸収され、鉄鉱石自体が加硫される惧れは皆無に等し
い。上記のような排ガスの脱硫反応を含めてロータリー
キルン（４）内では下記の還元反応が起り、ａａＯ造粒
物の還元が行なわれる。

０　　＋　００．−＋　２００ ０−１−Ｈ，Ｏ→Ｈ，＋０Ｏ Ｆｅ３０４　＋　４Ｈ２−＞３Ｆｅ　−１−４８２０Ｆ
ｅ３　ｏ４＋　４００−）　３Ｆｅ　４−４００□Ｍｇ
００３　　→ＭｇＯ＋ｏｏ３ ０ａＯ＋　　Ｈ２Ｓ　−＋　ＯａＳ　　＋　Ｋ２００ａ
Ｏ＋　　ＯＯ８→ＯａＳ　　＋　００２ＯａＯ＋ＳＯｘ
　　＋　　（ｘ＋ｌ　　）Ｃｏ−＋０ａＳ−１−（ｘ＋
ｌ）Ｃｏ２ＭｇＯ＋　Ｎ２　Ｓ　−＋　ＭｇＳ　−１−
１１２０Ｍｇ０　＋　００８−）　Ｌａｇｓ　　＋　ｏ
ｏ。

ＭｇＯ＋　ＳＯｘ＋（ｘ＋１）００−＋　ＭｇＳ　　＋
　（ｘ＋１）ｃｏ２上記の反応によりＯａＯ造粒物中の
鉄鉱石は還元されて還元鉄となり、しかも燃焼ガス中の
硫化物による還元鉄の加硫は防ＩＬされる。しかし前述
のような脱硫剤は燃焼ガス中の硫化物を捕捉するのみで
あって、０００造粒物中に含まれるオイルコークス由来
の硫黄分については積極的な脱硫効果を示す訳ではない
。従って還元工程を終えた還元鉄をそのまま冷却した場
合、磁選された還元鉄中には相当量の硫黄が含まれてい
る。

還元工程から送り出された高温状態の還元鉄は再酸化を
防止するため、通常、冷却窒素ガス等の不活性ガス（非
酸化性ガス）雰囲気中で冷却されるのであるが、本発明
方法では、ＣａＯ造粒物の還元処理物を冷却器（５）で
冷却する際に、冷却用の非酸化性ガスとしてＮ２含有ガ
スを使用し、′ＦｅＳ　十Ｈ２−＋　Ｉｌ’ｅ　十Ｈ２
Ｓなる反応を起させることによって還元鉄の脱硫を行な
うのである。なお、脱硫反応はＣＯガスにより、ＦｅＳ
　　＋　　００−＊　Ｆｅ　　＋　　００８なる反応に
よっても進行するが、脱硫効果はＮ２の方が優れている
ので、冷却用ガスとしてはＮ２分圧の高いものの方が有
利である。

冷却用ガスとしては別途調整したＮ２含有非酸化性ガス
を使用してもよいが、既述のように、流動床炉（１）で
発生した分解ガスを使用するのが経済的に最も有利であ
る。即ちこの分解ガス［Ｎ２やＣＯと共に多量のＯｍＨ
ｎを含んでいるので、その一部をリフオーマ（ア）に導
き、Ｎ２０及びＣｏ２を加えてＦ記の反応によってＮ２
ｍ度を高める。

ＯｍＨｎ　＋　ｍＮ２０−）’　（”　＋　ｍ　）　Ｎ
２　＋ｎＣ０ＯｍＨｎ　＋　ｍｏｏ２−＋　ＨＩ３　＋
　２ｍ０Ｏ分解ガスの残部はロータリーキルン（４）の
燃料としての適性を確保するため、リフオーマ（７）を
通さず、リフオーマ（７）で得た（Ｎ２＋Ｃ＋Ｏ）混合
ガスを合流させてクーラー（８）に送り、冷却すると共
に余剰の水分を除去した後、冷却兼脱硫用ガスとして冷
却器（５）へ供給される。

このガスは冷却器（５）の下部から吹き込まれ、連続的
に降下してくる通元造粒物と向流接触して、その顕熱を
奪うと共に、Ｎ２及び００′の働きで前述の反応により
還元造粒物の脱硫を行なう。−これらの処理を終えた排
ガスはそのままロータリーキルン（４）へ加熱用燃料と
して供給されるが、この排ガスは前述のように還元造粒
物の顕熱を奪って６００〜８００℃に昇温しているので
、この熱も熱源として有効利用されることになり、高い
熱効率を得ることができる。

Ｎ２含有ガス中のＨ７＃度は大である程脱硫効果は増大
するが、好ましくは少なくとも４ｏ容社％、更に好まし
くは少なくとも５０容量％のＮ２ガスを含有すれば本発
明の目的を達成するに充分である。

Ｎ２ガス以外にａＯガス及び／又はＮ２ガスを含有した
非酸化性乃至還元性雰囲気ガスは冷却工程で頗る有利に
適用することができる。

冷却工程で冷却された還元造粒物は次に冷却器（５）か
ら磁選機（６）に送られ、残余の炭材及び脱硫剤から分
離し、必要によりスクリーンで微粉砕物を除去した後、
製品還−元鉄として取出される。篩下は造粒機（２）へ
返還し、又、磁選機（６）で分離された炭材及び脱硫材
はスクリーン等で微粉を除去した後、ロータリーキルン
（４）の人−（ＩＩへ返還する。

本発明方法の実施の態様は上記の知くであるが、各工程
における装置、即ち流動床炉、造粒機、グレートキルン
、ロータリーキルン、冷却器等の形　状や構造あるいは
各操業条件等は特に限定されず、公知の還元鉄製造法に
準じて適宜に変更することが出来ることは云う迄もない
。

本発明は概略以りのように構成されており１その効果を
要約すれば下記の通りである。

（１）０００造粒物を用いるグレートキルン／ロータ１
Ｊ−１ルン方式では還元反応に適した状態の炭材を鉄鉱
石に付着させることができ、高い還元効率を得ることが
できるが、その反面、重質油由来の硫黄分が製品還元鉄
に混入するので品質が低下する。しかし、本発明方法に
よれば、還元後の冷却工程でＮ２含有ガスによって脱硫
を行なうから、最終製品中の硫黄含有率を低レベルに抑
えることができる。又、上記Ｈ２含有ガスとしては、流
動床炉で重質油の熱分解によって生じる分解ガスを利用
できるから経済的に有利である。

（２）冷却工程で冷却兼脱硫を終え、０００造粒物の顕
熱を奪って昇温した排ガスをそのままロータリーキルン
へ加熱用燃料として供給するから、熱効率が著しく向上
する。

（３）冷却工程から排出される排ガスには硫化物が含ま
れており、これを燃料としてロータリーキルンへ供給す
ると０００造粒物が加硫される惧れがあるかへ本発明方
法ではロータリーキルン内へ脱硫剤を添加して燃料ガス
中の硫黄分を捕捉するようにしているから、還元工程で
０００造粒吻が加硫される惧れかない。

（４）還元工程から排出される高温排ガスをそのまま予
熱工程の熱媒として使用し得るから、ここでも熱効率が
増大し、熱エネルギーの有効利用が図れる。

かくして、本発明によれば、廉価な重質油′を炭材原料
として利用し且つその炭材を還元に適した状態で原料鉄
鉱石表面に付着させた還元効率が高いＯａＯを用い、硫
黄分含有率の小さい高品質の還元鉄を生産性良く経済的
イＩ利に製造することが可能となったもので、産業上の
寄４は大きい。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 鉄鉱石（リオドセ鉱）を加熱流動状態に保持した流動床
炉に、大慶原油の減圧蒸留塔底油を供給−し、これを熱
分解して得られたＯＣＯに、バインダーとして上記塔底
油を添加混練してプリウッドを製造した。生ブリケーッ
トの組成は、リオドセ鉱石ｓｏ帽ｄ％、付着オイルコー
クス１５重鼠％。

及びバインダーとしての塔底油５重量％であり、その化
学組成は、Ｔ−Ｆｅ　：　５１．８０％、　ＦｅＯ：　
０゜４４％、Ｏ：１３．６９％、Ｓ：０．４０６％であ
った。このブリケットを使用し、第１図に示した工程に
帛じて予熱、還元、冷却、脱硫の各工程を順次行なった
。

一連の処理工程における温度及びガス組成のパターンは
第３図に示した通りに設定した。この実験条件は商業プ
ラントにおける生プリク゛ノドの予熱、還元及び冷却の
各工程を想定したもので、０〜１２０分の間はグレート
キルンにおける予熱工程、１２０〜２７０分の間はロー
タリーキル／による還元工程、２７０〜３７０分は冷却
工程に対応する。ロータリーキルンに装入されたＯａＯ
の撤はＯａＯに対して１５重量％とじた。

この実験において、冷却用ガスとして１００％Ｎ２　及
Ｕ　５０％Ｎ２＋５０％Ｈ２混合ガスをそれぞれ使用し
た場合の製品還元鉄（磁選後）の化学組成を次表に示す
。

表 注）金属化率＝　Ｍｅ−ｒｅ　／　Ｔ−Ｆｅ　Ｘ　１０
０　（％）上表からも明らかな通り、冷却用ガスとして
、Ｈ２含有ガスを使用すると、還元鉄の硫仏含有率を比
較例である従来法のＹ３以下に激減することができ、金
属化率も向上する０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す工程概要説明図、第２図
はグレートキルンの加熱方式の態様と示す概要説明図、
第３図は実施例で採用した温度及び送給ガスのパターン
を示す線図である。 （１）・・・・・・・流動床炉、（２）・・・・・・・
造粒機。 （３）・・・・・・・プレヒーター、（４）・・・・・
・・ロータリーキルン。 （５）・・・・・・・冷却器、（６）・・・・・・・磁
選機。 （７）・・・・・・・リフオーマ−、（８）・・・・・
・・クーラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　流動床炉内の鉄鉱石粉末に重質油を接触させて得
   られるオイルコークス付着鉄鉱石粉末の造粒物を、非酸
   化性ガス雰囲気中で加熱する予熱工程。 炭材と共に還元性雰囲気で加熱する還元工程及び非酸化
   性ガス雰囲気中で冷却する冷却工程に順次付すことによ
   って還元鉄を製造するに当り、前記還元工程を脱硫剤の
   存在下に行なうと共に前記冷却工程の非酸化性ガスとし
   てＨ２含有ガスを用い、１１つ冷却工程よりの排ガスを
   還元工程に導いて燃料とすることを特徴とする低硫黄還
   元鉄の製造方法。 ２、　オイルコークス付着鉄鉱石粉末のオイルコークス
   付着量が、鉄鉱石粉末の５〜２０重量％である特許請求
   の範囲第１項記載の低硫黄還元鉄の製造方法。 ３、　造粒物か、オイルコークス付着鉄鉱石粉末にバイ
   ンダーとして重質油３〜ｌＯ重ｉ１％を配合し、バイン
   ダーの軟化点より１０〜１５０℃高い温度に加熱保持し
   つつ混練し、該混練物を加熱状態のまま所定形状のブリ
   ケントに加■成形したものである特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の低硫黄還元鉄の製造方法。 ４、　予熱工程における加熱が５００〜λ０００℃の範
   囲の温度で行なわれる前記特許請求の範囲各項の何れか
   に記載の低硫黄還元鉄の製造方法０５、　予熱工程にお
   ける加熱が６００〜９００℃の範囲の温度で行なわれる
   特許請求の範囲第４・項記載の低硫黄還元鉄の製造方法
   。 ６、　予熱工程が還元工程よりの排ガスの顕熱を利用し
   て行なわれる前記特許請求の範囲各項の何れかに記載の
   低硫黄還元鉄の製造方法。 ７、　予熱工程における非酸化性ガスが還元工程よりの
   糾ガスである前記特許請求の範囲各項の何れかに記載の
   低硫黄還元鉄の製造方法。 ８、　予熱工程が予熱開始時点より終了時点に向って逐
   次昇温するように傾斜した温度条件で行なわれる前記特
   許請求の範囲各項の何れかに記載の低硫黄還元鉄の製造
   方法。 ９．　還元工程における脱硫剤の量が′造粒物の約５〜
   ２０重量％である前記特許請求の範囲各項のＦｌｉすれ
   かに記載の低硫黄還元鉄の製造方法。 １０、脱硫剤がＯａＯ、ＭｇＯ，０ａＯＯ，及びＭｇＯ
   Ｏ３よりなる群から選ばれた少くとも１つのアルカリ土
   類金属化合物である前記特許請求の範囲各項の何れかに
   記載の低硫黄還元鉄の製造方法。 １１、　　Ｈ２含有ガスが流動床炉内の鉄鉱石粉末に重
   質油を接触させて得られる分解ガスを冷却、除湿したも
   のである前記特許請求の範囲各項の何れかに記載の低硫
   黄還元鉄の製造方法。 １２、　　Ｈ２含有ガスが、流動床炉内の鉄鉱石粉末に
   重質油を接触させて得られる分解ガスに水蒸気及びＣＯ
   ２ガスを添加反応させてＨ２濃度を高めた後、冷却、除
   湿したものである特許請求の範囲第１項乃至第１０項の
   何れかに記載の低硫黄還元鉄の製造方法。 １３、　　Ｈ２含有ガスが流動床炉内の鉄鉱石粉末に重
   質油を接触させて得られる分解ガスと、該分解ガスに水
   蒸気及び００２ガスを添加反応させてＨ２濃度を高めた
   改質ガスとを混合して冷却、除湿したものである特許請
   求の範囲第１項乃至第１０項の何れかに記載の低硫黄還
   元鉄の製造方法。 １４、　　Ｈ２含有ガスが（１０をも含有するものであ
   るＭ記特許請求の範囲各項の何れかに記載の低硫黄還元
   鉄の製音方法。 １５、　　Ｈ，含有ガスが少くとも４０容量％のＨ２ガ
   スを含有する前記特許請求の範囲各項の何れかに記載の
   低硫黄還元鉄の製造方法。 １６、　　Ｈ２含有ガスが更にＮ２を含有してなるもの
   である特許請求の範囲第１４項又は第１５項記載の低硫
   黄還元鉄の製造方法。 ＩＬ　　予熱工程がグレートキルン内で、また還元工程
   がロータリーキルン内で行なわれる前記特許請求の範囲
   各項の何れかに記載の低硫黄還元鉄の製造方法。