JPS5849615B2 - 還元鉄の製造法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は還元鉄の製造法およびその装置に関する。

従来、還元鉄の製造法としては、粉状鉱石を造粒してペ
レソト化し、これを還元性ガス雰囲気中、固定層、シャ
フト炉あるいは流動層を用いて還元するガス還元法ある
いはロータリーキルンを用いる直火還元法等が実用化さ
れている。

しかしながら、前者にあっては、造粒、乾燥、焼或等の
工程が必要であり、膨大な設備が必要である他、燃料面
でも天然ガスあるいはＬＰＧに限られる等の制約があり
、後者にあっては、直火還元方式であるため排ガスによ
り炭素が消費されると共に還元鉄抽出日付近において再
酸化され、還元鉄の金属化率が５０〜６０％程度で金属
化率を上げるには多犬の還元剤が必要となるなどの問題
があった。

本発明は、前記問題を解決し、設備費、ランニングコス
トが低く、高金属化率を達成できる還元鉄の製造法およ
びその装置を提供することを目的とする。

本発明に係る還元鉄の製造法は、酸化鉄粉末および／ま
たは酸化鉄含有材料粉末を粉粒状炭素質還元剤と混合し
、その混合物を非還元性雰囲気中で加熱した後、一酸化
炭素を含む雰囲気中にて予備的に還元し、次いでＣ Ｏ
／Ｃ Ｏ，比が調整された還元性雰囲気中で間接加熱し
て還元することを特徴とするものである。

還元鉄原料である酸化鉄および酸化鉄含有材料としては
、圧延ミルスケール、加熱炉スケール、製鋼ダスト、鉄
鉱石などがあげられるが、これのみに限定されるもので
はない。

また、炭素質還元剤としては、石炭、コークス、プラス
チック熱分解残渣、木炭等があげられるが、これのみに
限定されるものではない。

これらはいずれも数μ〜５００μの粒径を有する粉粒状
のものを使用するのが好ましい。

これは粒径が大きくなると、未還元材料が残り易く金属
化率が低下し、また小さすぎると排ガスにより材料が飛
散し、さらにその微粉砕工程に多犬の労力を必要とする
からである。

前記の本発明方法の実施に使用する装置は、基本的には
、一端側に原料供給口を、他端側に還元鉄抽出口をそれ
ぞれ有し、内部を連続した加熱帯、予備還元帯および仕
上げ還元帯とする回転窯からなり、該回転窯の他端に、
還元帯内に伸張し該還元帯を間接加熱する燃焼管を配設
すると共に、回転窯の壁部に前記加熱帯および予備還元
帯に連通ずる空気吹込孔を設け、該吹込孔を加圧空気を
供給する手段に連結したことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を示す添付の図面を参照して具体
的に説明する。

図において、１はロータリーキルン本体で、キルン受ロ
ーラ４により支承され、図示しない電動機その他の駆動
源により回転駆動される。

キルン本体１の一端側には装入側フード３が配設され、
他端側には抽出側フード２が配設され、フード２，３と
キルン本体１との間はそれぞれロータリーシール１２に
よりシールされている。

装入側フード３を貫通してキルン本体１内に伸張する混
合供給機９が設けられ、該混合供給機９のホッパ９ａに
は還元鉄原料供給フイーダ８および炭素質還元剤供給フ
イーダ７から材料が供給される。

キルン本体１の内部は、装入側端部側から順次、加熱帯
Ａ１予備還元帯Ｂ１仕上げ還元帯Ｃとして連続しており
、仕上げ還元帯Ｃにはその全長にわたって抽出側フード
２に装置された燃焼管（例えば、ラジアントチューブ）
５が伸張している。

加熱帯Ａおよび予備還元帯Ｂを形成するキルン本体１の
壁部には、その円周に沿って空気吹入孔１０が複数設け
られ、該空気吹込孔１０は、たとえばキルン本体外周を
包囲する空気口１６を形成するリング１５に取付けられ
た空気調節弁１１を介して、コンプレツサその他の圧縮
空気供給源（図示せず）に配管２０を介して連結されて
いる。

なお、空気供給源をキルン本体１に取付けてもよい。

図中、６は助燃用バーナで燃料供給管１７および一次空
気供給口１８に連結されており、ウインドボックス１３
を介して二次空気供給口１９より二次空気が供給される
。

上記の如く構威された装置において、供給フィーダ７，
８により還元鉄原料粉末および炭素質還元剤を所定の割
合、例えば、３：１〜６：１の範囲の割合で供給し、こ
れを混合供給機９で混合しながら回転するロータリキル
ン本体１の加熱帯Ａに供給すると、混合物はキルン本体
１の回転により順次、加熱帯Ａから予備還元帯Ｂを経て
仕上げ還元帯Ｃに移動し、抽出側フード２の下端のシュ
− ｝ ２ ａからブリケットマシン１４に排出され、
ホットブリケットとして製品が製造される。

この時、キルン本体内の各帯の温度および雰囲気ガス成
分は、加熱帯においては温度５００〜１０５０℃、ＣＯ
−０、予備還元帯においては温度９００〜１０５０℃、
ＣＯ／ＣＯ２比が０．３〜０．７、仕上げ還元帯におい
ては温度９５０〜１ １ ０ ０ ’Ｃ、ＣＯ／ＣＯ２
比２〜４、好ましくは２．５〜３．５となるように調整
される。

この調整は還元時に酸化鉄と炭素の反応により発生する
ＣＯガスを各帯ごとに、空気供給孔１０からの空気量を
調節することにより行なわれる。

加熱帯では、空気供給孔１０から供給される空気（酸素
）により、予備還元帯から移行してくる雰囲気中のＣＯ
ガスを完全に燃焼させ、排ガスは装入側フード３の頂部
３ａから排出され、その燃焼熱は原料の予熱に利用され
る。

また、予備還元帯では反応により発生するＣＯガスの大
部分を燃焼させ、その燃焼熱は酸化鉄の還元反応を促進
するのに利用される。

この予備還元帯では、ガス還元は期待せず原料層内での
固一固反応あるいは気一固反応を主とするもので雰囲気
のＣＯ／ＣＯ２比は前記の下限程度でも問題を生じるこ
とはなく、６０〜７０％の還元率が得られる。

仕上げ還元帯では、予備還元された原料をさらに還元す
ることと、還元後の鉄の再酸化を防止することを目的と
して、雰囲気中にＣＯを満たすべく、間接加熱としてあ
り、反応に必要な熱は燃焼管５内部で燃料を燃やして燃
焼管５を加熱し、それからの輻射熱により供給される。

この方法によれば金属化率９０％以上の還元鉄を製造す
ることができる。

実施例 第１図の装置を用い、平均粒径１４７μのミルスケール
を２ １． ４ Ｋ９／ ｈｒの割で供給フイーダ８よ
り供給すると共に、平均粒径１４７μのコークス粉を４
．３Ｋ９／ｈｒの割で供給フイーダ７より供給し、加熱
帯温度６００℃、予備還元帯温度１０００℃、仕上げ還
元帯入口温度１０５０℃、仕上げ還元帯出口温度１０５
０℃とし、加熱帯から予備還元帯まで（いわゆる直火帯
）の滞留時間２時間、仕上げ還元帯（いわゆる間接帯）
の滞留時間１時間の速度で前記混合物を移動させて還元
した。

製品還元鉄中の全鉄は９１．７％、金属鉄８２．６％で
、その金属化率は９０．１％であった。

なお、助燃油の消費量は３ ０ １／ １ ｔｏｎ Ｆ
ｅであった。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、還元
ガスを必要とせず、また粉末を用いるため造粒、乾燥、
焼成等の工程が不要となり、効率よく、低原単位（還元
剤、燃料）で還元鉄を製造することができ、また、造粒
装置等が不要であるので設備費を少なくすることができ
るなど、優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る装置の構造を示す断面図である。 １・・・ロータリキルン本体、５・・・燃焼管、６・・
・助燃用バーナ、９・・・混合供給機、１０・・・空気
供給孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化鉄粉末および／または酸化鉄含有材料粉末を粉
   粒状炭素質還元剤と混合し、その混合物を非還元性雰囲
   気中で加熱した後、一酸化炭素を含む雰囲気中にて予備
   的に還元し、次いでＣＯ／ＣＯ２比が調整された還元性
   雰囲気中で間接加熱して還元することを特徴とする還元
   鉄の製造法。 ２ 一端側に原料供給口を、他端側に還元鉄抽出口をそ
   れぞれ有し、内部を連続した加熱帯、予備還元帯および
   還元帯とする回転窯からなり、該回転窯の他端に、還元
   帯内に伸張し該還元帯を間接加熱する燃焼管を配設する
   と共に、回転窯の壁部に前記加熱帯および予備還元帯に
   連通ずる空気吹込孔を設け、該吹込孔を加圧空気を供給
   する手段に連結したことを特徴とする還元鉄の製造装置
   。