JPS60100635A - Method for reforming granular material from iron ore powder utilized for thermal cracking of heavy gravity oil - Google Patents

Method for reforming granular material from iron ore powder utilized for thermal cracking of heavy gravity oil

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JPS60100635A
JPS60100635A JP20799783A JP20799783A JPS60100635A JP S60100635 A JPS60100635 A JP S60100635A JP 20799783 A JP20799783 A JP 20799783A JP 20799783 A JP20799783 A JP 20799783A JP S60100635 A JPS60100635 A JP S60100635A
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iron ore
carbon
preheating
ore powder
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亀岡 義文
Atsuhiko Nakanishi
敦彦 中西
Mamoru Onoda
小野田 守
Junichiro Nada
名田 純一郎
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Abstract

PURPOSE:To provide large crushing strength to a titled granular material with a method for preheating said material in a grate kiln by heating the material to a prescribed temp. in a preheating temp. then passing air in a calcination chamber and heating up the granular material. CONSTITUTION:The carbon-stuck iron ore powder byproduced in the stage of producing light oil and cracked gas by thermal cracking of residual heavy gravity oil with iron ore powder as a heat medium are molded to a briquette shape. The briquettes are passed through a preheating stage and thereafter reduced iron is produced with the carbon thereof as a reducing agent. The briquettes 15 are continuously supplied into the traveling grate 18 of a grate kiln 14 consisting of a preheating chamber 16 and a calcination chamber 17 in succession thereto in the above-described preheating stage of the process for producing said granular material. Then, the briquettes 15 are heated to 600-700 deg.C by the high temp. gas from a hot stove or burner 20 in the chamber 16 while the briquettes are carried, then the carbon in the briquettes is allowed to burn of itself by the air from a fan 27 in the chamber 17 to attain 1,000-1,300 deg.C by which the briquettes are calcined.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加熱流動状態にある鉄鉱石粉末に重質残油を
接触させて熱分解し軽質油と分解ガスと全製造すると共
に、その際に副生ずる炭素が表面に付着した鉄磁石粉末
をブリケット状に成形して予熱工程を経た後、該ブリケ
ットの炭素を還元剤として還元鉄を製造する方法におい
て、予熱工程特にグレートキルンを使用j〜た予熱工程
の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention involves bringing heavy residual oil into contact with iron ore powder in a heated fluidized state and thermally decomposing it to produce light oil and cracked gas. In a method for producing reduced iron by forming iron magnet powder adhering to a briquette into a briquette and then using the carbon of the briquette as a reducing agent, this invention relates to an improvement in the preheating process, particularly in the case of using a grate kiln. It is something.

現今、製鉄法として汎用されている高炉−転炉法は鉄鉱
石を還元して鉄を製造するに際して、一旦、高炉で過剰
の炭素を含有する銑鉄を得、次いで転炉でその炭素を珪
素、燐などと共に酸化除去して鋼を製造する方法を採る
ため、効率が低く、また高炉用コークス原料としての強
粘結炭は世界的に供給不足となシ9つあるという問題点
もある。
Currently, the blast furnace-converter method, which is widely used as a steel manufacturing method, reduces iron ore to produce iron. First, pig iron containing excess carbon is obtained in a blast furnace, and then the carbon is converted into silicon, Since steel is produced by oxidizing and removing phosphorus and other substances, the efficiency is low, and there is also a problem that there is a worldwide shortage of highly coking coal, which is used as a raw material for blast furnace coke.

これに対し、鉄鉱石を固体状態で還元剤と接触させ、還
元率90%以上に還元して還元鉄を得、これを電気炉に
より溶融、精練して鋼を製造する方法が開発されている
。この方法は上述の高炉−転炉法に比し、炭素や随伴す
る珪素、燐などの過剰な還元−酸化という原理上の無駄
がないこと、強粘結炭を必要としガいことなどの利点が
おる。
In response, a method has been developed in which iron ore is brought into contact with a reducing agent in a solid state, reduced to a reduction rate of 90% or more to obtain reduced iron, which is then melted and refined in an electric furnace to produce steel. . This method has advantages over the above-mentioned blast furnace-converter method, such as there is no waste in principle due to excessive reduction and oxidation of carbon, accompanying silicon, and phosphorus, and it does not require strong coking coal. There is.

また還元率70〜90%の還元ペレット全高炉用原料と
して使用し、燃料コークスの節約や生産性の向上に役立
たせることも工業的試験が施されている。
In addition, industrial tests have also been carried out on the use of reduced pellets with a reduction rate of 70 to 90% as a raw material for whole blast furnaces to help save fuel coke and improve productivity.

しかしながら、これらの方法が世界的に普及しない理由
は、還元鉄の製造に使用する還元剤及びその原料、即ち
石炭類、天然ガス、その他炭素。
However, the reason these methods are not widely used worldwide is that the reducing agents and raw materials used to produce reduced iron, such as coal, natural gas, and other carbons, are not widely used worldwide.

水素ガス及び−酸化炭素ガス源などの賦存地域が地球上
において偏在しており、経済的に有利に実施し得る地域
が限られているためである。従って安価に入手可能な還
元剤または還元方法の出現は、効率的な直接製鉄法の開
発および製鉄技術の合理化実現のため大きく期待されて
いるところであった。
This is because hydrogen gas and carbon oxide gas sources are unevenly distributed on the earth, and there are only a limited number of areas where this can be carried out economically. Therefore, the emergence of inexpensively available reducing agents or reducing methods has been highly anticipated for the development of efficient direct iron manufacturing methods and the rationalization of iron manufacturing technology.

一方、石油資源の枯渇化に伴ない、良質の軽質原油は次
第に人手録となり、原油の重質化は今や゛時代の趨勢と
なっている。かかる重質油から需要の多い軽質油を可及
的に多く採取するため、接触分解、水添分解等による重
質油の軽質化が行なわれ、更に分解成分を分留するに当
たり、軽質油を多く採取し得る減圧蒸留が施されている
。このように軽質分留をより多く採取しようとする試み
は一方ではその残渣油を益々重質化し、劣悪なものとす
ることとなり、かかる重質残油の有効利用を図ることが
新たな問題として拾頭するに至った。
On the other hand, with the depletion of petroleum resources, high-quality light crude oil is gradually becoming a waste of human resources, and heavier crude oil has now become the trend of the times. In order to extract as much light oil as possible, which is in high demand, from such heavy oil, the heavy oil is lightened by catalytic cracking, hydrogen cracking, etc., and when the cracked components are fractionated, the light oil is Vacuum distillation is used to obtain a large amount. Attempts to extract more light fractions in this way have resulted in the residual oil becoming heavier and worse, and the effective use of such heavy residual oil has become a new problem. I ended up picking it up.

前述の製鉄技術の合理化に対する要望と重質残油の有効
利用の要求とを同時に満たすものとして鉄鉱石粉末の流
動層熱分解炉内で重質残油を接触分解して軽質油および
分解ガスを得ると共に、副生炭素が付着した鉄鉱石粉末
から炭材内装造粒物すなわち炭素含有ブリケットを製造
し、該ブリナツトをq−タリーキルン式還元炉で還元す
る方法が近時開発され工業化されつつある。ところが、
かかる方法において遭遇する重要な技術的課題の一つと
して、炭材内装造粒物に対する強度付与の問題がある。
In order to simultaneously satisfy the above-mentioned demands for rationalization of steelmaking technology and demands for effective use of heavy residual oil, heavy residual oil is catalytically cracked in a fluidized bed pyrolysis furnace for iron ore powder to produce light oil and cracked gas. Recently, a method has been developed and is being industrialized in which carbon-incorporated granules, that is, carbon-containing briquettes, are produced from iron ore powder to which by-product carbon is attached, and the briquettes are reduced in a q-tally kiln reduction furnace. However,
One of the important technical problems encountered in such a method is the problem of imparting strength to the carbonaceous material-incorporated granules.

即ち、ブリケツh’60−タリーキルン式還元炉で還元
する場合、キルンの転勤、摩耗作用に耐える充分な強度
、例えば少なくとも約15 Kgの圧潰強度を予めブリ
ケットに付与しておき、キルン内における造粒物の粉化
1歩留シの低下。
That is, when reducing briquettes in a h'60-tally kiln type reduction furnace, the briquettes are given sufficient strength to withstand the transfer and abrasion of the kiln, for example, a crushing strength of at least about 15 kg, and the briquettes are granulated in the kiln. Decrease in the yield of pulverization of materials.

キルンリングの生成などによる操業安定性の低下を防止
しなければならない。
It is necessary to prevent a decrease in operational stability due to the formation of kiln rings, etc.

そのような試みとして、ブリケラティングマシンで成形
された生ブリケツ[i−グレートキルン等のプレヒータ
中へ導き、600〜900℃に予熱する方法が既に提案
されているが、該方法によれば、生ブリケットで4.4
 Kg/@であった圧潰強度が予熱後:Ll、?KV個
に増大したという結果を得たに過ぎず、前述の如き少な
くとも約15靭個という値には程遠いものであった。
As such an attempt, a method has already been proposed in which raw briquettes formed by a briquetting machine [are introduced into a preheater such as an i-great kiln and preheated to 600 to 900°C; according to this method, 4.4 with raw briquettes
The crushing strength was Kg/@ after preheating: Ll, ? The result was only that the number increased to KV, which was far from the value of at least about 15 as described above.

そこで、本発明の目的とするところは、重質油熱分解に
利用した鉄鉱石粉末よシの炭材内装造粒物すなわちブリ
ケットに大きい圧潰強度全付与するにある。本発明の他
の目的は高度に予備還元されたブリケットを取得するに
ある。別の目的は、気孔率が高く還元工程における被還
元性に優れたブリケラ)l提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to impart a high crushing strength to a carbonaceous-incorporated granule, ie, a briquette, made of iron ore powder used for heavy oil pyrolysis. Another object of the invention is to obtain highly prereduced briquettes. Another object is to provide Briquella which has high porosity and excellent reducibility in a reduction process.

本発明の終局的目的は還元工程における歩留り、稼動率
t−士昇すると共に装置の保守を容易にし、生産性を向
上することにある。
The ultimate purpose of the present invention is to increase the yield and operating rate in the reduction process, as well as to facilitate maintenance of the equipment and improve productivity.

上述の目的は、鉄鉱石粉末を熱媒体として重質残油を熱
分解し軽質油および分解ガスを製造する際に副生ずる炭
素付着鉄鉱石粉末をブリケット状に成形し予熱工程を経
た後、該ブリケットの炭素を還元剤として還元鉄を製造
する方法の前記予熱工程において、予熱室とそれに続く
焼成室とよりなるグレートキルンに前記ブリケットを供
給し、該ブリケラ)Q予熱室で600〜700’Cに加
熱した後、引続き焼成室で空気を送通して1,000〜
]−,300℃の温度に到らしめることを特徴とする重
質油熱分解に利用した鉄鉱石粉末よりの造粒物の改質方
法によって達成される。
The above purpose is to form carbon-adhered iron ore powder, which is a by-product when producing light oil and cracked gas by thermally decomposing heavy residual oil using iron ore powder as a heat medium, into briquettes, and after a preheating process, to In the preheating step of the method for producing reduced iron using carbon from the briquettes as a reducing agent, the briquettes are supplied to a great kiln consisting of a preheating chamber and a subsequent firing chamber; After heating to 1,000 ~
This is achieved by a method for modifying granules made from iron ore powder used in heavy oil thermal decomposition, which is characterized by raising the temperature to -, 300°C.

上記本発明方法の特徴並びに態様を詳述するに先立ち、
本発明を適用する重質残油利用還元鉄製造法について、
そのプロセスの概要を第3図の70−シートを参照して
概説する。
Before explaining in detail the features and aspects of the method of the present invention,
Regarding the reduced iron production method using heavy residual oil to which the present invention is applied,
The process will be outlined with reference to sheet 70 in FIG.

先ず適宜な粒度に粉砕された鉄鉱石粉末は鉄鉱石加熱炉
(1)内に供給され、そこで充分加熱された上、配管(
2)を通って流動層熱分解炉(3)へ送給され流動床を
形成する。
First, iron ore powder crushed to an appropriate particle size is fed into an iron ore heating furnace (1), where it is sufficiently heated and then passed through a pipe (
2) to the fluidized bed pyrolysis furnace (3) to form a fluidized bed.

一方、予熱された重質残油は流動層熱分解炉(3)へ供
給され、高温の鉄鉱石粒子と接触して熱分解すると共に
、鉄鉱石粒千金部分還元し、同時に熱分解によって副生
ずる炭素が鉄鉱石粒子に付着する。炭素何着鉄鉱石粒子
は流動層熱分解炉(3)より配管(4)ヲ通って鉄鉱石
加熱炉(1)に還流し、付着した炭素の一部が燃焼する
ことによって鉄鉱石の加熱に寄与する。かくして流動層
熱分解炉(3)と鉄鉱石加熱炉(1)との間には鉄鉱石
循環回路が形成される。
On the other hand, the preheated heavy residual oil is supplied to the fluidized bed pyrolysis furnace (3), where it comes into contact with hot iron ore particles and is thermally decomposed, partially reducing the iron ore particles and at the same time producing by-products from the pyrolysis. Carbon attaches to iron ore particles. The iron ore particles coated with carbon pass through the pipe (4) from the fluidized bed pyrolysis furnace (3) and return to the iron ore heating furnace (1), and some of the attached carbon is combusted to heat the iron ore. Contribute. Thus, an iron ore circulation circuit is formed between the fluidized bed pyrolysis furnace (3) and the iron ore heating furnace (1).

重質残油の熱分解生成物である軽質油は流動層熱分解炉
(3)の炉頂より取り出されて精留分離系(図示せず)
に送られ、又分解生成したO、#0.の分解ガスは配管
(5)によって水蒸気および炭酸ガスと共にガス改質炉
(6)へ送られて、L基触媒の作用により水素と一酸化
炭素とより女る還元性ガスに変性さnる。還元性ガスは
冷却器(7) を通過する間に水分を除かれ、ガスヒー
ク(8)で再度加熱された上、脱硫塔(9)で脱硫され
てシャフト炉00)などにおける還元剤として利用され
る。
Light oil, which is a pyrolysis product of heavy residual oil, is taken out from the top of the fluidized bed pyrolysis furnace (3) and sent to a rectification separation system (not shown).
O, #0. The decomposed gas is sent to a gas reforming furnace (6) along with water vapor and carbon dioxide through a pipe (5), where it is denatured into a reducing gas consisting of hydrogen and carbon monoxide by the action of an L-based catalyst. The reducing gas is dehydrated while passing through the cooler (7), heated again in the gas heater (8), and then desulfurized in the desulfurization tower (9) and used as a reducing agent in shaft furnaces (00), etc. Ru.

鉄鉱石加熱炉(1)には下方配管(11)から過熱水蒸
気が供給されており、鉄鉱石粉末を流動させると共に適
宜な温度に制御する。また、流動層熱分解炉(3)にお
いては、上述の通り重質残油の熱分解により01〜C4
のガスおよびC6以上の油分を生成するのであるが 例
えばa、のメタンガスの場合は炉内の水蒸気および炭酸
ガスと次の反応を起こして、−酸化炭素と水素とよりな
る還元性ガスが生成する。
Superheated steam is supplied to the iron ore heating furnace (1) from a lower pipe (11), and the iron ore powder is fluidized and controlled at an appropriate temperature. In addition, in the fluidized bed pyrolysis furnace (3), as mentioned above, 01 to C4
For example, in the case of methane gas (a), the following reaction occurs with water vapor and carbon dioxide gas in the furnace, producing a reducing gas consisting of carbon oxide and hydrogen. .

OH,→O−1−2H2・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(1)(炭素の副生) OH,+ H20→Co + 3kl?・・・・・・・
・・・・・・(2)OH,、−1−co2→200 +
 2H2・・・・・・・・・・・(3)更にこの還元性
ガスの作用により鉄鉱石粒子は次式の通りへマタイト(
Fe2O3)からマグネタイ) (Fe、04 )に部
分還元され、同時に前記(1)式によって副生ずる炭素
が該鉄鉱石粒子に付着する03Fe203 + Co 
→2F@、O,+ co□、、=−、、(4)3Fe2
03 + H2→2Fe304 + HlO・・・==
・・(5)上記副生炭素付着鉄鉱石は既述の通り鉄鉱石
加熱炉(1)へ送られ、その一部は配管(ロ)により取
り出され、造粒工程へ送られる。
OH, →O-1-2H2・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(1) (Carbon by-product) OH, + H20→Co + 3kl?・・・・・・・・・
・・・・・・(2) OH,, -1-co2→200 +
2H2・・・・・・・・・・・・(3) Furthermore, due to the action of this reducing gas, iron ore particles become hematite (
03Fe203 + Co is partially reduced from Fe2O3) to magnetite (Fe, 04), and at the same time, carbon by-produced by the above formula (1) adheres to the iron ore particles.
→2F@,O,+co□,,=-,,(4)3Fe2
03 + H2→2Fe304 + HlO...==
(5) The above-mentioned by-product carbon-adhered iron ore is sent to the iron ore heating furnace (1) as described above, and a part of it is taken out through the pipe (b) and sent to the granulation process.

本発明方法が適用される重質油熱分解工程の概要は以上
の通りであるが、ここで本発明に適用される原料重質残
油と1〜では、熱分解工程において炭素の副生を抑制す
る必要がないから、フルードコーキング法に用いるよう
な劣質の減圧蒸留残油も使用可能であり、その他、溶剤
脱水機抽出残油。
The outline of the heavy oil pyrolysis process to which the method of the present invention is applied is as described above, and the raw material heavy residual oil to which the present invention is applied is as follows: Since there is no need to suppress it, poor quality vacuum distillation residues such as those used in the fluid coking method can also be used, as well as solvent dehydrator extraction residues.

熱分解残油、接触分解残油1重質ガス油、減圧ガス油お
よびB’OO法で用いる原料油はすべて利用テキ、更に
石炭、オイルづノド1頁岩等から得られる油状物質も同
様に適用可能である。しかしながら、何れの場合も副生
炭素の鉄鉱石への付着■を10〜20重量%とすること
が好ましく、そのために鉄鉱石粉末の粒度、供給量、流
動層熱分解炉中の滞留時間、熱分解温度等を適宜に調節
する要がある。
Pyrolysis residual oil, catalytic cracking residual oil, heavy gas oil, vacuum gas oil, and feedstock oils used in the B'OO process can all be used, and oily substances obtained from coal, oil shale, etc. can also be used. It is possible. However, in any case, it is preferable that the adhesion of by-product carbon to the iron ore is 10 to 20% by weight. It is necessary to adjust the decomposition temperature etc. appropriately.

副生炭素の付着量が上記より過少であると後述のブリケ
ット焼成工程における自燃が充分に行なわれず、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、何れ
にしても好ましくない。
If the amount of adhering by-product carbon is less than the above, self-combustion will not take place sufficiently in the briquette firing process described below, and if it is too much, the quality of the reduced iron will deteriorate, which is undesirable in any case.

次に本発明方法の枢要部分である炭材内装造粒物の予熱
工程を、それと直接関連する造粒工程および還元工程に
ついて述べる。
Next, the preheating step of the carbonaceous material-incorporated granules, which is an important part of the method of the present invention, and the granulation step and reduction step that are directly related thereto will be described.

前述の重質油熱分解工程によって得られた副生炭素付層
鉄鉱石粒子は混練機に所定駁装入され、バインダーとし
て重質残油を所定の配合割合即ち、炭素付着鉄鉱石粒子
に対し好1しくに3〜]0重量%となる割合を以って添
加しつつ混練される。
The by-product carbon-coated iron ore particles obtained by the above-mentioned heavy oil pyrolysis process are charged into a kneader at a predetermined rate, and heavy residual oil is added as a binder at a predetermined mixing ratio, that is, to the carbon-coated iron ore particles. It is preferably kneaded while adding at a ratio of 3 to 0% by weight.

重質残油の配合量がそれより過少でちると、次工程で得
られる生ブリケットの田潰強度が減少して歩留りが低下
するのみならず、気孔率も減少してブリケット内部まで
充分に還元され離くなる。また、反対に重質残油の配合
量が過大となれば、これまたブリケットの圧潰強度と歩
留りが共に低下する傾向がある〇 上記配合物を混練する場合、重質残油は常温では固体状
の高粘性物体であるから、充分に混合するためには重質
残油の軟化点以上の適宜な温度すなわち軟化点より10
〜150℃高い温度に加熱して溶融状態で添加し、且つ
混線機内の配合物も同温度に加熱保持しつつ混練操作を
行なうことがよい。
If the amount of heavy residual oil blended is less than this, not only will the crushing strength of the raw briquettes obtained in the next process decrease and the yield will decrease, but also the porosity will decrease and the inside of the briquettes will be sufficiently reduced. I feel separated. On the other hand, if the amount of heavy residual oil blended is too large, both the crushing strength and yield of the briquettes tend to decrease. When kneading the above mixture, the heavy residual oil is solid at room temperature. Since it is a highly viscous substance, in order to mix it thoroughly, it must be heated at an appropriate temperature above the softening point of the heavy residual oil, i.e. 10
It is preferable to add the mixture in a molten state by heating it to a temperature higher than 150° C., and to perform the kneading operation while heating and maintaining the mixture in the mixer at the same temperature.

更に、重質残油は溶融状態にあるとは云え、極めて高粘
度であり、表面張力も大であるから、混線操作は混合物
にローラー等で圧縮力を付与しつつ、所謂、練捏を少な
くとも3〜5分間行ない、重質残油を各鉄鉱石粒子間に
充分に浸透させ、各粒子表面が重質残油で実質的に被覆
された状態とすることが肝要である。
Furthermore, even though heavy residual oil is in a molten state, it has extremely high viscosity and high surface tension, so the mixing operation involves applying compressive force to the mixture using rollers, etc., and at least kneading it. It is important to carry out the heating for 3 to 5 minutes to allow the heavy residual oil to sufficiently penetrate between each iron ore particle, so that the surface of each particle is substantially coated with the heavy residual oil.

加熱混練された混合物は、加熱状態のまま、第1図に示
すブリケラティングマシン(13)に送られ、所定形状
の生ブリケットに成形される。ブリケラティングマシン
(13)としては公知の加圧成形機の多くのものが適用
可能であるが、就中、モールドポケットを表面に備えだ
ダブルロール型式で且ツスクリューフイーダを装備した
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驚の成形圧とを以って良好な
化ブリケントを成形することができる。
The heated and kneaded mixture is sent to a briquetting machine (13) shown in FIG. 1 while still being heated, and is formed into green briquettes of a predetermined shape. Many known pressure molding machines can be used as the briquetting machine (13), but in particular, a forced-pressing machine that is a double roll type with mold pockets on the surface and equipped with a twin screw feeder is applicable. Formulas of the above formula are preferred and can generally be molded into a good briquette at a temperature of about 100 DEG C. or higher and a molding pressure of 130 to 150 degrees Celsius.

ブリケットの寸法、形状は任意に設計することができる
。次の還元工程で充分な還元作用を受けるには小さい方
が好ましい反面、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有
する必要があり、通常、約20謔×15泪XIO關程度
の最大径を有し、且つ粉化による歩留り低下を避けるた
めに角を落してRを付けた形状、即ちアーモンドナツツ
形とすることが好ましい。
The size and shape of the briquettes can be arbitrarily designed. Although it is preferable to have a small size in order to receive sufficient reduction action in the next reduction process, considering that reduced iron is added into the steel bath through the slag layer during steelmaking, it is necessary to have a certain size, and usually, It is preferable to have a maximum diameter of about 20 mm x 15 mm, and a shape with rounded corners, that is, an almond-nut shape, in order to avoid a decrease in yield due to powdering.

上述の如くして成形された生ブリケットは、成形不良品
および成形屑を篩別して混線機へ戻し、適格品のみをブ
レヒータであるグレートキルン0→へ送給し、予熱工程
に付す。本発明はこの予熱工程に最大の特徴を有する。
The raw briquettes molded as described above are returned to the mixer after being sieved to remove molding defects and molding waste, and only qualified products are sent to the grate kiln 0, which is a breheater, and subjected to a preheating process. The present invention has its greatest feature in this preheating step.

第2図は本発明方法における予熱工程のフローチャート
である。予熱工程を実施するためのグレートキルンθ→
は予熱室06)とそれに続いて連設された焼成室αηと
を具え、それら両室内に無端帯状のトラベリンググレー
ト(2))が張設貫装されている。
FIG. 2 is a flowchart of the preheating step in the method of the present invention. Great kiln θ for carrying out the preheating process→
The apparatus comprises a preheating chamber 06) and a firing chamber αη which is connected to the preheating chamber 06), and an endless belt-shaped traveling grate (2)) extends through both chambers.

トラベリンググレート(2))は金属、セラミックス等
の耐熱性材料よりなる火格子状または網状帯よりなり、
スプロケットホイール((9)によって予熱室側より焼
成室方向へ駆動される。
The traveling grate (2)) consists of a grate-like or net-like band made of heat-resistant material such as metal or ceramics,
It is driven by the sprocket wheel ((9) from the preheating chamber side toward the firing chamber.

予熱室(16)にはトラベリンググレート(ホ)ノ下方
から上方へ向けて必要により熱風炉またはバーナψ@に
よって加熱された気体を噴射する配管C711が装設さ
れ、頂部に設けられた集気ホッパ@は排風機(23)を
介して排気煙突(24)にダクト(29で連結される。
The preheating chamber (16) is equipped with a pipe C711 that injects gas heated by a hot blast furnace or a burner ψ@ from below to above the traveling grate (E) if necessary, and an air collection hopper provided at the top. @ is connected by a duct (29) to an exhaust chimney (24) via an exhaust fan (23).

一方、焼成室07)にはトラベリンググレート(2))
の上方から下方へ向けて気体を噴射するための配管(2
0が施され、該配管シ0には送風機(27)により空気
が送通される。また、焼成室θη内のトラベリンググレ
ート(2))の下部には集気ホッパ(2印が設けられ、
ここに集められた高温ガスは配管@によって加熱気体噴
射用配管(2+)に接続され、再利用される。
On the other hand, in the firing chamber 07) there is a traveling grate (2)).
Piping for injecting gas from above to below (2
0 is applied, and air is passed through the pipe 0 by a blower (27). In addition, an air collection hopper (marked with 2) is installed at the bottom of the traveling grate (2) in the firing chamber θη.
The high temperature gas collected here is connected to the heated gas injection pipe (2+) via a pipe @ and is reused.

上記の如き構成になるグレートキルン04)のトラベリ
ンググレート0)上ヘブリケット(15) ?連続的に
供給載置すると、ブリケット■)はトラベリンググレー
トQ8)によって運ばれる間に先ず予熱室(16)内で
、配管(21+より送入される高温ガスにより600〜
7oo”cに加熱される。この加熱温度は次の焼成温度
との関連において重要な意味を有し、上記範囲を下延る
と充分な焼成温度が得られず、一方、高過ぎた場合、却
って内装炭材の徒らな焼↓を来たし、何れにしてもブリ
ケットに対し充分な圧潰強度と予備還元率とを付与する
ことができず不可である。
Traveling grade 0) upper hebricket (15) of great kiln 04) configured as above? When the briquettes are continuously fed and placed, the briquettes (■) are first heated in the preheating chamber (16) while being transported by the traveling grate Q8), and heated to 600 to
7oo"c. This heating temperature has an important meaning in relation to the next firing temperature; if it goes below the above range, a sufficient firing temperature will not be obtained; on the other hand, if it is too high, On the contrary, it results in wasted burning of the interior carbon material, and in any case, it is impossible to impart sufficient crushing strength and preliminary reduction rate to the briquettes.

運転開始時の熱源としては、後次の還元工程であるロー
タリーキルン又はグレートキルンの廃熱を利用する。次
工程の還元方法がシャフト炉法。
As a heat source at the start of operation, waste heat from a rotary kiln or a grate kiln, which is the next reduction process, is used. The next reduction method is the shaft furnace method.

溶融還元炉法の場合は、熱風炉もしくはバーナ00)全
必要とする。
In the case of the smelting reduction furnace method, a hot blast furnace or burner 00) is required.

1だ、安定操業に入ったならば、予熱室の熱源はずべて
配管(29)から供給される焼成室の廃熱でまかなう。
1. Once stable operation has started, the heat source for the preheating chamber is entirely covered by the waste heat from the firing chamber supplied from the piping (29).

予熱室(16)内で600〜700℃に加熱されたブリ
ケラ) (1,5)は、次いで焼成室(17)内へ運び
込まれる。
The briquettes (1,5) heated to 600-700°C in the preheating chamber (16) are then carried into the firing chamber (17).

焼成室(]7)では新鮮な空気が送風機(27)により
配管(26)を経て下向通風され、空気中の酸素の扶け
を藉りてブリケット中の炭素を自燃させて1.○OO〜
1゜300℃の温度に到らしめることにより焼成を行な
う。空気の送通量は焼成条件によって異なるが、焼成温
度全上記範囲とするにはブリケラ) :L m”当り毎
分40〜170 N m”の容積速度で充分であること
が実験的に確認された。
In the firing chamber (7), fresh air is ventilated downward through the piping (26) by the blower (27), and the carbon in the briquettes is combusted by itself due to the presence of oxygen in the air.1. ○OO~
Firing is carried out by bringing the temperature to 1°300°C. Although the amount of air conveyed varies depending on the firing conditions, it has been experimentally confirmed that a volumetric velocity of 40 to 170 Nm per minute per Lm is sufficient to maintain the firing temperature within the above range. Ta.

また、焼成時間を短縮したい場合は空気の送通量を増加
させれば容易に可能である。
Furthermore, if it is desired to shorten the firing time, this can easily be done by increasing the amount of air flow.

上記のブリケット層の温度」二昇は内装炭材すなわち付
着している副生炭素の次式に示す著しい発熱反応を伴な
う自己燃焼によるものである。
The temperature increase in the briquette layer described above is due to self-combustion of the internal carbon material, that is, attached by-product carbon, accompanied by a significant exothermic reaction as shown in the following equation.

0 + O,→002 + 97.000 Kcal 
/ Kmol ・−一−−−−(6)a+V2o、、−
>a○+29,400 Kca、l / Kmol−=
−(7)かかる焼成工程によって、ブリケットには、少
なくとも15に9/固の圧潰強度と、少々くとも25%
の還元率と、少なくとも40%の気孔率とが何分される
。これらの値(d焼成温度の上昇と共に増大する傾向を
示し、後述の実施例においては焼成温度が1200℃に
到達I〜だ場合、圧潰強度34KLjA固還元率6コー
%、気孔率55%というa<べき値を示した。
0 + O, →002 + 97.000 Kcal
/ Kmol ・−1−−−(6)a+V2o,,−
>a○+29,400 Kca, l/Kmol-=
- (7) Such a calcination process gives the briquettes a crushing strength of at least 15 to 9/hard and at least 25%
and a porosity of at least 40%. These values (d) show a tendency to increase as the firing temperature rises, and in the examples described below, when the firing temperature reaches 1200°C, the crushing strength is 34 KLjA, the solid reduction rate is 6 Co%, and the porosity is 55%. <Indicated the power value.

ブリケットの上記の改質は前記(6)式の反応によって
ブリケット外周部の炭素が燃焼して生成したCQ、と、
ブリケット内部の炭素とが下記(8)式の如く反応(−
でCOガスを生成する結果、ブリケット内部が関COガ
ス分圧となり下記(9)式の反応によって起こるものと
思われる。
The above-mentioned reforming of briquettes involves CQ produced by combustion of carbon on the outer periphery of briquettes through the reaction of formula (6) above;
The carbon inside the briquettes reacts (-
As a result of producing CO gas, the inside of the briquette becomes at a partial pressure of CO gas, which is thought to occur through the reaction of equation (9) below.

0 + Co2= 2C!0・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(8)Fe203+ 3C
O−2Fe + 3CO2・=−=−−−(9)すなわ
ち、酸化鉄の鉄への還元は急速に進行しそれに伴なって
生起する還元鉄相互の融着によって圧a強度は著しく増
大する。また、気孔率は、高温となる程、炭素の消費と
、酸化鉄の還元による酸素の除去とが活発になり、これ
もまた増大する結果、後続の還元工程において高い被還
元性を示す。
0 + Co2 = 2C! 0・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(8) Fe203+ 3C
O-2Fe + 3CO2.=-=-- (9) That is, the reduction of iron oxide to iron progresses rapidly, and the accompanying fusion of the reduced irons causes the pressure a strength to increase significantly. In addition, as the temperature increases, the consumption of carbon and the removal of oxygen by reduction of iron oxide become more active, and as a result, the porosity also increases, resulting in a high reducibility in the subsequent reduction step.

かく1−で本発明方法によって得られた焼成ブリケット
は後次工程である還元工程に伺される。
The fired briquettes obtained by the method of the present invention in step 1- are then subjected to the next step, the reduction step.

還元工程は第1図に示す通り、シャフト炉法α0)。As shown in Fig. 1, the reduction process is carried out using the shaft furnace method α0).

ロータリーキルン法(3Gまたは溶融還元法C31)を
状況に応じて随意に適用し得る。そ扛らの各方法におけ
る還元剤は次の通りである。
A rotary kiln method (3G or smelting reduction method C31) can optionally be applied depending on the situation. The reducing agents used in each of these methods are as follows.

(イ) シャフト炉法 第3図を参照して既に述べた通り、流動層熱分解炉(3
)から発生するC1〜C4の炭化水素ガスにH2O。
(b) Shaft Furnace Method As already mentioned with reference to Figure 3, a fluidized bed pyrolysis furnace (3
) to the C1-C4 hydrocarbon gas generated from H2O.

aO2を添加し、N1基触媒を充填したガス改質炉(6
)でH2、Coよりなる還元性ガスを製造し、これを脱
水、脱硫後、還元剤として使用する。改質炉(6)中で
の反応は例えばメタンガスの場合、既述の(2)式およ
び(3)式の通りでちる。
A gas reforming furnace (6
) to produce a reducing gas consisting of H2 and Co, which is used as a reducing agent after dehydration and desulfurization. For example, in the case of methane gas, the reaction in the reforming furnace (6) is as shown in equations (2) and (3) above.

(ロ) ロータリーキルン法 予備還元ブリケット中の残留炭素と外装炭材とを還元剤
とする。但し、残留炭素量が少ない場合は従来の炭材合
併法より、若干、外装炭材量が多く必要となる。
(b) The residual carbon in the rotary kiln pre-reduced briquettes and the exterior carbon material are used as reducing agents. However, when the amount of residual carbon is small, a slightly larger amount of exterior carbon material is required than in the conventional carbon material merging method.

(ハ) 溶融還元法 Aイルコークス、石炭等の固体炭素が適用される。(c) Melting reduction method Solid carbon such as A oil coke and coal are applied.

上記還元法のうち本発明方法によって改質されたブリケ
ットの特長を最大限に利用し、発揮し得るロータリーキ
ルン法について以下、若干詳説する。
Among the above reduction methods, the rotary kiln method, which can take full advantage of the features of the briquettes modified by the method of the present invention, will be explained in some detail below.

本発明方法の予熱工程によって圧潰強度および予備還元
率の増大したブリケットはロータリーキルン(2))に
装入され、ブリケット重量に対して20〜50重量%の
炭素を外装置〜で、還元性ガス雰囲気下、800〜1,
300℃、好ましくは1,100〜1,200℃の温度
に加熱して還元される。還元温1其が上記範囲を超える
ことは熱エネルギーの徒らな消費による運転経費の高騰
を招くばかりか、ブリケットの粉化、キルンリングの形
成などkgこす傾向があるので避けるべきである。
The briquettes whose crushing strength and preliminary reduction rate have been increased by the preheating step of the method of the present invention are charged into a rotary kiln (2)), and 20 to 50% by weight of carbon based on the weight of the briquettes is heated in an external device in a reducing gas atmosphere. Lower, 800-1,
It is reduced by heating to a temperature of 300°C, preferably 1,100 to 1,200°C. If the reduction temperature exceeds the above range, it should be avoided because it not only leads to a rise in operating costs due to wasteful consumption of thermal energy, but also tends to cause briquettes to become powder and form kiln rings.

外装炭材としては、例えば粒径約5〜10Wnのコーク
スがブリケット重量に対し前述の割合、好ましくは30
〜40重■%の量で用いられる。外装炭材量が過少であ
ると還元率が低下し、また外装炭材が多いほど還元率は
増大するが、逆に内装炭材の還元寄与率が低下するので
、必要以上の使用は避けるべきである。
As the exterior carbon material, for example, coke with a particle size of about 5 to 10 Wn is used at the above-mentioned ratio, preferably 30 Wn, to the weight of the briquette.
It is used in an amount of ~40% by weight. If the amount of exterior carbon material is too small, the reduction rate will decrease, and as the amount of exterior carbon material increases, the reduction rate will increase, but conversely, the reduction contribution rate of interior carbon material will decrease, so use more than necessary should be avoided. It is.

ロータリーキルン内物質占有率、即ちキルン内容量をブ
リケットと外装炭材とが占める比率は約15〜20%程
度が適している。また加熱は主バーナとロータリーキル
ン外套に装備されたシェルバーナとを作動して行なわれ
、約1時間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1時間その温度に保持される。ロータ
リーキルンの廃熱は既述の通り予熱工程に利用すること
ができる。
It is suitable that the occupancy rate of the substances in the rotary kiln, that is, the ratio of the briquettes and the exterior carbon material to the kiln internal capacity, is about 15 to 20%. Heating is performed by operating the main burner and a shell burner installed on the rotary kiln jacket, and it takes about 1 hour to raise the temperature from the preheating temperature to the specified reduction temperature, and then maintain that temperature for another 1 hour. Ru. The waste heat from the rotary kiln can be used for the preheating process as described above.

上記還元工程における還元ガスの組成の一例は、N2:
 Co : Co2=75 : 5 : 20すなわち P(10/ (PQO+ Pco2 ) = 0.2−
−− <10)であるが、α0)式の値をO26まで増
加させると、還元率は更に向上するが、一方、内装炭材
の還元寄与率は低下し、還元ブIJ ’rノット中炭素
残留量は増大する。
An example of the composition of the reducing gas in the above reduction step is N2:
Co: Co2=75:5:20 or P(10/(PQO+Pco2)=0.2-
--<10), but when the value of the α0) formula is increased to O26, the reduction rate further improves, but on the other hand, the reduction contribution rate of the interior carbon material decreases, and the reduction The residual amount increases.

上述の還元工程において、ブリケットは鉄分の金属化率
および還元率ともに90%以上に還元される。
In the above-mentioned reduction process, the briquettes are reduced to a metallization rate of iron and a reduction rate of 90% or more.

本発明方法によって予備還元された焼成ブリケットは、
その大きい予備還元率と、大きい気孔率に由来する高い
被還元性との故に、前述の何れの還元法によっても比較
的短時間で容易に高率の還元を行なうことができる。特
にロータリーキルン法を適用した場合、キルンの転勤、
摩耗作用によるブリケットの粉化が最少限に抑制され、
歩留りの低下やキルンリングの生成が防止され、操業の
安定化、稼動率並びに生産性の著しい向上が達成される
という顕著な効果がある。また、本発明方法における予
熱は、その熱源をスタート時には後続のロータリーキル
ン廃熱にめ、また安定操業時には焼成廃熱の利用でまか
なうことができるため、エネルギーコストの増大を招く
ことがなく、少ない運転経費を以って実施可能であると
いう利点もある。
The fired briquettes pre-reduced by the method of the present invention are
Because of its high preliminary reduction rate and high reducibility derived from its large porosity, high-rate reduction can be easily carried out in a relatively short time by any of the above-mentioned reduction methods. Especially when applying the rotary kiln method, kiln transfer,
Powdering of briquettes due to abrasion is minimized,
This method has the remarkable effect of preventing a decrease in yield and the formation of kiln rings, achieving stable operations, and significantly improving operating rates and productivity. In addition, preheating in the method of the present invention can be performed by using the waste heat of the subsequent rotary kiln at the time of start-up, and by using the waste heat of firing during stable operation, so there is no increase in energy costs and less operation is required. Another advantage is that it can be implemented at low cost.

本発明方法の上述の優れた作用、効果を更に以下の実施
例、参考例および比較例について述べる。
The above-mentioned excellent functions and effects of the method of the present invention will be further described with reference to the following Examples, Reference Examples, and Comparative Examples.

なお、実施例と比較例における圧潰強度および気孔率は
次のようにしてめた。
The crush strength and porosity in Examples and Comparative Examples were determined as follows.

(1) 圧潰強度 島津製作所製R8g型万能強度試験機を用い、ブリケラ
)1個に規定の加圧速度で圧縮荷重をかけ、ブリケット
が破壊した瞬間の負荷荷重<byeそのブリケットの圧
潰強度値とし、20個の造粒物を破壊してそれらの平均
値で表示した。
(1) Crushing strength Using a Shimadzu R8g type universal strength testing machine, apply a compressive load to one briquette at a specified pressurizing speed, and calculate the crushing strength value of the briquette as the load at the moment the briquette breaks <bye. , 20 granules were destroyed and their average value was expressed.

(2)気孔率 ブリケット試料の真比重および見掛比重から次式によっ
て算出した。
(2) Porosity Calculated from the true specific gravity and apparent specific gravity of the briquette sample using the following formula.

PC%) =(S −5A) X 100/SP:気孔
率 S:真比重 SA:見掛比重 また、ブリケラティングマシンによシ成形されたブリケ
ットの寸法、形状はすべて20m+nX15■X 10
 B (約1.5 cc)でアーモンドナツツ型とした
PC%) = (S -5A)
B (approximately 1.5 cc) was made into an almond-nut shape.

比較例 第1図に示した鉄鉱石粉未利用の重質残油熱分解装置の
流動層熱分解炉から抜き出した副生炭素13.6%付着
鉄鉱石粉末95重量部に重質残油5重量部をバインダと
して混合し生ブリケットヲ製造した。
Comparative Example 5 parts by weight of heavy residual oil was added to 95 parts by weight of iron ore powder with 13.6% by-product carbon attached, which was extracted from the fluidized bed pyrolysis furnace of the heavy residual oil pyrolysis equipment that does not utilize iron ore powder, as shown in Fig. 1. The mixture was mixed as a binder to produce raw briquettes.

鉄鉱石はリオドセ(ブラジル)鉱出産のものをボールミ
ルで粉砕し、粗大粒子を除去し、150℃に加熱乾燥後
使用した。但し、流動層熱分解炉の流動床として使用さ
れた鉄鉱石粉末の粒度は、−325mesh 60%で
あシ、また使用した重質残油は現在商業生産に使用され
ている減圧蒸留装置の塔底油で、原油は大慶原油である
。重質残油の性状は次の通りである。
Iron ore from Rio Doce (Brazil) was crushed in a ball mill, coarse particles were removed, and the iron ore was heated and dried at 150°C before use. However, the particle size of the iron ore powder used as the fluidized bed in the fluidized bed pyrolysis furnace was -325mesh 60%, and the heavy residual oil used was in the column of the vacuum distillation equipment currently used in commercial production. The bottom oil is Daqing crude oil. The properties of the heavy residual oil are as follows.

〔物理的性状〕[Physical properties]

比重 (1574℃) o、 927 a粘度 (セン
チスト−クス) 343(at 75℃)120 (a
t 100℃) 軟化点(℃) 40.6 〔元素分析値〕 0 : 8’7.0% H: ]、22.3 % : 0.39% S : 0.22% 〔工業分析値〕 ASH:0.03 % V/M :92.51% Bl(++7.46 % 前記ブリケラティング条件および生ブリケットの性状は
次の通りであった。
Specific gravity (1574℃) o, 927a Viscosity (centistokes) 343 (at 75℃) 120 (a
t 100℃) Softening point (℃) 40.6 [Elemental analysis value] 0: 8'7.0% H: ], 22.3%: 0.39% S: 0.22% [Industrial analysis value] ASH : 0.03% V/M : 92.51% Bl (++7.46%) The briquetting conditions and properties of the raw briquettes were as follows.

〔ブリケラティング条件〕[Brikerating conditions]

混練時間 :5.0分 混練温度 : コ、80℃ 成形圧 : 1soKy/crd 〔生ブリケットの物理的性質) 見掛比重 : 2 ’75 f/aa 真比重 ; 3.90 f/cc 気孔率 : 29.49% 圧潰強度 : 4.4Kg/個 〔生ブリケットの化学組成〕 T、Fθ : 55.47% FeO19,09% M−爬 : 0.09% 0 ’ 13.00% 0、07 ’7% 上記のブリケラトラポットグレート炉に装入し、ロータ
リーキルンからの廃熱による予熱を想定して第3図に示
すような4種類のヒートパターンで従来法に基く予熱試
験を行なった。その予熱条件および得られたブリケット
の性状を第1表に示す。
Kneading time: 5.0 minutes Kneading temperature: 80℃ Molding pressure: 1soKy/crd [Physical properties of raw briquettes] Apparent specific gravity: 2'75 f/aa True specific gravity: 3.90 f/cc Porosity: 29.49% Crushing strength: 4.4Kg/piece [Chemical composition of raw briquettes] T, Fθ: 55.47% FeO19,09% M-ret: 0.09% 0' 13.00% 0,07'7 % The sample was charged into the Briquera Trapot grate furnace described above, and a preheating test was conducted based on the conventional method using four types of heat patterns as shown in FIG. 3, assuming preheating using waste heat from the rotary kiln. Table 1 shows the preheating conditions and the properties of the obtained briquettes.

(以下、余白) 第1表に見られる通シ、従来法による予熱工程を経たブ
リケットの圧潰強度は1.8〜6.8に9であり、予熱
温度の上昇と共に強度は低下し、予熱温度約850℃の
場合(実験A、PH−2)、1.8Kgと非常に低い値
を示している。このものをロータリーキルン中で公知の
還元工程に付したところ、キルン内で何れも造粒物が可
成り粉化して歩留シが低下するとともに第4図に示した
ような塊状物またはキルンリングが生成し、操業に支障
を来たした。
(Hereinafter, blank space) As shown in Table 1, the crushing strength of briquettes subjected to the conventional preheating process is 1.8 to 6.8 to 9, and the strength decreases as the preheating temperature increases. In the case of about 850°C (Experiment A, PH-2), it shows a very low value of 1.8 kg. When this material was subjected to a known reduction process in a rotary kiln, the granules were considerably powdered in the kiln, resulting in a decrease in yield and the formation of lumps or kiln rings as shown in Figure 4. This caused a problem in operations.

実 施 例 前記比較例で製造したブリケット3oKgをポットグレ
ート炉中に試料層高さolff+となるように装入し、
グレート下方よりバーナ予熱を行ない、試料層温度を6
00℃〜700℃にした後、バーナを消火し、空気を下
向通風することによって、ブリケット中の炭素を自燃さ
せ焼成した。
Example: 3 kg of briquettes produced in the above comparative example were charged into a pot grate furnace so that the sample layer height was olff+.
Preheat the burner from below the grate and bring the sample layer temperature to 6.
After the temperature was set at 00°C to 700°C, the burner was extinguished and air was ventilated downward to self-combust the carbon in the briquettes and sinter them.

なお、空気の送通量は毎分42,86,125Mrr?
/rr?の3水準に変化させた。
In addition, the air flow rate is 42, 86, 125 Mrr per minute?
/rr? It was changed to three levels.

第5図は予熱および焼成時におけるヒートパターンを示
す線図である。空気を毎分125 Nm”/rn’吹込
んだ実験においては、試料層下部温度は9分間で120
0℃に到達した。
FIG. 5 is a diagram showing a heat pattern during preheating and firing. In an experiment in which air was blown at 125 Nm''/rn' per minute, the temperature at the bottom of the sample layer increased to 125 Nm''/rn' in 9 minutes.
The temperature reached 0°C.

第2表に予熱・焼成条件および焼成後ブリケットの性状
を示した。
Table 2 shows the preheating and firing conditions and the properties of the briquettes after firing.

(以下、余白) 第6図の線図は、焼成温度と焼成ブリケットの還元率、
圧潰強度および気孔率との関係を表わしたものである。
(Hereinafter, blank space) The diagram in Figure 6 shows the firing temperature, reduction rate of fired briquettes,
It shows the relationship between crushing strength and porosity.

同図から明らかなように還元率は焼成温度の上昇ととも
に大きくなっており、焼成温度1,200℃の場合に6
1%という還元率が得られた。この還元度1ノロは、ブ
リケット外周部の炭素が燃焼することによって生成した
CO2とブリケット内部の炭素とが前記(8)式の如く
反応してCOf生成し、ブリケット内部を高CO分圧と
なし、前記(9)式によって生起するものであることは
、試料ブリケットの断面を観察した結果、還元が内部か
ら進行していることが確認されたことから首肯される。
As is clear from the figure, the reduction rate increases as the firing temperature increases, and at a firing temperature of 1,200°C, the reduction rate increases by 6.
A return rate of 1% was obtained. This degree of reduction is 1 or less because CO2 produced by the combustion of carbon on the outer periphery of the briquette reacts with the carbon inside the briquette to generate COf, creating a high CO partial pressure inside the briquette. , it is confirmed that this is caused by the above-mentioned formula (9), since the cross section of the sample briquette was observed, and it was confirmed that the reduction was proceeding from the inside.

圧潰強度は、還元率の挙動と同様に焼成温度の上昇とと
もに向上し、1,200℃で焼成した場合、34Kgと
いう大きい強度を示している。
Similar to the behavior of the reduction rate, the crushing strength increases as the firing temperature increases, and when fired at 1,200°C, it shows a high strength of 34 kg.

気孔率は、高温になるほど炭素の消費と還元による酸素
の除去とが活発になって、増大する。
The porosity increases as the temperature increases, as carbon consumption and oxygen removal through reduction become more active.

消費炭素量は、焼成温度1,000℃の場合9%。The amount of carbon consumed is 9% when the firing temperature is 1,000°C.

1100℃の場合10.5%、l、200℃の場合、1
0.7%であった。
10.5%, l for 1100℃, 1 for 200℃
It was 0.7%.

以上の実験結果から本発明方法による予熱焼成は、ブリ
ケット中の内装炭素量全熱源と還元剤に利用することに
よって強度が著しく向上し、高度に予備還元できること
が立証された。
The above experimental results demonstrate that the preheating firing method according to the present invention significantly improves the strength and enables high prereduction by utilizing the total carbon content in the briquettes as a heat source and reducing agent.

参 考 例 本発明方法により製造した焼成ブリケットの被、!元性
を始めとする性能評価を行なうため、ロータリーキルン
、シュミレータを使用して還元実験を試みた。
Reference Example: Covering of fired briquettes produced by the method of the present invention! In order to evaluate performance including originality, reduction experiments were attempted using a rotary kiln and a simulator.

還元条件としては、還元温度1..335℃、還元時間
コー20分、外装炭利40重量%、キルン回転速度10
 r、p、mで実施した。
The reduction conditions include reduction temperature 1. .. 335℃, reduction time 20 minutes, external coal content 40% by weight, kiln rotation speed 10
It was carried out in r, p, m.

なお、雰囲気調整用のガスとして、N2ニア5%。In addition, N2 near 5% was used as a gas for atmosphere adjustment.

002 :15%、 Co : l 0%の混合ガスを
15η−流通させた。
A mixed gas of 0.002: 15% and Co: 1.0% was circulated for 15η.

この実験に適用された、従来法で予熱したブリケントと
本発明方法により1,200℃で焼成したプリケントと
の性状を第3表に示す。
Table 3 shows the properties of the preheated preheated by the conventional method and the preheated prequent fired at 1,200° C. by the method of the present invention, which were used in this experiment.

第7図は上記両ブリケットの還元率および粉化率の経時
変化を比較して示した線図である。
FIG. 7 is a graph showing a comparison of changes over time in the reduction rate and powdering rate of the two briquettes.

電気炉製鋼用原料としての還元率90%以上を得るに必
要な還元時間で両者を比較すると、従来法の場合の10
0分に対して本発明方法の場合は60分に短縮すること
ができ、生産性を著しく向上させることが可能となる。
Comparing the two methods in terms of the reduction time required to obtain a reduction rate of 90% or more as a raw material for electric furnace steelmaking, it is found that the reduction time required for the conventional method is 10%.
Compared to 0 minutes, in the case of the method of the present invention, the time can be shortened to 60 minutes, making it possible to significantly improve productivity.

まだ、還元中における粉化け、従来法の場合、還元初期
から活発に始まり、還元時間60分で粉化率55%とい
う最大値を示した後、還元の進行とともに見掛上低下し
ている。この見掛上の粉化率の低下は、一旦粉になった
ものが、高温雰囲気に曝されることにより近傍のブリケ
ットt タハ外装炭材と溶着し、第4図に示すような塊
状化物を生成するためである。
However, in the case of the conventional method, pulverization during reduction begins actively from the early stage of reduction, reaches a maximum value of 55% pulverization rate at 60 minutes of reduction time, and then apparently decreases as reduction progresses. This apparent reduction in the powdering rate is due to the fact that once powdered material is exposed to a high temperature atmosphere, it welds with the nearby briquettes and the exterior carbon material, resulting in agglomerated materials as shown in Figure 4. This is to generate.

一方、本発明方法によるブリケットの粉化率は著しく減
少しており、還元工程を通じて最大の場合においても1
0%以内に過ぎない。
On the other hand, the pulverization rate of briquettes by the method of the present invention is significantly reduced, and even in the maximum case through the reduction process,
It is only within 0%.

以上の結果から本発明方法で予備還元されたブリケット
は、従来法で製造したブリケットに比べて被還元性に優
れており、かつ還元中における粉化も頗る少なく、極め
て良好なブリケットであることが確認された。
From the above results, it can be concluded that the briquettes pre-reduced by the method of the present invention have excellent reducibility compared to briquettes produced by the conventional method, have very little powdering during reduction, and are extremely good briquettes. confirmed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明方法を適用する重質残油利用還元鉄製造
法の概要を示すフローシート、第2図は本発明方法にお
ける予熱工程のフローチャート、第3図げ)(ロ)(ハ
)に)は従来法による予熱工程の4種類のヒートパター
ンの線図、第4図(イ)(ロ)はロータリーキルン内で
ブリケット粉化により生成した塊状化物の形態図、第5
図は本発明方法による予熱および焼成時のヒートパター
ンを示す線図、第6図は本発明方法゛による焼成時の焼
成温度と、焼成ブリケットの還元率、圧潰強度および気
孔率との関係を示す線図、また第7図は従来法および本
発明方法で得られたブリケットの還元工程における還元
率および粉化率の経時変化を比較して示した線図である
。 (1)・・・・・・・鉄鉱石加熱炉、(2)・・・・・
・配管。 (3)・・・・・・・流動層熱分解炉、 (4)・・・
・・・・配管。 (5)・・・・・・・配管、(6)・・・・・・・ガス
改質炉。 (7)・・・・・・・冷却!、(8)・・・・・・・ガ
スヒータ。 (9)・・・・・・・脱硫塔、α0)・・・・・・・シ
ャフト炉。 (11)・・・・・・・下方配管、 (ロ)・・・・・
・・配管。 (1B)・・・・・・・ブリケラティングマシン。 0→・・・・・・・グレートキルン、 α5)・・・・
・・・ブリケット。 (16)・・・・・・・予熱室、a7)・・・・・・焼
成室。 (至))・・・・・・・トラベリンググレート。 (尊・・・・・・・スプロケットホイール。 (ロ)・・・・・・・熱風炉またはバーナ、/2D・・
・・・・・配管。 (2渇・・・・・・・集気ホッパ、(23)・・・・・
・・排風機。 C(イ)・・・・・・・排気煙突、 Q■・・・・・・
・ダクト。 (2e・・・・・・・配管、(2で・・・・・・・送風
機、(2印・・・・・・・ホッパ。 (29)・・・・・・・配管、 (至)・・・・・・・
ロータリーキルン法。 can・・・・・・−溶融還元法。 オ6図 領(、料層下音で最終(り懐りL度 ′l?7図
Figure 1 is a flow sheet showing an overview of the reduced iron production method using heavy residual oil applying the method of the present invention, Figure 2 is a flow chart of the preheating step in the method of the present invention, and Figure 3) (B) (C) Figures 4(a) and 4(b) are diagrams of the four types of heat patterns in the preheating process according to the conventional method, Figures 4(a) and 4(b) are morphological diagrams of the agglomerates produced by pulverizing briquettes in the rotary kiln, and Figure 5
The figure is a diagram showing the heat pattern during preheating and firing according to the method of the present invention, and Figure 6 shows the relationship between the firing temperature during firing according to the method of the present invention and the reduction rate, crushing strength, and porosity of the fired briquettes. FIG. 7 is a diagram comparing and comparing the changes over time in the reduction rate and powdering rate in the reduction process of briquettes obtained by the conventional method and the method of the present invention. (1)・・・・・・Iron ore heating furnace, (2)・・・・・・
·Piping. (3)...Fluidized bed pyrolysis furnace, (4)...
····Piping. (5)...Piping, (6)...Gas reforming furnace. (7)・・・・・・Cooling! , (8)... Gas heater. (9)...Desulfurization tower, α0)...Shaft furnace. (11)・・・・・・Downward piping, (b)・・・・・・
··Piping. (1B)・・・・・・ Briquerating machine. 0→・・・・・・Great kiln, α5)・・・
...briquettes. (16)... Preheating chamber, a7)... Firing chamber. (to))...Traveling Great. (Hot blast stove or burner, /2D...)
·····Piping. (2 Thirst...Air collection hopper, (23)...
...Exhaust fan. C(a)・・・Exhaust chimney, Q■・・・・・・
·duct. (2e...Piping, (2)...Blower, (2 mark...Hopper. (29)...Piping, (To)・・・・・・・・・
Rotary kiln method. can・・・・・・-melting reduction method. 6th figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ■、 鉄鉱石粉末を熱媒体として重質残油を熱分解し軽
質油および分解ガスを製造する際に副生ずる炭素付着鉄
鉱石粉末をブリケット状に成形し予熱工程を経た後、該
ブリケットの炭素を還元剤として還元鉄を製造する方法
の前記予熱工程において、予熱室とそれに続く焼成室と
よりなるグレートキルンに前記ブリケットを供給し、該
ブリケットを予熱室で600〜700℃に加熱した後、
引続き焼成室で空気を送通して1,000〜13.00
℃の湿度に到らしめることを特徴とする重質油熱分解に
利用した鉄鉱石粉末よりの造粒物の改質方法。 2、 空気の送通がブリケラ)lrn”当り毎分40〜
1’7ONrn”の容積速度を以って行なわれる特許請
求の範囲第1項記載の重質油熱分解に利用した鉄鉱石粉
末よりの造粒物の改質方法。 8、 ブリケットが少なくとも10重重量の炭素を含有
するものである特許請求の範囲第1項または第2項記載
の重質油熱分解に利用した鉄鉱石粉末よりの造粒物の改
質方法。 4、 焼成室より排出される熱風を予熱室の加熱に有効
利用する前記特許請求の範囲第1〜3項の何れかの項に
記載の重質油熱分解に利用した鉄鉱石粉末よりの造粒物
の改質方法。
[Claims] ■. Carbon-adhered iron ore powder, which is a by-product when producing light oil and cracked gas by thermally decomposing heavy residual oil using iron ore powder as a heat medium, is formed into a briquette shape and subjected to a preheating process. After that, in the preheating step of the method for producing reduced iron using the carbon of the briquettes as a reducing agent, the briquettes are supplied to a great kiln consisting of a preheating chamber and a subsequent firing chamber. After heating to °C,
Continue to blow air in the firing chamber for 1,000 to 13,000 yen.
A method for modifying granules from iron ore powder used for heavy oil pyrolysis, characterized by bringing the humidity to a temperature of ℃. 2. The air flow rate is 40% per minute per minute.
A method for modifying granules from iron ore powder used for heavy oil pyrolysis according to claim 1, which is carried out at a volumetric rate of 1'7 ONrn''. 8. The briquettes have a weight of at least 10 A method for modifying granules made from iron ore powder used for thermal decomposition of heavy oil according to claim 1 or 2, which contains carbon in the amount of carbon.4. 4. A method for modifying granules made from iron ore powder used in heavy oil pyrolysis according to any one of claims 1 to 3, wherein hot air is effectively used to heat a preheating chamber.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6342315A (en) * 1986-08-05 1988-02-23 Kobe Steel Ltd Smelting-reduction of ore
US5731272A (en) * 1993-08-25 1998-03-24 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Lubricant and method of manufacturing briquette using the same
WO2012066899A1 (en) * 2010-11-15 2012-05-24 株式会社神戸製鋼所 Production method for reduced iron
JP7315125B1 (en) * 2022-02-24 2023-07-26 Jfeスチール株式会社 Method for reducing fine iron ore
WO2023162389A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 Jfeスチール株式会社 Method for reducing fine iron ore

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