RU2544979C2

RU2544979C2 - Method for obtaining granulated metal

Info

Publication number: RU2544979C2
Application number: RU2012157181/02A
Authority: RU
Inventors: Судзо ИТО
Original assignee: Кабусики Кайся Кобе Сейко Се
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2015-03-20
Also published as: WO2011155417A1; NZ603956A; CN102933727B; US20130074654A1; AU2011262982B2; EP2578703A1; CN102933727A; CL2012003380A1; JP2011256414A; UA105971C2; AU2011262982A1; RU2012157181A; CA2799548A1; JP5503420B2; MX2012014337A; KR20130010021A; TW201211264A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to obtaining of granulated metal. A method involves stages, at which agglomerates containing iron oxide and a carbon-containing reducing agent are supplied to a bottom of a reducing melting furnace like a furnace with a movable bottom and agglomerates are heated for reduction and melting of iron oxide; the obtained granulated iron is cooled down and unloaded from the furnace. During heating in the reducing melting furnace a provision is made for an upstream zone providing reduction of iron oxide in agglomerates in a solid state, which has the temperature set on the level of 1300°C to 1450°C, and a provision is made for a downstream zone in the furnace, which ensues carbonisation, melting and coalescence of the reduced iron in agglomerates, which has the temperature set on the level of 1400°C to 1550°C. Agglomerates having an average diameter of not less than 19.5 mm and not more than 32 mm are supplied to the furnace bottom for heating of agglomerates at furnace bottom distribution density of not less than 0.5 and not more than 0.8.

EFFECT: invention is aimed at improvement of productivity.

4 cl, 7 dwg, 6 tbl, 3 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

[0001] Настоящее изобретение относится к способу получения гранулированного металла, включающему стадии, в которых подают агломераты, составленные смесью сырьевых материалов, содержащей оксид металла и углеродсодержащий восстановитель, на под печи, и нагревают эти агломераты на нем для восстановления и расплавления оксида металла в смеси сырьевых материалов.[0001] The present invention relates to a method for producing granular metal, comprising the steps of supplying agglomerates composed of a mixture of raw materials containing a metal oxide and a carbon-containing reducing agent to a furnace underneath and heating these agglomerates on it to reduce and melt the metal oxide in the mixture raw materials.

[0002] Приведенное здесь описание главным образом представляет способ получения гранулированного металлического железа, в отношении которого настоящее изобретение реализуется наиболее эффективно. Однако настоящее изобретение не ограничивается вышеуказанным, но может быть эффективно использовано также в случае нагревания и восстановления хромсодержащей руды или никельсодержащей руды для получения, например, феррохрома, ферроникеля или тому подобного. Более того, термин «гранулированный» в настоящем изобретении не обязательно означает совершенную сферическую форму, но также включает эллиптическую или яйцевидную формы, а также любые формы, получаемые небольшим уплощением этих форм, и тому подобные.[0002] The description given here mainly represents a method for producing granular metallic iron, in relation to which the present invention is implemented most efficiently. However, the present invention is not limited to the foregoing, but can also be effectively used in the case of heating and reduction of chromium ore or nickel ore to obtain, for example, ferrochrome, ferronickel or the like. Moreover, the term “granular” in the present invention does not necessarily mean a perfect spherical shape, but also includes elliptical or ovoid forms, as well as any forms obtained by slightly flattening these forms, and the like.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

[0003] Был разработан способ производства железа прямым восстановлением для получения гранулированного металлического железа из агломератов, составленных смесью сырьевых материалов, включающей материал, содержащий оксид железа, такой как железная руда или оксид железа, и углеродсодержащий восстановитель. В этом способе получения железа агломераты загружают на под нагревательной печи и затем нагревают в печи посредством теплопередачи в газовом потоке с использованием нагревательной горелки или теплоты излучения для восстановления содержащегося в агломератах железа углеродсодержащим восстановителем. Впоследствии восстановленное железо, полученное на указанной стадии нагревания, науглероживается, расплавляется и затем подвергается коалесценции с образованием гранул, в то же время отделяясь от попутно образующегося шлака, и гранулы охлаждают и отверждают для получения гранулированного металлического железа.[0003] A direct reduction method for producing iron has been developed to produce granular metallic iron from agglomerates made up of a mixture of raw materials comprising a material containing iron oxide such as iron ore or iron oxide and a carbon-containing reducing agent. In this method for producing iron, the agglomerates are charged under a heating furnace and then heated in the furnace by heat transfer in a gas stream using a heating burner or heat of radiation to recover the iron contained in the agglomerates with a carbon-containing reducing agent. Subsequently, the reduced iron obtained in the indicated heating step is carbonized, melted and then coalesced to form granules, at the same time being separated from the incident slag, and the granules are cooled and solidified to obtain granular metallic iron.

[0004] Вышеуказанный способ получения железа не требует крупногабаритной установки, такой как доменная печь, и обеспечивает высокую технологическую гибкость в отношении, например, исходных материалов, поскольку нет необходимости в применении кокса, и поэтому в недавние годы этот способ был обстоятельно исследован для практических нужд. Однако этот способ получения железа все же связан со многими проблемами, которые должны быть разрешены для использования его в промышленном масштабе, включающими стабильность работы, безопасность, экономическую эффективность, качество гранулированного металлического железа (то есть, конечного продукта) и производительность. В плане этих проблем заявитель настоящего изобретения ранее предложил способ, раскрытый в Патентном Документе 1. В этом способе, в котором для получения металлического железа нагревают и восстанавливают формованные изделия, включающие углеродсодержащий восстановитель и оксид железа, в такой мере, насколько возможно, сдерживают количество расходуемого углеродсодержащего восстановителя и тепловой энергии, необходимой для процесса нагревания и восстановления, чтобы эффективно восстанавливать оксид железа с более низкими затратами в промышленном масштабе. Этот документ представляет пример, в котором железную руду, углеродсодержащий материал и связующее средство смешивают друг с другом для получения гранулированных окатышей, имеющих средний диаметр 17 мм, и окатыши нагревают и восстанавливают для получения металлического железа.[0004] The above method for producing iron does not require a large installation, such as a blast furnace, and provides high technological flexibility with respect to, for example, raw materials, since there is no need for the use of coke, and therefore, in recent years, this method has been thoroughly studied for practical needs. . However, this method of producing iron is still associated with many problems that must be solved for use on an industrial scale, including stability, safety, economic efficiency, the quality of granular metallic iron (that is, the final product) and productivity. In terms of these problems, the applicant of the present invention has previously proposed a method disclosed in Patent Document 1. In this method, in which molded articles including a carbon-containing reducing agent and iron oxide are heated and reduced to produce metallic iron, they contain as much as possible an amount of expendable carbon-containing reducing agent and thermal energy necessary for the heating and reduction process to effectively reduce iron oxide with lower costs on an industrial scale. This document provides an example in which iron ore, a carbon-containing material, and a binder are mixed together to form granular pellets having an average diameter of 17 mm, and the pellets are heated and reduced to produce metallic iron.

ДОКУМЕНТ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE PRIOR ART

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТPATENT DOCUMENT

[0005] Патентный Документ 1: Японская нерассмотренная патентная публикация № Н11-241111[0005] Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. H11-241111

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

ПРОБЛЕМА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEM SOLVED BY THE INVENTION

[0006] Согласно вышеуказанному Патентному Документу 1, углеродсодержащий восстановитель примешивают в количестве, рассчитанном на стехиометрическое количество, необходимое для восстановления оксида железа, и на содержание углерода (С), растворенного в образующемся металлическом железе, и температуру нагревания надлежащим образом регулируют, принимая во внимание температуру плавления металлического железа при растворении в нем углерода (С). Таким образом, нагревание и восстановление оксида железа, а также отделение от шлака при плавлении оксида железа может быть эффективно проведено с использованием минимального необходимого количества углеродсодержащего восстановителя при настолько низкой температуре нагревания, насколько возможно. В результате был разработан способ получения металлического железа, более экономичный и вполне реализуемый на практике в промышленном масштабе. Однако для повышения производительности получения гранулированного металлического железа требуется дополнительное увеличение количества гранулированного металлического железа, получаемого с единицы эффективной площади пода печи в единицу времени.[0006] According to the above Patent Document 1, the carbonaceous reducing agent is mixed in an amount calculated on the stoichiometric amount required to reduce iron oxide and on the carbon content (C) dissolved in the metallic iron formed and the heating temperature is suitably adjusted, taking into account the melting point of metallic iron when carbon (C) is dissolved in it. Thus, the heating and reduction of iron oxide, as well as the separation of iron oxide from the slag during melting, can be effectively carried out using the minimum required amount of a carbon-containing reducing agent at as low a heating temperature as possible. As a result, a method for producing metallic iron was developed, which is more economical and quite practicable on an industrial scale. However, to increase the productivity of producing granular metallic iron, an additional increase in the amount of granular metallic iron obtained from a unit of the furnace effective area per unit time is required.

[0007] Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеуказанных обстоятельств, и его цель состоит в создании способа, который дополнительно улучшает способ получения гранулированного металла нагреванием агломератов, содержащих оксид металла и углеродсодержащий восстановитель, и восстановлением и расплавлением оксида металла, входящего в состав агломератов.[0007] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a method that further improves a method for producing granular metal by heating agglomerates containing a metal oxide and a carbon-containing reducing agent, and reducing and melting the metal oxide included in the agglomerates.

РАЗРЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫSOLUTION OF A PROBLEM

[0008] Способ получения гранулированного металла согласно настоящему изобретению отличается тем, что включает стадии, в которых:[0008] A method for producing a granular metal according to the present invention is characterized in that it comprises the steps in which:

подают агломераты, содержащие оксид металла и углеродсодержащий восстановитель, на под восстановительной плавильной печи с подвижным подом;supplying agglomerates containing metal oxide and a carbon-containing reducing agent, under a rolling hearth reduction melting furnace;

нагревают агломераты для восстановления и расплавления оксида металла;agglomerates are heated to reduce and melt the metal oxide;

охлаждают гранулированный металл, полученный на указанной стадии нагревания; иcooling the granular metal obtained in the indicated heating step; and

выгружают охлажденный гранулированный металл из печи для дальнейшего использования,the cooled granular metal is discharged from the furnace for further use,

при этом агломераты, имеющие средний диаметр не менее 17,5 мм, подают на под печи, когда агломераты нагревают при плотности распределения на поде печи не ниже 0,5.while the agglomerates having an average diameter of at least 17.5 mm are fed under the furnace when the agglomerates are heated at a distribution density on the hearth of the furnace of at least 0.5.

[0009] Предпочтительно, чтобы углеродсодержащий материал был распределен на поде печи, и затем агломераты были введены на углеродсодержащий материал с образованием одиночного слоя.[0009] Preferably, the carbonaceous material is distributed on the hearth of the furnace, and then the agglomerates are introduced onto the carbonaceous material to form a single layer.

[0010] В качестве оксида металла используют, например, оксид железа или пыль сталеплавильного производства.[0010] For example, iron oxide or steelmaking dust is used as the metal oxide.

В качестве восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом применяют, например, печь с вращающимся подом.As a reducing melting furnace, such as a moving hearth furnace, for example, a rotary hearth furnace is used.

Предпочтительно, чтобы восстановительная плавильная печь типа печи с подвижным подом включала зону выше по потоку, имеющую температуру, которая установлена на уровне от 1300°С до 1450°С, и зону ниже по потоку с температурой, установленной на уровене от 1400°С до 1550°С.Preferably, the reducing hearth type smelting reduction furnace includes an upstream zone having a temperature set at 1300 ° C to 1450 ° C and a downstream zone with a temperature set at 1400 ° C to 1550 ° C.

И является предпочтительным, что зону ниже по потоку регулируют так, что она имеет более высокую температуру, чем температура зоны выше по потоку в восстановительной плавильной печи с подвижным подом.And it is preferable that the zone downstream is controlled so that it has a higher temperature than the temperature of the zone upstream in a rolling hearth reduction smelting furnace.

ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯEFFECT OF THE INVENTION

[0011] В настоящем изобретении надлежащим образом регулируют средний диаметр агломератов, подаваемых на под печи, и плотность распределения агломератов, нагреваемых на поде печи, чем повышают производительность получения гранулированного металла.[0011] In the present invention, the average diameter of the agglomerates fed to the hearth and the density of the agglomerates heated on the hearth of the stove are appropriately controlled, thereby increasing the productivity of producing granular metal.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0012] ФИГ. 1 представляет вид сверху, схематически показывающий агломераты, распределенные на поде печи.FIG. 1 is a plan view schematically showing agglomerates distributed on the hearth of a furnace.

ФИГ. 2 включает изображения вместо чертежей, которые показывают состояния, где распределены агломераты, имеющие средний диаметр 18,2 мм.FIG. 2 includes images instead of drawings, which show conditions where agglomerates are distributed having an average diameter of 18.2 mm.

ФИГ. 3 представляет график, изображающий взаимосвязь между расстоянием «r» между соседними агломератами и долей площади проекции или плотностью распределения.FIG. 3 is a graph depicting the relationship between the distance “r” between adjacent agglomerates and a fraction of the projected area or distribution density.

ФИГ. 4 представляет график, показывающий взаимосвязь между плотностью распределения и количеством агломератов, подаваемых в печь.FIG. 4 is a graph showing the relationship between the distribution density and the amount of agglomerates fed to the furnace.

ФИГ. 5 представляет график, представляющий взаимосвязь между средним диаметром (Dp) испытуемого материала (то есть, агломератов) и продолжительностью реакции.FIG. 5 is a graph representing the relationship between the average diameter (Dp) of the test material (i.e., agglomerates) and the duration of the reaction.

ФИГ. 6 представляет график, показывающий взаимосвязь между средним диаметром агломератов и коэффициентом производительности в случае, где гранулированное металлическое железо получают из агломератов, распределенных с постоянной плотностью.FIG. 6 is a graph showing the relationship between the average diameter of the agglomerates and the coefficient of performance in the case where granular metallic iron is obtained from agglomerates distributed with constant density.

ФИГ. 7 представляет график, изображающий взаимосвязь между средним диаметром агломератов и коэффициентом производительности в случае, если гранулированное металлическое железо получают из агломератов (то есть, испытуемого материала), отстоящих друг от друга на поде печи на постоянном расстоянии «r».FIG. 7 is a graph depicting the relationship between the average diameter of the agglomerates and the coefficient of performance if granular metallic iron is obtained from agglomerates (that is, the test material) spaced apart from each other on the hearth of the furnace at a constant distance “r”.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[0013] Автор настоящего изобретения провел обстоятельные исследования для усовершенствования способа получения гранулированного металла, в котором на под восстановительной нагревательной печи типа печи с подвижным подом подают и нагревают на нем агломераты, содержащие оксид металла и углеродсодержащий восстановитель, для восстановления и расплавления оксида металла, входящего в состав агломератов. В результате автор настоящего изобретения обнаружил, что производительность получения гранулированного металла может быть повышена тем, что:[0013] The author of the present invention has conducted extensive research to improve the method of producing granular metal, in which, under a reduction heating furnace such as a moving hearth furnace, agglomerates containing metal oxide and a carbon-containing reducing agent are fed and heated thereon to recover and melt the metal oxide included in the composition of agglomerates. As a result, the author of the present invention found that the productivity of producing granular metal can be enhanced by the fact that:

(1) готовят агломераты так, что они имеют средний диаметр не менее 17,5 мм; и(1) prepare the agglomerates so that they have an average diameter of not less than 17.5 mm; and

(2) нагревают агломераты, которые распределены на поде печи с плотностью распределения не ниже 0,5,(2) heating the agglomerates that are distributed on the hearth of the furnace with a distribution density of at least 0.5,

для выполнения настоящего изобретения. Подробности выполнения настоящего изобретения описаны ниже.to carry out the present invention. Details of the implementation of the present invention are described below.

[0014] В вышеуказанном Патентном Документе, когда металлическое железо получают нагреванием и восстановлением формованных изделий, включающих углеродсодержащий восстановитель и оксид железа, в качестве формованных изделий используют окатыши (фактически агломераты), имеющие средний диаметр 17 мм. Обоснование того, почему используют агломераты, имеющие средний диаметр 17 мм, представляется в том, что агломераты более крупного размера потребуют более длительного времени для передачи тепла агломератам на поде печи, приводя к более длительной продолжительности реакции и тем самым к ухудшению производительности получения гранулированного металлического железа.[0014] In the aforementioned Patent Document, when metallic iron is obtained by heating and reducing molded articles including carbon-containing reducing agent and iron oxide, pellets (in fact agglomerates) having an average diameter of 17 mm are used as molded products. The rationale for why agglomerates with an average diameter of 17 mm are used is that larger agglomerates will require a longer time to transfer heat to the agglomerates on the hearth of the furnace, leading to a longer reaction time and thereby a decrease in the productivity of producing granular metallic iron .

[0015] Однако автор настоящего изобретения более подробно исследовал взаимосвязь между размером агломератов и производительностью, чтобы установить новый факт, что производительность получения гранулированного металла может быть более эффективно повышена применением агломератов, имеющих средний диаметр не менее 17,5 мм. Этот вновь обнаруженный факт описан с привлечением ФИГ. 7.[0015] However, the present inventor has examined in more detail the relationship between agglomerate size and productivity in order to establish a new fact that the productivity of producing granular metal can be more effectively improved by using agglomerates having an average diameter of at least 17.5 mm This newly discovered fact is described using FIG. 7.

[0016] ФИГ. 7 представляет график, имеющий отношение к описанному позже примеру, показывающий взаимосвязь между средним диаметром агломератов и коэффициентом производительности. На ФИГ. 7 коэффициент производительности представляет относительное значение производительности, которая принята за 1,00 в случае, где гранулированное металлическое железо получают с использованием агломератов, имеющих средний диаметр 17,5 мм (то есть, 1,75 см). Эта производительность представляет количество гранулированного металлического железа, полученного с единицы эффективной площади пода печи в единицу времени (что более подробно показано позже).FIG. 7 is a graph related to the example described later, showing the relationship between the average diameter of the agglomerates and the coefficient of productivity. In FIG. 7, the performance factor represents the relative value of productivity, which is taken as 1.00 in the case where granular metallic iron is produced using agglomerates having an average diameter of 17.5 mm (i.e., 1.75 cm). This capacity represents the amount of granular metallic iron obtained from a unit of furnace effective area per unit time (as shown in more detail later).

[0017] Как очевидно из ФИГ. 7, коэффициент производительности является более высоким, и производительность получения гранулированного металлического железа улучшается при использовании агломератов, имеющих средний диаметр не менее 17,5 мм (более конкретно, средний диаметр от 17,5 до 32,0 мм), по сравнению с ситуацией применения агломератов, имеющих средний диаметр 16,0 мм (то есть, 1,60 см).[0017] As is apparent from FIG. 7, the productivity coefficient is higher, and the productivity of producing granular metallic iron is improved when using agglomerates having an average diameter of at least 17.5 mm (more specifically, an average diameter of 17.5 to 32.0 mm), compared with the application agglomerates having an average diameter of 16.0 mm (i.e., 1.60 cm).

[0018] ФИГ. 7 на основе результатов разнообразных экспериментов показывает результат периодически повторяемой оценки (то есть, симуляции) взаимосвязи в случаях, где расстояние «r» между соседними агломератами на поде печи выдерживают постоянным (другими словами, когда агломераты распределены на поде печи с различной плотностью распределения). Плотность распределения представляет собой плотность заполнения агломератами, распределенными на единице эффективной площади пода печи, и может быть рассчитана из площади проекции агломератов на под печи (подробности чего приведены далее). ФИГ. 7 показывает результат периодически повторяемой оценки на основе результата, приведенного на ФИГ. 5. Как видно из взаимосвязи между средним диаметром и продолжительностью реакции, показанной на ФИГ. 5, каждое из фактически измеренных значений слегка варьирует. Поэтому прибегали к нормализации взаимосвязи между ними приближением к кривой, которое использовали в периодически повторяемой оценке. Это представляет собой один из подходов в научных анализах.FIG. 7, based on the results of various experiments, shows the result of a periodically repeated assessment (that is, simulation) of the relationship in cases where the distance "r" between adjacent agglomerates on the furnace hearth is kept constant (in other words, when the agglomerates are distributed on the furnace hearth with different distribution densities). The distribution density is the filling density of the agglomerates distributed per unit effective area of the furnace hearth, and can be calculated from the projected area of the agglomerates on the furnace bottom (details of which are given below). FIG. 7 shows the result of a periodically repeated evaluation based on the result shown in FIG. 5. As can be seen from the relationship between the average diameter and the duration of the reaction shown in FIG. 5, each of the actually measured values varies slightly. Therefore, they resorted to normalizing the relationship between them by approaching the curve, which was used in a periodically repeated assessment. This represents one of the approaches in scientific analysis.

[0019] Наиболее важными факторами в оценке производительности получения гранулированного металла являются продолжительность реакции и объем выпуска (иначе говоря, выход продукта). Соответственно этому, для проведения периодически повторяемой оценки выполняют нормализацию именно этих характеристик согласно экспериментальным данным. Следует отметить, что еще одним важным фактором, который влияет на производительность, является кажущаяся плотность агломератов. Однако, как оценено предварительно, агломераты, имеющие диаметр, например, от 16,0 до 32,0 мм, проявляют малые вариации кажущейся плотности в такой мере, насколько агломераты приготовлены с использованием идентичного способа агломерирования, при этом кажущаяся плотность тем самым может рассматриваться по существу как постоянная в обобщенной оценке. Согласно ФИГ. 7, как будет упомянуто со ссылкой на описываемый позже пример, плотность распределения агломератов возрастает по мере увеличения среднего диаметра агломератов (смотри ниже Таблицу 6). Поэтому из ФИГ. 7 понятно, что производительность получения гранулированного металлического железа может быть повышена с помощью надлежащего регулирования плотности распределения, а также регулирования среднего диаметра агломератов. Следовательно, настоящее изобретение четко показывает, что производительность получения гранулированного металлического железа может быть повышена регулированием плотности распределения, а также среднего диаметра агломератов.[0019] The most important factors in evaluating the productivity of producing granular metal are the duration of the reaction and the volume of output (in other words, the yield of the product). Accordingly, to conduct periodically repeated evaluations, it is these characteristics that are normalized according to experimental data. It should be noted that another important factor that affects productivity is the apparent density of agglomerates. However, as previously estimated, agglomerates having a diameter of, for example, from 16.0 to 32.0 mm, show small variations in apparent density to the extent that the agglomerates are prepared using the same agglomeration method, while the apparent density can thus be considered from essence as a constant in a generalized assessment. According to FIG. 7, as will be mentioned with reference to the example described later, the distribution density of the agglomerates increases as the average diameter of the agglomerates increases (see Table 6 below). Therefore, from FIG. 7 it is understood that the production rate of granular metallic iron can be improved by appropriately adjusting the distribution density, as well as adjusting the average diameter of the agglomerates. Therefore, the present invention clearly shows that the productivity of producing granular metallic iron can be improved by adjusting the distribution density, as well as the average diameter of the agglomerates.

[0020] Ниже подробно описан способ получения согласно настоящему изобретению.[0020] The production method according to the present invention is described in detail below.

[0021] В настоящем изобретении готовят агломераты, имеющие средний диаметр не менее 17,5 мм.[0021] In the present invention, agglomerates are prepared having an average diameter of at least 17.5 mm.

[0022] Агломераты получают в стадии, в которой проводят агломерирование смеси, содержащей оксид металла и углеродсодержащий восстановитель. Оксид металла может представлять собой материал, содержащий оксид железа, хромсодержащую руду, никельсодержащую руду или тому подобное. В частности, в качестве содержащего оксид железа материала может быть использована железная руда, железистый песчаник, пыль сталеплавильного производства, остатки от выплавки цветных металлов, отходы сталеплавильного производства или тому подобные. Углеродсодержащий восстановитель может представлять собой углеродсодержащий материал, такой как уголь или кокс.[0022] Agglomerates are prepared in a step in which an agglomeration of a mixture comprising a metal oxide and a carbon-containing reducing agent is carried out. The metal oxide may be a material containing iron oxide, chromium ore, nickel ore, or the like. In particular, iron ore, ferruginous sandstone, dust from steelmaking, residues from non-ferrous metal smelting, waste from steelmaking or the like can be used as the material containing iron oxide. The carbonaceous reducing agent may be a carbonaceous material, such as coal or coke.

[0023] Смесь может быть приготовлена смешением с дополнительным компонентом, таким как связующее средство, содержащим MgO материал, или содержащим СаО материал. Связующим средством может быть полисахарид (например, крахмал, такой как мука). Содержащий MgO материал может быть порошкообразным MgO, извлекаемым из природной руды, морской воды или тому подобного, карбонатом магния (то есть, MgCO₃) или тому подобным. Содержащим СаО материалом может быть негашеная известь (то есть, СаО), известняк (то есть, состоящий главным образом из СаСО₃) или тому подобное.[0023] The mixture may be prepared by mixing with an additional component, such as a binder, containing MgO material, or containing CaO material. The binder may be a polysaccharide (e.g., starch, such as flour). The MgO-containing material may be powdered MgO recoverable from natural ore, seawater or the like, magnesium carbonate (i.e., MgCO ₃ ) or the like. The CaO containing material may be quicklime (i.e., CaO), limestone (i.e., consisting mainly of CaCO ₃ ), or the like.

[0024] Агломераты готовят имеющими средний диаметр не менее 17,5 мм. Если средний диаметр агломератов является меньшим, то время, необходимое для теплопередачи в печи, в основном сокращается, вследствие чего также укорачивается продолжительность реакции. Однако, когда средний диаметр агломератов является малым, становится затруднительным равномерное распределение агломератов на углеродсодержащем материале, уложенном на под печи. Более того, неизбежно уменьшаются диаметр частиц и единичная масса гранулированного металла, когда такой гранулированный металл получают нагреванием агломератов. Столь мелкий гранулированный металл, полученный в указанной стадии нагревания, требует обращения с ним с особой осторожностью, что приводит к осложнениям при подаче гранулированного металла в плавильный агрегат, такой как электрическая печь или конвертер. Кроме того, мелкозернистый гранулированный металл не является предпочтительным в отношении характеристик плавления. Поэтому в настоящем изобретении используют агломераты, имеющие средний диаметр не менее 17,5 мм. Средний диаметр агломератов предпочтительно составляет не менее 18,5 мм, более предпочтительно не менее 19,5 мм и дополнительно предпочтительно не менее 20 мм. Для среднего диаметра агломератов нет конкретного верхнего предела. Тем не менее такие агломераты, имеющие средний диаметр более 32 мм, требуют слишком длительного времени для теплопередачи в печи, что имеет результатом более длительную продолжительность реакции и ухудшение производительности. В дополнение, при увеличенном среднем диаметре агломератов проявляется тенденция к ухудшению эффективности гранулирования. Поэтому предпочтительно готовят агломераты, имеющие средний диаметр не более 31 мм. Средний диаметр агломератов наиболее предпочтительно составляет не более 28 мм.[0024] Agglomerates are prepared having an average diameter of at least 17.5 mm. If the average diameter of the agglomerates is smaller, then the time required for heat transfer in the furnace is mainly reduced, as a result of which the reaction time is also shortened. However, when the average diameter of the agglomerates is small, it becomes difficult to evenly distribute the agglomerates on the carbon-containing material laid on under the furnace. Moreover, the particle diameter and unit mass of the granular metal will inevitably decrease when such a granular metal is obtained by heating agglomerates. Such a small granular metal obtained in the indicated heating step requires special care with it, which leads to complications when feeding the granular metal to a melting unit, such as an electric furnace or converter. In addition, a fine-grained granular metal is not preferred with respect to melting characteristics. Therefore, agglomerates having an average diameter of at least 17.5 mm are used in the present invention. The average diameter of the agglomerates is preferably at least 18.5 mm, more preferably at least 19.5 mm and further preferably at least 20 mm. There is no specific upper limit for the average diameter of the agglomerates. However, such agglomerates having an average diameter of more than 32 mm require too long a heat transfer in the furnace, which results in a longer reaction time and poor performance. In addition, with an increased average diameter of the agglomerates, there is a tendency to deteriorate the efficiency of granulation. Therefore, agglomerates having an average diameter of not more than 31 mm are preferably prepared. The average diameter of the agglomerates is most preferably not more than 28 mm.

[0025] Нет конкретного ограничения для формы агломератов, которые могут быть в форме окатышей, брикетов или тому подобных.[0025] There is no particular restriction on the shape of the agglomerates, which may be in the form of pellets, briquettes or the like.

[0026] Для определения диаметра каждого из агломератов более длинный диаметр агломерата и более короткий диаметр его по направлению, которое перпендикулярно более длинному диаметру, измеряют с использованием штангенциркуля, и эти более длинные и более короткие диаметры усредняют [диаметр=(более длинный диаметр+более короткий диаметр)/2]. Средний диаметр агломератов получают измерением и усреднением диаметров по меньшей мере 20 частиц с использованием штангенциркуля. В случае, где средний диаметр агломератов равен α мм, диаметры (абсолютные значения) агломератов предпочтительно распределяются в диапазоне α±5 мм.[0026] To determine the diameter of each of the agglomerates, the longer diameter of the agglomerate and its shorter diameter in a direction that is perpendicular to the longer diameter is measured using a caliper, and these longer and shorter diameters are averaged [diameter = (longer diameter + more short diameter) / 2]. The average diameter of the agglomerates is obtained by measuring and averaging the diameters of at least 20 particles using a caliper. In the case where the average diameter of the agglomerates is equal to α mm, the diameters (absolute values) of the agglomerates are preferably distributed in the range of α ± 5 mm.

[0027] В настоящем изобретении важно нагревать агломераты, имеющие средний диаметр не менее 17,5 мм, которые распределены на поде печи с плотностью не менее 0,5 на поде печи. Как правило, считается, что агломераты, имеющие увеличенный средний диаметр, ухудшают производительность. Однако в настоящем изобретении четко показан исключительно важный факт, противоречащий традиционным общим представлениям, что будет подтверждено в нижеприведенных примерах. То есть производительность повышается в случае, если агломераты, имеющие средний диаметр не менее 17,5 мм, нагревают при плотности распределения на поде печи не ниже 0,5. Однако, если плотность распределения агломератов составляет менее 0,5, плотность агломератов, распределенных на единице эффективной площади пода печи, слишком мала. В этом случае количество образующегося гранулированного металла сокращается в целом, даже если диаметр частиц возрастает до величины не менее 17,5 мм, что ведет к неудаче в попытке повышения производительности. Соответственно этому агломераты должны быть распределены с плотностью не ниже 0,5. Плотность распределения желательно устанавливать настолько высокой, насколько возможно, и предпочтительно не ниже 0,6. Нет конкретного верхнего предела плотности распределения агломератов. Однако, если агломераты подают с плотностью распределения более 0,8, такие агломераты могут укладываться двумя или более слоями. В этом случае становится затруднительным равномерное нагревание агломератов, что приводит к усложнению в получении высококачественного гранулированного железа. Поэтому плотность распределения агломератов предпочтительно устанавливают на верхнем предельном значении 0,8 и более предпочтительно не более 0,7.[0027] In the present invention, it is important to heat the agglomerates having an average diameter of at least 17.5 mm, which are distributed on the hearth of the furnace with a density of at least 0.5 on the hearth of the furnace. As a rule, it is believed that agglomerates having an increased average diameter degrade performance. However, the present invention clearly shows an extremely important fact that contradicts traditional general concepts, which will be confirmed in the examples below. That is, productivity increases if agglomerates having an average diameter of at least 17.5 mm are heated with a distribution density on the hearth of the furnace not lower than 0.5. However, if the distribution density of the agglomerates is less than 0.5, the density of the agglomerates distributed per unit effective area of the furnace hearth is too low. In this case, the amount of granular metal formed is reduced as a whole, even if the particle diameter increases to a value of at least 17.5 mm, which leads to failure in an attempt to increase productivity. Accordingly, the agglomerates must be distributed with a density of at least 0.5. It is desirable to set the distribution density as high as possible, and preferably not lower than 0.6. There is no specific upper limit on the distribution density of agglomerates. However, if agglomerates are fed with a distribution density of more than 0.8, such agglomerates can be stacked in two or more layers. In this case, it becomes difficult to uniformly heat the agglomerates, which leads to a complication in obtaining high-quality granular iron. Therefore, the distribution density of the agglomerates is preferably set to an upper limit value of 0.8, and more preferably not more than 0.7.

[0028] Плотность распределения агломератов подробно описана ниже. Плотность распределения агломератов рассчитывают из доли площади проекции агломератов, распределенных на поде печи, относительно пода печи. Ниже описан метод расчета плотности распределения со ссылкой на ФИГ.1.[0028] The distribution density of the agglomerates is described in detail below. The distribution density of the agglomerates is calculated from the fraction of the projection area of the agglomerates distributed on the hearth of the furnace relative to the hearth of the furnace. The following describes the method of calculating the distribution density with reference to FIG. 1.

[0029] ФИГ. 1 представляет горизонтальную проекцию, схематически показывающую агломераты, распределенные на поде печи. Доля площади проекции агломератов на под печи может быть рассчитана по уравнению (1).FIG. 1 is a horizontal view schematically showing agglomerates distributed on the hearth of a furnace. The proportion of the projected area of the agglomerates on the under furnace can be calculated by equation (1).

Доля площади проекции (%)=[площадь проекции всех агломератов на под печи/эффективная площадь пода печи]×100...(1)The proportion of the projection area (%) = [projection area of all agglomerates on the underneath of the furnace / effective area of the underside of the furnace] × 100 ... (1)

[0030] Агломераты предполагаются имеющими идеально сферическую форму, и средний диаметр агломератов и расстояние между соседними агломератами выражены символами «Dp» и «r», соответственно, доля площади проекции агломератов на под печи может быть рассчитана по следующему уравнению (2):[0030] Agglomerates are supposed to have a perfectly spherical shape, and the average diameter of the agglomerates and the distance between adjacent agglomerates are expressed by the symbols “Dp” and “r”, respectively, the fraction of the projection area of the agglomerates on the underneath of the furnace can be calculated using the following equation (2):

Доля площади проекции (%)=π×(Dp)²/4/{(Dp+r)×(Dp+r)×3^0,5/2}×100 (%)...(2)Projection area ratio (%) = π × (Dp ) ^2/4 / {(Dp + r) × (Dp + r) × 3 ^0.5 / 2} × 100 (%) ... (2)

[0031] В случае, где расстояние «r» между соседними агломератами установлено на 0, доля площади проекции имеет максимальное значение, и максимальная доля площади проекции имеет постоянное значение (то есть, 90,69%). При допущении, что максимальная доля площади проекции равна 1, в настоящем изобретении в качестве плотности распределения определено относительное значение доли площади проекции, которую рассчитывают в соответствии с уравнением (2) из среднего диаметра Dp агломератов и расстояния «r» между соседними агломератами.[0031] In the case where the distance “r” between adjacent agglomerates is set to 0, the fraction of the projection area has a maximum value, and the maximum fraction of the projection area has a constant value (ie, 90.69%). Assuming that the maximum proportion of the projection area is 1, in the present invention, the relative value of the proportion of the projection area, which is calculated in accordance with equation (2) from the average diameter Dp of the agglomerates and the distance "r" between adjacent agglomerates, is determined as the distribution density.

[0032] Чтобы более подробно описать реальные случаи плотности распределения, ФИГ. 2 показывает состояния, где агломераты, имеющие средний диаметр 18,2 мм, распределены в контейнерах, каждый из которых имеет форму плоской квадратной пластины со стороной приблизительно 61 см.[0032] To describe in more detail real cases of distribution density, FIG. 2 shows states where agglomerates having an average diameter of 18.2 mm are distributed in containers, each of which has the shape of a flat square plate with a side of approximately 61 cm.

[0033] Ситуация (а) на ФИГ. 2 показывает пример заполнения контейнера агломератами с навеской 9,3 кг на единицу площади 1 м², и в этом случае плотность распределения равна 0,4. Теоретическая степень заполнения агломератами при плотности распределения 0,4 соответствует навеске в 9,33 кг на единицу площади 1 м². Поэтому было обнаружено, что степень заполнения и плотность распределения в Ситуации (а) по существу равна теоретическим значениям.[0033] The situation (a) in FIG. 2 shows an example of filling a container with agglomerates with a weight of 9.3 kg per unit area of 1 m ² , in which case the distribution density is 0.4. The theoretical degree of filling with agglomerates at a distribution density of 0.4 corresponds to a weight of 9.33 kg per unit area of 1 m ² . Therefore, it was found that the degree of filling and distribution density in Case (a) is essentially equal to the theoretical values.

[0034] Ситуация (b) в ФИГ. 2 показывает пример заполнения контейнера агломератами с навеской 13,9 кг на единицу площади 1 м², и в этом случае плотность распределения равна 0,6. Теоретическая степень заполнения агломератами при плотности распределения 0,6 соответствует навеске в 14,0 кг на единицу площади 1 м². Поэтому было обнаружено, что степень заполнения и плотность распределения в Ситуации (b) по существу равна теоретическим значениям.[0034] The situation (b) in FIG. 2 shows an example of filling a container with agglomerates with a weight of 13.9 kg per unit area of 1 m ² , in which case the distribution density is 0.6. The theoretical degree of filling with agglomerates at a distribution density of 0.6 corresponds to a weight of 14.0 kg per unit area of 1 m ² . Therefore, it was found that the degree of filling and distribution density in Case (b) is essentially equal to the theoretical values.

[0035] Ситуация (с) на ФИГ. 2 показывает пример заполнения контейнера агломератами с навеской 18,5 кг на единицу площади 1 м², в этом случае плотность распределения равна 0,8. Теоретическая степень заполнения агломератами при плотности распределения 0,8 соответствует навеске в 18,66 кг на единицу площади 1 м². Поэтому было обнаружено, что степень заполнения и плотность распределения в Ситуации (с) по существу равна теоретическим значениям.[0035] The situation (s) in FIG. 2 shows an example of filling a container with agglomerates with a weight of 18.5 kg per unit area of 1 m ² , in this case, the distribution density is 0.8. The theoretical degree of filling with agglomerates at a distribution density of 0.8 corresponds to a weight of 18.66 kg per unit area of 1 m ² . Therefore, it was found that the degree of filling and distribution density in Case (c) is essentially equal to the theoretical values.

[0036] Ситуация (d) на ФИГ. 2 показывает пример заполнения контейнера агломератами с навеской 23,2 кг на единицу площади 1 м², и в этом случае плотность распределения равна 1,0. Теоретическая степень заполнения агломератами при плотности распределения 1,0 соответствует навеске в 23,33 кг на единицу площади 1 м². Поэтому было обнаружено, что степень заполнения и плотность распределения в Ситуации (d) по существу равна теоретическим значениям.[0036] The situation (d) in FIG. 2 shows an example of filling a container with agglomerates with a 23.2 kg sample per unit area of 1 m ² , in which case the distribution density is 1.0. The theoretical degree of agglomerate filling at a distribution density of 1.0 corresponds to a weighed 23.33 kg per unit area of 1 m ² . Therefore, it was found that the degree of filling and distribution density in Case (d) is essentially equal to the theoretical values.

[0037] Распределение агломератов на реальном поде печи с плотностью распределения 1,0, как показано в Ситуации (d) в ФИГ. 2, является довольно затруднительным. В реальной ситуации, где агломераты подают в печь в количестве, которое соответствует плотности распределения, равной 1,0, это вызывает еще одну проблему, такую как перекрытие загруженных агломератов один поверх другого. Чтобы подавать агломераты в печь так, чтобы они не перекрывали друг друга, в результате разнообразных экспериментов было выяснено, что верхний предел плотности распределения предпочтительно был установлен приблизительно на 0,8, как показано в Ситуации (с) в ФИГ. 2.[0037] The distribution of agglomerates on a real furnace hearth with a distribution density of 1.0, as shown in Situation (d) in FIG. 2, is quite difficult. In a real situation where the agglomerates are fed into the furnace in an amount that corresponds to a distribution density of 1.0, this causes yet another problem, such as overlapping the loaded agglomerates on top of each other. In order to feed the agglomerates into the furnace so that they did not overlap each other, as a result of various experiments, it was found that the upper limit of the distribution density was preferably set to approximately 0.8, as shown in Situation (c) in FIG. 2.

[0038] С другой стороны, как показано в Ситуации (а) в ФИГ. 2, плотность распределения, равная 0,4, обусловливает большое число промежутков на поде печи, что предельно ухудшает производительность. Таким образом, подходящий нижний предел плотности распределения будет составлять приблизительно 0,5, что представляет собой значение, промежуточное между величинами в Ситуации (а) и в Ситуации (b) в ФИГ. 2.[0038] On the other hand, as shown in Situation (a) in FIG. 2, a distribution density of 0.4 causes a large number of gaps in the hearth of the furnace, which ultimately degrades performance. Thus, a suitable lower limit of the distribution density will be approximately 0.5, which is a value intermediate between the values in Case (a) and in Case (b) in FIG. 2.

[0039] ФИГ. 3 показывает взаимосвязь между расстоянием «r» среди соседних агломератов и долей площади проекции или плотностью распределения. В ФИГ. 3 маркировками «●» обозначены результаты для доли площади проекции, тогда как маркировками «□» обозначены результаты для плотностей распределения. Как очевидно из ФИГ. 3, когда расстояние «r» между соседними агломератами увеличивается, то как доля площади проекции, так и плотность распределения агломератов сокращаются. Проявляется подходящая корреляция между долей площади проекции и плотностью распределения относительно расстояния «r» между соседними агломератами.FIG. 3 shows the relationship between the distance “r” among adjacent agglomerates and a fraction of the projection area or distribution density. In FIG. 3 markings “●” indicate the results for the fraction of the projection area, while markings “□” indicate the results for the distribution densities. As is apparent from FIG. 3, when the distance “r” between adjacent agglomerates increases, then both the fraction of the projection area and the distribution density of the agglomerates are reduced. A suitable correlation is shown between the fraction of the projection area and the distribution density with respect to the distance “r” between adjacent agglomerates.

[0040] ФИГ. 4 показывает взаимосвязь между плотностью распределения и количеством агломератов, подаваемых в печь, в случае, если средний диаметр агломератов изменяется в диапазоне от 14,0 до 32,0 мм. Количество подаваемых агломератов обозначено массой подаваемых агломератов относительно эффективной площади пода печи.FIG. 4 shows the relationship between the distribution density and the amount of agglomerates fed to the furnace, in case the average diameter of the agglomerates varies from 14.0 to 32.0 mm. The amount of agglomerates supplied is indicated by the mass of agglomerates supplied relative to the effective area of the furnace feed.

[0041] На ФИГ. 4 прямая линия, соединяющая точку (А) и точку (В), обозначает диапазон вариации количества агломератов, подаваемых в печь, в случае, если агломераты имеют средний диаметр не менее 17,5 мм и распределены с плотностью 0,5. Прямая линия, соединяющая точку (С) и точку (D), обозначает диапазон количества агломератов, подаваемых в печь, в случае, если агломераты имеют средний диаметр не менее 17,5 мм и распределены с плотностью 0,8. Как можно видеть из ФИГ. 4, средний диаметр агломератов и количество агломератов, подаваемых в печь (то есть, масса подаваемых агломератов на эффективную площадь пода печи), могут быть отрегулированы для контроля плотности распределения агломератов на поде печи на уровне не менее 0,5.[0041] FIG. 4, the straight line connecting point (A) and point (B) denotes the range of variation in the number of agglomerates fed into the furnace, in case the agglomerates have an average diameter of at least 17.5 mm and are distributed with a density of 0.5. A straight line connecting point (C) and point (D) denotes the range of the number of agglomerates fed into the furnace, if the agglomerates have an average diameter of at least 17.5 mm and are distributed with a density of 0.8. As can be seen from FIG. 4, the average diameter of the agglomerates and the amount of agglomerates fed into the furnace (i.e., the mass of agglomerates fed to the effective area of the furnace hearth) can be adjusted to control the density of distribution of agglomerates on the hearth of the furnace at least 0.5.

[0042] Агломераты нагревают в восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом для восстановления и расплавления оксида металла в агломератах, чтобы получить гранулированный металл. Восстановительная плавильная печь типа печи с подвижным подом и условия нагревания в печи не являются конкретно ограниченными в настоящем изобретении и могут быть использованы известные условия.[0042] The agglomerates are heated in a reduction furnace such as a moving hearth furnace to reduce and melt the metal oxide in the agglomerates to obtain a granular metal. A reducing hearth type smelting reduction furnace and furnace heating conditions are not particularly limited in the present invention, and known conditions can be used.

[0043] В качестве вышеуказанной восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом может быть применена, например, печь с вращающимся подом. В отношении ширины пода восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом конкретного ограничения нет. Согласно настоящему изобретению можно повысить производительность получения гранулированного металла в экономически благоприятных условиях при использовании реальной установки, имеющей ширину пода не менее 4 м.[0043] As the foregoing reduction melting furnace, such as a moving hearth furnace, for example, a rotary hearth furnace can be used. There is no particular limitation on the hearth width of a reduction smelting furnace such as a moving hearth furnace. According to the present invention, it is possible to increase the productivity of producing granular metal in economically favorable conditions by using a real installation having a hearth width of at least 4 m.

[0044] Предпочтительным является распределение углеродсодержащего материала (далее также называемого подстилающим материалом) на поде печи, и затем подача агломератов на углеродсодержащий материал таким образом, что агломераты загружают с образованием одиночного слоя на слое углеродсодержащего материала. Подстилающий слой служит в качестве источника углерода в случае, где количество углерода, включенного в агломераты, является недостаточным, и также служит в качестве материала для защиты пода печи.[0044] It is preferable to distribute the carbon-containing material (hereinafter also referred to as the bedding material) on the hearth of the furnace, and then supply the agglomerates to the carbon-containing material so that the agglomerates are loaded to form a single layer on the layer of the carbon-containing material. The underlying layer serves as a carbon source in the case where the amount of carbon included in the agglomerates is insufficient, and also serves as a material for protecting the furnace hearth.

[0045] Хотя нет конкретного ограничения для толщины подстилающего материала, толщина предпочтительно составляет не менее 3 мм. Более конкретно, в случае, если фактически используют восстановительную плавильную печь типа печи с подвижным подом, ширина пода будет составлять несколько метров. Соответственно этому затруднительно равномерно распределить подстилающий материал по направлению ширины, и этим могут быть обусловлены вариации толщины от около 2 до 8 мм. Предпочтительным является такое распределение подстилающего материала, что он имеет толщину не менее 3 мм, чтобы обеспечить отсутствие участков пода печи, не покрытых подстилающим материалом. Толщина подстилающего материала более предпочтительно составляет не менее 5 мм и дополнительно предпочтительно не менее 10 мм. Поскольку в настоящем изобретении используются особенно крупные агломераты, такие агломераты вряд ли будут утоплены даже в подстилающем материале, имеющем большую толщину, и эффективность восстановления едва ли будет ухудшена. Более конкретно, подстилающий материал, имеющий увеличенную толщину, является особенно эффективным в случае применения агломератов, которые имеют средний диаметр не менее 20 мм. Также нет конкретного ограничения для верхнего предела толщины подстилающего материала. Однако, если толщина подстилающего материала составляет больше 30 мм, агломераты могут целиком погружаться в подстилающий материал даже в настоящем изобретении, что может подавлять подведение тепла к агломератам и тем самым ухудшать эффективность восстановления. В результате этого вероятно деформирование гранулированного металла или его внутреннего качества. Поэтому толщина подстилающего материала предпочтительно составляет не более 30 мм, более предпочтительно не более 20 мм и наиболее предпочтительно не более 15 мм.[0045] Although there is no particular restriction on the thickness of the underlying material, the thickness is preferably at least 3 mm. More specifically, in the case where a reduction furnace such as a moving hearth furnace is actually used, the hearth width will be several meters. Accordingly, it is difficult to evenly distribute the underlying material in the width direction, and this may be due to thickness variations from about 2 to 8 mm. It is preferable that the distribution of the underlying material is such that it has a thickness of at least 3 mm to ensure that there are no hearth sections not covered by the underlying material. The thickness of the underlying material is more preferably at least 5 mm and further preferably at least 10 mm. Since particularly large agglomerates are used in the present invention, such agglomerates are unlikely to be recessed even in the underlying material having a greater thickness, and the recovery efficiency is unlikely to be impaired. More specifically, a bedding material having an increased thickness is particularly effective when using agglomerates that have an average diameter of at least 20 mm. There is also no particular restriction on the upper limit of the thickness of the underlying material. However, if the thickness of the underlying material is more than 30 mm, the agglomerates can be completely immersed in the underlying material even in the present invention, which can suppress the supply of heat to the agglomerates and thereby degrade the recovery efficiency. As a result of this, deformation of the granular metal or its internal quality is likely. Therefore, the thickness of the underlying material is preferably not more than 30 mm, more preferably not more than 20 mm, and most preferably not more than 15 mm.

[0046] Углеродсодержащий материал, используемый в качестве подстилающего материала, может быть выбран из материалов, примеры которых приведены в отношении углеродсодержащего восстановителя. Углеродсодержащий материал желательно имеет диаметр частиц, например, не более 3,0 мм. Если диаметр частиц углеродсодержащего материала составляет более 3,0 мм, расплавленный шлак может стекать вниз через промежутки в углеродсодержащем материале и достигать поверхности пода печи, и разъедать под печи. Диаметр частиц углеродсодержащего материала более предпочтительно составляет не больше 2,0 мм. Однако, если в углеродсодержащем материале слишком велика доля частиц, имеющих диаметр меньше 0,5 мм, агломераты будут погружаться в подстилающий материал, обусловливая снижение эффективности нагревания, а также производительности получения гранулированного металла, что не является предпочтительным.[0046] The carbonaceous material used as the underlying material may be selected from materials, examples of which are given with respect to a carbonaceous reducing agent. The carbonaceous material desirably has a particle diameter of, for example, not more than 3.0 mm. If the particle diameter of the carbon-containing material is more than 3.0 mm, the molten slag can flow down through the gaps in the carbon-containing material and reach the surface of the furnace hearth, and corrode under the furnace. The particle diameter of the carbon-containing material is more preferably not more than 2.0 mm. However, if the fraction of particles having a diameter of less than 0.5 mm is too large in the carbon-containing material, the agglomerates will be immersed in the underlying material, causing a decrease in the heating efficiency and also the productivity of producing granular metal, which is not preferred.

[0047] Агломераты предпочтительно подают на под печи так, чтобы сформировать одиночный слой поверх подстилающего материала, который распределен на поде печи. Одним общим принципом повышения количества производимого гранулированного металлического железа было бы увеличение количества агломератов, подаваемых в печь. В таком случае, при увеличении количества подаваемых агломератов, агломераты наслаиваются в два или более слоев на поде печи. В этом случае верхние агломераты получают от пространства печи количество тепла, достаточное для восстановления и расплавления, тогда как к нижним агломератам достаточное количество тепла не поступает, что скорее всего обусловит остаточные невосстановленные части. Если расплавленное железо, образованное только из восстановленных и расплавленных верхних агломератов, объединяется с нижним нерасплавленным и невосстановленным железом и тому подобным, то невозможно получить гранулированное металлическое железо с высоким качеством. Поэтому, чтобы обеспечивать надежное достижение восстановления в твердом состоянии, а также науглероживание и расплавление внутри печи, как в настоящем изобретении, желательно подавать агломераты на под печи так, чтобы формировать по существу одиночный слой.[0047] The agglomerates are preferably fed onto the underneath of the furnace so as to form a single layer on top of the underlying material that is distributed on the bottom of the furnace. One general principle for increasing the amount of produced granular metallic iron would be to increase the amount of agglomerates fed to the furnace. In this case, with an increase in the amount of agglomerates supplied, the agglomerates are layered in two or more layers on the hearth of the furnace. In this case, the upper agglomerates receive from the furnace space an amount of heat sufficient for reduction and melting, while a sufficient amount of heat does not reach the lower agglomerates, which is likely to cause residual unreduced parts. If molten iron formed only from reduced and molten upper agglomerates is combined with lower unmelted and unreduced iron and the like, it is impossible to obtain granular metallic iron with high quality. Therefore, in order to reliably achieve solid state reduction as well as carburizing and melting inside the furnace, as in the present invention, it is desirable to feed the agglomerates onto the under the furnace so as to form a substantially single layer.

[0048] При подаче агломератов на под печи таким образом, чтобы сформировать одиночный слой, может быть использовано устройство для разравнивания окатышей, чтобы регулировать распределение агломератов на поде печи так, что агломераты равномерно распределяются по эффективной площади пода в направлении его ширины, прежде чем агломераты, введенные в печь, поступят в зону термической реакции.[0048] When feeding the agglomerates on the underneath of the furnace so as to form a single layer, a pellet leveling device can be used to control the distribution of agglomerates on the hearth of the furnace so that the agglomerates are evenly distributed over the effective area of the hearth in the direction of its width before the agglomerates introduced into the furnace will enter the thermal reaction zone.

[0049] В случае, где агломераты нагревают в восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом для восстановления и расплавления оксида металла, входящего в состав агломератов, возможно применение обычных условий нагревания. Более конкретно, агломераты подают на под печи, восстанавливают в твердом состоянии при предварительно заданной температуре и далее непрерывно нагревают до расплавления так, чтобы получить образовавшийся шлак (то есть, оксид), включающий загрязняющие примеси, и гранулированное металлическое железо. Агломераты на поде печи получают тепло от горящего пламени многочисленных горелок, установленных в верхней части печи (например, на потолке) или на боковой стенке, или теплоту излучения от огнеупорного материала в печи, который нагрет до высокой температуры. Полученное тепло передается от периферических частей к внутренним частям агломератов для протекания реакции в твердом состоянии.[0049] In the case where the agglomerates are heated in a reduction furnace such as a moving hearth furnace to recover and melt the metal oxide included in the agglomerates, the usual heating conditions may be used. More specifically, the agglomerates are fed under a furnace, reduced to a solid state at a predetermined temperature, and then continuously heated until melted so as to obtain a slag (i.e., oxide) including contaminants and granular metallic iron. Agglomerates on the bottom of the furnace receive heat from the burning flame of numerous burners installed in the upper part of the furnace (for example, on the ceiling) or on the side wall, or the heat of radiation from the refractory material in the furnace, which is heated to a high temperature. The resulting heat is transferred from the peripheral parts to the internal parts of the agglomerates for the reaction to proceed in the solid state.

[0050] В зоне выше по потоку в печи реакция восстановления развивается в то время, как агломераты выдерживаются в твердом состоянии. В зоне ниже по потоку в печи микроскопические частицы восстановленного железа в агломератах, которые уже были восстановлены в твердом состоянии, науглероживаются и затем подвергаются коалесценции друг с другом в процессе расплавления с образованием гранулированного металлического железа, в то же время отделяясь от загрязняющих примесей (то есть, компонентов шлака) в агломератах.[0050] In the upstream zone of the furnace, a reduction reaction develops while the agglomerates are held in a solid state. In the zone downstream of the furnace, the microscopic particles of reduced iron in the agglomerates that have already been reduced in the solid state are carbonized and then coalescence with each other during the melting process to form granular metallic iron, while at the same time being separated from contaminants (i.e. , components of slag) in agglomerates.

[0051] Температуру в зоне выше по потоку в печи предпочтительно регулируют на уровень приблизительно от 1300°С до 1450°С, чтобы инициировать восстановление оксида железа в агломератах в твердом состоянии. Температуру в зоне ниже по потоку в печи предпочтительно регулируют на величину приблизительно от 1400°С до 1550°С, чтобы обеспечить науглероживание, расплавление и коалесценцию восстановленного железа в агломератах. Если печь нагревают до температуры выше 1550°С, то к агломератам подводится избыточное тепло, превышая скорость теплопередачи внутрь агломератов. В этом случае агломераты частично расплавляются, прежде чем будут полностью восстановлены в твердом состоянии. В результате этого реакция развивается быстрее, переходя в реакцию восстановления в расплавленном состоянии, которая обусловливает аномальное образование шлака.[0051] The temperature in the upstream zone of the furnace is preferably adjusted to a level of about 1300 ° C to 1450 ° C to initiate the reduction of iron oxide in the agglomerates in the solid state. The temperature in the downstream zone of the furnace is preferably controlled to be approximately 1400 ° C. to 1550 ° C. to provide carburization, melting and coalescence of the reduced iron in the agglomerates. If the furnace is heated to a temperature above 1550 ° C, then excess heat is supplied to the agglomerates, exceeding the rate of heat transfer into the agglomerates. In this case, the agglomerates are partially melted before they are completely restored in the solid state. As a result of this, the reaction develops faster, passing into the reaction of reduction in the molten state, which causes an abnormal formation of slag.

[0052] Зона ниже по потоку в печи может быть отрегулирована на более высокую температуру, чем температура в зоне выше по потоку в печи.[0052] The downstream zone in the furnace can be adjusted to a higher temperature than the temperature in the upstream zone in the furnace.

[0053] В настоящем изобретении производительность в ситуации, если агломераты нагревают до восстановления и расплавления оксида металла для получения гранулированного металла, оценивают по объему выпуска (тонн) гранулированного металла с единицы эффективной площади (м²) пода печи в единицу времени (время), как выражено нижеприведенным уравнением (3).[0053] In the present invention, the performance in a situation where the agglomerates are heated to recover and melt the metal oxide to obtain granular metal is estimated by the volume of output (tons) of granular metal from the unit effective area (m ² ) of the furnace hearth per unit time (time), as expressed by equation (3) below.

Производительность (тонн/м²/время)=количество полученного гранулированного металла (тонн гранулированного металла/время)/эффективная площадь пода печи (м²)...(3)Productivity (tons / m ² / time) = amount of granular metal obtained (tons of granular metal / time) / effective furnace hearth (m ² ) ... (3)

[0054] В уравнении (3) количество полученного гранулированного металла (тонн гранулированного металла/время) выражено нижеприведенным уравнением (4).[0054] In equation (3), the amount of granular metal obtained (tons of granular metal / time) is expressed by equation (4) below.

Количество полученного гранулированного металла (тонн гранулированного металла/время)=количество загруженных агломератов (тонн агломератов/время) × масса гранулированного металла, полученного из 1 тонны агломератов (тонн гранулированного металла/тонн агломератов) × выход продукта...(4)The amount of granular metal obtained (tons of granular metal / time) = the number of loaded agglomerates (tons of agglomerates / time) × the mass of granular metal obtained from 1 ton of agglomerates (tons of granular metal / tons of agglomerates) × product yield ... (4)

[0055] В уравнении (4) выход продукта рассчитывают как долю гранулированного металлического железа, имеющего диаметр не менее 3,35 мм, в совокупной массе полученного гранулированного металла [масса гранулированного металлического железа, имеющего диаметр не менее 3,35 мм/совокупная масса гранулированного металлического железа×100].[0055] In equation (4), the product yield is calculated as the fraction of granular metallic iron having a diameter of at least 3.35 mm in the total mass of granular metal obtained [mass of granular metallic iron having a diameter of at least 3.35 mm / total mass of granular metallic iron × 100].

[0056] В Экспериментальных Примерах 2 и 3 в описываемых далее примерах, чтобы количественно оценить эффекты настоящего изобретения испытуемый материал (то есть, агломераты), имеющий средний диаметр 17,5 мм, рассматривают как стандартный агломерат, и производительность для каждого из агломератов обозначена как относительное значение (то есть, коэффициент производительности) в случае, если производительность для стандартного агломерата принята за 1,00.[0056] In Experimental Examples 2 and 3 in the examples described below, in order to quantify the effects of the present invention, a test material (ie, agglomerates) having an average diameter of 17.5 mm is considered as a standard agglomerate, and productivity for each of the agglomerates is indicated as the relative value (i.e., the coefficient of productivity) in the case if the productivity for a standard agglomerate is taken as 1.00.

[0057] Настоящее изобретение будет описано более подробно с привлечением примеров. Следует отметить, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается нижеследующими примерами, но, конечно, может быть осуществлено с надлежащими модификациями в такой мере, насколько они могут быть согласованы с целями вышеуказанного описания и нижеследующих положений. Такие модификации также включены в техническую область настоящего изобретения.[0057] The present invention will be described in more detail with reference to examples. It should be noted that the present invention is in no way limited to the following examples, but, of course, can be carried out with appropriate modifications to the extent that they can be consistent with the purposes of the above description and the following provisions. Such modifications are also included in the technical field of the present invention.

ПримерыExamples

[0058] Экспериментальный Пример 1[0058] Experimental Example 1

Получили агломераты из смеси сырьевых материалов, содержащей оксид металла и углеродсодержащий восстановитель, и подавали агломераты на под восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом, и нагревали на нем для восстановления и расплавления оксида металла в смеси сырьевых материалов, чтобы получить гранулированное металлическое железо.Agglomerates were obtained from a mixture of raw materials containing a metal oxide and a carbon-containing reducing agent, and agglomerates were fed under a reducing hearth type reduction smelting furnace, and heated thereon to reduce and melt the metal oxide in the raw material mixture to obtain granular metallic iron.

[0059] В этом случае для получения агломератов в качестве оксида металла использовали железную руду, имеющую компонентные составы, перечисленные ниже в Таблице 1, и в качестве углеродсодержащего восстановителя применяли уголь, имеющий компонентные составы, указанные ниже в Таблице 2. Более конкретно, смесь, содержащую железную руду и уголь, смешали с мукой, служащей в качестве связующего средства, и вспомогательным материалом, таким как известняк или доломит, для получения агломератов (то есть, испытуемых материалов) в формах окатышей, имеющих различные средние диаметры. Составы смесей (то есть, доли в весовых процентах) испытуемых материалов перечислены ниже в Таблице 3. Кроме того, более длинные диаметры и более короткие диаметры испытуемых материалов измерили с использованием штангенциркуля для расчета средних диаметров, которые приведены ниже в Таблице 4. Каждый из средних диаметров испытуемых материалов получен измерением размеров 20 частиц каждого из испытуемых материалов.[0059] In this case, to obtain the agglomerates, iron ore having the component compositions listed in Table 1 below was used as a metal oxide, and coal having the component compositions shown in Table 2 below was used as a carbon-containing reducing agent. More specifically, a mixture containing iron ore and coal, mixed with flour, which serves as a binder, and auxiliary material, such as limestone or dolomite, to obtain agglomerates (i.e., test materials) in the form of pellets having x different average diameters. The compositions of the mixtures (that is, fractions in weight percent) of the test materials are listed below in Table 3. In addition, the longer diameters and shorter diameters of the test materials were measured using a caliper to calculate the average diameters, which are shown below in Table 4. Each of the average the diameters of the test materials obtained by measuring the size of 20 particles of each of the tested materials.

[0060] В Таблице 4 также приведены единичная масса и кажущаяся плотность каждого из испытуемых материалов. Единичная масса каждого из испытуемых материалов равна среднему значению, полученному измерением массы 20 частиц. Кажущаяся плотность каждого из испытуемых материалов получена погружением агломератов в жидкость (то есть, ртуть) и измерением сил выталкивания их.[0060] Table 4 also shows the unit mass and apparent density of each of the test materials. The unit mass of each of the tested materials is equal to the average value obtained by measuring the mass of 20 particles. The apparent density of each of the test materials was obtained by immersing the agglomerates in a liquid (i.e., mercury) and measuring their ejection forces.

[0061] Каждый из испытуемых материалов, полученных таким образом и имеющих различные средние диаметры, нагревали в малогабаритной нагревательной печи в лабораторном масштабе (то есть, температуру в печи устанавливали на 1450°С) для восстановления и расплавления железной руды, входящей в состав соответствующего испытуемого материала, чтобы измерить время, необходимое для реакции (то есть, продолжительность реакции). Результаты измерений продолжительности реакции приведены ниже в Таблице 4.[0061] Each of the test materials, thus obtained and having different average diameters, was heated in a small-sized heating furnace on a laboratory scale (that is, the temperature in the furnace was set to 1450 ° C) to recover and melt the iron ore included in the corresponding test material to measure the time required for the reaction (that is, the duration of the reaction). The measurement results of the reaction time are shown below in Table 4.

[0062] ФИГ. 5 показывает взаимосвязь между средним диаметром (Dp) и продолжительностью реакции испытуемого материала. В ФИГ. 5 пунктирная кривая показывает аппроксимированную кривую, включающую нанесенные на график точки, на которой квадратиками обозначен средний диаметр испытуемого материала. Как очевидно из ФИГ. 5, по мере увеличения среднего диаметра испытуемого материала продолжительность реакции удлиняется.FIG. 5 shows the relationship between the average diameter (Dp) and the duration of the reaction of the test material. In FIG. 5, the dashed curve shows an approximated curve including the points plotted on the graph at which the average diameter of the test material is indicated by squares. As is apparent from FIG. 5, as the average diameter of the test material increases, the reaction time lengthens.

[0063] Согласно результатам Экспериментального Примера 1, продолжительность реакции и выход продукта надлежащего качества были нормализованы для обобщенной оценки производительности в ситуации, где изменяется расстояние между соседними частицами испытуемого материала (смотри описываемый позже Экспериментальный Пример 2), или в ситуации, где изменяется плотность распределения испытуемого материала (смотри описываемый позже Экспериментальный Пример 3).[0063] According to the results of Experimental Example 1, the reaction time and yield of a product of good quality were normalized for a generalized assessment of performance in a situation where the distance between adjacent particles of the test material changes (see Experimental Example 2 described later), or in a situation where the distribution density changes test material (see Experimental Example 3 described later).

[0064][0064]

[0065][0065]

[0066][0066]

[0068] Экспериментальный Пример 2[0068] Experimental Example 2

В Экспериментальном Примере 2 испытуемые материалы, которые имеют средние диаметры от 16,0 до 28,0 мм (то есть, от 1,60 до 2,80 см) и распределены с постоянной плотностью на поде печи, нагревали в промышленной восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом для получения гранулированного металлического железа. Было всесторонне исследовано, как средний диаметр испытуемого материала влияет на производительность получения гранулированного металлического железа, произведенного таким образом.In Experimental Example 2, test materials that have average diameters of 16.0 to 28.0 mm (i.e., 1.60 to 2.80 cm) and are distributed at a constant density on the hearth of the furnace were heated in an industrial reduction melting furnace of the type movable hearth furnaces for producing granular metallic iron. It has been extensively studied how the average diameter of the test material affects the productivity of producing granular metallic iron produced in this way.

[0069] В качестве восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом использовали печь с вращающимся подом, и каждый из испытуемых материалов подавали на под печи при плотности распределения 0,66, и нагревали на нем для восстановления и расплавления железной руды, чтобы получить гранулированное металлическое железо. Температуру в зоне выше по потоку в печи регулировали на 1400°С, и температуру в зоне ниже по потоку в ней устанавливали на 1470°С. В зоне выше по потоку железная руда в испытуемом материале восстанавливалась в твердом состоянии. В зоне ниже по потоку микроскопические частицы восстановленного железа, которые образуются и расплавляются в испытуемом материале, подвергаются науглероживанию, расплавляются и в конечном итоге сливаются с отделением расплавленного железа от шлака.[0069] A rotary hearth furnace was used as a reducing hearth furnace type smelting reduction furnace, and each of the test materials was fed under the furnace at a distribution density of 0.66, and heated thereon to recover and melt the iron ore to obtain a granular metal iron. The temperature in the zone upstream in the furnace was regulated at 1400 ° C, and the temperature in the zone downstream in it was set at 1470 ° C. In the upstream zone, iron ore in the test material was reduced to a solid state. In the downstream zone, the microscopic particles of reduced iron that form and melt in the test material undergo carburization, melt, and ultimately fuse to separate the molten iron from the slag.

[0070] Плотность распределения испытуемого материала на поде печи контролировали путем регулирования количества испытуемого материала, подаваемого в печь, и скоростью перемещения (то есть, скоростью вращения) пода печи. Более конкретно, скорость перемещения пода печи определяли так, чтобы железная руда восстанавливалась и расплавлялась в нагретой зоне в атмосферных условиях, установленных в соответствии с результатом предварительного эксперимента. Количество подаваемого испытуемого материала регулировали с учетом этой скорости перемещения, чтобы плотность распределения испытуемого материала на поде печи регулировать на уровне 0,66. Таблица 5 ниже показывает расстояние «r» между соседними частицами испытуемых материалов в качестве контрольных значений.[0070] The distribution density of the test material on the hearth of the furnace was controlled by adjusting the amount of test material supplied to the furnace and the speed (ie, speed of rotation) of the hearth of the furnace. More specifically, the speed of the furnace hearth was determined so that iron ore was reduced and melted in the heated zone under atmospheric conditions established in accordance with the result of a preliminary experiment. The amount of test material to be supplied was adjusted taking into account this speed of movement, so that the distribution density of the test material on the hearth of the furnace was adjusted to 0.66. Table 5 below shows the distance "r" between adjacent particles of the test materials as reference values.

[0071] Производительность получения гранулированного металлического железа, полученного восстановлением и расплавлением каждого из испытуемых материалов, рассчитывали в соответствии с вышеуказанным уравнением (3), и производительность для каждого из испытуемых материалов была обозначена как относительное значение (то есть, коэффициент производительности), при допущении, что производительность испытуемого материала № 12 (то есть, стандартных агломератов) имеет стандартное значение (то есть, коэффициент производительности равен 1,00). Коэффициенты производительности для соответствующих испытуемых материалов перечислены ниже в Таблице 5. Кроме того, ФИГ. 6 показывает взаимосвязь между средним диаметром и коэффициентом производительности испытуемого материала.[0071] The production rate of granular metallic iron obtained by reducing and melting each of the test materials was calculated in accordance with the above equation (3), and the performance for each of the test materials was designated as a relative value (that is, a performance factor), assuming that the performance of the test material No. 12 (that is, standard agglomerates) has a standard value (that is, the performance coefficient is 1.00). The performance factors for the respective test materials are listed below in Table 5. In addition, FIG. 6 shows the relationship between the average diameter and the coefficient of performance of the test material.

[0072] Как очевидно из ФИГ. 6, когда плотность распределения на поде печи выдерживают постоянной, производительность может быть улучшена регулированием среднего диаметра испытуемого материала до величины не менее 17,5 мм по сравнению с ситуацией, в которой средний диаметр испытуемого материала отрегулирован на значение 16,0 мм. Другими словами, производительность постепенно повышается по мере возрастания среднего диаметра испытуемого материала, и коэффициент производительности достигает максимального значения в случае, где средний диаметр испытуемого материала равен 22,0 мм.[0072] As is apparent from FIG. 6, when the distribution density on the hearth of the furnace is kept constant, productivity can be improved by adjusting the average diameter of the test material to a value of at least 17.5 mm compared with a situation in which the average diameter of the test material is adjusted to 16.0 mm. In other words, productivity gradually increases as the average diameter of the test material increases, and the coefficient of performance reaches its maximum value in the case where the average diameter of the test material is 22.0 mm.

[0073] Однако, если средний диаметр испытуемого материала отрегулирован на величину свыше 26,0 мм, производительность получения гранулированного металлического железа проявляет тенденцию к постепенному снижению. Производительность может ухудшиться вследствие более длительной продолжительности реакции при испытуемом материале с увеличенным размером. Соответственно этому, когда плотность распределения выдерживают постоянной, было найдено, что производительность может быть улучшена регулированием среднего диаметра испытуемого материала в диапазоне от 17,5 до 26,0 мм сравнительно с ситуацией применения испытуемого материала, имеющего средний диаметр 16,0 мм.[0073] However, if the average diameter of the test material is adjusted to a value greater than 26.0 mm, the production rate of granular metallic iron tends to decrease gradually. Productivity may be impaired due to the longer reaction time with a larger material being tested. Accordingly, when the distribution density is kept constant, it was found that productivity can be improved by adjusting the average diameter of the test material in the range from 17.5 to 26.0 mm compared to the situation of using the test material having an average diameter of 16.0 mm.

[0074][0074]

Таблица 5Table 5 №No. Средний диаметр (см)Average diameter (cm) Расстояние «r» (см)Distance "r" (cm) Плотность распределенияDistribution density Коэффициент производительностиPerformance factor 11eleven 1,601,60 0,370.37 0,660.66 0,930.93 1212 1,751.75 0,370.37 0,660.66 1,001.00 1313 1,811.81 0,420.42 0,660.66 1,021,02 14fourteen 1,901.90 0,440.44 0,660.66 1,051.05 15fifteen 2,002.00 0,460.46 0,660.66 1,071,07 1616 2,202.20 0,500.50 0,660.66 1,081,08 1717 2,402.40 0,550.55 0,660.66 1,051.05 18eighteen 2,602.60 0,600.60 0,660.66 1,011.01 1919 2,802.80 0,640.64 0,660.66 0,950.95

[0075] Экспериментальный Пример 3[0075] Experimental Example 3

В Экспериментальном Примере 3 испытуемые материалы при условии, что каждый из них имеет средний диаметр от 16,0 до 32,0 мм (то есть, от 1,60 до 3,20 см), соседние частицы каждого из испытуемых материалов отстоят друг от друга на постоянное расстояние «r» (то есть, 0,42 см) на поде печи, нагревали для получения гранулированного металлического железа в реально действующей восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом при переменных значениях плотности распределения испытуемых материалов. Этим путем исследовали, как плотность распределения испытуемого материала влияет на производительность получения гранулированного металлического железа.In Experimental Example 3, the test materials provided that each of them has an average diameter of 16.0 to 32.0 mm (i.e., 1.60 to 3.20 cm), adjacent particles of each of the test materials are spaced apart at a constant distance “r” (that is, 0.42 cm) on the hearth of the furnace, it was heated to obtain granular metallic iron in a real-life reducing melting furnace such as a furnace with a moving hearth at variable distribution densities of the test materials. In this way, we investigated how the distribution density of the test material affects the productivity of producing granular metallic iron.

[0076] При оценке в этом случае в качестве восстановительной плавильной печи типа печи с подвижным подом использовали печь с вращающимся подом, и каждый из испытуемых материалов, которые имеют средние диаметры, перечисленные ниже в Таблице 6, и были поданы на под печи, нагревали до восстановления и расплавления железной руды для получения гранулированного металлического железа. Условия нагревания в печи были отрегулированы идентично условиям Экспериментального Примера 2, описанного ранее. Величины плотности распределения испытуемых материалов на поде печи перечислены в Таблице 6.[0076] In the assessment in this case, a rotary hearth furnace was used as a reducing hearth furnace type smelting reduction furnace, and each of the test materials, which have the average diameters listed below in Table 6, and were fed to the under the furnace, was heated to reduction and melting of iron ore to obtain granular metallic iron. The heating conditions in the furnace were adjusted identically to the conditions of Experimental Example 2 described previously. The density values of the distribution of the test materials on the furnace hearth are listed in Table 6.

[0077] Производительность получения гранулированного металлического железа восстановлением и расплавлением каждого из испытуемых материалов рассчитали в соответствии с вышеуказанным уравнением (3), и производительность для каждого из испытуемых материалов была обозначена как относительное значение (то есть, коэффициент производительности) при допущении, что производительность испытуемого материала № 22 (то есть, стандартных агломератов) имеет стандартное значение (то есть, 1,00). Коэффициенты производительности соответствующих испытуемых материалов перечислены ниже в Таблице 6. Кроме того, ФИГ. 7 показывает взаимосвязь между средним диаметром и коэффициентом производительности испытуемого материала.[0077] The production rate of the granular metallic iron by reduction and melting of each of the test materials was calculated in accordance with the above equation (3), and the performance for each of the test materials was designated as a relative value (that is, a performance factor) assuming that the performance of the test person Material No. 22 (i.e., standard agglomerates) has a standard value (i.e., 1.00). The performance factors of the respective test materials are listed below in Table 6. In addition, FIG. 7 shows the relationship between the average diameter and the coefficient of performance of the test material.

[0078] Как очевидно из нижеприведенных Таблицы 6 и ФИГ. 7, в случае, где расстояние «r» между соседними частицами испытуемого материала выдерживали постоянным, плотность распределения испытуемого материала на поде печи может быть повышена регулированием среднего диаметра испытуемого материала на величину не менее 17,5 мм. Кроме того, производительность получения гранулированного металлического железа может быть улучшена повышением среднего диаметра испытуемого материала по сравнению с ситуацией регулирования среднего диаметра испытуемого материала на 16,0 мм. Другими словами, производительность постепенно повышается по мере увеличения среднего диаметра испытуемого материала, и коэффициент производительности достигает максимального значения в случае, где средний диаметр испытуемого материала равен 24,0 мм.[0078] As is apparent from the following Table 6 and FIG. 7, in the case where the distance "r" between adjacent particles of the test material was kept constant, the distribution density of the test material on the hearth of the furnace can be increased by adjusting the average diameter of the test material by at least 17.5 mm. In addition, the productivity of producing granular metallic iron can be improved by increasing the average diameter of the test material in comparison with the situation of regulating the average diameter of the test material by 16.0 mm In other words, productivity gradually increases as the average diameter of the test material increases, and the coefficient of performance reaches its maximum value in the case where the average diameter of the test material is 24.0 mm.

[0079] Однако, если средний диаметр испытуемого материала превышает 24,0 мм, производительность получения гранулированного металлического железа проявляет тенденцию к постепенному снижению. Производительность может ухудшиться вследствие более длительной продолжительности реакции при испытуемом материале более крупного размера. Соответственно этому было найдено, что производительность может быть улучшена регулированием среднего диаметра испытуемого материала в диапазоне от 17,5 до 32,0 мм сравнительно с ситуацией применения испытуемого материала, имеющего средний диаметр 16,0 мм.[0079] However, if the average diameter of the test material exceeds 24.0 mm, the production rate of granular metallic iron tends to decrease gradually. Performance may deteriorate due to longer reaction times with larger test material. Accordingly, it was found that productivity can be improved by adjusting the average diameter of the test material in the range from 17.5 to 32.0 mm compared to the situation of using the test material having an average diameter of 16.0 mm.

[0080][0080]

Таблица 6Table 6 №No. Средний диаметр (см)Average diameter (cm) Расстояние «r» (см)Distance "r" (cm) Плотность распределенияDistribution density Коэффициент производительностиPerformance factor 2121 1,601,60 0,420.42 0,630.63 0,890.89 2222 1,751.75 0,420.42 0,650.65 1,001.00 2323 1,811.81 0,420.42 0,660.66 1,041,04 2424 1,901.90 0,420.42 0,670.67 1,081,08 2525 2,002.00 0,420.42 0,690.69 1,121.12 2626 2,202.20 0,420.42 0,710.71 1,171.17 2727 2,402.40 0,420.42 0,730.73 1,171.17 2828 2,602.60 0,420.42 0,740.74 1,151.15 2929th 2,802.80 0,420.42 0,760.76 1,101.10 30thirty 3,003.00 0,420.42 0,770.77 1,051.05 3131 3,203.20 0,420.42 0,780.78 0,990.99

[0081] Из сочетания результатов Экспериментальных Примеров 2 и 3 может быть выведено следующее заключение. Как описано в Экспериментальном Примере 2, когда используют агломераты, имеющие крупный средний диаметр (например, агломераты, имеющие средний диаметр свыше 28,0 мм), производительность получения гранулированного металлического железа может ухудшиться при постоянной плотности распределения. Однако, как описано в Экспериментальном Примере 3, если повышается плотность распределения, производительность может быть улучшена даже в случае применения агломератов, имеющих средний диаметр более 28,0 мм. В порядке обобщения, производительность может быть повышена подачей на под печи при плотности распределения не ниже 0,5 агломератов (то есть, испытуемого материала), имеющих средний диаметр не менее 17,5 мм, и нагреванием агломератов на поде печи. Иначе говоря, можно с высокой производительностью получать гранулированное металлическое железо путем приготовления агломератов, имеющих средний диаметр не менее 17,5 мм, и подачи агломератов на под печи при плотности распределения не ниже 0,5 для нагревания их в печи.[0081] From the combination of the results of Experimental Examples 2 and 3, the following conclusion can be deduced. As described in Experimental Example 2, when using agglomerates having a large average diameter (for example, agglomerates having an average diameter of more than 28.0 mm), the production capacity of granular metallic iron may deteriorate at a constant distribution density. However, as described in Experimental Example 3, if the distribution density increases, productivity can be improved even if agglomerates having an average diameter of more than 28.0 mm are used. In generalization, productivity can be increased by feeding it under a furnace with a distribution density of at least 0.5 agglomerates (i.e., the test material) having an average diameter of at least 17.5 mm and heating the agglomerates on the hearth of the furnace. In other words, it is possible to obtain granular metallic iron with high productivity by preparing agglomerates having an average diameter of not less than 17.5 mm and feeding the agglomerates onto a sub-furnace with a distribution density of at least 0.5 to heat them in the furnace.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY

Настоящее изобретение применимо для повышения производительности получения гранулированного металла.The present invention is applicable to increase the productivity of obtaining granular metal.

Claims

1. A method of producing granular iron, comprising the steps of:
supplying agglomerates containing iron oxide and a carbon-containing reducing agent to a sub-reduction smelting furnace such as a moving hearth furnace;
agglomerates are heated to reduce and melt iron oxide;
cooling the granular iron obtained in said heating step; and
unloading chilled granular iron from the furnace for further use,
in which, during heating, in the reduction smelting furnace, an upstream zone is provided, which ensures the reduction of iron oxide in the agglomerates in the solid state, having a temperature set at 1300 ° C to 1450 ° C, and a zone downstream in the furnace is provided, which provides carburization, melting and coalescence of reduced iron in agglomerates, having a temperature set at a level of from 1400 ° C to 1550 ° C, while
distribution density is determined as the relative value of the fraction of the projection area of the agglomerates distributed on the hearth of the furnace to the maximum proportion of the projection area on the under the furnace of agglomerates in the case when the distance between adjacent agglomerates is set to 0,
and agglomerates having an average diameter of not less than 19.5 mm and not more than 32 mm are fed under the furnace to heat the agglomerates, with a distribution density on the hearth of the furnace not lower than 0.5 and not more than 0.8.

2. The method according to claim 1, in which the carbon-containing material is distributed on the hearth of the furnace, and then on the carbon-containing material serves agglomerates with the formation of a single layer.

3. The method according to claim 1, in which a rotary hearth furnace is used as a reducing hearth type reducing furnace.

4. The method according to claim 1, in which the metal oxide is used dust of steelmaking.