TW202239973A

TW202239973A - 團聚物製造用之原料粒子、團聚物製造用之原料粒子之製造方法、團聚物、團聚物之製造方法及還原鐵之製造方法

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Publication number: TW202239973A
Application number: TW110148075A
Authority: TW
Inventors: 樋口𨺓英; 山本哲也; 照井光輝
Original assignee: 日商Ｊｆｅ鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2022-10-16
Also published as: US20240167110A1; JP2022157632A; BR112023019688A2; WO2022209014A1; CA3212055A1; JP7424339B2; AU2021437808A1; EP4317464A1; CN117043364A

Abstract

本發明提供一種可製造具有高於以往之還原性的團聚物的團聚物製造用之原料粒子。本發明之原料粒子(1(2))係用以製造作為製造還原鐵之原料的團聚物之原料粒子，其具備中心部(11(21))與包覆該中心部(11(21))的周圍之外周部(12(22))。其特徵為中心部(11)具有含金屬鐵物質，此外中心部(21)具有揮發物質，且外周部(12(22))具有氧化鐵。

Description

團聚物製造用之原料粒子、團聚物製造用之原料粒子之製造方法、團聚物、團聚物之製造方法及還原鐵之製造方法

本發明係有關於一種團聚物製造用之原料粒子、團聚物製造用之原料粒子之製造方法、團聚物、團聚物之製造方法及還原鐵之製造方法。

於鋼鐵業界，高爐法長年以來是生鐵製造步驟的主流。於高爐法中，係從高爐的爐頂將燒結礦等含氧化鐵原料及焦炭載入至高爐內，並從高爐下部的風口將熱風吹入高爐內。藉此，吹入的熱風便與高爐內的焦炭反應產生高溫的還原氣體(主要為一氧化碳(CO)氣體)，而一邊將原料加熱一邊予以還原。其後，原料熔融並進一步被焦炭還原，同時滴落至高爐內，最終以熔融生鐵(生鐵)形式儲留於爐床部。將儲留之熔融生鐵由出鐵口取出，供予至次一製鋼程序。如此，於高爐法中係使用焦炭等碳材作為還原材料，將原料所含之氧化鐵間接地還原。

此外，近年來各界持續呼籲防範地球暖化，而強力要求減排溫室效應氣體之一的二氧化碳(CO ₂)。如上述，於高爐法中由於係使用碳材作為還原材料，而會產生大量的CO ₂。因此，已有人提出縮減還原材比(每1噸熔融生鐵的還原材料用量)的各種高爐作業方法(例如參照專利文獻1)。

另一方面，作為將原料所含之氧化鐵直接還原之方法，有從豎爐等還原爐的爐頂部載入還原鐵的原料之鐵礦石粉的燒成顆粒或燒結體等團聚物，同時從還原爐的爐下部導入作為還原劑之氣體(CO氣體、H ₂氣體)而製造還原鐵之方法(例如專利文獻2)，並已知有MIDREX(註冊商標)(非專利文獻1)等。於此方法中，僅使用H ₂氣體作為還原氣體時，理論上可製造不會排出CO ₂的還原鐵。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開2020-45508號公報專利文獻2：日本特公平2-46644號公報非專利文獻

非專利文獻1：厚,上村,坂口：“MIDREX(R)製程”神戶製鋼技報/Vol.60 No.1(2010)

發明所欲解決之課題

於上述專利文獻2或非專利文獻1所記載之方法中，為了抑制CO ₂的排出量，只要減少CO氣體所產生的還原反應量，並增加H ₂氣體所產生的還原反應量即可；為此，只要提高所用還原氣體的H ₂濃度即可。

然而，相對於CO氣體所產生的還原反應為放熱反應(+6710kcal/kmol(Fe ₂O ₃))，H ₂氣體所產生的還原反應則為吸熱反應(-22800kcal/kmol(Fe ₂O ₃))。從而，若提高還原氣體的H ₂濃度，便會產生吸熱反應而導致爐內的溫度下降，而有還原反應停滯而致使還原性下降的問題。

為解決如上述之還原性下降的問題，而期望有具有高還原性的團聚物，進而可製造此種團聚物的原料粒子。

本發明係有鑑於上述課題而完成者，其目的在於提供一種可製造具有高於以往之還原性的團聚物的團聚物製造用之原料粒子。解決課題之手段

解決上述課題之本發明如下：

[1] 一種團聚物製造用之原料粒子，其係用以製造作為製造還原鐵之原料的團聚物之原料粒子，其特徵為：具備中心部與包覆該中心部的周圍之外周部，前述中心部具有含金屬鐵物質或揮發物質，且前述外周部具有氧化鐵。

[2] 如前述[1]之團聚物製造用之原料粒子，其中前述氧化鐵至少包含超過4質量%的結晶水及/或超過1.5質量%的氧化鋁。

[3] 如前述[1]或[2]之團聚物製造用之原料粒子，其中前述中心部的粒徑為2mm以上6mm以下。

[4] 如前述[1]～[3]中任一項之團聚物製造用之原料粒子，其中前述外周部的厚度為2mm以上5mm以下。

[5] 一種團聚物製造用之原料粒子之製造方法，其係製造如前述[1]～[4]中任一項之原料粒子之方法，其特徵為：將具有前述氧化鐵之原料粉碎而形成原料粉末後，予以分級而調整前述原料粉末的粒徑之前處理步驟，與將粒徑經調整之前述原料粉末、前述含金屬鐵物質或前述揮發物質，與黏合劑混合進行造粒，而得到前述原料粒子。

[6] 如前述[5]之團聚物製造用之原料粒子之製造方法，其中於前述造粒步驟中，係使用粒徑為2mm以上6mm以下的前述含金屬鐵物質或前述揮發物質。

[7] 如前述[5]或[6]之團聚物製造用之原料粒子之製造方法，其中於前述造粒步驟中，係將前述外周部的厚度調整成2mm以上5mm以下。

[8] 一種團聚物，其係將如前述[1]～[4]中任一項之原料粒子進行燒成或燒結予以團聚化而成的團聚物，其特徵為：當燒成或燒結前之前述中心部具有前述含金屬鐵物質時，經團聚化之前述原料粒子具有3層構造，該3層構造係前述中心部具有：具有前述含金屬鐵物質之第1部分，與包覆該第1部分的周圍之第2部分，該第2部分係前述含金屬鐵物質所含之金屬鐵經氧化者，當燒成或燒結前之前述中心部具有前述揮發物質時，經團聚化之前述原料粒子則具有前述中心部為空隙的中空構造。

[9] 一種團聚物之製造方法，其特徵為將如前述[1]～[4]中任一項之原料粒子，或藉由如前述[5]～[7]中任一項之製造方法所製造的原料粒子在1200℃以上1350℃以下的氧化環境下進行燒成或燒結予以團聚化，而得到團聚物。

[10] 一種還原鐵之製造方法，其特徵為將如前述[8]之團聚物或藉由如前述[9]之製造方法所製造的團聚物載入還原爐中，並且將還原氣體導入前述還原爐中，藉由前述還原氣體將前述團聚物所含之氧化鐵還原而得到還原鐵。

[11] 如前述[10]之還原鐵之製造方法，其中作為前述還原氣體，係使用以氫為主成分的氣體。發明之效果

根據本發明，可提供一種可製造具有高於以往之還原性的團聚物的團聚物製造用之原料粒子。

(團聚物製造用之原料粒子)

以下參照圖式，對本發明之實施形態加以說明。本發明之團聚物製造用之原料粒子係用以製造作為製造還原鐵之原料的團聚物之原料粒子，其特徵為：具備中心部與包覆該中心部的周圍之外周部，上述中心部具有含金屬鐵物質或揮發物質，且上述外周部具有氧化鐵。

本發明人等針對可製造具有高於以往之還原性之作為製造還原鐵之原料的團聚物的團聚物製造用之原料粒子致力進行探討。圖1表示構成習知團聚物之粒子的一例。圖1所示粒子100係具備中心部110與包覆該中心部110的周圍之外周部120。於粒子100中，中心部110係以粗粒之氧化鐵構成，外周部120則以鐵礦石的微粉(即氧化鐵)構成。

本發明人等針對提高團聚物的還原性之方法致力進行探討。其結果思及，對於構成團聚物的粒子，係以不需要或幾乎不需要還原的物質構成中心部。

亦即，上述粒子100，全體粒子係以氧化鐵所構成，而為了將中心部110的氧化鐵還原，還原氣體則需通過外周部120而到達中心部110，並將反應所生成的氣體自粒子100的表面排出。因此，為了將粒子100之中心部110的氧化鐵還原，比起將外周部120的氧化鐵還原的情況，需要更多的時間。如此會導致粒子全體的還原性下降。

因此，本發明人等思及，透過習知粒子100中還原需要較多時間的中心部110以金屬鐵之含有率較高的含金屬鐵物質或空隙等不需要或幾乎不需要還原的物質所構成，可減少粒子全體還原所需的時間而提高還原性。

而且，本發明人等發現，透過使用將中心部以上述含金屬鐵物質或於高溫下較多比例會消失的揮發物質所構成，且將外周部以鐵礦石粉所構成的原料粒子來製造如上述之團聚物，構成團聚化步驟(燒成步驟或燒結步驟)後所得之團聚物的粒子可如上述般使中心部成為不需要或幾乎不需要還原的狀態，而完成本發明。以下就本發明之各構成加以說明。

本實施形態之團聚物製造用之原料粒子係用以製造作為使用還原氣體之還原鐵製造之原料的團聚物之原料粒子，一般係稱為坯粒(green pellet)。圖2表示本發明之團聚物製造用之原料粒子。圖2(a)所示原料粒子1係具備：具有含金屬鐵物質之中心部11與具有氧化鐵之外周部12。又，圖2(b)所示原料粒子2係具備：具有揮發物質之中心部21與具有氧化鐵之外周部22。

＜中心部＞中心部11(21)係構成原料粒子1(2)的核心之部分，於本發明中係以不需要藉由還原氣體進行還原的物質或者幾乎不需要還原的物質所構成。具體而言，中心部11(21)係以含金屬鐵物質(揮發物質)所構成。

-含金屬鐵物質- 於本發明中，含金屬鐵物質為金屬鐵含有率高的物質，具體而言係金屬鐵的濃度為70質量%以上的物質。如此之含金屬鐵物質可舉出還原鐵製造時所製造之還原不良品或還原顆粒的過篩物(顆粒碎屑)、鑄鐵等的各種殘屑等，可使用金屬鐵的濃度為70質量%以上的物質。含金屬鐵物質較佳使用金屬鐵的濃度為90質量%以上的物質。

-揮發物質- 另一方面，揮發物質為在團聚化步驟(燒成步驟或燒結步驟)中揮發的物質，具體而言為在1000℃下質量減少率為90%以上的物質。如此之揮發物質可使用廢紙或有機物質等。具體而言，可使用由聚丙烯或木質生質系顆粒、廢紙、製紙紙漿廢料所製成的顆粒等。

以下敘述將作為製造還原鐵之原料的團聚物全體的粒徑定為作為坯粒使用之6～16mm時的適合的原料粒子構成。中心部11的粒徑較佳採2mm以上6mm以下。中心部11的粒徑若為2mm以上，原料粒子1在團聚化步驟中經燒成或燒結時，整個中心部11亦不會被氧化，而會殘留含金屬鐵物質，可提高團聚物的還原性。又，中心部11的粒徑若為6mm以下，將原料粒子1(2)的粒徑定為6～16mm時，可充分確保被覆層的厚度，而摻混更多的還原鐵用之新原料。

＜外周部＞外周部12(22)係於原料粒子1(2)中構成被覆層，其係包覆作為核心之中心部11(21)的周圍。於本發明中，外周部12(22)能以氧化鐵構成。

外周部12(22)之鐵源較佳以粉狀的氧化鐵之氧化鐵粉所構成。藉此，在將團聚物還原之際，可使還原氣體流通於氧化鐵粉間的間隙，而使氧化鐵有效率地還原。又，外周部12(22)的構成亦可含有CaO或MgO等副原料。

外周部12(22)以氧化鐵粉構成時，其粒徑較佳為125μm以下。氧化鐵粉的粒徑若為125μm以下，可不使原料粒子1(2)的強度降低地造粒製造在運送時崩解之粉體間的空隙率降低的緻密原料粒子1(2)。更佳的是氧化鐵粉的粒徑為63μm以下，再更佳為45μm以下。

外周部12的厚度較佳為2mm以上5mm以下。外周部12的厚度若為2mm以上，可抑制燒成過程中構成外周部12的層破裂或崩解。又，外周部12的厚度若為5mm以下，則可將原料粒子1(2)的粒徑控制於6mm～16mm的範圍，而能夠確保還原爐中的反應時間。

又，外周部12(22)中的氧化鐵能以品質較低的原料構成。具體而言，上述氧化鐵可至少包含超過4質量%的結晶水及/或超過1.5質量%的氧化鋁。傳統上，在使用還原爐之還原鐵的製程中，原料均是使用高氧化鐵含量的高品質物。然而，近年來供製造作為還原鐵之原料的團聚物之鐵礦石粉的品質因高品質之鐵礦石枯竭而愈來愈低。低品質的鐵礦石含有大量結晶水、脈石(氧化鋁(Al ₂O ₃)或二氧化矽(SiO ₂))，而結晶水會導致團聚物的強度下降或於燒成過程中爆裂，且脈石有在燒成過程中熔融而使團聚物的強度下降的問題。

為補足此種強度下降，於乾燥步驟中減低鐵礦石所含結晶水或增加燒成熱量係屬有效；但因所得團聚物成為緻密的組織，於此會發生團聚物的還原性下降的問題。團聚物的還原性一旦下降，於還原鐵製程中會因團聚物的還原需要更多的時間，而導致還原鐵的製造效率下降。如此，團聚物的強度與還原性係處於互償(trade-off)關係。

作為兼具團聚物的強度與還原性之方法，例如可考量使原料粒子的大小小於習知者。然而此時於造粒步驟中，在製造燒成或燒結前的原料粒子之際，需緻密地控制造粒大小，而此在使用習知造粒機的作業中係為困難。再者，載入於還原爐時，細微的顆粒可能妨害透氣性，於作業上較為不宜。

就此，本發明之原料粒子1(2)，中心部11(21)係以含金屬鐵物質(揮發物質)構成，以不需要或幾乎不需要還原的物質所構成。因此，低品質之鐵礦石，具體而言為構成外周部的氧化鐵，在至少包含超過4質量%的結晶水及/或超過1.5質量%的氧化鋁時，仍可補足製造緻密之團聚物所致之還原性的下降。如此，使用本發明之原料粒子1(2)，可製造兼備強度與還原性的團聚物。上述氧化鐵可使用如雜質較多的澳洲產鐵礦石或印度產鐵礦石等。

原料粒子1(2)的粒徑較佳為6mm以上16mm以下。原料粒子1(2)的粒徑若為6mm以上，將原料粒子1(2)經團聚化而得之團聚物所含的氧化鐵還原時，可確保爐內的透氣性同時進行作業。又，原料粒子1(2)的粒徑若為16mm以下，則可使原料粒子1(2)內部的還原延遲僅止於最低限度，得以製造高還原率的團聚物。較佳的是原料粒子1(2)的粒徑為9mm以上16mm以下。

又，中心部11占原料粒子1全體的比例較佳為5質量%以上50質量%以下。中心部11的比例若為5質量%以上，可獲得高還原性的團聚物。又，中心部11的比例若為50質量%以下，則可確保被覆層之外周部12的厚度，並摻混更多的還原鐵用之新原料。更佳的是中心部11的比例為10質量%以上20質量%以下。

(團聚物製造用之原料粒子之製造方法) 本發明之團聚物製造用之原料粒子之製造方法係製造上述本發明之原料粒子之方法，其特徵為：包含將具有氧化鐵之原料粉碎而形成原料粉末後，予以分級而調整上述原料粉末的粒徑之前處理步驟，且將粒徑經調整之原料粉末、含金屬鐵物質或揮發物質，以及黏合劑混合進行造粒，而得到本發明之原料粒子。

如上述，本發明之團聚物製造用之原料粒子，其特徵為：透過中心部以不需要還原或幾乎不需要還原的物質所構成，可製造具有高於以往之還原性的團聚物。上述本發明之原料粒子可使用週知之坯粒之製造方法來製造。以下就各步驟加以說明。

首先，於前處理步驟中，係進行前處理，其係為了進行其後步驟之造粒步驟而需要者。具體而言，係將高品質之鐵礦石等具有包含4質量%以下的結晶水及/或1.5質量%以下的氧化鋁之氧化鐵的原料，或者低品質之鐵礦石等具有包含超過4質量%的結晶水或超過1.5質量%的氧化鋁之氧化鐵的原料粉碎，並將所得原料粉末分級而調整其粒徑。鐵礦石原料的粉碎可利用球磨機等來進行。又，分級則可使用旋轉器或篩網等來進行。

其次，於造粒步驟中，係將前處理步驟中粒徑經調整的原料粉末、含金屬鐵物質或揮發物質與生石灰或膨潤土等黏合劑混合進行造粒。此等亦為CaO或MgO之成分調整材料。此可使用圓盤造粒機等造粒機或筒型攪拌機等來進行。如此，可製造團聚物製造用之原料粒子。

於上述造粒步驟中，如前述，較佳使用粒徑為2mm以上6mm以下的含金屬鐵物質或揮發物質。又，於造粒步驟中，如前述，較佳將外周部的厚度調整成2mm以上5mm以下。

(團聚物) 本發明之團聚物係將上述本發明之團聚物製造用之原料粒子進行燒成或燒結予以團聚化而成的團聚物，其特徵為：當燒成或燒結前之中心部具有含金屬鐵物質時，經團聚化之原料粒子具有3層構造，該3層構造係中心部具有：具有含金屬鐵物質之第1部分，與包覆該第1部分的周圍之第2部分，該第2部分係含金屬鐵物質所含之金屬鐵經氧化者，當燒成或燒結前之中心部具有前述揮發物質時，經團聚化之原料粒子則具有中心部為空隙的中空構造。

如上述，本發明之團聚物製造用之原料粒子係構成為其中心部具有含金屬鐵物質或揮發物質。當原料粒子1之中心部11具有含金屬鐵物質時，原料粒子1若經燒成或燒結，則燒成步驟或燒結步驟時的熱使中心部11當中與外周部12相鄰之部分的金屬鐵氧化，內部則未被氧化而殘留含金屬鐵物質。其結果，便如圖3(a)所示，構成團聚物的粒子3形成3層構造，此構造具有：具有含金屬鐵物質之第1部分31a，與包覆該第1部分31a的周圍且金屬鐵經氧化之第2部分31b，且外周部32具有氧化鐵者。

另一方面，當原料粒子2之中心部21具有揮發物質時，原料粒子2若經燒成或燒結，則燒成步驟或燒結步驟時的熱會使得中心部21的揮發物質揮發。其結果，便如圖3(b)所示，構成團聚物的粒子4形成中心部41為空隙，且外周部42具有氧化鐵的中空構造。

由於上述圖3(a)及3(b)所示粒子3、4其中心部31a、41係處於不需還原之狀態，以如此之粒子3、4所構成的本發明之團聚物便具有高於以往之還原性。

又，就粒子3而言，因構成原料粒子1之中心部11的含金屬鐵物質的氧化所生成的層(第2部分)31b形成殼，而具有更強固的構造。又，就粒子4而言，雖未形成如粒子3之層(第2部分)31b般的殼，但因伴隨構成原料粒子2之中心部21的揮發物質燃燒消失而生成的熱，而於中空部分41的內壁組織形成緻密的燒成層。其結果，粒子4與最初為中空的構造體相比，因積極提供來自內部的熱量之效果，而具有更高的強度。

(團聚物之製造方法) 本發明之團聚物之製造方法，其特徵為將上述本發明之原料粒子，或藉由本發明之原料粒子之製造方法所製造的原料粒子在1200℃以上1350℃以下的氧化環境下進行燒成或燒結予以團聚化，而得到團聚物。

上述本發明之團聚物製造用之原料粒子，或藉由本發明之原料粒子之製造方法所製造的原料粒子，其中心部具有含金屬鐵物質或揮發物質，外周部具有氧化鐵。藉由將如此之原料鐵粉在1200℃以上1350℃以下的氧化環境下進行燒成或燒結予以團聚化，當原料粒子之中心部具有含金屬鐵物質時，與外周部相鄰部分的金屬鐵被氧化，另一方面，當原料粒子之中心部具有揮發物質時則會揮發。其結果，構成團聚物的粒子便形成具有如圖3(a)所示之3層構造者或具有圖3(b)所示之中空構造者，而能夠得到具有高於以往之還原性的團聚物。

上述原料粒子的燒成可使用旋轉窯等來進行。具體而言，係將上述本發明之團聚物製造用之原料粒子，或藉由本發明之原料粒子之製造方法所製造的原料粒子載入旋轉窯中，置於1200℃以上1350℃以下之大氣中等氧化環境下。藉此，可得到燒成顆粒。

又，原料粒子的燒結可使用燒結機來進行。具體而言，係將上述本發明之團聚物製造用之原料粒子，或藉由本發明之原料粒子之製造方法所製造的原料粒子與習知原料粒子經造粒的造粒粒子混合，並置於1200℃以上1350℃以下的氧化環境下。藉此，可得到燒結礦。

(還原鐵之製造方法) 本發明之還原鐵之製造方法，其特徵為將上述本發明之團聚物或藉由本發明之團聚物之製造方法所製造的團聚物載入還原爐中，並且將還原氣體導入還原爐中，將團聚物所含之氧化鐵還原而得到還原鐵。

如上述，本發明之團聚物或藉由本發明之團聚物之製造方法所製造的團聚物具有高於以往之還原性。藉由將此種團聚物導入豎爐等還原爐中並且導入還原氣體，能有效率地進行還原鐵的製造。

於本發明中，上述還原氣體可使用焦炭爐氣體、天然氣體(成分含有烴)經改質之氣體、CO氣體與H ₂氣體之混合氣體、H ₂氣體(H ₂濃度為100%的氣體)等，而還原氣體較佳使用以H ₂為主成分的氣體。此處所稱「以H ₂為主成分的氣體」，係指H ₂濃度為50體積%以上的氣體。藉此，可進行CO ₂的減排。

上述還原氣體的H ₂濃度較佳為65體積%以上。藉此，可進一步提高CO ₂的減排效果。還原氣體的H ₂濃度更佳為70體積%以上，再更佳為80體積%以上，又更佳為90體積%以上；最佳使用100體積%，亦即還原氣體最佳使用H ₂氣體。透過還原氣體使用H ₂氣體，可不排放出CO ₂而製造還原鐵。實施例

以下就本發明之實施例加以說明，惟本發明非限定於實施例。

(習知例1) 使用表1所示成分組成的巴西產鐵礦石，製作燒成顆粒。具體而言，係首先將上述鐵礦石粉碎，將所得鐵礦石粉分級而得到粒徑-63μm的鐵礦石粉。其次，將上述鐵礦石粉與作為黏合劑的生石灰混合，使用造粒機邊調濕邊製作直徑12mm的坯粒。然後，將製作之坯粒在大氣中1350℃的環境下進行燒成60分鐘。如此，製成作為習知例1之團聚物的燒成顆粒。針對所得燒成顆粒，依循JIS-M8713求取被還原性之值，結果為60%。

(習知例2) 使用巴西產鐵礦石與表1所示成分組成的澳洲產鐵礦石以50：50的比例混合而成的粉原料，製作燒結礦。具體而言，係首先將原樣的鐵礦石與副原料之石灰石、返礦及焦炭粉末共同進行造粒而製作造粒粒子。製作之造粒粒子的平均粒徑為3-4mm左右，且於此粒子的內部含有最大1mm左右的核粒子(鐵的濃度：57質量%)。將如此所得之造粒粒子載入小型燒結試驗機中進行燒結。燒結係使用填充層高度600mm、直徑300mm的鐵製容器，以抽吸負壓6.9kPa在一定差壓下進行燒結。使所得燒結礦自2m的高度落下4次，篩選出所得燒結礦當中粒徑為19-22mm的燒結礦粒子。如此，製成作為習知例2之團聚物的燒結礦。針對所得燒結礦，依循JIS-M8713求取被還原性之值，結果為65-70%。

(發明例1) 與習知例1同樣地製造作為發明例1之團聚物的燒成顆粒。惟，在製造團聚物製造用之坯粒(原料粒子)時，添加在還原鐵製程中所得之DRI粉(鐵的濃度：80.4質量%、粒徑：3～5mm(5mm之篩下、3mm之篩上)、金屬化率(=還原鐵比率/總鐵含有率)：80%)，而製成具備上述DRI粉作為中心部的坯粒(原料粒子)。其他條件係全與習知例1相同。求取所得燒成顆粒的被還原性之值，結果為80%。

(發明例2) 與習知例1同樣地製造作為發明例2之團聚物的燒成顆粒。惟，在製作團聚物製造用之坯粒(原料粒子)時，添加在還原鐵製程中所得之DRI粉(鐵的濃度：75.2質量%、粒徑：3～5mm(5mm之篩下、3mm之篩上)、金屬化率(=還原鐵比率/總鐵含有率)：65%)，而製成具備上述DRI粉作為中心部的坯粒(原料粒子)。其他條件係全與習知例1相同。求取所得燒成顆粒的被還原性之值，結果為78%。

(發明例3) 與習知例2同樣地製造作為發明例3之團聚物的燒結礦。惟，造粒粒子的製作係僅使用澳洲產鐵礦石來進行，將所得造粒粒子與以發明例1相同方法製成的坯粒混合而製作混合造粒原料，並將所得混合造粒原料載入小型燒結試驗機中進行燒結。其他條件係全與習知例2相同。求取所得燒結礦的被還原性之值，結果為90%。

(發明例4) 與發明例3同樣地製造作為發明例4之團聚物的燒結礦。惟，坯粒係使用以與發明例2相同方法所製作者。其他條件係全與發明例3相同。求取所得燒結礦的被還原性之值，結果為84%。

(發明例5) 與發明例1同樣地製造作為發明例4之團聚物的燒結礦。惟，於製造坯粒時，添加聚丙烯粒子(直徑：3-5mm)來替代DRI粉。其他條件係全與發明例1相同。求取所得燒成顆粒的被還原性之值，結果為79%。

＜團聚物的還原性的評估＞如上述，就習知例1及2，相對於燒結礦的被還原性為60-70%左右，發明例1～5之燒結礦的被還原性為79%以上，顯示高於習知例1及2之還原性。又，基於發明例1與發明例2之比較、發明例3與發明例4之比較，可知坯粒(原料粒子)之中心部的金屬化率較高者，其被還原性之值亦較高。

＜團聚物的強度的評估＞發明例1～5之團聚物具有與習知例1及2之團聚物同等程度的強度，可無問題地使用於還原鐵的製造。如此，發明例1～5之團聚物係兼備強度與還原性者。產業上可利用性

根據本發明，由於可提供一種可製造具有高於以往之還原性的團聚物的團聚物製造用之原料粒子，而對製鐵業界有所助益。

1,2:原料粒子 3,4:構成燒結礦之粒子 11,21,31,41:中心部 12,22,32,42:外周部 31a:第1部分 31b:第2部分

[圖1]為表示構成習知團聚物之粒子的一例的圖。 [圖2]為表示本發明之團聚物製造用之原料粒子的圖，(a)為中心部具有含金屬鐵物質者；(b)為中心部具有揮發物質者。 [圖3]為表示構成本發明之團聚物的粒子的圖，(a)為具有3層構造者；(b)為具有中空構造者。

1,2:原料粒子

11,21:中心部

12,22:外周部

Claims

一種團聚物製造用之原料粒子，其係用以製造作為製造還原鐵之原料的團聚物之原料粒子，其特徵為：具備中心部與包覆該中心部的周圍之外周部，前述中心部具有含金屬鐵物質或揮發物質，且前述外周部具有氧化鐵。
如請求項1之團聚物製造用之原料粒子，其中前述氧化鐵至少包含超過4質量%的結晶水及/或超過1.5質量%的氧化鋁。
如請求項1或2之團聚物製造用之原料粒子，其中前述中心部的粒徑為2mm以上6mm以下。
如請求項1～3中任一項之團聚物製造用之原料粒子，其中前述外周部的厚度為2mm以上5mm以下。
一種團聚物製造用之原料粒子之製造方法，其係製造如請求項1～4中任一項之原料粒子之方法，其特徵為：將具有前述氧化鐵之原料粉碎而形成原料粉末後，予以分級而調整前述原料粉末的粒徑之前處理步驟，與將粒徑經調整之前述原料粉末、前述含金屬鐵物質或前述揮發物質，與黏合劑混合進行造粒，而得到前述原料粒子。
如請求項5之團聚物製造用之原料粒子之製造方法，其中於前述造粒步驟中，係使用粒徑為2mm以上6mm以下的前述含金屬鐵物質或前述揮發物質。
如請求項5或6之團聚物製造用之原料粒子之製造方法，其中於前述造粒步驟中，係將前述外周部的厚度調整成2mm以上5mm以下。
一種團聚物，其係將如請求項1～4中任一項之原料粒子進行燒成或燒結予以團聚化而成的團聚物，其特徵為：當燒成或燒結前之前述中心部具有前述含金屬鐵物質時，經團聚化之前述原料粒子具有3層構造，該3層構造係前述中心部具有：具有前述含金屬鐵物質之第1部分，與包覆該第1部分的周圍之第2部分，該第2部分係前述含金屬鐵物質所含之金屬鐵經氧化者，當燒成或燒結前之前述中心部具有前述揮發物質時，經團聚化之前述原料粒子則具有前述中心部為空隙的中空構造。
一種團聚物之製造方法，其特徵為將如請求項1～4中任一項之原料粒子，或藉由如請求項5～7中任一項之團聚物製造用之原料粒子之製造方法所製造的原料粒子在1200℃以上1350℃以下的氧化環境下進行燒成或燒結予以團聚化，而得到團聚物。
一種還原鐵之製造方法，其特徵為將如請求項8之團聚物或藉由如請求項9之團聚物之製造方法所製造的團聚物載入還原爐中，並且將還原氣體導入前述還原爐中，藉由前述還原氣體將前述團聚物所含之氧化鐵還原而得到還原鐵。
如請求項10之還原鐵之製造方法，其中作為前述還原氣體，係使用以氫為主成分的氣體。