TW527423B - Facilities for reducing metal oxide, method for operating the facilities and moldings as raw material to be charged to reduction furnace - Google Patents

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TW527423B
TW527423B TW89126496A TW89126496A TW527423B TW 527423 B TW527423 B TW 527423B TW 89126496 A TW89126496 A TW 89126496A TW 89126496 A TW89126496 A TW 89126496A TW 527423 B TW527423 B TW 527423B
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reduction
equipment
carbon
furnace
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Tetsuharu Ibaraki
Takashi Hiromatsu
Satoshi Kondo
Shoji Imura
Yoichi Abe
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Nippon Steel Corp
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Description

527423 A7 B7 五、發明説明(1 ) 〔技術領域〕 本發明是關於一種氧化金屬的還原設備,該設備之轉爐落 地式還原爐及使用此進行氧化金屬的還原方法,及金屬精煉業 與加工業中所產生之含金屬氧化物的粉末或污泥等的還原處理 .方法。 〔背景之技術〕 雖具有製造還原鐵或合金鐵等的各種過程,但是,其中作 爲產量高的過程有轉爐落地式還原爐,以實施金屬的還原。轉 爐落地式還原爐係於固定之耐火物的頂部及側壁下側,使中央 部缺口之圓盤狀耐火物的爐床在軌道上以一定的速度旋轉型式 的燒成爐爲主體的過程,使用於氧化金屬的還原。一般圓盤狀 爐床的直徑爲1 0公尺至5 0公尺,且寬度爲2公尺至6公尺 0 含原料之氧化金屬的粉體在與碳系還原劑混合後,形成原 料小粒,供給轉爐床。將原料小粒舖在該爐床上,使原料小粒 相對地靜置在爐床上,具有不致使原料小粒在爐內破裂的優點 ,不會在耐火物上有粉化原料附著的問題,且具有塊製品精度 高的優點。又,可使用生產性高,廉價之碳系還原劑或粉原料 等的理由,實施的例逐年增加。 此外,轉爐床法同樣可有效進行高爐、轉爐、電爐所產生 的製鐵粉末或軋製步驟之增黏污泥的還原與雜質除去的處理, 同樣可使用於粉末處理的步驟,爲有效之資源再利用的步驟。 轉爐床法的操作槪略係說明如下。首先,在原料的礦石或 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格(210X297公釐) Γ7Ί ~ ~' I----!!·ΐ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智惡財產局B (工消費合作社印製 527423 A7 B7 五、發明説明(2 ) 粉末、污泥的金屬氧化物中混合該氧化物還原所需量的碳系還 原劑之後,利用製球機等的造粒機,一邊注入水使平均水分形 成約1 0%,製造數mm至十數mm的小粒。原料的礦石或還 原劑的粒徑大時,以球磨粉機等的粉碎機粉碎後,混練造粒。 該等小粒是呈層狀供給轉爐的爐床上,將舖放在爐床上的 小粒急速加熱,以5〜2〇分鐘,1 1 0 0〜1 3 0 0 °C的高 溫燒成。此時,利用混合於小粒之還原劑將氧化金屬還原,產 生金屬。金屬氧化率雖根據還原的金屬有所不同,但是鐵、鎳 、錳中,9 5 %以上形成不易還原之鉻5 0 %以上。又,處理 製鐵業所產生的粉末等時,使隨著還原反應,鋅、給、驗金屬 、氯等雜質揮發除去,因此可利用高爐或電爐容易進行粉末的 再利用。 如上述,使用轉爐爐床之金屬的還原方法及製鐵·粉末的還 原處理方法中’以原料與還原劑作爲小粒的條件下,以原料之 氧化金屬的粉體與還原劑混合物之造粒性良好的狀態作爲原料 的事前處理極爲重要,可進行原料之事前粉碎或球狀硏磨之混 練等的種種方法。 〔發明說明〕 如上述,使用習知方法的轉爐爐床之氧化金屬的還原方法. 是具有優異之生產性或製造費用的面,可經濟製造金屬的方法 。但是’習知技術中’將原料與還原劑混合,將此形成小粒狀 極爲重要。如此,會有必須選擇造粒性能高的原料,或設置昂 貴的粉碎機,藉粉碎原料提高造粒性,而有耗費費用等問題。 本紙浪尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210X297公釐) ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -5- 527423 A7 ___ _B7____ 五、發明説明(3 ) 亦即,使用鐵礦石等礦石作爲原料時,一般原料礦石的粒 徑較大,粉碎形成平均粒徑數十乃至數百微米左右之後,造粒 而製造小粒。其結果,會導致粉碎步驟的設備昂貴,且耗費粉 碎機操作時的電力或隨著粉碎機器的磨損而耗費維修費用等缺 點。 因此’爲了粉碎費用的節省,雖然可以使用微粉的原料, 但是粒徑限制等之原料選擇性的嚴苛,並非可泛用之方法。因 此,可有效地使用濕式選礦後的微粉礦石,或使用高爐及轉爐 的增黏粉末、軋製步驟的鍋垢污泥或酸洗步驟的沉澱污泥等。 但是,此時同樣會有因爲原料的含水量過多不易造粒等問題。 亦即,該等原料是粒徑從1微米以下乃至數百微米左右的微粉 ,其結果,含水分的狀態中,該等容易形成污泥狀,即使在真 空脫水機或壓縮脫水機脫水之後,水分仍在2 0%至5 0%。 在製造小粒時,原料的含水8至1 3質量%爲適當,而以該等 濕式法收集的原料,水分過多不能以其狀態造粒。 爲了解決以上問題,可以熱風等熱源使該等濕式法收集的 原料完全乾燥的方法。但是,在該乾燥過程中會使該等粉末原 料再度凝集,不能在其狀態下造粒,必須將此粉碎,再度形成 微粒的狀態之後,與焦炭粉末等同時,加水造粒之後,以轉爐 爐床還原。 其結果’該等濕式法收集的原料利用於上述方法時,同樣 在使用多量熱源該造之後,由於再次加入水分,造粒時水分的 蒸發時再次需要熱源,其並非經濟之金屬的還原方法。 尤其是從濕式集塵機或沉澱槽收集製鐵業等金屬的精煉業 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) ---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智您財產局員工消費合作社印製 527423 A7 B7 五、發明説明(4 ) 或加工業所產生的粉末或污泥的場合,該等產生物最大含有 8 0 %的水分,以轉爐爐床法還原處理該等產生物時,會顯著 產生乾燥步驟或乾燥後之粉碎處理上的問題。 爲解決該等問題,例如日本專利1 1 一 1 2 6 1 9號公報 所示,提議一種不以原料造粒而是以轉爐落地式還原爐使用的 方法,以壓縮成型器將原料形成磁磚狀,將此使用於轉爐落地 式還原爐的方法。但是,此一方法同樣會有使甩含有大量水分 的狀態之原料的問題。亦即,特開平1 1 一 1 2 6 2 4號公報 的方法中,同樣必須調節磁磚狀原料的水分爲6〜1 8 %。百 微米左右的微粉爲濕狀態時,僅以一般的脫水機進行脫水步驟 時,僅能將此降低至水分1 5〜3 0質量%的範圍。亦即,爲 了實施此一操作時,仍需外加事前的脫水處理,乾燥處理,因 而必須進行複雜的水分控制,有提高此設備維修費甩等的問題 0 此外,磁磚狀原料處理上困難,以一般之帶式輸送機等手 段運送時,運送中的傳遞等時,磁磚會造成粉碎等運送上的問 題。亦即,含水率6〜1 8 %的磁磚狀原料從0 . 5 m至1 m左 右落下時,幾乎皆會受損。其結果,爲進行該磁碍狀的原料裝 入時,如特開平1 1 一 1 2 6 2 1號公報所示,必須具備將磁 磚狀的原料靜置在爐內用之複雜的裝入裝置。其結果,同時會 產生該設備設置上之高設備費用等的問題。 如上述,習知方法中,爲了以轉爐爐床還原含水之粉末狀 態的原料時,由於需進行原料的乾燥或成型,必須多數複雜的 裝置,而有導致耗費設備建設費用的問題。其結果,會有設備 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) --------衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慈財產局8工消費合作'社印製 527423 Α7 Β7 五、發明説明(5 ) 建設與操作成本雙方之經濟性的問題,進而要求可實現解決該 問題之新處理方法的設備。 -----_----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者’將上述複雜的裝入設備設置在1 0 〇 〇艺以上高溫 部附近時’裝入裝置的機器受熱變形,並會受高溫下的腐纟虫等 維修上的大問題。 又,濕狀態之磁磚狀原料同樣會有容易爆裂的問題。與小 粒比較,雖不易爆裂’但是特開平1 1 一 1 2 6 2 1號公報的 方法中水分多的條件之1 2〜1 8質量%中,仍舊容易爆裂。 其原因.係形成磁磚狀及不具橫向之水蒸氣的移動。亦即,形成 fe;磚狀時1的ί頁向空間極端地長,使水蒸氣僅上下方向蒸發,因 此使通過阻力提高,導致容易爆裂。 如上述,無須將水分多的粉體原料乾燥,僅以轉爐爐床進 行燒成還原的方法乃爲一般所期待的方法,於高溫的爐內,將 水份高的成型體急速地使水分蒸發,使該等成型體爆裂。其結 果,使成型體粉末化,會導致對廢氣中大幅增加粉塵漏失等問 題,造成製品塊精度極端惡化等問題。因此,習知直接燒成還 原水分較高狀態之成型物的方法並非經濟。 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 如上述,上述任一之習知方法中,以轉爐爐床還原含水分 的粉末狀態的原料時,會有經濟性的問題,因而尋求解決該問 題之新的技術。 本發明係如以下之(1 )至(2 5 )所記載。 (1)將含水份之氧化金屬的粉體與含碳之粉體的混合物 形成圓柱或粒狀成型物的壓縮式成型裝置、成型體運送機、成 型體投入裝置及轉爐落地式還原爐依標示之順序設置’並以運 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) -8- 527423 A7 B7 五、發明説明(6 ) 送手段將該等連結所成的氧化金屬還原設備。 (2 )以含水份的狀態,混合含氧化金屬的粉體及以碳爲 主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置 '脫水裝置、製造圓柱或粒 狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送機、成型體投入裝置 及轉爐落地式還原爐依標示之順序設置,並以運送手段將該等 連結所成的氧化金屬還原設備。 (3 )使用具有接受含水份狀態之氧化金屬的粉體及以碳 爲主體之粉體的混合物所成帶狀濾器,及夾持壓縮該等濾器的 雙輥脫水裝置作爲脫水裝置之(2 )記載的氧化金屬還原設備 0 (4 )以立式之下部具有內側狹窄斜度之圓筒形泥漿保持 部及其內部具有螺旋式粉體排出機構,該等泥漿保持部與該等 粉體排出機構的差速每分鐘爲2〜3 0旋轉’作用於該等泥漿 保持部的離心力是使用5 0 0 G以上離心式脫水裝置作爲脫水 裝置之(2 )記載的氧化金屬還原設備。 (5 )使用具有從兩側以1 〇 6 N/m2以上的力按壓含水份 狀態之含氧化金屬的粉體及含碳粉體濾器的裝置之脫水裝置作 爲脫水裝置之(2 )記載的氧化金屬還原設備。 (6 )使用可以將濕狀態的粉體從3 0 m m以下直徑的孔 模擠出型式之壓縮式成型機作爲成型裝置之(1 )或(2 )記 載之氧化金屬還原設備。 (7 )使用凹模最大厚度爲3 Omm以下的壓塊成型機作 爲成型裝置之(1 )或(2 )記載之氧化金屬還原設備。 (8 )從成型體製造裝置至轉爐落地式爐床爲止的運送中 ------^----^^衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -9 - 527423 A7 B7 五、發明説明(7 ) ,成型體之合計落下距離在4.1m以下之(1 )或(2)記載 之氧化金屬還原設備。 (9 )使用轉向式帶式運送機作爲成型體投入裝置之(1 )或(2)記載之氧化金屬還原設備。 (1 0 )從儲存含水粉體的複數個槽中,利用抓斗式起重 機或/及泥漿運送,以相對於粉體質量合計含水份1 0 0 %以 上的狀態,供給混合含氧化金屬的粉體及碳爲主體之粉體的裝 置之(2)記載之氧化金屬還原設備。 (.1 1 )具有可控制轉爐落地式還原爐之成型體供給部分 的周圍環境溫度在1 1 7 〇 °C以下的機構之(1 )或(2 )記 載之氧化金屬還原設備。 (1 2 )將含氧化金屬與碳及水份之粉體的混合物脫水至 水份量形成混合物整體1 5〜3 0質量%,藉壓縮成型使該混 合物形成複數之圓柱或粒狀成型體之後’直接投入還原爐內燒 成還原之轉爐落地式還原爐的操.作方法。 (1 3 )相對於粉體質量合計之含水份1 . 〇倍以上的狀態 ,攪拌混合含氧化金屬及碳的粉體,以脫水裝置將此脫水至 1 6〜2 0質量%的含有水份後,以壓縮成型機成型製造而成 之粉體塡充率0.4 3〜0.5 8範圍的成型體投入周圍環境溫度 1 1 7 0 °C以下的爐內部分,隨後以1 2 〇 0 °C以上溫度燒成 還原之轉爐落地式還原爐的操作方法。 (1 4 )使用具有接受含水份狀態的粉體之帶狀濾器’及 從上下夾持該等濾器而壓縮的雙輥脫水機作爲脫水機之(1 2 )或(1 3 )記載之轉爐落地式還原爐的操作方法。 ------^----衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慈財產局員工消f合作社印t 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨OX:297公釐) -10- 527423 A7 B7__ 五、發明説明(8 ) (1 5 )以立式之下部具有內側狹窄斜度之圓筒形含水份 狀態之粉體保持部及其內部具有螺旋式粉體排出機構’該等保 持部與該等粉體排出機構的差速每分鐘爲2〜3 0轉動,作用 於該等保持部的離心力是使用5 0 0 G以上離心式脫水裝置作 爲脫水裝置之(1 2 )或(1 3 )記載之轉爐落地式還原爐的 操作方法。 (1 6 )使用具有從兩側以1 〇 6 N/m2以上的力按壓保持 含水份粉體之濾器裝置的脫水裝置作爲脫水裝置之(1 2 )或 (1 3.)記載之轉爐落地式還原爐的操作方法。 (1 7 )將含有水份在1 6〜2 6質量%的範圍,且厚度 或直徑爲3 Omm以下之粉體塡充率0.4 3〜0.5 8範圍的圓 柱形或粒狀成型體投入周圍環境溫度1 1 7 〇 °C以下的爐內部 分,隨後以1 2 0 0 °C以上的溫度燒成還原之轉爐落地式還原 爐的操作方法。 (1 8 )使用壓入濕狀態之粉體的裝置及濕狀態粉體通過 之孔模所成的擠製孔型式之壓縮成型機作爲壓縮成型機之( 1 2 )或(1 3 )或(1 7 )記載之轉爐落地式還原爐的操作 方法。 (1 9 )使用將濕狀態之粉體壓入雙輥表面之凹狀模具而 成型之壓塊成型機作爲壓縮成型機之(1 2 )或(1 3 )或( 1 7 )記載之轉爐落地式還原爐的操作方法。 (2 0 )使厚度或直徑爲3 0mm以下之含氧化金屬的粉 體及含碳粉體的混合物壓縮成型而製造之圓柱或粒狀成型體還 原之(1 7 )記載之轉爐落地式還原爐的操作方法。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )_八4規ϋ〇Χ297公釐) -11 - — — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、π 經濟部智慈財產局肖工消費合作社印製 527423 A7 B7 一丨 —— - '丨I 丨 _ι· - , 丨丨 _ι_· .mu , - ----- ------- 五、發明説明(9 ) (2 1 )作爲含氧化金屬之粉體,使用氧化鐵含有粉體時 ,相對於與氧化鐵化合之氧原子莫耳量使固定碳之原子莫耳量 還原爲0.5〜1.5倍範圍的成型體之(1 2)或(1 3)或( 1 7 )記載之轉爐落地式還原爐的操作方法。 (2 2 )將壓縮成型機成型製造之圓柱或粒狀成型體投入 較其他爐內部分之周圍環境溫度更低的部分,燒成還原之( 1 2 )或(1 3 )或(1 7 )記載之轉爐落地式還原爐的操作 方法。 (.2 3 )使含氧化金屬與碳及水份之粉體混合物脫水形成 水份量爲混合物整體的1 5〜3 0質量%,利用壓縮成型使該 混合物之外形形成3 0 m m以下的圓柱或粒狀成型體之還原爐 原料的成型體。 (2 4 )將含水量1 6〜2 6質量%的範圍,且厚度或直 徑爲3 0 m m以下之含氧化金屬的粉體與含碳粉體的混合物壓 縮成型製造可得,粉體塡充率在0.4 3〜0.5 8的範圍之圓筒 或粒狀爲特徵之還原爐原料的成型體,及 (2 5 )作爲含氧化金屬之粉體,使用氧化鐵含有粉體時 ’相對於與氧化鐵化合之氧原子莫耳量使固定碳之原子莫耳量 形成0.5〜1.5倍範圍之(2 3)或(2 4)記載之還原爐原 料的成型體。 本發明是關於以多量含水氧化金屬粉體爲原料進行還原之 轉爐落地式還原爐設備,其操作方法及還原爐原料,藉以下方 法進行者。根據本發明以第1圖表示轉爐落地式之金屬氧化物 還原過程。 ------^----衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慈財產局肖工消費合作社印災 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) -12 - 527423 A7 B7 五、發明説明(i〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以多量含水,均勻混合形成泥漿狀態之原料粉體的裝置之 混合槽1 ,使用攪拌裝置2攪拌混合。該原料粉體是含氧化金 屬的粉體及含碳粉體的混合物。含氧化金屬的粉體有微粉鐵礦 石之小粒供給、粉狀態之錳礦石或鉻礦石等。又,礦石以外, 同樣可使用電爐粉塵、高爐燃灰、轉爐粉塵、鐵製品酸洗時產 生的中和污泥、鐵鋼熱軋製之銹垢等金屬精煉或金屬加工所成 粉末狀態的產生物。又,該原料粉中,混合以碳爲主體之粉體 ,例如石油焦炭、粉焦炭、焦炭、碳粉、含其他固定碳的粉體 (以下,記載爲碳粉)。 從儲藏複數個含水粉體的槽中,在運送含原料的水之粉體 至攪拌槽1時,期待可以爪斗起重機或泥漿運送的方法運送含 氧化金屬的粉體。 經濟部智慧財產局a(工消費合作社印製 爲了使形成泥漿狀態的原料粉體在短時間內均勻·地攪拌, 必須含有多量的水份。本案發明人是重復進行種種的實驗,所 獲得的結果是一旦原料粉體中多量含水時可獲得良好的攪拌性 。亦即,水份多,流動性高時,可縮短均勻混合的時間,同時 具有降低攪拌動力的優點。水份含有率相對於粉體質量合計水 份在1 0 0 %以上時,可發現具有高的泥漿流動性。亦即,爲 了容易進行混合’以相對於粉體質量合計之含水量1 〇 〇 %以 上的狀態’必須攪拌混合含氧金屬之粉體及含碳粉體之混合物 〇 泥漿狀態下,爲了使粉體容易沉澱,粉體粒徑越小越好。 強化其攪拌時’雖然也可以使用較大的粉體,但是氧化金屬粉 在1 0 0微米,碳粉在1 8 0微米以下,即斟酌其混合比例時 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) 527423 A7 B7 五、發明説明(11 ) ,總平均粒徑爲1 2 0微米以下時,可以1 〇 〇質量%的水份 狀態,進行一般之每分鐘1 〇〜3 〇轉動左右的均勻攪拌混合 0 以排漿泵3將形成該等泥漿狀態的原料粉體運送至脫水裝 置4。利用脫水裝置4使含有水份脫水至粉體質量的1 5〜 3 Q %,最好是形成1 6〜2 3 %的範圍。粒徑粗的粉體形成 含水量1 6〜2 6質量%較爲容易,可以一般的脫水機,例如 真空脫水機、壓機濾器、離心式傾注器對應。但是,如上述本 發明最佳之原料的平均粒徑爲1 2 0微米以下之粉體所成的泥 漿脫水的場合,脫水物的水份在3 0質量%以下,最好是2 6 質量%以下對於一般的脫水機而言較爲困難,而必須使用特殊 的脫水機。又,根據使用場合也可以組合數種型式的脫水機使 用。 其設備爲原料之預先粉碎、原料混合設備、小粒乾燥設備 、轉爐落地式還原爐、廢氣處理裝置、還原小粒冷卻裝置所成 0 金屬的還原方法及製鐵粉塵的還原方法中,與轉爐落地式 還原爐同樣地,將原料及還原劑形成小粒的設備極爲重要,原 料之預先處理設備、原料之氧化金屬的粉碎與還原劑的混合物 形成造粒性良好狀態的設備也極重要,因此設置原料之預.先粉 碎或小粒硏磨之混練等種種的裝置。 使用微粉體時的脫水裝置可以使用第3圖表示之接受泥漿 的濾器2 3 ,及夾持該等濾器具有壓縮雙輥2 5之脫水裝置。 該脫水裝置在安裝於終端帶狀的濾器2 3上,使泥漿2 6流動 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14: —----^---丨衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印t 527423 B7 五、發明説明(12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,以壓縮雙輥2 6夾持使該濾器脫水。泥漿的水份多時,在壓 縮雙輥2 6的跟前,使用濾器下方的真空吸引裝置2 4,將泥 漿中的水份預備脫水即可有效地脫水。 又,尤其作爲含細粉體之泥漿的脫水裝置,可以使用立式 之離心式分離器同樣具有效果。該離心分離器是下部具有內側 形成狹窄斜面的圓筒之泥漿保持部及其內部具有螺旋式粉體排 出機構,該等泥漿保持部與該等粉體排出機構的差速每分鐘爲 2〜3 0轉,作用於該等泥漿保持部的離心力爲5 0 0 G以上 之離心式脫水器。該脫水機由於是使用每一基能力小的離心力 ,因此分離效率良好,可有小使用於水粉多之細粉體的脫水。 尤其可有效地運用在粒徑數微米〜3 0微米或者數微米〜4 0 微米的小粉體。 又,脫水機也可以使用具有從兩側以1 0 6N/m2以上的力 按壓接受泥漿之濾器裝置的高壓壓式脫水機,但是與具有前述 雙輥之脫水機比較時,其脫水力較差,最好使用在1 0 0微米 前後較粗的粉體。 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印t 其次,脫水後,,將水份1 5 %,最好是形成1 6〜2 0質 量%範圍的濕狀態粉體以污泥運送帶5運送至壓縮成型機6成 型。壓縮成型機之機種的代表性機種有第4圖表示之孔式擠壓 濕狀態粉體型式的成型機(以後,稱孔模製粒機)及第5圖表 示之雙輥表面凹狀模中擠壓濕狀態粉體而成型之壓塊成型機。 孔模製粒機中,如第4圖所示將濕狀態之成型體擠製成圓 筒形。原料是從原料供給口 2 8供給,在多數開設孔模3 4的 底板3 3上,利用驅動裝置2 9、驅動動力傳達機構3 0及驅 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -15- 527423 A7 B7 五、發明説明(13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 動軸3 1所驅動之輥3 2的按壓,藉此形成成型體3 5。其他 的方式爲胴部中螺旋式之擠製機構,同樣有擠壓開設孔模之底 板的型式等。壓塊成型機爲第5圖表示之裝置,從原料供給部 3 6供給粉體,以具有凹陷部3 8之輥3 7壓縮成型。 選定該等機種的理由是爲滿足成型體要求形狀之成型方法 。成型體所要求的形狀主要有成型體不致引起爐內的爆裂,及 濕狀態之落下強度高的2點。 習知方法之成型方法的小粒製造方法是以傾斜部使粉體轉 動,藉.此在表面製成新的粉層體,使成型體成長的方法。以此 方法製造的小粒,粉體塡充率爲較高之0.6 5〜0.7 5左右 爲相當密緻之成型體。密緻之成型體在轉爐爐床之原料供給部 9 0 0 °C以上的部分容易引起爆裂。直徑1 〇 m m左右的小粒 中,水份在3質量%以上,供給爐內隨後即引起爆裂。並且, 粉體塡充率是成型體容積內所包含之粉體的容積比例。 經濟部智惡財產局員工消費合作社印製 本案發明人係重複進行將濕狀態之成型體直接供給爐內時 之爆裂的硏究,而獲知爲了不使成型體引起爆裂,重要的是成 型體的粉體塡充密度較低。亦即,轉爐爐床之還原爐的成型體 爆裂是由於在9 0 0 °C以上的高溫爐內供給成型體,以致造成 成型體內部的水份急速蒸發,提高成型體內部壓力的原因。因 此’重複種種實驗的結果,本案發明人解開爆裂現象是受成型 體的粉體塡充密度與含水量兩者強烈的影響。並且,粉體塡充 率是粉體佔有成型體內部的比例。 又,可獲知粉體塡充率一旦降低時,含水量高而不易爆裂 。高溫的爐內,在成型體內部的水份急速蒸發,提高成型體內 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 527423 A7 ___ B7 五、發明説明(14) 部壓力的防止上,重要的是形成多的粉體粒子間之空隙。粉體 塡充率一旦降低時會使爆裂限値水份上升,在粉體塡充率爲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 . 5 8以下時,即使1 6〜2 6 %的水份也不會引起爆裂。但 是,粉體塡充率過低時,會導致落下強度的降低的問題,因此 必須確保0 . 4以上粉體塡充率。 一般,利用成型法進行成型體之製造具有製造不易爆裂條 件之粉體塡充率低的優點。在高溫爐內使成型體內部的水份急 速蒸發升高成型體內部壓力的防止上,重要的是必須在粉體粒 子間形成多數的空隙。 第6圖是表示對於直徑2 Omm之成型體投入粉體塡充率 1 1 7 0 °C的周圍環境時之爆裂限値水份的影響。粉體塡充率 降低時使爆裂限値水份上升,粉體塡充率在0 . 5 8以下時,即 使1 8質量%的水份也不會產生爆裂的部分性粉化,2 3〜 經濟部智慧財產局肖工消費合作社印奴 2 6質量%的水份雖會產生表面的剝離現象,但不會產生爆裂 。此外,粉體塡充率在0 .5 5以下時,即使2 3〜3 0質量% 左右的水份也不會引起表面的剝離現象。即從爆裂防止的觀點 來看,粉體塡充率以0 . 5 8以下爲佳。低粉體塡充率中,爆裂 限値水份在2 3〜2 6質量%的狀態具有可防止升高的傾向。 此外,利用成型體的形狀可同樣解明爆裂的不同條件。首 先,磁磚狀的成型體厚度爲2 0mm,長度與寬度爲1 5 0 m m時,即使粉體塡充率在0 . 5 8的狀態下,水份1 7 %仍會 引起爆裂。另一方面’孔模小粒製造之直徑1 5 mm長度2 5 m m的圓筒形成型體中,粉體塡充率0 . 5 8的狀態水份至2 5 %爲止不會引起爆裂。又,壓塊製造機所製造的厚度2 0mm 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -17:~— 經濟部智慈財4局員工消費合作社印¾ 527423 A7 B7 五、發明説明(15 ) 邊緣爲4 Omm之杏仁果狀的成型體中,粉體塡充率在0.5 8 的狀態下,水份至2 3 %爲止不會引起爆裂。亦即,板狀成型 體具有容易引起爆裂,另一方面圓筒或粒狀成型體具有不易引 起爆裂的特徵。因此,本發明中乃特定成型體的形狀爲圓筒或 粒狀物。 孔模製粒機與壓塊成型機製造之成型體可解開其不易爆裂 的理由。孔模製粒機之成型體是圓周圍側的表面形成密緻,圓 筒之切斷面形成鬆緩。其結果,含水份多時,同樣形成小的水 蒸氣通過阻力,因此可解開不易引起爆裂的理由。根據.其條件 ’孔模製粒機的成型體即使含有水份2 6質量%也不會在 1 1 7 0 °C的爐內爆裂,具有最佳之抗爆裂性。不會提高壓塊 成型機橫向側的密度,因此可解開水蒸氣容易散逸的理由。且 ’可獲知爆裂同樣會影響成型體的尺寸。圓筒或粒狀的成型體 同樣根據條件的不同而會使3 0 m m以上的成型體即使在水份 2 6質量%以下也會在1 1 7 的爐內引起爆裂。因此,成 型體的厚度或直徑最好在3 0mm以下。 轉爐落地式還原爐是轉動中央缺口的圓盤形爐床。該等爐 床是經由燒成·還原區域,成型體的排出區域而排出還原後的 成型體。隨後使爐床到達成型體的供給部。此時的爐床溫度爲 1 1 5 0〜1 3 0 0 °C,因此一般的操作中,成型體供給部的 溫度是1 0 0 0〜1 2 5 0 °C。亦即,根據操作的條件,成型 體供給部的溫度也可能在1 1 7 0 t以上。此時,使成型體供 給部冷卻以溫度1 1 7 0 °C以下爲佳,而冷卻方法可以成型體 供給部周圍的頂板作爲水冷壁,或形成不致使高溫燃燒氣體進 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(公| ) C請先閱讀背希之注意事項鼻填寫本頁)
527423 A7 B7 五、發明説明(16) 入成型體供給部皆可。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次,重要之成型體的性狀是落下強度較強。成型體在從 成型機運送至爐床的過程中,隨著運送帶而投入至爐內,數次 落下0.5〜2m左右的落下距離。因此,可求得落下強度(以 破壞形狀爲止的合計落下距離表示)強的成型體,轉爐落地式 還原爐中,可求得4〜5 m左右以上的値。一般,由於粉體塡 充密度低之成型體的落下強度低,因此與上述不引起爆裂的條 伶矛盾。如上述,本案發明人在進行提昇粉體塡充密度低之成 型體落下強度的硏究結果,可獲知水份在某一比例以上時,落 下時僅成型體受衝擊而變形,不致造成破壞。 本案發明人在硏究對於水份落下強度的影響時,獲知水份 在1 6質量%以上時,粉體塡充率0.4 3以上的成型體爲落下 強度4 . 2 m以上。但是,粉體塡充率在〇 . 4 3以下時,不論水 份含有率爲何,落下強度爲低的2〜4m左右。因此,從落下 強度的觀點來看,水份在1 6質量%以上,粉體塡充率在 0 . 4 3以上爲佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾. 又,水份與粉體塡充密度以相同的條件,在上述的磁磚狀 成型體中僅進行1次的0 . 5 m落下試驗即會破壞。亦即,特開 平1 1 - 1 2 6 2 4號公報所記載方法中的磁磚狀成型體中, 形狀上的落下強度過低,可獲知一般的處理方法中,成型體的 狀態下不能供給爐內。相對於此,利用本發明的方法所製造的 成型體即使是一般的處理方法也可以其形狀供給爐內。 根據以上的實驗結果,本案發明人獲得含有水份1 5〜 3 0質量%,最好是1 6〜2 6質量%的範圍,粉體塡充率最 -19- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) 527423 Λ7 B7 五、發明説明(17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 好是0 . 4 3〜0 . 5 8的範圍,上述孔模製粒機與壓塊成型機爲 最有效的裝置。其他的裝置同樣可實現本發明目的之成型體的 製造,但是孔模製粒機與壓塊成型機不但成型體的性能良好’ 製造成本也低,因此爲最有效的裝置。 根據以上方法所成型的成型體是在濕狀態下’經由成型體 運送帶7,成型體的供給裝置’使用旋轉式運送帶8供給轉爐 落地式還原爐9。使轉爐落地式還原爐9的成型體供給部的溫 度形成1 1 7 0 t以下。 轉爐落地式還原爐9中,濕狀態的成型體是供給1 1 7 0 °C以下周圍環境溫度的部分。周圍環境溫度1 1 7 0 °C時,成 型體內部的溫度上升率過高,會提高水蒸氣壓力,即使在本發 明的範圍條件下製造的成型體引起爆裂的可能性仍高,因此此 一部份的溫度必須在1 1 7 0 °C以下。 轉爐落地式還原爐9中,成型體是以1 1 00〜1 3 50 °C左右的溫度燒成,可利用成型體內·的碳量使氧化金屬還原。 本發明之原料混合方法是以多量含水的狀態攪拌混合,因此可 均勻混合成型體的氧化金屬與碳,具有可有效反應的效果。 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 此外,本案發明人在進行氧化鐵的還原時,解明碳比例的 控制重要的理由。進行氧化鐵還原時,碳不足時,會因爲還原 不完全而降低金屬化率,又碳過剩時,剩餘的碳與鐵反應,產 生(Fe3C) ’使還原的成型體在1 2 0 〇 °C前後的爐內開始熔融。 由於一般的轉爐落地式還原爐是設計使用熔融鐵的爐床與排出 裝置,因此,一旦產生熔融鐵時會有損傷爐床的問題。 含有成型體的固定碳是相對於與氧化鐵化合的氧而假設只 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 527423 A7 ___B7 _ 五、發明説明(18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 要反應成一氧化碳所計算之固定碳的莫耳數(以後,稱計算碳 莫耳量)1.5倍以下的範圍量時,即不會發生上述還原不足與 鐵熔融的問題。又,本案發明人雖在條件上有所變更,但是氧 化鐵與反應的碳是在反應至一氧化碳與反應至二氧化碳爲止的 中間,可獲知氧化鐵1 0%至7 0%反應爲二氧化碳。其結果 ,只要計算碳莫耳量之0.5以上的固定碳量,即可獲得金屬化 率7 0%以上的還原產生物。 相對於計算碳量之固定碳量爲0.5時,鐵的金屬化率是在 8 0 %左右,無論如何可作爲直接還原鐵使用。另一方面,相 對於計算碳量之固定碳量爲1.5時,金屬化率爲非常高的9 7 %。相對於此時還原物之金屬鐵量,殘留碳量爲2 . 5左右。其 結果,將鐵進碳於殘留碳的金屬全量中,融點在1 3 0 0 °C以 上,最高僅1 3 0 0°C左右的轉爐落地式還原爐內的溫度,也 不會引起還原物融熔的問題。y 經濟部智¾財產局工消費合作钍印^ 還原後的成型體是從轉爐落地式還原爐9排出,可以製品 冷卻裝置1 3冷卻至常溫爲止。但是,使用電爐等的場合,也 可能以9 0 0 °C左右高溫的狀態供給熔解步驟。來自轉爐落地 式還原爐9的燃燒廢氣是經氣體冷卻裝置1 0·及集塵機1 1 , 從煙囪1 2放散至大氣中。 此外,針對轉爐落地式還原爐使用之原料成型體只要滿足將 含水份1 5〜3 0質量%,最好是1 6〜2 6質量%的範圍, 且粉體塡充率爲0.4 3〜0.5 8的範圍且厚度或直徑在3 0 mm以下之含氧金屬的粉體或含碳粉體的混合物壓縮成型製造 之圓筒或粒狀成型體時,可以不需要依照上述順序的方法製造 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -21 - ~ 527423 A7 B7 五、發明説明(19 ) ,即可實現本發明目的之還原操作。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是運用於金屬的精煉或加工所產生之污泥或粉塵等 的處理尤爲有效的方法。例如,製鐵所高爐中的粉末是以文丘 里霧化器集塵,以增黏器形成泥漿。又,也可以中和軋製酸洗 之廢酸的中和污泥。上述的粉末或污泥雖是以脫水機處理,但 是再利用困難,同時會提高費用。例如,將該等粉末或污泥從 增黏器直接接入混合槽1內,可無須中間處理,可以簡單的方 法進行還原處理用的原料成型體。因此,使用金屬精煉或加工 步驟所產生的粉末污泥係本發明最期待的方法之一。 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 其中,以第2圖表示利用習知方法的操作設備作爲操作方 法的比較。習知方法設備的操作是在本發明設備之操作的脫水 步驟之後,將原料以泥漿粉體傳送帶1 5傳送,利用粉體乾燥 機1 6乾燥至水份5〜1 0質量%的範圍。又,隨後以灑水裝 置加水至粉體1 8內,利用造粒裝置1 7製造小粒。並且,藉 小粒運送帶1 9傳送製小粒乾燥裝置2 0,在此將小粒乾燥至 水份2質量%左右爲止。隨後以轉爐落地式還原爐使小粒燒成 還原。如上述,與本發明的方法比較時,習知方法的操作需經 過多步驟,較爲複雜。並且,連續重複進行脫水、乾燥、加水 '脫水與水份調節,因此而會導致能源損失的方法,本發明之 設備的有效性則較爲明顯。 從作爲轉爐落地式還原爐使用原料的觀點來看,本發明從 原料狀態製造時,還原用成型體爲最簡易的製造技術。壓縮成 型機所製造的成型體條件爲圓筒或粒狀,厚度或直徑在3 0 mm以下,含水份爲1 5〜30質量%,最好是1 6〜26質 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐) -22 - 527423 A7 B7 五、發明説明(20) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 量%的範圍,且粉體塡充率以0.4 3〜0.5 8%的範圍爲佳 一旦還原上述方法所成型的成型體時,原料成型體的落下強度 高’又不致爆裂’因此可以轉爐落地式還原爐經濟地還原原料 成型體。 〔圖式之簡單說明〕 第1圖是根據本發明表示將含水的粉體原料還原之轉爐落 地式還原爐的設備構成之一例圖。 第2圖是根據習知方法表示轉爐落地式還原爐設備構成之 一例圖。 第3圖是表示將泥漿落於終端帶狀濾器之上,以壓縮雙輥 擠壓型式的脫水裝置。 第4圖是表示從孔模擠出粉體型式的壓縮成型機之圖。左 側爲構成圖,右邊爲壓縮輥之圖。 第5圖是表示以凹狀的模將粉體壓縮成型的型式之壓塊壓 縮機圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖是表示給予成型體的粉體塡充率之1 1 7 0°C的爆 裂限値水量之影響的圖。 1 :混合槽。2 :攪拌裝置。3 :排漿泵。4 :脫水裝置 。5 :污泥運送帶。6 :壓縮成型機。了:成型體運送帶。8 :換向式運送帶。9 :轉爐落地式還原爐。1〇 :氣體冷卻裝 置。1 1 :集塵機。1 2 :煙囪。1 3 :製品冷卻裝置。1 4 :脫水裝置。15 :污泥粉體運送帶。16 :粉體乾燥機。 1 了 :造粒機。1 8 :散水裝置。1 9 ··小粒運送帶。2 0 : -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 527423 A7 B7 五、發明説明(21) 小粒乾燥裝置。2 1 :乾燥小粒運送帶。2 2 :泥獎入口。 2 3 :濾器。2 4 :真空吸引裝置。2 5 :壓縮雙輥。2 6 : 泥漿。2 7 :脫水物。2 8 :原料供給口。2 9 :驅動裝置。 3 0 :驅動動力傳達機構。3 1 :驅動軸。3 2 :輥。3 .3 ·· 底板。3 4 :孔模。3 5 :成型體。3 6 :原料供給部。3 7 :壓縮輥。3 8 :凹陷部。3 9 :壓塊機。 〔實施發明之最佳型態〕 表1是顯示根據本發明進行操作之實施例1。使用之設備 係第1圖表示之垢成’還原能力是以濕狀態之成型體量的基準 ,每小時產生十噸。脫水機爲雙輥式,成型機是使用孔模製粒 機。 實施例1、2 原料是如表1所示,是使用微粉之粉礦石的小粒饋給與1 mm底層之焦炭粉的混合物,及一貫製鐵所之高爐粉末、熱軋 製軋屑回收池的沉澱泥漿,及1 m m之底層焦炭粉之混合物的 2種類。 (請先閱讀背面之注意事 ΙΦ 項再填」 裝-- :寫本頁) 訂 •Φ 經濟部智慈財產局員工消費合作社印災 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24- 527423 A7 B7 五、發明説明(22 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 單位 實施例1 實施例2 原料(鐵源) 小粒饋給 高爐粉末軋屑回 收池沉澱泥漿 Fe〇 % 1.2 10.5 FezCh % 80.3 58.3 C % 12.5 10.2 Zn〇 % 0.01 0.95 Na % 0.12 0.25 K % 0.03 0.33 原料成型體 泥漿水份 % 130 185 成型體水份 % 17.1 19.8 粉體塡充率 0.57 0.55 成型體落下強度 m 4.7 6.9 還原爐條件 原料供給部溫度 °C 981 983 還原溫度 °C 1210 1210 還原時間 min 15 15 製品 金屬化率 % 95.2 92.8 脫Zri率 % 89.2 97.3 脫鹼率 % 97.8 99.1 塊製品精度 % 93.8 95.4 I---,,---Γ —·$------1T------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -25- 527423 A7 五、發明説明(23 ) 操作條件有如表1表不,混合槽1的原料水份爲粉體暫量 的1 3 0〜1 8 5%,成型前的原料水份爲粉體質量的丄7〜 2 0%。粉體塡充率在本發明的範圍內。又,成型體的大小是 直怪1 5 mm ’長度2 5 mm。成型體之投入部的爐內溫度約 9 8 〇 C ’還原部的爐內溫度爲1 2 1 〇。〇,且還原時間爲 1 5分鐘。 實施例1是使用小粒饋給的操作例,由於適當的碳混合比 例’因此幾乎無落下時的粉化與爆裂,具有高的塊製品精度 9 4 %。實施例2是使用高爐粉末與熱軋軋屑回收池之沉澱泥 漿的操作例,在還原的同時並可獲得脫鋅與脫鹼的操作。該操 作中’金屬化率爲9 1%,脫鋅率爲9 7.5%,脫鹼率爲9 9 % ’可有效除去雜質。該實施例中同樣幾乎不會有落下時的粉 化與爆裂,因此同樣可獲得高的塊製品精度9 5 %。 使用本發明的還原操作與第2圖表示的設備之習知方法的 經濟性比較如下。本發明的操作中,原料之前處理僅使用混合 步驟、脫水步驟即成型步驟,因此原料的前處理費用與比較例 比較,僅3 0 %左右即可。又,過程整體的費用同樣可獲得 1 5 %的減少。此外,建設費用也因爲原料前處理的簡化而可 較比較例減少約1 0 %。 如上述,使用濕狀態的粉體之本發明所使用的轉爐落地式 還原爐設備中’並無原料成型體之爆裂等操作上的問題,可以 廉價的建設費用,同樣可以廉價的操作以能源消費量爲始的操 作費用。又,轉爐落地式還原爐的設備費價廉,可經濟地還原 金屬氧化物。尤其可以省略粉體的乾燥過程與其附帶裝置,具 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 擎裝. 經濟部智慧財產局肖工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨〇><297公釐) -26- 527423 A7 B7 五、發明説明(24 ) 有大的降低設備費用的效果 實施例3、4 原料是如表2所示,使用微粉的粉礦石之小粒饋,給胃i mm底層焦炭粉的混合物,及一貫製鐵所之高爐粉末,熱乳製 污泥軋屑回收池的沉澱泥漿,及1 m m之焦炭粉的混合物等2 種類。 f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝 訂 經濟部智慧財產局g(工消f合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -27- 527423 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(25) 表2 單位 實施例1 實施例2 原料(鐵源) 小粒饋給 高爐粉末軋屑回 收池沉澱泥漿 Fe〇 % 1.2 10.5 F e 2 0 3 % 80.3 58.3 C % 12.5 10.2 Zn〇 % 0.01 0.9 5 Na % 0.12 0.25 K % 0.03 0.33 原料成型體 泥漿水份 % 130 185 成型體水份 % 17.1 19.8 粉體塡充率 0.57 0.55 成型體落下強度 m 4.7 6.9 還原爐條件 原料供給部溫度 °C 981 983 還原溫度 °C 1210 1210 還原時間 min 15 15 製品 金屬化率 % 95.2 92.8 脫Zn率 % 89.2 97.3 脫鹼率 % 97.8 99.1 塊製品精度 % 93.8 95.4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
1· •項再填I 裝·
、1T ΙΦ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 2W公釐) -28- 527423 A7 B7 五、發明説明(26) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 操作條件有如表2表示,混合槽1的原料水份爲粉體質量 的1 2 0〜2 0 0%,成型前的原料水份爲粉體質量的1 7〜 2 0%。粉體塡充率在本發明的範圍內。又,成型體的大小是 直徑1 5 m m,長度2 5 m m。成型體之投入部的爐內溫度約 9 8 0 °C,還原部的爐內溫度爲1 2 1 0 t,且還原時間爲 1 5分鐘。 實施例3是使用小粒饋給的操作例,由於適當的碳混合比 例,因此爲高生產性的操作。該操作中,金屬化率爲高的9 7 %,由於幾乎不會有落下時的粉化與爆裂,因此同樣具有高的 塊製品精度9 4 %。實施例4是使用高爐粉末與熱軋製污泥軋 屑回收池之沉澱泥漿的操作例,在還原的同時具有脫鋅及脫鹼 的操作。該操作中,金屬化率爲9 1%,脫Zn率爲9 7 . 5 %, 脫鹼率爲9 9%,可有效除去雜質。該實施例中同樣幾乎不會 有落下時的粉化與爆裂,因此同樣可獲得高的塊製品精度9 5 %。 經濟部智慧財產局a(工消f合作社印t 使用本發明的還原操作與第2圖表示的設備之習知方法的 經濟性比較如下。本發明的操作中,原料之前處理僅使用混合 步驟、脫水步驟即成型步驟,因此原料的前處理費用與比較例 比較,僅3 0%左右即可。又,過程整體的費用同樣可獲得 1 5 的減少。 如上述,使用濕狀態的粉體之本發明所使用的操作中,並 無原料成型體之爆裂等操作上的問題,可以廉價的建設費用, 同時可以廉價的操作以能源消費量爲始的操作費用。其結果, 可以經濟地實施轉爐落地式還原爐的礦石,及金屬氧化物含有 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 527423 A7 B7 五、發明説明(27) 的粉塵或泥漿粉體的還原。 〔產業上的可利用性〕 根據本發明,在還原用轉爐爐床方法中,經濟地使用濕狀 態的粉體原料,可進行氧化金屬的還原,製造金屬。又本發明 可有效地經濟性進行含金屬製造業所產生氧化金屬之粉塵與泥 漿的處理,可以少數步驟經濟地實施含多量水份之氧化金屬粉 體的還原與金屬的精煉或加工步驟所產生之氧化金屬的粉塵與 泥槳的處理,所成之轉爐落地式還原爐的氧化金屬的還原設備 。尤其是爲了處理大量含水的粉麈或泥漿時,本發明操作爲有 效的手段。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 30 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. 527423 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ^ 附件2: 第089 126496號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9 1年8月2日修正 1 . 一種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲:· 作爲上述脫水裝置者,係使用具有接受以含水份狀態 之氧化金屬的粉體及碳爲主體之粉體的混合物所成帶狀濾: 器,以及夾持壓縮該等濾器的雙輥脫水裝置。 2 . —種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 作爲上述脫水裝置者,是使用以立式之下部具有內側 狹窄斜度之圓筒形泥漿保持部及其內部具有螺旋式粉體排 出機構,該等泥漿保持部與該等粉體排出機構的差速每分 鐘爲2〜3 0轉,作用於該等泥漿保持部的離心力爲 5〇0 G以上的離心式脫水裝置。 3 . —種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) f-裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527423 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥槳運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 作爲上述脫水裝置者,是使用具有從兩側以1 〇 6 N/ m 2以上的力按壓接受含水份狀態之含氧化金屬的粉體及含 碳粉體混合物的濾器之脫水裝置。 4 . 一種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置、脫水裝置、: 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 作爲上述成型裝置者,是使用可以將濕狀態的粉體從 3 0 m m以下直徑的孔模擠出型式之壓縮式成型機。 5 . —種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及‘碳爲主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 作爲上述成型裝置者,係使用凹模最大厚度爲3〇 m m以下的壓塊成型機。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事 裝-- :寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2- 527423 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 6 . —種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 由上述成型體製造裝置至轉爐爐床爲止的運送中,成 型體的合計落下距離在4 . 1 m以下。 7 . —種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 作爲上述投入裝置者,係使用換向式帶式運送機或震 動饋給。 8 . —種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下,混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥槳運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐,並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 是從儲放含水粉體的複數個槽中,利用抓斗式起重機 或/及泥槳運送,以相對於粉體質量合計含水份1 . 0倍 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事' ΛΎ ▼項再填· 裝— :寫本頁) 訂 Φ 527423 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 以上的狀態,供給混合以含氧化金屬的粉體及碳爲主體之 粉體混合裝置。 9 . 一種氧化金屬之還原設備,是針對於以下列所示 順序設置有:在含水份的狀態下’混合以含氧化金屬的粉 體及碳爲主體之粉體的裝置、泥漿運送裝置、脫水裝置、 製造圓柱或粒狀成型物之壓縮式成型裝置、成型體運送 機、成型體投入裝置及轉爐落地式還原爐’並以運送手段 連結該等所構成之氧化金屬之還原設備,其特徵爲: 具有可控制轉爐落地式還原爐之成型體供給部分的周 圍環境溫度在1 1 7 〇 °C以下的機構。 1 0 . —種轉爐落地式還原爐之操作方法,其特徵 爲 · 相對於粉體質量合計之含水份1 · 0倍以上的狀態 下,攪拌混合含氧化金屬及碳的粉體,以脫水裝置將此脫 水至1 6〜2 6質量%的含有水份後,將壓縮成型機成型 製造所成之粉體塡充率0·43〜0.58範圍的成型體 投入周圍環境溫度1 1 7 0 °C以下的爐內部分’隨後以 1 2 0 0 °C以上的溫度燒成還原。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項所記載之轉爐落地式 還原爐的操作方法,其中脫水裝置係使用具有接受含水份 狀態的粉體之帶狀濾器,及從上下夾持該等濾器而壓縮的 雙輥脫水機。 1 2 .如申請專利範圍第1 〇項所記載之轉爐落地式 還原爐的操作方法,其中脫水裝置係使用立式之下部具有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) "" " -4 - (請先閱讀背面之注意事 4 項再填* 裝— :寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527423 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 ττ、申請專利乾圍 內側狹窄斜度之圓筒形含水份狀態之粉體保持部及其內部 具有螺旋式粉體排出機構,該等保持部與該等粉體排出機 構的差速每分鐘爲2〜3 0轉,作用於該等保持部的離心 力在5 0 0 G以上的離心式脫水裝置。 1 3 ·如申請專利範圍第1 〇項所記載之轉爐落地式 還原爐的操作方法,其中脫水裝置是使用脫水機來脫水, 該脫水機乃具有由兩側以1 0 6 N/m 2以上的力,將保持有 含水份粉體之濾器予以按壓之裝置。 1 4 · 一種轉爐落地式還原爐之操作方法,其特徵 爲: 將含有水份在1 6〜2 6質量%的範圍,且厚度或直 徑爲3 0 m m以下之含氧化金屬的粉體與含碳粉體的混合 物壓縮成型所製造之粉體塡充率0.43〜0.58範圍 的圓柱形或粒狀成型體投入於周圍環境溫度1 1 7 0 °C以 下的爐內部分,隨後以1 2 0 0 t以上的溫度燒成還原。 1 5 _如申請專利範圍第1 4項所記載之轉爐落地式 還原爐的操作方法,其中壓縮成型機是使用壓入濕狀態之 粉體的裝置及濕狀態粉體通過之孔模所成的擠製孔型式之 壓縮成型機。 1 6 .如申請專利範圍第1 0項或第1 4項所記載之 轉爐落地式還原爐的操作方法,其中壓縮成型機是使用將 濕狀態之粉體壓入雙輥表面之凹狀模具所成型的壓塊成型 機。 1 7 .如申請專利範圍第1 0項或第1 4項所記載之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------裝------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527423 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範園 ---------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 轉爐落地式還原爐的操作方法,其中係將厚度或直徑3〇 m m以下之含氧化金屬的粉體及含碳粉體的混合物壓縮成 型而製造之圓柱或粒狀成型體予以還原。 1 8 .如申請專利範圍第1 0項或第1 4項所記載之 轉爐落地式還原爐的操作方法,其中作爲含氧化金屬之粉 體,是在使用含有氧化鐵粉體時,相對於與氧化鐵化合之 氧原子莫耳量,使固定碳之原子莫耳量還原爲〇 . 5〜 1 . 5倍範圍的成型體。 ]_ 9 .如申請專利範圍第1 〇項或第1 4項所記載之 轉爐落地式還原爐的操作方法,其中係將在壓縮成型機成 型製造之圓柱或粒狀成型體投入較其他爐內部分之周圍環 境溫度更低的部分,燒成還原者。 20.—種還原爐原料之成型體,其特徵爲: 含水量在1 6〜2 6質量%的範圍,且厚度或直徑在 3〇mm以下,將含氧化金屬之粉體與含碳粉體之混合物 予以壓縮成型所製造取得,粉體塡充率在0 · 4 3〜 0 . 5 8的範圍之圓筒或粒狀。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 1 .如申請專利範圍第2 0項所記載之還原爐原料 之成型體,其中作爲含氧化金屬之粉體,是於使用含氧化 鐵粉體時,相對於與氧化鐵化合之氧原子莫耳量,使固定 碳之原子莫耳量形成0.5〜1·5倍範圍者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -6-
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