TW546385B - A reduced iron compact, a method of producing the same and a method of producing pig iron by using the reduced iron compacts - Google Patents

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546385 A7 £7_ 五、發明説明（1 ) ' '~ 本發明係有關於以旋轉爐床式還原爐使含氧化鐵之粉 末所構成之成形體加熱還原，以製造強度高之還原鐵成形 體之方法，及以此製得之還原鐵成形體。此外，本發明並 有關於製鐵用鼓風爐中使用該還原鐵成形體以製造生鐵之 方法。 本^明中’所謂之成形體’係包含將含氧化鐵之粉體 加以成形成丸粒、壓塊等塊狀、球狀或粒狀者，而所謂之 還原鐵成形體則包含業已於還原爐中將前述含氧化鐵之成 形體燃燒還原者。 背景技術 製造還原鐵或合金鐵之製程多樣，但將碳作為還原劑 而以固體狀態還原之製程其操作費用與設備價格較低廉， 且，因操作容易而為各國所用。此製程之實例，有於旋窯 等中，於耐火物上一面滾動氧化金屬與碳粉體之成形體並 一面加熱而還原之形態之製程，及，靜置於可移動之爐床 上並由上部之高溫氣體加熱而還原之製程，例如旋轉爐床 法製程。 其中’生產性較高之製程為旋轉爐床法之實施。旋轉 爐床法係以於業經固定之耐火物頂部及側壁下，呈可使中 央部空缺之圓盤狀耐火物爐床於執上以一定速度旋轉之形 式之焙燒爐（以下稱旋轉爐床爐）為主體之製程，並可用 於氧化金屬之還原上（以下亦稱之為旋轉爐床式還原爐）。 旋轉爐床爐係具有-可旋轉且中央部空缺之圓盤狀爐床。 該圓盤狀爐床之直徑係由1〇公尺至5〇公尺，且寬度由2公尺 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公楚〉 (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) •、?τ— -4- 電 故 546385 五、發明説明（ 至6公尺。 旋轉爐床法之操作概要如下。首先，於作為原料之_ η、熔逢之金屬氧化物中均句混合該氧化物還原所 需量之碳系還原劑後’以造粒機製成成形體。 則述原料係使用粉狀礦石或氧化金屬粉塵等氧化金屬 與作為還原劑之碳。於還原鐵之製造上則使用如顆粒飼料 ㈣let feed)等微粒之鐵礦石等。前述還原劑乃使用碳，但 且為達產生還原反應之溫度，約為丨⑽。cm揮發之碳 3里（固定碳）比率高者為佳。此類碳源中係以焦炭末或 無煙煤較佳。 < 將作為原料之含氧化金屬粉體與含碳粉體混合。進 而，將該混合物製成成形體，再將其供給於旋轉爐床爐中 並呈層狀舖滿於爐床上。於旋轉爐床爐中，當爐床開始旋 轉，舖於爐床上之成形體於高溫之爐内各部分移動而急速 加熱，並以1300。(：左右之高溫焙燒5分鐘至2〇分鐘。此二於 成形體内，藉由混合於成形體中之還原劑（碳）可使氧化 金屬還原，並生成金屬。金屬化率乃因還原金屬而異，但 鐵、鎳、錳為70%以上，而難以還原之鉻亦達3〇%以上。 此外，處理製鐵業所產生之粉塵時，由於可隨還原反應揮 發去除鋅、鉛、鹼金屬、氯等雜質，因此易於鼓風爐或 爐中進行再循環。 於旋轉爐床爐中，由於成形體相對靜置於爐床上，… 具有成形體難於爐内崩壞之優點。其結果為，耐火物上無 業已粉化之原料附著之問題’且具有塊製品良率高之優 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ί、 ,% — (請先閲讀背面之注意事项再塡窝本頁) •、一吁丨 -5- 546385 A7 B7 五、發明説明（3 ) ~ 點。此外，因可使用生產性高且價廉之煤系還原齊！或粉末 原料，故近年施用此製程之例逐漸增加。 進而，碇轉爐床法對鼓風爐、轉爐、電爐所產生之製 鐵粉塵或壓延程序中增稠劑熔渣之還原及雜質去除之處理 亦為有效，並可作為粉塵處理方法使用，且為可使金屬資 源有效再循環之方法。 其設備則由原料之事前粉碎設備、原料混合設備、造 粒設備、旋轉爐床式還原爐、排氣處理裝置、還原成形體 冷卻裝置組成。 如前所述，如旋轉爐床法等氧化金屬之還原方法般將 成形體靜置於可移動之爐床上再由上部之高溫氣體加熱而 還原之製程，因成形體於爐床上不動，故就成形體之破壞 或粉化少而可製造堅固之還原鐵成形體（粒）之方面而言， 及生產性或製造費用方面而言甚為優良，乃一經濟化之金 屬製造方法。然而，又希望生產性或品質更加提升，即， 有效率地進行還原而提高生產性，且製得之還原鐵成形體 需滿足易為下一程序利用之物理性條件。 業經還原之成形體（以下稱還原鐵成形體或還原鐵粒） 並非直接成為製品，故需於下一程序中進行最終還原·熔 解。特別是，以旋轉爐床法製造之還原鐵粒係由金屬鐵吸 收源自呶源之硫含量（sulfur c〇ntent)，故還原鐵中之硫含 量為〇·1〜0.3%，而至此尚無法作為鋼鐵製品使用。因此， 於最終之還原·熔解程序中需具有脫硫之機能。而製鐵用 豉風爐因具有還原·溶解以及脫硫機能，故於製鐵用鼓風 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ---------------------—— (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、τ. -6- 546385 A7 B7 五、發明説明（4 ) 爐中將還原鐵粒與其他原料混合使用並製造生鐵即為一經 濟化之製鐵方法。 唯，為於鼓風爐中使用，則製造高強度之還原鐵粒甚 為重要。理由如下。於鼓風爐之爐内，層積有2〇〇〇〜8〇〇〇 噸極大量之礦石類與焦炭。其結果致使鼓風爐爐内之還原 鐵粒承受極大之力，因此其要求之抗碎強度需高於5x1〇6n/ m2〜6xl06N/m2以上。 習知技術亦為如此，舉例言之，以旋轉爐床法製造高 強度還原鐵粒之方法，已有如本發明人等申請之揭示於專 利公開公報特開2000 — 34526號或專利公開公報特開 2000— 54034號中之方法。該等揭示技術之操作方法可有效 製造高強度還原鐵粒，故為製造可使用於鼓風爐中之還原 鐵粒上不可或缺之技術。由於該還原鐵粒之抗碎強度非常 而’因此可將其直接使用於鼓風爐中。 然而，以該等揭示技術為依據之操作，仍有無法精密 管理原料條件或反應條件之問題。即，該技術仍有反應時 間之管理不完全時，將製成強度不足之還原鐵粒之問題。 此外，由於反應時間之管理並非定量，且反應時間過長， 將產生加熱·還原之能量消耗過多之問題。有關原料成分 之條件或供給於旋轉爐床法之還原爐爐内之成形體大小等 條件亦有無法充分管理之問題。因此，甚需一種用以解決 該等問題之新技術。 進而，本發明人等觀察得知，未充分選擇原料之氧化 鐵時，縱使旋轉爐床法之操作條件適當，製品還原鐵成形 ΐ紙張尺度“Τίϊ家標準(CNS) A4規格(2]“97公釐)----— 、可 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 546385

、發明說明 : = = 此’本發明人等乃對原料摻合條件做 後職、，果發現，原料之氧化鐵中三氧化 —鐵（Fe2〇3)之混合比率高時， 之粉(還原鐵成形體） 其中’所㈣品係指成形體經燃燒還原後之還原物（還 原鐵成形體），包含挣壯 >、晉/5仏 „ 匕3塊狀之還原物’即塊狀之還原鐵成形 體或逛原鐵粒，以及粉狀之還原物， ^ , 即叔狀之逛原鐵成形 體（以下稱粉末）。前述粉末比率伤 不丰係以2mm之篩網篩選還 原物時’通過2mm之還原物重量相對於篩選前還原物之全 重量之比率。 舉例言之，由本發明人等進行之實驗中可知，由原料 粉體經盤式（pan type)造粒裝置製成之平均粒徑為45㈣之 粒體右原料粉體中二氧化二鐵之比率超過6q%則製品中 粉末之產生加劇。進而，三氧化二鐵之比率為7〇%以上時， 縱使旋轉爐床式還原爐之操作條件U子，製〇口口（還原鐵成 形體）之粉末比率仍多如15〜25%。又，經本發明人等調 查後亦確認，爐内產生之粉末於還原率或去鋅率方面不 佳。此係由於粉末之比表面積大，且於爐床上易於接觸爐 内之燃燒氣體，並受燃燒氣體中之碳酸氣或水蒸氣之氧化 性氣氛影響，而使還原反應受到阻礙。即，一旦引起成形 體粉化，則高價值之塊狀製品（塊狀之還原成形體）形成 比率降低，同時並產生製品之平均還原率降低之問題。此 結果對還原含三氧化二鐵之原料粉體成形體而製得金屬比 率為75%以上之高還原率製品而言，儘管抑制該粉化之產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 费------------------訂---------------蒙· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 546385 五、發明説明（6 ) 生甚為重要，習知技術中仍無有效之對策。 習知技術中並無用以解決此問題之有效方法，且無法 進行用以防止粉化之高效還原處理。因此，一直以來都在 尋求一種可於旋轉爐床式還原爐中還原含三氧化二鐵之氧 化鐵成形體時，降低成形體粉化率之新技術。 因此，本發明之課題即在於，於旋轉爐床式還原爐等 固體還原型之燃燒還原爐中，υ有效率地製得抗碎強度高 之還原鐵成形體，2)有效率地還原含有三氧化二鐵之氧化 鐵原料，並製得粉末少且還原率高之還原鐵成形體，進而， 其課題並在於將還原鐵成形體於鼓風爐中還原熔融。 發明之揭示 本發明係為解決上述課題而形成者，其要旨如下。 (1) 一種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法， 係使混合有含氧化鐵㈣與含碳粉體之原料粉體中之碳與 和其中所含之可於13崎—氧化碳環境中進行還原反應Ζ 金屬元素化學結合之氧之原子莫耳比’或三氧化二鐵之含 量設定在特定範圍内，且使氣孔率形成於特定範圍内而製 成成形體’再將該成形體靜置於一具有可旋轉移動之爐床 之還原爐爐床上’藉由爐上部之燃燒氣體產生之熱而加熱 至預定溫度以上後，加以燃燒還原者。 (2) 一種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法， 係將混合有含氧化鐵粉體與含碳粉體之原料粉體製成成形 體，並使其氣孔率大於下式<4>所示之適#氣孔率^， 再將該成形體靜置於-具有可旋轉移動之爐床之還原爐爐 本紙張尺度適用中國國家標準（qjS) A4規格（210X297公爱）

---------------------费…： m V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 -9- 546385 A7 B7 < 4> 五、發明説明 床上，藉由爐上部之燃燒氣體產生之熱而加熱至1100°C以 上之溫度後，加以燃燒還原者； VI = 0.55R — 12 其中，R係成形體中三氧化二鐵之質量比，V1係成形 體之適當氣孔率。 (3 ) —種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法， 係使於他合有含氧化鐵粉體與含碳粉體之原料粉體中混合 1〇貝里％以上之粉體之原料混合物製成成形體，並使其氣 孔率大於下式< 5 >所示之適當氣孔率V2，再將該成形體 靜置於一具有可旋轉移動之爐床之還原爐爐床上，藉由爐 上邛之燃燒氣體產生之熱而加熱至丨丨〇〇。〇以上之溫度後， 加以燃燒還原者，而前述粉體係平均粒徑為1〇μιη以下，且 含有合计65質量％以上之金屬鐵、氧化亞鐵及磁鐵礦達一 種以上者； V2= 0.5R- 14 < 5> 其中，R係成形體中三氧化二鐵之質量比，V2係成形 體之適當氣孔率。 (4 ) 一種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法， 係將三氧化二鐵含有率為8 5質量％以下之混合有含氧化鐵 粉體與含碳粉體之原料粉體製成成形體，並使其氣孔率達 40%以上，再將該成形體靜置於一具有可旋轉移動之爐床 之還原爐爐床上，藉由爐上部之燃燒氣體產生之熱而加熱 至1100°C以上之溫度後，加以燃燒還原者。 (5 ) —種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方 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項再填寫本頁) •訂， 豢- -10- 546385 A7 ______B7_ 五、發明説明（8 ) ^ '~' " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 係使於混合有含氧化鐵粉體與含碳粉體之原料粉體中混合 1 〇貝里％以上之粉體之原料混合物製成成形體，並使其氣 孔率達40%以上，再將該成形體靜置於一具有可旋轉移動 之爐床之還原爐爐床上，藉由爐上部之燃燒氣體產生之熱 而加熱至1100X：以上之溫度，加以燃燒還原者，而前述粉 體係平均粒徑為ΙΟμηι以下，且含有合計65質量％以上之金 屬鐵、氧化亞鐵及磁鐵礦達一種以上者。 (6 )如前述第（4 )或（5 )項之旋轉爐床式還原爐之還原 鐵成形體之製造方法，係藉由將呈含水分狀態之原料粉體 或原料混合物以壓入輥由設置於金屬製板上之貫通孔模壓 出，或，藉由在金屬製殼體内部利用一螺旋式壓出裝置而 由δ又置於该金屬製殼體側面之端板上之貫通孔模壓出，而 製成成形體。 (7 )如前述第（3 )或（5 )項之旋轉爐床式還原爐之還原 鐵成形體之製造方法，其中該平均粒徑為1 〇pm以下，且含 有合計65質量％以上之金屬鐵、氧化亞鐵及磁鐵礦達一種 以上之粉體，係使用轉爐氣體之氣體回收裝置所收集之平 均粒徑為ΙΟμηι以下之粉塵。 (8 )如前述第（2 )至第（5 )項中任一項之旋轉爐床式還 原爐之還原鐵成形體之製造方法，其中該成形體所含之碳 原子莫耳數係與可於1 300Τ：還原環境下還原之氧化物化學 結合之氧原子莫耳數之〇. 5〜1 · 5倍。 (9 ) 一種氧化鐵還原成形體，係於一具有可旋轉移動之爐 床之還原爐中燃燒還原，且金屬鐵比率為40質量％以上， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（2WX297公釐） -11- A7

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~~~ ----L 五、發明説明（10) " 體中三氧化二鐵含有率與作為使粉化少之條件之適當氣孔 率之關係圖。 第6圖所示者係原料粉體中添加有1〇質量％之微粒之 金屬鐵、氧化亞鐵及磁鐵礦時，於旋轉爐床式還原爐進行 還原％成形體中二氧化二鐵含有率與作為使粉化少之條件 之適當氣孔率之關係圖。 第7圖所不者係用以實施本發明之旋轉爐床式還原爐 之全體製程另一例。 用以實施發明之最佳形態 首先，說明有關本發明之技術，最初於旋轉爐床式還 原爐中以碳為還原劑，而於用以使氧化鐵以固體狀態還原 之還原爐中製造抗碎強度高之高強度還原鐵成形體（還原 鐵粒）。用以實施本發明之旋轉爐床法之設備可舉第丨圖所 示者為例，並以此說明本發明之方法。 第1圖之設備係由原料粉體之成形裝置8、成形體乾燥 衣置9旋轉爐床式运原爐11、遷原鐵粒冷卻裝置12、還原 鐵粒筛選裝置13及還原鐵粒儲倉14所構成。又，前述旋轉 爐床式還原爐11之截面圖顯示於第2圖。於業經固定之耐火 物製之頂部16與爐壁17下，設置有一可於車輪19上旋轉之 爐床1 8。前述爐壁17上設有多數燃燒器2〇，藉由火焰可控 制爐内之溫度與氣氛。由成形裝置8製成之成形體22則裝入 爐内’並於爐床上經上部之氣體輪射加熱而產生還原反庳。 首先，混合含有粉鐵礦石或轉爐氣體粉塵等氧化鐵之 物體及含有焦厌粉專破之粉體而形成原料粉體。如此原料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） .......?T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 546385 五、發明説明（u 粉體基本上乃由含氧化鐵粉體與含碳粉體構成，但除氧化 鐵粉、含碳粉外，並可含有部分金屬鐵粉或雜質等。再藉 前述成形裝置8將業經混合之粉體（原料粉體）成形為易處 理之形狀。成形方法一般最通用者為以盤式造粒機進行之 粒體製造方法，係一面於傾斜之圓盤上將原料粉體佈滿造 粒核周圍，i-面製造球形之粒體，第j圖之設備亦使用此 -方法。此外，其他尚⑽縮成形之壓塊製造方法或壓出 式之成形方法。 ，其中，成形體需有可堪輸送至還原爐之強度。以盤式 造粒機成形之粒體，可製成氣孔率為20%至33%之緻密成 形體，從而提高粒體強度。又，以廢塊製造法或麼出式之 成幵/方法僅月匕製造氣孔率為3〇%至⑽之不甚緻密之成形 體，故以黏結劑或水分之黏著力提高強度。 成形體中之氧化鐵與雜質中，於l2〇〇DC左右之溫度並 於一氧化碳環境中被還原性高之氧化物可於旋轉爐床式還 原爐11之爐内藉由碳而還原。碳與含該等氧化鐵之氧化物 之比率，宜使碳原子莫耳數相對於該等氧化物中氧（活性 2原子莫耳數之比率（（碳原子莫耳數)/(活性氧莫耳數）） ;片1,5之耗圍内。其理由如下。旋轉爐床法之還 ’、糸以於乳化金屬中之氧與碳可形成一氧化碳之條件下之 還原反應為中心ο 山 叙與活性氧之原子莫耳比（以下 trr 為中心基準而進行原料摻合。唯，有 :糟：環境氣體或溫度亦有助於部分還原至二氧化碳之反 〜 心有時爐内高溫之水蒸氣或二氧化碳氣體致使 本紙張尺度適财關雜準_

..... (、ΐ>先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·、?τ— -14- 546385 引 問

—— 一·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、=& . A7 B7 五、發明説明（Π ::故有時仍需剩餘之碳。即，隨爐内之反應條件 令碳當量比減少至基準之G.5倍或增加至15倍。另，一般 ，言:具有摻雜於用α製造還原鐵成形體之原财之活性 乳之氧化物’主要為鐵、錳、鎳、鋅及鉛之氧化物。 於旋轉爐床式還原爐η爐内令以上述方法製成之包含 有含氧化鐵粉體與含碳粉體之成形體舖滿爐床18上，並加 以燃燒還原。成形體舖人之層數宜為2層以下。其理由如 下。對成形體之熱傳遞係由成形體上部之氣體輕射與源自 爐床18之接觸.輻射傳熱而進行。因此，層數達]層時，成 形體仍可直接受熱，但達2層以上時中間之成形體僅能於上 下層成形體加熱後，方得以加熱。因而有上下層成形體還 原結束後經過長時間後中間成形體之還原仍未結束之問 題。 還原反應係始於1100C左右，而於超過12〇〇〇c時開始 劇烈反應。因此，還原帶之爐内氣體需於丨2〇〇〇C以上。唯， 若達1400°C以上，將使摻雜於成形體内之熔渣成分或業經 還原之鐵與殘碳反應所生成之鐵-碳化合物熔融。部分成形 體熔融後將黏著於周圍之成形體間或與爐床18溶著。此— 結果將造成成形體無法由爐内排出之問題，因此還原溫户 宜於120(TC〜1400°C之範圍内。又，高於14〇〇χ：時，i又 起溶潰成分與還原鐵之表面分離’且成形體強度降低之 題。 成形體應暴露於反應劇烈進行之條件，即12〇〇以上 之氣體溫度部分中達幾分鐘’對還原反應之進行而言為重 本紙張尺度適用中國國家標準（™s) A4規格（210X297公釐） -15- 546385 A7 ______B7 五、發明説明（13 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 要之指標’本發明人等做了以下解析。此外，於該溫度下 進行還原反應至某-程度時，生成之金屬鐵粒子間開始燒 結，因此並對於該燒結之進行加以解析。 還原反應之進行狀態一般是因溫度而異。如氧化鐵與 碳之單純類無機反應中，反應速度受到溫度之強大支配。 一般而吕，反應速度係以R = Aexp ( — G/kT )表示（其中， R為反應速度常數，A為常數，以活化能，k為氣體常數， T為絕對溫度）。X，還原反應後引起之金屬鐵粉燒結反 應之速度亦有同樣之溫度關連性。因此，本發明人等乃就 旋轉爐床法中暴露於還原帶爐内溫度與12〇(rc以上氣體溫 度下之時間之氧化鐵還原率相對於還原鐵粒抗碎強度之關 係進行調查。 由本發明人專進行之實驗中明白顯示，為確保可使還 原鐵粒用於鼓風爐中之強度，其重要條件在於進行還原反 應而提高金屬化率，且燒結經還原而生成之金屬鐵粉。因 此，若以還原鐵粒之強度與還原條件（暴露於還原帶之平 均氣體溫度及1200 C以上氣體中之時間）為中心加以解 析，則用以實現5x 106N/m2以上抗碎強度之加熱最低時間 (T)可以<1>式表示，即：

Tc= Aexp ( 7，100/T) + BVp1/3 ......<1> 又，T c ··加熱最低時間（分）、 T :1200°C以上之爐内部分平均氣體溫度（κ)、 Vp:成形體之平均容積（mm3)、 A，B :常數。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -16- 546385 A7 B7

Ta=〇.〇45exp ( 7,100/T) +〇.12Vp 1/3 五、發明説明（14 其中，本發明人等並於此實驗中發現，如式< 1 >右邊 第2項所示，成形體之大小也會改變最低加熱時間。由於成 形體有各種形狀，故宜以容積表示大小，該式中則納入容 積之影響項以作為成形體大小之指標。成形體大則有耗費 内部加熱時間等現象，其影響即顯現於此。 本發明人等更發現A、B乃因裝入還原爐中作為原料之 成形體之氣孔率而異之常數。氣孔率小且緻密之成形體、 如以盤式造粒機製成之粒體等氣孔率為2〇%〜33 %之成形 體’反應與燒結迅速進行之結果則成下式< 2 >。 .....< 2> 此氣孔率之成形體於UOOt：以上之環境下暴露時間與抗碎 強度之關係經測定後，其結果之:!例乃顯示於第3圖。此乃 該處理中於平均溫度125(TC下，將直徑為12mm、氣孔率為 27%之成形體加熱還原之結果。另，圖中標圖㈣所附帶 之線之長度係用以表示統計性計算後之誤差，而線之長产 範圍則顯示90%之可靠性。如第3圖所示，由氣體溫度與^ 形體大小計算之Ta為6.2分鐘，又，若實驗結果超過6分鐘， 則還原鐵粒之抗碎強度超過5xl〇6N/m2。 又，原料粉體粒子之填充稀疏且氣孔率大如⑽以上 〜55%之成形體，其反應與燒結緩,陵，且常數a、b大 形成下式< 3 >。 ’

Tb=0.05exp (7,100/T) +〇.i4Vpi/3 ……<3> 即，超過上式所示之加熱最低時間時，皆可實現5:i〇w 以上之還原鐵粒抗碎強度。此條件下之實驗結果之！例乃顯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公着） 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 以 而 546385 五、發明説明（i5 ) 不於第4圖。第4圖之結果係於氣體平均溫度125(rc下，將 直&為12mm、氣孔率為47%之成形體加熱還原後之結果。 另，圖中標圖所附帶之線之長度係用以表示統計性計算後 之誤差’而線之長度範圍則顯示9〇%之可靠性。由氣體溫 度與成形體大小計算之Tb為6.8分鐘。圖中有顯示6·8分鐘 之線。該實驗結果亦如前一實驗結果，少於6分鐘之加熱還 原時間下還原粒之強度仍不足，但超過7分鐘時，還原粒之 抗碎強度則超過5 X 1 〇6N/m2。 唯’本發明人等發現，若成形體體積超過l4〇〇〇mm3 (如呈近似球體之形狀時則為25mm之大小），則用以裝入 還原爐中作為原料之成形體之強度降低，同時還原鐵粒之 形狀異常，而偶有強度降低之現象。成形體較大時，表面 反應結束後，中心部之反應加劇。結果，近表面部分之反 應較早結束且立即開始金屬鐵粉間之燒結。但，由於内部 之還原緩慢，故於表面燒結後仍在進行還原反應。於焙燒 之後半，隨内部之還原將產生一氧化碳氣體，但因表面緻 密，通氣度不佳致使内部壓力上升，而使還原鐵粒產生機 械性缺陷。結果，造成還原鐵粒之形狀異常而使強度降低。 成形體之體積為100mm3以下時（如呈近似球體之形狀 時則為5mm以下之大小），體積過小而沒入周圍成形體之 陰衫中’並難以接收爐内氣體之輕射，結果造成反應難 一定速率推進之問題。此結果對低於該大小之成形體 言’其還原率與強度難以穩定。又，l〇〇nim3之成形體若經 還原，將縮減約30%之體積。因此，例如於鼓風爐中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ---------------------變…： * « (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂— -18- 546385 A7 -----一 _______B7_ 五、發明説明（16) "—" "~一〜 時，還原鐵粒之體積宜K7〇mm3以上。 ,反應與燒結之時間乃隨操作條件而變化，又，於必須 製造抗碎強度較5xl〇6N/m2更高強度之還原鐵粒時，有時亦' 线行較加熱最低時間更長時間之培燒。又，延長達加熱 取低打間3倍時，還原鐵粒之抗碎強度逐漸提高，但若再進 行較之更長時間之培燒則無法再提高強度。因此，成形體 以1200t以上燃燒還原之時間，宜於加熱最低時間之^ 倍至3.0倍之範圍内。 /本發明人等進而調查還原鐵粒之成分與抗碎強度之關 係。其後發現原料粉體中之氧化鐵比率高時，抗碎強度益 發提高。該現象之理由在於，於12〇〇t〜i4〇(rc時金屬鐵 之質量傳送迅速，故還原鐵粒中之金屬鐵粉於短時間内燒 結。因此，高金屬鐵比率之還原鐵粒敏密化，且強度漲幅 大。反之，氧化紹等氧化物之質量傳送慢，且於該溫度下 數分鐘之加熱並不能進行完全之燒結。因此，高金屬鐵比 率之還原鐵粒強度提高，而低金屬鐵比率者則強度低。本 發明人等闡明’還原鐵粒之金屬鐵比率為4〇%以上時，可 製得鼓風爐利用之臨界值，即抗碎強度為5χι〇6ν〜2以上之 還原鐵粒。又，若具此等強度，則可以貨車或船做長距離 運輸。另，前述金屬鐵比率係表示還原鐵成形體中金屬鐵 之質量比（金屬鐵質量/還原鐵成形體質量）。 金屬鐵比率為40%以上之還原鐵粒之製造方法如下。 首先’原料粉體之總鐵比率（所含全鐵元素之質量比）若 為40%以上’估量還原時氧與碳之質量減少後，則可势得 546385 A7 p_______B7 _ 五、發明説明（17 ) 金屬鐵比率為40%以上之還原鐵粒。本發明之還原反應 中’業已反應之氧與碳形成一氧化碳與二氧化碳後，由成 形體排出。結果還原鐵粒之質量為成形體之65%〜8〇%。 若原料粉體中之總鐵比率超過4〇%，則還原鐵粒之總鐵比 率增為50%〜60%。進而，前述說明之反應條件中鐵之還 原率約為70%以上，故可製得金屬鐵比率為4〇%以上之還 原鐵粒。 唯，成形體中不受還原之氧化物（氧化矽、氧化鋁、 氧化鈣、氧化鎂等，以下總稱熔渣生成物）之比率多時， 還原後之還原鐵粒強度低。本發明人等闡明，成形體之熔 渣生成物比率超過30%時，縱使其他條件適當，還原鐵粒 之強度仍低於5xl〇6N/m2。亦即，因與金屬鐵粒子不同，且 熔渣生成物之質量傳送慢，故於12〇(rc〜14〇(rc之條件 下，無法於數分鐘内完全燒結完畢。此外，成形體之熔渣 生成物比率超過30%時，還原後還原鐵粒之熔渣生成物比 率超過35%。 令如此之原料粉體於12〇{rc〜14〇〇t：2溫度中使碳比 率充刀之原料進行還原反應且加以燒結。丈咅燒時間需為較 月』述加熱最低日寸間更長之時間，但於一般之成形體體積、 氣體，皿度、氣孔率等條件中，凡暴露於1200°C以上之氣體 中達7分鐘以上，即符合此條件。 又於本發明人等先前進行之發明中可確認，如專利 ^開公報特開2_一 34526號所示，於還原鐵粒中殘碳多 日卞以本發明之條件仍將使還原鐵粒之強度降低。其等解 本紙張尺度適用中國(210x&公爱)--——— ---------------------费…： • - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、可I -20- 546385 A7 B7 五、發明説明（18) ' 釋，於本發明之操作條件下，若殘碳質量達金屬鐵質量之4 %以上，則還原鐵粒之抗碎強度降低。此係由於若金屬鐵 之碳溶解量達4%，而未溶解之碳存在還原鐵粒内之粒子 間，則碳將阻礙金屬鐵之燒結結合，並造成強度降低。該 殘石反/辰度係於使具前述碳與活性氧之比率之原料粉體適當 還原時所得。一般旋轉爐床法還原爐中若碳當量比為〇.5 以上，則總鐵中之金屬鐵比率（金屬化率）達65%以上， 並可製造強度南且還原得以進行之還原粒。另，前述金屬 鐵比率乃指金屬鐵對全鐵元素之質量比。此外，碳當量比 超過1.3時，於反應後氧化鐵還原時開始產生剩餘之碳，若 超過1 · 5，則還原鐵粒之殘碳比率達金屬鐵之4質量％以 上’且還原鐵粒之強度低於預定目標值。因此，碳當量比 宜於0.5〜1.5之範圍内。 若藉以上說明之操作方法製造還原鐵粒，則業經還原 之金屬鐵粒子燒結而使還原鐵粒密實，故所得之還原鐵粒 強度高，而該還原鐵粒之視比重於L6g/cm3〜4 5g/cm3之範 圍内。此條件之還原鐵粒具有5xl06N/m2以上之抗碎強度。 若成形體之氣孔率低且呈緻密狀態，則製成之還原鐵粒之 密度亦高。而還原鐵粒之視密度亦受成形體之氣孔率影響。 氣孔率為20%〜30%之球形粒體中，還原鐵粒之視比 重為3.0g/cm3〜4.5g/cm3。又，壓塊或壓出成形體之氣孔率 為30%〜55%，由此種成形體做成之還原鐵粒之視比重為 1.6g/cm3〜3.5g/cm3。因此，凡成形體氣孔率於2〇%〜55 %之範圍内，皆可製成緻密且高強度之還原鐵粒。另，一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（2K)X297公釐） ------------------、一t--------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -21- 546385 五、發明説明（l9) 般之成形方法於較經濟地製造氣孔率未達2〇%之成形體上 則有技術性困難。 以適當條件冷卻藉以上說明之方法製成之高溫還原鐵 粒’而製造常溫之還原鐵粒。f亥還原鐵粒係可堪長距離之 運輸或製鐵用鼓風爐之使用者。該還原鐵粒為熔解熔渣生 成物或硫續或磷等固溶雜質並加以去除，宜與其他鼓風爐 原料此δ而使用於製鐵用鼓風爐。於鼓風爐中進行部分殘 留之氧化鐵之還原及炼解，此時，㈣生成物形成溶融體 而與炼鐵分離。此外，硫含量轉移至耗中，而得約9〇% 之脫硫率。其中，製成之生鐵可作為轉爐或電爐之原料使 用。 其次，針對用以製造粉化率少之還原鐵成形體之本發 明技術進行說明。 百先，本發明人等調查於旋轉爐床式還原爐内還原成 形體中之二氧化二鐵時三氧化二鐵粒子之變化。其調查結 果顯示，於固體之還原反應時三氧化二鐵將於還原中體積 膨脹。Fe2〇3K110(rc以上之還原環境下，先變為以3〇4， 後經再變成金屬鐵。此時，由以2〇3轉變為以3〇4時，晶 格擴大且結晶之容積變大。Fe2〇3之粒子於還原中膨脹之結 果，使成形體於還原中膨脹，並致成形體粉化。 本發明人等為解決此一因三氧化二鐵還原時膨脹而導 致成形體粉化之問題，乃發明一種控制成形體内部粒子之 分佈狀態之方法。即，本發明人等發現，於此類固體之還 原日守二氧化二鐵之膨脹本身實難以控制，而較有效之方法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） -22- 546385 A7 「....1 B7 五、發明説明（20) ' '~^ ~^ 為製造一種縱使膨脹仍不粉化之成形體。 □此本㉝明人等發現’配合三氧化二鐵之還原膨服 ㈣適當設定成形體之氣孔率（成形體内部之空隙比）， 藉以吸收其膨脹部分之方法甚為有效。即，三 &率多時’由於還原膨脹大’故擴大氣孔率以吸收膨服。 X ’三氧化二鐵之比率少時，氣孔率小之成形體即可毫無 問題地加以還原。 4¾明人等再將氣孔率改為25%〜55%而製造成形體 並進仃實驗。利用該結果，藉由三氧化二鐵之影響以求可 抑制粉化之臨界氣孔率。如此可知，三氧化二鐵比率越高 則臨界氣孔率越高。以該實驗結果求取三氧化二鐵含有率 與不使成形體粉化之臨界氣孔率（適當氣孔率丨）之關係。 將其結果顯示於第5圖。適#氣孔率i係定義為在某種三氧 化二鐵之混合比率下，粉化率為1〇%以下之最低氣孔率。 又，前述粉化率係將還原後之成形體以2mm之篩網分級時 通過筛網質量相對於篩選前全質量之比率。此一調查結果 可由式< 4 >所示之關係中明瞭。 γ1 = 0.55R- 12 ......< 4> 另，νι為適當氣孔率1 (%) , R為成形體中三氧化二鐵之 含有率（質量％ )。即，成形體之氣孔率超過¥1之值時， | 即可控制粉化率於10%以下。 本發明中，氣孔率之控制係藉成形體之製造方法進 订。唯’盤式造粒裝置可控制氣孔率於23%〜30%之範圍 内。又，麼塊成形裝置可控制氣孔率於30%〜42%之範圍 本紙張尺度適用中關家標準（咖）A4規格⑵Qx297公 - - -23-

--------------------------管：… ** (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂丨 .蒙， 五、發明説明（η) 内’此外，壓出式成形裝置可控制氣孔率於40%〜55%之 範圍内。因此，於同一型式之成形裝置中可將成形體之氣 孔率控制在狹小之範圍内。舉例言之，以盤式造粒裝置成 形時，可藉由改變原料粉體之粒度分佈，或改變成形時之 水分而控制氣孔率。以壓塊成形裝置成形時，係由改變原 料粉體之粒度分佈，或改變成形壓力而控制氣孔率。此外， 以壓出式成开》裝置成形時，則以改變原料粉體之粒度分 佈，與改變水分調整時之添加水分而控制氣孔率。 但’單一成形裝置控制氣孔率之範圍狹小，故為擴大 改變氣孔率，則以改變成形裝置之型式較為有效。因可擴 大氣孔率，故於壓出式成形裝置中，只要可對應至極廣範 圍之三氧化二鐵之混合比率，且以壓出式成形裝置成形之 成形體中三氧化二鐵比率為80%以下，即無粉化之問題。 其次，本發明人等實驗各種用以吸收三氧化二鐵之膨 脹之方法後發現，藉由將可吸收膨脹且可作為黏結劑使用 之粉體混合於原料粉體中，則可降低無粉化問題之臨界之 氣孔率。作為膨脹之吸收劑者，宜為粒徑小之含有金屬鐵 與氧化亞鐵、磁鐵礦氧化鐵之粉體。 主里田隹於 乐一，乳化亞鐵或磁鐵礦於還原時不會引 發體積膨脹，反於氧隨還原而逐漸消失時體積縮小。此結 果對吸收三氧化二鐵之膨脹甚為有效。又，原料粉體原^ 所含之金屬鐵或氧化亞鐵或磁鐵礦還原後生成之金屬鐵， 於上之高溫中容易變形’並產生燒結反應而使粒 子間形成黏結劑作用。膨脹吸收劑之粒徑小時，可深入成 形體中之其#私2 特別是三氧化二鐵粒子間。結果，隨 還原反應之進耔目，丨4 、该粒子縮小而可使粒子間空間擴大，故 /、有谷易吸收3备y 文一虱化二鐵之膨脹之效果。此 鐵之黏結劑效果介丄义 丨月J 4金屬 ^文果亦如前述，因粒子可進人其 吸收膨脹甚為有效。 卞間而對 〃本毛明人等闡明，膨脹吸收劑之粒子成分係金屬鐵、 乳化亞鐵及磁鐵確合計f量比為⑽以上者時其效果較 士’又’：粒子徑為1〇陶以下則效果甚大。其等並發現， 藉由/j、、加别述粒子，則縱使為相1¾之三氧化二鐵混合率， 仍可更加降低無粉化問題產生之臨界之氣孔率（適當氣孔 率2)。4條件下之適當氣孔率2係如第2圖所示。其關 顯示於式< 5 >。 V2-0.5R—14 ......<5> 另，V2為適當氣孔率2(%) ,R為成形體中三氧化二鐵之 3有率（|量％)。特別是、以壓出式成形裝置製成之成 形體其氣孔率達4〇%以上，故無論三氧化二鐵為任何混合 比率，皆無還原中之成形體粉化之問題。 其次，說明以本發明之方法進行之含氧化鐵成形體之 還原處理。用以進行本發明之操作之設備顯示於第了圖。第 7圖之設備主要由礦石原料槽丨、焦炭末槽2、其他粉體槽3、 添加粉體槽4、混合裝置6、成形裝置8、旋轉爐床式還原爐 11、排氣處理裝置15及還原鐵成形體冷卻裝置12構成。 礦石原料槽1中儲備有含氧化鐵之粉體，而該氧化鐵中 則包含二氧化二鐵之粉末。又，焦炭末槽2中儲備有作為還 546385 A7 五、發明説明（23 ) 原劑之焦炭末。含氧化鐵粉體之種類多時，亦可如第7圖之 其他粉體槽3般另設-儲料槽。由礦石原料⑽與焦炭末槽2 隔斷达出預定量之粉體，並以粉體輸送器5送入混合裝置 6’在此均句混合後形成原料粉體。於該原料粉體中添加粒 徑為1〇μΐηα下且含65質量％以上比率之金屬鐵、氧化亞 鐵、磁鐵礦之粉體（以下稱微粒添加劑）時，由添加粉體 槽4以達到Π)質量％以上之預定混合比率狀態隔斷送出粉 體，於混合裝置6中混合後形成原料混合物。 將此處製造之原料粉體或原料混合物以混合物輸送器 7送入成形裝置8而在此製成成形體。該成形裝置可使用盤 式造粒機、滚筒壓縮式壓塊成形機、及由貫通孔模將含水 分之原料粉體或原料混合物壓出成形之壓出成形機。第7 圖所示者係盤式造粒機之例。以令成形體之氣孔率形成大 於由三氧化二鐵混合比率算出之適當值V1之值之狀態，設 定目標氣孔率而加以成形。此外，於進行混合微粒添加劑 之操作時，係以令成形體氣孔率大於V2所賦予之值之狀態 而進行成形。 若氣孔率之目標為30%以下，宜使用盤式造粒機，若 目標氣孔率為30%〜40% ,則宜使用壓塊成形機，又，若 目標氣孔率為40%以上，則宜使用壓出式成形機。 成形完畢後，以成形體輸送器10將成形體作為裝入原 料而送入旋轉爐床式還原爐丨丨。於旋轉爐床式還原爐U 中，以最高溫度ll〇(TC以上，一般為^⑻^；左右之高溫氣 體裱境加熱，再以成形體内部之碳作為還原劑而還原氧化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公嫠） ------------------、一t--------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -26- 546385 五、發明説明（24: (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) 鐵。還原時間為5〜2〇分鐘，還原後則製得還原鐵成形體（還 ’、）還原訏，因二氧化二鐵膨脹致使部分成形體粉化， 而生成粉狀之還原物。該粉狀還原物相較於粒狀者（還原 鐵成形體），其金屬化率較低。藉由本發明之方法可減少 該粉狀還原物之產生，並控制在10%以下。因此，可低價 製成品質良好之粒狀還原物（還原鐵成形體）。 和成形體所含之氧化鐵等易還原之氧化金屬化合之氧 (稱作活性氧）與碳之比率亦甚為重要。將（碳原子莫耳 數y (活性氧原子莫耳數）之比率（原子莫耳比）稱為碳 當量比，並查核該值之反應之相對影響。若碳過少則還原 無法適當推進。旋轉爐床式還原爐之還原條件中，以Fe〇 + C—Fe+CO為例，由碳變至一氧化碳之反應為其主體。 此外，一部分引起如FeO+HW—Fe+HK%般形成二氧 化碳之反應。唯，部分碳與爐内環境氣體之水蒸氣及二氧 化碳反應後則消失。本發明人等實際於旋轉爐床式還原爐 中進行一於還原時間10〜17分鐘、且還原部氣體溫度12〇〇 °C〜 1350°C下反應之實驗，結果碳當量比為〇·7以下時，還 原物之金屬鐵比率為75%以下。因此，成為一製品價值低 且還原物強度低之劣質品。反之，若碳當量比超過15，則 成形體之還原率良好，但還原物中殘留未反應之碳，而阻 礙還原物之金屬結合，故仍有還原物強度降低之問題。因 此，本發明中，碳當量比宜於〇·5〜1.5間，而於〇·7〜14之 範圍内則更為理想。 該還原物藉螺旋式之排出裝置（未圖示）由爐内排 本紙張尺度適用中國國家標準人4規格（210X297公楚） -27- A7 ~ ------ B7 五、發明說明（25) 一一"" ^ ' 再乂還原鐵成形體冷卻裝置12冷卻後，經鼓風爐、轉爐、 ^爐等還原鐵之利用程序，而於此形成鋼鐵製品。燃燒所 贡來之排氣氣體經排氣處理裝置15冷卻、收塵後，排放至 大氣中。 實施例 實施例1 此例可顯不利用第i圖所示之旋轉爐床式還原爐操作 、、、°果忒5又備係用以製造每小時1 5噸之用於鼓風爐中之 還原鐵粒者。 原料粉體係混合有細粉狀鐵礦石（顆粒飼料）、轉爐 氣體粉塵及焦炭末者，故總鐵比率為54質量％、碳比率為 14質量％ ,碳與活性氧之原子莫耳比為1〇5。將之以成形 裝置（盤式造粒裝置）8製成氣孔率為23%之成形體。且平 均粒徑為13mm (容積1150mm3 )。再將之乾燥至水分為i 質量％ ’並藉旋轉爐床式還原爐丨丨於加熱帶加熱後，以還 原帶之平均氣體溫度137(TC燃燒還原1〇分鐘。成形體之舖 入層數為1.4。將在此製得之還原鐵粒以旋轉冷卻器冷卻。 以該操作條件算出之加熱最低時間為5_4分鐘，且該燃燒還 原時間於加熱最低時間之1至3倍範圍内。 經由該操作製得之還原鐵粒，其視比重為3.1 g/cm3， 抗碎強度為9·5χ10όΝ/τη2。此為可於鼓風爐中使用之最低強 度之約略2倍，並可與其他礦石或燒結礦混合而於鼓風爐中 使用，從而製造生鐵。 比較例1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（2WX297公釐） --------------------------------------、町---------------0Μ. • · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -28- 546385 A7 _____ _ B7_ 五、發明說明（26 ) 另’作為比較例而進行之操作，係使與實施例1相同之 成形體以1370°C燃燒還原4.3分鐘。該還原鐵粒之抗碎強度 ----------------------费：… ， - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 為3.7xl〇6N/m2。此則無法滿足可於鼓風爐中使用之最低強 度。 實施例2〜5 藉由本發明之方法，且基本上使用第7圖之設備，說明 所進行之實施例2〜5之旋轉爐床式還原爐操作結果。利用 本發明’使以3種成形方法成形之成形體還原後之操作結果 乃顯示於表1。實施例2係一利用盤式造粒機將三氧化二鐵 比率為55質量％且氣孔率為24%之成形體還原之操作例。 實施例3係一將含有三氧化二鐵63質量％且以壓塊成形機 製成之氣孔率30%之成形體還原之操作例。又，實施例4 係一將含有三氧化二鐵82質量％且利用壓出成形機製成之 氣孔率43%之圓柱形成形體加以還原之操作例。此外，實 施例5係一將含有三氧化二鐵乃質量％且含有轉爐粉塵i i 質量％之原料混合物藉盤式造粒機成形產生之成形體加以 還原之操作例，前述轉爐粉塵係金屬鐵、氧化亞鐵及磁鐵 礦合計71質量％之平均粒徑為2·9μηι者。 旋轉爐床式還原爐之操作條件皆為還原溫度1285。〇、 還原時間12分鐘。碳相對於和成形體之氧化鐵化學結合之 氧之莫耳比，大約固定於丨〇3〜i ·丨之範圍内。且成形體皆 已將業經成形體乾燥裝置乾燥者還原。 實施例2中，氣孔率較由氧化亞鐵比率算出之適當氣孔 率VI值：18%高。結果，還原中之成形體粉化率為6.9%， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） -29- 546385 五、發明説明（π) 且還原鐵成形體與粉狀之還原物平均金屬率亦高達83%。 實施例3中氣孔率為30%，並高於由氧化亞鐵比率算出之適 當氣孔率VI值·· 23%。結果，還原中之成形體粉化率為5.8 %，且還原成形體與粉狀之還原物平均金屬率亦高達85 义。又，實施例4之成形體氣孔率更高達43 %，且三氧化二 鐵之比率為82質量％，縱使適當氣孔率νι之值為，成 I體之私化仍極少’僅為3 · 3 %。此外，成形體之金屬化率 為87%，效果亦極為良好。 其次，實施例5為一對三氧化二鐵之膨脹具吸收效果且 以轉爐粉塵粒徑為平均粒徑之操作例。三氧化二鐵比率為 75質量％ ’而由該三氧化二鐵比率算出之適當氣孔率以值 為24%之低值，縱使實績氣孔率呈27%之較低狀態，實績 之氣孔率仍較適當氣孔率高且粉化率為3·6%，因而無粉化 之問題。此外，金屬化率亦高。 比較例2 此外並於表1顯示比較例2,其係使用第7圖之設備但非 以本發明之條件操作之例。此乃利用盤式造粒機還原三氧 化二鐵比率為72質量％且氣孔率為24%之成形體之操作 例。前述成形體相較於由該三氧化二鐵比率算出之適當氣 孔率VI值28%，其實際氣孔率較低。以同於實施例之條件 處理該成形體之結果，則粉化率高達156%，且粒製品（還 原成形體）少、。又，粉狀還原物還原率低之結果，則致使 全體平均之金屬化率低至71%。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公楚） ---------------------费…： ·4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) #· 豢- -30· 546385 五、發明説明（28 〔表1〕

產業上之可利用性 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) …依據本發明之方法，則可於旋轉爐床式還原爐中有效 率地製得抗碎強度高之還原鐵成形體（還原鐵粒），且， 可有效率地還原含三氧化二鐵之氧化鐵原料，而製造粉化 夕且還原率兩之還原鐵成形體。該還原鐵成形體（還原鐵 粒）之特徵在於可於鼓風爐中直接使用而製造生鐵，且堪 長距離之運輸。 【元件標號對照表】 2 6 …石廣石原料槽 10 …成形體輸送器 …焦炭末槽 11, .··旋轉爐床式還原爐 • ·.其他粉體槽 12.. •還原鐵粒（還原鐵成形體）冷卻裝置 • · ·添加粉體槽 13. ，· ·還原鐵粒筛選裝置 …粉體輸送器 14. ••還原鐵粒儲倉 …混合裝置 15. ••排氣處理裝置 ...混合物輸送器 16. • •頂部 …成形裝置 17. ••爐壁 …成形體乾燥裝置 18. ••爐床 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） -31- 546385 A7 _B7_ 五、發明説明（29 ) 19··.車輪 21…火焰 20…燃燒器 22...成形體 --------------------------------------、可---------------Ac. t « (請先閲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（210X297公釐） -32-

Claims (1)

1. 546385 A8 B8 C8 D8 < 4> 申請專利範圍 ΐ· 一種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法，係 使混合有含氧化鐵粉體與含碳粉體之原料粉體中之碳 與和原料粉體中所含之可於130(rc 一氧化碳環境中進 行還原反應之金屬元素化學結合之氧之原子莫耳比，或 三氧化二鐵之含量設定在特定範圍内，且，使氣孔率形 成於特定範圍内而製成成形體，再將該成形體靜置於一 具有可旋轉移動之爐床之還原爐爐床上，藉由上部燃燒 氣體產生之熱而加熱至預定溫度以上後，加以燃燒還原 者。 2. —種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法，係 將混合有含氧化鐵粉體與含碳粉體之原料粉體製成成 形體，並使其氣孔率大於下式<4>所示之適當氣孔率 VI，再將該成形體靜置於一具有可旋轉移動之爐床之還 原爐爐床上，藉由爐上部之燃燒氣體產生之熱而加熱至 1100°C以上之溫度後，加以燃燒還原者； Vl = 〇.55R — 12 其中’ R係成形體中三氧化二鐵之質量比，¥1係成形體 之適當氣孔率。 3· —種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法，係 使於混合有含氧化鐵粉體與含碳粉體之原料粉體中混 合10質量％以上之粉體之原料混合物製成成形體，並使 其氣孔率大於下式<5>所示之適當氣孔率V2,再將該 成形體靜置於一具有可旋轉移動之爐床之還原爐爐床 上’藉由爐上部之燃燒氣體產生之熱而加熱至11〇〇。〇以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 餐 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) .、一吓丨 t, -33- 546385 A8 B8 C8 ______ D8 六、中請專利範圍 上之溫度後，加以燃燒還原者，而前述粉體係平均粒徑 為10 μπι以下，且含有合計65質量％以上之金屬鐵、氧化 亞鐵及磁鐵礦達一種以上者； V2=0.5R- 14 < 5> 其中，R係成形體中三氧化二鐵之質量比，V2係成形體 之適當氣孔率。 4· 一種旋轉爐床式還原爐之還原鐵成形體之製造方法，係 將三氧化二鐵含有率為85質量％以下之混合有含氧化 鐵粉體與含碳粉體之原料粉體製成成形體，並使其氣孔 率達40%以上，再將該成形體靜置於一具有可旋轉移動 之爐床之還原爐爐床上，藉由爐上部之燃燒氣體產生之 熱而加熱至1100°C以上之溫度後，加以燃燒還原者。 5 ·種》疋轉爐床式遠原爐之還原鐵成形體之製造方法，係 使於混合有含氧化鐵粉體與含碳粉體之原料粉體中混 合10質量％以上之粉體之原料混合物製成成形體，並使 其氣孔率達40%以上，再將該成形體靜置於一具有可旋 轉移動之爐床之還原爐爐床上，藉由爐上部之燃燒氣體 產生之熱而加熱至110(TC以上之溫度，加以燃燒還原 者，而前述粉體係平均粒徑為1〇μιη以下，且含有合計Μ 質量％以上之金屬鐵、氧化亞鐵及磁鐵礦達一種以上 者。 6.如申請專利範圍第4或5項之旋轉爐床式還原爐之還原 鐵成形體之製造方法，係藉由將呈含水分狀態之原料粉 體或原料混合物以壓入輥由設置於金屬製板上之貫通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210Χ297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| -34- 546385 爐 之 質 之 為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) 申請專利範圍 孔模壓出，或，藉由在金屬製殼體内部利用一螺旋式壓 出裝置而由設置於該金屬製殼體側面之端板上之貫通 孔模壓出，而製成成形體。 7·如申請專利範圍第3或5項之旋轉爐床式還原爐之還原 鐵成形體之製造方法，其中該平均粒徑為l〇pm以下，且 含有合計65質量％以上之金屬鐵、氧化亞鐵及磁鐵礦達 一種以上之粉體，係使用轉爐氣體之氣體回收裝置所收 集之平均粒徑為ΙΟμιη以下之粉塵。 8.如申請專利範圍第2至第5項中任一項之旋轉爐床式還 原爐之還原鐵成形體之製造方法，其中該成形體所含之 碳原子莫耳數係與可於13〇〇它還原環境下還原之氧化 物化學結合之氧原子莫耳數之〇5〜1·5倍。 種氧化鐵還原成形體，係於一具有可旋轉移動之爐床 之還原爐中燃燒還原，且金屬鐵比率為4〇質#%以上， 内含碳為金屬鐵質量之4%以下，而混入之氧化矽、氧 ^氧化鈣、氧化鎂及氧化磷合計質量為還原成形體 質！之35%以下，且視密度為16細3以上者。 瓜一種氧化鐵還原成形體，係於一具有可旋轉移動之 床之還原爐中，暴露於⑶代至】彻。c之環境溫度下 ^間達7刀知以上而燃燒還原，且金屬鐵含有率為40 以上_’内含碳為金屬鐵質量之4%以下，而混入 =化石夕，乳化銘、氧化舞、氧化鎂及氧化磷合計質量 還原成形體質量之、 者。 、以下，且視密度為1.6g/cm3以上 A4M格（2歌297公釐）

   •Λ! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂| -35- 546385 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 11.如申請專利範圍第9或10項之氧化鐵還原成形體，其平 均容積係70mm3以上。 12· —種生鐵之製造方法，係將申請專利範圍第11項之氧 化鐵還原成形體於製鐵用鼓風爐中還原熔融者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -36-