TWI235767B - Method and apparatus for producing reduced metal - Google Patents

Description

1235767 欢、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於，使鐵礦石或還原鐵等之氧化 碳 併 rr 貝逐原劑或還原性氣體直接進行還原來製造還原鐵的技術 ;尤其是關於可適當控制旋轉爐床爐内之氣流之技術。 【先前技術】 關於使鐵礦石或還原鐵等之氧化鐵源以碳質還原劑（以 下，亦稱為炭材）或還原性氣體直接進行還原來製得還原 鐵之直接製鐵法，習知的方法，係使含有鐵礦石等之氧化 鐵與煤等炭材的原料物質裝入旋轉爐床爐之移動爐床上， 在移動於該爐内之間，、經由燃燒器加熱或輻射熱加熱，將 氧化鐵以炭材進行還原，使得到之還原鐵接續進行浸碳、 熔融、凝集，並使其與熔融㈣分離之後，再進行冷卻固 化以製得粒狀的固體還原鐵。 於這樣的旋轉爐床爐中，為高效率地生產高還原率的 還原鐵，至少財前半段之加熱還原區域與後半段之浸碳 、熔融、綾集區域之間設置分隔壁，以形成可個別地控制 爐内度度及壞境氣體的構成。此技術，本發明人等過去曾 本發明人等為期望進一步的改善，其後亦繼續進行 究，、關於待改善技術之―，特別是為了解決因氧化性氣體 導致還原率無法充分提高的問題，而著手進行研究。 以往於上述之還原鐵之製造方法中，因加熱用之❹ 窃之燃燒而以排氣方式生成的二氧化碳與水分等之氧化性 Ϊ235767 氣體’其濃度一旦相對地增高，則還原率無法充分提高， 因此須於爐的適當部位設置爐内氣體排出口以將燃燒 排出。然而，因該氣體排出所伴生的吸引作用，自原料供 給機構或還原鐵排出機構等之附近外氣會往爐内流入，此 外氣亦會使氧化鐵之還原受到阻礙。 本發明乃鑑於上述情形而作成者，其目的在於提供適 當地控制爐内氣流的方法、及可適當地控制爐内氣流的裝 置，以防止因氧化性氣體而阻礙還原之進行。 【發明内容】 為解決上述課題之本發明之氣流控制方法，係沿爐床 :動：向依序進行以下製程之還原鐵之製法：將含有碳質 還原劑與氧化鐵含有物f的原料物f裝人旋轉爐床爐内之 原料供給製程，將該原料物質加熱、使該原料物質中之氧 化鐵還原以生成還原鐵之加熱還原製程，使該還原鐵炫融 之熔融製程，使熔融之該還原鐵冷卻之冷卻製程，使該婉 冷卻之還原鐵排出到爐外之排出製程；其特徵在於，二 爐内設有用以控制爐内氣流之流量調整分隔，以使該冷 部製程之爐内氣流形成順沿爐床移動方向。 又，本發明之還原鐵之製造方〉去，係沿爐床移動方向 依序進仃以下製程·將含有碳質還原劑與氧化鐵含有物質 的原料物質裝人旋轉爐床爐内之原料供給製程，將該原料 物質加熱、使該原料物質中之氧化鐵還原以生成還原鐵之 力:熱還原製程，使該還原鐵㈣之㈣製程，使炼融之該 還原鐵冷卻之冷卻製程’使該經冷卻之還原鐵排出到斜 1235767 :排出㈣呈；其特徵在於，在該爐内設有用以控制爐内氣 战之流量調整分隔壁’並使該炫融製程之爐内氣壓比其他 製程之爐内氣壓為高。 本t月中軚佳者為，使該加熱還原製程被該流量 調整分隔壁至少分隔成2個區域，且於分隔出之區域中， 在爐床移動方向上游側中之區域中設置爐内氣體排出口， 自Λ排出口將爐内氣體排出以控制該爐内氣流。 再者，較佳者為，在比該加熱還原製程之爐内氣體排 出口更朝爐床移動方向上游侧設置該流量調整分隔壁，以 將《亥加熱還原製程分隔為至少3 4固，藉以控制該爐内氣流 0 - 該刀隔壁之至少1個較佳為，設有至少1個貫穿 孔之流量調整分隔壁及/或可升降的流量調整分隔壁。 於本I明中’藉由調節該貫穿孔之開閉度來形成該爐 内氣流亦為較佳之實施形態。 又，本發明之還原鐵之製造裝置，係在沿爐床移動方 向依序進行以下製程之旋轉爐床爐型的還原鐵之製造裝置 •將含有碳質還原劑與氧化鐵含有物質的原料物質裝入旋 轉爐床爐内之原料供給製程，將該原料物質加熱、使該原 料物貝中之氧化鐵還原以生成還原鐵·之加熱還原製程，使 該還原鐵熔融之熔融製程，使熔融之該還原鐵冷卻之冷卻 製程，使該經冷卻之還原鐵排出到爐外之排出製程；其特 被在於，設有用以控制該旋轉爐床爐内之爐内氣流之流量 凋整分隔壁’其為可升降的流量調整分隔壁及/或設有至 1235767 v 1们可°周即爐内氣體之流通量的貫穿孔之流量調整分隔 壁。 於本發日月φ & 季父佳者為，該加熱還原製程被該流量調 整分隔壁至少分p + 0 , ^成2個區域，且於分隔出之區域中，在 爐床私動方向上游側之區域設置爐内氣體排出口。 么者為’在比該加熱還原製程之爐内氣體排出 、皿木移動方向上游側設置該流量調整分隔壁，以將 該加熱還原製程分隔為至少3個。 又纟设置於該流量調整分隔壁之貫穿孔處，設置該 貝牙孔開閉度的調節機構，亦為較佳的實施形態。 【實施方式】 、，=旋轉爐床爐運轉時，以既定的速度使旋轉爐床旋轉 二自裝料機構將原料物質供給到該旋轉爐床上達適當的 乂予度（原料供給制#、 叫 原製程移動之過二。：入爐床上之原料物質，在加熱還 ，藉由該原料物質王内之燒器之燃燒熱及輕射熱 几 、内之厌貝還原劑、及燃燒所生成之一氢 ,,^ 、中的虱化鐵逛原。其後，還原所生成 的氧化鐵，在熔融製程中 中於遷原性環境氣氛下加熱使A熔 融（以進行浸碳並烷 從八k 隹成A4 4 熔毗為於邊與伴生之熔渣分離邊凝 木成為粒狀的還原错 槿、隹> 人 鐵之後’在冷卻製程藉由任意的冷卻機 出樯椹η… 猎由°又置在其下游側之排出製程的排 出钺構依序耙出。此時本 “外 漏斗後，再葬由杯立 查亦被排出，此等經過 、坚 "思的分離機構（篩網或磁選裝置等）進行 通原鐵與熔渣的分離， 進仃 取後了侍到鐵份純度為95%程戶 1235767 上（尤以98%私度以上為佳）之炫渣成分含量極少的還原鐵。 隹依構成原料物質之氧化鐵含有物質與碳質還原劑 配合比例、各原料的組成等會有若干的差異，通常可在 夕刀釦的私度凡成氧化鐵的還原、熔融及凝集。 、生本發明人等在使用旋轉爐床爐之上述般的還原鐵之製 w方法中’為解決還原鐵之還原率無法充分提高的問題， 針對爐内氣流進行調查之結果確認出：於將爐内氣體 口叹置於加熱還原製程乃至於熔融製程中的場合，爐

f會以原料供給製程與排出製程為起點而使外氣流入，因 该外氣而阻礙到氧化鐵之還原。 。。在加熱逛原製程方向侵入之外氣，在該製程會以燃焯 -之燃燒空亂的方式消&，又該製程内的原料物質處於還 原途中、且其附近維持著高的還原性.環境氣氛，故阻 t鐵的還原之顧慮較低。_，移至加熱㈣製程末期與 炫融製程的還原鐵，交具阴& f罈谷易因自排出製程往冷卻製程方向侵 入的外氣而阻礙氧化鐵的還原。 又

乳化鐵的還原若不充分，則浸碳無法充分地進行，鐵 的熔點無法降低到適於高效率製造的溫度，故於通常的製 造方法中’欲製得高純度的還原鐵會有困難。 又，於還原鐵之浸碳、熔融、凝集完成之後，環境氣 體（爐内氣體）的還原度雖會急速地降低，惟，於實際操作 製程中’由於在此時熔融凝集之還原鐵與伴生之炫潰為幾 乎完全分離的狀態，故幾乎不會受到環境氣體的影響，故 在冷卻t程中不會產i因於外氣所致之上述問題。 10 1235767 因此，於本發明中，藉由在使含有鐵礦石或氧化鐵或 其部分還原物等之氧化鐵含有物質（以下，亦稱為鐵礦石） 、焦炭或煤等之碳質還原劑（以下，亦稱為炭材）的原料物 貝進行還原熔融以製造還原鐵之時，在爐内設置用以控制 爐内氣流之流量調整分隔壁，使冷卻製程之爐内氣流順沿 爐床移動方向形成，以防止自排出製程往冷卻製程之氧化 性氣體之侵入，可安定而有效率地製造高還原率的還原鐵 。具體而t，係藉由可控制爐内氣流之流量調整分隔壁來 控制流經各製程間之爐内氣體的流量，改變爐内氣流的方 向。用讀㈣Μ流之流量調整分隔壁的設置位置並無 特別限^ ’惟，較佳之設置部位，係可藉由該流量調整分 隔壁而使冷卻製程之爐内氣流形成順沿爐床移動方向的部 又’於本發明中，在爐内設置用以控制爐内氣流之流 量調整分隔壁，且使熔融製程之爐内氣壓比其他製程摊L 内氣屢為高，可自溶融製程往冷卻製程方向形成爐内王氣二 i起因於來自冷卻製程方向之氧化性氣體所致 运原率無法充分提高之上述問題可得以解決 = ::隔壁的設置位置，只要可使謂程之爐内氣；= 製私為尚即可，並無特別限定。例如較佳為，可 量調整分隔壁來將晴程與加熱還原製程、㈣二 冷卻製程的境界分隔開。藉由如此般將 藉由後述般的作用可伽製程之爐内氣 :二 1235767 乂下，就其具體的構成一邊參照圖式以實施例加以詳 細祝明，惟，本發明並非限定於下述構成。

於使用旋轉爐床爐之還原鐵的製造中，爐内環境溫度 =太呵，具體而言，於氧化鐵之還原進行中之特定時期， 若$環境溫度超過原料中之由脈石礦物成分與未還原氧化 鐵寻所構成之熔渣組成熔點，則此等低熔點之熔渣會發生 烙融而與構成移動爐床之耐火物反應使其熔損，致無法維 、W :的爐床。又，於還原進行中若施加超過氧化鐵的還 f所而的熱，則原料中的鐵氧化物（Fe〇)於還原之前即會熔 二、=亥炫融FeO與炭材中的碳⑹反應、即所謂溶融還原（ 地烙蛐狀態下進行還原之現象，不同於固體還原）會急速 地進行。藉由該熔融還原雖也會生成氧化鐵，惟，若發生 /二=還原，則流動性高的含有FeQ之炼渣會顯著地使爐 木烙知，故當作實用爐而進行連續操作會有困難。

口而’加熱還原、炼融、凝集之-連串的製程欲有效 =、^行以各製程分別對溫度與環境氣體加以適當的控 ^為$。例如，於使用成塊狀者（成為原料成塊物）作為原 :物質的場合’欲以保持該原料成塊物的固體狀態、不引 、=原料成塊物中所含有之料成分之局料融的方式， 、通原率（氧去除率）彡95%以上為佳、以97%以上更佳，尤 上為s特佳）之情形進行還原，較佳者為，將旋轉爐 :精@ P网壁沿爐床移動方向分隔，作成可對各製程中 :/皿度及爐内氣體組成分別地控制的構成。具體而言，以 加熱還原製程之溫度保持在1 200〜1 500。。的範圍而進行 12 1235767 固體還原為佳，而以12〇〇〜14〇rc的範圍更佳。 ^又’由於加熱還原製程中之還 土 运原製程之後半〜末期中之氧化鐵還々進：達〜，g 造成炼融Fe0之產生等之諸問題，因此，：：：偏差’售 分隔開，使還原末期部分(係以還 ;：還原製程 巧逻原末期）成為獨立於該製程之外 “每。 使尚未充分、 糟此，可 b Μ之氧化鐵的還原繼續7 形體間的還原产之值 4除各原料成 鐵。因而，以：Γ! 階段製得高還原率之還厚 因而μ在加熱原

程度之時間點（以80%以上Α# νέ 疋男羊達到一定 佳。此時，…1 行到還原熟成製程為 吏逷原熟成製程的溫度保持於1200 不發生熔融的範圍之古、、田〇〇 c ( 、^乾圍之同溫下）的範圍中進行還原為佳。 店…然而，若於氧化鐵的固體還原率不夠高的場合，將兮 原料成形體藉由炫融_ ρ、隹― 、μ 製私進仃加熱熔融，則會自原料成塊

物咖您點之炫渣，而使爐床耐火物炼損。因而，：： 遇原率(以95%以上為佳)之下以熔融製程進行加熱 t融’不拘原料成形體中之鐵礦石等之品種與配方組成等 :部分殘存在原料成形體中< FeG也會在成形體内部進行 還原’故可使炫逢之渗出抑制於最小限度，可在不發生爐 床耐火物之熔損下安定地連續進行作業。 將炼融製程的溫度提高至l35〇〜15〇〇t，可使一部分 2留的氧化鐵還原並且使生成的還原鐵進行浸碳熔融並凝 木就女疋而有效率地製造粒狀的還原鐵之觀點考量為較 佳者。 13 1235767 如上述般為使各製程的溫度調整於適當的範圍中，以 將各製程用間隔壁等加以分隔，對分隔之各區域的溫度等 分別調整為佳。 又將各製程以間隔壁分隔者雖於習知的技術中亦曾 被使用著，惟，習知所使用的間隔壁主要係針對使各製程 的溫度調整於適當的範圍之考量而設置者，習知的間隔壁 由於不具有爐内氣流之形成、與調整任意製程之壓力的作 用’故會產生上述般的還原率無法充分提高的問題。 圖1為較佳的旋轉爐床爐之例示，爐體 少4片的間隔壁K1、p FQ τ/ ! ^ ® ^ Κ2、Κ3、Κ4沿爐床移動方向分隔為4 個區域，分隔出之夂π a ^ J刀I网马4 网出之各&域，自原料供給位置朝著 方向依序構成為原料供仏 现 於加孰還原m = 加熱還原區域_應 巴n 域Z3(對應於炼融製程）、冷卻 g域Z4(對應於冷卻製程）。又，於 7郃 含：具有面對焯床i之、H # ..... 區域Z1係包 給製程，且有=機=任意的供給機構4之原料供 Φ I1 双上A徂认, 排出機構6(由於是旋轉構造，本 …供給機構4的上游側)之排出製程。轉構-- 又，本發明並非僅限定於上述之 止 寸、目標生產能力、作業形態等可作任音之^依爐的尺 如，如圖2所示般將加熱還原製程以‘二減變更。例 上游侧作成加熱還原區域 土 分隔，將 側作成還原熟成區域⑽（還原熟成區域），、=，並將下游 自供給機構4所供給之原料物質 :'*父佳者。 種以上的粉體混合成之混合粉體、二1種粉體或2 4成形為顆粒狀 14 Ϊ235767 或塊狀等之任咅：i ,^ ^狀之成塊物，不拘原料、副原料$曰 均可。例如，作為製造還原鐵的供給原料添 •由氧化鐵原料之氧化鐵含有粉盘炭材、、3人所〜了例不出 (亦可更進一步含有其他、含：：仔之混合粉 4寺之各種原料粉體，或將該 貝之 之任咅形壯少Λ、ώ 〇也成形為顆粒或塊狀等 4狀之錢物，乃至於鋪設於爐床上之含碳 、耐火物粉、炫渣粉、驗度調整劑（石灰等）、爐床 例如’與爐床為相同的材料者） “才（ ，M ,, , 4 ^熔點凋整劑（氧化鋁、氧 料並非限定於上述之例示…丄二：/為供給原 ^ 要疋可供給到爐内之粉體 人成塊物皆可。又，副原料與添加材，依需在 置設置供給機構進行供給即可。 心位 又，若使用炭材作為副原料，則該炭材可發揮環境氣 汛調整劑之作用，@更有效率地促進浸碳、熔融、凝集， 故為較佳。此炭材，可在將原料成塊物裝入爐床上之前預 先鋪設於爐床上’或可使原料成塊物於浸碳 始之前自上方麗落至爐床上。又，炭材之使用量只= 作時之環境氣體之還原度而作適當的控制即可。 然而，本發明中於爐體2的壁面處設置有複數的燃燒 器3，藉由將該燃燒器3之燃燒熱及真輻射熱傳送到爐床工 上之原料成塊物，可進行該成塊物之加熱還原（參照圖4) ，並且燃燒器之燃燒氣體可自爐内氣體排出口 9排出。 本發明中之爐内氣體排出口 9之設置位置並無特別限 定’惟，由於燃燒排氣具有氧化性，故若將爐内氣體排出 15 1235767 设置於熔融區域Z3，則因氣體排出所伴隨之來自加熱 還原區域Z2方向的爐内氣流，會使移動於熔融區域之 還原鐵的還原率無法充分上昇，故爐内氣體排出口 9以設 於加熱還原區域Z2為佳。 本發明中，係藉由可控制爐内氣流之流量調整分隔壁. 來控制爐内氣體，如上述般地使往冷卻製程側之爐内氣流： 順沿旋轉爐床爐之移動方向形成，藉此可將上述問題解決 Ο 亦即，利用該流量調整分隔壁來形成往爐床移動方向 · 之氣流（尤以形成自冷卻區域Z4往原料供給區域Z1方向的 氣机為仏），可防止外氣之侵入到冷卻區域與溶融區域 Z2。又，利用該流量調整分隔壁來提高熔融區域Z3内之爐 内氣壓，藉此形成自熔融區域往冷卻區域Z4方向之氣流 ’可消除因來自冷卻區域Z4方向的外氣侵入所產生之上 述問題。 本發明中，為使冷卻製程之爐内氣流順沿爐床移動方 向，係在爐内之適當部位設置用以控制爐内氣流之流量調 · 整分隔壁。 又，於設置設有貫穿孔之流量調整分隔壁的場合，可 同樣地在爐内之適當部位設置用以控制爐内氣流之流量調 整分隔壁。又，為使熔融製程之爐内氣壓成為較其他製程 之爐内氣壓為高，可在爐内之適當部位設置用以控制爐内 氣流之流量調整分隔壁。 由於操作條件依原料、供給量、炭材等之配合量等而 16 1235767 g 、、 故白知之以固定間隔壁作為流量調整分隔壁者並無法 整八L田的控制。因而，作為用以控制爐内氣流之流量調 辟刀^壁’係採用設置冑1個以上貫穿孔之流量調整分隔 及/或可升降的流量調整分隔壁（以下亦簡稱為流量調整 P 高后辛、 、 卷土 ，以作成可因應操作條件來調整氣體流通量為佳 #田然，作為用以控制爐内氣流之流量調整分隔壁，於此 :之外’只要是可得到上述效果者，其形狀等並無特別限

所碉'又置有貫穿孔1個以上之流量調整分隔壁，係具 有用以連通區域間的孔之壁。有關貫穿孔之具體形狀、數 目、大小、開口位置並無特別限定。 _又，如後述般就防止原料成塊物附近的還原性環境氣 ，之亂机考里，如圖5(1)所示般，以將貫穿孔8設置於流 里凋整分隔壁κ之上部側（於將該壁作成為上下2等分時， 貫穿孔係形成於上側）為佳，尤以設置於爐頂附近的部y

於將該壁作成4 3等分時，貫穿孔係形成於最上部之部刀分 )為更佳。 ° 77 又，如前述般在區域間設定溫度差的場合，以輻射熱 不會通過該貫穿孔而傳到其他的區域為佳， 右马了確 保所要的開孔總面積而加大貫穿孔的開孔面積，則輻射熱 會無法充分地遮斷，故以設置複數的開孔面積小: 為佳。 、貝牙孔 如此般在流量調整分隔壁形成貫穿孔的場合，為了藉 由流量調整分隔壁來調節區隔開的爐β氣體流通空間(： 17 1235767 即，區域内之空間）的壓力（氣壓），以設置該貫穿孔的開閉 ^調節機構來適當地調節開孔面積為佳。具體的開閉度調 節機構並無特別限定，可於貫穿孔設置可開閉自如的蓋子 ，例如，可如圖8(1)所示般將具有貫穿孔之流量調整分隔 壁以複數單位組合，令各壁可獨立升降（或左右移動），藉 此調節開閉度。 9

又，例如，如圖7所示般於流量調整分隔壁設置開口 部7,將該開口部以碑等之耐熱材5作成方格圖案構造來 調整開孔面積與開孔數，亦為較佳者。於如此般使用開口 j 7與耐熱材5的場合’由耐熱材之配置與數量之變更可 容易地調節開孔面積、開孔數與開孔位置，故為較佳。 如上述般在流量調整分隔壁κ設置開口部7鱼貫穿孔 8的場合，就防止該開口部7附近與貫穿?l 8附：之溫度 上昇的觀點考量，以在流量調整分隔冑κ適當地配設冷卻 機構（未圖示）亦為較佳之實施形態。 土 1尔^對璧下端部ϋ

床表面(接近該下端部之爐床)間的間隔加以調節的壁[命 圖8⑺]。如&的壁之升降方法亦無特別限定，例如 用公知的升降裝置來使流量調整分隔壁本身升降，或^ 圖6所示般用可分割之流量調整 、曰—热+ t刀1^壁，視需要在壁1 部追加壁組件10、或取下壁 1十木凋即該間隔（又，璧 件之接合可用嵌合、螺絲鎖合笨 貝σ寺公知的方法）。只要來 量調整分隔壁本身作成為可升 ’ ν令的構成，則可因應於爐 的壓力谷易地調節該間隔，以々 以凋即區域間的氣壓而可指 18 1235767 爐内氣流，故為較佳。 昇作成為可能，亦可使、、,：，為使該流量調整分隔壁之上 示般貫穿爐頂部…/了整分隔壁⑴A，圖4所 設置貫穿孔。…亦可在可升降的流量調整分隔壁 用可升降的流晋士用敕 _ 整分隔壁來控制該壁的下端部與趨 床間的間隔（氣轉、、ώ 、 八"辛6…、 戈調節設置有貫穿孔之流量調整 綱：貝穿孔之數目與開孔面積等以調整孔總面積，藉 此可凋即u亥壁的爐床移動方向上游側之區域與下游側之區

域的[力’伴隨於此其他的區域的壓力也會變4匕，故可使 爐減流改變。又，藉由使用如此的流量調整分隔壁，可 使特定的區域的壓力成為較鄰接之其他區域的壓力為高。 本t月中，只要是藉由上述般的流量調整分隔壁來調 節爐内氣體流通空間的壓力，以使冷卻區域Z4的爐内氣 流順沿爐床移動方向形成即可，流量調整分隔壁之設置位 置並無特別限定。同樣地，只要是藉由流量調整分隔壁可 使炫融區域Z3的爐内氣壓成為較其他區域為高即可，該

流量調整分隔壁之設置位置亦無特別限定。 又’如上述般除在間隔壁K2及/或K3之外，在間隔壁 K4及/或Π設置流量調整分隔壁，並將該流量調整分隔壁 之氣流通路加大等來調節爐内氣體流通空間之壓力，可產 生自冷卻區域Z4往原料供給區域Z1方向的氣流，就此觀 點考量雖佳，惟，自冷卻區域Z4往原料供給區域Z1方向 流通之爐内氣體，由於在冷卻區域Z4會被冷卻，故隨著 該冷卻後的爐内氣體往加熱還原區域Z2之流量增加，會 19 1235767 使熱損失加大，故非良好。 ’若為爐内氣 原率的問題， 内之壓力可為 自原料供給區域Z1往冷卻區域z 4方^ 流不致侵入的程度之氣流，則可解決上述還 故冷卻區域Z4内之壓力與原料供給區域z j 小差值（冷卻區域Z4側為高壓）。 如此般於本發明中，以使由冷卻區域Z4通過原料供私 區域Z1而往加熱還原區域Z2流入的爐内氣體量儘量小^ 方式來設置與操作流量調整分隔壁，是較佳者。較佳者為

在間隔壁K2設置流量調整分隔壁，而 ^ ⑽土 而以在間隔壁K2盥fi 隔壁K3皆設置流量調整分隔壁為更佳。 、 例如，只要於間隔壁K2用流孴詗轸八『_ 士 π /爪里凋整分隔壁來調整區越 間的壓力，即可形成自熔融區域Z3、TO m A 加熱逛原區域Z2 ^ 向之氣流與往冷卻區域Z4方向之氧户。介 、 u <虱/爪。亦即，與加熱透 原區域Z 2相比，於溶融區域z 3夕今辨政止θ •飞之虱體發生量雖相當地滅 少，但在該熔融區域Z3中仍合吝4知木ο , 丫仍曰產生祁當量的c〇等之氣儀 ’故該炼融區域Z3的氣壓較幾乎不產生氣體之冷卻區域

Z4為高。因此，只要藉由流量調整壁將氣體流通路縮小成 可產生彺冷卻區域Z4方向之翁户的#存 <矾抓的私度，即可如上述姻 使氣流最佳化。 又’於用可升降的流量調整分隔壁作為隔壁κ2之場合 ，只要使該流量調整分隔壁降下即可；於用呈有貫穿孔之 流量調整分隔壁之場合，則只要使貫穿孔的總面積減少即 可。又，於用組合兩者之流量調整分隔壁（可升降且具有 貫穿孔之流量調整分隔壁）之場合，只要於使該流量調整 20 1235767 分隔壁降下之同時亦使貫穿孔之孔總面積減少即可。 又：若以隔壁K2與隔壁K3作為流量調整分隔壁，則 可=有效地進行上述氣流之最佳化。例如，藉由使流量調 整分隔壁K2如上述般降下，同時亦使流量調整分隔壁κ3 上昇’可使自炫融區域23往冷卻區域24方向的氣流容易. 產生。 又，於只在隔壁Κ3用流量調整分隔壁之場合，使該流 量調整分隔壁Κ3上昇以使自炫融區域Ζ3往冷卻區域ζ4方 向之氣流產生，亦為較佳之實施形態。 鲁 又，欲對環境溫度及環境氣體組成就各區域分別加以 控制，以提高各區域之獨立性為佳，具體而言，爐床與流 量調整分隔壁下端的間隔以較小為佳。 又，若提高各區域之獨立性，則通過該間隔流通於各 區域間之氣體速度會變快，致原料成塊物附近的氣流會紊 亂，導致無法保持原料成塊物附近之還原性環境氣氛，受 氧化性氣體影響而難以充分地進行還原。因而，當可升降 的流量調整分隔壁降下會導致原料成塊物附近的還原性環 籲 境氣體產生紊亂之場合，宜使用設置有貫穿孔之流量調整 分隔壁，或使用可升降且設置有貫穿孔之流量調整分隔壁 ，以使爐床附近之氣體流速不致於太快。尤其於使用設有 貫穿孔之流量調整分隔壁之場合，藉由該貫穿孔可形成區 域間的氣流，故可防止通過該爐床附近的間隔而流通之氣 體速度之變快’故為較佳。 圖2顯示本發明之其他實施形態。 21 1235767 方'此圖不例中，以流量調整分隔壁· 隔為至少2個F $ 、加熱逛原區域分 個&域，且在分隔出之該加埶 爐床移動方向上游側之區域2擔：還原區域中，於 於將.n L、Ζ2Αδ又置爐内氡體排出口。 、、口…、遇原區域分隔為2個 隔位置並無特別限定。如上述般，於：二合，具體之分 之還原初期雖會產生大量的co氣體力f區域22中 程度的還原之時間點，產…但於進行到-定 而，生之c〇乳體s會轉為減少。因 量二r〇辟ΐ體產生量多的爐床移動方向上游側設置流 壁來將加熱還原區域分隔，且如上述般地設置 *匕鐵的還原率提高(以80%以上為佳)之任意位置 為：。,：經分隔之該還原區域(Z2A :加熱還原製程，· ζ2β .遇原热成製程)中，以在區域Ζ2Α設置爐内氣體排出口將 燃燒氣體排出為佳。亦即，即使伴隨著爐内氣體之排出而 自^他區域流人燃燒氣體，由於如上述般區域m之⑶產 生量多’ i文藉由本身屏障作用可提高成塊物（還原鐵）的還 原率。 又，只要在區域Z2A的後半部（爐床移動方向下游側）籲 设置氣體排出口，可容易地達成該區域Z2A内之還原率之 提问、與自區域Z2B往區域Z2A方向之氣流的形成。在如 此般將加熱還原區域Z2分割（區域Z2A、區域Z2B)的場合 ’藉由在隔壁K1A至少設置流量調整分隔壁以調節爐内氣 體流通空間的壓力，可形成自冷卻區域往原料供給區域方 向之氣流。 又，只要將隔壁K2與隔壁K3作成流量調整分隔壁 22 1235767 ι力凋節可更加容易，易於形成以上述熔融 為起 如圖示例般將加熱還原區域Z2分隔為2個區域之場合 ，以至少將隔壁K1A作成流量調整分隔壁為佳，而以至= 將隔壁K1A與隔壁K2作成流量調整分隔壁為更佳，惟，1 要是可形成自’令㉛區域往原料供給區士或方向之氣流，亦可 將流量調整壁與習知之隔壁適當地加以組合。 圖3顯示本發明之其他的實施形態。 在此圖不例中，係以流量調整分隔壁將加熱還原區域 · Ζ2至少分隔為3個區域，並於分隔出之該還原區域中，在 正中央的區域Z2D設置爐内氣體排出口。 有關具體的流量調整分隔壁之設置位置並無特別限定 ’可設置於任意的位置分隔# 3個區域，例如可將還原區 域Z2寺分為3等分。較佳者為，在產生之⑶氣體轉為減 少之位置附近設置氣體排出口，在該氣體排出口附近之爐 床移動方向上游側與下游側分別設置流量調整分隔壁κΐβ 、kic。若採用如此的構成，則藉由流量調整分隔壁nc可 · 調節區域Z2E與區@ Z2D的壓力，又藉由流量調整分隔壁 K1B可調節區域Z2C與區域Z2D的壓力。尤其若在隔壁^ 及/或K1B用流量調整分隔壁，則可更簡便地調節爐内氣體 流通空間的遷力，而可形成自冷卻區域往原料供給區域方 向之氣流。 於本發明中’以可形成以熔融區域Z3為起點之氣流的 方式而調節壓力為佳，並以如上述般在隔i Kic或隔壁 23 1235767 K1B設置流量調整分隔壁為佳。尤其若在隔壁κκ與隔壁 _ K1B設置流量調整分隔壁，可更適切地進行該壓力調節， 故為較佳。 又於隔壁K 2 A與隔壁K 3设置流量調整分隔壁之場入 ，上述壓力調節可更為容易，易於形成以上述熔融區域 為起點之氣流’故為較佳。 在圖示例般地將還原區域Z2分隔為3個區域之場合， 以至少將隔壁K1C作成流量調整分隔壁為佳，而以至=將 隔壁K1C與隔壁K1B作成流量調整分隔壁為更佳。當然， φ 只要是至少可形成自冷卻區域往原料供給區域方向的氣流 ，亦可將流量調整分隔壁與習知之隔壁適當地加以組合。 又，亦可在熔融區域Z3設置流量調整分隔壁，將該區 域分隔為複數個區域。只要可控制分隔出之熔融區域之各

區域的壓力，至少形成自冷卻區域Z4往原料供給區域U 方向之氣流（而形成以熔融區域23為起點之往冷卻區域 方向與加熱還原區域Z2之氣流為佳）皆可，並無特別限定 。於將熔融區域Z3分隔之場合，以用流量調整分隔壁來 籲 分隔為佳，惟，以流量調整分隔壁與習知之隔壁適當地加 以組合亦可。 由於藉由將熔融區域Z3分隔為至少2個區域，尤以如 圖3所示般地分隔為3個區域（Z3A、Z3B、Z3〇以上，只要 控制熔融區域Z3中之各區域間的壓力，可容易地形成以 5玄區域為起點之熔融區域Z3之往冷卻區域Z4方向與加熱 還原區域Z 2方向的氣流，故為較佳。 24 1235767 圖4為圖2展開之概略圖，係在隔壁K1A及隔壁π設 置流量調整分隔壁。又，圖中於區域Ζ2Α，燃燒器3係設 置於爐床附近，於區域Ζ2β及加熱還原區域Ζ2，燃燒器3 係設置於爐上部。燃燒器3若設置於爐床附近（區域Ζ2Α) 由於產生之氣體燃燒可促進加熱，故為較佳。又，燃燒 器若設置於爐上部（區域Ζ2Β、熔融區.域Ζ3)，由燃燒器: 燒產生的氣體所導致之原料附近之氣流亂流可受到抑制， 故為較佳。 马本發明中 、 ......似"丨L心〜似 >見态馮侄 :尤以燃燒火焰安定之噴嘴混合型(在喷嘴内使燃料氣體 轉空氣混合者）之燃燒器為佳。 ―又，於上述之本發明中，係例示以旋轉爐床爐來進行 ::化”、鐵之一連串的製程，惟，本發明之方法 之t置，只要是用於以旋轉爐床爐來進行氧化鐵等氧化物 v原y私，均可適用。亦即可適用 進行氧化物夕、萝店从 疋锝歷床爐 遇原後，再將該還原物供給到其他的f（ 例如熔融爐等)之場合。 的 (產業上之可利用性） 依據上述本終明 w 其、含山 ^月 經逛原之氧化鐵的還原率可提言， ” 乂兔、炼融、凝隹 同 氧化鐵。 市了順杨地進行，故可極有效率地製造 【圖式簡單說明】 (〜）圖式部分 圖1係顯不旋轉爐床爐構成之概略俯視圖。 25 1235767 圖2係顯示旋轉爐床爐的其他構成之概略俯視圖。 圖3係顯示旋轉爐床爐的其他構成之概略俯視圖。 圖4係圖2展開之概略截面圖。 圖5(1)係顯示從爐床移動方向觀看流量調整壁的一例 之概略圖；圖5(2)係圖5⑴之A-A線之概略截面圖。 圖6係設有可分割壁之流量調整壁之概略截面圖。 圖7係顯示從爐床移動方向觀看流量調整壁的一例之 概略截面圖。 圖8⑴、⑵係顯示可升降的流量調整分隔壁的一例 之概略截面圖。 )元件代表符號 ΚΙ 、 K2 、 K3 、 K4 間隔壁 K1B 、 K1C 流量調整分隔壁 Z1 原料供給區域 Z2 加熱還原區域 Z3 熔融區域 Z4 冷卻區域 1 爐床 2 爐體 3 燃燒器 4 供給機構 5 耐熱材 6 排出機構 7 開口部 26 1235767 8 貫穿孔 9 爐内氣體排出口 10 壁組件

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Claims (1)

1235767 拾、申請專利範圍： L 一種還原鐵之製造方法，俜、vu樯产办 進行以^ 係化爐床移動方向依序 二:製程之方法：將含有碳質還原劑與氧化鐵含有物 料物質加熱、使該原料物質中之氧= ==;原 ::r原製程，使該還原鐵心製== 冷卻製程’使該經冷卻之還原鐵排_ =徵在於，在該爐内設置有用以控制爐内氣流之流 移動方向。 <爐^ “彡成順沿爐床 2. _種還原鐵之製造方法，係沿爐床移動方向依序 質：二製程之方法：將含有碳質還原劑與氧化鐵含有物 =質τ裝入旋轉爐床爐内之原料供給製程，將該原 二熱、使該原料物質中之氧化鐵還原以生成還原鐵 口，、、、遇原製程，使該還原鐵熔融之熔融製程，使熔 ::還原鐵冷卻之冷卻製程，使該經冷卻之還 外之排出製程； 瓜 旦其特徵在於，在該爐内設置有用以控制爐内氣流之流 里调整分隔壁’並使該熔融製程之爐内氣壓比其他製程之 爐内氣壓為高。 3. 如申請專利範圍第丨或第2項之還原鐵之製造方 法’其中，該加熱還原製程係被該流量調整分隔壁至少分 隔成2個區域’於分隔出之區域中，在爐床移動方向上游 28 Ϊ235767 側之區域中設置爐内氣體排出口，自該排出口將爐内氣體 排出以控制該爐内氣流。 4.如申請專利範圍第3項之還原鐵之製造方法，係在 比該加熱還原製程之爐内氣體排出口更往爐床移動方向上 游側設置該流量調整分隔壁，以將該加熱還原製程分隔為 至少3個，藉以控制該爐内氣流。 5·如申請專利範圍第1或第2項之還原鐵之製造方 法，其中該分隔壁之至少1個，係設置有至少丨個貫穿孔 之流量調整分隔壁及/或可升降的流量調整分隔壁。 6 ·如申請專利範圍第5項之還原鐵之製造方法，係 藉由調節該貫穿孔之開閉度來控制該爐内氣流。 7·如申請專利範圍第3項之還原鐵之製造方法，其 中該分隔壁之至少1個，係設置有至少丨個貫穿孔之流量 調整分隔壁及/或可升降的流量調整分隔壁。 8.如申請專利範圍第7項之還原鐵之製造方法，係 藉由調節該貫穿孔之開閉度來控制該爐内氣流。 9·如申請專利範圍第4項之還原鐵之製造方法，其 ^該分隔壁之至少丨個，係設置有至少丨個貫穿孔之流量 ㉟1分隔壁及/或可升降的流量調整分隔壁。 I 0.如申請專利範圍第9項之還原鐵之製造方法，係藉 由調節該貫穿孔之開閉度來控制該爐内氣流。 II · 一種還原鐵之製造裝置，係沿爐床移動方向依序 進行以下製程之旋轉爐床爐型的還原鐵製造裝置··將含有 碳質還原劑與氧化鐵含有物質的原料物質裝入旋轉爐床爐 29 1235767 内之原料供給製 尤私’將邊原料物皙 之氧化鐵還原以& α 勿貝加熱、使該原料物質中 疋席Μ生成還原鐵之加埶 炝融之熔融製程，佶校sm程，使該還原鐵 該經冷卻之還屌 原鐵々部之冷卻製程，使 之還原鐵排出到爐外之排出製程； 其特徵在於，μ恶m 流之流量简整〜- 制該旋轉爐床爐内之爐内氣 或設有至=1其係可升降的流量調整分隔壁及/ …可調節爐内氣體之流通量的貫穿孔之流量 調整分隔壁。 〃貝牙札乙/爪里 12·如申請專利範圍第丨丨項之 其中該加熱還原製程俜#兮&旦_ 製造裝置， 衣枉你破忒/瓜里调整分隔壁 個區域’且於分隔出之區域二刀“ 2 ^ ^ ^ ^ ^ . 牡歷床移動方向上游側之 區域δ又置爐内軋體排出口。 13.如申請專利範圍第12項之還原鐵之製造裝置， 其中在比該加熱還原製程之爐内氣體排出口更朝沿爐床移 動方向上游側設置該流量調整分隔壁，以將該加熱還原製 程分隔為至少3個。 14·如申請專利範圍f 1W3項中任_項之還原鐵之 製造裝置，其中在設置於該流量調整分隔壁之貫穿孔處， 設有該貫穿孔開閉度的調節機構。 Μ 拾壹、圖式： 如次頁。 30