TWI338716B - Method and apparatus for manufacturing granular metallic iron - Google Patents

Description

1338716 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種於加熱還原爐中將鐵礦石或氧化鐵 等氧化鐵源直接還原而製造還原鐵之方法、以及根據該方 法製造還原鐵之裝置。 【先前技術】 眾所周知有一種直接還原製鐵之方法 兵便用石屄等

厌貝還原劑（峻材）或還原性氣體’將鐵礦石或氧化鐵等 氧化鐵源（以下，稱為含氧化鐵的物質）直接還原而 獲得還原鐵。該直接還原製鐵之方法係如下所述：將包含 含有氧化鐵的物質與碳質還原劑之原料混合物裝入移動爐 床式加熱還職（例如旋轉爐床爐等）的爐床上，使該原 料混合物於該爐内移動，於卜 於此期間’藉由加熱燃燒器所產 生之熱及賴射熱對該肩料、-¾人、Λ· 原枓混合物進行加熱，藉此，利用碳 質還原劑還原原料混合物中童 切1f之氣化鐵，繼而使所得之金屬 鐵（還原鐵）滲碳、熔融 喊並一邊與副產之爐渣分離，一 邊使炼融金屬鐵凝隼忐鈿此 果成粒狀’其後，使其冷卻凝固，而獲 得粒狀之金屬鐵（還原鐵）。 如此之直接還原製鎩法， ^ 载法係因無須使用高爐等大規模 使用焦厌等資源上之靈活性亦較高，故 近來其之貫用化研究正逐 ^ 祈盛仃。然而，若以工業規模實 施直接還原製鐵法，仍在 0 ,. . ^ 幸乂夕問題，如必須進一步改善 柘作穩疋性及安全性、瘦 質等問題。 4濟性、粒狀金屬鐵（製品）之品 5 1438716 尤其若提到粒狀金屬鐵之品質，藉由上述直接還原製 4載法戶/ί* ίΜ. -ν 粒狀金屬鐵，係輸送至如電爐或轉爐之既有的 製鋼設借φ _ ,, m ψ 被用作鐵源。因此’儘可能減少粒狀金屬鐵 中之硫含量為所希望者（以下，有時稱為s量）。又，由 提円作為鐵源之通用性之觀點考慮，粒狀金屬鐵中之碳含 里（以下’有時稱為c量），在不成為過度之範圍内儘可 月匕較向為所希望者。 本發明人等先前於專利文獻丨中提出期望提高粒狀金 屬鐵之品質，從而提高粒狀金屬鐵之純度的技術。於該專 利文獻1中揭示之方法，係提高粒狀金屬鐵之純度的方法， /、藉由適當地控制滲碳 '熔融時成形體附近之環境氣氛氣 體的還原度’自還原末期直至滲碳、熔融結束，防止再氧 化。 於該專利文獻1中，亦揭示有減少粒狀金屬鐵之硫含 量的技術。具體而言，係適當地控制使金屬鐵熔融時副產 之爐渣的驗度，藉此減少硫含量。 作為減少粒狀金屬鐵之硫含量的技術，本發明人等除 了提出上述專利文獻1夕卜，亦提出有專利文獻2之技術。 專利文獻2中揭7F之方法係如下者：適當地控制根據原料 混合物中含有之成分含量所求出之爐渣形成成分的鹼度、 以及该爐渣形成成分中之Mg〇含量，藉此，減少粒狀金 屬鐵中所含之硫量。 [專利文獻1 ]日本專利特開200丨—2793丨5號公報 [專利文獻2]曰本專利特開2〇〇4一 285399號公報 6 1^38716 【發明内容】， 本發明係繁於如此之情形研製而成者，其目的在於提 -一 ίέ ^、太 ^4., ，其中利用移動爐床式加熱還原爐製造粒狀金 :鐵時：可藉由與先前提出之方法不同的方法，製造高品 貝（尤其疋C量較高，s量較低）粒狀金屬鐵。又，本 發月之λ他目的在於提供一種可製㊆高品質之粒狀金屬鐵 的裝置。 貫現上述目的之本發明態樣之一之粒狀金屬鐵之製造 2法，係將包含含有氧化鐵的物質與碳質還原劑之原料混 口物加以還原而製造粒狀金屬鐵，且包括如下步驟：將上 込原料混σ物裝入移動爐床式加熱還原爐之爐床上的步 驟，對上述原料混合物中之氧化鐵進行加熱，且利用上述 厌貝還原劑使其還原，藉此生成金屬㉟，繼而熔融上述金 屬鐵’其後’—邊使炼融後之金屬鐵與副產之爐渣分離、 邊吏其凝集成粒狀之步驟；以及使上述金屬鐵冷卻凝固 之步驟，且，上述加熱還原步驟具有將爐内特定區域之環 坆氣氛氣體之流速調整至特定範圍内的步驟。 貫現上述目的之本發明之其他態樣之粒狀金屬鐵之製 造裝置，係將含有含氧化鐵物質與碳質還原劑之原料混合 物加以還原來製造粒狀金屬鐵者；其特徵在於，具有： 加熱還原爐，對該原料混合物中之氧化鐵進行加熱， 且利用該碳質還原劑使其還原，藉此生成金屬鐵，繼而將 έ玄金屬鐵熔融，其後，一邊使熔融後之金屬鐵與副產之爐 渣分離、一邊使其凝集成粒狀； 7 !338716 裝入機構， 排出機構， 以排出’以及 係將該原料混合物萝 ..^ 衮入该加熱還原爐； 係自遠加熱還原爐脾 將粒狀金屬鐵及爐渣予 爐渣分離 分離機構，係使該金屬鐵與該 該加熱還原爐具有： 爐本體； 屬鐵； 疋琢原料混合物及該金

加熱機構’其於該爐本體内加熱該原料混合物；以及 冷郃機構，其使該金屬鐵冷卻凝固； 該爐本體具有特定區域，該拉 ^ γ一 ^茨特疋區域具備用以將爐内 之環丨兄氣氛氣體之流速調整至特定範圍内的機構。 【實施方式】 以下，使用圖式對本發明加以詳細說明，但下述圖式 益不會限定本發明，亦可於上述及下述宗旨之範圍内進行 適當的變更，且該等均包含於本發明之技術範圍内。 • 目1録示移動爐床式加熱還原爐中，旋轉爐床式加 熱還原爐之一構成例的概略說明圖。於旋轉爐床式加熱還 原爐A，包含含有氧化鐵的物質與碳質還原劑之原料混合 物1，通過原料投入料斗（裝入機構）3，而被連續地裝入 爐本體8内的旋轉爐床4上。上述原料混合物丨係亦可包 含作為脈石成分或灰分等之CaO、MgO、Si02等。又，视 須要，亦可包含石灰或白雲石、黏合劑等。原料混合物1 之形態既可為壓固之簡易成形體’亦可為顆粒或團塊 8 1338716 (briquette)等成形體·。將原料混合物1與粉粒狀之碳質物 質2的合併供給亦可。 具體說明將上述原料混合物丨裝入加熱還原爐Α之順 序。在裝入原料混合物丨之前，先自原料投入料斗3裝入 粉粒狀之碳質物質2，並將其作為床底物鋪填旋轉爐床4 上。並且，於上述粉粒狀之碳物質2上裝入原料混合物】。 圖1表示使用1個原料投入料斗3做為用以裝入原料 此合物1與碳物質2之通用例，當然地，亦可使用2個以 上之料斗，分別裝入原料混合物丨與碳物質2。再者，關 於作為床底物而裝入之碳物質2，不僅可提高還原效率， 而且就增進由加熱還原而獲得之粒狀金屬鐵的低硫化方面 而言亦極為有效。 圖1所示之旋轉爐床式加熱還原爐A之旋轉爐床4， 係沿逆時針方向旋轉。旋轉速度會根據加熱還原爐A之大 小及操作條件而不同，但通常為8分鐘至16分鐘左右旋 轉1周之速度。於加熱還原爐A内之爐本體8之壁面上設 置有多個加熱燃燒器（加熱機構）5，藉由該加熱燃燒器5 之燃燒熱或其輻射熱向爐床部供給熱。 被裝入於由耐火材料構成之旋轉爐床4上之原料混合 物1，係於該旋轉爐床4上在加熱還原爐A内向圓周方向 移動之期間，藉由來自加熱燃燒器5之燃燒熱或輻射熱而 被加熱。並且，當通過該加熱還原爐A内之加熱帶之期間， β玄原料混合物1内的氧化鐵被還原。其後，還原鐵藉由殘 餘之碳質還原劑而滲碳且熔融。並且，熔融後之還原鐵一 9 1338716 邊與副產之熔融爐渣分離一邊凝聚成粒狀，成為粒狀金屬 鐵1〇。粒狀金屬鐵1〇係於旋轉爐床爐人之下游側區域藉 由冷卻機構而被冷卻固化後，藉由螺桿等排出裝置（排出 機構）6而自爐床上依次被排出。此時亦排出副產之爐渣， 該等經過料斗9後，藉由任意之分離機構（例如篩網或磁 選裝置等）而使金屬鐵與爐渣分離。再者，圖丨中7表示 排氣用管道。 $

然而，當藉由移動爐床式加熱還原爐製造粒狀金屬鐵 時，如上料，為了提高作為㈣之通純，料望者為： 使充分量之碳（以下有時稱為c)滲碳至粒狀金屬鐵内， 另-方面，為了提高粒狀金屬鐵的品質，儘可能地減少硫 (以下有時稱為S)之含量。 因此’本發明人等為了提高粒狀金屬鐵之C量且同時 減少S量，而反覆地努力研究。其結果發現將包 化鐵的物質與碳質還原劑之原料混合物進行二 敦之組成係大幅党到加熱還原I内之環堉 氣氛氣體之流速影響。 衣兄 粒狀金屬鐵之組成受到加熱還原爐内之環 之流速的影響的現象，在叮抽祕 孔乳乳體 的見象係可根據以下機制而確認。亦卽， 加…還原爐内之環境氣氛氣體之流速愈小 附近之璟掊洛A J得'枓hb合物 兄虱汛軋體的流速亦愈小。其結果 物被自床底材〉·勇+ β π 々科k合 _柯湧出之還原性氣體所包覆，故 氣體維持較高之還眉声、ψ m u 便衣楗虱氦 €原度，還原及滲奴係有效地進行。 可又仔c里較高之粒狀；疋 π ί確6忍’若原料混 1338716 金屬鐵中之c量之間有相關關係。又，可認為環境氣氛氣 體,：均氣體流速與粒狀金屬鐵令之s量之間有相關關 係具體而吕’若平均氣體流速設為5 m/秒以下（尤其係 心乂下），則可提高熔融爐渣中的硫濃度對 於炼融鐵（還原鐵）中之炉遭^ ^ ^ )中之硫/辰度[S] ’其結果，可減少熔融 鐵（還原鐵）中之硫濃度[SJ。 上切m氣體之流速於爐本心，細至少 化鐵之還原末期+ 禾』（本說明書中，有時簡稱為「還原末期」） 鐵，溶融結束（本說明書中，有時簡稱為「炼融 -束」）龍域進行調整為p其理由在於 至熔融區域為止，原4sL戈人此 曰疋席禾期 …“ 原、枓混合物附近係藉由自碳質還原劑及 床底㈣出之氣體而維持為還原性氣體，此 氣體對粒狀金屬鐵之組成產生 札汛 該區域中之氣體流速 曰因此’精由調整 疋同拉狀金屬鐵中之C量，同眸 亦可減少8量。再者，上述 篁门時 if ^ ^ ^ ^ - 衣兄轧巩軋體之流速的調整， m鐵之還原末期至金屬鐵之熔融結束的區 域’亦可遍及爐本體全體而進行調整 束π 還原末期之位置，會根據加执μ本體之相‘於 d 熱還原爐之規模及操作條件而 k動’例如，在加熱帶自上游側經過2/3之位置㈣= 期。此處，所謂加熱帶，俜指M ，、還原末 之區域。 係心爐本體内設置有加熱燃燒器 為了調整爐本體内之特定區域… 速，在上述移動爐床式加熱還原爐，1備用礼體的流 環境氣氛氣體之流速的機構 ：以調整爐内之 再PT例如，作為流迷調整機 12 ⑽716 構，只要使用以對加熱還原爐内進行加熱之加熱燃燒器之 分具備氧燃燒器’或者使爐本體内至少自還原末期至 熔融結束之區域内自爐床至爐頂之高度（本說明書中，有 時簡稱為「距離爐頂之高度」），高於爐本體之其他區域 内自爐床至爐頂的尚度即可Q使用圖式對此加以說明。

首先，作為流速調整機構，針對用以對加熱還原爐内 進行加熱之加熱燃燒器之一部分具備氧燃燒器的旋轉爐床 式加熱還原爐加以說明。圖3係表示上述® 1所示之旋轉 爐床式加熱還原爐内之自原料投人部至金屬鐵排出部為止 之狀態的圖，且圖3係沿通過B_B線之圓周面展開表示該 加熱還原爐之概略截面說明圖。再者，對與上述圖1相同 之部分標註相同符號。

圖3中’於爐本體8之壁面設置有加熱燃燒器“〜讣， 設^有加熱燃燒器5f〜5h之區域，係相當於自還原末期至 熔融結束的區域。加熱燃燒器當中，加熱燃燒器h〜&為 线燃燒器、加熱燃燒器5f〜5h ^氧燃燒器。此處，所謂 氣燃燒态係指’於可燃性氣體（例如甲烷氣體）混合空 氣而進行燃燒之燃燒器，而所謂氧燃燒器係指，於可辦性 …混合有氧氣而進行燃燒的燃燒器。與氧燃燒器相 二於燃燒等量的可燃性氣體之情形時，冑氣燃燒器内於 :::立時間内不參與燃燒之氣體（例如氣氣、氬氣）的供 -里較多。再者’如圖3所^爐本體8中設置有用以使 經二熱還原後之溶融鐵冷卻的冷卻區域u，且該冷卻區域 1 1中具備冷卻機構1 2。 13 1338716

圖3中，於左上游側，通過原料投入料斗3而裝入之 原料混合物1，係於向圖3之右側（下游方向）移動的期 間，被加熱且被還原。此時，用以對加熱還原爐内進行加 熱之燃燒器中之至少一部分係使用氡燃燒器5f〜5h，藉此 可減少爐内環境氣氛氣體之流量。亦即，加熱燃燒琴5 a〜 5h全部使用空氣燃燒器之情況下，空氣中氧所占之比例約 為20體積％，因此，不參與燃燒之約8〇體積％之氣體流 量對加熱還原爐内的流速產生較大影響。然而，若加熱燃 燒器之至少一部分係使用氧燃燒器’則可確保使用空氣燃 燒時之燃燒熱，並可減少向加熱還原爐内供給之總氣體 量，其結果為，可減小爐内環境氣氛氣體的流速。 爐内環境氣氛氣體之平均氣體流速V ( m/秒），係將 總氣體量Q ( m3/秒）除以與爐床之前進方向垂直的爐内截 面積D ( m2 )’可根據下述⑴式而算出。此處，總氣 體量Q (mV秒），係由每單位時間（秒）内供給至爐内之 燃料量、以及為了使該燃料燃燒而每單位時間（秒）内供 給的含氧的氣體量，S藉由燃燒計算所求丨之燃燒後每單 位時間内的氣體量。 V= Q/D …（1 ) 亦即，爐内例如供給有曱烷氣體作為燃料，且若使其 燃燒，則產生下述（2)式之化學反應。因此，若根據供 給至爐内之燃料量與燃料燃燒用之含氧的氣體量，可算出 因燃燒而產生的氣體量。再者’氣體量，係以換算為爐内 之實際溫度與壓力下之體積量後算出者為佳。 14 CH4+2〇2sC〇2+2H2〇 …（2) =，例如如圖3所示’於在空氣燃燒器…之 有排氣用管道7之情況下，爐内因燃燒而產 …自爐床之上游侧流向排氣用管道7，或者自爐 ΠΓ側流向排氣用管道7。此處，例如為了算出自還 :末期至炫融結束之區域中環境氣氛氣體的平均氣體流 f，：J經過還原末期之開始位置（圖”，係空氣燃燒器 二、乳燃燒盗5f之間的位置）的氣體流量，除以該還原 1。位置（圖3中’係空氣燃燒器5e與氧燃燒器5f 置）上的爐的縱截面積（通道面積）即可。此時， 由於經過還原末期之開始位置的氣體，自_ 3之右側向左 :流動’因此當計算經過還原末期之開始位置之氣體量 ::根據供給至氧燃燒器5f〜5h之燃料量與燃料燃燒用之 3氧的氣體里’而算出燃燒後的總氣體量即可。因排氣用 設置於空氣燃燒器之間的上方，故空氣燃 乂 5a〜5e中燃燒燃料時所產生之氣體流速，並不影響自 還原末期鱗㈣束之㈣_之環境氣氛氣體的平均氣體 流速》 平均氣體流速，若適當調整空氣燃燒器與氧燃燒器之 個數、或空氣燃燒器與氧燃燒器之配置方式、或者分別供 給至空氣燃燒器與氧燃燒器之燃料與燃料燃燒用之含氧的 氣體量則可控制。再者，使詩燃燒等量的燃料之條件下 進仃比較時，使用不參與燃燒之氣體於每單位時間内之供 给量相對較多的燃燒器（第二燃燒器）、與不參與燃燒之' 15 丄338716 母:::::之供:給量相對較少的燃燒器（第-燃 ° 戈替二氣燃燒器與氧燃燒器亦可。 本發明令’排氣用管道7之設置位置並無特別 :為：儘可能地減小自還原末期至炫融結束之區域中的产 境乱虱氣體之流速’以將排氣用管道7設置於較該自還： 末期至熔融結束之區域更上方的上游側（即原料混合物之 供給側）為佳。 物之

加熱還原爐中，氧燃燒器之設置區域並無特別限制， -要至〜又置於自還原末期至熔融結束之區域中即可。當 然’亦可於加熱還原爐内之所有區域中使用氧燃燒器。" 、氧燃燒器（第-燃燒器）之安裝位置並無特別限制， 以設置於距離爐床表面lm以上之位置為佳。其原因在於， 即便使用氧燃燒器代替空氣燃燒器，純燃燒器之設置位 置在爐床附近，則氣體流速亦會增大。 就減小原料混合物附近之環境氣氛氣體之流速的觀點 而言，於氧燃燒器（第一燃燒器）之安裝位置儘可能地遠 離爐床表面，但若過度遠離，則加熱效率會變差。又，若 氧燃燒器設置於爐頂附近，則可能導致燃 頂。因此’以氧燃燒器（第一燃燒器）設置於距離』= 頂表面1 m以上的位置為佳。 為了減小％：境氣氛氣體之流速’供給至上述氧燃燒器 (第一燃燒裔）之含氧氣體之氧濃度，以儘可能高者為佳。 其原因在於，氧濃度愈高，則不參與燃燒之氣體濃度愈低。 供給氣體中氧氣體所占之比例，例如為9〇體積％以上即 16 1338716 可。 . · 接著，作為流速調整機構，對於旋轉爐床式加熱還原 爐加以6兄明，該旋轉爐床式加熱還原爐中於爐本體内至 少自氧化鐵之還原末期至金屬鐵熔融結束之區域中自爐床 到爐頂的同度，大於爐本體内其他區域中自爐床到爐頂的 高度。 圖4係表示上述圖3所示之構成例之一部分變形之示 例的概略截面說明圖，於爐本體8之壁面設置有加熱燃燒 。器5a〜5e與加熱燃燒器5i〜5k，其中，設置有加熱燃燒 器5i〜5k之區域，相當於自還原末期至熔融結束的區域。 圖4中’所有加熱燃燒器均為空氣燃燒器。 圖4中，爐本體8，係有下述形狀：其距離設置有加 熱燃燒器5i〜5k之區域之爐頂的高度，係大於距離其他區 域中之爐頂的高度。如上所述，藉由使爐頂較高，可增大 相當於自還原末期至熔融結束之區域的爐内體積。^結 果，與該區域之爐頂較低之情形相&，可進而減小爐内之 環境氣氛氣體的流速。 …圖5係表示距離爐頂之高度的相對值、與爐内之環境 氣氛氣體的平均氣體流速的相對值間之關係的圖。 距離爐頂之高度之相對值，係根據以下方法求出，以 裝入原料混合物之裝入側、與向系統外排出粒狀金屬鐵之 排出側距離爐頂之高度無變更的情形（亦即，如圖3所示， 距離爐頂之高度為固定之情形）為基準，求出自還原末期 至熔融結束之區域中爐頂的高度與直至還原末期為I之區 17 1338716 / (二他區域）中爐頂高度間的相對高度作為相對值。 ^氣氛氣體之平均氣體流速之相對值，係、根據以下 粒狀金m·以裝人原料混合物之裝人側、與向系統外排出 屬鐵之排出側距離爐頂之高度無變更的情形（亦 严… 3所不，距離爐頂之高度為固定之情形）時環境 ==平均氣體流速為基準’並根據變更自還原末期 ^ 甲之爐頂间度時的平均氣體流速而算出 目對值。平均氣體流速，係根據自爐床到爐頂之高度：出 r:置（例如’圖4中係指加熱燃燒器…之間）而 鼻出。 根據圖5可知，距離爐頂之其译 氛氣體之流速愈小。㈣之-度愈-，爐内之環境氣 上述圖4表示僅使用空氣燃燒器作為加熱燃燒器之示 二ST 3所示，加熱燃燒器中之-部分亦可使用氧 …、疋益（第一燃燒器）作為流速調整機構。 於上述圖3及圖4所示之構成例中，& 了使爐本體内 德=末期至㈣結束之區域中的環境氣氛氣體之流速， 爐本體之其他區域中之環境氣氛氣體之流速的 I"士，亦可於爐内設置分隔壁。例如，若自還原末期至熔 :了束之區域係圖3中設置有氧燃燒器5f〜5h的區域，則 空氣燃燒器5e與氧燃燒器5f之間設置自爐頂垂下 刀隔2。此時’為了將各區域中之廢氣排出至爐外，亦 °於各區域之爐頂上設置排氣機構。 再者’於以上之說明中’列舉了旋轉爐床式之加熱還

係將含有含氧化鐵物質與碳質還原劑之原料混合物加以還 原來製造粒狀金屬鐵；其特徵在於，包括下述步驟：將上 述原料混合物裝入移動爐床式加熱還原爐之爐床上；對上 述原料此合物令之氧化鐵進行加熱，且利用上述碳質還原 Μ使其還原’藉此生成金屬冑，繼而將上述金屬鐵熔融， 八後，一邊使熔融後之金屬鐵與副產之爐渣分離、一邊使 其凝集成粒狀；以及，使上述金屬鐵冷卻凝固；此外，上 述加熱還原步，驟具有將爐内特定區域之環境氣氛氣體之流 速6周整至特定範圍内的步驟。 根據上述本發明之粒狀金屬鐵之製造方法，可藉由於 :動爐床式加熱還原爐中製造粒狀金屬鐵、或者將爐内特 定區域中之裱境氤氛氣體之流速調整在特定範圍内，而改

原爐作為移動爐床式加“還原爐，但並不僅限於旋轉爐床 式，亦可使用例如直線型之加熱還原爐。 如上所述，本發明之一態樣之粒狀金屬鐵之製造方法， 善粒=金屬鐵的品質。更具體而t，可增加粒狀金屬鐵中 之c量，並減少δ量。 本發明之粒狀金屬鐵之製造方法中，上述環境氣氛氣 體之平均流速以在Om/秒以上且5m/秒以下為較佳。藉此， :使環境氣氛氣體維持較高之還原度並有效増進還原:及滲 石反，因此，可增加粒狀金屬鐵中之C量，並減少s量。 又，於本發明之粒狀金屬鐵之製造方法中，上述特定 區域以自上述氧化鐵之還原末期至上述金屬鐵之金屬鐵溶 融結束的區域為較佳。藉此，該區域維持為還原性氣體環 19 1338716 i兄’故可提高粒狀金屬鐵之品質。 又，於本發明之粒狀金屬鐵之製造方法中，就上述加 二還原爐之加熱而以於上述特定區域中使用第一燃燒 為，而於特定區域以外之區域中使用當燃燒等量與燃料時 不參與燃燒之氣體於每單位時間内之供給量大於第一燃燒 為的第—燃燒器為較佳。此情況下上述特定區域中使用 氡燃燒益，而特定區域以外之區域中至少使用空氣燃燒器 車乂佳藉此，與於特定區域内加熱燃燒器中之一部分或 者王。Ρ係使用空氣燃燒器之情形相比，不僅可確保相同之 二k熱，且亦可減少供給至加熱還原爐内的總氣體量。其 結果為，可減小特定區域中之環境氣氛氣體的流速。 本發明之其他態樣之粒狀金屬鐵之製造裝置，係將含 有含氧化鐵物質與碳質還原劑之原料混合物加以還原來製 造粒狀金屬鐵者；其特徵在於，具有： 加熱還原爐，對上述原料混合物中之氧化鐵進行加熱， 且利用上述碳質還原劑使其還原，藉此生成金屬鐵，繼而 將上述金屬鐵熔融，其後，一邊使熔融後之金屬鐵與副產 之爐渣分離、一邊使其凝集成粒狀； 裝入機構’係將上述原料混合物裝入上述加熱還原爐； 排出機構’係自上述加熱還原爐將粒狀金屬鐵及爐渣 予以排出；以及 分離機構，係使上述金屬鐵與上述爐渣分離； 上述加熱還原爐具有： 爐本體： 20 1338716 移動爐床，係於上i爐本體内搬送上述原料混合物及 上述金屬鐵； 加熱機構，其於上述爐本體内加熱上述原料混合物； 以及 冷卻機構’其使上述金屬鐵冷卻凝固； 上述爐本體具有特定區域，上述特定區域具備用以將 爐内之核境氣氛氣體之流速調整至特定範圍内的機構。 根據上述本發明之粒狀金屬鐵之製造裝置，特定區域 内之環境氣氛氣體之流速小於不具備流速調整機構之裝置 内的流速，因此，特定區域内可維持還原性更高之氣體環 境，故可獲得高品質之粒狀金屬鐵。更具體而言，可獲得 c量較高、且8量較低之粒狀金屬鐵。 於本發明之粒狀金屬鐵之製造裝置中，上述特定區域 中之環境氣氛氣體之流速，以平均為0 m/秒以上且5 m/秒 以下為較佳。又，以平均為〇 m/秒以上且2 5 m/秒以下為 更佳。藉此，特定區域中環境氣氛氣體可維持較高之還原 度，且能夠有效增進還原及滲碳，故可增加粒狀金屬鐵中 之c量，並減少S量。 又’本發明之粒狀金屬鐵之製造裝置中，上述特定區 域以自上述氧化鐵之還原末期至上述金屬鐵熔融結束的區 域。藉此，特定區域内能夠保持還原性高於其他區域之氣 體環境’故可獲得更高品質之粒狀金屬鐵。 又本發明之粒狀金屬鐵之製造裝置中，以上述加熱 機構包括第一燃燒器、以及燃燒等量燃料時不參與燃燒之 21 1338716 氣體於每單位時間内之挺給量大於第一燃燒器的第二燃燒 器為較佳’且上述第一燃燒器設置於上述特定區域中，上 述第一燃燒器設置於上述其他區域中。此時，以上述第一 燃燒器係氧燃燒器，而上述第二燃燒器係空氣燃燒器為 ^ 藉此’與於特定區域中加熱燃燒器之一部分或全部係 使用空氣燃燒器之情形相比’可確保相同之燃燒熱，且可 減少供給至加熱還原爐内的總氣體量。其結果為，可減小

特疋區域中之環境氣氛氣體之流速，故可獲得c量較高、 s量較低之粒狀金屬鐵。 又，本發明之粒狀金屬鐵之製造裝置中，上述第一燃 k盗以设置於距離爐床表面丨m以上的位置為較佳。藉此， 與於爐床附近設置，第一燃燒器的情形㈣，可防止爐床 附近之環境氣氛氣體的流速變大。其結果為，可獲得更高 品質之粒狀金屬鐵。 门 明之粒狀金屬鐵之 定區域中之環境氣 中之環境氣氛氣體 金屬鐵之製造裝置 自爐床到爐頂之高 的高度為較佳。藉 氣氣氣體之通道面 積相等之形狀的情 流速。其結果，可 體内之上述特 上述其他區域 本發明之粒狀 述特定區域中 自爐床到爐頂 定區域之環境 氣體的通道面 ^氧氣氣體的 鐵0 製造裝置中’以上述爐本 氛氣體的通道面積，大於 的通道面積為較佳。又， 中，以上述爐本體内之上 度，大於上述其他區域中 此，相較於爐本體具有特 積與其他區域之環境氣氛 形，可減低特定區域之環 獲得更尚品質之粒狀金屬 22 1338716 又’本發明之粒狀金屬鐵之製造裝置中，以上述爐本 體進而具有使上述特定區域與上述其他區域分隔之分隔壁 為較佳。藉此，可分別調整特定區域中之環境氣氛氣體之 Μ速、以及其他區域中之環境氣氛氣體的流速，故可獲得 更高品質之粒狀金屬鐵。 【圖式簡單說明】 圖1係表示旋轉爐床式之加熱還原爐之一構成例的概 略說明圖。

圖2係表示加熱還原爐内中之環境氣氛氣體之平均氣 體流速與所得之粒狀金屬鐵中之c量的關係、及平均氣體 流速與粒狀金屬鐵中之S量之關係的圖。 圖3係表示沿通過B_B線之圓周面展開圖1所示之旋 轉爐床式加熱還原爐的概略截面說明圖。 圖4係表示圖3所示之構成例中之一部分變形之示 的概略載面說明圖 ^ 、 圖5係表示自爐床到爐頂之高度與爐 酙々冶、*日日 na / 〜^衣*兄乱乱孔 體之μ速間之關係的圖。 【主要元件符號說明】 1 原料混合物 2 碳物質 原料投入料斗 旋轉爐床 加熱燃燒器 5e 空氣燃燒器 23 1338716 5f〜5h 氧燃燒器 6 排出裝置 7 排氣用管道 8 爐本體 9 料斗 10 粒狀金屬鐵 11 冷卻區域 12 冷卻機構

A 旋轉爐床式加熱還原爐

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Claims (1)

1338716 十、申請專利範面： 1 · 一種粒狀金屬鐵之制；生古、+ 鐵之^方法，係將含有含氧化鐵物 質與碳質還原劑之原料混合物加 J加以遏原來製造粒狀金屬 鐵，其特徵在於’包括如下步驟： 將该原料混合物裝入移動愤由a 1 h 秒動爐床式加熱還原爐之爐床 上； 對該原料混合物中之氧化趨邊I為 孔1ϋ蠘進仃加熱，且利用該碳質 還原劑使其還原’藉此生成金屬鐵，繼而將該金屬鐵溶融， 其後，-邊使㈣後之金屬鐵與副產之㈣分離、一邊使 其凝集成粒狀；以及 使該金屬鐵冷卻凝固； 該加熱還原步驟具有將爐内特定區域之環境氣氛氣體 之流速調整至特定範圍内的步驟。 2·如申請專利範圍第丨項之粒狀金屬鐵之製造方法， /、中5衣丨兄氣氛氣體之平均流速為〇 m/秒以上且5 m/秒 以下。 3. 如申請專利範圍第丨項之粒狀金屬鐵之製造方法， 其中該特定區域係自該氧化鐵之還原末期至該金屬鐵之熔 融結束的區域。 4. 如申請專利範圍第1項之粒狀金屬鐵之製造方法， 其中該加熱還原爐之加熱過程中， 於該特定區域中係使用第一燃燒器， 而於特定區域以外之區域中係使用第二燃燒器，當燃 燒等量的燃料時’不參與燃燒之氣體的每單位時間供給量 25 切 8716 係第二燃燒器大於第一燃燒器。 5. 如申請專利範圍第4項之粒狀金屬鐵之製造方法， 其中該特定區域中使用氧燃燒器，而特定區域以外之區域 中至少使用空氣燃燒器。 6. —種粒狀金屬鐵之製造裝置，係將含有含氧化鐵物 貝與碳質還原劑之原料混合物加以還原來製造粒狀金屬鐵 者；其特徵在於，具有： 加熱還原爐’對該原料混合物中之氧化鐵進行加熱， 且利用該碳質還原劑使其還原，藉此生成金屬鐵，繼而將 邊金屬鐵熔融，其後，一邊使熔融後之金屬鐵與副產之爐 凌分離、一邊使其凝集成粒狀； 裝入機構，係將該原料混合物裝入該加熱還原爐； 排出機構’係自該加熱還原爐將粒狀金屬鐵及爐渣予 以排出；以及 分離機構，係使該金屬鐵與該爐渣分離； 該加熱還原爐具有： 爐本體； 移動爐床，係於該爐本體内搬送該原料混合物及該金 屬鐵； 加，，，、機構，其於該爐本體内加熱該原料混合物；以及 冷卻機構，其使該金屬鐵冷卻凝固； 的該爐本體具有特定區域，該特定區域具備用以將爐内 之環境氣氛氣體之流速調整至特定範圍内的機構。 7. 如申。月專利範圍第6項之粒狀金屬鐵之製造裝置， 26 1338716 其中該特定區域之環境氣氛氣體之平均流速為G m/秒以上 且5 m/秒以下。 8.如申請專利範圍第6項之粒狀金屬鐵之製造裝置， 其中及特疋區域係自該氧化鐵之還原末期至該金屬鐵炼融 結束的區域。 如申》月專利範圍第6〜8項中任一項之粒狀金屬鐵之 製造裝置，其中該加熱機構具有： 第一燃燒器；以及 第二燃燒器，其於燃燒與第一燃燒器等量燃料時不參 與燃燒之氣體的每單位時間之供給量大於第一燃燒器； 。玄第燃燒器没置於該特定區域，該第二燃燒器設置 於該其他區域。 10. 如申請專利範圍第9項之粒狀金屬鐵之製造裝置， 其中該第一燃燒器設置於距離爐床表面丨m以上的位置。 11. 如申請專利範圍第9項之粒狀金屬鐵之製造裝置， 其中該第-燃燒器為氧燃燒器，@該第二燃燒器為空氣燃 燒器。 ‘ 12·如申請專利範圍第6項之粒狀金屬鐵之製造裝置， 其中該爐本體具有下述形狀：於該特定區域之環境氣氛氣 體的通道面肖，大於該其他區域之環士竟氣氛氣體的通道面 積。 13.如申請專利範圍第12項之粒狀金屬鐵之製造裝 置，其中該爐本體具有下述形狀：於該特定區域自爐床到 爐頂之高度，大於該其他區域自爐床到爐頂之高度。 27 1338716 1 4.如申請專利範圍第6項之粒狀金屬鐵之製造裝置， 其中該爐本體進一步具備分隔壁，該分隔壁使該特定區域 與該其他區域作分隔。 十一、圖式： 如次頁

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