TWI424065B - Reduction of iron manufacturing methods - Google Patents

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TWI424065B
TWI424065B TW98113608A TW98113608A TWI424065B TW I424065 B TWI424065 B TW I424065B TW 98113608 A TW98113608 A TW 98113608A TW 98113608 A TW98113608 A TW 98113608A TW I424065 B TWI424065 B TW I424065B
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Hiroyuki Hiroha
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Description

還原鐵之製造方法
本發明係關於使用爐床移動式爐(movable hearth furnace)施行含鐵物之還原的方法，特別係關於從高濃度含有鋅的鐵礦中製造還原鐵之方法。
粗鋼生產法大致可區分為：從鐵礦生產生鐵並形成鋼的高爐-轉爐法，以及將廢料熔解並施行精煉的電爐法。隨中國等新興國家的崛起，全世界的粗鋼生產量正急遽增加。特別係高爐-轉爐法所使用的鐵礦需求較為急迫，不僅價格高漲，且頗難取得良質鐵礦。
再者，除上述之外，亦已知有使用爐床移動式爐的還原鐵之製造方法。爐床移動式爐法係製造以還原鐵為代表的還原金屬製程之一。爐床移動式爐法中，於朝水平方向移動的爐床上裝載著鐵礦與固態還原材料等，並從上方利用輻射傳熱施行加熱而將鐵礦還原，並在爐床上將該還原生成物熔融，再將熔渣與金屬分離而製造還原鐵(例如參照日本專利特開平11-335712號公報、特開平11-172312號公報)。
另一方面，如同鐵礦般，全世界性對鋅的需求正急遽增加，價格高漲已構成問題。雖鋅精煉有各種方法，但一般係將硫化礦施行氧化煅燒而製成氧化鋅，再依濕式或乾式施行煉製而獲得鋅金屬。相關該鋅亦是潛在有硫化礦、氧化鋅等鋅原料不足的問題。
在鐵原料、鋅原料等資源不足已構成問題的狀況下，本發明者等著眼於在鐵礦中含有較通常更多鋅份的含高鋅鐵礦。此種含高鋅鐵礦亦是最好在高爐-轉爐法中使用為原料，但鋅含有量高的原料幾乎尚未被利用。主要理由係礦石中所含的鋅將依爐壁附著物的形式殘留於高爐內。礦石中的鋅份係經過燒結過程，再被夾帶入高爐中。被夾帶入高爐中的鋅將在爐內被還原而蒸氣化，並氧化凝聚於溫度較低且氧化電位較高的部分處。特別容易凝聚於諸如高爐爐身內壁等處，並與周遭的焦炭、礦石黏著而使填充物呈鈍態化。此種鈍態部分稱「擬設」(ansatz)，會使爐內填充物質的下降呈不安定，誘發「懸料」、「崩料」等麻煩。
依此的話，鋅份雖在高爐操作中係屬於會成為麻煩肇因的成分，但亦屬有價的金屬。鋅係除屬於例如電池原料之外，其他亦是屬於為提升鋼板表面耐蝕性而不可或缺的鍍敷材料等金屬。如前述，一般係將硫化礦施行氧化煅燒而製作氧化鋅，再依濕式或乾式施行煉製而獲得鋅金屬，但，近年亦有提案將製鐵煤塵等施行煉製，而獲得粗氧化鋅，並當作鋅煉製原料用的方法。
例如鋅濃度超過10mass%的粗氧化鋅之情況，藉由施行華爾滋法(Waelz process)等處理，便可形成高濃度粗氧化鋅，並可使用為鋅煉製原料。此外，當鋅濃度超過50mass%的粗氧化鋅之情況，便可直接使用為例如ISP法等鋅精煉中所使用的粗氧化鋅。
藉由依此回收的鋅濃度，將隨粗氧化鋅的使用用途而有大幅差異，當然，鋅濃度越高便越有經濟價值，但尚未有提案能兼顧還原鐵與高濃度粗氧化鋅之生產的還原鐵之製造方法。
本發明目的在於提供能有效利用含高鋅鐵礦的還原鐵之製造方法。
為達成上述目的，本發明將提供具有以下觀點的還原鐵之製造方法。
[1].一種還原鐵之製造方法，係包括有：準備含有鐵礦(X)與碳系固態還原材料之混合原料的步驟，而，該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)；該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上；將上述混合原料裝載於爐床移動式爐的爐床上之混合原料裝載步驟；以及從爐床上部施行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料還原，獲得還原生成物的還原步驟。
[2].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述含高鋅鐵礦(A)係含有0.01~0.5mass%的鋅與50~70mass%的鐵。
[3].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述含高鋅鐵礦(A)係相對於鐵礦(X)，具有10~100mass%的調配比例。
[4].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述混合原料裝載步驟係將經成塊化混合原料裝載於移動式爐床上。
[5].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述還原步驟係將混合原料依1200℃以上的加熱溫度施行還原。
[6].如[5]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述加熱溫度係1250℃以上且未滿1400℃。
[7].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述還原步驟係從爐床上部施行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料進行還原，使上述混合原料未熔融或僅部分熔融，而獲得還原鐵。
[8].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：從由上述爐床移動式爐所產生的煤塵中，回收粗氧化鋅的回收步驟；準備上述原料的步驟係準備含有鐵礦(X)、含鋅煤塵、及碳系固態還原材料的混合原料；而，該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上。
[9].如[8]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述混合原料係具有0.45mass%以上的平均鋅濃度。
[10].如[9]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述平均鋅濃度係0.45~0.60mass%。
[11].如[8]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述含鋅煤塵係從來自高爐的生成煤塵、來自轉爐的生成煤塵、及來自電爐的生成煤塵所構成群組中選擇至少1種的煤塵。
[12].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：將由爐床移動式爐所生成的煤塵回收，而獲得回收煤塵的回收步驟；上述準備原料的步驟係準備含有鐵礦(X)、上述回收煤塵、及碳系固態還原材料的混合原料；而，該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上及鐵50mass%以上。
[13].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：將由爐床移動式爐所生成的煤塵回收之步驟；將所回收的煤塵裝載於上述移動式爐床上的步驟；以及從該爐床上部進行熱供應，而從由上述爐床移動式爐所生成的煤塵中獲得粗氧化鋅的步驟。
[14].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：使上述還原生成物熔融的熔融步驟。
[15].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：使上述還原生成物熔融的熔融步驟；上述混合原料係含有：鐵礦(X)、碳系固態還原材料、及造渣材料；該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上及鐵50mass%以上。
[16].如[14]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述熔融步驟係使上述還原生成物依1400℃以上的加熱溫度熔融。
[17].如[16]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述加熱溫度係1450℃以上且1500℃以下。
[18].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：使上述還原生成物熔融的熔融步驟；以及從由上述爐床移動式爐所生成的煤塵中回收粗氧化鋅的回收步驟；上述準備原料的步驟，係準備含有鐵礦(X)、含鋅煤塵、碳系固態還原材料、及造渣材料的混合原料；該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上。
[19].如[18]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述混合原料係具有0.45mass%以上的平均鋅濃度。
[20].如[19]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述平均鋅濃度係0.45~0.60mass%。
[21].如[18]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，上述含鋅煤塵係從來自高爐的生成煤塵、來自轉爐的生成煤塵、及來自電爐的生成煤塵所構成群組中選擇至少1種的煤塵。
[22].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：使上述還原生成物熔融的熔融步驟；以及將由爐床移動式爐生成的煤塵回收，而獲得回收煤塵的回收步驟；上述準備原料的步驟，係準備含有鐵礦(X)、上述回收煤塵、碳系固態還原材料、及造渣材料的混合原料；該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上。
[23].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有：使上述還原生成物熔融的熔融步驟；將由爐床移動式爐所生成的煤塵回收之步驟；將所回收的煤塵裝載於上述移動式爐床上的步驟；以及從該爐床上部進行熱供應，而從由上述爐床移動式爐所生成的煤塵中獲得粗氧化鋅的步驟。
[24].如[1]項所記載的還原鐵之製造方法，其中，在上述混合原料裝載步驟之前，更進一步包括有：為在移動式爐床上所裝載的碳質材上積層混合原料，而使碳質材裝載於移動式爐床上的碳質材裝載步驟。
 實施形態1：
實施形態1的還原鐵之製造方法，係包括有：準備混合原料的步驟、混合原料裝載步驟、還原步驟、及熔融步驟。
上述準備混合原料的步驟，係準備將鐵礦(其係含有含高鋅鐵礦；該含高鋅鐵礦係含有：鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上)、碳系固態還原材料、及造渣材料相混合的混合原料。上述混合原料裝載步驟係將上述混合原料裝載於移動式爐床上。上述還原步驟係從爐床上部進行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料還原。上述熔融步驟係使還原生成物熔融。
本發明者等係使用含高鋅鐵礦，為能有效利用所含有的鐵份與鋅份，便考慮使用爐床移動式爐。使用爐床移動式爐的粒鐵之製造方法，係製造還原鐵的製程之一，在朝水平方向移動的爐床，裝載著鐵礦與固態還原材料等，並從上方進行輻射傳熱而施行加熱，便將鐵礦還原，在爐床上使該還原生成物熔融，而將熔渣與金屬分離，便製得屬於還原鐵的粒鐵。
該爐床移動式爐係在加熱爐的爐床朝水平移動過程中便施行加熱的爐。所謂「朝水平移動的爐床」代表性係有如圖1所示旋轉移動形態。具有旋轉移動形態的爐床移動式爐，特別稱「轉膛爐」(rotary hearth furnace)。實施形態1中，使用此種爐床移動式爐(特別係轉膛爐)，對含高鋅鐵礦施行還原．熔融處理，而製得還原鐵的粒鐵。以下，針對爐床移動式爐係使用轉膛爐的情況，依實施形態1進行說明。
另外，實施形態1所使用之所謂「含高鋅鐵礦」，相較於通常利用為高爐原料的鐵礦之下，屬鋅含有量較高，一般係屬於含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上的鐵礦。實施形態1所使用含高鋅鐵礦的鋅含量及鐵含量上限並無限制，因為屬於鐵礦而自行決定，相關鋅係例如0.5mass%程度以下、相關鐵係例如70mass%程度以下。此外，含高鋅鐵礦的Na2 O、K2 O等鹼成分含有量，係依氧化物換算計通常0.08mass%以上。鹼成分含有量較佳係1mass%以下，理由係能有效地預防轉膛爐排氣系統阻塞。
實施形態1係使用此種含高鋅鐵礦進行粒鐵製造的技術，將含高鋅鐵礦利用轉膛爐進行還原時，亦可混合普通鐵礦使用。混合普通鐵礦使用的情況，亦是含高鋅鐵礦調配入礦石整體的約10mass%以上時將可適當地獲得實施形態1效果。
使用圖1，針對實施形態1所用的轉膛爐一實施形態進行說明。轉膛爐1係如圖1所示，利用經區分為預熱帶2a、還原帶2b、熔融帶2c及冷卻帶2d的爐體2，覆蓋著旋轉移動的爐床3。在該旋轉爐床3上裝載著例如由含高鋅鐵礦與固態還原材料構成的原料4。該原料4係使用將含高鋅鐵礦、碳系固態還原材料、及造渣材料進行混合的混合原料。混合原料係如下述亦可施行成塊化。覆蓋旋轉爐床3的爐體2係有張貼著耐火物。且為保護爐床耐火物，亦有在爐床3上裝載碳質材，並在其上面積層原料4的情況。此外，在爐體2的上部設置燃燒器5，將該燃燒器5的燃料燃燒熱當作熱源，將旋轉爐床3上的混合原料4中之鐵礦還原。另外，圖1中，6係將原料裝入旋轉爐床3上的裝入裝置，7係將還原物排出的排出裝置，8係冷卻裝置。此外，爐體2內的環境溫度係設為1300℃左右，通常在熔融帶中控制為1450℃左右的高溫。
含高鋅鐵礦係含有依照產地在量方面會有差異的脈石成分。此外，在碳系固態還原材料代表例的煤炭、煤焦、焦炭中含有灰分。所以，僅施行還原操作的爐床移動式爐法係不同於高爐-轉爐法，在成品還原鐵中混入脈石的情形係無法避免，且亦會有來自還原材料的灰分附著於成品上並混入的可能性。當在轉膛爐的爐床上將原料施行還原．熔融時，可將在還原中所生成的金屬、與殘渣的熔渣迅速分離，可獲得高密度成品粒鐵。
實施形態1所獲得粒鐵係如上述，施行還原、熔融，經將熔渣成分分離，再從轉膛爐的排出物，於施行壓縮等之前的狀態下，表觀密度可達5000kg/m3 以上。另外，通常的情況，成品粒鐵係經由篩分步驟，便可將粒徑形成3mm以上、100mm以下。
當使用轉膛爐，對含高鋅鐵礦施行還原處理時，亦一起混合入碳系固態還原材料與造渣材料，並裝載於旋轉移動的爐床上。碳系固態還原材料係諸如煤炭、焦炭、石墨等，造渣材料係諸如石灰粉、白雲石、蛇紋岩等含有CaO、Na2 O等鹼性成分等等。
當含高鋅鐵礦係礦石塊的情況，在施行粉碎的情況下，形成例如粒徑10mm以下的礦石粉，因此與碳系固態還原材料等進行混合並裝載於旋轉爐床上便可進行還原。
含高鋅鐵礦係微粉礦的情況(粒徑3mm以下)，亦可與碳系固態還原材料、造渣材料一起施行成塊化，而依內含碳質材顆粒的形式使用。經成塊化的原料在加熱時的飛散情形較少，可提升煤塵的鋅濃度。同樣的，亦可施行壓縮成形，經壓塊後再使用。此外，在造粒時，亦可混合入諸如膨潤土等無機黏結劑、或諸如糖蜜、玉米澱粉(molasses)等有機黏結劑，便可更加提高強度。該等顆粒、壓塊係可經使水分蒸發後才使用。另一方面，含高鋅鐵礦直接依粉狀狀態使用亦具有效果。藉由直接使用粉原料，便不需要為製造塊用的設備、電力、黏結劑等耗費，對經濟性提升具貢獻。
利用轉膛爐對含高鋅鐵礦施行還原．熔融時的加熱溫度，較佳係1400℃以上。更佳1450℃以上。藉由將轉膛爐內的最高溫度設為1450℃以上，爐內及在爐內進行還原．熔融的原料便呈高溫。特別係藉由熔融原料達1450℃以上，便可確保充分地流動性，可輕易地將金屬鐵中的脈石成分除去，可製造良好性狀的粒鐵。
藉由在爐床上裝載碳質材，並在該碳質材上積層著含有含高鋅鐵礦的混合原料，便可防止熔融金屬或熔渣對爐床的耐火物造成侵蝕。當耐火物遭受侵蝕時，鐵份會被吸入耐火物中，因而藉由防止爐床耐火物遭受侵蝕，便可減少鐵份的損耗，對粒鐵的生產性提升具有貢獻。
轉膛爐中所生成排氣中含有的煤塵被回收。該煤塵相較於高鋅鐵礦之下，因為鋅較濃化，因而可使用為粗氧化鋅的原料。圖2所示係施行此種煤塵回收的轉膛爐一般設備流程概略圖。
圖2中，分別從礦石漏斗11、煤炭漏斗12、及造渣材料漏斗13中排出的鐵礦、煤炭、造渣材料，將利用混合機14(視需要使用造粒機等)進行混合而形成混合原料，利用轉膛爐15施行加熱經還原．熔融而形成還原鐵，再從還原鐵排出口16排出。由轉膛爐15所生成的排氣將利用抽風扇19進行抽吸並從煙囪20排出，此時，將利用排氣管用濾袋集塵器17執行煤塵回收。所回收的煤塵將使用粉體搬送用運料車18等搬出。在混合原料中，當含高鋅鐵礦係調配礦石整體約10mass%以上時，便可使所回收煤塵中的鋅濃度形成1mass%以上。
依如上述，從由轉膛爐所生成排氣中回收的煤塵(以下稱「第1回收煤塵」)，將再度於轉膛爐中，從爐床上部進行熱供應並施行處理，在將轉膛爐所生成的煤塵回收，便可獲得粗氧化鋅。在將該第1回收煤塵再度利用轉膛爐施行處理時，將回收所生成煤塵的物質，以下稱「第2回收煤塵」。將第1回收煤塵利用轉膛爐施行處理時，只要對第1回收煤塵施行處理便可，但就從促進還原反應的觀點，亦可在少量(相對於第1回收煤塵在2mass%以下)第1回收煤塵中混合入碳系固態還原材料或造渣材料。依此的話，藉由將煤塵再度利用轉膛爐施行煉製，便如下述，可將第1回收煤塵中的鋅濃縮。當第1回收煤塵中的鋅濃度達既定量以上時，在第1回收煤塵中混合入碳系固態還原材料、造渣材料及鐵礦，亦可增加粒鐵製造量。當在第1回收煤塵中混合入鐵礦並施行處理時，若與第2回收煤塵中的目標鋅濃度相同，則若使用含高鋅鐵礦便可增加鐵礦調配量，因而可一邊進行煤塵中的鋅濃縮，一邊製造更多量粒鐵，故屬較佳。
煤塵中的鋅濃縮係如圖3所示，將煤塵場23的第1回收煤塵使用粉體搬送用運料車18等進行搬送，並利用轉膛爐15施行加熱，且抽吸所生成的排氣，再利用排氣管用濾袋集塵器17施行煤塵回收便可實施。或，如圖4所示，藉由與混合原料的漏斗11~13並排設置第1回收煤塵儲存漏斗22便可實施。此設備係相對於圖2所示設備，追加回收煤塵搬送輸送帶21與第1回收煤塵儲存漏斗22。回收煤塵搬送輸送帶21係分枝為21a與21b，利用第1回收煤塵搬送輸送帶21a將第1回收煤塵搬送入第1回收煤塵儲存漏斗22中，再利用轉膛爐15施行加熱而再利用，並利用第2回收煤塵搬送輸送帶21b將第2回收煤塵依產品形式抽取出。所抽取出的第2回收煤塵係屬於微粉，因而使用例如粉體搬送用運料車18等進行搬送。
當在煤塵中混合入鐵礦時，將第1回收煤塵儲存於第1回收煤塵儲存漏斗22中，藉由調配入少量的碳系固態還原材料、造渣材料、及鐵礦，便可使用為轉膛爐的原料，當利用轉膛爐15施行加熱而進行還原．熔融時，便依第2回收煤塵的形式回收。
如前述，含有粗氧化鋅的第2回收煤塵係配合鋅濃度會有不同的使用用途，但依上述方法所生產的第2回收煤塵，因為鋅濃度超過10mass%，因而可利用諸如華爾滋法等中間處理形成高濃度的粗氧化鋅，可使用為鋅煉製原料。
回收第1回收煤塵時的混合原料，即使礦石全部均非屬含高鋅之礦石的情況，若礦石中的平均鋅濃度達0.005mass%以上，便可使經轉膛爐處理而獲得第2回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上。若所獲得回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上，便不需要中間處理，可直接使用為鋅精煉所使用的粗氧化鋅，因而屬較佳。
如上述，針對回收煤塵(第1回收煤塵)藉由利用轉膛爐再度施行處理，便可提升回收煤塵(第2回收煤塵)中的鋅濃度，且經濟性亦提升。除此之外，具有不需要設置為施行煤塵處理的其他設備(中間處理設備)之設置成本，且亦不需要將所生成煤塵搬送至中間處理設備處的搬送成本之優點。
上述中，將由轉膛爐所生成排氣中含有的煤塵回收並使用，但亦有將除回收煤塵以外的含鋅煤塵，在將含高鋅鐵礦利用轉膛爐施行還原之際便混合入使用。藉由混合入鋅濃度較高於含高鋅鐵礦的煤塵，便如上述，從由轉膛爐所生成排氣中回收的煤塵，便可獲得具有高濃度粗氧化鋅的煤塵。
如前述，含有粗氧化鋅的回收煤塵係配合鋅濃度而有不同的使用用途，但不管自家產生、或外部產生，使用含鋅煤塵所生產的回收煤塵均可達鋅濃度超過10mass%，因而利用諸如華爾滋法等中間處理便可形成高濃度的粗氧化鋅，可使用為鋅煉製原料。
與含高鋅鐵礦混合使用的含鋅煤塵並無特別的限制，可使用例如來自高爐的生成煤塵、來自轉爐的生成煤塵、來自電爐的生成煤塵等鋼鐵業的煤塵等。
若混合原料中的平均鋅濃度達0.45mass%以上，便可使由轉膛爐施行處理所獲得回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上。若所獲得回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上，便不需要中間處理，可直接使用為鋅精煉所用的粗氧化鋅，因而屬較佳。
依如上述，當將含高鋅鐵礦利用轉膛爐進行還原時，藉由混合入含鋅煤塵使用，便可提升回收煤塵中的鋅濃度，且亦提升經濟性。
以下，針對本發明一實施形態進行詳細說明。
在轉膛爐的爐床上裝載著含有：含高鋅鐵礦、碳系固態還原材料、及造渣材料的混合原料，一邊使爐床進行旋轉而使爐內移動一邊施行升溫加熱，並將空氣或附加氧的空氣吹入爐內，使利用還原反應所生成的CO或H2 進行2次燃燒。
所生成的排氣經冷卻後，便將排氣中所含有的煤塵回收。另一方面，使爐床上所殘存的混合原料完全熔融而形成液體之後，經冷卻、固化，便獲得渣鐵分離的粒鐵。藉由在移動的爐床上進行加熱，便可具有下述效果：a)礦石中的氧化鐵與碳系固態還原材料中的碳產生反應而形成金屬鐵；b)鐵份係利用滲碳反應(carburizing reaction)，使脈石份(SiO2 、Al2 O3 、MgO等)與諸如石灰粉、白雲石、蛇紋岩等CaO、Na2 O等鹼性成分進行混合，而降低熔點並熔融；c)藉由保持一定期間熔融狀態，便可獲得分離為熔融金屬鐵部分(金屬)與熔融脈石份(熔渣)的效果；可製得與生鐵同樣能使用屬於還原鐵的粒鐵。
另一方面，礦石中的鋅份係依氧化鋅形式存在，利用碳系固態還原材料進行還原揮發並被搬送於排氣中，在冷卻之同時亦進行氧化凝聚，而從排氣中分離出，並被當作煤塵回收。該煤塵係鋅經濃化，直接或經再精製步驟便成為鋅煉製的原料。
因為轉膛爐係未具有填充層的爐，因而不會有如高爐中所出現，因原料所含有的鋅份附著於爐壁上，導致焦炭或礦石出現黏著、填充物呈鈍態化等現象發生，不會出現操作障礙情況。
轉膛爐加熱時鋅成分會揮發，在被搬送入排氣中之同時，爐床上所裝載的混合原料其中一部分飛散，而混合於回收煤塵中。所以，回收煤塵中的鋅濃度係依照所揮發的鋅份量與飛散的混合原料量而決定，混合原料中的鋅濃度越高，則所回收煤塵的鋅濃度越高。根據本發明者等的研究，確認到混合原料的飛散量在通常操作中幾乎呈一定，屬於混合原料投入量的0.5mass%左右。且，煤塵中的鋅濃度越高，鋅原料的價值越高。所以，藉由實施本發明，便可回收鋅濃度較高的煤塵，俾可更有效地利用含高鋅鐵礦。
再者，藉由轉膛爐上所裝載混合原料的全部或其中一部分係使用所回收的煤塵，則亦可將上述鋅濃度較高的煤塵中之鋅更進一步濃縮並回收。
[實施例1]
為確認本發明的有效性，便在如同圖1所示的相同轉膛爐中，使用含高鋅鐵礦、及鋅含有量較低的一般礦石，施行粒鐵的製造試驗。此外，亦將由轉膛爐所生成的煤塵回收並施行鋅濃度測定。轉膛爐的規格係如表1所示。此外，表2中，「T-Fe」係指總計Fe。
所使用礦石的組成係如表2所示。
礦石A係含高鋅鐵礦，礦石B係鋅含有量較低的一般礦石。雖脈石份及鐵份二者大致相同，但礦石A的鋅濃度為礦石B的約50倍左右。
將礦石、碳系固態還原材料的煤炭、及造渣材料的石灰進行混合而形成混合原料。表3所示係所使用煤炭的組成，表4所示係試驗所使用混合原料的調配。此外，表3中，FC係指固定碳，VM係指揮發份，Ash係指灰分。
使用表4所示調配1~3，依照表5所示條件進行轉膛爐的操作。在爐床上將碳質材的煤炭鋪設層厚50mm，並在其上面積層混合原料，將此情況設為「有下層碳質材」，且將混合原料係在未成塊化下裝載呈層厚約10mm使用的情況記為「粉」，將經成塊化而形成粒徑10~15mm顆粒的情況記為「塊」，並標示於原料狀態欄位中。
表6所示係依照表5所示條件進行粒鐵製造時，煤塵鋅濃度與鐵份回收率的結果。
表6中，操作No.3係使用含高鋅之礦石的本發明例。煤塵中的鋅濃度上升至7.8mass%。
操作No.4係在一般礦石中調配入約10mass%含高鋅鐵礦的情況例。此情況亦是煤塵中的鋅濃度上升至1.0mass%以上。
操作No.5係經1450℃以上的高溫施行加熱處理，得知處理時間縮短，生產性提升。
操作No.6係除操作No.5之外，尚在爐床上鋪設碳質材，並在其上積層著混合原料的情況，鐵份回收率上升。
操作No.7係除操作No.5之外，尚使用塊原料的情況，煤塵中的鋅濃度上升。
其次，施行所回收煤塵的再生利用。
利用如同圖1、圖4所示的相同設備，使用含高鋅鐵礦、及鋅含有量較低的一般鐵礦，施行粒鐵製造試驗時，調查鐵礦的鋅濃度、與所回收煤塵的鋅濃度間之關係。調查時係將含高鋅鐵礦的礦石A、與普通鐵礦的礦石B進行混合使用，使鋅濃度連續變化而分設為操作No.11~19，將第1次利用轉膛爐施行處理所生成煤塵(第1回收煤塵)回收，針對所回收的煤塵全量利用轉膛爐依1460℃施行13分鐘的加熱處理，並將所生成的煤塵(第2回收煤塵)回收。
表7及圖5所示係混合原料中的礦石鋅濃度、與第1次利用轉膛爐施行處理所生成的煤塵，成為第2次利用轉膛爐施行處理的原料之第1回收煤塵的鋅濃度測定結果、與最終成品煤塵的第2回收煤塵之鋅濃度測定結果。
由表7及圖5中得知，混合原料中的礦石鋅濃度若達0.005mass%以上，成品煤塵的第2回收煤塵鋅濃度便超過50mass%，可直接使用為ISP法等鋅精煉的原料。
其次，使用含高鋅鐵礦與含鋅煤塵相混合的原料。
所使用含鋅煤塵的組成係如表8所示。在此，含鋅煤塵係使用來自轉爐的生成煤塵。
利用如同圖1所示的相同設備，使用含高鋅鐵礦及含鋅煤塵，施行粒鐵製造試驗時，調查混合原料中的鋅濃度、與所回收煤塵的鋅濃度間之關係。調查時係使用將含高鋅鐵礦的礦石A與含鋅煤塵相混合，並使鋅濃度連續變化而分設為操作No.21~25，混合原料係利用轉膛爐依1460℃施行13分鐘的加熱處理，並將所生成的煤塵回收。
表9所示係混合原料中的含鋅煤塵調配比率、與鋅濃度、及回收煤塵的鋅濃度之測定結果。
由表9中得知，隨混合原料中的含鋅煤塵調配比率上升，回收煤塵的鋅濃度亦隨之上升，若混合原料中的鋅濃度達0.45mass%以上，屬於成品煤塵的回收煤塵鋅濃度會超過50mass%，可成為ISP法等鋅精煉能直接使用的原料。
實施形態2：
實施形態2的還原鐵之製造方法，係包括有：準備混合原料的步驟、混合原料裝載步驟、及還原步驟。
準備混合原料的步驟係準備將含有含高鋅鐵礦的鐵礦、與碳系固態還原材料相混合的混合原料，該含高鋅鐵礦係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上。混合原料裝載步驟係使上述混合原料裝載於移動式爐床上。還原步驟係從爐床上部進行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料還原，並使上述混合原料未熔融或僅其中一部分熔融，而獲得還原鐵。
本發明者等係使用含高鋅鐵礦，為能有效利用所含有的鐵份與鋅份，便考慮使用爐床移動式爐。使用爐床移動式爐的還原鐵之製造方法，係製造還原鐵的製程之一，在朝水平方向移動的爐床，裝載著鐵礦與固態還原材料等，並從上方進行輻射傳熱而施行加熱，便將鐵礦還原而製造還原鐵。
該爐床移動式爐係在加熱爐的爐床朝水平移動過程中施行加熱的爐，所謂「朝水平移動的爐床」代表性係有如圖6所示旋轉移動形態，此形態的爐床移動式爐特別稱為「轉膛爐」。實施形態2中，使用此種爐床移動式爐(特別係轉膛爐)，對含高鋅鐵礦施行還原而製造還原鐵。以下，針對爐床移動式爐係使用轉膛爐的情況，依實施形態2進行說明。
另外，實施形態2所使用所謂「含高鋅鐵礦」，相較於通常利用為高爐原料的鐵礦之下，屬鋅含有量較高，一般係屬於含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上的鐵礦。實施形態2所使用含高鋅鐵礦的鋅含量及鐵含量上限並無限制，因為屬於鐵礦而自行決定，相關鋅係例如0.5mass%程度以下、相關鐵係例如70mass%程度以下。此外，含高鋅鐵礦的Na2 O、K2 O等鹼成分含有量，係依氧化物換算計通常0.08mass%以上。鹼成分含有量較佳係1mass%以下，理由係能有效地預防轉膛爐排氣系統阻塞。
實施形態2係使用此種含高鋅鐵礦進行還原鐵製造的技術，將含高鋅鐵礦利用轉膛爐進行還原時，亦可混合普通鐵礦使用。混合普通鐵礦使用的情況，亦是含高鋅鐵礦調配入礦石整體的約10mass%以上時，可適當地獲得實施形態2效果。
使用圖6，針對實施形態2所用的轉膛爐一實施形態進行說明。轉膛爐1係如圖6所示，利用經區分為預熱帶2a、還原帶2b、及冷卻帶2d的爐體2，覆蓋著旋轉移動的爐床3。在該旋轉爐床3上裝載著例如由含高鋅鐵礦與碳系固態還原材料構成的混合原料4。混合原料4係如下述亦可施行成塊化。覆蓋旋轉爐床3的爐體2係有張貼著耐火物。且為保護爐床耐火物，亦有在爐床3上裝載碳質材，並在其上面積層混合原料4的情況。此外，在爐體2的上部設置燃燒器5，將該燃燒器5的燃料燃燒熱當作熱源，將旋轉爐床3上的混合原料4中之鐵礦還原。另外，圖6中，6係將原料裝入旋轉爐床3上的裝入裝置，7係將還原物排出的排出裝置，8係冷卻裝置。一般爐溫係抑制為1300℃左右。理由係有助於爐體耐火物壽命的延伸。本發明並非積極地將混合原料熔融，但在還原過程中將其中一部份熔融的情況，亦涵蓋於實施形態2的範圍內。
含高鋅鐵礦係含有依照產地在量方面會有差異的脈石成分。此外，在碳系固態還原材料代表例的煤炭、煤焦、焦炭中含有灰分。所以，僅施行還原操作的爐床移動式爐法係不同於高爐-轉爐法，在成品還原鐵中混入脈石的情形係無法避免，且亦會有來自還原材料的灰分附著於成品上並混入的可能性。所以，實施形態2所獲得還原鐵係脈石成分、灰分尚未被充分分離，因此表觀密度(但，剛從轉膛爐中排出，且施行壓縮等之前的狀態)呈未滿5000kg/m3 狀態。
當使用轉膛爐，對含高鋅鐵礦施行還原處理時，亦一起混合入碳系固態還原材料，並裝載於旋轉移動的爐床上。碳系固態還原材料係諸如煤炭、焦炭、石墨等。
當含高鋅鐵礦係礦石塊的情況，在施行粉碎的情況下，形成例如粒徑10mm以下的礦石粉，因此與碳系固態還原材料等進行混合並裝載於旋轉爐床上便可進行還原。
含高鋅鐵礦係微粉礦的情況(粒徑3mm以下)，亦可與碳系固態還原材料一起施行成塊化，而依內含碳質材顆粒的形式使用。經成塊化的原料在加熱時的飛散情形較少，可提升煤塵的鋅濃度。同樣的，亦可施行壓縮成形，經壓塊後再使用。此外，在成塊化時，亦可混合入諸如膨潤土等無機黏結劑、或諸如糖蜜、玉米澱粉等有機黏結劑，而可更加提高強度。該等顆粒、壓塊亦可經使水分蒸發後才使用。
另一方面，含高鋅鐵礦直接依粉狀狀態使用亦具有效果。藉由直接使用粉原料，便不需要為製造塊用的設備費用，亦不需要為製造塊用所需的電力、黏結劑等耗費，對經濟性提升具貢獻。
利用轉膛爐對含高鋅鐵礦施行還原時的加熱溫度較佳係1250℃以上。藉由將轉膛爐內的最高溫度設為1250℃以上，爐內及在爐內進行還原的原料呈高溫。藉由設定為1250℃以上，還原反應變快，俾可高速地製造還原鐵。實施形態2中，加熱溫度的上限係混合原料尚未完全熔融的溫度(未滿1450℃)，在通常的操作中將控制為未滿1400℃。
藉由在爐床上裝載碳質材，並在該碳質材上積層著含有含高鋅鐵礦的混合原料，便可防止部份熔融的混合原料對爐床的耐火物造成侵蝕。當耐火物遭受侵蝕時，鐵份會被吸入耐火物中，因而藉由防止爐床耐火物遭受侵蝕，便可減少鐵份的損耗，對還原鐵的生產性提升具有貢獻。
轉膛爐中所生成排氣中含有的煤塵被回收。該煤塵相較於高鋅鐵礦之下，因為鋅較濃化，因而可使用為粗氧化鋅的原料。圖7所示係施行此種煤塵回收的轉膛爐一般設備流程概略圖。
圖7中，分別從礦石漏斗11、煤炭漏斗12中排出的鐵礦、煤炭，利用混合機14(視需要使用造粒機等)進行混合而形成混合原料，利用轉膛爐15施行加熱經還原而形成還原鐵，再從還原鐵排出口16排出。由轉膛爐15所生成的排氣利用抽風扇19進行抽吸並從煙囪20排出，此時，利用排氣管用濾袋集塵器17執行煤塵回收。所回收的煤塵係使用粉體搬送用運料車18等搬出。在混合原料中，當含高鋅鐵礦係調配礦石整體約10mass%以上時，便可使所回收煤塵中的鋅濃度形成1mass%以上。
依如上述，從由轉膛爐所生成排氣中回收的煤塵(以下稱「第1回收煤塵」)，將再度於轉膛爐中，從爐床上部進行熱供應並施行處理，將轉膛爐所生成的煤塵回收，便可獲得粗氧化鋅。在將該第1回收煤塵再度利用轉膛爐施行處理時，將回收所生成煤塵的物質，以下稱「第2回收煤塵」。將第1回收煤塵利用轉膛爐施行處理時，只要對第1回收煤塵施行處理便可，但就從促進還原反應的觀點，亦可在第1回收煤塵中少量混合入碳系固態還原材料(相對於第1回收煤塵在2mass%以下)。依此的話，藉由將煤塵再度利用轉膛爐施行煉製，便如下述，可將第1回收煤塵中的鋅濃縮。當第1回收煤塵中的鋅濃度達既定量以上時，在第1回收煤塵中混合入碳系固態還原材料與鐵礦，亦可增加還原鐵製造量。當在第1回收煤塵中混合入鐵礦並施行處理時，若與第2回收煤塵中的目標鋅濃度相同，則當使用含高鋅鐵礦時，便可增加鐵礦調配量，因而可一邊進行煤塵中的鋅濃縮，一邊製造更多量還原鐵，故屬較佳。
煤塵中的鋅濃縮係如圖8所示，將煤塵場23的第1回收煤塵使用粉體搬送用運料車18等進行搬送，並利用轉膛爐15施行加熱，且抽吸所生成的排氣，再利用排氣管用濾袋集塵器17施行煤塵回收便可實施。或，如圖9所示，藉由與混合原料的漏斗11、12並排設置第1回收煤塵儲存漏斗22便可實施。此設備係相對於圖7所示設備，追加回收煤塵搬送輸送帶21與第1回收煤塵儲存漏斗22。回收煤塵搬送輸送帶21係分支為21a、21b，利用第1回收煤塵搬送輸送帶21a將第1回收煤塵搬送入第1回收煤塵儲存漏斗22中，再利用轉膛爐15施行加熱而再利用，並利用第2回收煤塵搬送輸送帶21b將第2回收煤塵依產品形式抽取出。所抽取出的第2回收煤塵係屬於微粉，因而使用例如粉體搬送用運料車18等進行搬送。
當在煤塵中混合入鐵礦時，將第1回收煤塵儲存於第1回收煤塵儲存漏斗22中，藉由調配入少量的碳系固態還原材料、與鐵礦，便可使用為轉膛爐的原料，當利用轉膛爐15施行加熱而進行還原時，便依第2回收煤塵的形式回收。
如前述，含有粗氧化鋅的第2回收煤塵係配合鋅濃度會有不同的使用用途，但依上述方法所生產的第2回收煤塵，因為鋅濃度超過10mass%，因而可利用諸如華爾滋法等中間處理形成高濃度的粗氧化鋅，可使用為鋅煉製原料。
回收第1回收煤塵時的混合原料，即使礦石全部均非屬含高鋅之礦石的情況，若礦石中的平均鋅濃度達0.005mass%以上，便可使經轉膛爐處理而獲得第2回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上。若所獲得回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上，便不需要中間處理，可直接使用為鋅精煉所使用的粗氧化鋅，因而屬較佳。
如上述，針對回收煤塵(第1回收煤塵)藉由利用轉膛爐再度施行處理，便可提升回收煤塵(第2回收煤塵)中的鋅濃度，且經濟性亦提升。除此之外，具有不需要設置為施行煤塵處理的其他設備(中間處理設備)之設置成本，且亦不需要將所生成煤塵搬送至中間處理設備處的搬送成本之優點。
上述中，將由轉膛爐所生成排氣中含有的煤塵回收並使用，但亦有將除回收煤塵以外的含鋅煤塵，在將含高鋅鐵礦利用轉膛爐施行還原之際混合使用。藉由混合入鋅濃度較高於含高鋅鐵礦的煤塵，便如上述，從由轉膛爐所生成排氣中回收的煤塵，便可獲得具有高濃度粗氧化鋅的煤塵。
如前述，含有粗氧化鋅的回收煤塵係配合鋅濃度而有不同的使用用途，但不管自家產生、或外部產生，使用含鋅煤塵所生產的回收煤塵均可達鋅濃度超過10mass%，因而利用諸如華爾滋法等中間處理便可形成高濃度的粗氧化鋅，可使用為鋅煉製原料。
與含高鋅鐵礦混合使用的含鋅煤塵並無特別的限制，可使用例如來自高爐的生成煤塵、來自轉爐的生成煤塵、來自電爐的生成煤塵等鋼鐵業的煤塵等。
若混合原料中的平均鋅濃度達0.45mass%以上，便可使由轉膛爐施行處理所獲得回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上。若所獲得回收煤塵的鋅濃度達50mass%以上，便不需要中間處理，可直接使用為鋅精煉所用的粗氧化鋅，因而屬較佳。
依如上述，當將含高鋅鐵礦利用轉膛爐進行還原時，藉由混合入含鋅煤塵使用，便可提升回收煤塵中的鋅濃度，且亦提升經濟性。
以下，針對實施形態2之一實施形態進行詳細說明。
在轉膛爐的爐床上裝載著含有：含高鋅鐵礦與碳系固態還原劑的混合原料，一邊使爐床進行旋轉而使爐內移動一邊施行升溫加熱，並將空氣或附加氧的空氣吹入爐內，使利用還原反應所生成的CO或H2 進行2次燃燒。
所生成的排氣經冷卻後，將排氣中所含有的煤塵回收。使爐床上所殘存的混合原料充分還原，獲得還原鐵。
另一方面，礦石中的鋅份係依氧化鋅形式存在，利用碳系固態還原材料進行還原揮發並被搬送於排氣中，在冷卻之同時亦進行氧化凝聚，而從排氣中分離出，並被當作煤塵回收。該煤塵係鋅經濃化，直接或經再精製步驟而成為鋅煉製的原料。
因為轉膛爐係未具有填充層的爐，因而不會有如高爐中所出現，因原料所含有的鋅份附著於爐壁上，導致焦炭或礦石出現黏著、填充物呈鈍態化等現象發生，不會出現操作障礙情況。
轉膛爐加熱時鋅成分會揮發，在被搬送入排氣中之同時，爐床上所裝載的混合原料其中一部分飛散，而混合於回收煤塵中。所以，回收煤塵中的鋅濃度係依照所揮發的鋅份量與飛散的混合原料量而決定，混合原料中的鋅濃度越高，則所回收煤塵的鋅濃度越高。根據本發明者等的研究，確認到混合原料的飛散量在通常操作中幾乎呈一定，屬於混合原料投入量的0.5mass%左右。且，煤塵中的鋅濃度越高，鋅原料的價值越高。所以，藉由實施實施形態2，便可回收鋅濃度較高的煤塵，俾可更有效地利用含高鋅鐵礦。
再者，藉由轉膛爐上所裝載混合原料的全部或其中一部分係使用所回收的煤塵，而亦可將上述鋅濃度較高的煤塵中之鋅更進一步濃縮並回收。
[實施例2]
為確認實施形態2的有效性，便在如同圖6所示的相同轉膛爐中，使用含高鋅鐵礦、及鋅含有量較低的一般礦石，施行還原鐵的製造試驗。此外，亦將由轉膛爐所生成的煤塵回收並施行鋅濃度測定。轉膛爐的規格係如表10所示。
所使用礦石的組成係如表11所示。此外，表11中，「T-Fe」係指總計Fe。
礦石A係含高鋅鐵礦，礦石B係鋅含有量較低的一般礦石。雖脈石份及鐵份二者大致相同，但礦石A的鋅濃度為礦石B的約50倍左右。
將礦石、與碳系固態還原材料的煤炭進行混合而形成混合原料。表12所示係所使用煤炭的組成，表13所示係試驗所使用混合原料的調配。此外，表12中，FC係指固定碳，VM係指揮發份，Ash係指灰分。
使用表13所示調配1~3，依照表14所示條件進行轉膛爐的操作。在爐床上將碳質材的煤炭鋪設層厚50mm，並在其上面積層混合原料，將此情況設為「有下層碳質材」，且將混合原料係在未成塊化下裝載呈層厚約10mm使用的情況記為「粉」，將經成塊化而形成粒徑10~15mm顆粒的情況記為「塊」，並標示於原料狀態欄位中。
表15所示係依照表14所示條件進行還原鐵製造時，煤塵鋅濃度與鐵份回收率的結果。
表15中，操作No.3係使用含高鋅之礦石的本發明例。煤塵中的鋅濃度上升至7.6mass%。
操作No.4係在一般礦石中調配入約10mass%含高鋅鐵礦的情況例。此情況亦是煤塵中的鋅濃度上升至1.0mass%以上。
操作No.5係經1250℃以上的高溫施行加熱處理，得知處理時間縮短，生產性提升。
操作No.6係除操作No.5之外，尚在爐床上鋪設碳質材，並在其上積層著混合原料的情況，鐵份回收率上升。
操作No.7係除操作No.5之外，尚使用塊原料的情況，煤塵中的鋅濃度上升。
其次，施行所回收煤塵的再生利用。
利用如同圖6、圖9所示的相同設備，使用含高鋅鐵礦、及鋅含有量較低的一般礦石，施行還原鐵製造試驗時，調查礦石的鋅濃度、與所回收煤塵的鋅濃度間之關係。調查時係將含高鋅礦石的礦石A、與普通礦石的礦石B進行混合使用，使鋅濃度連續變化而分設為操作No.11~19，將第1次利用轉膛爐施行處理所生成煤塵(第1回收煤塵)回收，所回收的煤塵全量利用轉膛爐依1260℃施行13分鐘的加熱處理，所生成的煤塵(第2回收煤塵)回收。
表16及圖10所示係混合原料中的礦石鋅濃度、與第1次利用轉膛爐施行處理所生成的煤塵，成為第2次利用轉膛爐施行處理的原料之第1回收煤塵的鋅濃度測定結果、與最終成品煤塵的第2回收煤塵之鋅濃度測定結果。
由表16及圖10中得知，混合原料中的礦石鋅濃度若達0.005mass%以上，成品煤塵的第2回收煤塵鋅濃度便超過50mass%，可直接使用為ISP法等鋅精煉的原料。
其次，使用含高鋅鐵礦與含鋅煤塵相混合的原料。
所使用含鋅煤塵的組成係如表17所示。在此，含鋅煤塵係使用來自轉爐的生成煤塵。
利用如同圖6所示的相同設備，使用含高鋅鐵礦、及含鋅煤塵，施行還原鐵製造試驗時，調查混合原料中的鋅濃度、與所回收煤塵的鋅濃度間之關係。調查時係使用將含高鋅鐵礦的礦石A與含鋅煤塵相混合，並使鋅濃度連續變化而分設為操作No.21~25，混合原料係利用轉膛爐依1260℃施行13分鐘的加熱處理，並將所生成的煤塵回收。
表18所示係混合原料中的含鋅煤塵調配比率、與鋅濃度、及回收煤塵的鋅濃度之測定結果。
由表18中得知，隨混合原料中的含鋅煤塵調配比率上升，回收煤塵的鋅濃度亦隨之上升，若混合原料中的鋅濃度達0.45mass%以上，屬於成品煤塵的回收煤塵鋅濃度便會超過50mass%，可成為ISP法等鋅精煉能直接使用的原料。
1．．．轉膛爐
2．．．爐體
2a．．．預熱帶
2b．．．還原帶
2c．．．熔融帶
2d．．．冷卻帶
3．．．旋轉爐床
4．．．混合原料
5．．．燃燒器
6．．．裝入裝置
7．．．排出裝置
8．．．冷卻裝置
11．．．礦石漏斗
12．．．煤炭漏斗
13．．．造渣材料漏斗
14．．．混合機
15．．．轉膛爐
16．．．還原鐵排出口
17．．．排氣管用濾袋集塵器
18．．．粉體搬送用運料車
19．．．抽風扇
20．．．煙囪
21．．．回收煤塵搬送輸送帶
21a‧‧‧第1回收煤塵搬送輸送帶
21b‧‧‧第2回收煤塵搬送輸送帶
22‧‧‧第1回收煤塵儲存漏斗
23‧‧‧煤塵場
圖1為實施形態1所使用轉膛爐一實施形態概略圖。
圖2為實施形態1所使用設備流程一實施形態概略圖。
圖3為實施形態1所使用設備流程一實施形態概略圖(回收煤塵利用)。
圖4為實施形態1所使用設備流程一實施形態概略圖(回收煤塵利用)。
圖5為實施例1中，相對於混合原料的含高鋅之礦石調配率，鋅濃度的變化圖。
圖6為實施形態2所使用轉膛爐一實施形態概略圖。
圖7為實施形態2所使用設備流程一實施形態概略圖。
圖8為實施形態2所使用設備流程一實施形態概略圖(回收煤塵利用)。
圖9為實施形態2所使用設備流程一實施形態概略圖(回收煤塵利用)。
圖10為實施例2中，相對於混合原料的含高鋅之礦石調配率，鋅濃度的變化圖。
1．．．轉膛爐
2．．．爐體
2a．．．預熱帶
2b．．．還原帶
2c．．．熔融帶
2d．．．冷卻帶
3．．．旋轉爐床
4．．．混合原料
5．．．燃燒器
6．．．裝入裝置
7．．．排出裝置
8．．．冷卻裝置

Claims (18)

  1. 一種還原鐵之製造方法，係包括有：準備含有鐵礦(X)、回收煤塵與碳系固態還原材料之混合原料的步驟，而該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上；將上述混合原料裝載於爐床移動式爐的爐床上之混合原料裝載步驟；從爐床上部施行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料還原，獲得還原生成物的還原步驟；以及將爐床移動式爐所生成的煤塵回收而獲得回收煤塵的回收步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，上述含高鋅鐵礦(A)係含有0.01~0.5mass%的鋅與50~70mass%的鐵。
  3. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，上述含高鋅鐵礦(A)係相對於鐵礦(X)具有10~100mass%的調配比例。
  4. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，上述混合原料裝載步驟係將經成塊化之混合原料裝載於移動式爐床上。
  5. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，上述還原步驟係將混合原料依1200℃以上的加熱溫度施行還 原而構成。
  6. 如申請專利範圍第5項之還原鐵之製造方法，其中，上述加熱溫度係1250℃以上且未滿1400℃。
  7. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，上述還原步驟係從爐床上部施行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料進行還原，使上述混合原料未熔融或者僅部分熔融，而獲得還原鐵。
  8. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有從由上述爐床移動式爐所產生的煤塵中回收粗氧化鋅的回收步驟；上述準備原料的步驟係準備含有鐵礦(X)、回收煤塵、含鋅煤塵及碳系固態還原材料的混合原料而構成；該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上。
  9. 如申請專利範圍第8項之還原鐵之製造方法，其中，上述混合原料係具有0.45mass%以上的平均鋅濃度。
  10. 如申請專利範圍第9項之還原鐵之製造方法，其中，上述平均鋅濃度係0.45~0.60mass%。
  11. 如申請專利範圍第8項之還原鐵之製造方法，其中，上述含鋅煤塵係從來自高爐的生成煤塵、來自轉爐的生成煤塵及來自電爐的生成煤塵所構成群組中選擇之至少1種煤塵。
  12. 一種還原鐵之製造方法，係包括有：準備含有鐵礦(X)與碳系固態還原材料之混合原料的步驟，而該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上；將上述混合原料裝載於爐床移動式爐的爐床上之混合原料裝載步驟；從爐床上部施行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料還原，獲得還原生成物的還原步驟；將爐床移動式爐所生成的煤塵予以回收之步驟；將所回收的煤塵裝載於上述移動式爐床上的步驟；以及從該爐床上部進行熱供應，而從上述爐床移動式爐所生成的煤塵中獲得粗氧化鋅的步驟。
  13. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有使上述還原生成物熔融的熔融步驟。
  14. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，更進一步包括有使上述還原生成物熔融的熔融步驟；上述混合原料係含有鐵礦(X)、回收煤塵、碳系固態還原材料及造渣材料；該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上及鐵50mass%以上。
  15. 如申請專利範圍第13項之還原鐵之製造方法，其中，上述熔融步驟係使上述還原生成物依1400℃以上的加熱溫度熔融。
  16. 如申請專利範圍第15項之還原鐵之製造方法，其中，上述加熱溫度係1450℃以上且1500℃以下。
  17. 一種還原鐵之製造方法，係包括有：準備含有鐵礦(X)與碳系固態還原材料之混合原料的步驟，而該鐵礦(X)係含有含高鋅鐵礦(A)，該含高鋅鐵礦(A)係含有鋅0.01mass%以上、鐵50mass%以上；將上述混合原料裝載於爐床移動式爐的爐床上之混合原料裝載步驟；從爐床上部施行熱供應，而將移動式爐床上所裝載的混合原料還原，獲得還原生成物的還原步驟；使上述還原生成物熔融的熔融步驟；將爐床移動式爐所生成的煤塵予以回收之步驟；將所回收的煤塵裝載於上述移動式爐床上的步驟；以及從該爐床上部進行熱供應，而從上述爐床移動式爐所生成的煤塵中獲得粗氧化鋅的步驟。
  18. 如申請專利範圍第1項之還原鐵之製造方法，其中，在上述混合原料裝載步驟之前，更進一步包括有：為了在移動式爐床上裝載碳質材之外並且積層混合原料，而使碳質材裝載於移動式爐床上的碳質材裝載步驟。
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