TWI802162B - 還原爐之操作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提案一種還原爐之操作方法，能夠比以往更有效率地使原料中所含的氧化鐵還原。一種還原爐之操作方法，其係將含有氧化鐵的原料裝入還原爐，同時將還原時伴隨發生吸熱反應的還原氣體導入上述還原爐，將氧化鐵還原，而得到還原鐵，其特徵為：原料具有第1結塊物及第2結塊物，該第1結塊物具有第1粒度範圍之粒度，該第2結塊物具有下限值係在上述第1粒度範圍的上限值以上之第2粒度範圍之粒度，原料在被裝入還原爐之前被預熱，或在還原爐內被加熱，將由還原爐排出的還原鐵過篩，分級成具有細粒側粒度範圍之還原鐵與粗粒側粒度範圍之粒度之還原鐵，並回收上述具有細粒側粒度範圍之還原鐵。
Description
本發明關於一種還原爐之操作方法。
使含有氧化鐵的原料還原來生產鐵的方法，已知有利用煤焦作為還原材來製造熔鐵的高爐法；或利用還原氣體作為還原材而灌入直立式爐(以下稱為「豎爐」)的方法；同樣地藉由還原氣體使粉礦石在流動床中還原的方法；一體地進行原料的結塊與還原的方法(旋轉窯法)等。
其中，在高爐法除外的還原鐵的製造方法中，還原材使用了將天然氣或煤炭改質所製造出的以一氧化碳(CO)或氫(H
2)為主成分的還原氣體。而且，被裝入爐內的原料，在藉由還原氣體的對流傳熱而昇溫並且還原之後，會被排出爐外。水(H
2O)或二氧化碳(CO
2)等的氧化後的氣體，或沒有參與還原反應的H
2氣體或CO氣體會由爐內被排出。
被裝入爐內的原料(主要是Fe
2O
3)會因為還原氣體的CO氣體或H
2氣體而發生以下的式(1)及(2)所表示的還原反應。
亦即，在式(1)所示的CO氣體所造成的還原中，CO
2氣體會作為還原後的排出氣體而被排出。另一方面，在式(2)所示的H
2氣體所造成的還原中，H
2O氣體會作為還原後的排出氣體而被排出。
圖1表示在由CO氣體與H
2氣體所形成的還原氣體造成的氧化鐵的還原反應之中，還原氣體中的H
2的體積比例x與反應熱ΔrH的關係。圖1之中，反應熱ΔrH為負的情況代表放熱反應，正的情況代表吸熱反應。由圖1明顯可知，在H
2的體積比例x為0.4以上的情況，還原反應為吸熱反應。
附帶一提，近年來地球暖化正成為問題，而為了抑制暖化原因的溫室效應氣體其中一種的CO
2的排出量，只要減少式(1)所示的CO氣體所造成的還原反應量，增加式(2)所示的H
2氣體所造成的還原反應量即可。而且，為了增加H
2氣體所造成的還原反應量，只要提高所使用的還原氣體中的H
2的濃度即可。
然而，在CO氣體及H
2氣體所造成的還原反應中，伴隨各反應的熱量不同。亦即，CO氣體造成的還原反應熱為+6710kcal/kmol(Fe
2O
3)，相對於此，H
2氣體造成的還原反應熱為-22800kcal/kmol(Fe
2O
3)。亦即，前者為伴隨放熱的反應，相對於此，後者為伴隨吸熱的反應。所以，在提高還原氣體中的H
2濃度，刻意提高式(2)的反應量的情況，會發生顯著的吸熱反應，爐內的溫度會降低，會有導致還原反應停滯的問題。因此必須藉由某些方法來補償不足的熱。
補償上述不足的熱的方法，可考慮藉由使還原氣體成為高溫，且增加氣體量來供給熱的方法。然而，例如，與將以往的天然氣改質製成CO、H
2來使用的情況相比，在相同溫度下，僅使用H
2的情況，熱平衡上須要1.5倍左右的氣體量。氣體使用量的增加，必須要用到用來產生高溫氣體的氣體加熱、改質設備，而且將反應後的CO
2氣體或H
2O除去的氣體處理設備會導致處理量增加，會有設備成本顯著增加的問題。
於是，專利文獻1提出了在大量使用H
2作為還原氣體的豎爐之中，事先將原料預熱而裝入的技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2012-102371號公報
[發明所欲解決的課題]
專利文獻1所記載的事先將原料預熱的方法，不僅由高溫的還原氣體，由作為原料的結塊物也供給了熱量，由此觀點看來是優異的方法，可降低所使用的還原氣體量。然而，原料中所含的氧化鐵與H
2的還原反應的吸熱量，會比預熱後的高溫原料所具有的顯熱還大。因此，只是單純將原料預熱則效果是有限的，希望有能夠使原料中所含的氧化鐵更有效率地還原的方法。
本發明鑑於上述課題而完成，其目的在於提案一種還原爐之操作方法，能夠比以往更有效率地使原料中所含的氧化鐵還原。
[用於解決課題的手段]
解決上述課題的本發明如以下所述。
[1]
一種還原爐之操作方法，其係將含有氧化鐵的原料裝入還原爐，同時將還原時伴隨發生吸熱反應的還原氣體導入前述還原爐，將前述氧化鐵還原，而得到還原鐵之還原爐之操作方法，其特徵為：
前述原料具有第1結塊物及第2結塊物，該第1結塊物具有第1粒度範圍之粒度，該第2結塊物具有下限值為前述第1粒度範圍的上限值以上之第2粒度範圍之粒度，且前述原料在被裝入前述還原爐之前被預熱，或在前述還原爐內被加熱，
將由前述還原爐排出的前述還原鐵過篩，分級成具有細粒側粒度範圍之還原鐵與具有粗粒側粒度範圍之粒度之還原鐵，並回收前述具有細粒側粒度範圍之還原鐵。
[2]
如前述[1]之還原爐之操作方法，其中將前述具有粗粒側粒度之還原鐵粉碎之後，將粉碎的還原鐵預熱然後裝入前述還原爐，或將粉碎的還原鐵裝入前述還原爐然後加熱。
[3]
如前述[1]或[2]之還原爐之操作方法，其中前述第1結塊物具有選自0.1mm以上20mm以下的範圍內之前述第1粒度範圍之粒度，前述第2結塊物具有選自1mm以上100mm以下的範圍內之前述第2粒度範圍之粒度，在將由前述還原爐排出的前述還原鐵過篩時，使用具有1mm以上20mm以下的任一種篩孔之篩。
[4]
如前述[1]～[3]中任一項之還原爐之操作方法，其中前述細粒側粒度範圍為20mm以下。
[5]
如前述[1]～[4]中任一項之還原爐之操作方法，其中前述原料在被裝入前述還原爐之前被預熱至500℃以上1200℃以下，或在前述還原爐內被加熱至500℃以上1200℃以下。
[發明之效果]
依據本發明，可提案一種還原爐之操作方法，能夠比以往更有效率地使原料中所含的氧化鐵還原。
以下參考圖式，對於本發明之實施型態作說明。本發明的還原爐之操作方法，其係將含有氧化鐵的原料裝入還原爐，同時將還原時伴隨發生吸熱反應的還原氣體導入還原爐，將上述氧化鐵還原，而得到還原鐵之還原爐之操作方法，其特徵為：上述原料具有第1結塊物及第2結塊物，該第1結塊物具有第1粒度範圍之粒度，第2結塊物具有下限值為前述第1粒度範圍的上限值以上之第2粒度範圍之粒度，原料在被裝入還原爐之前被預熱，或在還原爐內被加熱，將由還原爐排出的還原鐵過篩，分級成具有細粒側粒度範圍之還原鐵與具有粗粒側粒度範圍的粒度之還原鐵，並回收上述具有細粒側粒度範圍之還原鐵。
本發明人等針對可使原料中所含的氧化鐵比以往更有效率地還原方法鑽研檢討。結果發現，作為原料，使用了具有粒度較細的第1結塊物及粒度較粗的第2結塊物的原料，該第1結塊物具有第1粒度範圍之粒度，該第2結塊物具有下限值為上述第1粒度範圍的上限值以上之第2粒度範圍之粒度會極為有效。以下針對得到此見解的實驗作說明。
本發明人等模擬豎爐中的結塊物的還原反應，進行高度方向一維的傳熱計算。此時是假設使用高度8m的豎爐，由爐的上部以1.6噸/h的速度裝入預熱至1000℃的結塊物以作為原料，同時由爐底部以25℃供給800Nm
3/h的H
2氣體，將結塊物中所含的氧化鐵還原的情況來作計算。另外，還原反應是假設在500℃以上的溫度發生，以一定速度進行反應。
圖2表示由豎爐的爐底部排出的成品(還原鐵)的還原率為60%時及20%時，爐內的結塊物的溫度分佈。由圖2明顯可知，在最終成品的還原率低達20%的條件下，伴隨還原反應進行而發生的吸熱會較少。因此，500℃以上的還原鐵分佈在從豎爐的爐底算起1m～8mm的區域，這代表被裝入爐內的結塊物被保持在500℃以上的時間長。
另一方面，在成品還原率為60%的條件下，伴隨還原反應進行而發生的吸熱較多。因此，500℃以上的還原鐵會分佈在從豎爐的爐底算起4m～8mm的區域，這代表被裝入爐內的結塊物被保持在500℃以上的時間短。
本發明人等接受了上述結果，考慮是否可將還原反應不易進行的結塊物，例如粒度較粗的結塊物，活用作為用來將爐內保持在高溫的熱的供給源。於是發現，藉由使用具有活用作為熱供給源且粒度較粗的結塊物及還原反應容易進行、還原率高且粒度較細的結塊物的原料作為原料，將由還原爐排出的還原鐵過篩，分級成具有細粒側粒度範圍之還原鐵與具有粗粒側粒度範圍的粒度之還原鐵，回收具有細粒側粒度範圍之還原鐵，可回收還原率高的還原鐵，能夠使原料中所含的氧化鐵有效地還原，而完成了本發明。以下針對本發明的還原爐之操作方法的各要件作說明。
首先，本發明的還原爐之操作方法所使用的還原爐並無特別限定，可使用利用還原氣體作為還原材灌入豎爐的方法、同樣地藉由還原氣體使粉礦石在流動床中還原的方法、一體地進行原料的結塊與還原的方法(旋轉窯法)等。其中，以使用豎爐作為還原爐為佳。豎爐是直立式爐的一種，由其上部裝入還原鐵原料的含有氧化鐵的結塊物，同時由爐的下部導入還原氣體，藉由還原氣體將結塊物中所含的氧化鐵還原，而製成還原鐵，並由爐的下部排出。
在本說明書之中，「結塊物」是指燒結礦之外，以及塊礦石(塊狀鐵礦石)、燒成球團礦、熱壓塊、冷壓塊、冷固結球團礦等含有氧化鐵的塊狀物質的總稱。在本發明中，還原鐵的原料使用了具有粒度較細的第1結塊物及粒度較粗的第2結塊物的原料，該第1結塊物具有第1粒度範圍的粒度，該第2結塊物具有下限值為上述第1粒度範圍的上限值以上的第2粒度範圍的粒度。原料可具有具有上述第1粒度範圍及第2粒度範圍以外的粒度之結塊物。此外，結塊物的粒度是依據JIS Z 8815所測得之粒度。
原料可具有上述球團礦、燒結礦及塊礦石的至少一者。具體而言，原料可由具有寬度較狹窄的粒度分佈(例如粒度分佈寬度為7mm)之球團礦所構成，或可將具有寬度較狹窄的不同粒度分佈的多種球團礦組合而構成。例如在原料具有第1結塊物及第2結塊物，該第1結塊物具有5mm以上7mm以下的第1粒度範圍的粒度，該第2結塊物具有10mm以上12mm以下的第2粒度範圍的粒度的情況，原料可使用具有5mm以上12mm以下的粒度分佈之球團礦。另外，在原料具有第1結塊物及第2結塊物，該第1結塊物具有5mm以上12mm以下的第1粒度範圍之粒度，該第2結塊物具有17mm以上23mm以下的第2粒度範圍之粒度的情況，原料可組合使用具有5mm以上12mm以下的粒度分佈之球團礦與具有17mm以上23mm以下的粒度分佈之球團礦。
另外，原料可由具有寬度較廣的粒度分佈之燒結礦(例如粒度分佈寬度為100mm)或塊礦石(例如粒度分佈寬度為20mm)所構成。例如原料具有第1結塊物及第2結塊物，該第1結塊物具有1mm以上10mm以下的第1粒度範圍的粒度，該第2結塊物具有10mm以上100mm以下之第2粒度範圍的粒度的情況，可使用具有1mm以上100mm以下的粒度分佈之燒結礦以作為原料。
另外，在原料具有第1結塊物及第2結塊物，第1結塊物具有0.1mm以上10mm以下的第1粒度範圍的粒度，第2結塊物具有10mm以上100mm以下的第2粒度範圍的粒度的情況，例如可將具有0.1mm以上20mm以下的粒度分佈之塊礦石與具有1mm以上100mm以下的粒度分佈之燒結礦組合而構成，由上述具有第1粒度範圍的粒度之第1塊礦石及燒結礦可構成第1結塊物，由具有上述第2粒度範圍的粒度之塊礦石及燒結礦可構成第2結塊物。
上述第1結塊物具有選自0.1mm以上20mm以下的範圍內之第1粒度範圍的粒度，第2結塊物具有選自1mm以上100mm以下的範圍內之第2粒度範圍的粒度為佳。藉由第1結塊物具有0.1mm以上20mm以下的第1粒度範圍的粒度，可得到還原率較高的還原鐵。另外，藉由第2結塊物具有1mm以上100mm以下的第2粒度範圍的粒度，可將第2結塊物更適當地活用於爐內的熱供給源。
另外，在將由上述還原爐排出的上述還原鐵過篩時，以使用具有1mm以上20mm以下的任一種篩孔之篩為佳。藉由在還原鐵過篩時使用具有1mm以上20mm以下的任一種篩孔之篩，可輕易分離出還原率不同的還原鐵。
在本發明中，上述多個粒度範圍當中，將粒度較大的第2結塊物活用作為用來將爐內保持在高溫的熱的供給源，可使粒度較小的第1結塊物中所含的氧化鐵有效率地還原。
另外，原料可在被裝入還原爐之前被預熱，或在還原爐內被加熱。藉此，在原料的結塊物中所含的氧化鐵的還原反應之中，可補償所發生的吸熱。
在將原料裝入還原爐前預熱的情況，原料的預熱，可例如將原料裝入保持在高溫的加熱爐，保持在高溫下等來進行。在將原料預熱的情況，原料以預熱至500℃以上1200℃以下為佳。只要將原料預熱至500℃以上，即可促進還原反應。另外，只要將原料預熱至1200℃以下，即可防止原料粒子彼此固著、粗大化。以將原料預熱至800℃以上1100℃以下為較佳。
另外，在將原料在還原爐內加熱的情況，原料的加熱，可藉由例如在豎爐的上方導入高溫氣體，進行高溫氣體的熱交換的方法；或藉由電磁波從爐外加熱的方法；將爐壁保持在高溫的方法等來進行。將原料在還原爐內加熱的情況，以將原料加熱至500℃以上1200℃以下為佳。只要將原料加熱至500℃以上，即可促進還原反應。另外，只要將原料加熱至在1200℃以下，即可防止原料粒子彼此固著、粗大化。以將原料加熱至800℃以上1100℃以下為較佳。
另一方面，還原氣體可使用還原時伴隨發生吸熱反應的還原氣體。例如在使用CO氣體與H
2氣體的混合氣體作為還原氣體的情況，在還原爐內的還原反應溫度為1200℃以下的情況，如圖1所示般，混合氣體中H
2氣體的體積比率為0.4以上的情況，本發明的效果會變得顯著。此外，在H
2氣體的體積比率為0.8以上時，只靠氣體的顯熱難以補償反應的吸熱，亦即僅藉由增加氣體量難以補償，因此本發明的效果會變得更顯著。
還原氣體的溫度以1200℃以下為佳。還原氣體的溫度只要在1200℃以下，則可防止粒子彼此固著，同時可將原料加熱。將原料預熱的情況，或進行藉由電磁波從爐外加熱的方法、將爐壁保持在高溫的方法等的情況，還原氣體的溫度的下限並無特別限定，在常溫也可使用，為了以還原氣體來將原料加熱，還原氣體的溫度以定在500℃以上為佳。還原氣體的溫度以在800℃以上1100℃以下為較佳。
由還原爐排出的還原鐵會過篩並分級成具有細粒側粒度範圍之還原鐵與具有粗粒側粒度範圍的粒度之還原鐵。這是因為還原的進行程度會依照粒度而有所不同。此處，在還原鐵過篩時，以使用具有1mm以上20mm以下的任一種篩孔之篩為佳。然後，回收具有細粒側粒度範圍的還原鐵。藉此可僅回收還原率較高的還原鐵。
上述細粒側粒度範圍，以在20mm以下為佳。藉此可僅回收還原率較高的還原鐵。
另一方面，過篩後具有粗粒側粒度範圍的粒度之還原鐵，有可能會殘留許多內部並未被還原的部分。因為這樣，雖然也可在例如製鐵廠中與還原爐不同的設備中作為原料來利用，但只要粉碎之後，作為原料的結塊物再度進行還原處理即可。藉此，可使將作為原料的結塊物更有效率地還原。上述粉碎後的還原鐵可與全新的原料的結塊物同樣地使用。為了減少還原爐中的氣體量，粉碎後使用的還原鐵，以相對於成品還原鐵的重量比率計，以在0.2以上0.5以下為佳。
圖3為表示說明本發明的還原爐之操作方法一個合適的例子之圖。首先，將預熱過的全新的作為原料的結塊物由豎爐(第1豎爐)的上部導入，同時由豎爐側面部的下部導入H
2氣體作為還原氣體，藉由H
2氣體將結塊物中所含的氧化鐵還原。
所得到的還原鐵會由第1豎爐的下部排出，藉由篩來過篩，分級成具有細粒側粒度範圍之還原鐵與具有粗粒側粒度範圍的粒度之還原鐵。具有細粒側粒度範圍的還原鐵會被回收，另一方面，具有粗粒側粒度範圍之還原鐵，在粉碎之後，會被裝入與第1豎爐不同的豎爐(第2豎爐)，並導入由第1豎爐排出的並未被使用於還原反應的H
2氣體及所產生的H
2O氣體作為還原氣體，而將粉碎後具有粗粒側粒度範圍的還原鐵中所含的氧化鐵還原。
由第1豎爐排出的並未被使用於還原反應的H
2氣體及所產生的H
2O氣體是高溫的，因此可藉由熱交換將粉碎後具有粗粒側粒度範圍的還原鐵加熱。由第2豎爐的下部排出之具有粗粒側粒度範圍之還原鐵，在粉碎、加熱之後，會與全新的原料一起裝入第1豎爐。另一方面，將由第2豎爐排出的並未被使用於還原反應的H
2及所產生的H
2O氣體除濕之後，與新的H
2氣體一起導入第1豎爐作為還原氣體。
此外，在圖3所示的例子中，在第2豎爐之中，使粉碎後具有粗粒側粒度範圍之還原鐵還原，然而亦可不如此進行，而是將粉碎後具有粗粒側粒度範圍之還原鐵加熱，並裝入第1豎爐。此時，亦可藉由從第1豎爐排出且並未被使用於還原反應的H
2氣體及所產生的H
2O氣體，將粉碎後具有粗粒側粒度範圍之還原鐵加熱。
另外，在圖3所示的例子中，將預熱後的原料裝入第1豎爐，由第1豎爐排出並且過篩後具有粗粒側粒度範圍的粒度之還原鐵，會被粉碎且被加熱，然後被裝入第1豎爐，然而不受此限。例如，如圖4所示般，亦可在第1豎爐的側面部上方設置了導入H
2、H
2O、氧(O
2)等的高溫氣體的氣體導入口及將所導入的高溫氣體排出的排氣排出口，將未預熱的原料及粉碎後具有粗粒側粒度範圍的粒度之還原鐵裝入第1豎爐，然後加熱。高溫氣體可藉由爐外的部分燃燒來產生，或可將H
2O及/或O
2導入爐內，使由下方上昇的還原氣體部分燃燒。藉由調整O
2量讓爐內的氣體組成H
2O/(H
2O+H
2)成為0.5以上，可抑制FeO→Fe的還原，因此可抑制吸熱反應，能夠以少的氣體量來達成原料的預熱，故為適合。
[實施例]
以下針對本發明之實施例作說明，然而本發明不受實施例限定。
＜結塊物的準備＞
為了確認結塊物的粒度的影響，準備了調整結塊物粒度後的結塊物A(粗粒)、結塊物B(細粒)，進行還原實驗。結塊物只要是含有氧化鐵的塊狀物質即可，除了燒結礦之外，還適合使用塊礦石(塊狀鐵礦石)、燒成球團礦、熱壓塊、冷壓塊、冷固結球團礦等，然而這次是將作為高爐用原料使用的燒結礦過30mm的篩，再度將篩下物過20mm的篩，將篩上物定為結塊物A(粗粒)。另外，將20mm的篩下物過10mm的篩，再度將其篩下物過5mm的篩，將篩上物定為結塊物B(細粒)。
(比較例)
僅使用如上述般準備好的結塊物B(細粒)來進行還原實驗。將結塊物填充至具有既定體積的容器，預先測定所謂的總體密度。然後，使用圖5所示的實驗裝置，少量逐次填充上述結塊物，並且注意不要讓粒度偏析發生，在氮氣環境下以電爐加熱至1000℃，並保持一定時間。確認了裝入爐內的結塊物大致昇溫至1000℃。
然後，停止以電爐加熱，同時由爐的下部供給H
2氣體作為還原氣體，開始使結塊物中所含的氧化鐵的還原。藉由上部的感測器，結塊物表面，在還原前的狀態以每小時1.6kg排出的下降速度(一定)使昇降裝置下降。所供給的H
2氣體，是以每1小時1200NL(標準狀態下(溫度0℃，大氣壓1013hPa，相對濕度0%)的體積)且以室溫(25℃)來供給。
在結塊物的上面到達電爐下端的時間點，將導入裝置的氣體由還原氣體切換成氮氣，將結塊物冷卻之後，使昇降裝置下降，並由爐的下部將結塊物的樣品取出。由結塊物的樣品求得成品的平均還原率，結果為36%。將還原條件、成品還原率及篩下物的質量比率揭示於表1。
(發明例1)
與比較例同樣地，將結塊物中所含的氧化鐵還原。但是，作為原料使用了將結塊物A(粗粒)與結塊物B(細粒)以質量比1：1混合而成的結塊物。其他條件全部與比較例相同。結果，成品的平均的還原率為35%，然而以10mm的篩過篩時，篩下的細粒的還原率高達46%，另一方面，篩上的粗粒的還原率低達24%。將還原條件、成品還原率及篩下物的質量比率揭示於表1。
還原氣體為H
2氣體，還原反應雖然容易較均勻地進行至構成結塊物的粒子內部，然而是在有限時間進行反應，因此在粒子表面與中心部會觀察到還原率有差異。亦即可知，在粒子表面還原容易進行，另一方面，在粒子的中心，還原不易進行。
在上述還原實驗中，從爐的上部開始沿著爐的高度方向測定結塊物層的溫度分佈。比較例的條件，亦即以結塊物B(細粒)測定爐內的溫度的情況，在某個高度溫度會急劇降低。另一方面，發明例1的條件，亦即將結塊物A(粗粒)與結塊物B(細粒)混合使用的情況，在與上述大致相同的高度，溫度會和緩地降低，與圖2所示的計算結果同樣地，保持高溫的範圍會擴大。
由此結果推測，結塊物A(粗粒)與結塊物B(細粒)，在高度方向上還原反應進行的位置不同。像這樣，在使用還原時伴隨發生吸熱反應的還原氣體的情況，藉由使用具有粒度較細的結塊物及粒度較粗的結塊物的原料作為原料，可讓還原反應發生的位置在豎爐內分開，可讓伴隨著還原反應進行而發生的溫度降低變得和緩。所以，在豎爐內能夠更長時間保持在發生還原反應的溫度，還原容易進行。可知結塊物A(粗粒)由於還原不易進行，因此可抑制伴隨反應所發生的吸熱，可擔任熱的供給媒體的角色。
(發明例2)
在發明例1之中，對於所得到的還原鐵進行過篩，回收粗粒(20mm～30mm)。該還原後的粗粒粉碎成未達10mm的粒度，定為結塊物C(細粒)。分別將結塊物A(粗粒)、結塊物B(細粒)、結塊物C(細粒)以1：1：1的比例混合。以混合後的結塊物作為原料，與發明例1同樣地將結塊物中所含的氧化鐵還原。條件全部與發明例1相同。結果，成品的平均的還原率為45%，粗粒(+10mm)的還原率為27%、細粒(-10mm)的還原率為54%。將所得到的還原鐵以10mm的篩過篩時，可在篩下回收成品的64%。將還原條件、成品還原率及篩下物的質量比率揭示於表1。
像這樣，藉由對所得到的還原鐵進行過篩，可輕易分離出還原率高的部位，可提高可作為還原鐵使用的篩下物的成品的還原率。
產業上的可利用性
依據本發明，可提案一種還原爐之操作方法，可使原料中所含的氧化鐵比以往更有效率地還原，因此在製鐵業是有用的。
[圖1]為表示在利用由CO氣體與H
2氣體所形成的還原氣體進行的氧化鐵的還原反應時，還原氣體中H
2的體積比例與反應熱的關係之圖。
[圖2]為表示由豎爐的爐底部排出的成品(還原鐵)的還原率為60%時及20%時，爐內的結塊物的溫度分佈之圖。
[圖3]為說明本發明的還原爐之操作方法合適的一例之圖。
[圖4]為說明本發明的還原爐之操作方法合適其他的例子的要部之圖。
[圖5]為表示實施例所使用的實驗裝置之圖。
Claims (9)
- 一種還原爐之操作方法，其係將含有氧化鐵的原料裝入還原爐，同時將還原時伴隨發生吸熱反應的還原氣體導入前述還原爐，將前述氧化鐵還原，而得到還原鐵之還原爐之操作方法，其特徵為：前述原料具有第1結塊物及第2結塊物，該第1結塊物具有第1粒度範圍之粒度，該第2結塊物具有下限值為前述第1粒度範圍的上限值以上之第2粒度範圍之粒度，且前述原料在被裝入前述還原爐之前被預熱，或在前述還原爐內被加熱，將由前述還原爐排出的前述還原鐵過篩，分級成具有細粒側粒度範圍之還原鐵與具有粗粒側粒度範圍之粒度之還原鐵，並回收前述具有細粒側粒度範圍之還原鐵。
- 如請求項1之還原爐之操作方法，其中將前述具有粗粒側粒度之還原鐵粉碎之後，將粉碎的還原鐵預熱然後裝入前述還原爐，或將粉碎的還原鐵裝入前述還原爐然後加熱。
- 如請求項1或2之還原爐之操作方法，其中前述第1結塊物具有選自0.1mm以上20mm以下的範圍內之前述第1粒度範圍之粒度，前述第2結塊物具有選自1mm以上100mm以下的範圍內之前述第2粒度範圍之粒度，在將由前述還原爐排出的前述還原鐵過篩時，使用具有1mm以上20mm以下的任一種篩孔之篩。
- 如請求項1或2之還原爐之操作方法，其 中前述細粒側粒度範圍為0.1mm以上20mm以下。
- 如請求項1或2之還原爐之操作方法，其中前述原料在被裝入前述還原爐之前被預熱至500℃以上1200℃以下，或在前述還原爐內被加熱至500℃以上1200℃以下。
- 如請求項3之還原爐之操作方法，其中前述細粒側粒度範圍為0.1mm以上20mm以下。
- 如請求項3之還原爐之操作方法，其中前述原料在被裝入前述還原爐之前被預熱至500℃以上1200℃以下，或在前述還原爐內被加熱至500℃以上1200℃以下。
- 如請求項4之還原爐之操作方法，其中前述原料在被裝入前述還原爐之前被預熱至500℃以上1200℃以下，或在前述還原爐內被加熱至500℃以上1200℃以下。
- 如請求項6之還原爐之操作方法，其中前述原料在被裝入前述還原爐之前被預熱至500℃以上1200℃以下，或在前述還原爐內被加熱至500℃以上1200℃以下。
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