WO2015005187A1 - 還元鉄の製造方法 - Google Patents

還元鉄の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2015005187A1
WO2015005187A1 PCT/JP2014/067628 JP2014067628W WO2015005187A1 WO 2015005187 A1 WO2015005187 A1 WO 2015005187A1 JP 2014067628 W JP2014067628 W JP 2014067628W WO 2015005187 A1 WO2015005187 A1 WO 2015005187A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
amount
agglomerate
contained
cao
mol
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/067628
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
博文 堤
俊晴 多賀
範昭 水谷
杉山　健
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
Publication of WO2015005187A1 publication Critical patent/WO2015005187A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/008—Use of special additives or fluxing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086—Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/008—Composition or distribution of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • C22B1/244—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
    • C22B1/245—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic with carbonaceous material for the production of coked agglomerates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Definitions

  • the present invention relates to an iron oxide source such as iron ore or iron oxide (hereinafter sometimes referred to as “iron oxide-containing substance”) and a reducing agent containing carbon (hereinafter also referred to as “carbonaceous reducing agent”). It is related with the method of reducing the iron oxide in this agglomerate by heating the agglomerate containing this, and manufacturing reduced iron (Direct (R) Reduced
  • iron oxide-containing substance iron oxide-containing substance
  • carbonaceous reducing agent carbonaceous reducing agent
  • a reducing agent is required.
  • the reducing agent coal that is relatively easily available can be used as the carbonaceous reducing agent.
  • a reduced iron production process using such a carbonaceous reducing agent for example, an agglomerate containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is charged into a moving hearth furnace such as a rotary hearth furnace, A method is known in which iron oxide in the agglomerates is reduced by heating with gas heat transfer or radiant heat using a heating burner in a furnace to obtain massive reduced iron (for example, Patent Documents 1 and 2). .
  • this reduced iron production process can directly use powdered iron ore, and the iron ore and reducing agent are placed in close proximity during reduction, so iron oxide in the iron oxide source can be used at high speed. It has the advantages that it can be reduced, that large-scale facilities such as a blast furnace are not required, and that coke is not required.
  • the agglomerate containing the carbonaceous reducing agent is charged into the moving hearth-type heating furnace while maintaining its shape, and the agglomerate does not collapse into powder during heating, It is essential that the iron oxide contained in the agglomerate be reduced and discharged from the heating furnace.
  • the granular material is generated from the agglomerates and deposited on the hearth of the mobile hearth heating furnace, they stick to the hearth and not only make the operation unstable, but also remove the solid matter from the hearth. Will be forced to stop operations. Even if they are discharged to the outside of the heating furnace without being fixed to the hearth, it is difficult to use these granular materials in a blast furnace or an electric furnace in the next process. Therefore, the agglomerate is required to be reduced while maintaining the form charged in the heating furnace and discharged to the outside of the heating furnace in this state.
  • One of the causes that the agglomerate collapses during the heating process is the amount of adhering water contained in the agglomerate.
  • the agglomerate is rapidly heated when the agglomerate is charged into a moving hearth-type heating furnace maintained at a high temperature of, for example, 1000 ° C. or more.
  • the adhering moisture in the composition suddenly becomes water vapor, and the agglomerate may explode at the gas pressure.
  • the amount of crystallization water contained in the agglomerate can be cited as another cause of the agglomerate collapsing during the heating process.
  • the quality of iron ore produced in various parts of the world has recently been apt to deteriorate worldwide, and in particular, ores containing a large amount of crystal water (hereinafter sometimes referred to as ores containing high crystal water).
  • the output ratio is increasing. Therefore, such a high crystal water-containing ore must be used as a raw material for the agglomerate, and the agglomeration is likely to explode during heating.
  • Patent Document 3 uses high-crystal water-containing ore as an iron oxide raw material, and does not cause reduction in productivity of reduced iron or the like, enlargement of a reduction furnace, and increase in manufacturing cost.
  • a technique for providing a carbonaceous material-containing iron oxide agglomerate that can reliably prevent explosion in a reduction furnace is disclosed. Specifically, in this technique, the total content of crystal water and volatile matter in the carbonaceous material-incorporated iron oxide agglomerated material is 10.5% by mass (dry basis) or less, and the content of attached water is 1. 0% by mass or less.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is to reduce reduced iron by heating an agglomerate containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent in a moving hearth type heating furnace.
  • the object is to provide a method capable of manufacturing reduced iron while preventing the agglomerates from exploding during heating.
  • the explosion means a phenomenon in which a granular material is scattered from the agglomerate or a crack in the agglomerate in addition to a phenomenon in which the agglomerate collapses, and a part of the agglomerate is separated and separated. The phenomenon is also included.
  • the method for producing reduced iron according to the present invention capable of solving the above-mentioned problems is a method of producing an agglomerate obtained by agglomerating a mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent on the hearth of a moving hearth-type heating furnace.
  • the iron oxide in the agglomerate is reduced by charging and heating to produce reduced iron, which satisfies the requirements described in any of the following (A) to (C)
  • the point is that an agglomerate is used.
  • Cl, K 2 O, and Na 2 O are the amounts of Cl (mol), K 2 O (mol), and Na 2 O (mol) contained in the agglomerate.
  • CaO indicates the amount (% by mass) of CaO contained in the agglomerate.
  • Requirement (A) The molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] of the Cl amount (mol) contained in the agglomerate and the total amount of K 2 O amount (mol) and Na 2 O amount (mol), An agglomerate in which the amount of CaO (mass%) contained in the agglomerate satisfies the relationship of the following formula (1).
  • the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the amount of CaO (mass%) contained in the agglomerate are represented by the following formula (3). It is preferable to use a material satisfying this relationship.
  • Cl, K 2 O and Na 2 O are the amount of Cl (mol), the amount of K 2 O (mol) and the amount of Na 2 O (mol) contained in the agglomerate, and CaO is The amount (% by mass) of CaO contained in the agglomerate is shown.
  • the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the amount of CaO (mass%) contained in the agglomerate are further represented by the following formula (4 )
  • the basicity (CaO / SiO 2 ) calculated from the CaO amount (% by mass) and the SiO 2 amount (% by mass) contained in the agglomerate is 0.30 or more, 1.34 It is also preferable to use those having a basicity adjusted with a silicic acid component containing particles having a particle diameter of 50 to 200 ⁇ m in an amount of 80% or more on a mass basis.
  • Cl, K 2 O, and Na 2 O are the Cl amount (mol), K 2 O amount (mol), and Na 2 O amount (mol) contained in the agglomerate, and CaO is The amount (% by mass) of CaO contained in the agglomerate is shown.
  • agglomerated material in which the basicity is adjusted using a silicic acid component containing particles having a particle size of 50 to 200 ⁇ m on a mass basis.
  • the agglomerate satisfying the above requirement (C) it is preferable to use one having a fixed carbon content of 16.5% by mass or more.
  • the amount of Cl contained in the agglomerate K 2
  • the relationship between the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] determined based on the amount of O and the amount of Na 2 O and the amount of CaO contained in the agglomerate is appropriately controlled. If necessary, since the basicity of the agglomerate or the amount of volatile carbon contained in the agglomerate is appropriately controlled, explosion of the agglomerate during heating can be prevented. As a result, reduced iron with high strength can be produced.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the amount of CaO (mass%) contained in the dried briquette.
  • the present inventors charged agglomerates containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent on the hearth of a moving hearth-type heating furnace and heated to produce reduced iron.
  • the quantity relationship affects the explosion of the agglomerates, (Ii)
  • the basicity of the agglomerate or the amount of volatile carbon contained in the agglomerate is appropriately controlled, explosion of the agglomerate can be prevented,
  • the present invention has been completed. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
  • the present inventors investigated the cause of explosion when the agglomerate was heated. As a result, when the agglomerate is heated, gas is suddenly generated inside the agglomerate at the initial stage, while the agglomerate itself releases the gas generated inside the agglomerate to the outside. Due to the difficult pore structure, it was thought that the internal pressure of the agglomerate increased and explosion occurred. There are five possible causes for the generation of gas inside the agglomerate.
  • the agglomerate obtained by agglomeration contains a small amount of moisture.
  • the moisture content is usually dried to 1% or less before charging into the heating furnace, even if the adhering water evaporates in the agglomerate, it does not cause direct explosion. Conceivable.
  • Carbon contained in the carbonaceous reducing agent is a cause of generating CO 2 gas by being oxidized.
  • the heating temperature is low, so the generation rate of CO 2 gas due to the oxidation of carbon is small. Therefore, since the amount of CO 2 gas generated in the initial stage of heating is small, it is considered that the influence on the explosion of the agglomerate is small.
  • the agglomerate may contain chlorine (Cl) due to the hydrochloric acid treatment step or mixing of seawater.
  • Some of the chlorine binds to alkali metals such as Na and K contained in the agglomerate, and becomes stable chlorides such as NaCl and KCl.
  • chlorine that does not become stable chlorides is May be perchloric acid [ClO 3 (OH)].
  • Perchloric acid is unstable and explodes when heated, generating oxygen gas and hydrogen chloride gas.
  • Chlorine may combine with KO 2+ or NaO 2+ contained in the agglomerate to form potassium perchlorate (KClO 4 ), sodium perchlorate (NaClO 4 ), or the like. These potassium perchlorate and sodium perchlorate are also unstable and explode when heated, generating sodium chloride or potassium chloride and oxygen gas.
  • the said agglomerate may mix
  • this CaO substance may be in the form of Ca (OH) 2 or CaCO 3 .
  • Ca (OH) 2 and CaCO 3 are heated, they are thermally decomposed to generate water vapor gas and CO 2 gas, which are considered to cause agglomeration explosion.
  • the agglomerate contains a carbonaceous reducing agent, and this carbonaceous reducing agent usually contains a volatile substance containing hydrocarbon (CH x ) as a substituent. ing. This volatile material, when heated, produces CH x gas, which is believed to cause agglomeration explosion.
  • CH x hydrocarbon
  • the present inventors have further studied in order to prevent agglomeration explosion during heating.
  • the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] determined based on the Cl mass, K 2 O mass, and Na 2 O mass contained in the agglomerate, and the CaO contained in the agglomerate.
  • the relationship of quantity affects the explosion of agglomerates. Specifically, agglomerates that satisfy any of the following requirements (A) to (C) should not explode even when heated. Revealed.
  • the agglomerates whose components are adjusted so that the basicity (CaO / SiO 2 ) calculated from ( 1 ) is 0.30 or more and less than 1.30 are used.
  • An agglomerated product with adjusted components is used.
  • Requirement (A) In the present invention, the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] of the Cl amount (mol) contained in the agglomerate and the total amount of K 2 O amount (mol) and Na 2 O amount (mol). The balance between the amount of Cl and the amount of alkali metals such as K and Na bound to this Cl was controlled. As this molar ratio increases, the amount of chlorine with respect to the amount of alkali metal increases, so it becomes easier to generate unstable perchloric acid, potassium perchlorate, sodium perchlorate, etc., and the risk of explosion due to heating increases. .
  • the present inventors have studied, as defined as the requirement (A), the mol ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)], CaO amount (mass contained in ⁇ forming material %) Can control the formation of perchloric acid, potassium perchlorate or sodium perchlorate by adjusting the component composition so that the relationship of the above formula (1) is satisfied, and agglomerates in the heating process It was clarified that the explosion of can be reduced.
  • the reason for considering the CaO content of the agglomerate is that it takes into account the combined effect of gas generation due to both perchloric acid and its alkali salts and Ca hydroxide or carbonic acid. Because.
  • the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the amount of CaO (mass%) contained in the agglomerate are represented by the following formula (3). It is more preferable to use a material satisfying this relationship.
  • Cl, K 2 O and Na 2 O are the amount of Cl (mol), the amount of K 2 O (mol) and the amount of Na 2 O (mol) contained in the agglomerate, and CaO is The amount (% by mass) of CaO contained in the agglomerate is shown.
  • the agglomerate satisfying the above requirement (A) has the above molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the amount of CaO (mass%) contained in the agglomerate. ), And when the relationship of the following formula (4) is further satisfied, it is calculated from the amount of CaO (mass%) and the amount of SiO 2 (mass%) contained in the agglomerate.
  • the basicity is adjusted by using a silicic acid component containing a basicity (CaO / SiO 2 ) of 0.30 or more and less than 1.34 and containing particles having a particle diameter of 50 to 200 ⁇ m on a mass basis of 80% or more. It is preferable to use what was done.
  • Cl, K 2 O, and Na 2 O are the Cl amount (mol), K 2 O amount (mol), and Na 2 O amount (mol) contained in the agglomerate, and CaO is The amount (% by mass) of CaO contained in the agglomerate is shown.
  • the basicity is preferably 0.30 or more, more preferably 0.80 or more.
  • the basicity is preferably less than 1.34, more preferably 1.2 or less.
  • Silicic acid component is a substance that does not generate hydroxide or carbonate even when coexisting with water, so it does not cause explosions, and affects the physical structure of the agglomerate, making it easier to form pores Play a role.
  • Specific examples of the silicic acid component include silica.
  • the silicic acid component it is recommended to use particles having a particle diameter of 50 to 200 ⁇ m and containing 80% or more by mass. By using 80% or more particles having a particle diameter of 50 to 200 ⁇ m on a mass basis, a gap is formed between the particles. Therefore, even if gas is generated inside the agglomerate during heating, the generated gas is released out of the agglomerate through the gap. As a result, the agglomeration explosion can be prevented.
  • a silicic acid component is blended as a substance that does not generate gas even when heated and enlarges pores, and the basicity (CaO / SiO 2) is related to the amount of CaO contained in the agglomerate. ) Is 0.30 or more and less than 1.30, preferably 0.80 or more and 1.2 or less. If the basicity is adjusted to 0.30 or more and less than 1.30, the amount of SiO 2 contained in the agglomerate increases, pores are formed, and the gas inside the agglomerate causes a rapid increase in internal pressure. It is released to the outside and the agglomeration explosion can be prevented.
  • the basicity is preferably adjusted using a silicic acid component as a basicity adjusting agent, as in the requirement (A).
  • a silicic acid component for example, particles having a particle diameter of 50 to 200 ⁇ m are 80% on a mass basis. It is recommended to use those contained above.
  • a carbonaceous reducing agent having a low volatile carbon content may be added.
  • the carbonaceous reducing agent having a small content of volatile carbon include bituminous coal, anthracite coal, and coke.
  • the agglomerate satisfying the above requirement (C) it is preferable to use one having a fixed carbon amount of 16.5% by mass or more.
  • the fixed carbon has no gas generation other than the reduction reaction, and since the reaction rate is low and the gas generation rate is low at the initial stage of heating, the carbon is consumed by the reduction reaction when the content of the fixed carbon increases.
  • the pores in the agglomerate are increasing, the gas generated inside the agglomerate can easily escape to the outside, and the agglomeration can be prevented from exploding.
  • iron oxide-containing substance for example, iron ore, sand iron, blast furnace dust, converter dust, non-ferrous smelting residue, electrostatic precipitators (ESP), etc. may be used.
  • iron ore for example, iron ore, sand iron, blast furnace dust, converter dust, non-ferrous smelting residue, electrostatic precipitators (ESP), etc.
  • ESP electrostatic precipitators
  • a substance containing carbon may be used.
  • coal or coke may be used.
  • the present invention discloses a method for preventing explosion in the initial stage of heating by adding a melting point adjusting agent and a binder to the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent.
  • the above melting point modifier means a substance that affects the melting point of gangue in the iron oxide-containing substance and the melting point of ash in the carbonaceous reducing agent. That is, by adding a melting point adjusting agent to the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent, the melting point of components such as gangue other than iron oxide contained in the agglomerate is affected, for example, the melting point is lowered. Can be raised if necessary. Thereby, the molten state of the gangue can be controlled and the strength of the reduced iron can be increased.
  • CaO supply material for example, CaO supply material, MgO supply material, Al 2 O 3 supply material, SiO 2 supply material, fluorite, dolomite ore and the like can be used.
  • CaO feed materials for example, quick lime (CaO), slaked lime [Ca (OH) 2] or limestone (main component CaCO 3) or the like can be used.
  • MgO supply substance for example, MgO powder, Mg-containing substance extracted from natural ore or seawater, or magnesium carbonate (MgCO 3 ) can be used.
  • Al 2 O 3 supply substance include Al 2 O 3 powder, bauxite, boehmite, gibbsite, and diaspore.
  • SiO 2 supply substance for example, silica sand or iron ore containing a large amount of SiO 2 component can be used.
  • the dolomite ore is a double salt of calcium carbonate and magnesium carbonate.
  • polysaccharides for example, starch such as wheat flour
  • starch such as wheat flour
  • the above-mentioned iron oxide-containing substance and carbonaceous reducing agent, and a melting point adjusting agent and a binder to be blended as necessary may be mixed using a rotating container type mixer or a fixed container type mixer.
  • the rotating container type include a rotating cylindrical shape, a double conical shape, and a V shape.
  • a fixed container type mixer for example, a rotating blade such as a basket is provided in a mixing vessel.
  • the mixture obtained by the above mixer is agglomerated using an agglomerator to produce an agglomerate.
  • the agglomerate is component-adjusted so as to satisfy at least one of the requirements (A) to (C).
  • the shape of the agglomerate is not particularly limited, and may be, for example, a pellet shape or a briquette shape.
  • the size of the agglomerate is not particularly limited, but the particle size is preferably 50 mm or less. If the particle size of the agglomerate is excessively increased, the granulation efficiency is deteriorated. Moreover, when the agglomerate becomes too large, heat transfer to the lower part of the agglomerate becomes worse and productivity is lowered. In addition, the lower limit of the particle size of the agglomerate is about 5 mm. The particle size of the agglomerate means the maximum particle size.
  • agglomerating machine for agglomerating the above mixture for example, a dish granulator, a cylindrical granulator, a twin roll briquette molding machine, an extruder or the like can be used.
  • the obtained agglomerate is charged on the hearth of the moving hearth-type heating furnace and heated to reduce iron oxide in the agglomerate and produce reduced iron.
  • the moving hearth type heating furnace is a heating furnace in which the hearth moves in the furnace like a belt conveyor, and examples thereof include a rotary hearth furnace and a tunnel furnace.
  • the rotary hearth furnace is a furnace whose outer shape is designed in a circular shape such as a donut shape so that the start point and end point of the hearth are in the same position.
  • the agglomerated material is heated and reduced during one round of the furnace to produce reduced iron.
  • charging means for supplying the agglomerate into the furnace is provided on the most upstream side in the rotation direction in the rotary hearth furnace, and the obtained reduced iron is moved out of the furnace on the most downstream side in the rotation direction.
  • Discharge means for dispensing is provided. Since the rotary hearth furnace has a rotating structure, the most downstream side in the rotation direction is actually the upstream side of the charging means.
  • the tunnel furnace is a heating furnace in which the hearth moves in the furnace in a linear direction.
  • the agglomerate may be heated at, for example, 1300 to 1500 ° C. in the moving hearth type heating furnace. By heating in this temperature range, the iron oxide contained in the agglomerate can be reduced by the carbonaceous reducing agent, and reduced iron can be produced.
  • a floor covering material is laid on the hearth of the moving hearth heating furnace before the agglomerates are charged into the furnace.
  • refractory particles can be used in addition to those exemplified as the carbonaceous reducing agent.
  • the reduced iron obtained as described above has high strength, it can be directly supplied to a melting furnace (particularly a blast furnace) such as a blast furnace or an electric furnace and used as an iron source. Moreover, if the obtained reduced iron is compression-molded, a molded body having high strength can be produced, so that it can be suitably supplied to a blast furnace and used suitably as an iron source.
  • An agglomerate obtained by agglomerating a mixture containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent is charged on a hearth of a moving hearth heating furnace and heated to reduce iron oxide in the agglomerate. Then, the process of producing reduced iron was simulated, and the agglomerate was heated in an electric furnace to produce reduced iron. At this time, the presence or absence of explosion of the agglomerate was observed. This will be specifically described below.
  • the ironworks dust is dust BO, dust BF, and dust EA.
  • Coal was used as the carbonaceous reducing agent.
  • the obtained cylindrical briquette was dried at 175 ° C. for 1 hour to adjust the water content to 1% or less.
  • the composition of the briquettes obtained by drying is shown in Table 2 below.
  • Fixed-C is fixed carbon
  • T.I. Fe is the total iron content
  • Fe represents the amount of metallic iron
  • C-volatile represents volatile carbon.
  • the basicity (CaO / SiO 2 ) was calculated from the CaO amount (% by mass) and the SiO 2 amount (% by mass) contained in the dried briquette, and the results are shown in Table 2 below.
  • the number of moles is calculated based on the amount of Cl (mass%), the amount of K 2 O (mass%), and the amount of Na 2 O (mass%) contained in the dried briquette, and the amount of Cl contained in the agglomerate (mol ) And the total amount of K 2 O amount (mol) and Na 2 O amount (mol) [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] are calculated, and the results are shown in Table 2 below.
  • the dried briquette was placed on an alumina tray and charged into an electric furnace heated to 1300 ° C.
  • the atmosphere in the electric furnace was a mixed gas atmosphere of CO 2 gas and N 2 gas.
  • FIG. 1 shows the relationship between the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the CaO amount (% by mass) contained in the dried briquette.
  • ⁇ indicates the result of determination A (pass)
  • ⁇ indicates the result of determination B (pass)
  • ⁇ indicates determination C (fail).
  • a straight line (a) indicated by a dotted line represents the following formula (a), and a straight line (b) indicated by the dotted line represents the following formula (b).
  • Cl / (K 2 O + Na 2 O) ⁇ 0.49 ⁇ CaO + 5.63
  • Cl / (K 2 O + Na 2 O) ⁇ 0.49 ⁇ CaO + 4.40
  • No. 2, 3, 5, 7, 8, 10 to 14 are such that the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the amount of CaO (% by mass) contained in the dried briquette are represented by the above formula (1).
  • the dry briquette can be prevented from exploding at the time of heating, and it becomes a judgment A, or it can be used sufficiently even if it explodes. It becomes.
  • no. 15 and 16 are examples in which the dry briquette satisfies the requirement (B). That is, the molar ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the CaO amount (% by mass) contained in the dry briquette satisfy the relationship of the above formula (2), and the CaO contained in the dry briquette.
  • the basicity (CaO / SiO 2 ) calculated from the amount (mass%) and the SiO 2 quantity (mass%) satisfies the range of 0.30 or more and less than 1.30.
  • the low basicity means that the amount of SiO 2 is larger than the abundance of Ca (OH) 2 and CaCO 3 that are likely to generate gas during heating.
  • Silica stone used as a basicity adjusting agent in the present invention is a relatively coarse particle containing particles having a particle diameter of 50 to 200 ⁇ m on a mass basis, and no gas is generated even when heated. The greater the amount, the more voids are formed in the dried briquette. Therefore, when gas is generated in the dry briquette, it is considered that the gas passes through this gap and is discharged out of the dry briquette. As a result, it is considered that no explosion occurs even when the dried briquette is heated.
  • No. 4 is an example in which the dry briquette satisfies the requirement (C). That is, the mol ratio [Cl / (K 2 O + Na 2 O)] and the amount of CaO (% by mass) contained in the dry briquette satisfy the relationship of the above formula (2) and the volatilization contained in the dry briquette.
  • C the requirement
  • the carbon content (C-volatile) is less than 1.70% by mass. A small amount of volatile carbon means that gas is hardly generated during heating.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

　酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱することによって還元鉄を製造するにあたり、加熱時に塊成物が爆裂するのを防止しつつ還元鉄を製造できる方法を提供する。　下記（Ａ）～（Ｃ）のいずれかに記載の要件を満足する塊成物を用いる。 ・要件（Ａ）：塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、所定の関係を満足する塊成物。 ・要件（Ｂ）：上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、所定の関係を満足し、且つ該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３０未満である塊成物。 ・要件（Ｃ）：上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、所定の関係を満足し、且つ該塊成物に含まれる揮発性炭素量が１．７０質量％未満である塊成物。

Description

還元鉄の製造方法
　本発明は、鉄鉱石や酸化鉄等の酸化鉄源（以下、「酸化鉄含有物質」ということがある）、および炭素を含有する還元剤（以下、「炭素質還元剤」ということがある）を含む塊成物を加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、還元鉄（Direct Reduced Iron；ＤＲＩ）を製造する方法に関する。
　酸化鉄源に含まれる酸化鉄を還元して還元鉄を製造するには、還元剤が必要である。還元剤としては、入手が比較的容易な石炭を炭素質還元剤として用いることができる。こうした炭素質還元剤を用いた還元鉄製造プロセスとしては、酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む塊成物を、例えば、回転炉床炉などの移動炉床式加熱炉に装入し、炉内で加熱バーナーによるガス伝熱や輻射熱で加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、塊状の還元鉄を得る方法が知られている（例えば、特許文献１、２）。この還元鉄製造プロセスは、石炭ベースであることの他にも粉状の鉄鉱石を直接利用できること、還元時には鉄鉱石と還元剤が近接配置されているため、酸化鉄源中の酸化鉄を高速還元できること、高炉等の大規模な設備が不要なこと、コークスが不要になること、といった利点を有している。
　上記還元鉄製造プロセスにおいては、炭素質還元剤を含む塊成物が、その形状を維持したまま移動炉床式加熱炉へ投入され、加熱中に塊成物が粉粒状に崩壊することなく、塊成物に含まれる酸化鉄が還元されて加熱炉から排出されることが必要不可欠である。塊成物から粉粒物が発生し、移動炉床式加熱炉の炉床に堆積すると、それらが炉床に固着し、操業を不安定にするばかりか、炉床から固着物を除去するために操業を停止せざるを得なくなる。仮に、炉床に固着せずに、加熱炉外へ排出されたとしても、これらの粉粒物は、次工程の高炉や電気炉では用いることは困難である。従って、塊成物には、加熱炉内に投入された形態を維持した状態で還元され、この状態のまま加熱炉外へ排出されることが求められる。
　塊成物が加熱過程で崩壊する原因の一つとして、塊成物中に含まれる付着水分量が挙げられる。塊成物中の付着水分量が多くなると、例えば１０００℃以上の高温に保持されている移動炉床式加熱炉に塊成物を装入した際に、塊成物が急速加熱され、この塊成物中の付着水分が急激に水蒸気となり、そのガス圧で塊成物が爆裂することがある。
　また、塊成物が加熱過程で崩壊する他の原因として、塊成物に含まれる結晶水量も挙げられる。即ち、世界各地で産出される鉄鉱石の品位は、近年、世界的に劣化する傾向があり、特に結晶水を多量に含有する鉱石（以下、高結晶水含有鉱石と呼ぶことがある。）の産出割合が増加している。そのためこうした高結晶水含有鉱石を塊成物の原料として用いなければならず、加熱時に塊成物の爆裂が起こりやすくなる。
　本出願人は、特許文献３に、酸化鉄原料として高結晶水含有鉱石を用いても、還元鉄等の生産性の低下や還元炉の大型化、製造コストの上昇を招くことなく、急速加熱還元炉内での爆裂を確実に防止しうる炭材内装酸化鉄塊成化物を提供する技術を開示している。具体的には、この技術では、炭材内装酸化鉄塊成化物中における、結晶水と揮発分との合計含有量を１０．５質量％（乾燥基準）以下、付着水分の含有量を１．０質量％以下としている。また、この文献では、上記揮発分として、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＮＯ2、ＳＯ2に着目している。
特開平９－２５６０１７号公報 特開平１０－１４７８０６号公報 特開２００９－３５８２０号公報
　本出願人は、上記特許文献３を開示した後も加熱過程で塊成物が崩壊する原因について更に検討を重ねた。その結果、上記特許文献３で考慮した塊成物中に含まれる結晶水、揮発分、および付着水分以外にも爆裂原因のあることが明らかとなった。
　本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱することによって還元鉄を製造するにあたり、加熱時に塊成物が爆裂するのを防止しつつ還元鉄を製造できる方法を提供することにある。なお、本発明において、爆裂とは、塊成物が崩壊する現象以外に、塊成物から粉粒物が飛び散る現象や塊成物にクラックが生じ、塊成物の一部が剥離、分離する現象も含まれる。
　上記課題を解決することのできた本発明に係る還元鉄の製造方法とは、酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む混合物を塊成化した塊成物を移動炉床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、還元鉄を製造する方法であって、下記（Ａ）～（Ｃ）のいずれかに記載の要件を満足する塊成物を用いる点に要旨を有している。下記式（１）、式（２）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。
・要件（Ａ）
　前記塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（１）の関係を満足する塊成物。
・要件（Ｂ）
　前記塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（２）の関係を満足し、且つ
　該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３０未満である塊成物。
・要件（Ｃ）
　前記塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（２）の関係を満足し、且つ
　該塊成物に含まれる揮発性炭素量が１．７０質量％未満である塊成物。
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）≦－０．４９×ＣａＯ＋５．６３　・・・（１）
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＞－０．４９×ＣａＯ＋５．６３　・・・（２）
　前記要件（Ａ）を満足する塊成物としては、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（３）の関係を満足するものを用いることが好ましい。下記式（３）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）であり、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＜－０．４９×ＣａＯ＋４．４０　・・・（３）
　前記要件（Ａ）を満足する塊成物としては、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、更に下記式（４）の関係を満足し、且つ該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３４未満であり、粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有する珪酸成分を用いて前記塩基度を調整したものを用いることも好ましい。下記式（４）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）であり、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）≧－０．４９×ＣａＯ＋４．４０　・・・（４）
　前記要件（Ｂ）を満足する塊成物としては、粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有する珪酸成分を用いて前記塩基度を調整したものを用いることが好ましい。
　前記要件（Ｃ）を満足する塊成物として、更に固定炭素量が１６．５質量％以上のものを用いることが好ましい。
　本発明によれば、酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱して還元鉄を製造するにあたり、該塊成物に含まれるＣｌ量、Ｋ2Ｏ量、およびＮａ2Ｏ量に基づいて求められるｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量との関係を適切に制御し、この関係によっては、必要に応じて、更に塊成物の塩基度または塊成物に含まれる揮発性炭素量を適切に制御しているため、加熱中に塊成物が爆裂するのを防止できる。その結果、強度の高い還元鉄を製造できる。
図１は、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）の関係を示すグラフである。
　本発明者らは、酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む塊成物を移動炉床式加熱炉の炉床上に装入し、加熱して還元鉄を製造するにあたり、加熱過程で塊成物が爆裂するのを防止するために鋭意検討を重ねてきた。その結果、
（ｉ）塊成物に含まれるＣｌ量、Ｋ2Ｏ量、およびＮａ2Ｏ量に基づいて求められるｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量の関係が、塊成物の爆裂に影響を及ぼしていること、
（ｉｉ）上記関係によっては、更に塊成物の塩基度または塊成物に含まれる揮発性炭素量を適切に制御すれば、塊成物の爆裂を防止できること、
を見出し、本発明を完成した。以下、本発明について詳細に説明する。
　まず、本発明者らは、塊成物を加熱したときに爆裂が発生する原因について調べた。その結果、塊成物を加熱すると、その初期段階で、塊成物の内部において急激にガスが発生する一方で、塊成物自体は、塊成物の内部で発生したガスが外部へ放出され難い気孔構造になっているため、塊成物の内圧が高くなり、爆裂が発生すると考えられた。塊成物の内部でガスが発生する原因としては、次の５つが考えられる。
（１）塊成物に含まれる付着水の蒸発
（２）炭素質還元剤に含まれる炭素の酸化によるＣＯ2ガスの発生
（３）過塩素酸［ＣｌＯ3（ＯＨ）］が加熱により爆発し、酸素ガスや塩化水素ガスを発生するか、過塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ4）や過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ4）など、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ、Ｏで構成される化合物が加熱により爆発し、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムと酸素ガスを発生
（４）塊成物に含まれるＣａ（ＯＨ）2やＣａＣＯ3が熱分解し、水蒸気やＣＯ2ガスを発生
（５）塊成物に含まれる揮発性炭素（即ち、炭化水素を構成している炭素）がガス化
　上記（１）について
　上記塊成物を製造するにあたっては、酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む混合物を塊成化するために、少量の水を添加する。そのため、塊成化して得られた塊成物は少量の水分を含んでいる。しかし、通常、加熱炉へ装入する前に、水分量を予め１％以下に乾燥しているため、塊成物内で付着水が蒸発しても、爆裂の直接的な原因にはならないと考えられる。
　上記（２）について
　炭素質還元剤に含まれる炭素は、酸化されることによりＣＯ2ガスを発生する原因となる。しかし、塊成物を加熱するときの初期段階においては、加熱温度が低いため、炭素の酸化によるＣＯ2ガスの発生速度は小さい。従って加熱初期におけるＣＯ2ガスの発生量は少ないため、塊成物の爆裂に及ぼす影響は小さいと考えられる。
　上記（３）について
　上記塊成物には、塩酸処理工程や海水の混入に由来して塩素（Ｃｌ）が含まれることがある。塩素の一部は、塊成物に含まれる例えば、ＮａやＫなどのアルカリ金属と結合し、例えば、ＮａＣｌやＫＣｌなどの安定した塩化物になるが、こうした安定した塩化物にならない塩素は、過塩素酸［ＣｌＯ3（ＯＨ）］になることがある。過塩素酸は、不安定で、加熱により爆発し、酸素ガスや塩化水素ガスを発生する。
　また、塩素は、塊成物に含まれるＫＯ2+やＮａＯ2+と結合し、過塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ4）や過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ4）などを形成することがある。これらの過塩素酸カリウムや過塩素酸ナトリウムも不安定であり、加熱されると爆発し、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムと酸素ガスを発生する。
　そこで、加熱時に塊成物が爆裂する現象を防止するには、塊成物に含まれる塩素を安定した塩化物として固定することが有効であると考えられる。
　上記（４）について
　上記塊成物には、融点調整剤として、ＣａＯ供給物質を配合することや、製鉄所ダスト等のＣａＯ成分を含有する酸化鉄含有物質を用いることがある。このＣａＯ物質としては、後述するように、Ｃａ（ＯＨ）2やＣａＣＯ3の形態になっていることがある。こうしたＣａ（ＯＨ）2やＣａＣＯ3を加熱すると、熱分解し、水蒸気ガスやＣＯ2ガスを発生し、これらが塊成物の爆裂の原因になると考えられる。
　上記（５）について
　上記塊成物には、炭素質還元剤を配合しており、この炭素質還元剤には、通常、炭化水素（ＣＨx）を置換基として含有する揮発性物質が含まれている。この揮発性物質は、加熱されると、ＣＨxガスを生成するため、これらが塊成物の爆裂の原因になると考えられる。
　以上、（１）～（５）の知見に基づいて、本発明者らは、加熱時における塊成物の爆裂を防止するために更に検討を重ねた。その結果、塊成物に含まれるＣｌ質量、Ｋ2Ｏ質量、およびＮａ2Ｏ質量に基づいて求められるｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量の関係が塊成物の爆裂に影響を及ぼしており、具体的には、下記要件（Ａ）～要件（Ｃ）のいずれかを満足する塊成物は、加熱しても爆裂しないことを明らかにした。
　要件（Ａ）：塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（１）の関係を満足するように成分調整した塊成物を用いる。
　要件（Ｂ）：塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（２）の関係を満足し、且つ該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３０未満となるように成分調整した塊成物を用いる。
　要件（Ｃ）：塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（２）の関係を満足し、且つ該塊成物に含まれる揮発性炭素量が１．７０質量％未満となるように成分調整した塊成物を用いる。
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）≦－０．４９×ＣａＯ＋５．６３　・・・（１）
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＞－０．４９×ＣａＯ＋５．６３　・・・（２）
　即ち、Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）の値が、「－０．４９×ＣａＯ＋５．６３」以下であるか（要件Ａ）、「－０．４９×ＣａＯ＋５．６３」より大きいかで場合分けを行い、「－０．４９×ＣａＯ＋５．６３」より大きい場合には、塊成物の塩基度（要件Ｂ）または塊成物に含まれる揮発性炭素量（要件Ｃ）を規定することとした。「－０．４９」および「＋５．６３」は、実験結果に基づいて定めた値である。
　以下、要件（Ａ）～要件（Ｃ）について詳細に説明する。
　要件（Ａ）
　本発明では、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］を求め、Ｃｌ量と、このＣｌに結合するＫやＮａなどのアルカリ金属量とのバランスを制御することとした。このｍｏｌ比が大きくなるほど、アルカリ金属量に対する塩素量が多くなるため、不安定な過塩素酸、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウムなどを生成し易くなり、加熱による爆発の危険性が高くなる。
　そして本発明者らが検討したところ、上記要件（Ａ）として規定しているように、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（１）の関係を満足するように、成分組成を調整すれば、過塩素酸、過塩素酸カリウム、或いは過塩素酸ナトリウムの生成を抑制でき、加熱過程における塊成物の爆裂が低減できることを明らかにした。上記式（１）において、塊成物のＣａＯ量を考慮している理由は、過塩素酸およびそのアルカリ塩とＣａの水酸化物または炭酸に起因する両方のガス発生の複合効果を考慮しているからである。
　上記要件（Ａ）を満足する塊成物としては、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（３）の関係を満足するものを用いることが一層好ましい。下記式（３）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）であり、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（３）を満足することにより、加熱時における塊成物の爆裂を確実に防止できる。「＋４．４０」は、実験結果に基づいて定めた値である。
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＜－０．４９×ＣａＯ＋４．４０　・・・（３）
　一方、上記要件（Ａ）を満足する塊成物が、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（１）で規定している関係を満足すると共に、更に下記式（４）の関係を満足する場合には、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）を０．３０以上、１．３４未満とし、且つ粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有する珪酸成分を用いて上記塩基度を調整したものを用いることが好ましい。下記式（４）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）であり、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）≧－０．４９×ＣａＯ＋４．４０　・・・（４）
　塩基度が０．３０未満であっても、加熱崩壊性に対しては、悪影響はないが、ＣａＯ量が一定の場合は、ＳｉＯ2量が増加することとなり、得られる還元鉄の品位が低下するため好ましくない。従って塩基度は、０．３０以上とすることが好ましく、より好ましくは０．８０以上である。しかし塩基度が１．３４以上になると、カルシウムの炭酸塩および水酸化物が増加するため、加熱崩壊の可能性が高くなるので好ましくない。従って塩基度は、１．３４未満とすることが好ましく、より好ましくは１．２以下である。
　上記塩基度が高い場合には、塩基度調整剤として珪酸成分を用いて調整することが好ましい。珪酸成分は、水と共存しても水酸化物や炭酸塩を生成しない物質であるため、爆裂の原因にならず、また、塊成物の物理構造に影響して、気孔を形成し易くする役割を果たす。珪酸成分としては、具体的には、珪石が例示できる。上記珪酸成分としては、粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有するものを用いることが推奨される。粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有するものを用いることによって、粒子と粒子との間に隙間が形成される。そのため、加熱時に塊成物の内部でガスが発生しても、発生したガスは、隙間を通って塊成物の外へ放出される。その結果、塊成物の爆裂を防止できる。
　要件（Ｂ）
　上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、塊成物に含まれるＣａＯ量の関係が、上記式（２）を満足する場合は、過塩素酸、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウムが生成しやすくなる。そこで、塊成物内で発生するガスを外部へ除去し易くするために、加熱してもガスを発生せず、気孔を大きくする物質を配合することが必要であり、具体的には、塊成物の塩基度を０．３０以上、１．３０未満に調整する。即ち、塊成物を加熱すると、生成した過塩素酸、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウムが爆発し、酸素ガスや塩化水素ガスを発生する他、上記（４）で説明したように、塊成物にＣａＯ供給物質として配合するＣａ（ＯＨ）2やＣａＣＯ3由来の水蒸気ガスやＣＯ2ガスが発生する。そこで塊成物中で発生したガスを塊成物の外へ排出し易くするために、塊成物に形成される気孔を大きくすることを考えた。しかし、気孔を大きくするために新たな物質を配合し、この物質からもガスが発生すると、塊成物の爆裂を充分に防止できない。
　そこで本発明では、加熱してもガスを発生せず、気孔を大きくする物質として、珪酸成分を配合することとし、塊成物に含まれるＣａＯ量との関係で、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３０未満、好ましくは０．８０以上、１．２以下、とすれば良いことを明らかにした。塩基度を０．３０以上、１．３０未満に調整すれば、塊成物に含まれるＳｉＯ2量が多くなり、気孔が形成され、塊成物の内部のガスは急激な内圧上昇を招くことなく外部へ放出され、塊成物の爆裂を防止できる。
　上記塩基度は、上記要件（Ａ）と同様、塩基度調整剤として珪酸成分を用いて調整することが好ましく、珪酸成分としては、例えば、粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有するものを用いることが推奨される。
　要件（Ｃ）
　上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、塊成物に含まれるＣａＯ量の関係が、上記式（２）を満足する場合は、上記要件（Ｂ）以外の方法として、塊成物に含まれる揮発性炭素量を１．７０質量％未満とすればよい。
　即ち、塊成物を加熱すると、過塩素酸、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウムの他、上記（５）で説明したように、炭素質還元剤に含まれる揮発性炭化水素由来のガスが発生する。そこで塊成物中で発生するガスの総量を低減するために、揮発性炭素量を１．７０質量％未満とする。
　揮発性炭素量を１．７０質量％未満とするには、炭素質還元剤の配合量を低減する他、揮発性炭素量の含有量の低い炭素質還元剤を配合すればよい。揮発性炭素量の含有量の少ない炭素質還元剤としては、例えば、瀝青炭、無煙炭、およびコークスなどがある。
　上記要件（Ｃ）を満足する塊成物としては、更に固定炭素量が１６．５質量％以上のものを用いることが好ましい。固定炭素は、還元反応以外のガス発生がなく、加熱初期には反応速度が遅くガス発生速度も小さいため、固定炭素の含有量が多くなるとこの炭素は還元反応により消費される。その結果、塊成物中の気孔が増加しているため、塊成物の内部で発生したガスが外部へ抜け易くなり、塊成物の爆裂を防止できる。
　次に、本発明に係る還元鉄の製造方法について、順を追って説明する。
　まず、酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む混合物を準備する。
　上記酸化鉄含有物質としては、例えば、鉄鉱石や砂鉄、高炉ダスト、転炉ダスト、非鉄製錬残渣、電気集塵機（Electrostatic Precipitators；ＥＳＰ）などを用いればよい。
　上記炭素質還元剤としては、炭素を含有する物質を用いればよく、例えば、石炭やコークスなどを用いればよい。
　本発明では、上記酸化鉄含有物質および炭素質還元剤に、融点調整剤やバインダーを配合し、加熱初期における爆裂を防止する方法を開示している。
　上記融点調整剤とは、酸化鉄含有物質中の脈石の融点や、炭素質還元剤中の灰分の融点に影響を与える物質を意味する。即ち、上記酸化鉄含有物質および炭素質還元剤に融点調整剤を配合することによって、塊成物に含まれる酸化鉄以外の特に脈石などの成分の融点に影響を与え、例えばその融点を降下、必要によっては上昇させることができる。それにより脈石の溶融状態を制御でき、還元鉄の強度を高めることができる。
　上記融点調整剤としては、例えば、ＣａＯ供給物質、ＭｇＯ供給物質、Ａｌ2Ｏ3供給物質、ＳｉＯ2供給物質、蛍石、ドロマイト鉱石等を用いることができる。上記ＣａＯ供給物質としては、例えば、生石灰（ＣａＯ）、消石灰［Ｃａ（ＯＨ）2］や石灰石（主成分はＣａＣＯ3）などを用いることができる。上記ＭｇＯ供給物質としては、例えば、ＭｇＯ粉末、天然鉱石や海水などから抽出されるＭｇ含有物質、或いは炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）などを用いることができる。上記Ａｌ2Ｏ3供給物質としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3粉末、ボーキサイト、ベーマイト、ギブサイト、ダイアスポアなどを用いることができる。上記ＳｉＯ2供給物質としては、例えば、珪砂やＳｉＯ2成分を多く含有する鉄鉱石等を用いることができる。上記ドロマイト鉱石とは、炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムの複塩である。
　上記バインダーとしては、例えば、多糖類（例えば、小麦粉等の澱粉など）などを用いることができる。
　上述した酸化鉄含有物質および炭素質還元剤、並びに必要に応じて配合する融点調整剤やバインダーなどは、回転容器形の混合機や固定容器形の混合機を用いて混合すればよい。回転容器形の型式としては、例えば、回転円筒形、二重円錐形、Ｖ形などが挙げられ、固定容器形の混合機としては、例えば、混合槽内に、例えば、鋤などの回転羽を設けたものが挙げられるが、これらに限定されない。
　次に、上記混合機で得られた混合物を塊成機を使って塊成化し、塊成物を製造する。本発明では、上述したように、この塊成物が、少なくとも上記要件（Ａ）～（Ｃ）のいずれかを満足するように成分調整されている必要がある。
　上記塊成物の形状は特に限定されず、例えば、ペレット状やブリケット状などであればよい。
　上記塊成物の大きさも特に限定されないが、粒径は５０ｍｍ以下であることが好ましい。塊成物の粒径を過剰に大きくしようとすると、造粒効率が悪くなる。また、塊成物が大きくなり過ぎると、塊成物の下部への伝熱が悪くなり、生産性が低下する。なお、塊成物の粒径の下限値は５ｍｍ程度である。なお、塊成物の粒径は、最大粒径を意味している。
　上記混合物を塊成化する塊成機としては、例えば、皿形造粒機、円筒形造粒機、双ロール型ブリケット成型機、押し出し機などを用いることができる。
　次に、得られた塊成物を移動炉床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、還元鉄を製造する。
　上記移動炉床式加熱炉とは、炉床がベルトコンベアのように炉内を移動する加熱炉であり、例えば、回転炉床炉やトンネル炉が挙げられる。
　上記回転炉床炉とは、炉床の始点と終点が同じ位置になるように、炉床の外観形状が、例えば、ドーナツ状のような円形に設計された炉であり、炉床上に装入された塊成物は、炉内を一周する間に加熱還元されて還元鉄を生成する。従って、回転炉床炉における回転方向の最上流側には塊成物を炉内に供給するための装入手段が設けられ、回転方向の最下流側には得られた還元鉄を炉外へ出すための排出手段が設けられる。なお、回転炉床炉は、回転構造であるため、回転方向の最下流側は、実際には装入手段の直上流側になる。
　上記トンネル炉とは、炉床が直線方向に炉内を移動する加熱炉である。
　上記塊成物は、上記移動炉床式加熱炉内で、例えば、１３００～１５００℃で加熱すればよい。この温度域で加熱することによって、塊成物に含まれる酸化鉄を炭素質還元剤により還元でき、還元鉄を製造できる。
　上記移動炉床式加熱炉の炉床上には、上記塊成物を炉内に装入するに先立って、床敷材を敷くことも好ましい態様である。床敷材を予め敷いておくことによって、還元鉄や副生するスラグが溶融したときに炉床に付着し、炉床表面が損傷するのを防止できる。
　上記床敷材としては、上記炭素質還元剤として例示したものの他、耐火性粒子を用いることができる。
　以上のようにして得られた還元鉄は、強度が高いため、そのまま高炉や電気炉等の溶解炉（特に、高炉）に供給し、鉄源として用いることができる。また、得られた還元鉄を圧縮成形すれば、強度の高い成形体が製造できるため、特に高炉に供給して鉄源として好適に用いることができる。
　本願は、２０１３年７月８日に出願された日本国特許出願第２０１３－１４２８９５号に基づく優先権の利益を主張するものである。日本国特許出願第２０１３－１４２８９５号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。
　以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
　酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む混合物を塊成化した塊成物を移動炉床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、還元鉄を製造する工程を模擬し、塊成物を電気炉で加熱して還元鉄を製造した。このとき、塊成物の爆裂の有無を観察した。以下、具体的に説明する。
　上記酸化鉄含有物質として、製鉄所ダストを３種類準備した。製鉄所ダストは、ダストＢＯ、ダストＢＦ、ダストＥＡである。
　上記炭素質還元剤として、石炭を用いた。
　上記製鉄所ダストと石炭に、バインダーとして澱粉と、塩基度調整剤として珪酸成分を混ぜた混合物を調製し、これに適当量の水分を添加したものを成形機へ装入し、円柱状のブリケットを製造した。珪酸成分としては、珪石を用いた。珪石としては、粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有するものを用いた。上記混合物における各成分の配合割合を下記表１に示す。
　得られた円柱状のブリケットを１７５℃で、１時間乾燥し、水分量を１％以下に調整した。乾燥して得られたブリケットの成分組成を下記表２に示す。下記表２において、Ｆｉｘｅｄ－Ｃは固定炭素、Ｔ．Ｆｅは全鉄量、Ｍ．Ｆｅは金属鉄量、Ｃ－ｖｏｌａｔｉｌｅは揮発性炭素を夫々示している。
　乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）を算出し、結果を下記表２に示す。
　また、乾燥ブリケットに含まれるＣｌ量（質量％）、Ｋ2Ｏ量（質量％）、Ｎａ2Ｏ量（質量％）に基づいてｍｏｌ数を算出し、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］を算出し、結果を下記表２に示す。
　また、下記表２には、乾燥ブリケットの化学分析により測定されたＣａＯ量（質量％）に基づいて、上記式（１）の右辺の値および上記式（３）の右辺の値を算出した結果を示す。
　次に、乾燥ブリケットをアルミナ製のトレーにのせ、１３００℃に加熱されている電気炉へ装入した。電気炉内の雰囲気は、ＣＯ2ガスとＮ2ガスとの混合ガス雰囲気とした。
　乾燥ブリケットを電気炉へ装入して加熱するときの様子を目視で観察し、乾燥ブリケットが爆裂するか否かを調べた。乾燥ブリケットが爆裂しなかった場合を判定Ａ（合格）、乾燥ブリケットの一部に崩壊が認められたが、使用できる程度の場合を判定Ｂ（合格）、乾燥ブリケットが爆裂し、崩壊が大きく、使用できない場合を判定Ｃ（不合格）と評価した。評価結果を下記表２に示す。
　次に、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）の関係を図１に示す。図１において、△は判定Ａ（合格）の結果、■は判定Ｂ（合格）の結果、◆は判定Ｃ（不合格）を夫々示している。
　図１において、点線で示した直線（ａ）は下記式（ａ）、点線で示した直線（ｂ）は下記式（ｂ）を夫々示している。
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＝－０．４９×ＣａＯ＋５．６３　・・・（ａ）
Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＝－０．４９×ＣａＯ＋４．４０　・・・（ｂ）
　下記表２および図１から次のように考察できる。
　Ｎｏ．２、３、５、７、８、１０～１４は、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（１）の関係を満足する例であり、上記要件（Ａ）を満足するため、加熱時における乾燥ブリケットの爆裂を防止でき、判定Ａとなるか、爆裂したとしても充分に使用できる程度のものとなり、判定Ｂとなる。
　一方、Ｎｏ．１、４、６、９、１５、１６は、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（１）の関係を満足せず、式（２）の関係を満足する例であり、これらのうちＮｏ．４、１５、１６を除いて、Ｎｏ．１、６、９は、加熱時に乾燥ブリケットの爆裂が発生し、使用できず、判定Ｃとなることが判明した。
　これに対し、Ｎｏ．４、１５、１６については、加熱時における乾燥ブリケットの爆裂を防止できている。まず、Ｎｏ．１５および１６は、乾燥ブリケットが上記要件（Ｂ）を満足する例である。即ち、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（２）の関係を満足し、且つ該乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３０未満の範囲を満足する例である。
　塩基度が低いことは、加熱時にガスが発生しやすいＣａ（ＯＨ）2およびＣａＣＯ3の存在量に比べてＳｉＯ2量が多いことを意味している。本発明で塩基度調整剤として用いている珪石は、粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有している比較的粗い粒子であり、加熱してもガスが発生しないため、その量が多くなるほど、乾燥ブリケット内に空隙が形成される。そのため乾燥ブリケット内でガスが発生すると、ガスはこの空隙を通り、乾燥ブリケットの外へ排出されると考えられる。その結果、乾燥ブリケットを加熱しても爆裂は発生しないと考えられる。
　Ｎｏ．４は、乾燥ブリケットが上記要件（Ｃ）を満足する例である。即ち、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（２）の関係を満足し、且つ該乾燥ブリケットに含まれる揮発性炭素量（Ｃ－ｖｏｌａｔｉｌｅ）が１．７０質量％未満の例である。揮発性炭素量が少ないことは、加熱時にガスが発生し難いことを意味している。そのため、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（２）の関係を満足することになっても、揮発性炭素量を１．７０質量％未満に制御すれば、乾燥ブリケットを加熱したときに爆裂が生じるのを防止できたと考えられる。
　以上の結果から、乾燥ブリケットに含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）との関係に基づいて、乾燥ブリケットを加熱したときに爆裂が発生する成分組成の領域と爆裂が発生しない成分組成の領域を分離できることが分かる。
　即ち、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（２）の関係を満足する場合は、乾燥ブリケットを加熱したときに爆裂が発生するため、更に塊成物の塩基度または塊成物に含まれる揮発性炭素量を調整する必要がある。
　一方、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（１）の関係を満足する場合は、乾燥ブリケットを加熱したときに爆裂が発生することを防止できるか、或いは一部爆裂が発生しても使用できるレベルとなる。また、上記ｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、乾燥ブリケットに含まれるＣａＯ量（質量％）が、上記式（３）の関係を満足する場合は、乾燥ブリケットを加熱しても爆裂は発生しないことが明らかとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

Claims (5)

  1. 　酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む混合物を塊成化した塊成物を移動炉床式加熱炉の炉床上に装入して加熱することによって、該塊成物中の酸化鉄を還元し、還元鉄を製造する方法であって、下記（Ａ）～（Ｃ）のいずれかに記載の要件を満足する塊成物を用いる還元鉄の製造方法。
    ・要件（Ａ）
    　前記塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（１）の関係を満足する塊成物。
    ・要件（Ｂ）
    　前記塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（２）の関係を満足し、且つ
    　該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３０未満である塊成物。
    ・要件（Ｃ）
    　前記塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（２）の関係を満足し、且つ
    　該塊成物に含まれる揮発性炭素量が１．７０質量％未満である塊成物。
    Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）≦－０．４９×ＣａＯ＋５．６３　・・・（１）
    Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＞－０．４９×ＣａＯ＋５．６３　・・・（２）
    ［上記式（１）、式（２）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。］
  2. 　前記要件（Ａ）を満足する塊成物として、該塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、下記式（３）の関係を満足するものを用いる請求項１に記載の製造方法。
    Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）＜－０．４９×ＣａＯ＋４．４０　・・・（３）
    ［上記式（３）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）であり、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。］
  3. 　前記要件（Ａ）を満足する塊成物として、該塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）と、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）およびＮａ2Ｏ量（ｍｏｌ）の合計量とのｍｏｌ比［Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）］と、該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）が、更に下記式（４）の関係を満足し、且つ
    　該塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から算出される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．３０以上、１．３４未満であり、
    　粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有する珪酸成分を用いて前記塩基度を調整したものを用いる請求項１に記載の製造方法。
    Ｃｌ／（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）≧－０．４９×ＣａＯ＋４．４０　・・・（４）
    ［上記式（４）中、Ｃｌ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏは、塊成物に含まれるＣｌ量（ｍｏｌ）、Ｋ2Ｏ量（ｍｏｌ）、Ｎａ2Ｏ量（ｍｏｌ）であり、ＣａＯは、塊成物に含まれるＣａＯ量（質量％）を示している。］
  4. 　前記要件（Ｂ）を満足する塊成物として、粒子径が５０～２００μｍの粒子を質量基準で８０％以上含有する珪酸成分を用いて前記塩基度を調整したものを用いる請求項１に記載の製造方法。
  5. 　前記要件（Ｃ）を満足する塊成物として、更に固定炭素量が１６．５質量％以上のものを用いる請求項１に記載の製造方法。
PCT/JP2014/067628 2013-07-08 2014-07-02 還元鉄の製造方法 WO2015005187A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-142895 2013-07-08
JP2013142895A JP5973966B2 (ja) 2013-07-08 2013-07-08 還元鉄の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015005187A1 true WO2015005187A1 (ja) 2015-01-15

Family

ID=52279872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/067628 WO2015005187A1 (ja) 2013-07-08 2014-07-02 還元鉄の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5973966B2 (ja)
WO (1) WO2015005187A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9596950B2 (en) 2014-09-03 2017-03-21 Amstore Corporation Display lighting system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5120368B2 (ja) * 1972-08-28 1976-06-24
JP2005200672A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Nippon Steel Corp 還元処理用ダスト成型物
JP2010248622A (ja) * 2009-03-27 2010-11-04 Nippon Steel Corp 還元鉄の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5120368B2 (ja) * 1972-08-28 1976-06-24
JP2005200672A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Nippon Steel Corp 還元処理用ダスト成型物
JP2010248622A (ja) * 2009-03-27 2010-11-04 Nippon Steel Corp 還元鉄の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YASUNORI NISHIKAWA ET AL.: "Reduction of platelet Fe203 single crystal reacted with Na20, K20, CaO and silicate slag at the surface of Fe203 c plane", REPORTS OF THE GOVERNMENT INDUSTRIAL DEVELOPMENT LABORATORY, HOKKAIDO, March 1986 (1986-03-01), pages 94 - 108 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9596950B2 (en) 2014-09-03 2017-03-21 Amstore Corporation Display lighting system
US10060607B2 (en) 2014-09-03 2018-08-28 Amstore Corporation Display lighting system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015014042A (ja) 2015-01-22
JP5973966B2 (ja) 2016-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2011262982B2 (en) Granular metal production method
JP2004285399A (ja) 粒状金属鉄の製法
JP2010111941A (ja) フェロバナジウムの製造方法
JP2010229525A (ja) フェロニッケルおよびフェロバナジウムの製造方法
JP2013209748A (ja) 還元鉄塊成物の製造方法
JP5420935B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP6014009B2 (ja) 還元鉄の製造方法
JP6294152B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP5973966B2 (ja) 還元鉄の製造方法
JP6185435B2 (ja) 回転炉床炉
JP6043271B2 (ja) 還元鉄の製造方法
JP5210555B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP6235439B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP2013174001A (ja) 粒状金属鉄の製造方法
WO2014034589A1 (ja) 還元鉄塊成物の製造方法
JP5494071B2 (ja) 還元鉄の製造方法
WO2014129282A1 (ja) 還元鉄の製造方法
JP2014181369A (ja) 還元鉄の製造方法
JP5671426B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP5096810B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP2013142167A (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP2008088533A (ja) 焼結鉱の製造方法
JP5096811B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP6250482B2 (ja) 粒状金属鉄の製造方法
JP2015209570A (ja) 還元鉄の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14823293

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14823293

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1