粒状金属铁的制法制造技术

一种粒状金属铁的制法是在还原熔融炉内加热含有碳还原剂和含氧化铁物质的原料，固体还原该原料中的氧化铁后，再加热所生成的金属铁使之熔融，同时与熔渣成分分离并使之凝聚制造粒状金属铁。所述碳还原剂使用固定碳含有率为７３％以上，且原料中的挥发成分量为３．９％以下的碳材，对在该原料的含氧化铁物质中所含的氧化金属成分，可控制碳还原剂的配合量为４５％以下。该制法能高收率高生产效率地制造Ｆｅ纯度高粒径大易处理的粒状金属铁。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在还原熔炼含铁矿石等氧化铁和焦炭等碳还原剂的原料制造粒状金属铁时，特别是以高收率和生产效率能制造Fe纯度高、粒径大并且运送及处理容易的粒状金属铁的改进方法。对于加热含有铁矿石等的氧化铁源和焦炭或煤粉等的碳还原剂的原料，进行固体还原，然后使之加热熔融制造金属铁的方法，例如特开平9-256017号公报及特开平11-335712号公报等已经多有报导。由这些公报可知，如果加热由固体还原所生成的还原铁，渗碳该还原铁，使熔点降低，则能促进熔融，提高金属铁的生产效率。但是，在这些公报中，虽然报导有在熔融由固体还原所生成的金属铁时，在固体还原工序中分离所产生付产物熔渣并进行凝集能得到Fe含量高的金属铁。但是，没有说明对如何能高收率地把该金属铁制成容易运送及处理的粒度结构的粒状金属铁进行充分地研究。另外，也存在由于原料的质量或配合不同，在固体还原后的熔融工序中金属铁与副产物熔渣不能充分离，致使不能很好进行粒状化，或成含有熔渣的产品，或成极微细的粒状物，使其分离作业变难，并且不能高收率地得到作为制品的合适的粒径范围的产品。另外，在特开平09-310111号公报中公开了一种在加热还原内含碳材颗粒(丸形团矿)制造还原铁颗粒时，通过能抑制在碳材中所含的挥发成分含量少，防止在加热还原时该颗粒的破坏，使能稳定所得的还原铁的质量及生产效率的技术。但是，在该公报中所公开的专利技术不是使原料颗粒中的氧化铁熔融进行加热还原制造还原铁，所以虽能提高金属化率本身，但所得的还原铁含大量的熔渣，Fe纯度本身相当低。而且在该专利技术中，由于是制造未熔融状态的还原铁的方法，所以与得到能除去熔渣成分的高Fe纯度的粒状金属铁的技术不同，当然也不存在高收率制造所需粒度构成的粒状金属铁的问题。除上述之外，还有很多报导加热还原含氧化铁源和碳还原剂的原料制造还原铁，或加热还原后再进一步使之熔融制造粒状金属铁的方法，但是，在迄今所知包括上述公报所公开的方法制造粒状金属铁的技术中，可以说还没有能综合地考虑作为炼铁和炼钢用或者制造合金钢用的原料的质量及处理性等，并且能确实能作为用于高收率地制造适当粒径范围的粒状金属铁的具体的技术。另外，对于成为上述的金属铁的制造原料的碳还原剂，理想的是使用如焦炭或油焦炭等加工碳材及如无烟媒、烟煤等含固定碳量高的优质碳材。但是最近，随着优质碳的资源减少不得不使用如褐煤等的低质碳的增多，在使用这些低品位碳作为碳还原剂时，将产生使最终所得的粒状金属铁的质量及收率变低，特别是为得到适当粒度构成的粒状金属铁，产生预料不到的各种问题。本专利技术为解决上述问题，其目的是提供一种制造粒状金属铁的方法，这种方法在使用优质的碳材作碳还原剂的情况不用说，就是在使用低质的碳材时也能以高收率和高生产效率地制造Fe纯度高并适当粒度构成的粒状金属铁的方法。能实现上述目的的本专利技术的制法，是在还原熔融炉内加热含碳还原剂和含氧化铁物质的原料，固体还原该原料中的氧化铁后，再加热所生成的金属铁，使之熔融，同时分离熔渣成分并使之凝聚制造粒状金属铁，其特征在于使用固定碳含量高的碳还原剂。作为在实施本专利技术时所用的上述碳还原剂，固定碳含有率为73％(质量百分比，以下同)以上，而最好为74.5％以上。而所述原料中的挥发成分控制在3.9％以下，更理想的在3.2％以下，并且，对于在该原料的含氧化铁物质中所含的氧化金属成分把碳还原剂的配合量控制在45％以下，而最好在44％以下。另外，如在上述还原熔融炉内，把由固体还原所生成的金属铁熔融时的温度控制在1400℃以上或1460℃以上，则能更高收率地得到粒径比较大的粒状金属铁，作为上述适当固定碳含量范围的碳还原剂，除能单独使用其本身固定碳含量高的碳材之外，也可合用固定碳含量比较多的高质量碳材和固定碳含量少的低质量的碳材，并调整其配合比，并如能确保所规定的固定碳含量，则即使为低质量的碳材，也可无影响地使用，是理想的。另外，在还原熔融炉内由固体还原所生成的金属铁熔融前，如在原料附近装入粉状碳物质，则该粉状碳物能保持在固体还原后期的原料附近的气氛为高还原性，能更可靠地防止所生成的金属铁的再氧化，同时该碳物成为向金属铁渗碳源，能在更低温度高效进行金属铁的熔融和凝聚，并能抑制还原炉的热老化，降低用于运转的热能，更加提高粒状铁的生产效率等，是理想的。另外，在本专利技术所得的粒状金属铁的粒径没有特别地限制，但是综合地考虑在生产时所产生副产物熔渣的分离效率，作为制品的运送及容易处理等因素，理想的粒径为2-50mm，而最好为3-40mm范围。这里，所谓粒状金属铁并不一定指球形，可以是包括椭圆形、卵形、或大致扁平形的粒状物的总称，而所谓上述理想的粒径是指大致成球形物的为其直径，椭圆形或卵型物的为长轴和短轴的平均值，另外对于扁平物可为长径与短径及最大厚度之和除3的值，按本专利技术，能得到粒径3-40mm范围的粒状金属铁的收率为80％以上，而最好为90％以上。另外，所谓碳还原剂中的固定碳是指按JIS M 8812所定义及测定法的碳成分，挥发成分也按同基准定，如CH4等纸级烃等挥发性有机物及吸附的H2、CO、CO2、水分等，在使用粉尘类作为含氧化铁物质时含有Zn、Pb等。另外，把从所述还原熔融炉与所述粒状金属铁同时排到炉外的所述原料中的碳还原剂或粉状碳物的一部分或全部作为所述原料中的碳还源剂再利用，也是实施本专利技术的理想的实施例。下面对附图进行简单的说明。附图说明图1为表示本专利技术所用的还原熔融设备的说明图。图2为沿图1中A-A线剖视图。图3为表示把图1展开到旋转型炉床的旋转方向的截面说明图。图4为表示在的把开始熔融时的温度设定在1400℃时的碳材中的固定碳量对粒状金属铁收率的影响的曲线图。图5为表示在把开始熔融时的温度设定在1460℃时的碳材中的固定碳量对粒状金属铁收率影响的曲线图。图6为表示在把开始熔融时的温度设定在1400℃时的原料中的挥发成分量对粒状金属铁收率影响的曲线图。图7为表示在把开始熔融时的温度设定在1460℃时的原料中的挥发成分量对粒状金属铁收率影响的曲线图。图8为表示在把开始熔融时的温度设定在1400℃时的原料的铁矿石中的T.Fe量与碳量对粒状金属铁收率影响的曲线图。图9为表示在把开始熔融时的温度设定在1460℃时的原料的铁矿石中的T·Fe量与碳量对粒状金属铁收率影响的曲线图。图中，1-回转型炉床，2-炉体，3-燃烧器枪，4-原料及副原料装入装置，5-振动送料器，6-排出装置，K隔离墙，C冷却区，H料斗。在上述的本专利技术中，在还原熔融含有铁矿石及氧化铁或含有其部分还原物等的氧化铁物质(以下有时称氧化铁源或铁矿石等)和焦炭或煤等的碳还原剂(以下有时称碳材)的原料，再加热所生成的金属铁并使之熔融，同时与所生成副产物熔渣分离并使之凝聚制造粒状金属铁时，特别是对于原料中的氧化铁源，作为起还原剂作用的所述碳还原剂选择使用固定碳量高的作还原剂，并且通过适当地调整对在原料中的挥发成分量或在原料中含氧化铁物质中所含的氧化金属成分与碳还原剂的配合量等，能促进在还原和熔融时的金属铁的熔融和凝聚，并能高收率地得到适当粒度构成的粒状金属铁。作为这里所使用的原料，如为含上述氧化铁源和碳材，则对其形态无特别地限制，可为这些粉末的均匀混合物或根据需要适当合用粘合剂并形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒状金属的制法，是在还原熔融炉内加热含碳还原剂和含氧化铁物质的原料，固体还原该原料中的氧化铁后，再加热生成的金属铁并使之熔融，同时分离熔渣成分并使之凝聚制造粒状金属铁，其特征在于使用固定碳含有率高的碳还原剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池晶一，谷垣恭广，德田耕司，土屋脩，伊东修三，
申请(专利权)人：米德雷克斯国际公司苏黎世分公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]