还原铁的制造方法技术

本发明专利技术提供一种还原铁的制造方法。在该还原铁的制造方法中，将添加有还原所需的碳质还原材料的以氧化铁为主要成分的原料成型而得到的成型体干燥后，将该成型体装入到还原炉中进行还原，从而制造含有金属铁成分及炉渣成分的混合物的还原铁。在所述成型体的成型时，在所述原料中添加以ＣａＯ为主要成分的氧化物系改性材料或以ＭｇＯ为主要成分的氧化物系改性材料之中的至少任一者。另外，相对于除去所述碳质还原材料以外的所述成型体的总质量，将所述成型体中的ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ及Ａｌ２Ｏ３的含量的总量设定在８～２０质量％的范围；使用所述成型体中的所述炉渣成分的质量％来算出的炉渣碱度（ＣａＯ％＋ＭｇＯ％）／ＳｉＯ２％在０．９～３．０的范围。

【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，其利用将氧化铁系粉原料和煤等还原材料混 合而得到的成型体，以高操作性和生产率有效地制造还原铁，且不会将还原铁熔解。本申请以日本特愿2008-093344号和日本特愿2008-306789号作为基础申请，将 它们的内容在此引入。
技术介绍
已知有向在制铁和制钢工序中产生的含有大量氧化铁的炉尘粉(粉状铁原料)中 配合并混合碳质的还原材料及水分，成型为颗粒或团块状的成型体，再将上述成型体干燥 后装入到还原炉内进行加热，从而制造还原铁的技术。另外，近年来，由于对资源枯竭的担忧，从而要求对难以在烧结工序、高炉中使用 的粉矿石进行有效利用的方法，还已知有使用粉矿石的氧化铁作为主原料的还原铁制造方法。作为与这些现有技术关联的技术，下述专利文献1中公开了在还原炉中将成型体 加热至高温、将生成的金属铁与炉渣分离并聚集成粒状的方法。另外，该专利文献1中还公 开了通过将炉渣成分的碱度控制在规定的范围内，从而降低金属铁中的含硫浓度的技术。进而，下述专利文献2中公开了 在还原炉将成型体还原时，为了减少炉床上面的 堆积物和附着物的量，在成型体中添加含有Si02的改性材料的方法。此外，下述专利文献3中公开了 为了能够在窑炉内使用，在水热固化时形成硅酸 盐结合或水合硅酸盐结合以制造强度高的固化颗粒的方法；和由利用窑炉生成的固化颗粒 来制造金属化颗粒的方法。专利文献1 日本特开2004-285399号公报专利文献2 日本特开2006-283136号公报专利文献3 日本特开昭55-122832号公报然而，在通过使金属铁浸碳熔解从而将金属铁与炉渣成分分离的上述专利文献1 中记载的方法中，需要将还原炉加热至根据浸碳量而变化的金属铁的熔点以上的温度。在 这样的高温下，存在下述问题炉内耐火物的损耗显著、加热所需的能量原单位高、进而生 产率降低等。另外，由于将金属铁制成熔融状态，因而还产生了该金属铁中含有碳材料来源的 硫的问题。为了降低该金属铁中的含硫浓度，必须将还原炉内的还原势能CO/(co+co2)保持 为较高，因而需要将应装入到还原炉内的碳材料添加至还原和浸碳熔解所必需的量以上。 这种碳材料的过量的装入会显著降低金属铁的熔点，因此有可能提高粒状金属铁的相互熔 解的可能性，导致金属铁在炉床上流动。此时，粒状金属铁的成品率下降，并且操作性显著 降低。如果能够在不熔解的前提下制造金属铁，就能够防止金属铁中碳材料来源的硫熔 解。因此，没有必要将还原炉的还原势能保持为较高，能够节约作为原料的碳材料的成本。同时，能够防止随着粒状金属铁的相互熔解而发生金属铁在炉床中的流动，不会损害操作 性。然而，现状是通过上述专利文献1中记载的方法无法实现这一点。另外，在上述专利文献2中记载的方法中，氧化铁和Si02容易生成稳定的熔融化 合物。因此，由于利用还原材料将氧化铁还原需要时间，因而存在生产率下降的问题。进而，在用窑炉来制造金属化颗粒的专利文献3所记载的方法中，与利用移动床 式还原炉的不同，为了防止其粉化而需要高强度的成型体。然而，对全部 成型体要求这样理想的强度并不容易，要完全避免强度的不均并不现实。因此，在被还原之 前产生一定程度的粉化是不可避免的，这样的粉化的结果是，炉渣成分容易在炉内堆积。这 样的堆积物以被称作所谓的窑结圈(kiln ring)的附着物形式沿着炉的内壁生长，有可能 妨碍金属化颗粒的排出。在这种情况下，金属化颗粒的生产率显著下降。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而进行的，目的在于提供一种，其是在 将由氧化铁系的主原料和碳质的还原材料混合而成的成型体在还原炉内加热以制造由金 属铁和炉渣成分构成的还原铁时，在不损害作为主原料的氧化铁的被还原性的前提下，以 高操作性和生产率有效地制造含有更高浓度的金属铁的还原铁。本专利技术为了解决上述问题而达到所述目的，采用以下的方法。(1) 一种，该方法是通过将添加有还原所需的碳质还原材料的 以氧化铁为主要成分的原料成型而得到的成型体干燥后，将该成型体装入到还原炉中进行 还原，从而制造含有金属铁成分及炉渣成分的混合物的还原铁，其中，在上述成型体的成型 时，在上述原料中添加以CaO为主要成分的氧化物系改性材料或以MgO为主要成分的氧化 物系改性材料之中的至少任一者；相对于除去上述碳质还原材料以外的上述成型体的总质 量，将上述成型体中的CaO、Si02、MgO及A1203的含量的总量设定在8 20质量％的范围； 使用上述成型体中的上述炉渣成分的质量％来算出的炉渣碱度(Ca0% +MgO% )/5102%在 0. 9 3. 0的范围。(2)根据上述(1)所述的，其中，在上述成型体的成型时，相对 于上述成型体中的CaO的含量、Si02的含量、MgO的含量和A1203的含量的总量，可以将A1203 的含量设定在5 19质量％的范围。(3)根据上述⑴或上述⑵所述的，其中，在上述成型体的成 型时，可以将上述原料中添加的以CaO为主要成分的氧化物系改性材料的粒径或以MgO为 主要成分的氧化物系改性材料的粒径设定在以筛下80%粒径计为2mm以下。根据上述(1)所述的，在成型体的还原时不会因氧化铁与炉渣 成分的反应而形成使被还原性降低的氧化铁系化合物，使以规定时间的加热达到的成型体 中的金属铁含有率稳定在高位，并且能够降低还原炉的原燃料成本，以高操作性和生产率 以高效率制造还原铁。附图说明图1是表示炉渣成分中的(Ca0+Mg0)/Si02与金属化率的关系的图。图2是将炉渣碱度控制在满足本专利技术的的条件时得到的还原铁截面的光学显微镜照片。图3是将炉渣碱度控制在不满足本专利技术的的条件时得到的还 原铁截面的光学显微镜照片。图4是图3所示的还原铁截面的一部分的详细的电子显微镜照片。图5是表示MgO的筛下80%粒径与还原铁的金属化率的关系的图。具体实施例方式以下一边参照附图，一边对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。本专利技术是鉴于上述问题，以着眼于所含的炉渣成分对作为主原料的氧化铁的被还 原性的影响、并加上各种研究而得到的结果为基础构建的技术。通过该技术，可提供如下还 原铁的制造方法在将由氧化铁系的主原料和碳质的还原材料混合而成的成型体在还原炉 内加热以制造由金属铁和炉渣成分构成的还原铁时，不会损害作为主原料的氧化铁的被还 原性，能够以高操作性和生产率有效地制造含有更高浓度的金属铁的还原铁。首先，在说明本专利技术的之前，以下对本申请专利技术人们所进行的 研究内容及研究结果进行详细说明。为了制造本专利技术的还原铁而装入到还原炉中的作为成型体的主原料的氧化铁是 炉尘类(例如转炉炉尘、电炉炉尘、熔化炉炉尘、高炉炉尘等)、或者在烧结工序和高炉中降 低通气性从而阻碍生产率的粉矿石类。前者的炉尘类是熔解、还原和精炼工序中的产物，含 有精炼炉渣的主要成分即Ca0、Si02、Al203、Mg0等氧化物。另外，后者的粉矿石类主要含有 Si02、A1203等氧化物作为脉石成分。从资源再循环的观点出发，期望有效利用这些氧化铁作为铁原料。作为其方法，周 知的有下述的方法混合规定量的像煤那样的碳系还原材料，制成颗粒或团块等成型体，并 在加热炉中保持一定时间，从而制造还原铁。制成成型体时，添加规定量的用于保持强度的粘合剂。作为这种粘合剂的代表，有 玉米淀粉那样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原铁的制造方法，其特征在于，该方法是通过将添加有还原所需的碳质还原材料的以氧化铁为主要成分的原料成型而得到的成型体干燥后，将该成型体装入到还原炉中进行还原，从而制造含有金属铁成分及炉渣成分的混合物的还原铁，其中，在上述成型体的成型时，在所述原料中添加以ＣａＯ为主要成分的氧化物系改性材料或以ＭｇＯ为主要成分的氧化物系改性材料之中的至少任一者；相对于除去所述碳质还原材料以外的所述成型体的总质量，将所述成型体中的ＣａＯ、ＳｉＯ↓［２］、ＭｇＯ及Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］的含量的总量设定在８～２０质量％的范围；使用所述成型体中的所述炉渣成分的质量％来算出的炉渣碱度（ＣａＯ％＋ＭｇＯ％）／ＳｉＯ↓［２］％在０．９～３．０的范围。

【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：泽井隆，桑内祐辉，佐藤毅典，永井涉，福田和久，大贯一雄，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]