JPH10102115A - 金属鉄の製造方法及び製造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄鉱石等の酸化鉄を炭材などの炭素質還元剤
と共に加熱して還元し金属鉄を得る際に、酸化鉄を金属
鉄にまで効率よく還元すると共に、鉄鉱石などの酸化鉄
源中に脈石成分等として混入してくるスラグ成分をうま
く溶融分離し、高純度の金属鉄を溶融鉄として効率よく
製造することのできる方法および設備を提供すること。 【解決手段】 炭素質還元剤が存在する酸化鉄の成形体
を加熱還元して金属鉄を製造するに当たり、上記成形体
を長尺成形体として垂直姿勢で下方へ移動させつつ加熱
還元することにより、金属鉄外皮を生成且つ成長させ
て、内部に酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を
進めると共に、内部に生成スラグを形成させ、更なる加
熱によって上記金属鉄外皮およびスラグを溶融落下させ
た後、溶融スラグと溶融鉄に分離することにより金属鉄
を製造する方法、およびこれに用いる金属鉄の製造設備
を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鉱石等の酸化鉄
を炭材等の炭素質還元剤と共に加熱還元して金属鉄を得
る技術の改良に関し、特に、鉄鉱石等の酸化鉄を炭材な
どの炭素質還元剤と共に加熱して還元し金属鉄を得る際
に、酸化鉄を金属鉄にまで効率よく還元すると共に、鉄
鉱石などの酸化鉄源中に脈石成分等として混入してくる
スラグ成分をうまく溶融分離し、高純度の金属鉄を溶融
鉄として効率よく製造することのできる方法および設備
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鉱石や酸化鉄ペレット等の酸化鉄を炭
材や還元性ガスにより直接還元して還元鉄を得る直接製
鉄法としては、従来よりミドレックス法に代表されるシ
ャフト炉法が知られている。この種の直接製鉄法は、天
然ガス等から製造される還元ガスをシャフト炉下部の羽
口より吹き込み、その還元力を利用し酸化鉄を還元して
還元鉄を得る方法である。また最近では、天然ガスに代
わる還元剤として石炭等の炭材を使用する還元鉄製造プ
ロセスが注目されており、具体的には、鉄鉱石等の焼成
ペレットを石炭粉と共にロータリーキルンで加熱還元す
る、所謂ＳＬ／ＲＮ法がすでに実用化されている。

【０００３】また他の還元鉄製造法として米国特許第
３，４４３，９３１号公報には、炭材と粉状酸化鉄を混
合して塊状化し、ロータリーハース上で加熱還元して還
元鉄を製造するプロセスが開示されている。このプロセ
スは、粉鉱石と粉炭を混合して塊状化し、これを高温雰
囲気下で加熱還元するものである。

【０００４】これらの方法で製造された還元鉄は、その
まま或はブリケット状等に成形してから電気炉へ装入
し、鉄源として用いられる。近年、鉄スクラップのリサ
イクルが活発化するにつれて、上記方法によって得られ
る還元鉄はスクラップ中に混入してくる不純物元素の希
釈材として注目されている。

【０００５】ところが従来の還元製鉄法によって得られ
る還元鉄には、原料として用いた酸化鉄（鉄鉱石など）
や炭材（石炭など）に含まれるＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、
ＣａＯ等のスラグ成分がそのまま混入してくるため、製
品の鉄品位（金属鉄としての純度）は低くなる。実用に
当たっては、次の精錬工程でこれらのスラグ成分は分離
除去されるが、スラグ量の増加は精錬溶湯の歩留りを低
下させるばかりでなく電気炉の操業コストにも大きな影
響を及ぼすので、鉄品位が高くスラグ成分含有量の少な
い還元鉄が求められているが、前述の如き従来の還元鉄
の製法でこうした要求に応えるには、還元鉄製造原料と
して鉄品位の高い鉄鉱石を使用しなければならず、実用
可能な製鉄原料の選択の幅を大幅に狭めることになる。

【０００６】更に上記の様な従来法は、還元された固体
製品を中間製品として得ることを最終の目的としてお
り、実用化に当たっては、次の工程となる精練工程へ送
るまでに搬送、貯蔵、ブリケット化あるいは冷却といっ
た工程が必要であり、この間に大きなエネルギー損失が
生じたり、ブリケット化のための余分のエネルギーや特
殊な装置が必要になるといった欠点がある。

【０００７】他方、酸化鉄を直接還元して還元鉄を得る
方法としてＤＩＯＳ法等の溶融還元法も知られている。
この方法は、酸化鉄を予め鉄純度で３０〜５０％程度に
まで予備還元しておき、その後、鉄浴中で炭素と直接還
元反応させることによって金属鉄にまで還元を行う方法
であるが、この方法は予備還元と鉄浴中での最終還元の
２工程が必須になるため作業が煩雑であるばかりでなく
で、鉄浴中に存在する溶融酸化鉄（ＦｅＯ）と耐火物が
直接接触するため、耐火物の損耗が激しいという問題も
指摘される。

【０００８】更に特公昭５６−１９３６６号公報には、
金属酸化物と固体炭素質材料およびスラグ形成材料を含
む集塊物を加熱・還元し、該集塊物の形状を保ちなが
ら、還元により生成した金属をスラグシェルで包む様な
状態を形成し、その後スラグシェルを溶融させて金属と
スラグを分離する方法を開示している。ところがこの方
法では、還元により生成した金属の再酸化を阻止するた
め、該金属を完全に包み込むに足る量のスラグを生成さ
せなければならず、スラグ形成材料の配合量が不足する
と金属の包み込みが不十分となって金属の再酸化が避け
られなくなる。しかも加熱還元条件によってはＦｅＯ濃
度の高いスラグが生成し、設備の内張り耐火物を著しく
損傷するという、実用化する上で大きな問題も生じてく
る。

【０００９】上記の様に、スラグ成分含有量の少ない金
属鉄を製造する方法の実現は、製品金属鉄としての付加
価値を高めるばかりでなく、電気炉を用いた製鉄コスト
の低減、更には金属鉄製造における使用原料の選択の柔
軟性という観点から極めて重要になってくる。また、加
熱・還元により副生するスラグ中の酸化鉄含有量を極力
少なくし、耐火物の溶損を抑えることは、この種の製鉄
法を工業的規模で実現可能にする上で極めて重要とな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らはこうした
状況に着目し、鉄成分含有量の高い酸化鉄はもとより鉄
成分含有量の比較的低い鉄鉱石等からでも、耐火物の溶
損などを生じることなく鉄純度の極めて高い金属鉄を、
溶融鉄として簡単な処理で効率よく得ることのできる技
術の開発を期してかねてより研究を進めており、その研
究成果として下記の方法を開発し、先に特許出願を済ま
せた（特願平８−５９８０１号）。

【００１１】この先願発明は、炭素質還元剤が存在する
酸化鉄の成形物を加熱還元して金属鉄を製造する際に、 加熱還元により金属鉄外皮を生成且つ成長させ、内部
には酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を進める
と共に、内部に生成スラグの凝集物を形成し、 加熱還元により金属鉄外皮を生成且つ成長させ、内部
に酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を進め、更
に加熱を続けて内部に生成するスラグを金属鉄外皮の外
側へ流出させ、 加熱還元により金属鉄外皮を生成且つ成長させ、内部
には酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を進め、
更に加熱を続けて金属鉄とスラグを溶融分離し、あるい
は 加熱還元により金属鉄外皮を生成且つ成長させ、内部
には酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を進める
と共に、内部に生成スラグの凝集物を形成させ、次いで
生成スラグを金属鉄から分離するところに特徴を有して
いる。

【００１２】上記の方法を実施するに当たっては、金
属鉄外皮の一部を溶融させることによって、内部の溶融
スラグを金属鉄外皮外へ流出させればよく、この際、あ
るいは前記の方法を実施するに当たり、金属鉄外皮の
一部もしくは全部を溶融させるには、金属外皮内に存在
する炭素質還元剤による浸炭を進めて当該金属外皮の融
点を降下させればよく、また上記〜の発明を実施す
るに当たっては、加熱還元工程の最高加熱温度を、生成
スラグの融点以上で且つ生成する金属鉄外皮の融点以下
の温度に制御することによって、金属鉄生成反応をより
効率よく進めることができ、この還元工程では、固相還
元により酸化鉄を低減し、更に液相還元によりＦｅＯを
主体とする酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元す
れば、得られる金属鉄の品位をより効率よく高めること
が可能となる。

【００１３】そして、固相状態での酸化鉄の還元をうま
く進めるには、還元工程で生成するスラグが、還元によ
って生成する金属鉄よりも低い温度で溶融することが必
要であり、そのためには、成形体中の酸化鉄や炭素質還
元剤等の中に含まれるスラグ生成成分の含有組成を事前
に調整し、生成スラグの融点が還元鉄の融点よりも低く
なる様、成形体の成形工程で必要によりＡｌ₂ Ｏ₃ 、Ｓ
ｉＯ₂ 、ＣａＯなどを追加調整することが望ましい。

【００１４】尚上記先願明において、「金属鉄外皮内部
に酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を進める」
ことの好ましい定量的基準は、加熱還元工程で、「Ｆｅ
Ｏを主体とする酸化鉄の含有率が５重量％以下、より好
ましくは２重量％以下となるまで還元を進めること」で
あり、また別の観点からすると、還元反応によって生成
する金属鉄から分離される生成スラグ中のＦｅＯを主体
とする酸化鉄の含有量が、５重量％以下、より好ましく
は２重量％以下となるまで還元を進めることが望まし
い。

【００１５】そして、この方法によって得られる高純度
の金属鉄および生成スラグは、加熱溶融した状態で比重
差により分離すれば、金属化率で９５％程度以上、更に
は９８％以上といった非常に高純度の金属鉄を得ること
ができ、しかもこの先願発明によれば、生成スラグ中の
酸化鉄含有量を可及的に少なくすることができるので、
酸化鉄に起因する処理炉耐火物の溶損も起こらず、設備
保全の観点からしても極めて実用性の高い技術として、
その実用化が期待される。本発明は、上記先願発明の基
本的な技術思想を活用し、これを工業的規模で効率よく
実施することのできる製法および装置を提供しようとす
るものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る金属鉄の製法は、炭素質還元剤が
存在する酸化鉄の成形体を加熱還元して金属鉄を製造す
るに当たり、上記成形体を長尺成形体として垂直姿勢で
下方へ移動させつつ加熱還元することにより、金属鉄外
皮を生成且つ成長させ、内部に酸化鉄が実質的に存在し
なくなるまで還元を進めると共に、内部に生成スラグを
形成させ、更なる加熱によって上記金属鉄外皮およびス
ラグを溶融落下させた後、溶融スラグと溶融鉄に分離す
るところにその要旨が存在する。

【００１７】この発明を実施するに当たっては、上記長
尺成形体を帯状または棒状の成形体として加熱還元する
のがよく、またこの長尺成形体は、予備還元することな
くそのままで加熱還元工程に供することができるし、場
合によっては予め予備還元を行なってから上記加熱還元
工程へ送り、加熱還元をより短時間で進めることも有効
である。

【００１８】また上記製法を実施する際には、その前工
程で、炭素質還元剤が存在する酸化鉄を連続成形によっ
て長尺成形体とし、これを引き続いて垂直姿勢で下方へ
移動させて加熱還元する様にすれば、長尺成形体の成形
から加熱還元およびそれ以降の工程を連続化することが
できるので好ましい。

【００１９】そして連続成形により長尺成形体を成形す
るに当たっては、鉄製の支持金網によって該成形体を外
側から保持しながら成形を行ない、あるいは、鉄製の支
柱によって該成形体を内側から保持しながら成形する方
法を採用すれば、長尺成形体を垂直姿勢で下方へ移動さ
せながら加熱還元を行なう際に、該長尺成形体が加熱還
元の途中に自重で破断して落下し、還元不足となる様な
懸念も解消されるので好ましい。

【００２０】また本発明では、基本的に、長尺成形体を
垂直姿勢で下方へ移動させつつ加熱還元し、金属鉄外皮
を生成しつつその内部で加熱還元を進めることによって
還元効率を高めるものであり、生成する金属鉄とスラグ
が溶融落下する際には殆んど還元が完了しているが、場
合によっては、酸化鉄の一部が還元不足の状態で下方の
分離部に落下することもあるので、この様な場合は、該
分離部に炭素質還元剤を補給し、該分離部で加熱還元を
完結させることも有効となる。

【００２１】本発明の他の構成は、上記方法を実施する
際に好ましく使用される装置に関するもので、その構成
は、炭素質還元剤が存在する酸化鉄の成形体を加熱還元
して金属鉄を製造する設備において、上記成形体を長尺
成形体として垂直姿勢で下方へ移動させる下降装置と、
上記長尺成形体を下方への移動過程で順次加熱して還元
及び溶融する加熱部材と、該溶融して落下する溶融スラ
グと溶融鉄を受け入れてこれらを分離する分離装置とを
備えているところに要旨が存在する。

【００２２】またこの装置における前記加工装置の前
に、炭素質還元剤が存在する酸化鉄を連続成形によって
長尺成形体とする成形装置を設けておけば、長尺成形体
の成形工程を含めた一連の工程を連続化することができ
るので好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】上記の様に本発明では、炭素質還
元剤が存在する酸化鉄の成形体を加熱還元して金属鉄を
製造する際に、上記成形体を長尺成形体として垂直姿勢
で下方へ移動させつつ加熱還元することにより、金属鉄
外皮を生成且つ成長させて内部に生成スラグを形成さ
せ、更なる加熱によって上記金属鉄外皮およびスラグを
溶融落下させた後、溶融スラグと溶融鉄に分離するとこ
ろに特徴があり、更には、上記長尺成形体を下方へ移動
させて加熱還元する前工程として、該長尺成形体を連続
成形する工程を付加し、金属鉄の製造原料となる長尺成
形体の成形から加熱還元、更には還元により生成する金
属鉄とスラグの分離の一連の工程を連続的に行なうこと
が可能となる。

【００２４】そして上記加熱還元工程では、まず長尺成
形体の外周側で加熱還元が進行して金属鉄からなる外皮
が形成され、その後、該外皮の内側で炭素質還元剤自体
およびその熱分解により生成する一酸化炭素による還元
作用によって、外皮内における酸化鉄の還元反応が効率
よく進行し、生成する金属鉄は互いに付着し合って集合
すると共に、生成スラグも互いに融け合って集合する。
その結果、この加熱還元工程での金属化率は著しく高ま
ると共に、生成スラグ中の酸化鉄混入量も著しく少なく
なる。

【００２５】そして、上記加熱還元が行なわれる部分の
下方側では、更なる加熱によって上記金属鉄外皮および
スラグは溶融落下し、その下部に設けられた分離部で比
重差により分離するので、高度に還元された金属鉄を溶
融鉄として効率よく得ることが可能となる。しかも、該
加熱還元工程で酸化鉄の還元が高度に進行する結果、副
生する溶融スラグ中に混入する酸化鉄の量も極めて少な
くなり、酸化鉄の混入による耐火物の溶損も可及的に抑
えられるのである。

【００２６】以下、本発明にかかる製造方法および製造
設備を、一実施例を示す図面を参照しつつ具体的に説明
するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではな
く、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加
えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発
明の技術的範囲に包含される。

【００２７】図１は、本発明の一実施例を示すもので、
代表的な金属鉄の製法を、製造設備と共に説明するため
の概略縦断面説明図であり、図中１は原料ホッパー、２
は成形・送給ローラ（成形装置と送給装置としての機能
を兼備している）、３は加熱還元炉、４は分離装置を構
成する溶融分離炉を示しており、炭材等の炭素質還元剤
と鉄鉱石等の酸化鉄および必要により配合されるバイン
ダーの混合物Ａは、矢印方向から原料ホッパー１へ送り
込まれ、成形と送給を兼ねた成形・送給ローラ２によっ
て任意の寸法・形状（通常は板状、角棒状あるいは丸棒
状）の長尺成形体Ｂに連続成形されながら、加熱還元炉
３へ垂直姿勢で下方へ送り込まれる。尚垂直姿勢とは、
基本的には垂下方向の姿勢を意味するが、送給装置の精
度などによっては、送り込み部において若干（たとえば
±５°程度）傾斜することがあっても、本発明の基本思
想を逸脱するものではない。

【００２８】加熱還元炉３には、加熱部材を構成するバ
ーナ５，５が設けられており、長尺成形体Ｂは、該加熱
還元炉３を降下する過程で、バーナ５，５からの火炎に
よる直接加熱によってまず表層側から還元が進行し、前
述の如く生成する金属鉄により表面に金属鉄主体の外皮
が形成される。そしてその内側では、炭素質還元剤およ
びその熱分解によって生成する一酸化炭素によって強い
還元雰囲気が形成され、内部で酸化鉄の還元が急速に進
行していく。従って、加熱還元炉３の長さに応じて該長
尺成形体Ｂの降下速度や加熱条件等を適正にコントロー
ルすれば、金属鉄外皮内の強い還元雰囲気によって内部
の酸化鉄は効率よく還元され、全体としての金属化率を
９５％以上、更には９８％以上といったレベルにまで高
められる。

【００２９】金属鉄の生成に伴って副生するスラグは、
該金属鉄外皮内で金属鉄よりも低温で溶融し、相互に融
着し合って分離された状態となるが、加熱還元炉３の下
方側に行くにつれて長尺成形体Ｂが更なる加熱を受ける
と、上記外皮を形成している金属鉄も溶融し、生成スラ
グと共に下方の溶融分離炉４に滴下していく。溶融分離
炉４では、比重の小さな溶融スラグＳが溶融鉄Ｆｅの表
面に浮上分離するので、該溶融分離炉４の湯面側から溶
融スラグＳを抜き出し、底部から溶融鉄Ｆｅを抜き出せ
ばよい。

【００３０】なお図中６は排ガス排出口を表わし、該排
出口６から排出される排ガスはそのまま放出してもよい
が、この排ガスは高温でしかも強い還元力を有している
ので、バーナ５へ供給する燃料ガスとして有効利用する
ことが望ましい。図中７はガスシール部を示している。

【００３１】この発明を実施するに当たっては、前記混
合物を加圧するだけで長尺成形体Ｂを成形することも可
能であるが、好ましくは図示する如く成形工程でその外
周側に鉄製の支持金網Ｋを添えて加圧成形を行なえば、
長尺成形体Ｂが連続降下する途中で破断する恐れもなく
なるので好ましい。尚この支持金網Ｋは最終的に、加熱
還元によって生成する金属鉄と共に溶融し溶融分離炉４
へ滴下していくので、その素材としては鉄製のものを使
用することが望まれる。該支持金網Ｋによる外面側から
の補強に代えて、長尺成形体の中心部側に鉄製支柱（撚
線状や表面に凹凸を設けて支持効果を高めた鉄線などで
も構わない）などを補強用として挿通することも有効で
ある。

【００３２】図２は、本発明の他の実施例を示す概略縦
断面説明図であり、炭素質還元剤と酸化鉄およびバイン
ダーの混合物Ａをスクリューフィーダー１ａを経て成形
・送給ローラ２へ送る方式とし、また加熱還元炉３の加
熱をその外周側に設けたバーナ５によって間接加熱する
方式を採用している点を除けば、前記図１の例と本質的
に変わらない。

【００３３】尚上記１，２図の例では、長尺成形体Ｂの
成形と送給を成形・送給ローラ２によって同時に行なう
様にしているが、場合によっては成形と送給を別装置で
行なうことも可能である。また、長尺成形体Ｂを別の装
置で予め成形しておき、これを加熱還元炉３へ送給する
様にすることもできる。

【００３４】上記長尺成形体Ｂ内に含有される炭素質還
元剤は、加熱還元工程でまず酸化鉄の還元と該還元によ
り生成した金属鉄の浸炭に消費されるが、溶融前の固体
状態の還元鉄はポーラスで再酸化を受け易い。従って該
還元鉄の再酸化を防止するには、再酸化を防止し得るに
足る炭素質還元剤を長尺成形体Ｂ中に含有させておき、
該炭素質還元剤の燃焼によって生成するＣＯガスによっ
て、加熱還元炉３内を降下する長尺成形体Ｂの周辺を非
酸化性雰囲気に維持することが必要となる。そのために
は、長尺成形体Ｂ中に含まれる炭素質還元剤の量が、少
なくとも［原料酸化鉄の還元に必要なＣ量＋還元鉄の浸
炭に消費されるＣ量＋炉内の酸化損失量］以上となる様
に、その配合量を調整することが望まれる。この他、還
元鉄の再酸化を防止するための他の手段として、加熱還
元炉３の下方側あるいは溶融分離炉４で不足分の炭素質
還元剤あるいはＣＯを補給することも可能である。

【００３５】そして、炭素質還元剤を溶融分離炉４で補
給する方法を採用し、あるいは長尺成形体に予め余分の
炭素質還元剤を配合しておけば、加熱還元炉３で完全に
還元しきれなかった酸化鉄が溶融分離炉４へ落下してき
た場合でも、溶融分離炉４で該未還元状態の酸化鉄の還
元を完結させことができるので好ましい。

【００３６】また本発明を実施する際には、固相状態で
の酸化鉄の還元をうまく進めるため、前述の如く加熱還
元工程で生成するスラグが、還元によって生成する金属
鉄よりも低い温度で溶融することが必要であり、そのた
めには、長尺成形体Ｂ中のスラグ生成成分（酸化鉄源と
して一般的に用いられる鉄鉱石や炭素質還元剤中に混入
してくる脈石成分）の組成を事前に調整し、生成スラグ
の融点が還元鉄やその浸炭物の融点よりも低くなる様に
制御することが必要となる。従って、上記脈石成分の組
成によっては、長尺成形体の成形工程で必要によりＡｌ
₂ Ｏ₃ やＳｉＯ ₂ 、ＣａＯなどを補給し、溶融温度の低
いスラグを生成させることが望ましい。

【００３７】また上記図示例では、長尺成形体Ｂをその
まま溶融還元炉３へ送って加熱還元を行なう例を示した
が、該加熱還元炉３の長さを短縮して加熱還元をより短
時間で進めるため、長尺成形体Ｂを予め予備還元してか
ら加熱還元炉３へ送り込む様にすることも極めて有効と
なる。その場合は、当然のことながら加熱還元炉３の上
流側に予備還元装置が設けられることになる。また、本
発明を実施するに当たっては、上記図１に示す如く溶融
分離炉４内に潜り堰８を設け、溶融鉄Ｆｅと溶融スラグ
Ｓをより効率よく分離できる様にすることも有効であ
る。

【００３８】また、溶融分離炉にバーナー加熱や電気加
熱設備を付設し、これによって溶融スラグや溶融鉄を更
に高温に加熱してそれらの流動性を高めてやれば、スラ
グと溶融鉄の分離・排出を一層容易にすることができる
ので好ましい。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、先
願発明で提案した新しい金属鉄の製造技術を、実用規模
で効率よく実現可能とし、鉄含有量の高い酸化鉄はもと
より、鉄含有量の低い鉄鉱石等の鉄源からでも、金属化
率で９５％以上、更には９８％以上といった極めて高純
度の金属鉄を、連続方式で生産性よく製造することがで
きる。また、この方法および設備を使用すれば、加熱還
元工程で副生するスラグへの酸化鉄の混入量も著しく低
減することができ、溶融分離炉などの内張り耐火物の該
溶融酸化鉄による溶損も可及的に抑えることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる金属鉄の製法および製造設備の
代表例を示す縦断面説明図である。

【図２】本発明にかかる金属鉄の製法および製造設備の
他の例を示す縦断面説明図である。

【符号の説明】

１ 原料ホッパー １ａ スクリューフィーダ ２ 成形・送給ローラ ３ 加熱還元炉 ４ 溶融分離炉 ５ バーナ ６ 排ガス排出口 ７ ガスシール部 ８ 潜り堰 Ａ 原料混合物 Ｂ 長尺成形体 Ｋ 支持金網 Ｓ 溶融スラグ Ｆｅ 溶融鉄

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 修三 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株式 会社神戸製鋼所大阪支社内 (72)発明者 小林 勲 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株式 会社神戸製鋼所大阪支社内 (72)発明者 菊池 晶一 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株式 会社神戸製鋼所大阪支社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素質還元剤が存在する酸化鉄の成形体
   を加熱還元して金属鉄を製造するに当たり、上記成形体
   を長尺成形体として垂直姿勢で下方へ移動させつつ加熱
   還元することにより、金属鉄外皮を生成且つ成長させ、
   内部に酸化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を進め
   ると共に、内部に生成スラグを形成させ、更なる加熱に
   よって上記金属鉄外皮およびスラグを溶融落下させた
   後、溶融スラグと溶融鉄に分離することを特徴とする金
   属鉄の製造方法。
2. 【請求項２】 上記長尺成形体を帯状または棒状成形体
   として加熱還元する請求項１に記載の金属鉄の製造方
   法。
3. 【請求項３】 上記長尺成形体を予め予備還元しておく
   請求項１または２に記載の金属鉄の製造方法。
4. 【請求項４】 炭素質還元剤が存在する酸化鉄の成形体
   を加熱還元して金属鉄を製造するに当たり、炭素質還元
   剤が存在する酸化鉄を連続成形によって長尺成形体と
   し、これを垂直姿勢で下方へ移動させつつ加熱還元する
   ことにより、金属鉄外皮を生成且つ成長させ、内部に酸
   化鉄が実質的に存在しなくなるまで還元を進めると共
   に、内部に生成スラグを形成させ、更なる加熱によって
   上記金属鉄外皮およびスラグを溶融落下させた後、溶融
   スラグと溶融鉄に分離することを特徴とする金属鉄の製
   造方法。
5. 【請求項５】 炭素質還元剤が存在する酸化鉄を連続成
   形によって長尺成形体とするに当たり、鉄製の支持金網
   によって該成形体を外側から保持させる請求項４に記載
   の金属鉄の製造方法。
6. 【請求項６】 炭素質還元剤が存在する酸化鉄を連続成
   形によって長尺成形体とするに当たり、鉄製の支柱によ
   って該成形体を内側から保持させる請求項４に記載の金
   属鉄の製造方法。
7. 【請求項７】 溶融スラグと溶融鉄の分離部に炭素質還
   元剤を補給して行う請求項１〜６のいずれかに記載の金
   属鉄の製造方法。
8. 【請求項８】 炭素質還元剤が存在する酸化鉄の成形体
   を加熱還元して金属鉄を製造する設備において、 上記成形体を長尺成形体として垂直姿勢で下方へ移動さ
   せる下降装置と、 上記長尺成形体を下方への移動過程で順次加熱して還元
   及び溶融する加熱部材と、 該溶融して落下する溶融スラグと溶融鉄を受け入れてこ
   れらを分離する分離装置とを備えてなることを特徴とす
   る金属鉄の製造設備。
9. 【請求項９】 炭素質還元剤が存在する酸化鉄の成形体
   を加熱還元して金属鉄を製造する設備において、 炭素質還元剤が存在する酸化鉄を連続成形によって長尺
   成形体とする成形装置と、 上記長尺成形体を垂直姿勢で下方へ移動させる下降装置
   と、 上記長尺成形体を下方への移動過程で順次加熱して還元
   及び溶融する加熱部材と、 該溶融して落下する溶融スラグと溶融鉄を受け入れてこ
   れらを分離する分離装置とを備えてなることを特徴とす
   る金属鉄の製造設備。