JPH1112619A - Method for producing reduced iron - Google Patents

Method for producing reduced iron

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JPH1112619A
JPH1112619A JP17049097A JP17049097A JPH1112619A JP H1112619 A JPH1112619 A JP H1112619A JP 17049097 A JP17049097 A JP 17049097A JP 17049097 A JP17049097 A JP 17049097A JP H1112619 A JPH1112619 A JP H1112619A
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JP
Japan
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tile
furnace
raw material
reduction
powdered
Prior art date
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Application number
JP17049097A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Kamei
康夫 亀井
Takazo Kawaguchi
尊三 川口
Koichi One
公一 大根
Yoshihisa Nakamura
義久 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】粉状鉄原料から、高温還元によって還元鉄を効
率よく、しかも低コストで製造する方法を提供する。 【解決手段】下記からまでの工程を特徴とする粉状
鉄原料からの還元鉄の製造方法。粉状鉄原料と粉状固
体還元剤を混合して混合物を得る工程、前記混合物を
例えばダブルロール圧縮成形機2を用いてタイル状成形
物3とし、加熱された還元炉4の炉床5上に載置する工
程、還元炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込み、炉内
温度が1100℃以上になるように維持して前記粉状鉄
原料を還元する工程、得られた還元鉄を還元炉から排
出する工程。
(57) [Problem] To provide a method for producing reduced iron efficiently from powdered iron raw material by high-temperature reduction at low cost. A method for producing reduced iron from a powdered iron raw material, characterized by the following steps: A step of mixing a powdered iron raw material and a powdered solid reducing agent to obtain a mixture, forming the mixture into a tile-shaped product 3 by using, for example, a double-roll compression molding machine 2, and placing the mixture on a hearth 5 of a heated reduction furnace 4. Placing the fuel and oxygen-containing gas into the reducing furnace, reducing the powdered iron raw material while maintaining the furnace temperature at 1100 ° C. or higher, and reducing the obtained reduced iron into a reducing furnace. The process of discharging from.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高温還元によって
酸化鉄を主成分として含む粉状の原料、すなわち、粉状
の鉄鉱石や製鉄所で発生する鉄分を含んだダスト、スラ
ッジ、スケール等(以下、本明細書ではこれらを総称し
て「粉状鉄原料」と記す)から還元鉄を低コストで効率
よく製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a powdery raw material containing iron oxide as a main component by high-temperature reduction, that is, dust, sludge, scale, etc., containing powdery iron ore and iron generated in an ironworks. Hereinafter, the present invention relates to a method for efficiently producing reduced iron at a low cost from these materials, which are collectively referred to as “powder iron raw material”.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電気炉による鋼材の製造が盛んに
なるにつれて、その原料として用いる鉄源を鉄鉱石の固
体還元によって得る技術が注目されている。その技術の
代表的なものとしては、粉状の鉄鉱石と、同じく粉状の
固体還元剤とを混合して塊成化物、いわゆる「ペレッ
ト」となし、これを高温に加熱することで鉄鉱石中の酸
化鉄を還元して固体状金属鉄とする技術がある(例え
ば、米国特許第3,443,931号明細書、特開平7
−238307号公報)。
2. Description of the Related Art In recent years, as the production of steel products by an electric furnace has become popular, attention has been paid to a technique for obtaining an iron source used as a raw material by solid reduction of iron ore. A typical example of such a technique is to mix powdered iron ore with a powdered solid reducing agent to form agglomerates, so-called “pellets”, which are heated to a high temperature to produce iron ore. There is a technique of reducing iron oxide therein to obtain solid metallic iron (for example, US Pat. No. 3,443,931, Japanese Patent Application Laid-Open No.
-238307).

【0003】上記米国特許第3,443,931号明細
書に開示されている粉状鉄鉱石の還元プロセスは、概
略、次の工程からなる。
[0003] The reduction process of fine iron ore disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 3,443,931 generally comprises the following steps.

【0004】1)石炭、コークス等の粉状固体還元剤と
粉状の鉄鉱石とを混合して、生ペレットを作る。
1) A raw pellet is prepared by mixing a powdery solid reducing agent such as coal or coke with a powdery iron ore.

【0005】2)この生ペレットを、ペレット内から発
生する可燃性揮発成分が発火しない程度の温度域に加熱
して付着水分を除去する。
[0005] 2) The raw pellets are heated to a temperature range in which combustible volatile components generated in the pellets do not ignite to remove adhering moisture.

【0006】3)得られた乾燥ペレットを高温に加熱し
て還元し、金属化を進める。
[0006] 3) The obtained dried pellets are reduced by heating to a high temperature, and metallization proceeds.

【0007】4)金属化したペレットを冷却してから炉
外へ排出する。
[0007] 4) The metalized pellets are cooled and then discharged outside the furnace.

【0008】しかしながら、上述の米国特許第3,44
3,931号明細書に開示されているような従来の還元
鉄の製造方法(便宜的に「ペレット法」と記す)には基
本的に次のような問題点がある。
However, the above-mentioned US Pat.
The conventional method for producing reduced iron (disclosed as “pellet method” for convenience) as disclosed in US Pat. No. 3,931 has basically the following problems.

【0009】1)塊成化したままでは塊成化物(ペレッ
ト)の強度がハンドリングに耐え得ないので、還元炉に
装入する前にペレットの乾燥を行う必要がある。そのた
め機構の複雑な塊成化設備に加えて乾燥設備をも必要と
し、その運転・保守の費用もかなりのものとなる。そし
て、ペレットの乾燥から還元終了までの所要時間が長く
なるので、生産効率が低く還元鉄の製造コストを低く抑
えることが難しい。
1) Since the strength of the agglomerate (pellet) cannot withstand handling if it is agglomerated, it is necessary to dry the pellet before charging it into the reduction furnace. Therefore, in addition to the agglomeration equipment having a complicated mechanism, a drying equipment is required, and the cost of operation and maintenance thereof becomes considerable. Further, since the time required from the drying of the pellets to the end of the reduction becomes long, the production efficiency is low and it is difficult to keep the production cost of reduced iron low.

【0010】2)塊成化の際に所定サイズ以外の粒子が
生成するのを避けることができない。そのアンダーサイ
ズはそのまま再度混合工程へ、また、オーバーサイズは
粉砕してから混合工程へ戻す必要があり、生産効率が悪
い。
2) It is inevitable that particles other than a predetermined size are formed during agglomeration. The undersize has to be returned to the mixing step as it is, and the oversize has to be pulverized and returned to the mixing step, so that the production efficiency is poor.

【0011】3)製鉄所内で発生する鉄分を含むダス
ト、スラッジ、スケール等(以下、これらを「製鉄所排
出酸化物 (waste oxide)」と総称する)も貴重な鉄源で
ある。この製鉄所排出酸化物は、回収されたままの形態
では粉状物質が結合して固まった塊状、あるいはミルス
ケールのように、ペレット化するには大き過ぎる形状を
なしていることが多い。したがって、これらを粉状鉄鉱
石に代えて単独で、または粉状鉄鉱石と混合して、ペレ
ット状に塊成化する場合、あらかじめ所定の粒度に微粉
砕する必要があり、微粉砕設備が欠かせない。
3) Dust, sludge, scale, etc. containing iron generated in steelworks (hereinafter, these are collectively referred to as "waste oxide" in steelworks) are also valuable iron sources. The oxides discharged from the steelworks in the as-collected form often have a shape that is too large to be pelletized, such as a lump formed by combining powdery substances or a mill scale. Therefore, when these are used alone or mixed with fine iron ore in place of fine iron ore and agglomerated into pellets, they need to be finely pulverized to a predetermined particle size in advance, and a fine pulverizing facility is indispensable. I can't.

【0012】ペレットの還元反応は温度が高いほど速く
進むので、還元反応速度を高めて生産性を向上させるた
めには、ペレットの昇温速度を大きくし、速やかに所定
の温度まで到達させることが肝要である。前記の特開平
7−238307号公報に提案される方法では、ペレッ
トを炉内に装入してからしばらくの間は装入ペレットの
表面に酸素含有ガスを供給して、ペレット内から発生す
る可燃性物質を積極的に燃焼させ、その燃焼熱によって
ペレットの表面温度を速やかに還元適正温度にまで昇温
させることを特徴としている。
Since the reduction reaction of the pellets proceeds faster as the temperature increases, in order to increase the reduction reaction rate and improve the productivity, it is necessary to increase the temperature rising rate of the pellets and quickly reach the predetermined temperature. It is important. In the method proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-238307, an oxygen-containing gas is supplied to the surface of the charged pellet for a while after the pellet is charged into the furnace, and the flammable gas generated from within the pellet is supplied. The active material is actively burned, and the surface heat of the pellets is quickly raised to an appropriate reduction temperature by the heat of combustion.

【0013】しかし、特開平7−238307号公報に
開示される方法も原料の混合、塊成化、乾燥という工程
を経る「ペレット法」の範疇にあり、前記のペレット法
の問題点はほとんど解決されていない。
However, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-238307 is also in the category of the "pellet method" which involves the steps of mixing, agglomerating, and drying the raw materials, and the problems of the pellet method are almost solved. It has not been.

【0014】上記のように、従来の「ペレット法」には
多くの問題点がある。
As described above, the conventional "pellet method" has many problems.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の「ペ
レット法」に代わる簡略な方法で安価に還元鉄を製造す
ることを課題としてなされたものである。本発明の具体
的な目的は、粉状鉄原料を還元に供する際の原料形態を
ペレットとしないで、タイル状成形物とし、これを還元
炉内に装入して高温還元することにより前述の問題点を
解消した還元鉄の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to produce reduced iron at a low cost by a simple method instead of the conventional "pellet method". The specific object of the present invention is to reduce the raw material form in the case of subjecting the powdered iron raw material to reduction to pellets, instead of pellets, to charge the raw materials in a reduction furnace and reduce the temperature at a high temperature. An object of the present invention is to provide a method for producing reduced iron that has solved the problems.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために検討を重ねた結果、粉状鉄鉱石等の
酸化鉄を主成分として含む粉状鉄原料を還元に供する際
の原料形態を、従来のような塊成化物(ペレット)とは
せず、タイル状成形物とし、これを還元炉の炉床上にそ
のまま載置して高温で還元する方法が効果的であり、ペ
レットを還元する場合に比較してほぼ遜色のない還元結
果が得られることを知見した。
Means for Solving the Problems As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors provide a powdery iron raw material mainly containing iron oxide such as powdered iron ore for reduction. In this case, it is effective to use a tile-shaped product instead of agglomerates (pellets) as in the past, place it directly on the hearth of a reduction furnace, and reduce it at a high temperature. It was found that a reduction result almost equivalent to that in the case of reducing pellets was obtained.

【0017】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、その要旨は、下記からまでの工程を特徴とす
る粉状鉄原料からの還元鉄の製造方法にある。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist of the present invention resides in a method for producing reduced iron from a powdered iron raw material, characterized by the following steps.

【0018】 粉状鉄原料と粉状固体還元剤を混合し
て混合物を得る工程、 前記混合物を、タイル状に成形して、加熱された還
元炉の炉床上に載置する工程、 前記炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで、その
吹き込んだ燃料、粉状固体還元剤から発生する可燃性揮
発成分および粉状鉄原料が還元されて発生するCOガス
を、前記炉内へ吹き込んだ酸素含有ガスにより燃焼さ
せ、炉内温度が1100℃以上になるように維持して、
前記粉状鉄原料を還元する工程、 上記の還元工程で得られた還元鉄を還元炉から排
出する工程。
A step of mixing a powdered iron raw material and a powdered solid reducing agent to obtain a mixture; a step of forming the mixture into a tile shape and placing the mixture on a hearth of a heated reduction furnace; The fuel and the oxygen-containing gas are blown into the furnace, and the blown fuel, the combustible volatile component generated from the powdered solid reducing agent, and the CO gas generated by reducing the powdered iron raw material are blown into the furnace. Combustion by gas, maintaining the temperature inside the furnace at 1100 ° C or higher,
A step of reducing the powdered iron raw material; and a step of discharging the reduced iron obtained in the reduction step from a reduction furnace.

【0019】ここで、「粉状鉄原料」とは、酸化鉄が主
成分の粉状の鉄原料であり、具体的には、前述した粉状
の鉄鉱石や製鉄所で発生する鉄分を含んだダスト、スラ
ッジ、スケール等をいう。本発明においては、これらを
単独で、または2種以上の混合物状態で使用することが
できる。
Here, the "pulverized iron raw material" is a powdered iron raw material containing iron oxide as a main component, and specifically includes the above-mentioned powdered iron ore and iron generated in an ironworks. Dust, sludge, scale, etc. In the present invention, these can be used alone or in a mixture of two or more.

【0020】また、「粉状固体還元剤」とは、石炭、木
炭、コークス(石油コークスを含む)等の、主に炭素を
含む固体物質の粉末である。これらも、単独で、または
2種以上組み合わせて使用することができる。
The "powder solid reducing agent" is a powder of a solid substance mainly containing carbon such as coal, charcoal, coke (including petroleum coke). These can also be used alone or in combination of two or more.

【0021】上記本発明方法の望ましい実施態様とし
て、下記の方法を単独で、または幾つかを組み合わせて
採用することができる。
As preferred embodiments of the method of the present invention, the following methods can be employed alone or in combination.

【0022】〔望ましい態様1〕粉状鉄原料と粉状固体
還元剤を混合して混合物を得る工程で、バインダーを添
加する。
[Preferred Embodiment 1] In the step of mixing the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent to obtain a mixture, a binder is added.

【0023】〔望ましい態様2〕タイル状成形物の炉床
に接する面と反対側の表面に凹凸を付ける。
[Preferred Embodiment 2] Irregularities are formed on the surface of the tile-shaped molded product opposite to the surface in contact with the hearth.

【0024】〔望ましい態様3〕タイル状成形物の表面
が粉状の固体還元剤で被覆された状態とした後、炉内へ
の燃料と酸素含有ガスの吹き込みを行う。
[Preferred Embodiment 3] After the surface of the tile-shaped molded product is coated with a powdery solid reducing agent, the fuel and oxygen-containing gas are blown into the furnace.

【0025】〔望ましい態様4〕タイル状成形物を加熱
された還元炉の炉床上に載置して加熱するにあたり、タ
イル状成形物内の固体還元剤から発生する可燃性揮発成
分の発生中にタイル状成形物の表面に酸素含有ガスを供
給し、可燃性揮発成分をその表面で燃焼させてタイル状
成形物の昇温を促進する。
[Preferred Aspect 4] When the tile-shaped molded product is placed on the hearth of a heated reduction furnace and heated, the tile-shaped molded product is generated during the generation of the flammable volatile components generated from the solid reducing agent in the tile-shaped product. An oxygen-containing gas is supplied to the surface of the tile-shaped product, and combustible volatile components are burned on the surface to promote the temperature rise of the tile-shaped product.

【0026】〔望ましい態様5〕還元炉の炉床上に粉状
の固体還元剤を薄く敷き、その上にタイル状成形物を載
置する。
[Preferred Embodiment 5] A powdery solid reducing agent is thinly spread on a hearth of a reducing furnace, and a tile-like molded product is placed thereon.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明方法の特徴は、粉状鉄原料
から還元鉄を製造するに際し、還元炉に装入する原料の
形態を塊成化物(ペレット)とはせず、タイル状成形物
とし、これを炉床上にそのまま載置して高温で還元する
点にある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The feature of the method of the present invention is that, when producing reduced iron from powdered iron raw material, the form of the raw material to be charged into the reduction furnace is not formed into agglomerates (pellets), but tile-shaped. The material is placed on the hearth as it is and reduced at high temperature.

【0028】以下、本発明方法を前記のからまでの
工程順に詳細に説明する。
Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail in the order of the above steps.

【0029】1.の工程:粉状の鉄原料を高温で還元
するにあたり、事前に粉状鉄原料と粉状固体還元剤を混
合する。
1. Step: In reducing the powdered iron raw material at a high temperature, the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent are mixed in advance.

【0030】ただし、使用する粉状の鉄原料と固体還元
剤に元々含まれている水分等の条件によっては、粉状鉄
原料と粉状固体還元剤を混合する際、若干の水分および
その他のバインダーのいずれか一方または両方を添加す
ることにより、均一かつ迅速に混合しやすくなるととも
に混合物表面からの微粉の飛散を効果的に防止すること
ができる。また、次工程のタイル状への成形が容易にな
り、さらにタイル状成形物の還元炉内への装入時におけ
る粉の発生が減少する。
However, depending on the conditions of the powdered iron raw material and the moisture originally contained in the solid reducing agent, when mixing the powdered iron raw material with the powdered solid reducing agent, some water and other By adding one or both of the binders, uniform and quick mixing is facilitated, and scattering of fine powder from the surface of the mixture can be effectively prevented. Further, the formation into a tile in the next step is facilitated, and the generation of powder when the tile-shaped product is charged into the reduction furnace is reduced.

【0031】また、亜鉛(Zn)等を含むダストを原料
に使用した場合は、製品の還元鉄にZnが残留し、製品
価値が低下することが懸念されるが、本発明方法では炉
内が高温のためZnのような低沸点金属は蒸発して排ガ
スとともに炉外へ排出される。したがって、これら低沸
点金属の製品還元鉄中への残留量を低下させ、製品品位
を高めることができるとともに、集塵設備で捕集される
ダストにはこれら低沸点金属が濃縮されるので、これを
回収し利用することが可能である。
When dust containing zinc (Zn) or the like is used as a raw material, there is a concern that Zn will remain in the reduced iron of the product and the product value will be reduced. Due to the high temperature, low-boiling metals such as Zn evaporate and are discharged out of the furnace together with the exhaust gas. Therefore, the amount of these low-boiling metals remaining in the product reduced iron can be reduced, and the product quality can be improved.At the same time, the dust collected by the dust collection equipment is concentrated in these low-boiling metals, so Can be recovered and used.

【0032】2.の工程:前の工程で得られた混合物
をタイル状に成形して、加熱された還元炉の炉床上に載
置する。
2. Step: The mixture obtained in the previous step is formed into a tile and placed on the hearth of a heated reduction furnace.

【0033】タイル状に成形する手段は特に限定されな
いが、設備が簡素で、容易にかつ能率よく成形できるこ
とから、ダブルロール圧縮成形機を用いるのが望まし
い。
The means for forming into a tile shape is not particularly limited, but it is desirable to use a double-roll compression molding machine because the equipment is simple and the molding can be performed easily and efficiently.

【0034】タイル状成形物の幅は還元炉の規模等に応
じて適宜定めればよい。厚さは、一般的に10〜20m
mとするのが好適である。
The width of the tile-shaped molded product may be appropriately determined according to the scale of the reduction furnace. The thickness is generally 10-20m
m is preferable.

【0035】このタイル状成形物を加熱された還元炉の
炉床上に載置する。還元炉の形式に特に制約はないが、
作業性の面からすれば回転炉床形式の炉(回転炉床炉)
が推奨される。
The tile-shaped product is placed on the hearth of a heated reduction furnace. There is no particular restriction on the type of reduction furnace,
In terms of workability, a rotary hearth furnace (rotary hearth furnace)
Is recommended.

【0036】図1は回転炉床炉の一部の断面図で、タイ
ル状成形物が炉床上に載置された状態を模式的に示す図
である。図示するように、粉状鉄原料、粉状固体還元剤
およびバインダーの混合物をホッパー1からダブルロー
ル圧縮成形機2に供給してタイル状に成形し、このタイ
ル状成形物3をそのまま連続的に還元炉4の炉床5の上
に載置する。図中の符号6は遮熱板である。還元炉が回
転炉床炉であれば、このような連続作業が可能となるの
で有利である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a rotary hearth furnace, schematically showing a state in which a tile-shaped product is placed on a hearth. As shown in the figure, a mixture of a powdered iron raw material, a powdered solid reducing agent, and a binder is supplied from a hopper 1 to a double roll compression molding machine 2 to be formed into a tile shape, and the tile-shaped molded product 3 is continuously processed as it is. It is placed on the hearth 5 of the reduction furnace 4. Reference numeral 6 in the figure is a heat shield plate. If the reduction furnace is a rotary hearth furnace, such a continuous operation can be advantageously performed.

【0037】3.の工程:上記およびの工程で還
元剤と混合し、タイル状に成形した粉状鉄原料を還元す
る。すなわち、炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込ん
で、その吹き込んだ燃料と、粉状固体還元剤から発生す
る可燃性揮発成分(VM)および粉状鉄原料が還元され
て発生するCOガスを燃焼させ、炉内温度が1100℃
以上になるように維持して、タイル状に成形した粉状鉄
原料を還元し、還元鉄を製造する。
3. Step: The powdered iron raw material mixed with the reducing agent in the above steps and formed into a tile shape is reduced. That is, the fuel and the oxygen-containing gas are blown into the furnace, and the blown fuel, the combustible volatile component (VM) generated from the powdered solid reducing agent and the CO gas generated by reducing the powdered iron raw material are burned. And the furnace temperature is 1100 ° C
While maintaining the above, the powdered iron raw material formed into a tile is reduced to produce reduced iron.

【0038】燃料としては、天然ガス、重油等、通常使
用されている燃料を用いることができるが、これに限ら
ず、製鉄所内で発生する可燃性のガスを用いてもよい。
As the fuel, a commonly used fuel such as natural gas or heavy oil can be used. However, the fuel is not limited to this, and a combustible gas generated in a steel mill may be used.

【0039】酸素含有ガスとしては、空気または酸素濃
度が空気と同等あるいは空気組成よりも若干富に調整さ
れたガスを使用するのがよい。
As the oxygen-containing gas, it is preferable to use air or a gas whose oxygen concentration is equal to or slightly richer than the air composition.

【0040】高温還元を行うための炉内温度は、110
0℃以上とする。1100℃を下回る温度域でも還元は
進行するが、このような温度域では還元速度が遅くて工
業生産には好ましくない。酸化鉄の還元中は吸熱反応に
よって装入物ベッドの温度が炉内の温度よりも低くなる
から、十分に速い還元速度を得るためには炉内温度を1
200〜1400℃程度に維持することが望ましい。
The furnace temperature for performing high-temperature reduction is 110
0 ° C or higher. The reduction proceeds even in a temperature range lower than 1100 ° C., but in such a temperature range, the reduction rate is slow, which is not preferable for industrial production. During the reduction of the iron oxide, the temperature of the charged bed becomes lower than the temperature in the furnace due to the endothermic reaction.
It is desirable to maintain the temperature at about 200 to 1400 ° C.

【0041】ただ、この温度は還元の進行状況、使用す
る鉄原料および固体還元剤の性状や混合割合等により調
整されるべき性質のものである。すなわち、原料(タイ
ル状成形物)の炉内装入後間もない期間では、タイル状
成形物の温度が低いので炉内温度を高めに保持してタイ
ル状成形物の昇温を図るようにした方が還元の促進には
有利である。
However, this temperature is a property to be adjusted according to the progress of the reduction, the properties and the mixing ratio of the iron raw material and the solid reducing agent to be used, and the like. That is, in the period immediately after the raw material (tile-shaped molded product) enters the furnace interior, the temperature of the tile-shaped molded product is low, so that the temperature in the furnace is kept high to raise the temperature of the tile-shaped molded product. It is more advantageous to promote reduction.

【0042】また、原料である鉱石中の脈石や石炭中の
灰分の組成によってはそれらの融点が変化するので、そ
れに応じて炉内温度を制御し、還元進行中に溶解して流
れ出さないように留意すべきである。ただし、タイル状
成形物内における適度な量の融液の生成は、伝熱、反応
促進の両面で良好な結果をもたらすので、積極的に活用
すべきである。なお、ペレットを使用する場合は、融液
が生成するとペレット強度が低下して大きな塑性変形を
示すとともに、ペレット粒子同士が融着してハンドリン
グしづらくなるが、本発明方法にはその懸念はない。
Further, since the melting points of the gangues in the ore and the ash in the coal are varied depending on the composition of the raw materials, the temperature in the furnace is controlled in accordance with the composition, and the material is not dissolved and flows out during the reduction. It should be noted that However, the generation of an appropriate amount of melt in the tile-shaped molded article gives good results in both heat transfer and reaction promotion, and should be actively utilized. In the case of using pellets, when the melt is generated, the pellet strength is reduced and large plastic deformation is exhibited, and the pellet particles are fused to each other, making it difficult to handle.However, there is no concern about the method of the present invention. .

【0043】還元に必要な加熱保持時間(還元所要時
間)は、鉄原料の種類、タイル状成形物の厚さ、加熱温
度、等の様々な要因に支配される。大まかには小規模な
試験で得られる還元時間を目安とすることができるが、
操業実績を重ねることによって最適な還元所要時間を把
握することが推奨される。
The heating holding time (reduction time) required for the reduction is governed by various factors such as the type of the iron raw material, the thickness of the tile-shaped product, the heating temperature, and the like. Roughly the reduction time obtained in a small test can be used as a guide,
It is recommended to determine the optimal return time by accumulating operation results.

【0044】4.の工程:上記の工程で得られた還
元鉄を還元炉から排出する。この場合、排出時のタイル
状成形物の温度が1170℃以上あると、タイル状成形
物内に融液が存在する可能性があり、排出作業に支障を
来すおそれがあるので、炉外へ排出する前にタイル状成
形物内の温度を1170℃を下回るように加熱を停止し
ておくことが望ましい。なお、短時間でベッド内の温度
を1170℃より低くする方法としては、常温の還元ガ
スや窒素などの不活性ガスをベッド表面に吹き付ける方
法、水冷板をベッド表面に接触させる方法等、さまざま
な方法が採用できる。
4. Step: The reduced iron obtained in the above step is discharged from the reduction furnace. In this case, if the temperature of the tile-shaped molded product at the time of discharge is 1170 ° C. or more, there is a possibility that a melt exists in the tile-shaped molded product, which may hinder the discharge operation. Before discharging, it is desirable to stop heating so that the temperature in the tile-shaped molded product falls below 1170 ° C. In addition, as a method of lowering the temperature in the bed below 1170 ° C. in a short time, there are various methods such as a method of blowing an inert gas such as a normal temperature reducing gas or nitrogen onto the bed surface and a method of bringing a water cooling plate into contact with the bed surface. The method can be adopted.

【0045】本発明方法では、上述したように、還元炉
に装入する原料の形態をタイル状成形物とするのである
が、これには、以下に述べるような利点がある。
In the method of the present invention, as described above, the form of the raw material to be charged into the reduction furnace is a tile-like molded product, which has the following advantages.

【0046】まず、炉内装入時の原料形態をペレットと
する場合、そのままでは強度が不足するので、ハンドリ
ング時の崩壊を防止するために乾燥して強度を増加させ
る必要があるが、タイル状成形物としてこれを炉床上に
載置することとすれば、乾燥工程を経なくても崩壊する
ことはない。また、炉内の高温にさらされて、水分等の
蒸発が起こる際に多少のクラックが入っても大きな崩壊
につながることはなく、還元に支障を来すことがない。
First, when pellets are used as the raw material at the time of entering the furnace interior, since the strength is insufficient as it is, it is necessary to increase the strength by drying to prevent collapse during handling. If it is placed on the hearth as a material, it will not collapse without going through a drying step. In addition, even if a small amount of cracks are formed when water or the like evaporates due to exposure to the high temperature in the furnace, it does not lead to a large collapse and does not hinder the reduction.

【0047】また、ペレット化する場合、前述したよう
に、所定サイズ以外の粒子の生成を避けることができ
ず、アンダーサイズの粒子はそのまま混合工程へ戻し、
オーバーサイズの粒子は粉砕工程へ戻す必要があるが、
タイル状に成形する場合、その必要性はなく、効率的な
生産を行うことが可能である。
In the case of pelletizing, as described above, generation of particles having a size other than a predetermined size cannot be avoided. Undersized particles are directly returned to the mixing step.
Oversized particles need to be returned to the grinding process,
When forming into a tile, there is no need to do so, and efficient production can be performed.

【0048】さらに、ペレット化する場合は、原燃料を
微細な粒子にする必要があるが、タイル状に成形する場
合は微粉砕する必要がなく、製鉄所排出酸化物を原料と
して使用する場合においても、微粉砕設備は不要であ
る。
Further, when pelletizing, it is necessary to make the raw fuel into fine particles, but when forming into a tile, there is no need to pulverize it. However, no fine pulverizing equipment is required.

【0049】粉状鉄原料をペレット化する場合と比較す
ると、タイル状に成形する速度は格段に速く、効率的で
あって、設備をコンパクトにできるという利点もある。
Compared to the case where the powdered iron raw material is pelletized, there is an advantage that the speed of forming into a tile is remarkably fast, efficient, and the equipment can be made compact.

【0050】すなわち、粉状鉄原料をタイル状成形物と
する本発明方法によって従来の「ペレット法」で行われ
る原料の調整(微粉砕、粒度調整)、塊成化(ペレット
化)工程、乾燥工程を省略することができ、製造能率の
大幅な向上、還元鉄製造コストの大幅な低減が可能とな
る。
That is, the raw material adjustment (fine pulverization, particle size adjustment), agglomeration (pelletization) step, and drying performed by the conventional “pellet method” according to the method of the present invention using a powdered iron raw material as a tile-shaped molded product. The steps can be omitted, and the production efficiency can be greatly improved, and the production cost of reduced iron can be significantly reduced.

【0051】次に、本発明方法の望ましい実施態様につ
いて説明する。
Next, a preferred embodiment of the method of the present invention will be described.

【0052】〔望ましい態様1〕粉状鉄原料と粉状固体
還元剤の混合物をタイル状に成形する場合、成形物の強
度が不十分のため、回転炉床炉内への装入時に一部が崩
れて破片状になり、もしくは粉を発生することがある。
[Preferred Embodiment 1] When a mixture of the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent is formed into a tile shape, the strength of the formed product is insufficient, so that a part of the mixture is charged into a rotary hearth furnace. May break down and become shards, or generate powder.

【0053】この問題を解決するために、粉状鉄原料と
粉状固体還元剤とを混合する際、バインダーを添加して
タイル状成形物の強度を向上させる方法を採用すること
ができる。バインダーとしては、水の他、ベントナイ
ト、石灰等の無機系のもの、タール等の有機系のものの
何れをも使用することができる。これらを単独でまたは
2種以上を併用して用いればよい。
In order to solve this problem, a method of adding a binder when mixing the powdered iron raw material and the powdered solid reducing agent to improve the strength of the tile-shaped molded product can be adopted. In addition to water, any of inorganic binders such as bentonite and lime and organic binders such as tar can be used as the binder. These may be used alone or in combination of two or more.

【0054】〔望ましい態様2〕粉状鉄原料をタイル状
に成形する際に、タイル状成形物の厚みをあまり厚くし
すぎると、成形物内の昇温速度が低下して還元が遅れる
ので得策ではない。
[Preferred Embodiment 2] When molding the powdered iron raw material into a tile shape, if the thickness of the tile-like molded product is too large, the rate of temperature rise in the molded product is reduced and the reduction is delayed, so that it is a good idea. is not.

【0055】この問題を解決するためには、図2に一例
として示すように、タイル状成形物3の上面(炉床に接
する面と反対側の面)に凹凸を付けて受熱面積を増大さ
せる方法を用いるのが有効である。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 2 as an example, the upper surface of the tile-shaped product 3 (the surface opposite to the surface in contact with the hearth) is made uneven to increase the heat receiving area. It is effective to use the method.

【0056】また、このようにタイル状成形物の上面に
凹凸を付けると、炉床単位面積当たりの原料積載量が増
加するので、生産性が向上するという好結果も得られ
る。
In addition, when the upper surface of the tile-shaped molded article is made uneven, the amount of raw material loaded per unit area of the hearth increases, so that a good result that productivity is improved can be obtained.

【0057】〔望ましい態様3〕ペレット化した原料を
高温還元する従来法でも同様のことが言えるが、タイル
状成形物の高温還元時には炉内へ酸素含有ガスが吹き込
まれ続けているため、高温還元中の還元鉄表面が再酸化
され、得られる製品還元鉄の金属化率が十分に向上しな
いことが懸念される。
[Preferred Embodiment 3] The same can be said for the conventional method of reducing the pelletized raw material at a high temperature. However, since the oxygen-containing gas is continuously blown into the furnace during the high-temperature reduction of the tile-shaped molded product, the high-temperature reduction is performed. It is feared that the surface of the reduced iron inside is reoxidized and the metallization ratio of the resulting reduced iron product is not sufficiently improved.

【0058】このような高温還元中の還元鉄表面の再酸
化を防止するためには、タイル状成形物の表面が粉状の
固体還元剤で被覆された状態とする方法を採用するのが
有効である。その際、炉床上に載置したタイル状成形物
の上面(炉床に接する面と反対側の面)を粉状の固体還
元剤で被覆してもよいが、作業性を考慮すれば、粉状鉄
原料、粉状固体還元剤および必要に応じて添加するバイ
ンダーの混合物をタイル状に成形する際に、表面がバイ
ンダーを混合した粉状固体還元剤で被覆されるようにす
ることが推奨される。
In order to prevent the reoxidation of the reduced iron surface during such high-temperature reduction, it is effective to adopt a method in which the surface of the tile-like molded product is covered with a powdery solid reducing agent. It is. At this time, the upper surface of the tile-shaped molded product placed on the hearth (the surface opposite to the surface in contact with the hearth) may be coated with a powdery solid reducing agent. When forming a mixture of iron-based raw material, powdered solid reducing agent, and a binder to be added as needed into a tile shape, it is recommended that the surface be covered with a powdered solid reducing agent mixed with a binder. You.

【0059】〔望ましい態様4〕炉床上のタイル状成形
物中の粉状鉄原料(酸化鉄)の還元時間を短縮するに
は、タイル状成形物の温度を還元適正温度まで速やかに
昇温することが望ましい。そのためには、タイル状成形
物の加熱に当たって、タイル状成形物中の固体還元剤か
ら発生する可燃性揮発成分をタイル状成形物の表面で燃
焼させ、その燃焼熱をも利用して加熱するのが有利であ
る。すなわち、石炭等の固体還元剤からは加熱により可
燃性揮発成分(VM)がガス状態で発生するが、これ
を、炉内の空間に拡散してから燃焼させるよりも、受熱
面であるベッド表面で燃焼させる方がベッドの加熱には
有利である。このベッド表面での燃焼は、ベッド形成後
に空気等の酸素含有ガスをベッドの表面に吹き付けるこ
とによって実現できる。
[Preferred Aspect 4] In order to reduce the reduction time of the powdered iron raw material (iron oxide) in the tile-shaped molded product on the hearth, the temperature of the tile-shaped product is quickly raised to the appropriate reduction temperature. It is desirable. For that purpose, when heating the tile-shaped molded product, combustible volatile components generated from the solid reducing agent in the tile-shaped molded product are burned on the surface of the tile-shaped molded product, and heating is also performed by using the combustion heat. Is advantageous. In other words, a combustible volatile component (VM) is generated in a gaseous state by heating from a solid reducing agent such as coal, but this is diffused into the space inside the furnace and then burned, rather than being burned. Combustion at is advantageous for heating the bed. This combustion on the bed surface can be realized by blowing an oxygen-containing gas such as air onto the bed surface after the bed is formed.

【0060】なお、酸素含有ガスをタイル状成形物の表
面に吹き付けると、還元された酸化鉄の再酸化が懸念さ
れるが、これを防止するためには、固体還元剤からの可
燃性揮発成分の発生期間に限って酸素含有ガスを吹き付
けるのが有効である。この期間は、タイル状成形物の表
面が比較的多量の可燃性揮発成分で覆われているので、
吹き付けた酸素含有ガス中の酸素は優先的に可燃性揮発
成分の燃焼に消費され、その結果として再酸化を防止す
ることができる。
When an oxygen-containing gas is sprayed on the surface of the tile-shaped molded product, reoxidation of the reduced iron oxide is concerned. In order to prevent this, a combustible volatile component from the solid reducing agent is required. It is effective to spray an oxygen-containing gas only during the period of occurrence. During this period, the surface of the tile-shaped molding is covered with a relatively large amount of flammable volatile components,
Oxygen in the blown oxygen-containing gas is preferentially consumed for combustion of combustible volatile components, and as a result, reoxidation can be prevented.

【0061】この方法と前述した“タイル状成形物の表
面が粉状の固体還元剤で被覆された状態とする方法”を
併用することは再酸化の防止に一層有効である。
The combined use of this method and the above-mentioned "method of making the surface of a tile-shaped molded product covered with a powdery solid reducing agent" is more effective in preventing reoxidation.

【0062】上述したタイル状成形物の表面へ直接的に
供給する酸素含有ガスも、先に述べたような、空気また
は酸素濃度が空気と同等あるいは空気組成よりも若干富
に調整されたガスでよい。なお、タイル状成形物の昇温
速度を向上させるため、可燃性揮発成分の燃焼に必要な
酸素量を確保した上で酸素含有ガスと燃料を同時に使用
しても差し支えはない。
The oxygen-containing gas supplied directly to the surface of the above-mentioned tile-shaped molded product is also air or a gas whose oxygen concentration is adjusted to be equal to or slightly richer than air as described above. Good. In order to improve the rate of temperature rise of the tile-shaped molded product, it is possible to use an oxygen-containing gas and a fuel at the same time after securing the amount of oxygen necessary for burning the combustible volatile components.

【0063】固体還元剤からの揮発成分の発生が終了し
た後は、炉外から吹き込む燃料の燃焼によって、炉内温
度が1100℃以上になるように、望ましくは1200
〜1400℃以上になるように加熱すればよい。これに
より炉内で酸化鉄の還元が速やかに進行し、還元鉄が製
造される。
After the generation of the volatile components from the solid reducing agent is completed, the temperature inside the furnace becomes 1100 ° C. or higher, preferably 1200 hours, by burning the fuel blown from outside the furnace.
What is necessary is just to heat up to 1400 degreeC or more. Thereby, the reduction of the iron oxide proceeds promptly in the furnace, and the reduced iron is produced.

【0064】〔望ましい態様5〕本発明方法を実施する
際、タイル状成形物がこれを載置している炉床耐火物に
固着してその後の作業に支障を来すことがある。
[Preferred Aspect 5] When the method of the present invention is carried out, the tile-shaped molded product may adhere to the hearth refractory on which the tile-shaped product is mounted, which may hinder the subsequent work.

【0065】この問題を解決するためには、還元炉の炉
床上に、まず粉状の固体還元剤を薄く敷き、その上にタ
イル状成形物を載置する方法の採用が有効である。タイ
ル状成形物と炉床耐火物との間に介在する粉状の還元剤
によって固着が効果的に防止されるからである。
In order to solve this problem, it is effective to employ a method in which a powdery solid reducing agent is firstly spread thinly on the hearth of a reducing furnace, and a tile-like molded product is placed thereon. This is because sticking is effectively prevented by the powdery reducing agent interposed between the tile-shaped molded product and the hearth refractory.

【0066】[0066]

【実施例】表1に示す組成の粉状鉄原料、表2に示す粉
状固体還元剤としての石炭(微粉炭)および表3に示す
バインダーとしてのベントナイトを準備した。なお、表
1の鉄鉱石Aおよび鉄鉱石Bの酸化鉄の形態は、それぞ
れヘマタイト(Fe23)およびマグネタイト(Fe3
4 )である。また、表4に粉状鉄原料および石炭の
粒度構成を示す。
EXAMPLE A powdered iron raw material having the composition shown in Table 1, coal (pulverized coal) as a powdered solid reducing agent shown in Table 2, and bentonite as a binder shown in Table 3 were prepared. The forms of iron oxides in iron ore A and iron ore B in Table 1 are hematite (Fe 2 O 3 ) and magnetite (Fe 3
O 4 ). Table 4 shows the particle size composition of the powdered iron raw material and the coal.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】[0069]

【表3】 [Table 3]

【0070】[0070]

【表4】 [Table 4]

【0071】これらの粉状鉄鉱石と石炭にベントナイト
を加え、表5に示す配合割合の混合原料とした後、ダブ
ルロール圧縮成形機で、厚さ15mm、幅150mm、
長さ150mmのタイル状成形物、および、幅と長さは
このタイル状成形物と同じであるが、その表面に図2に
示した形状の凹凸を有するタイル状成形物に成形した。
Bentonite was added to the powdered iron ore and the coal to obtain a mixed raw material having a mixing ratio shown in Table 5, and then, using a double roll compression molding machine, a thickness of 15 mm and a width of 150 mm.
The tile-shaped molded product having a length of 150 mm and the same width and length as those of the tile-shaped molded product, but were formed into a tile-shaped molded product having irregularities of the shape shown in FIG. 2 on the surface thereof.

【0072】また、比較のため、混合原料の一部は、こ
れをパン型ペレタイザーで直径18mmの生ペレットと
し、その後115℃に加熱して水分を90%以上除去し
た乾燥ペレットとした。
For comparison, a part of the mixed raw material was made into a raw pellet having a diameter of 18 mm using a pan-type pelletizer, and then heated to 115 ° C. to obtain a dry pellet from which water was removed by 90% or more.

【0073】[0073]

【表5】 [Table 5]

【0074】これらのタイル状成形物およびペレットに
ついて、小型の高温加熱還元試験炉を用い、表6に示す
条件で還元試験を行った。なお、表6の「炉内平均温
度」とは、タイル状成形物あるいはペレットの表面への
酸素含有ガスの吹き付けを停止した後の炉内空間部の平
均ガス温度である。
These tile-shaped molded products and pellets were subjected to a reduction test under the conditions shown in Table 6 using a small high-temperature heating reduction test furnace. The “average furnace temperature” in Table 6 is the average gas temperature in the furnace space after the blowing of the oxygen-containing gas onto the surface of the tile-shaped product or pellet is stopped.

【0075】図3は用いた試験炉の概略縦断面図であ
り、図4は、図3のB−B矢視断面図である。図示する
ように、高温加熱還元試験炉7にはバーナが上下2段に
設置されており、下段のバーナ9は固体還元剤から可燃
性揮発成分が発生している期間だけ酸素含有ガスとして
空気をタイル状成形物またはペレット(図3および図4
では、タイル状成形物3を図示した)の表面に吹き付け
て可燃性揮発成分を燃焼するためのものである。可燃性
揮発成分の発生が終了した時点でこの下段バーナ9の使
用を停止した。一方、上段のバーナ8は炉内の温度を所
定温度に維持するための加熱用バーナである。
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of the test furnace used, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. As shown in the drawing, burners are installed in the upper and lower stages in the high-temperature heating and reducing test furnace 7, and the lower burner 9 emits air as an oxygen-containing gas only during the period in which flammable volatile components are generated from the solid reducing agent. Tiles or pellets (FIGS. 3 and 4)
In this example, the tile-shaped molded article 3 is sprayed on the surface of the molded article 3 to burn the combustible volatile components. When the generation of the flammable volatile components was completed, the use of the lower burner 9 was stopped. On the other hand, the upper burner 8 is a heating burner for maintaining the temperature in the furnace at a predetermined temperature.

【0076】なお、この試験炉は固定式であるためバー
ナを上下2段に設置したが、回転炉床炉の場合は2段に
する必要はなく、1段でもよい。すなわち、回転炉床で
は、タイル状成形物の装入部の下流側に位置する可燃性
揮発成分の発生区間に設置されたバーナの角度を酸素含
有ガスがタイル状成形物の表面に吹き当たるような角度
にしておけばよい。また、炉内へ吹き込む酸素含有ガス
は排ガスと熱交換して約500〜600℃程度に予熱し
てから吹き込むのが有利である。
Although the test furnace is of a fixed type, the burners are installed in two stages above and below. However, in the case of a rotary hearth furnace, there is no need to use two stages, and only one stage may be used. That is, in the rotary hearth, the oxygen-containing gas blows against the surface of the tile-shaped molded product at the angle of the burner installed in the flammable volatile component generation section located downstream of the charging portion of the tile-shaped molded product. Should be at an appropriate angle. Further, it is advantageous that the oxygen-containing gas blown into the furnace is heat-exchanged with exhaust gas and preheated to about 500 to 600 ° C. before being blown.

【0077】還元試験では、金属化率の目標値を92%
と設定し、この目標値を達成できる還元時間を測定し
た。その結果を前記表6に併せて示す。
In the reduction test, the target value of the metallization ratio was 92%
Was set, and the reduction time that could achieve this target value was measured. The results are shown in Table 6 above.

【0078】試験は、まず「試験番号1」の条件で実施
した。その結果、ペレット化しなくても、還元時間を約
15分かければ金属化率92%を達成できることが確認
できた。この還元時間は、通常の天然ガスを改質して得
られた還元ガスを使用するシャフト炉型直接還元方式の
還元時間が約8〜10時間であることと比較すると、極
めて短くてよいことを示している。
The test was first performed under the conditions of “test number 1”. As a result, it was confirmed that a metallization ratio of 92% could be achieved if the reduction time was about 15 minutes without pelletization. This reduction time may be extremely short as compared with a reduction time of about 8 to 10 hours in a shaft furnace type direct reduction method using a reducing gas obtained by reforming ordinary natural gas. Is shown.

【0079】「試験番号2」はタイル状成形物の上面に
凹凸を付けた場合で、還元時間は「試験番号1」の場合
とほぼ同じであったが、炉床単位面積当たりの原料積載
量が約1.9倍になったことから生産性も約1.9倍に
向上することが確認された。これは、炉床単位面積当た
りの原料積載量が約1.9倍になっても、タイル状成形
物の上面に形成させた凹凸によって受熱面積が増加した
ことや、凸部は両面から加熱されることにより昇温速度
が向上したこと、によるものと考えられる。
"Test No. 2" was a case where the upper surface of the tile-shaped molded product was made uneven, and the reduction time was almost the same as that of "Test No. 1". Was increased by about 1.9 times, and it was confirmed that productivity was also improved by about 1.9 times. This is because even if the raw material loading amount per unit area of the hearth is about 1.9 times, the heat receiving area is increased by the unevenness formed on the upper surface of the tile-shaped molded product, and the convex part is heated from both sides. This is considered to be due to the fact that the rate of temperature rise was improved.

【0080】「試験番号3」および「試験番号4」は微
粉炭でタイル状成形物の表面を薄く被覆してから高温還
元したもので、「試験番号1」の場合と同じ還元時間で
あったにもかかわらず金属化率は約1%程度向上してお
り、微粉炭による被覆がタイル状成形物の表面の再酸化
の防止に有効であることが確認された。なお、「試験番
号3」はタイル状成形物を炉床上に載置してからその表
面を微粉炭で被覆した場合であり、「試験番号4」はタ
イル状に成形する際にバインダーを混合した微粉炭で被
覆した場合である。
"Test No. 3" and "Test No. 4" were obtained by thinly coating the surface of the tile-shaped product with pulverized coal and then reducing the temperature at a high temperature. The reduction time was the same as in "Test No. 1". Nevertheless, the metallization rate was improved by about 1%, and it was confirmed that the coating with pulverized coal was effective in preventing the re-oxidation of the surface of the tile-shaped product. In addition, "Test No. 3" is a case where the tile-shaped molded product was placed on the hearth and then the surface was covered with pulverized coal, and "Test No. 4" was obtained by mixing a binder when forming into a tile shape. This is the case where it is covered with pulverized coal.

【0081】「試験番号5」はタイル状成形物を炉内に
装入した後、石炭中の可燃性揮発成分の発生が続く約2
分間だけタイル状成形物の表面に空気を供給し、石炭か
ら発生する可燃性揮発成分をタイル状成形物の表面でも
燃焼させた場合である。
[Test No. 5] indicates that after the tile-shaped molded product was charged into the furnace, the generation of flammable volatile components in the coal continued for about 2 hours.
In this case, air is supplied to the surface of the tile-shaped molded product for only minutes, and the combustible volatile components generated from coal are also burned on the surface of the tile-shaped molded product.

【0082】この結果、還元時間は12分と、「試験番
号1」での15分よりもさらに3分間短縮され、タイル
状成形物から発生する可燃性揮発成分の燃焼をタイル状
成形物の表面でも行わせながら加熱、昇温する方法の有
利性を確認することができた。
As a result, the reduction time was 12 minutes, which was further shortened by 3 minutes from the 15 minutes in “Test No. 1”, and the burning of the combustible volatile components generated from the tile-like molded product was reduced by the surface of the tile-like molded product. However, it was possible to confirm the advantage of the method of heating and raising the temperature while performing.

【0083】「試験番号6」は従来の乾燥ペレットを使
用した場合である。この場合の還元時間は10分であ
り、「試験番号5」の場合に比較して若干短かった。こ
れは、ペレットは乾燥してから使用しているのに対して
タイル状成形物は未乾燥のまま使用しているためと考え
られる。ただし、ペレットを使用した場合は、炉外にお
いて比較的長時間の乾燥を要するため、その分だけ処理
時間を費やしており、決して有利であるとは言えない。
"Test No. 6" is a case where a conventional dry pellet was used. The reduction time in this case was 10 minutes, which was slightly shorter than in the case of "Test No. 5." This is presumably because the pellets were used after being dried, while the tile-shaped products were used without being dried. However, when pellets are used, drying for a relatively long time outside the furnace is required, so that the processing time is spent correspondingly, which is not an advantage.

【0084】したがって、「試験番号6」の結果は、粉
状の原料をタイル状成形物として使用する本発明方法
が、塊成化(ペレット化)して使用する場合と比較して
も遜色のない還元法であることを示すものと言える。
Therefore, the result of “Test No. 6” shows that the method of the present invention using a powdery raw material as a tile-shaped molded product is inferior to the case of using agglomeration (pelletization). It can be said that there is no reduction method.

【0085】「試験番号7」は表4に示した鉱石B(酸
化鉄の形態がマグネタイト)を使用した場合であるが、
このときの還元時間は11分で、「試験番号5」(酸化
鉄の形態がヘマタイトの鉱石Aを使用)と比較すると若
干短かった。これは、マグネタイトとヘマタイトの金属
鉄までの還元はいずれも吸熱反応であるものの、鉄原子
当たりの反応熱はマグネタイトの方が約4760kca
l/kmol少ないためにタイル状成形物内の温度低下
が小さく、その結果、還元反応が促進されたものと考え
られる。
"Test No. 7" is a case where the ore B (the form of iron oxide is magnetite) shown in Table 4 was used.
The reduction time at this time was 11 minutes, which was slightly shorter than that of "Test No. 5" (ore A in which the form of iron oxide was hematite). This is because although the reduction of magnetite and hematite to metallic iron is an endothermic reaction, the heat of reaction per iron atom is about 4760 kca for magnetite.
It is considered that the temperature drop in the tile-shaped molded product was small due to the small l / kmol, and as a result, the reduction reaction was promoted.

【0086】「試験番号8」は鉱石Aに製鉄所内発生ダ
ストをブレンドした鉄原料を使用した場合であり、「試
験番号9」はダストとミルスケールをブレンドした鉄原
料を使用した場合である。
"Test No. 8" is a case where an iron raw material in which ore A is blended with dust generated in an ironworks is used, and "Test No. 9" is a case where an iron raw material in which dust and mill scale are blended is used.

【0087】還元時間はそれぞれ約12分、および11
分で、鉄鉱石を使用した「試験番号5」の場合とほぼ同
程度であった。
The reduction times were about 12 minutes and 11 minutes, respectively.
Minutes, the result was almost the same as that of “Test No. 5” using iron ore.

【0088】「試験番号9」の混合原料Sはやや粗粒で
あるのに還元時間があまり変わらなかったのは、混合原
料Sにおける酸化鉄の形態はFeOなので、Fe23
をベースにした還元率は30%程度となって金属鉄まで
の還元量が少なくてすむこと、および、FeOから金属
鉄までの鉄原子当たりの反応吸熱量はFe23 の場合
に比較して約20590kcal/kmol少ないため
に、タイル状成形物内の温度低下が小さく、その結果、
還元反応が促進されたことによるものと考えられる。
The reason why the mixed material S of Test No. 9 was slightly coarse but the reduction time did not change so much was that the form of iron oxide in the mixed material S was FeO, so that Fe 2 O 3
Is about 30%, and the amount of reduction to metallic iron can be reduced, and the reaction endothermic amount per Fe atom from FeO to metallic iron is smaller than that of Fe 2 O 3. About 20590 kcal / kmol, the temperature drop in the tile-shaped molded product is small, and as a result,
It is considered that the reduction reaction was promoted.

【0089】また、Znを含むダストを使用した「試験
番号8」の脱Zn率は92%であり、本発明方法による
脱Zn効果を確認することができた。
The Zn removal ratio in Test No. 8 using dust containing Zn was 92%, and the Zn removal effect by the method of the present invention could be confirmed.

【0090】なお、これらの試験において、還元炉の炉
床上にタイル状成形物を載置する際に、まず粉状の石炭
等の粉状固体還元剤を敷き詰め、その上にタイル状成形
物を載置して高温還元を行う方法を採用すると、時々生
じることがあった高温加熱によるタイル状成形物と炉床
との固着を十分防止できることも確認できた。
In these tests, when the tile-shaped molded product was placed on the hearth of the reduction furnace, first, a powdered solid reducing agent such as powdered coal was spread, and the tile-shaped molded product was placed thereon. It was also confirmed that adopting the method of performing high-temperature reduction by placing the apparatus can sufficiently prevent the tile-shaped molded product and the hearth from sticking due to high-temperature heating, which sometimes occurs.

【0091】[0091]

【表6】 [Table 6]

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明方法によれば、粉鉄鉱石等の酸化
鉄を主成分として含有する粉状鉄原料から、高温還元に
よって還元鉄を効率よく、しかも低コストで製造するこ
とができる。
According to the method of the present invention, reduced iron can be produced efficiently and at low cost from a powdered iron raw material containing iron oxide such as fine iron ore as a main component by high-temperature reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】回転炉床炉の一部の断面図で、タイル状成形物
が炉床上に載置された状態の一例を模式的に示す図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a rotary hearth furnace, schematically illustrating an example of a state in which a tile-shaped product is placed on a hearth.

【図2】回転炉床炉に供給されるタイル状成形物の形状
の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the shape of a tile-shaped product supplied to a rotary hearth furnace.

【図3】実施例で用いた高温加熱還元試験炉の概略縦断
面図である。
FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of a high-temperature heating reduction test furnace used in Examples.

【図4】図3に示した高温加熱還元試験炉のB−B矢視
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the high-temperature heat reduction test furnace shown in FIG.

【符号の説明】 1:ホッパー 2:ダブルロール圧縮成形機 3:タイル状成形物 4:還元炉 5:炉床 6:遮蔽板 7:高温加熱還元試験炉 8:上段バーナ 9:下段バーナ[Description of Signs] 1: Hopper 2: Double roll compression molding machine 3: Tile molding 4: Reduction furnace 5: Hearth 6: Shielding plate 7: High-temperature heating reduction test furnace 8: Upper burner 9: Lower burner

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 義久 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshihisa Nakamura 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記からまでの工程を特徴とする粉状
鉄原料からの還元鉄の製造方法。 粉状鉄原料と粉状固体還元剤を混合して混合物を得
る工程、 前記混合物を、タイル状に成形して、加熱された還
元炉の炉床上に載置する工程、 前記炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで、その
吹き込んだ燃料、粉状固体還元剤から発生する可燃性揮
発成分および粉状鉄原料が還元されて発生するCOガス
を、前記炉内へ吹き込んだ酸素含有ガスにより燃焼さ
せ、炉内温度が1100℃以上になるように維持して、
前記粉状鉄原料を還元する工程、 上記の還元工程で得られた還元鉄を還元炉から排
出する工程。
1. A method for producing reduced iron from a powdered iron raw material, characterized by the following steps: A step of mixing a powdered iron raw material and a powdered solid reducing agent to obtain a mixture, forming the mixture into a tile, and placing the mixture on a hearth of a heated reduction furnace; The oxygen-containing gas is blown, and the injected fuel, combustible volatile components generated from the powdered solid reducing agent, and CO gas generated by reducing the powdered iron raw material are burned by the oxygen-containing gas blown into the furnace. And maintaining the temperature in the furnace at 1100 ° C. or higher,
A step of reducing the powdered iron raw material; and a step of discharging the reduced iron obtained in the reduction step from a reduction furnace.
【請求項2】請求項1に記載のの工程で、バインダー
を添加することを特徴とする請求項1に記載の還元鉄の
製造方法。
2. The method for producing reduced iron according to claim 1, wherein a binder is added in the step according to claim 1.
【請求項3】請求項1に記載のの工程で、タイル状成
形物の炉床に接する面と反対側の表面に凹凸を付けるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の還元鉄の製造
方法。
3. The process according to claim 1, wherein the surface of the tile-shaped molded product is provided with irregularities on the surface opposite to the surface in contact with the hearth. Production method.
【請求項4】タイル状成形物の表面が粉状の固体還元剤
で被覆された状態とした後、炉内への燃料と酸素含有ガ
スの吹き込みを行うことを特徴とする請求項1から3ま
でのいずれかに記載の還元鉄の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein after the surface of the tile-like molded product is coated with a powdery solid reducing agent, fuel and oxygen-containing gas are blown into the furnace. The method for producing reduced iron according to any one of the above.
【請求項5】請求項1に記載のの工程において、タイ
ル状成形物内の固体還元剤から発生する可燃性揮発成分
の発生中にタイル状成形物の表面に酸素含有ガスを供給
し、前記可燃性揮発成分をその表面で燃焼させてタイル
状成形物の昇温を促進することを特徴とする請求項1か
ら4までのいずれかに記載の還元鉄の製造方法。
5. The process according to claim 1, wherein an oxygen-containing gas is supplied to the surface of the tile-shaped product while the combustible volatile component generated from the solid reducing agent in the tile-shaped product is generated. The method for producing reduced iron according to any one of claims 1 to 4, wherein a combustible volatile component is burned on its surface to promote the temperature rise of the tile-shaped molded product.
【請求項6】請求項1に記載のの工程において、還元
炉の炉床上に粉状の固体還元剤を薄く敷き、その上にタ
イル状成形物を載置することを特徴とする請求項1から
5までのいずれかに記載の還元鉄の製造方法。
6. The process according to claim 1, wherein a powdery solid reducing agent is thinly spread on a hearth of the reducing furnace, and a tile-like molded product is placed thereon. 6. The method for producing reduced iron according to any one of items 1 to 5.
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