WO1998021372A1 - Procede et dispositif de fabrication de fer reduit - Google Patents

Description

明 細 書 還元鉄の製造方法及び装置 技術分野

本発明は、 粉状の酸化鉄、 例えば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、 スケール等と、 粉状の固体還元剤、 例え ば石炭、 木炭、 石袖コーク ス、 コ 一ク ス等を混合 し、 塊成化する こ とな く、 板状に成形して加熱された炉に装入 し、 高温還元して還元鉄を製造 する方法及びその際に用いる装置、 並びに こ の還元鉄を高温状態で竪型 炉又は製鍊用溶解還元炉へ装入 して溶銑を製造する方法に関する。 背景技術

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 つ 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 ツ 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 , 4 4 3 , 9 3 1 号明細書、 特開平 7 - 2 3 8 3 0 7号公報） 。

上記米国特許第 3， 4 4 3 . 9 3 1 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。

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 ツ ト を作る。

2 ) この生ペ レ ツ ト を、 ペ レツ 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。

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。 4 ) 金属化したペ レ ツ ト を冷却してから炉外へ排出する。

しか しながら、 上述の米国特許第 3 , 4 4 3 , 9 3 1 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 ツ ト法」 と 記す） には基本的に次のよ うな問題点がある。

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 ツ 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。

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 —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。

3 ) 製鉄所内で発生する鉄分を含むダス ト、 ス ラ ッ ジ、 ス ケール等も貴 重な鉄源であるが、 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 つた塊状、 あるいはミ ルスケールのよ う に、 ペ レ ツ ト化するには大き過ぎる形状をな している こ とが多い。 したがつ 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 ツ 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。

ペ レ ツ 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 ツ 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 — 2 3 8 3 0 7号公報に提案される方法では、 ペ レ ツ ト を炉内に装入 し てから しばら く の間は装入ペ レ ツ 卜 の表面に酸素含有ガスを供給 して、 ペ レ ツ 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。

しか し、 特開平 7 _ 2 3 8 3 0 7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 ツ ト法」 の範疇にあ り、 前記 のぺ レ ッ 卜法の問題点はほ とんど解決されていない。

還元鉄を製造するに当た っては、 炉床が水平に回転移動する加熱炉床 (以下、 「回転炉床」 という） を有する炉が注目 され、 前記の米国特許 第 3 , 4 4 3 , 9 3 1 号明細書に開示されてい る プロ セ ス で も こ の炉 (以下、 「回転炉床炉」 という） が用い られている。

こ の回転炉床炉は古く か らある ロータ リ ーキルン炉とは異な り、 設備 コ ス ト が安価であるのが特徴であるが、 一方、 炉床が水平に回転するた めに原料の装入および製品の排出に配慮が必要である。

第 1 図は、 原料の加熱を回転炉床炉を用いて行う従来の還元鉄の製造 プロ セ スの一例の概略図である。 図示する よ う に、 粉砕機 1 で所定の粒 度に調整した粉鉄鉱石 3 と乾燥機 2及び粉砕機 1 で処理した粉石炭 4 に ノ イ ング一と してのベン ト ナイ ト 5 を添加 し、 混練機 6 で、 さ らに水分 7やタ 一ル 8 を添加 して混合する。 こ の混合原料をペ レタ イ ザ一 9 また はダブルロール圧縮機 1 0 で塊成化し、 回転炉床炉 1 1 の原料装入部 1 2へ移送して炉内へ装入 し、 炉床 1 3 の移動に伴って 1 回転させる間に 鉄鉱石中の酸化鉄を高温還元して固体状金属鉄とする。 得られた金属鉄 は排出部 1 4 から取り 出される。 符号 1 5 は排気口である。

粉状酸化鉄と粉状固体還元剤は、 必要に応じて乾燥処理、 破砕処理が 施された後、 混練処理されるが、 その際、 必要に応じてバイ ンダーと し ての水分、 タ ール、 糖蜜、 有機系樹脂、 セ メ ン ト、 ス ラ グ、 ベン ト ナイ ト、 生石灰、 軽焼 ドロマイ ト、 消石灰が添加される。

混練された原料は、 デス クペ レタ イ ザイ 一によ り球状のペ レ ツ ト に、 またはダブルロール圧縮機によ り プリ ケ ッ ト に塊成化される。 この場合, ペ レ ッ ト にするためには粒径が 0 . 1 m m以下の粒度の原料が適し、 ブ リ ッ ケ ト には粒径が 1 m m以下の粒度のものが適するので、 あ らか じめ 所定の粒度に微粉砕する必要がある。 また、 塊成化物 （上記のペ レ ツ ト、 プリ ケ ッ ト を指す） の強度を高めるため、 原料成形後に乾燥処理または 養生処理が施される場合もある。

得られた塊成化物は、 ベル ト コ ンべヤーで回転炉床炉の上部に送られ、 そこから回転炉床上に幅広く 分散する よう に装入シュ一 ト を用いて装入 され、 レべラーによ り ならされる。 続いて、 炉内を移動する間に加熱還 元され、 金属鉄となる。

しか しながら、 上述のよ うな従来の還元鉄の製造方法には、 つぎのよ う な問題がある。 すなわち、 塊成化物は回転炉床炉に装入される までの 間に粉化し、 小粒径の粒度の異なる塊成化物となる と と もに粉を発生し、 その状態で回転炉床に装入される。 そのため、 炉内に装入された発生粉 は燃焼ガス によ り飛散し、 炉壁に溶融付着 して、 設備 ト ラ ブルの原因と なる。 また、 回転炉床に溶融付着した り、 溶融浸食して、 床面が荒れ、 設備 ト ラブルの原因となる。

さ らには、 塊成化物の粒度が異なるため焼成にむらを生 じ、 9 2 %程 度の金属化率を有する還元鉄を製造するためには焼成時間を延長する必 要が生 じ、 還元鉄生産性が悪化する。

この塊成化物の粉化の悪影響を防止するため前述したバイ ンダーが添 加され、 効果を奏しているが、 粉化が完全に防止されるわけではない。 また、 有機系バイ ンダーは高価なも ので、 製造コ ス ト を上昇させ、 一方、 無機系バイ ンダーは鉄分以外のス ラグ分を含有するため還元鉄の品位を 低下させる という欠点がある。

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。

一方、 従来、 溶銑は主に髙炉法によ り製造されてきた。 高炉法は、 塊 状の鉄原料と塊状のコーク スを炉上部から装入し、 炉下部に設置された 羽口から熱風を吹き込んでコ一ク スを燃焼させて高温の還元ガスを生成 し、 鉄原料の主成分である酸化鉄を還元し、 溶解するプロ セ スである。 最近においては、 シ ャ フ ト還元炉で塊状の鉄原料を還元 して還元鉄を 製造し、 こ の還元鉄を高温状態で炉上部から炭材流動層型溶解炉へ装入 して還元と溶解を行い、 溶銑を製造する方法が開発され、 すでに実用化 されている。

また、 粉鉄鉱石から直接溶銑を製造する方法と して も、 種々 の方法が 開発されている。 例えば、 特公平 3 — 6 0 8 8 3号公報には、 微粉鉄鉱 石と微粉炭素質材と を塊成化し、 こ の塊成化物を回転炉床炉で予備還元 し、 1 0 0 0 °C以上の温度で排出させ、 炉内に溶融金属浴を有する製鍊 炉内の浴の表面下に前記微粉炭素質材を導入する と と も に こ の製鍊炉内 で前記予備還元した塊成化物を還元 · 溶解する方法が開示されている。 なお、 こ の と き製鍊炉から排出される排ガスは、 回収され、 予備還元用 燃料と して回転炉床炉へ導入される。

しか しながら、 これらの従来技術には次のよう な欠点がある。

まず、 高炉法においては、 塊状の鉄原料およびコ ーク スを必要とする という欠点がある。 高炉法では、 石炭をコ一ク ス炉で乾留 して コーク ス 化し、 篩い分け した後の塊状のコ ータ スが使用されるが、 こ の高炉法に おいては、 コーク ス用強粘結炭は資源的にみて遍在している こ と に加え、 コ 一ク ス炉リ プ レース時の巨額な投資負担およびコーク ス炉が原因とな つて発生する公害の防止が大きな課題となっている。 一方、 鉄原料につ いて も、 塊鉱石を使用する場合を除いて、 粉鉱石を塊状化し、 ペ レ ッ ト あるいは焼結鉱に して使用せざるを得ない。 しか し、 塊鉱石の供給が非 常にタ イ ト である こ と、 ペ レッ ト価格が高価である こ とから、 我が国に おいては焼結鉱の使用が主流となっ ており、 焼結鉱製造時における公害 防止対策が大きな課題である。

シ ャ フ ト 還元炉によ り溶銑を製造する方法においては、 コーク スを必 要と しないが、 鉄原料と して高炉法の場合と同様に塊状のものを必要と する という問題がある。

また、 特公平 3 - 6 0 8 8 3号公報に記載される方法は優れた方法で あるが、 粉状の酸化鉄と粉状の固体還元剤を混合 した後、 還元炉へ装入 する前に塊成化する必要がある という短所を有している。

塊成化にあたっ ては、 前述したよう に、 所定のサイ ズ以外の粒子の生 成が避けられず、 ア ンダーサイ ズの粒子はそのま ま混合工程へ、 オーバ 一サイ ズの粒子は粉砕してから混合工程へ戻す必要があ り、 効率が悪い。 また、 塊成化したままでは強度が弱く、 ハン ド リ ングに耐えないため、 還元炉内へ装入する前に塊成化物を乾燥する必要があ り、 そのため、 塊 成化設備に加えて乾燥用設備を要し、 かつその運転および保守費用も必 要で、 還元鉄の製造コ ス ト が上昇する。 しかも、 還元時間に比較する と 塊成化およびその乾燥に要する時間は相対的に長く、 プラ ン ト 全体の効 率が阻害される。

また、 製鉄所で発生するダス ト、 ス ラ ッ ジ、 スケール等の酸化物を単 独であるいは鉄鉱石と混合 して使用する場合、 これら酸化物の回収形態 力 "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 ツ ト 化するには大きすぎる形状" をな している こ とが多いこ とか ら、 あ らか じめ所定の粒度に微粉砕して置く 必要がある。 そのため、 微 粉砕設備が欠かせないという問題もある。

本発明は、 従来の 「ペ レ ツ ト法」 に代わる簡略な方法で安価に還元鉄 を製造する方法及びそのための装置を提供する こ と、 並びに得られた還 元鉄を用いて簡略な工程で効率よ く 安価に良質の溶銑を製造する方法を 提供する こ とを課題と してなされたものである。 発明の開示

本発明では、 従来、 原料の予備還元には必須と考え られてきた原燃料 の塊成化工程 （ペ レ ツ ト化等、 塊状化する工程） と乾燥工程を省略した ₍ すなわち、 粉状の鉄原料と粉状の固体還元剤を混合 した後、 塊成化せず、 板状に成形 した状態で 1 2 0 0 °C以上に加熱した炉内へ装入して酸化鉄 を還元する こ とを特徴と している。

本発明の要旨は、 下記 （ 1 ) の還元鉄の製造方法、 （ 2 ) のそのため の装置、 並びに （ 3 ) 及び （4 ) の溶銑の製造方法にある。

( 1 ) 下記 （ a ) 〜 （ d ) の工程で構成される粉状酸化鉄からの還元鉄 の製造方法。

( a ) 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合して原料混合物を得る混合 工程、

( b ) 前記混合物を板状に成形 して、 板状成形物とする工程、

( c ) 前記板状成形物を還元炉の炉床上に載置する工程、

( d ) 炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで、 その燃料と前記固体 還元剤から発生する可燃性揮発成分と酸化鉄が固体還元剤によ り還元さ れて発生する C Oガス と を燃焼させ、 炉内温度を 1 1 0 0 °C以上になる よ う に維持して、 前記板状成形物中の酸化鉄を還元する還元工程。

( 2 ) 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合する混合機と、 混合 して得ら れた原料混合物を板状に成形する成形装置と、 板状成形物を還元炉の炉 床上に載置する装入装置と、 炉内へ装入された板状成形物中の酸化鉄を 還元する還元炉を有し、 還元炉が、 前記混合物の装入口、 酸化鉄を加熱 還元して得られる還元鉄の排出口及び炉内で発生するガスの排気口を備 える炉体と、 炉内に設けられた水平に回転移動する炉床と、 炉内へ燃料 と酸素含有ガスを吹き込んで燃料を燃焼させるバーナーを有する回転炉 床炉である上記 （ 1 ) に記載の方法を実施するための還元鉄の製造装置

( 3 ) 上記 （ 1 ) に記載の （ a ) 〜 （ d ) の工程の後、 下記 （ e ) 〜 ( g ) の工程で構成される粉状酸化鉄からの溶銑の製造方法。

( e ) 前記還元工程 （予備還元工程） で得られた還元鉄を、 前記還元 炉 （予備還元炉） から 5 0 0 °C以上の温度で排出させる排出工程、 ( f ) 前記排出工程で排出 した高温状態の還元鉄と、 塊粒状の炭材と フ ラ ッ ク ス を、 炉内に炭材の充塡層を有 し、 炉下部に設置された羽口か ら酸素含有ガスを吹き込み羽口前の炭材を燃焼させて高温の還元ガス を 発生させる竪型炉へその炉上部から装入 し、 還元と溶解を行い、 溶銑と 溶滓を炉下部出銑口から排出する還元 · 溶解工程、

( g ) 竪型炉の生成ガスを回収する と と も に、 その一部を予備還元用 燃料と して前記予備還元炉へ導入する ガス回収工程。

( 4 ) 上記 （ 1 ) に記載の （ a ) 〜 （ d ) の工程の後、 下記 （ e ) 〜 ( g ) の工程で構成される粉状酸化鉄からの溶銑の製造方法。

( e ) 前記還元工程 （予備還元工程） で得られた還元鉄を、 前記還元 炉 （予備還元炉） から 5 0 0 °C以上の温度で排出させる排出工程、

( f ) 前記排出工程で排出 した高温状態の還元鉄と炭材と フ ラ ッ ク ス を、 炉内に溶融金属浴と溶融ス ラ グ浴と を有 し、 底部から攪拌用ガス を 溶融金属浴内へ吹き込んで溶融金属浴と溶融スラ グ浴を攪拌し、 上部か ら酸素を炉内へ供給する製鍊用溶解還元炉へその炉上部から装入 し、 還 元と溶解を行い、 溶銑と溶滓を炉下部出銑口から排出する還元 · 溶解ェ

1¾、

( g ) 製鍊用溶解還元炉の生成ガス を回収する と と もに、 その一部を 予備還元用燃料と して前記予備還元炉へ導入するガス回収工程。 図面の簡単な説明

第 1 図は従来の還元鉄の製造プロセスの一例の概略図である。

第 2 図は成形、 装入装置の一例を示す縦断面図である。

第 3 図は板状成形物の形状の一例を示す図である。

第 4 図は本発明の還元鉄の製造装置と こ の装置を用いる還元鉄の概略 の製造工程を示す図である。

第 5図は回転炉床炉の縱断面図で、 炉床の進行方向に対して垂直な面 を示す図である。

第 6 図は本発明で用いる還元鉄製造原料の装入装置の一例の要部の構 成を示す図である。

第 7 図は複数台のダブルロール圧縮機の配置の一例を示す図である。 第 8 図は本発明で用いる還元鉄製造原料の成形、 装入装置の例の要部 の構成を示す図である。

第 9 図は本発明で用いる還元鉄製造原料の成形、 装入装置の他の例の 要部の構成を示す図である。

第 1 0図は従来のス ク リ ユ ーフ ィ ーダ一による還元鉄の排出方法の説 明図である。

第 1 1 図は本発明で用いる還元鉄の排出方法の説明図である。

第 1 2 図は本発明で用いる炉床に残留する還元鉄粉の除去方法の一例 の説明図である。

第 1 3 図は本発明で用いる炉床に残留する還元鉄粉の除去方法の他の 例の説明図である。

第 1 4 図は本発明で用いる炉床に残留する還元鉄粉及び固着物の除去 方法の一例の説明図である。

第 1 5図は本発明で用いる炉床に残留する還元鉄粉の除去方法の更に 他の例の説明図である。

第 1 6図は本発明で用いる還元鉄粉の炉床上での残留防止方法の一例 の説明図である。

第 1 7図は竪型炉を用いる溶銑の製造工程の概略と使用する設備の一 例を示す図である。

第 1 8図は製鍊用溶解還元炉を用いる溶銑の製造工程の概略と使用す る設備の一例を示す図である。

第 1 9図は実施例で用いた高温加熱還元試験炉の説明図である。 第 2 0図は本発明で用いる原料の混合及び装入方法の一例の説明図で ある。

第 2 1 図は実施例の結果を示す図で、 原料水分と金属化率の関係を示 す図である。

第 2 2 図は実施例の結果を示す図で、 鉄鉱石中の A 1 ₂ 0 3 + S i 0 2 含有量と金属化率の関係を示す図である。

第 2 3図は実施例の結果を示す図で、 石炭中の粒径 0 . l 〜 l m mの ものの比率と金属化率の関係を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の還元鉄の製造方法とそのための装置、 及び溶銑の製造方法に ついて、 以下に詳細に説明する。

本発明 （前記 （ 1 ) の発明） の還元鉄の製造方法は、 酸化鉄を粉状で 高温還元するに当た り、 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤の混合物を板状に 成形し、 板状成形物と して還元炉の炉床上に載置し、 炉内へ燃料と酸素 含有ガスを吹き込んで、 その燃料と固体還元剤から発生する可燃性揮発 成分 （V M ) と酸化鉄が固体還元剤によ り還元されて発生する C O ガス とを燃焼させ、 炉内の温度が 1 1 0 0 °C以上になるよう に維持して、 粉 状の酸化鉄を還元する方法である。

こ こ で、 「粉状酸化鉄」 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。 これらを単独で、 又は 2種以上の 混合物の状態で使用する こ とができる。

「粉状固体還元剤」 とは、 石炭、 木炭、 石油コ ーク ス、 コ 一ク ス等の. 主に炭素を含む固体物質の粉末である。 これらも、 単独で、 又は 2種以 上組み合わせて使用する こ とができる。

また、 「板状成形物」 とは、 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤の混合物を 連続した帯状 （こ の状態を 「シー ト 状」 という） に成形したものである, 装入時に完全なシー ト 状をな しているのが好ま しいが、 ひび割れなどが 生じていて も よい。 板状成形物の幅は還元炉の規模に応じて任意に選択 する こ とができる。 厚さは、 一般的に 1 0 〜 2 0 m mが適当である。 本発明で使用する還元炉の形式に特に制約はないが、 前記の図 1 に示 した回転炉床炉、 すなわち水平に回転移動する加熱炉床 （回転炉床） を 有する還元炉が連続作業が可能となるので推奨される。

本発明の還元鉄の製造方法では、 先ず、 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤 を混合して混合物 （原料混合物） を得る。

使用する原料に含まれている水分等の条件によ っ ては、 粉状酸化鉄と 粉状固体還元剤とを混合する際、 若干の水、 バイ ンダー （ベン ト ナイ ト、 石灰、 有機系結合剤、 乳剤、 油、 界面活性剤等） のいずれか一方あるい は両方を添加して も よい。 これによ つ て、 均一かつ迅速に混合しやす く な り、 更には板状成形物への成形が容易になる。

また、 還元鉄に含まれる スラ グ成分の塩基度を調整するために、 石灰 (生石灰、 石灰石等） を添加して も よい。 これによ つ て、 還元炉の排ガ ス中に含まれる硫黄 （ S ) 濃度を低下できる。 なお、 石灰石を使用する 場合、 石灰石の分解に伴う吸熱を還元炉内での焼成時に補えるので、 製 鍊炉での燃料原単位が向上する。

本発明においては、 原料混合物を塊成化する必要がないので、 ス ケー ルなどは粗粉砕するだけで使用する こ とができ、 微粉砕は不要である。 また、 亜鉛 （ Z n ) 等を含むダス ト を原科に使用 した場合は、 製品の 還元鉄に Z nが残留 し、 製品価値が低下する こ とが懸念されるが、 本発 明の方法では炉内が高温のため Z n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。 次いで、 粉状酸化鉄と粉状酸化鉄の混合物を板状に成形し、 板状成形 物と して還元炉の炉床上に載置する。

板状に成形する手段は特に限定されないが、 成形設備の簡易性、 成形 の容易性、 あるいは成形能率等から、 ロールによる成形方法、 特に、 後 述するダブルロール圧縮機を用いる方法を採用する のが好ま しい。

後に詳述する第 2 図に示すよ う に、 例えば、 ロール 1 7対によ っ て原 料混合物 1 6 を板状に成形して回転炉床 1 3上に載置する。

原料混合物を板状に成形するに当た り、 例えば第 3 図に示すよ う に、 板状成形物 1 8 の炉床に接する面と反対側の面に縦溝 2 1 を設けて凹凸 をつける と、 表面積 （つま り、 受熱面積） を増大させる こ とができ、 成 形物の厚みの増大に伴う昇温速度の低下を抑える こ とができる。 また、 これに よ つ て炉床単位面積当た り の原料積載量が増加する ので、 生産性 が向上する。

続いて、 炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで、 その燃料と固体還 元剤から発生する可燃性揮発成分と酸化鉄が固体還元剤によ り還元され て発生する C Oガス と を燃焼させ、 炉内の温度が 1 1 0 0 °C以上になる よう に維持して、 板状成形物中の酸化鉄を還元して還元鉄を製造する。 燃料と しては、 天然ガス、 重油等の通常使用されている燃料を用いる ₍ 後工程の製鍊炉 （竪型炉、 製鍊用溶解還元炉） から可燃性のガスが排ガ ス と して排出されるので、 これを使用 して も よい。

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。

高温還元を行う ための炉内温度は、 1 1 0 0 °C以上とする。 1 1 0 0 °C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 つて板状成形物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 2 0 0〜 1 4 0 0で程度に維持する こ とが望ま しい。

ただ、 この温度は還元の進行状況、 使用する粉状の酸化鉄および固体 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、 原料の炉内装入後間もない期間では、 装入物の温度が低いので 炉内温度を高めに保持して装入物の昇温を図るよ う にする方が還元の促 進には有利である。 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 つ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、 装入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。

酸化鉄を高温で還元する に当た り、 還元に要する時間を短縮するため には、 板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、 板状成形物の加熱に当た り、 板状成形物中の固 体還元剤から発生する可燃性揮発成分の発生がほぼ終了するまでは酸素 含有ガスを板状成形物表面へ供給 して可燃性揮発成分をその表面で燃焼 させ、 可燃性揮発成分の発生が終了 した後は、 炉内温度が 1 l o o ：以 上になるよ う に、 望ま し く は 1 2 0 0 〜 1 4 0 0 °C以上になる よ う に加 熱すればよい。

また、 還元炉内で還元鉄が炉床に固着するのを防止するために、 還元 炉の炉床上に粉状の固体還元剤を薄く 敷き、 その上に板状成形物を載置 する方法を採用 して もよい。

上述したよう に、 本発明の還元鉄の製造方法によれば、 板状成形物は 原料混合物をロ ール等で成形するだけで得られるので、 処理時間はペ レ ッ ト化等、 塊成化する場合に比べて極めて短く、 成形に用いる装置の運 転、 保守も容易である。 また、 ペ レ ッ ト は塊成化したま までは強度が不 足するので乾燥して強度を増加させる必要があるが、 この板状成形物の 場合は、 第 2図に示したよ う に、 支持ローラ等を介して炉床上に載置す れば乾燥工程を経な く て も崩壊する こ とはない。 炉内の高温にさ ら され て多少のク ラ ッ クが入っ て も崩壊につながる こ とはな く、 還元に支障を 来すこ とはない。

本発明 （前記 （ 2 ) の発明） の還元鉄の製造装置は、 上記 （ 1 ) の発 明の方法を実施するための装置である。

この装置は、 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合するための混合機と、 混合して得られた原料混合物を板状に成形する成形装置と、 板状成形物 を還元炉の炉床上に載置する装入装置と、 炉内へ装入された板状成形物 中の酸化鉄を還元する回転炉床炉を有 している。 回転炉床炉は、 原料混 合物の装入口、 酸化鉄を加熱還元して得られる還元鉄の排出 口及び炉内 で発生する ガスの排気口 を備える炉体と、 炉内に設けられた水平に回転 移動する炉床と、 炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで燃料を燃焼さ せるバーナーを有 している。

第 4図、 第 5 図及び前記の第 2図は、 本発明の還元鉄の製造装置を説 明するための図である。 第 4図は装置の全体を模式的に示すと と もに概 略の製造工程を示す図で、 破線で囲んだ部分が本発明の装置を表す。 第 5 図は回転炉床炉の縦断面図で、 炉床の進行方向に対して垂直な面を表 す。 また、 第 2 図は成形、 装入装置の一例を示す縦断面図で、 炉床の進 行方向に対して平行な面を表している。

第 4 図に示すよう に、 本発明の還元鉄の製造装置は、 粉状酸化鉄と粉 状固体還元剤を混合するための混合機 2 2 と、 図示していない成形、 装 入装置 （第 2図に示すよう に、 回転炉床炉 1 1 の上方に設けられている） と、 回転炉床炉 1 1 を有しており、 回転炉床炉には、 原料混合物の装入 口 2 3 (第 2 図参照） 、 還元鉄の排出口 2 4、 炉内で発生するガス （廃 ガス） の排気口 1 5、 及び炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで燃料 を燃焼させるバーナー 2 5が取り付けられている。

図示した例では、 原料受け入れホ ッ パー 2 6から粉状酸化鉄 （粉鉱石） 2 7 と粉状固体還元剤 2 8 の他に、 バイ ンダー 2 9 とダス ト 3 0が混合 機 2 2へ送られ、 混合される。 燃料と しては、 発電等に用いられる製鍊 炉の排ガス 3 1 の一部が使用されている。 酸素含有ガス と しては、 排気 口 1 5 から排出される ガス （廃ガス） を廃ガス燃焼装置 3 2 で燃焼させ， 発生する熱によ り予熱された空気 3 3が用いられている。 廃ガスは熱交 換機 3 4 を通過した後、 除塵装置 3 5及び脱硫装置 3 6 を経て大気中へ 放出される。 符号 3 7、 3 8はブロ ワ一である。

第 5図に示すよ う に、 回転炉床炉の外郭は炉体 3 9 で、 その内側に水 平に回転移動する炉床 （回転炉床） 1 3 が設けられている。 炉床 1 3 の 下側に レール 4 0が取り付けられており、 固定された車輪 4 1 を駆動装 置 4 2 によ っ て駆動させる こ と によ り、 炉床 1 3 は一定速度で回転する _c なお、 炉内はシール水 4 3 によ っ て シールされている。 炉床 1 3上に載 置された板状成形物 1 8 はバーナー 2 5 から吹き込まれる燃料の燃焼熱 によ り還元される。

第 2 図に例示した成形、 装入装置は、 原料混合物 1 6 を炉内に設けた ロール 1 7 によ っ て板状成形物 1 8 と し、 回転炉床 1 3 を形成する台車 の進行に合わせて板状成形物 1 8 を炉床上に連続的に供給でき る よう に 構成されている。 なお、 符号 1 9 は炉床の輻射熱からローラー一等を保 護するための遮熱板であ り、 符号 2 0 は支持口一ラーである。

粉状酸化鉄と粉状固体還元剤の混合物を回転炉床炉へ装入するに当た つては、 種々 の方法及び装置を採用する こ とができる。 以下に具体的に 説明する。

例えば、 原料混合物を回転炉床を有する還元炉内へ装入するに当た り . 炉床の上方で、 二つのロール軸が炉床の移動方向と直交する方向に設置 されたダブルロール圧縮機で前記混合物を板状に成形し、 こ のダブル口 —ル圧縮機から排出される成形原料を装入シ ュー ト で受けて炉床上に載 置する方法を採用 し、 還元鉄を製造する こ とができる。 炉床の上方に設置されたダブルロール圧縮機で原料混合物を成形する のは、 成形した後、 回転炉床に装入する までのハ ン ド リ ン グを極力軽減 するためである。 すなわち、 成形された原料を装入シュー ト で受けて回 転炉床上に載置する装入方法を採用する こ と によ り、 ハン ド リ ングをダ ブルロ ール圧縮機のロール出口から装入シ ュ一 ト 上に排出させ、 シュ一 ト に沿って炉床上に載せるだけと し、 ハン ド リ ングに伴う衝撃を軽微な ものとする こ とができる。

二つのロール軸が炉床の移動方向と直交する方向に設置されたダブル ロール圧縮機で原料を成形するのは、 成形されてロール出口から排出さ れる原料を、 装入シユ ー ト に沿わせて炉床の幅方向への移動をほとんど 起こ させずに装入するためである。 これによ つて、 成形物を割れ等をほ とんど生じさせる こ とな く 炉内に装入する こ とができ る。

第 6 図は、 この方法で用いる還元鉄製造原料の装入装置の一例の要部 の構成を示す図である。 こ の装置は、 図示するよう に、 回転炉床 1 3 の 上方 （この場合は、 真上） に、 二つの口 一ル 4 4、 4 5 のロ ール軸 4 6、 4 7 が炉床 1 3 の移動方向 と直交する方向に設置された、 原料ホ ッパー 4 8 から供給される原料混合物を成形するためのダブルロ ール圧縮機 1 0 と、 この圧縮機 1 0 から排出される シー ト 状の成形原料 （板状成形物 1 8 ) を受けて炉床 1 3上に載置する装入シ ュ一 ト 4 9 を有している。 ダブルロール圧縮機 1 0 は、 加圧ロール歯車 5 0 を備えた加圧ロール 4 4 と受圧ロール歯車 5 1 を備えた受圧ロール 4 5 の二つのロールを有 し、 受圧側ロール軸 4 7 は固定され、 加圧側ロール軸 4 6 は油圧シ リ ン ダ一 5 2 によ り矢印の方向またはその反対方向に移動 して原料を成形す る際の加圧力を調節でき る よう に構成されている。 なお、 加圧力は、 原 料の種類、 成形形状、 バイ ンダー量等によ っ て調節される もので、 成形 しゃすい条件であれば加圧力はな しでも よい。 また、 ダブルロール圧縮 機の二つのロール軸は同 じ高さにあるのが普通であるが、 高さが異なつ てずれた状態であっ て も よい。

ダブルロール圧縮機 1 0 の真下にある装入シュー ト 4 9 は、 図示する よう に、 回転炉床 1 3 の移動方向に傾斜したシュー ト である。 これによ つ て、 ダブルロ ール圧縮機のロール出口から排出される板状成形物 1 8 が受ける衝撃を少な く し、 板状成形物 1 8 を炉床 1 3上にソ フ ト に載置 する こ とができる。

また、 こ の図に示した例では、 加圧ロ ール 4 4 が炉床 1 3 の移動方向 (すなわち、 下流側） に記置されている。 ダブルロール圧縮機 1 0で成 形された板状成形物 1 8 は、 加圧ロール 4 4側では受圧ロ ール 4 5側よ り も大きな圧縮力を受け、 やや加圧ロール 4 4側にそ り 曲がっ た状態で ロール間から排出されるので、 この方が成形原料の受ける衝撃力が小さ く、 望ま しい。

上記の装置を用いれば、 成形した原料を回転炉床炉に装入する までの 間の衝撃を少な く し、 割れ等を生 じさせずに床炉上に載置する こ とがで ぎ る。

ダブルロ ール圧縮機と して、 ロ ール長さが短いダブルロ ール圧縮機を 炉床の幅方向に複数台並べて用いて もよい。

一台のダブルロール圧縮機で原料混合物を成形しょ う とする と、 炉床 の幅と同 じ長さのロールを有する圧縮機が必要とな り、 ロール長さ方向 の中央部で加圧力が弱く なつて成形物の強度が低下する。 しか し、 複数 台に分割されたロール長さが短いダブルロール圧縮機を用いる と、 口 一 ル長さ方向で強度差のない、 炉床の幅方向全体にわたっ て強固な成形原 料を製造する こ とができる。 なお、 複数台のダブルロール圧縮機の記置 は、 第 7 図に示すよ う に、 一列ではな く、 炉床 1 3 の幅方向に対して互 いに斜めの位置を占める よ う に行う。 これによ り、 それぞれのダブル口 ール圧縮機 1 0のロ ール出口から排出される板状成形物 1 8 を炉床上に 隙間な く 載置する こ とができる。 また、 ダブルロ ール圧縮機と して、 ロ ール径が炉床の内周側から外周 側に向かう につれて大き く なるテ一パー付き ロールを備えるダブル口 一 ル圧縮機用いて も よい。

炉床の外周側は内周側に比べて移動速度が大きいので、 ダブルロール 圧縮機で板状に成形されて排出される原料混合物の供給速度が炉床の幅 方向で一定であれば、 炉床の外周側と 内周側とでは単位面積当た り の原 料の供給速度が異なる こ と になる。 そのため、 特に、 炉床の内周半径と 外周半径の差が大きい場合や、 炉床の回転速度が大きい場合には、 板状 成形物を炉床上に載置する際に成形物に無理がかか り、 割れ等が生じや すく なっ た りする。 こ のよ う な場合、 上記のテーパー付きロールを備え るダブルロ ール圧縮機用いる と、 成形物の供給速度を幅方向で変える こ とができるので、 炉床の外周側と 内周側における単位面積当た り の原料 の供給速度を一定にする こ とが可能となる。

装入シュー ト と して、 平板のシ ュー ト ではな く、 炉床の進行方向に対 して凹型の湾曲形状部を有するシ ユ ー ト を用いて も よい。

こ の湾曲形の装入シユ ー ト は、 シ ュ一 ト の先端部の角度ができ るだけ 水平に近い状態のものであって、 シ ユ ー ト 先端と炉床の高さの差を小さ く して使用するのが望ま しい。 こ のよう な装入シ ュー ト を有する装入装 置を用いて成形物を炉内に装入する こ と によ り、 成形物を炉床上に載置 する と きの垂直方向の衝撃力を小さ く して、 成形物の割れ等を最小限に 抑制する こ とができる。

また、 装入シュー ト と して、 上記のよ う な装入装置に固定されたシュ — ト ではな く、 着脱可能で、 かつ接続部を支点と して回動可能に接続さ れ、 しかも先端が加熱炉床に接触する先端シ ュ一 ト を用いて も よい。 板状成形物をシ ュ一 ト に沿っ て炉床上に装入する場合、 シユ ー ト の先 端を炉床に接触させて、 装入する成形物にかかる垂直方向の衝撃力を極 力低下させるのが望ま しい。 しか し、 装入装置に固定されたシュー ト を 用い、 その先端部を回転炉床に接触させて操業を行う と、 炉床面に原料 が付着 して凹凸が生 じているよう な場合、 接触させたシ ユ ー ト の先端部 が炉床面にひっ かかり、 装入シユ ー ト が変形する等の ト ラブルが発生す る原因となる。

このよう な場合、 接続部を支点と して回動可能に接続された先端シ ュ 一 ト を有する装入装置を用いて成形物を炉内に装入すれば、 炉床面に凹 凸があって も、 その凹凸に応じてシユ ー ト の先端が容易に上下動するの で、 先端シ ュー ト はその凹凸にひっ かかる こ とな く、 常に炉床に接触 し た状態を保つこ とができ る。

炉床と接触する先端シ ユ ー ト は摩耗 し、 摩耗の進行と と もに先端シ ュ 一 ト の長さが短く な り、 先端シユ ー ト の角度は水平に対し大き く なる傾 向がある。 しか し、 そのと きは、 先端シ ュ ー ト を交換すればよいので、 装入装置に固定されたシ ユ ー ト に比べ、 メ ンテナ ン ス性が良好である。 原料混合物を回転炉床を有する還元炉内へ装入する に当た り、 上記の よう に、 炉床の上方で、 二つのロール軸が炉床の移動方向と直交する方 向に設置されたダブルロ ール圧縮機を用い、 原料混合物をその二つの口 ールのいずれか一方のロールに密着させた薄いフ ィ ルムを介して成形 し， 得られたシー ト 状の成形物 （板状成形物） をフ ィ ルム と と も に炉床上に 載置する方法を採用 して還元鉄の製造を行っ ても よい。

原料混合物はフ ィ ルム に接着した （張り付いた） 状態でシー ト 状をな してダブルロ ール圧縮機から排出されるので、 そのまま フ ィ ルム と と も に炉床の移動方向へ （すなわち、 板状成形物の先端部分の炉床に対する 水平角が小さ く なる よう に） 湾曲させ、 加熱炉床上に載置する こ とがで きる。

第 8図 （ a ) は、 こ の方法を実施するための装置の一例の構成を模式 的に示す断面図である。

こ の装置は、 図示する ように、 二つのロールのいずれか一方のロール (こ の例では、 受圧ロ ール 4 5 ) の表面に密着させて原料混合物と と も にダブルロ ール圧縮機に通すフ ィ ルム 5 3 を供給するためのフ ィ ル厶ホ ルダー 5 4 と、 ダブル口 一ル圧縮機 1 0 から排出される フ ィ ルム 5 3 に 張り付いた状態の板状成形物 1 8 を支え る と と も に、 板状成形物 1 8 を 炉床 1 3 の移動方向へ湾曲させるシー ト 支持ロー ラー 5 5 を有 している。 なお、 この例では、 シ一 ト 支持ローラ一 5 5 で搬送されて く る板状成形 物 1 8 を炉床上へ導く ガイ ドシユ ー ト 5 6 が設けられている。

前記の混合原料と と もにダブルロール圧縮機に通すフ ィ ルム と しては、 幅が広く、 長さの長い、 かつ薄いフ ィ ルム状のもので、 しかも、 回転炉 床炉内で燃焼する ものが必要である。 フ ィ ルムに無機質成分が含まれる と、 その成分が還元鉄製品に含まれる こ と になるので、 無機質成分がほ とんど含まれない炭化水素系、 も し く は炭水化物系のフ ィ ルムが望ま し い。 具体的には、 後述するポリ エチ レ ンや紙類が適 している。

こ の方法及び装置によれば、 原料混合物は薄いフ ィ ルムを介して成形 されるので、 得られる成形物に割れ等が生 じに く く、 炉床上に幅の広い シー ト 状の成形物を容易に載置する こ とができる。

原料混合物を回転炉床を有する還元炉内へ装入するに当た り、 原料混 合物をダブルロ ール圧縮機の二つのロールのいずれか一方のロールに密 着させたベル ト を介して成形し、 成形されたシー ト状の成形物 （板状成 形物） をベル ト と と も に炉床の近傍まで運搬した後、 ベル ト から板状成 形物を分離し、 ベル ト はダブルロール圧縮機へ戻 し、 板状成形物は炉床 上に載置する方法を採用 して還元鉄の製造を行う こ と もできる。

第 8図 （ b ) は、 こ の方法を実施するための装置の一例の構成を模式 的に示す断面図である。

こ の装置は、 図示するよ う に、 二つのロールのいずれか一方の口一ル (この例では、 受圧ロ ール 4 5 ) の表面に密着させて原料混合物と と も にダブルロ ール圧縮機に通すェン ド レスのベル ト 5 7 と、 ダブルロール 圧縮機 1 0 から排出されるベル ト 5 7 に張り付いた状態の板状成形物 1 8 を支える と と も に、 板状成形物 1 8 を炉床 1 3 の移動方向へ湾曲させ る シー ト支持口 一ラー 5 5 と、 ベル ト 5 7 を駆動させるベル ト キ ヤ リ ャ 一口一ラー 5 8 を有 している。 なお、 こ の例では、 シー ト 支持ローラ一 5 5で搬送されて く る板状成形物 1 8 を炉床上へ導く ガイ ド シ ユ ー ト 5 6が設けられている。 なお、 ガイ ドシ ュ ー ト 5 6 は板状のものでもよい が、 シー ト の流れを良好にするためにはローラ一シュー ト が望ま しい。 前記の原料混合物と と もにダブルロ ール圧縮機に通すベル ト と しては、 幅が広く、 長さの長いものが必要である。 また、 連続使用できる程度の 強度が必要である。 具体的には、 ゴム製ベル ト などが使用でき る力;、 後 述する金属製ベル ト が望ま しい。

こ の装置を使用すれば、 得られる成形物に割れが生 じに く く、 炉床上 に幅の広いシ一 ト 状の成形物を容易に載置する こ とができる と と もに、 成形した原料をシ一 ト 状に保持するためのベル ト をェン ド レス に回転さ せて再使用する こ とができ る。 また、 板状成形物のみがガイ ドシュー ト によ って炉床上に積載されるので、 還元鉄製品への不純物の混入につい ての懸念は全く ない。

原料混合物を回転炉床を有する還元炉内へ装入する に当た り、 炉床の 上方で、 炉床の進行方向へ移動するベル ト で構成された傾斜シ ュー ト 上 に原料混合物を供給し、 ローラ一によ り ベル ト上で圧密して板状に成形 し、 成形された板状成形物を、 ベル ト と と もに炉床の近傍まで運搬した 後、 ベル ト から分離して板状の装入シ ュー ト 上に乗り継がせ、 炉床上へ 載置する方法を採用 して還元鉄の製造を行っても よい。

また、 このと き、 板状の装入シ ュー ト へ移送された板状成形物の上面 に、 炉床の進行方向へ移動するベル ト で構成される補助移動ベル ト を接 触させて、 その駆動力によ り板状成形物を炉床上へ載置する方法を採用 すれば、 板状成形物をよ り 円滑に炉床上へ載置する こ とができる。 第 9 図は、 上記の方法を実施するための装置例の構成を模式的に示す 図である。 図示する よう に、 こ の装置は、 原料ホ ッノ、 °一 4 8 から切り 出 される原料混合物 1 6 を圧密して板状に成形する 口一ラー 5 9 と、 原料 ホ ッ パー 4 8 からの原料混合物 1 6 を受けて炉床 1 3 の進行方向へ移動 させる傾斜シュ ー ト 6 0 と、 傾斜シ ュ ー ト 6 0 を構成するベル ト 6 1 上 でロー ラー 5 9 によ り圧密され、 板状に成形されて前記ベル ト 6 1 と と もに炉床 1 3 の近傍まで運搬される板状成形物 1 8 を受ける板状の装入 シ ュー ト 6 2 を有 している。 圧密、 成形用のローラー 5 9 は傾斜シュ 一 ト 6 0 に配置された原料混合物 1 6 を上から加圧できる位置にある。 原 料混合物 1 6 をよ り大きな力で圧密するためにはローラ一 5 9 はベル ト 6 1 を両面から挟持する よ う に配置されているのが好ま しい。

原料ホ ッ パー 4 8 から切り 出される原料混合物 1 6 は原料供給調整板 6 6 によ り所定の厚みで傾斜シ ユ ー ト 6 0上へ供給され、 この傾斜シ ュ ー ト 6 0上でローラー 5 9 によ り板状に成形され、 炉床 1 3 の進行方向 へ運ばれる。

なお、 こ の装置には、 炉床 1 3 の進行方向へ移動するベル ト 6 4で構 成された補助移動ベル ト 6 3が板状成形物 1 8の上面に接触した状態で 設置されている。 こ のベル ト 6 4 の駆動力によ り板状成形物 1 8 は炉床 1 3 の移動方向へ押しやられ、 よ り 円滑に炉床上に載置される。 この補 助移動ベル ト は前記の第 6 図に示した装置に設置されていて も よい。 上記の圧密、 成形用のローラ一、 傾斜シュー ト及び装入シュー ト は複 数個に分割されていて も よい。

粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合する際、 粉状酸化鉄、 粉状固体還 元剤、 水分および必要に応じて添加するバイ ンダ一の全部を一括して 3 0 0 r p m以上の回転速度で回転する高速撹拌羽根を内蔵する ミ キサー 内に投入し、 全原料に対する水分の割合が 6 〜 1 8質量％となる よう に 混合処理し、 得られた混合物を板状に成形し、 回転炉床を有する還元炉 内に装入する方法を採用 して還元鉄の製造を行っ て も よい。

すなわち、 粉体原料の粘着性を改善し、 強度の高い成形物を製造する にあた り、 よ り高い強度を発現するために高速撹拌ミ キサーによ って、 ねつ か処理をするのである。 湿潤状態にある粉体の造粒や成形において は、 水分や液体のバイ ンダーが粉体粒子の間を濡ら し、 それに基づく 毛 細管力によ り粉体粒子間に凝集作用が働いて造粒や成形が行われる と も に、 強度が発現する。 従っ て、 粉体粒子間に水分やバイ ンダーがよ く 入 り込むよ う に、 強い撹拌力でねつ か処理する こ とが効果的である。

この効果を得るためには、 高速撹拌ミ キサーで、 攪拌羽根の回転速度 (すなわち、 高速撹拌ミ キサーの回転速度） を 3 0 0 r p m以上と して 撹拌混合を行う のが有効である。 高速攪拌ミ キサーの回転速度が 3 0 0 r p m以上になる と粉体原料が粒子単位で分離され、 粒子間に水分ゃバ ィ ンダ一がよ り均一に分散 し、 強度発現に効果的に作用するのに対し、 回転速度が 3 0 0 r p mよ り低いと粒子単位で分離されず、 強度発現効 果が認められないからである。

なお、 ノくイ ンダ一は添加 しな く て も よい。 しか し、 ノ イ ンダ一は、 前 述したよう に、 湿潤状態にある粉体の造粒や成形において水分と同様に 作用 して成形物の強度を高め、 しかも、 その作用は水分よ り も強いので- 強度の発現に極めて効果的である。 また、 ねつか処理を行うので、 通常 の混合機 （例えば、 フ レ ッ ト ミ ル等） を用いて混合する場合に比べて添 加量が少な く てすみ、 製造コス ト の上昇を抑え、 バイ ンダーの添加に起 因する還元鉄の品質低下を抑制する こ とができる。 従って、 使用する原 料の種類等を勘案し、 必要に応じてバイ ンダ一を添加するのが有効であ る。 バイ ンダーと しては、 タール、 糖蜜、 ベン ト ナイ ト等を用いる こ と ができ る。 また、 バイ ンダーの添加量は、 使用するバイ ンダーの種類に 応じて適宜定めればよい。

上記の高速攪拌ミ キサー内に粉状酸化鉄、 粉状固体還元剤、 水分およ び必要に応じて添加するバイ ンダ一の全部を一括して投入するのは、 短 時間で効率的に混合処理した原料を得るためである。

こ の と き加える水分は、 全原料に対する割合で 6〜 1 8質量％となる 量とする。 これは、 水分が 1 8質量％を超え る と、 水分が十分に存在す るため、 粉体粒子間に水分を均一に分散する という高速攪拌の効果が十 分に発揮されず、 一方、 水分が 6質量％未満では水分が少ないため、 高 速攪拌を行って も粒子間での水分の均一分散に関 してむらが存在し、 そ の改善効果が小さいためである。 なお、 添加する水分は、 液体の水はも ちろんの こ と、 水蒸気であって も よい。 水よ り も水蒸気のほうが分散性 がよ く、 効果大きい。

粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合する際、 粉状酸化鉄と して、

A l ₂ 〇 ₃ および S i 〇 ₂ を合計で 4. 0〜 1 0. 0質量％含有する原 料を用いる方法を採用 して還元鉄の製造を行って も よい。

A 1 ₂ 03 や S i 02 は粘土分を構成する主要成分であ り、 A 1 ₂0₃ や S i 〇 ₂ の含有量が高いほど、 つま り、 粘土分が多く 含まれているほ ど成形物の強度を高 く する こ とができる。 粉状酸化鉄中に含まれる'粘土 分は、 バイ ンダーの粘着成分のよう に分散性が悪く な く、 粉状酸化鉄を 構成する各粒子に十分な粘着力を与える こ とができる。

すなわち、 この方法では、 従来のよ う にバイ ンダーが有 している粘着 力を活用するのではな く、 粉状酸化鉄中に含まれる粘土分を活用 して成 形原料の強度を高めるのである。

A 1 ₂ 0₃ および S i 0₂ の含有量を合計で 4. 0〜 1 0. 0質量％ とするのは、 4. 0質量％未満では粘土分が少なすぎて成形物の強度を 高める効果が小さ く、 一方、 1 0質量％を超える と還元鉄に粘土分が多 く 含まれ、 製品と して不適切であるからである。

また、 こ の方法において、 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤の混合物にバ ィ ンダ一が添加されていて もよい。 バイ ンダ一の添加によ って本発明の 方法の効果が低下する こ とはな く、 何らの悪影響も受けない。

粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合する際、 粉状酸化鉄と して、 0. 1 mm篩通過分が 8 0質量％以上の粒度のものを用い、 粉状固体還元剤 と して、 水分が 6質量％以上で、 粒径が 0. 1 mm以上 l mm以下のも のを 5 0質量％以上含有する石炭を用いる方法を採用 して還元鉄の製造 を行っ て も よい。

粉状酸化鉄と して粒度の小さいものを使用 し、 固体還元剤と して粒度 の大きい石炭を使用するのは、 粉状酸化鉄が緻密質であるのに対し、 石 炭は 5 0 0 °Cまでの加熱で揮発分がな く な り、 非常に多孔質になってい て、 粒径が大き く て も反応性に富んでいるからである。

また、 石炭の水分が 6質量％以上で、 粒径が 0. l mm以上 l mm以 下のものを 5 0質量％以上含有する こ と と した理由は、 石炭ャ一 ドで放 置されている石炭には通常 6質量％以上の水分が含まれてお り、 こ の石 炭を乾燥する こ とな く 破砕できる粒度が、 0. l mm以上 l mm以下の 粒径のものが 5 0質量％以上含まれる よ う な粒度だからである。 なお、 石炭の水分の上限は、 ヤー ドで放置されている間に含有され得る量であ つ て、 数値的には特に限定されない。 この条件下の石炭に対して、 粉状 酸化鉄の粒度は、 — 0. l mm ( 0. l mm篩通過分） が 8 0 %以上と なる粒度が適正となる。

こ の方法においては、 上記のよう に規定された粒度条件の石炭であつ て も、 破砕の際に、 破砕機への若干の石炭付着が発生し、 0. l mm以 上 1 mm以下の粒径のものの収率が低下する場合がある。

こ の破砕機への石炭の付着を防止するためには、 石炭の破砕時に鉄鉱 石の一部を混合して粉砕する方法を用いるのが効果的である。 石炭のよ う に柔らかい材質のものは破砕機に付着しやすいのに対し、 鉄鉱石のよ う な硬い材質のものは付着しに く く、 混合粉砕する こ とによ って付着を 抑制できるからである。 なお、 石炭破砕時に混合させる鉄鉱石の粒度は 「_ 0. 1 mmが 8 0 %以上」 である必要はな く、 粗粒の粉鉄鉱石であ つて も よい。

こ の方法で粉状酸化鉄および/または粉状固体還元剤の粒度を調整す るために用いる破砕機は、 特定の種類のものに限定されない。 イ ンパク ト ミ ル、 ローラ一 ミ ル、 ロ ッ ド ミ ル、 ボールミ ルなど、 いずれを使用 し て も よい。

こ の方法において、 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤の混合物にバイ ンダ 一が添加されていて も よい。 バイ ンダ一の添加によ っ て本発明の方法の 効果が低下する こ とはな く、 何らの悪影響も受けない。

また、 こ の方法によれば、 板状成形物の原料粒子間空隙、 すなわち気 孔率を低下させる こ とができ、 緻密な充塡を得る こ とができる結果、 回 転炉床炉に装入する成形物の強度を高め、 更には粉状酸化鉄の還元性を 高める こ とができ、 その結果、 高い金属化率の還元鉄を製造する こ とが でき る。

従来、 還元鉄の製造は、 炉内温度が 1 1 0 0〜 1 3 0 0 °Cに維持され た回転炉床炉の炉床上に塊成化物 （ペ レ ッ ト ） を 1 0〜 2 0 mmの薄い 厚みで敷き、 主に炉内壁からの輻射熱で 9 0 0で以上に昇温し、 炉床が 1 回転する間に所定の金属化率に達する よ う に炉床の回転速度を調整 し つつ還元焼結させ、 排出部からス ク リ ュ 一フ ィ ーダによ り排出する こ と によ り行われている。

第 1 0図は、 従来、 排鉱装置と して用い られているス ク リ ューフ ィ 一 ダ一による還元鉄の排出方法の説明図で、 （ a) は回転炉床の上面図、 ( b ) は排出部の近傍の縦断面図である。 図示する よう に、 原料装入部 1 2から回転炉床 1 3上に装入された原料混合物 1 6は炉床 1 3の回転 に伴っ て 1 回転する間に原料中の酸化鉄が高温還元され、 還元鉄と して 製品排出部 1 4か ら ス ク リ ュ 一フ ィ ーダ一 6 7に よ り排出される。 排出 は、 還元鉄がス ク リ ュ ーフ ィ ーダ一 6 7に到達した後、 ス ク リ ュ ーの回 転によ り炉床 1 3 の移動方向と直交する方向 （図中に白ぬき矢印で表示） に移動 し、 炉床 1 3 の外周側へ排出される こ とによ り行われる。 なお、 ス ク リ ユ ーフ ィ 一ダー 6 7 のす ぐ後には還元鉄を蓄積させるためのス ト ツバ一フ ェ ン ス 6 8 が設置されている。 また、 図示した例では、 炉床 1 3 の下側に レール 4 0が取り付けられてお り、 固定された車輪 4 1 を駆 動させる こ と によ っ て炉床 1 3 は一定速度で回転する。 炉内はシール水 4 3 によ っ てシールされている。

しか し、 ス ク リ ュ ーによ る還元鉄の移動はきわめて遅く、 炉床の外周 側へ到達して排出されるまでにかな り の時間を要し、 そのため、 ス ク リ ユ ーフ ィ ーダ一の前では還元鉄の滞留量が多く なる。 特に、 炉床の内周 側の端部付近にある還元鉄は、 内周側から外周側まで長い距離を移動 し なければな らないだけでな く、 外周側に到達する までの間に炉床の他の 部分にある還元鉄と混合される こ とによ っ てさ らに滞留を余儀な く され、 非常に長い時間、 炉内に滞留する こ と となる。

このよ う な問題を解決するためには、 回転炉床炉内で焼成して得られ た還元鉄を素早く 炉外へ排出する こ とが必要であるが、 以下に述べるい く つかの方法を採用する こ とができ る。

例えば、 粉状酸化鉄を回転炉床を有する還元炉で還元して得られる還 元鉄を炉床の移動方向と直角の方向に往復移動する押し出 し装置によ り 排出する方法を採用 して還元鉄の製造を行っ ても よい。

第 1 1 図の （ a ) および （ b ) はこの方法の一例の説明図で、 押し出 し装置と して プッ シ ヤ ーを用いる場合である。 （ a ) は概略平面図、 ( b ) は （ a ) の B— B矢視図である。 図示する よう に、 押 し出 し装置 と して、 回転炉床炉の排出部の炉床 1 3 の内周側 （炉床外） に、 炉床 1 3 の移動方向と直角の方向に往復移動する板状のプッ シ ャ 一 6 9 が設置 されている。

炉床 1 3 の回転に伴っ て排出部へ移動して く る還元鉄は、 プッ シ ヤ ー 6 9 の矢印方向への移動によ り炉床 1 3 の外周側から炉床外へ押 し出さ れ、 排出シ ュー ト 7 0 を介 して排出される。 図示した例では、 破線で示 したプッ シ ヤ ー 6 9 の移動範囲に沿っ てその下流側 （炉床の移動方向側） に ス ト ッ ノ、。一 フ ェ ン ス 6 8 が取り付けられており、 プッ シ ャ 一 6 9 はこ のフ ヱ ン ス 6 8 に沿っ て移動するので、 還元鉄 7 3 は残らず確実に排出 される。 なお、 炉床 1 3 の外周部まで移動 したプッ シ ヤ ー 6 9 は直ちに 元の位置へ戻り、 次の排出のため再び矢印方向へ移動する。

還元鉄を、 上記のよう な押し出 し装置によ り排出するのではな く、 炉 床の幅方向の中央を起点と して炉床の移動方向に向けて V字状に広がる 排出ガイ ドフ ェ ン ス に沿っ て炉床の両側に排出する方法を採用 して還元 鉄の製造を行っ て も よい。

第 1 1 図の （ c ) および （ d ) は こ の方法の一例の説明図である。 ( c ) は概略平面図、 （ d ) は （ c ) の B— B矢視図である。 図示する よう に、 回転炉床炉の排出部の炉床 1 3上に、 炉床 1 3 の幅方向の中央 を起点と して炉床 1 3 の移動方向 （下流側） に向かっ て V字状に広がる 排出ガイ ドフ ェ ン ス 7 1 が設置されている。 この場合は、 その広がり の 角度は炉床 1 3 の移動方向に対して両側にそれぞれ約 4 5度である。 炉床 1 3 の回転に伴っ て排出部へ移動 して く る還元鉄は、 排出ガイ ド フ ェ ン ス 7 1 に到達する と、 こ のガイ ドフ ェ ン ス 7 1 に沿っ て左右に分 けられ、 炉床 1 3 の両側に設置された排出シ ユ ー ト 7 0へと導かれる。 図示した例では、 このガイ ドフ ヱ ン ス 7 1 の手前 （上流側） にこれと平 行して補助ガイ ドフ ェ ン ス 7 2 が取り付けられているので、 排出流れが よ く、 還元鉄 7 3 は滞留せずに円滑に排出される。

排出ガイ ドフ ンスの設置角度は特に限定されないが、 還元鉄を炉床 上に滞留させず、 しかも、 素早く 炉外へ排出するためには、 図示したよ う に、 炉床の移動方向に対して両側にそれぞれ約 4 5度の角度で設置す るのが望ま しい。 排出ガイ ド フ x ン ス の高さは、 こ の フ ェ ンスに到達 した還元鉄が排出 シュ一 ト へ導かれるまでの間にフ 1 ンス を超える こ とがない程度以上の 高さであればよい。

これらの方法によれば、 回転炉床炉内で焼成して得られた還元鉄を素 早く 炉外へ排出する こ とができ、 その結果、 前述した還元鉄の再酸化に よる金属化率の低下を防ぎ、 また、 再酸化を防止するための冷却装置の 設置による炉床上の加熱面積の減少を避けて還元鉄の生産率を維持する こ とが可能となる。

上記従来の還元鉄製造プロ セスにおいては、 塊成化物 （ペ レ ツ ト） を 回転炉床炉内へ装入する際、 塊成化物が粉化 して粉が発生する。 また、 装入後において も、 高温還元される際に割れが発生 し、 粉が生 じる。 こ う して発生した粉は回転炉床炉内で還元され金属鉄粉 （還元鉄粉） とな るが、 この還元鉄粉は排出部に設置されているス ト ツバ一フ ヱ ンス と炉 床の隙間をす り ぬけて排出されずに炉床上に留ま り、 炉床の回転に伴つ て再び原料装入部に送られて加熱を受ける という循環を繰り返し、 回転 炉床炉内に滞留する。

滞留 した還元鉄粉は、 しばら く の間は鉄粉のま まであるが、 長時間炉 内に滞留する と、 鉄粉どう しが焼結して、 炉床上に 「固着物」 と して付 着し、 やがて炉床が鉄板でコーテ ィ ングされた状態とな り、 場合によ つ ては熱変形して炉床面に凹凸を生じさせる。 炉床面に このよ うな凹凸が 発生する と、 原料を焼成する際に焼成むらが生じて還元鉄の金属化率が 大幅に低下するのみならず、 操業に支障を来し、 操業上の大きな問題に も発展しかねない。 さ らに、 炉床 レ ンガに付着した鉄は、 それに機械的 な力が加わる と レ ンガに剝離割れを生 じさせる原因に もなる。

本発明の還元鉄の製造方法においては、 原料混合物を板状に成形した 後還元炉内へ装入するので、 従来の塊成化物と して炉内に装入する場合 に比べる と粉の発生は極めて少ない。 しか し、 高温還元の過程でひび割 れが発生 し、 粉が生じるのを避ける こ とはできず、 長期間にわた って安 定した操業を続けるには、 やは り上記の問題に対する対応策を講 じる こ とが必要となる。

その対策と して、 例えば、 炉床上に残留する還元鉄粉を、 還元鉄の排 出部から原料装入部までの間で、 噴射ガス流によ り吹き飛ばして炉床上 から除去する方法を採用する こ とができる。 なお、 「還元鉄の排出部か ら原料装入部までの間」 とは、 還元鉄の排出部から炉床の移動方向に向 かっ て原料装入部までの、 原料やそれが還元されて生 じた還元鉄が載置 されていない炉床上の区間である。

第 1 2 図は、 こ の方法の一例の説明図である。 なお、 図は、 炉床の移 動方向に対 して垂直な断面を示す。 図示する よう に、 ガス噴射ノ ズル 7 4 が斜め上方から炉床表面に向けて配置されており、 こ のガス噴射ノ ズ ル 7 4 から ガス を噴射して残留還元鉄粉 7 5 を吹き飛ば し、 炉床表面を 清浄に維持する。

ガス噴射ノ ズルの炉床表面に対する角度および炉床表面からの高さ は 特に限定されない。 還元鉄粉を吹き飛ばして効果的に炉床上から除去で きる よう に適宜調整する。

ガスの噴射は、 炉床の移動方向と直交する方向に並べて設置したノ ズ ルから炉床の移動方向に向けて行って も よいが、 図示する よ う に、 炉床 1 3 の移動方向と直交する方向ない しはそれに近い方向に往復移動可能 なガス噴射ノ ズル 7 4 を用い、 このノ ズル 7 4 を図中に矢印で示すよ う に往復移動させながら行うのが望ま しい。

ガス噴射ノ ズルは、 先端の断面形状が円形も し く はそれに近い場合は. 一本ではな く、 炉床の円周方向に複数本並列に配置して用いるのが望ま しい。 また、 ノ ズルの先端の断面形状が偏平で炉床の円周方向に広がつ ている ノ ズルを使用 して も よい。

噴射する ガスの種類は特に限定されないが、 炉床レ ンガの保護と残留 する還元鉄粉の再酸化の防止の観点から、 窒素ガスが望ま しい。 なお、 ガスの噴射圧力について も限定はな く、 還元鉄粉を効果的に炉床上から 除去できる よ う に適宜調整すればよい。

炉床上に残留する還元鉄粉を、 還元鉄の排出部から原料装入部までの 間で、 回転する羽根を備える箒で掃き出 して炉床上から除去する方法を 採用 して還元鉄の製造を行って も よい。 なお、 こ こでいう 「回転する羽 根を備える箒」 とは、 炉床上の残留還元鉄粉を掃き出すという清掃の機 能を有する ものをいい、 羽根ない しは羽根状のものを有する箒に限らず、 一定の固さ と太さ をも っ た毛状のものを有する箒 （通常、 "ブラシ'' と 称される もの） 等でも よい。

回転する羽根を備え る箒と しては、 例えば、 周囲に清掃ブラ シを保有 する 円筒状の箒で、 こ の円筒の軸を回転軸と して正逆方向に回転可能 (つま り、 回動可能） に構成されたものを用いればよい。 次に述べる第 1 3図の拡大図に示す回転羽根箒 7 6 がこれに該当する。

こ のよ う な回転する羽根を備える箒を用い、 これを適宜正方向または 逆方向に回転させる と と もに炉床の移動方向と直交する方向ない しはそ れに近い方向に往復移動させながら残留還元鉄粉を掃き出 して炉床上か ら除去する。

第 1 3 図は、 こ の方法の望ま しい一例の説明図である。 なお、 図は、 炉床の移動方向に対して垂直な断面を示す。

こ の例では、 回転する羽根を備える箒と して、 周囲に清掃ブラシ 7 7 を保有する円筒状の箒であってその円筒の軸 7 8 を回転軸と して正逆方 向に回転可能に構成された回転羽根箒 7 6 (拡大図参照） を、 その円筒 の軸と直交する方向に多数連結して環状の回転羽根箒群 7 9 と したもの を用いる。 すなわち、 こ の回転羽根箒群 7 9 を、 還元鉄の排出部から原 料装入部までの間で、 炉床 1 3の幅方向に複数台 S置し （図示した例で は 2 台 K置） 、 回転羽根箒群 7 9 を構成するそれぞれの回転羽根箒 7 6 を適宜正方向または逆方向に回転させる と と もに環状をなす回転羽根箒 群 7 9 の環自体を炉床 1 3 の移動方向と直交する方向ない しはそれに近 い方向に向けて正方向または逆方向に回転させ、 炉床上の残留還元鉄粉 を除去する。 環状の回転羽根箒群 7 9 を炉床上に 1 台配置 し、 これを上 記のよ う に回転させながら炉床 1 3 の移動方向と直交する方向ない しは それに近い方向に往復移動させても よい。

こ の環状の回転羽根箒群を用いれば、 残留する鉄粉を短時間で効率よ く 除去 し、 炉床表面を清浄に維持する こ とができる。

回転羽根箒の幅 （回転軸方向の長さ） は、 特に限定されないが、 回転 炉床の幅と同 じ く らいにするのが望ま しい。

回転羽根箒の移動速度も特に限定されないが、 炉床の幅と同 じ程度の 幅を有する回転羽根箒で炉床面全体を清掃する とすれば、 少な く と も炉 床の移動速度と同程度以上の速度とする必要がある。

炉床上に還元鉄粉が残留する と と もに固着物が存在する場合は、 還元 鉄の排出部から原料装入部までの間で、 炉床の移動方向と交差する方向 に往復運動が可能で、 かつ下端を炉床に接触させたス ク レーパーによ り 接き取って炉床上から除去する方法を採用 して還元鉄の製造を行う のが 望ま しい。

第 1 4図は、 こ の方法の一例の説明図である。 なお、 図は、 炉床の移 動方向に対して垂直な断面を示す。 図示する よう に、 ス ク レーパー 8 0 は、 その下端が炉床面と接触しており、 炉床 1 3 の移動方向と交差する 方向に往復運動できるよ う に構成されている。 なお、 炉床の移動方向と 交差する方向とは、 炉床の移動方向と直交する方向、 ない しはそれに近 い方向 （直交する方向に対 して 2 0 ' 以下または— 2 0。 以上の角度を なす方向） をいう。

この方法では、 上記のス ク レーパ一を炉床の移動方向と交差する方向 に往復運動させながら炉床上に残留する還元鉄粉および固着物を搔き取 つ て炉床上から除去する。 ス ク レ一パーの移動距離を短く する という点 からすれば、 炉床の移動方向と直交する方向に往復運動させるのが望ま しいといえ る。 図示する よ う に、 ス ク レーパーの先端部に適度な角度を 付けておけば、 搔き取り効果が大き く、 炉床上に付着した固着物も除去 できる。 なお、 ス ク レーパーの幅は回転炉床の幅と同 じ く らいが望ま し い。

炉床上に残留する還元鉄粉を、 還元鉄の排出部から原料装入部までの 間に設けられた吸引フ一 ドを通して吸引 し、 炉床上から除去する方法を 採用 して還元鉄の製造を行って も よい。

第 1 5 図は、 こ の方法のう ち吸引プロ ワ によ り吸引する場合の一例の 説明図である。 なお、 図は、 炉床の移動方向に対して垂直な断面を示す。 図示する よ う に、 還元鉄の排出部か ら原料装入部までの間の炉床上に 吸引フー ド 8 1 (図示した例では、 6 区画に分割されている） が設け ら れており、 分割されたそれぞれの吸引フー ド 8 1 は最終的に 1 本の管に ま とめられ、 バグフ ィ ルタ 一 8 2 を経て吸引ブロ ワ一 8 3 に接続されて いる。 炉床上に残留する還元鉄粉は、 こ の吸引ブロ ワ一 8 3 によ っ て吸 引され、 ノくグフ ィ ルター 8 2で回収される。

吸引フー ドは、 炉床 1 3 の幅全体にわたっ て設けられているのが望ま しい。

還元鉄の炉外への排出を、 前述した押 し出 し装置や V字状の排出ガイ ドフ ェ ンス によるのではな く、 従来のス ク リ ユーフ ィ ーダ一によ り行う 場合、 排出部に設けられた排鉱装置の固定ス ト ッ パーフ X ンス の炉床移 動方向側に下端を炉床に接触させたス ク レーパー型ゲー ト を設け、 還元 鉄粉の炉床上での残留を防止する方法を採用するのが望ま しい。

第 1 6図は、 こ の方法の一例の説明図である。 なお、 図は、 炉床の移 動方向 （図中に矢印で表示） に平行な縱断面を示す。 図示するよう に、 ス ク リ ュ ーフ ィ ーダ一 6 7 の後方 （下流側） に設けられた還元鉄製品 7 3 を溜め置く ための固定ス ト ツ バ一フ ヱ ン ス 6 8 の炉床移動方向側に、 下端を炉床面に接触させてス ク レーパー型ゲー ト 8 4 を設けてお く。 固定ス ト ッ パーフ ヱ ンス 6 8 と炉床面との間には若干の隙間が存在す るが、 こ の隙間は還元鉄を排出する際の還元鉄と炉床面の摩耗によ って 徐々 に拡大する。 そのため、 還元鉄粉 7 5 は この隙間をす り ぬけて排出 されずに炉床上に留ま り、 炉床 1 3 の回転に伴っ て再び原料装入部に送 られて加熱を受ける という循環を繰り返 し、 回転炉床炉内に滞留する。 そ こ で、 固定ス ト ッ ノ ー フ ヱ ン ス 6 8 の炉床移動方向側にス ク レーパ一 型ゲー ト 8 4 を設ける。 こ のス ク レーパー型ゲー ト 8 4 は、 上方から軽 く 炉床 1 3面に押さえつけられ、 炉床面に接触して炉床面との間の隙間 を塞ぐよ う に構成されてい るので、 固定ス ト ッ パー フ ェ ンス 6 8 と炉床 面との間の隙間をす り ぬけても スク レーパ一型ゲー ト 8 4 によ って通過 が阻止され、 還元鉄粉 7 5 の炉床上における残留が防止されて炉床表面 が清浄に維持される。

ス ク レーパー型ゲー ト 8 4 の設置位置は、 ゲー ト 8 4 を炉床 1 3上に 軽く 押さえつけるのに支障がない限り、 固定ス ト ツ バ一フ ェ ンス 6 8 の すぐ後方、 すなわち、 図示する よう にス ト ッ パーフ ン ス 6 8 に密着さ せて取り付けるのが望ま しい。 また、 このス ク レーパー型ゲー ト 8 4 は， 固定ス ト ッ パーフ ェ ンス 6 8 と炉床面との間の隙間 （間隔） が炉床の幅 方向で異なっ ている場合に対応できるよ う に、 幅方向に分割 しておく こ とが望ま しい。

こ の方法によれば、 炉床上における還元鉄粉の残留を未然に防いで炉 床を清浄に維持する こ とができ る。

上述した本発明の還元鉄の製造装置を用いれば、 前記本発明の還元鉄 の製造方法を容易に実施する こ とができ、 その特徴を十分に発揮させる こ とができる。

本発明 （前記 （ 3 ) 及び （ 4 ) の発明） の溶銑の製造方法は、 前記の ( 1 ) の発明の方法で製造 した高温の還元鉄を原料と して使用 し、 溶铣 を製造する方法である。 （ 3 ) の方法は竪型炉を使用する場合であ り、 ( 4 ) の方法は製鍊用溶解還元炉を使用する場合である。

これらの方法において、 原料の混合工程から還元工程まで、 すなわち、 「発明の開示」 の欄に記載 したよ う に、 （ 3 ) 及び （ 4 ) の発明の工程 ( a ) から工程 （ d ) までは、 前述 した （ 1 ) の発明における と同様で あ り、 （ 1 ) の発明で採用する前記の種々 の実施態様で用いる方法につ いて も、 単独で、 又は幾つかを組み合わせて採用する こ とができる。 従っ て、 こ こでは、 工程 （ e ) から工程 （ g) について説明する。 工程 （ e ) は、 還元工程 （ （ 3 ) 及び （ 4 ) の溶銑の製造方法では、 これを予備還元工程と称している） で得られた還元鉄を予備還元炉から 5 0 0 °C以上の温度で排出させる工程である。

排出時の温度を 5 0 0 °C以上とするのは、 この温度以上であれば、 還 元鉄が有する熱を次工程の溶解に有効に利用 して還元鉄の溶解速度を向 上させる こ とができ、 設備のコ ンパク ト ィ匕を図れる と と もに、 プロセス 全体と してのエネルギー効率を向上させ得るからである。 しか し、 排出 時における還元された板状成形物の内部温度が 1 1 7 0 °C以上である と 板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その内部温度が 1 1 7 0 °C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、 短時間で板状成形 物内の温度を 1 1 7 0 °C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その表面に吹き付ける方法、 水冷板をその表面 に接触させる方法等、 さ ま ざまな方法が採用でき る。

次の工程 （ f ) は還元 · 溶解工程で、 前記 （ 3 ) の溶銑の製造方法で は竪型炉を用いる。

第 1 7図は、 （ 3 ) の溶銑の製造方法における工程内容の概略と使用 する設備機械の一例を示す図である。 図示するよう に、 還元鉄 7 3は髙 温状態で回転炉床炉 1 1 に設け られた排出 口 2 4 から連続的に排出され、 次の竪型炉 8 5 によ る還元 · 溶解工程へ送られる。

竪型炉までの距離が遠い場合には、 還元鉄は窒素等の不活性ガスが封 入された密閉式の容器 （図示せず） に容れて搬送されるが、 通常は、 竪 型炉は予備還元炉である回転炉床炉に隣接して設置されるので、 外気か ら遮断され、 窒素などの不活性ガスあるいは竪型炉の排ガス等の還元ガ スが満たされた搬路内をバケ ツ ト コ ンベア等によ っ て竪型炉に装入され る。 なお、 還元鉄は、 予備還元が終了 した時点で焼結され板状となっ て いるので、 軽く 粗粉砕してから コ ンベアで搬送すればよい。

こ の還元 · 溶解工程では、 高温状態の還元鉄 7 3 と、 塊粒状の炭材 (コ ーク ス、 石炭等） 8 6 およびス ラ グ塩基度調整用のフ ラ ッ ク ス 8 7 を、 炉内に炭材の充塡層 （図示せず） を有 し、 炉下部に設置された羽口 8 8から酸素含有ガス （例えば、 空気 8 9 ) を吹き込み羽口前の炭材を 燃焼させて高温の還元ガス を発生させる竪型炉 8 5へその炉上部から装 入し、 還元と溶解を行い、 溶銑と溶滓 9 1 を炉下部出銑口から排出する _c こ の よ う に、 （ 3 ) の溶銑の製造方法において使用される製鍊炉は、 炉内に炭材の充塡層を有する竪型炉であ り、 高炉と同様に羽口前の燃焼 帯の周囲は炭材で囲まれているため、 耐火物が高温ガスに直接さ らされ て溶損するのを防止でき る。 さ らに、 前記の特公平 3— 6 0 8 8 3号公 報に記載の方法で採用する鉄浴式の製鍊炉では湯溜ま り を攪拌している のに対し、 この竪型炉では湯溜ま り の攪拌がないこ とから、 耐火物の寿 命延長に極めて効果的である。

また、 炭材充塡層が形成されているため還元雰囲気が高炉と同程度に 強く、 溶銑中の硫黄を低く 抑える こ とができ、 良質な溶銑を製造できる と と もに、 スラ グ中の F e O濃度を高炉並に低く 維持できるため耐火物 の損耗抑制に極めて有効である。

熱効率の点において も、 炉上部から炭材と還元鉄を装入するので、 高 炉と同様にガス と固体 （装入物） との間では向流式熱交換が行われ、 高 い熱効率が確保される。 さ らに、 炭材と して コーク スを使用する場合、 図示するよ う に、 羽口 8 8 から炭素含有物質 9 2 を吹き込むこ と、 およ び、 羽口上方の炉側壁部から空気 8 9 を吹き込み、 炉内の C 〇、 H 2 ガ スを燃焼させてその燃焼熱を還元鉄の溶解に利用する こ と によ り、 コ ー ク ス使用量を低減する こ と ができ る。

竪型炉から発生する排ダス ト 等については、 これを系内で使用 して も よい。 第 1 7図に示した例では、 排ダス ト 3 0等を竪型炉 8 5 の羽口 8 8 から吹き込むと と もに回転炉床炉 1 1 の原料の一部と して使用 してい る。 これによ り、 原燃料の使用効率が向上する と と もに、 ダス ト 等の系 外への排出がな く な り、 廃棄が不要になるので、 コ ス ト および環境保全 の面で有利である。

前記 （ 4 ) の溶銑の製造方法では、 還元 · 溶解工程で製鍊用溶解還元 炉を用いる。

第 1 8図は、 （ 4 ) の溶銑の製造方法における工程内容の概略と使用 する設備機械の一例を示す図である。 図示するよ う に、 還元鉄 7 3 は高 温状態で回転炉床炉 1 1 に設け られた排出口 2 4 から連続的に排出され、 次の製鍊用溶解還元炉 9 4 によ る還元 · 溶解工程へ送られる。

製鍊用還元溶解炉までの距離が遠い場合には、 竪型炉を用いる場合と 同様、 密閉式の容器に容れて搬送されるが、 通常は、 製鍊用還元溶解炉 は予備還元炉である回転炉床炉に隣接して設置されるので、 外気から遮 断され、 窒素などの不活性ガスあるいは製鍊用還元溶解炉の排ガス等の 還元ガスが満たされた搬路内をバケ ツ ト コ ンベア等によ っ て製鍊用還元 溶解炉に装入される。 なお、 還元鉄は、 予備還元が終了 した時点で焼結 され板状となっ ているので、 軽く 粗粉砕してから製鍊用還元溶解炉に装 入すればよい。

こ の還元 · 溶解工程では、 高温状態の還元鉄 7 3 と炭材 8 6 と スラ グ 塩基度調整用のフ ラ ッ ク ス 8 7 を、 炉内に溶融金属浴 9 5 と溶融スラ グ 浴 9 6 と を有 し、 底部から攪拌用ガス 9 7 を溶融金属浴 9 5 内へ吹き込 んで溶融金属浴 9 5 と溶融スラ グ浴 9 6 を攪拌し、 上部から例えば水冷 ラ ン ス 9 8 に よ り酸素を炉内へ供給する製鍊用溶解還元炉 9 4 へその炉 上部から装入 し、 還元と溶解を行い、 溶銑と溶滓 9 1 を炉下部出銑口か ら排出する。

製鍊用溶解還元炉内では、 炉上部から炉内へ導入する酸素によ り炭材 を燃焼させ、 さ らに、 還元鉄中に含まれる未還元の酸化鉄が還元されて 生成する C Oガス、 および炭材から発生する可燃性ガス の一部を燃焼さ せて、 発生する燃焼熱で、 還元鉄、 炭材中の灰分およびフ ラ ッ ク スを溶 解する と と も に、 前記炭材で還元鉄中に含まれる未還元の酸化鉄を還元 する。 炭材から発生する可燃性ガス とは、 C 〇、 H 2 ガス等である。 な お、 このと き、 酸化鉄の還元に必要な熱も供給され、 また、 溶融した金 属浴中への浸炭に必要な炭素も供給される。

前記の炭材と しては、 一般に、 石炭が用いられ、 フ ラ ッ ク ス と しては、 生石灰、 ドロマイ ト等が用いられる。

こ の製鍊用溶解還元炉は高炉のよ う な充塡層タ イ プの炉ではないので、 コ 一 ク ス を使用せず、 コ 一ク ス用強粘結炭が不要である こ と に加え、 多 額の投資を必要と し環境面でも多く の制約がある コーク ス炉を必要と し ないという大きな利点がある。

製鍊用溶解還元炉から発生する排ダス ト等については、 これを系内で 使用 して も よい。 第 1 8図に示した例では、 排ダス ト 3 0 を製鍊用溶解 還元炉 9 4 の上部から装入する と と もに原料の一部と して使用 している ₍ これによ り、 原燃料の使用効率が向上する と と も に、 ダス ト等の系外へ の排出がな く な り、 廃棄が不要になるので、 コ ス ト および環境保全の面 で有利である。

工程 （ g ) はガス回収工程で、 竪型炉又は製鍊用溶解還元炉の生成ガ ス を回収する と と も に、 その一部を予備還元炉用燃料と して予備還元炉 へ導入する。 すなわち、 第 1 7図又は第 1 8図に示 した よ う に、 生成ガ ス （排ガス 3 1 ) を、 サ イ ク ロ ン等の除塵機 9 3でダス ト 等を除去 した 後、 回収する。 なお、 回収 した ガス は、 そのま ま下工程へ送 っ た り、 あ るいは別途発電用 に も用いる こ と ができ る。

こ の よ う に、 （ 3 ) 又は （4 ) の溶銑の製造方法に よれば、 予備還元 炉内で粉状の鉄原料の還元を速やかに進行させて還元鉄を製造でき る と と も に、 その還元鉄を高温状態で竪型炉又は製練用溶解還元炉に装入 し て高熱効率で溶解 し、 良質の溶銑を製造する こ と ができ る。

(実施例 1 )

第 1 表〜第 3表に示す組成の粉状鉄原料、 粉状固体還元剤と しての石 炭 （微粉炭） およびベ ン ト ナイ ト （バイ ン ダー） を準備 した。 第 4表に 粉状鉄原料および石炭の粒度構成を示す。 第 1 表

化 学 組 成 unass%)

T. Fe Fe203 Fe₃04 FeO Zn C スラク "成分 LO. I. 鉄鉱石 A 67.5 96.3 0.0 0.2 0.006 0.0 3.5 0.4 鉄鉱石 B 66.0 0.0 82.4 8.2 9.4 0.0 製鉄所タ'スト 31.3 38.7 0.0 5.4 1.9 30.2 23.8 0.0 ルスケ-ル 73.8 0.0 1.9 93.2 4.9 0.0

(注) L.O. I.はイク'ニシヨン 'αス（Loss on Ignition) 第 2 表

化 学 組 成 unass%)

固定炭素 揮発分 灰分 全炭素量

石炭 64.8 25.8 9.4 78.5 表

組 成 (mass%)

脈石 Fes03 L.O. I.

ベントナイ ト 78.5 15.4 6.1

(注) L.O. I.はイダ、ニシヨン ·0ス (Loss on Ignition) 第 4 表

粒度調整後の粒度構成

鉄鉱石 A - 325 mesh： 90mass%

鉄鉱石 B -325 mesh： 90mass%

製鉄所タ"スト 一 0.5誦 ： 90mass%、 -0.05mm： 30mass%

ミルスケ—ル 一 3腿 ： 90mass%、— 1mm： 50mass%

石炭 -200 mesh： 75mass%、 -325 mesh： 60mass% こ れ ら を第 5表に示す記合割合で混合 し た後、 こ の混合原料を前記第 2図に示 した成形、 装入装置に よ り、 厚さ 1 5 mm、 幅 5 O O mmの板 状成形物、 および、 幅は こ れと 同 じであ る が、 その表面に前記図 3に示 し た形状の凹凸を有する板状成形物に成形 した。

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 ザ一で 直径 1 8 mmの生ペ レ ツ ト に塊成化 し、 その後 1 1 5 °Cに加熱 して水分 を 9 0 %以上除去 した乾燥ペ レ ツ ト と した。 第 5 表

原 料配 合 割 合 （mass%)

鉄鉱石 A 鉄鉱石 B 製鉄所 スト ミルスケ-ル 石炭 ントナ仆 添加水分 混合原料 P 71.5 19.0 1.5 8.0 混合原料 Q 72.0 18.5 1.5 8.0 混合原料 R 58.6 13.4 18.5 1.5 8.0 混合原料 S 25.7 47.5 17.3 1.5 8.0 これらの成形物及びペ レ ツ ト について、 第 1 9図に示す小型の高温加 熱還元試験炉 （ （ a ) は概略縦断面図であ り、 （ b ) は （ a ) の A _ A 矢視断面図である） を用い、 第 6表に示す条件で還元試験を行っ た。 な お、 第 6表の 「炉内平均温度」 とは、 成形物又はペ レ ツ ト表面への酸素 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。

第 6 表

混合原料の 混合原料の 物表面 炉床上に粉状 成形物表面への 炉内平均温度 還元時間 金属化率 の凹凸形成 の固体還元剤 酸素含有ガス

種 類 形 態 の有無 を薄く敷く 直接吹付けの有無 CO unin (%) 本発明例ケ-ス 1 混合原料 P 無し 無し 無し 1300 15 92.0 ケ-ス 2 混合原料 P 有り 無し 無し 1300 15 91.7 ケ-ス 3 混合原料 P 板状成形物 無し 有り 無し 1300 15 92.9 ケ-ス 4 混合原料 P 板：^ «物 無し 無し 有り 1300 12 91.6 比糊 ケ-ス 5 混合原料 P ペレツト 無し 有り 1300 10 92.0 本発明例ケ-ス 6 混合原料 Q 無し 無し 有り 1300 11 92.2 ケ-ス 7 混合原料 R 板 物 有り 無し 有り 1300 12 92.0 ケ-ス 8 混合原料 S 有り 無し 有り 1300 11 91.9

第 1 9 図に示すよ う に、 高温加熱還元試験炉 9 9 にはバーナーが上下 2段に設置されており、 下段のバーナー 1 0 1 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 して空気を板状成形物 1 8又はペ レ ツ ト 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 の下段パーナ一 1 0 1 の使用を停止 した。 一方、 上段のバーナー 1 0 0 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ーである。

なお、 こ の試験炉は固定式であるためバーナーを上下 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、 板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ーの角度を酸素含有ガスが成形物の 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 5 0 0 〜 6 0 0 °C程度に予熱して から吹き込むのが有利である。

還元試験では、 金属化率の 目標値を 9 2 %と設定し、 こ の 目標値を達 成できる還元時間を測定した。 その結果を前記第 6表に併せて示す。 試験は、 まずケース 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 1 5分かければ金属化率 9 2 %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 〜 1 0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。

ケース 2 は板状成形物の上面に凹凸を付けた場合で、 還元時間はケ一 ス 1 の場合とほぼ同 じであつたが、 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倍になつ て も、 板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。

ケー ス 3 は炉床上に粉状固体還元剤を薄く 敷いた上へ板状成形物を載 せて、 高温還元したもので、 他のケー ス では若干の還元鉄が炉床に固着 するのが認められたのに対 し、 本ケー ス では還元鉄の固着は皆無であつ た。

ケー ス 4 は板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分間だけ板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板状成形物の表面でも燃焼させた場合である。 この結果、 還元時間は 1 2分と、 ケー ス 1 での 1 5分よ り も更に 3分間 短縮され、 板状成形物から発生する可燃性揮発成分の燃焼を板状成形物 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。

ケー ス 5 は従来の乾燥ペ レツ ト を使用 した場合である。 この場合の還 元時間は 1 0分であ り、 ケー ス 4 の場合に比較して若干短かった。 これ は、 ペ レ ツ ト は乾燥してから使用 しているのに対して板状成形物は未乾 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。 したがっ て、 粉状の原料を板状成形物と して使用する本発明の方法は、 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。

ケース 6 は表 1 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 1 1 分で、 ケース 4 (酸化 鉄の形態がへマタ 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 とへマタ 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 4 7 6 0 k c a 1 / m o 1 少ないために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。

ケース 7 は鉱石 Aに製鉄所内発生ダス ト をプレ ン ド した鉄原料を使用 した場合であ り、 ケース 8 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。 還元時間はそれぞれ約 1 2分、 および 1 1 分 で、 鉄鉱石を使用 したケース 4 の場合と ほぼ同程度であっ た。

ま た、 Z n を含むダス ト を使用 したケース 7の脱 Z n率は 9 2 %であ り、 本発明方法によ る脱 Z n効果を確認する こ とができた。

ケー ス 8 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 F e 〇なので、 F e 2 03 をベー ス に した還元率は 3 0 %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、 F e Oから金属鉄までの鉄原子当た り の 反応吸熱量は F e ₂ 03 の場合に比較 して約 2 0 5 9 0 k c a 1 / k m o l 少ないために、 板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。

(実施例 2 )

第 7表〜第 9表に示す組成と粒度構成の粉状鉄鉱石、 粉状固体還元剤 と しての石炭 （微粉炭） を第 1 0表に示す記合割合で混合 したものを準 備 した。

第 7 表

粉状鉄原料の 化 学 組 成 （mass%)

種 類 T.Fe Fe₂0₃ Fe₃0₄ FeO スラグ'成分 L.0.1.

鉄鉱石 67.5 96.3 0.0 0.2 2.0 0.4

(注) L.O. I.はイク'ニシヨン'ロス（Loss on Ignition) 第 8 表

固体還元剤 化 学 組 成 （mass%)

の 種類 固定炭素 揮発分 灰分 全炭素量

石 炭 64.8 25.8 9.4 78.5

コークス 88.0 0.2 11.0 88.7 第 9 表

粒度調整後の粒度構成

鉄鉱も — 325 mesh ： 90raass%

石炭 - 200 mesh ： 75mass%、 一 325 mesh： 60mass%

コークス 10〜30 mm ： 30mass%、 30〜60 mm： ： 70mass% 第 10

原料記合比率 unass%)

鉄鉱石 石炭 計

79. 7 20. 3 100. 0 試験設備と しては、 前記の第 1 7 図に示した小型の溶銑製造試験設備 を使用 した。 すなわち、 予備還元炉と して回転炉床炉 1 1 を、 製鍊炉と して竪型炉 8 5 を使用 し、 原料受け入れホ ッ パー 2 6、 混合機 2 2、 廃 熱回収熱交換機 3 4 などから構成される設備である。

原料受け入れホ ッ パー 2 6 受け入れられた粉状酸化鉄 2 7 (粉鉱石） 、 還元剤 2 8 (微粉炭） 及びバイ ンダー 2 9 を所定量だけそれぞれのホ ッパーから切 り 出 して混合機 2 2 へ装入 し、 少量の水を添加 して十分に 混合 した後、 混合物を回転炉床炉 1 1 へ装入 した。

炉床への装入は、 前記第 2図に示した成形、 装入装置で板状に成形 し て炉床上に載せる方法によ り行っ た。 なお、 板状成形物の厚さ は 1 5 m mと した。

空気は、 燃焼用空気も含め、 回転炉床炉の排ガス と熱交換して 6 0 0 でに予熱して使用 した。 可燃性揮発成分の発生が終了 した後は、 炉内空 間部の平均ガス温度を約 1 3 0 と した。 また、 還元鉄の金属化率の 目標値は 9 2 %と した。

回転炉床炉 1 1 で得られた還元鉄は、 約 1 1 5 0でで炉外へ取り 出 し、 軽く 粗粉砕した後、 竪型炉 8 5へ炉上部から装入 した。 竪型炉 8 5の炉 上部からは第 8表及び第 9表に示した性状のコ ーク スを石灰石と と もに 装入した。 なお、 石灰石はスラ グの塩基度が 1 . 2 5 になる量と した。 羽口 8 8 からは、 空気 8 9 と酸素 9 0 を吹き込むケー ス に加え、 炭素 含有物質 9 2 (微粉炭） を吹き込み、 微粉炭に比較して高価なコー ク ス 消費量を低減するケー ス について も検討した。

溶銑は炉下部に設けられた出銑口から溶滓 （ス ラ グ） と と もに排出 し た。

竪型炉 8 5の排ガ ス 3 1 は、 除塵機 9 3 (サ イ ク ロ ン） で除塵した後， その一部を回転炉床炉 1 1 で用いる燃料と してパーナ一 2 5 から吹き込 み、 残り は他の設備の燃料用と して回収 した。

試験は、 第 1 1 表に示す 6 ケー ス について実施した。

第 11

炉 項 目 ケ-ス 1 ケ-ス 2 ケ-ス 3 ケ-ス 4 ケ-ス 5 ケ-ス 6 予備 予備還元炉炉床上への混合物の へ。レット 板状 板状 板状 板状 板状 還元炉 置き方 使用 成形物 成形物 成形物 成形物 成形物 炉床上に粉状の固体還元剤を薄く ― 一 実施 ― ― ― 敷く

板 v\成形物 ト面¾の ( _ I | _ | ― ― ― 実施 一 一 鉱石 (kK/pt) 1370 1370 1370 1370 1370 1370 ^予 温度 (°C) 600 600 600 600 600 600 ψ気骨 (Nm³/pt) 1789 1743 1743 1621 1739 1764

¾鋪 排ガス使用 ·■ (Nm³/pt) 404 404 404 404 404 241 平備 元炉内 元時間 (mi jj) 10 15 15 15 15 15 m l ^sTⁱ (%) 92.0 92.0 92.0 91.8 92.0 92.0 還 5?鉄排出温度 (V,) 1150 1150 1150 1150 1150 1150 への凝 因盖 若干 若干 皆無 若干 若干 若干 oo

発生 発生 発生 発生 発生 製鍊炉 還元鉄装入温度 c) 650 650 650 650 650 650 クス (kg/pt) 341 341 341 312 287 107 微粉炭 (kg/pt) 0 0 0 0 0 329 燃料 (kg/pt) 341 341 341 312 287 436 酸素 (Nm³/Pt) 126 129 129 116 72 265 空気 (Nm³/pt) 562 566 566 509 622 47 空気温度 (°C) 25 25 25 25 600 600 溶銑温度 CO 1500 1500 1500 1500 1500 1500 溶銑 [C] (%) 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 溶銑 [S] (%) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 スラグ (kg/pt) 168 168 168 163 159 178 スラグ塩基度 (-) 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25

ケース 1 は従来法による と こ ろの原料混合物をペ レ ツ ト化 した場合の 試験であり、 このと きの回転炉床炉における還元時間は 1 0分であっ た。 ケース 2 は原料混合物を板状に成形 した場合であるが、 塊成化 （ペ レ ッ ト化） しな く て も、 還元時間を約 1 5分とすれば金属化率 9 2 %の還 元鉄が得られる こ と を確認した。 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〜 1 0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。

ケース 3 は炉床上に粉状固体還元剤を薄く 敷いた上へ板状成形物を載 せて高温還元した場合で、 他のケース では若干の還元鉄が炉床に固着す るのが認め られたのに対して、 還元鉄の固着は皆無であっ た。

ケース 4 は板状成形物の上面に前記の第 3 図に示した凹凸を付けた場 合である。 金属化率と還元時間はケース 2 の場合とほぼ同 じであつたが、 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、 板状成形物の上面に形成させ た凹凸によ つて受熱面積が増加 したこ とや、 凸部は両側面から加熱され て昇温速度が向上したこ と による ものと考え られる。

以上のケース 1 〜 4 において、 送風条件と しては、 酸素を富化した常 温の空気を使用 し、 羽口前理論燃焼温度を 2 5 0 0 °Cと して操業し、 約 6 5 0 °Cの還元鉄を竪型炉へ装入して、 炭素 4 . 6重量％、 硫黄 0 . 0 2重量％を含む良質な溶銑を製造する こ とができた。

ケース 5 は、 空気を約 6 0 0 °Cに加熱して送風した場合で、 酸素使用 量がケース 2 に比較して 5 7 N m ³ Z p t 低下する と と も に、 竪型炉の 燃焼比も低下し、 その効果が確認できた。

ケース 6 は、 羽口から微粉炭を吹き込んだ場合で、 燃焼比は若干上昇 したものの、 コ一ク ス比は 1 0 7 k g Z p t と他のケースに比較して約 1 3 に低下 し、 その効果が確認できた。

(実施例 3 )

実施例 2 で用いた第 7表〜第 9表に示 した組成と粒度構成の粉状鉄鉱 石、 粉状固体還元剤と しての石炭 （微粉炭） 及び実施例 1 で用いた第 3 表に示 したベン ト ナ イ ト を表 1 2 に示す配合割合で混合 した ものを準備 した。

第 12 表

原料 S合比率 （mass%)

鉄厶 ¾ 石炭 ベントナイ ト 計

75. 7 19. 3 5. 0 100. 0 試験設備と しては、 前記の第 1 8 図に示した小型の溶銖製造試験設備 を使用 した。 すなわち、 予備還元炉と して回転炉床炉 1 1 を、 製鍊炉と して製鍊用溶解還元炉 9 4 を使用 し、 原料受け入れホ ッ パー 2 6、 混合 機 2 2、 廃熱回収熱交換機 3 4 などから構成される設備である。

原料受け入れホ ッ パー 2 6へ受け入れられた粉状酸化鉄 2 7 (粉鉱石） 、 還元剤 2 8 (微粉炭） 及びバイ ンダー 2 9 を所定量だけそれぞれのホ ツ バ一から切り 出 して混合機 2 2へ装入し、 少量の水を添加 して十分に 混合 した後、 混合物を回転炉床炉へ装入 した。

炉床への装入は、 前記第 2図に示した粉状の混合物をローラで板状に 成形 して炉床上に載せる方法によ り行っ た。 なお、 板状成形物の厚さは 1 5 m mと した。

空気は、 燃焼用空気も含め、 回転炉床炉の排ガス と熱交換して 6 0 0 でに予熱して使用 した。 可燃性揮発成分の発生が終了 した後は、 炉内空 間部の平均ガス温度を約 1 3 0 0でと した。 また、 還元鉄の金属化率の 目標値は 9 2 %と した。

回転炉床炉 1 1 で得られた還元鉄は、 約 1 1 5 0でで炉外へ取り 出 し、 軽く 粗粉砕した後、 製鍊用溶解還元炉 9 4へ炉上部から装入した。 製鍊 用溶解還元炉 9 4 の炉上部か らは炭材 8 6 (石炭） を フ ラ ッ ク ス 8 7 (石灰石） と と もに装入 した。 なお、 石灰石はス ラ グの塩基度が 1 . 2 5 になる量と した。

溶銑は炉下部に設けられた出銑口から溶滓 （ス ラ グ） と と もに排出 し た。

製鍊用溶解還元炉 9 4 の排ガ ス 3 1 の一部は回転炉床炉 1 1 で用いる 燃料と して使用 し、 残り は他の設備の燃料用 と して回収 した。

試験は、 第 1 3表に示す 4 ケー ス について実施 した。

第 13

炉 項 目 ケ-ス 1 ケ-ス 2 ケ-ス 3 ケ-ス 4 予備 予備還元炉炉床上への混合物の Λ レツ卜 板状 板状 牧状 還元炉 脣き方 使用 成形物 成形物 成形物 炉床上に粉状の固体還元剤を薄く 実施 敷く

板状成形物上面の凹凸 実施 鉱石 (kg/pt) 1436 1436 1436 1436 空気予熱温度 (。c) 600 600 600

r

空気量 (NmVpt) 2145 2145 2145 1144 製錶炉排力ス使用量 (Nm /pt 538 538 538 538 予備還元炉内還元時間 (mi n) 10 15 15 15 還元鉄金属化率 {%) 92.0 92.0 92.0 91.8 還元鉄排出温度 CC) 1150 1150 1150 1150 炉床への還元鉄固着 若十 若干 皆無 若干 発生 発生 ？ E 製鍊炉 還元鉄装入温度 CO 800 800 800 800 石炭 (kg/pt) 282 282 282 283 酸素 (NmVpt) 282 282 282 283 溶鉄温度 (°C) 1500 1500 1500 1500 溶鉄 [C ] (%) 4.0 4.0 4.0 4.0 溶鉄 [ S ] (%) 0.05 0.05 0.05 0.05 スラグ (kg/pt) 177 177 177 177 スラグ塩基度 (一） 1.25 1.25 1.25 1.25

ケース 1 は従来法によ る と こ ろの原料混合物をペ レ ツ ト化 した場合の 試験であ り、 こ のときの回転炉床炉における還元時間は 1 0分であっ た _c ケー ス 2 は原料混合物を板状に成形 した場合であるが、 塊成化 （ペ レ ッ ト化） しな く て も、 還元時間を約 1 5分とすれば金属化率 9 2 %の還 元鉄が得られる こ とを確認した。 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 ~ 1 0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。

ケー ス 3 は炉床上に粉状固体還元剤を薄く 敷いた上へ板状成形物を載 せて高温還元した場合で、 他のケースでは若干の還元鉄が炉床に固着す るのが認め られたのに対して、 還元鉄の固着は皆無であっ た。

ケース 4 は板状成形物の上面に前記の第 3図に示した凹凸を付けた場 合である。 金属化率と還元時間はケー ス 2 の場合とほぼ同 じであつ 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、 板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、 凸部は両側面から加熱され て昇温速度が向上したこ と によ る ものと考え られる。

以上のケース 1 〜ケース 4のいずれにおいても、 約 8 0 0 °Cの還元鉄 を製鍊用溶解還元炉へ装入 して、 炭素 4 . 0重量％、 硫黄 0 . 0 5重量 %を含む良質の溶銑を製造する こ とができた。

(実施例 4 )

第 1 4表に示す粉鉄鉱石と第 1 5表に示す粉石炭を用い、 第 1 6表に 示す記合率で記合 し、 混合した後、 ダブルロ ール圧縮機によ り 同表に示 す寸法の板状成形物に成形し、 装入シユ ー ト を介して回転炉床炉に装入 し、 焼成して還元鉄と した。 用いた回転炉床炉の設備仕様と操業条件を 第 1 7表に示す。 第 14 表

粉状鉄原料 化 学 組 成 (mass%) 粒 度 種類 銘柄 Fe₂0: , Si0₂ A1₂0₃ FeO ZnO - 74〃m -44 / m 鉄鉱石 Wトフ仁ド隱 97. 0 1. 0 0.5 0. 1 0. 001 81% 42% 第 表

粉状固体還元剤 化 学 組 成 （mass%) 粒 度 種類 銘柄 c H Fe₂0₃ Si0₂ A1₂0₃ VM -7 A urn -44 m 石炭 ウッドラント' 74. 3 4.4 1. 0 5.9 3. 1 34.2 86% 44%

(¾) VM：揮発性成分 第 16 表

成形原料形状 寸 法 成 水分 銘柄 配合率 水分

(mass%) (mass%) (mass%) 板状成形物 5m (幅） X I 5画 (厚み） 11 MBR 77 8

ゥヅト ラント 21 9 ロ-ドタ-ル 2 0 第 17 表

回転床炉の主仕様 操業条件

有効外径 40m 回転炉床速度 0. 080rpm

有効内径 30m 炉内温度 1300°C

有効幅 5. 0m 炉内燃焼ガス LPG

炉天井から炉床までの距離： 2. lm 還元鉄の製造に際しては、 第 1 8表のケー ス 1 〜ケー ス 6 に示す方法 で炉床上に残留する鉄粉を除去 し、 も し く は炉床上に還元鉄粉の残留を 防止し、 得られた還元鉄の金属化率によ り 本発明の効果を評価した。 な お、 ケー ス 1 は従来例で、 還元鉄を前記の第 1 0 図に示したス ク リ ュ ー フ ィ 一ダ一によ り排出 した後、 炉床上に残留する還元鉄粉を除去せずに 操業した場合である。 第 18 表

還元鉄粉 設備仕様 金属化率 備考 除去装置 (%)

ケ-ス 1 なし ― 85. 6 従来例 ケ-ス 2 力"ス噴射ノス'ル ノス"ルの幅 ： 5m 93. 1 本発明例

(第 12図） ノス'ルの移動iS ： 20m/min

ケ-ス 3 回転羽根第 回転羽根第群の幅 ： 5m 91.4 本発明例

(第 13図） 箒群の移動;^ ： 20m/min

ケ-ス 4 往復スクレ-ハ。 - スクレ-ハ。-の幅 ： 5m 90.6 本発明例

(第 14図） スクレ -Λ° -の移動速度： 20m/min

ケ-ス 5 吸引フ-ド 炉床幅方向に一列設置 94.5 本発明例

(第 15図） 吸引口：幅 5m,長さ 0. 3m

ケ-ス 6 スクレ-ハ。-型 炉床幅方向に一列設置 90.7 本発明例

ケ' -ト (ゲ-ト幅 5m、厚み 10腸）

(第幽） 接触圧 (押付け圧） ： 2kgf/cm² 前記の第 1 8表に各ケー ス における還元鉄の金属化率を示したが、 本 発明例では従来例に較べ、 還元鉄の金属化率を高 く 維持できた。 これは、 本発明例では炉床上に残留する還元鉄粉を還元鉄の排出毎に除去した結 果、 あるいは還元鉄粉の炉床上における残留を防止した結果、 むら焼成 が低減したこ とによる ものである。

(実施例 5 )

前記の実施例 4 の第 1 4表に示した粉鉄鉱石と第 1 5表に示した粉石 炭を用い、 同 じ く 第 1 6表に示 した E合率で記合 し、 混合 した後、 ダブ ルロール圧縮機によ り 同表に示す寸法の板状成形物に成形 し、 装入シ ュ ー ト を介して回転炉床炉に装入 し、 焼成 して還元鉄と した。 用いた回転 炉床炉の設備仕様と操業条件は実施例 4 における と同 じである。

還元鉄の排出は、 第 1 9表のケース 1 〜ケース 3 に示す方法で行い、 得られた還元鉄の金属化率によ り本発明の効果を評価した。 第 19 表

排出装置 設備仕様 金属化率 備考

(%)

ケ- -ス 1 スクリュ-フィ-タ' - 一 85. 6 従来例 ケ- -ス 2 力'仆'フェンス 90. 1 本発明例

(第 11図 c d)

ケ- -ス 3 7° "ノシ フ ッシ Ψ§ 5m 92. 1 本発明例

(第 1 1図 a b) フ'ッシャ -移動 ¾ g 20m/mi n 前記の第 1 9表に各ケー ス における還元鉄の金属化率 （平均値） を示 したが、 本発明例では従来例に較べ、 金属化率を高 く 維持できた。 これ は、 本発明例では還元鉄の炉床上での滞留がなく、 再酸化が防止できた ためと考え られる。

(実施例 6 )

前記の実施例 4 の第 1 4表に示した粉鉄鉱石と第 1 5表に示 した粉石 炭を用い、 同 じ く 第 1 6表に示 した配合率で配合 し、 混合 した後、 第 2 0表に示すペ レ ツ ト 又は板状成形物に成形 し、 装入シュー ト を介して回 転炉床炉に装入 し、 焼成して還元鉄と した。 用いた回転炉床炉の設備仕 様と操業条件は、 回転炉床速度を原料装入から製品排出まで 9分になる よう に調整 した以外は実施例 4 における と同 じである。

第 20

成形原料形状 寸 法 銘柄 配合率 水分

(mass%)

ペレッ ト 15腿 (球径） BR 78 8

(ハ"イン夕"-なし） ウッド'ランド 22 9 ペレッ ト 15腿 (球径） MBR 77 8

(Λ"インタ"-あり） ゥッ卜"ラン卜 21 9

Λ"ントナ仆 2 0

板雌形物 5m (幅） XI 5mm (厚み） MBR 78 8

( インタ"-なし) ウッド'ランド' 22 9 前記の図 1 に示 した製造工程にのっ と り、 直径 7. 5 mの皿型ペ レタ ィ ザ一を用いて径が 1 5 mmのペ レ ツ ト を製造し、 回転炉床炉に装入 し て還元鉄を製造した。 なお、 ペ レ ッ ト に成形後の水分は 1 1 質量％と し た。

得られた還元鉄の金属化率を第 2 1表のケース A及びケース Bに示す。 ケース A及びケース Bは混合機と して従来使用されている フ レ ツ ト ミ ル を用いた場合 （いずれも従来例） である。

一方、 第 2 0図に示す製造工程にの っ と り、 混合機 2 2 と して回転速 度を 3 0 0 r p mと した高速攪拌ミ キサーを用いて、 粉鉄鉱石 3、 粉石 炭 4および水分 7を成形原料の水分が 1 1 質量％で一定となるよう に一 括混合処理し、 回転炉床炉 1 1 の原料装入部 1 2の直上に設置したダブ ルロール圧縮機 1 0 (拡大 して図示） で板状に成形 し、 装入シュー ト 1 0 2で回転炉床 1 3上に装入して還元鉄を製造した。

得られた還元鉄の金属化率を第 2 1表のケース C、 ケース D 1 及びケ ース D 2に示す。 ケース Cは混合機と して従来使用されているフ レ ツ ト ミ ルを用いた場合 （本発明例） 、 ケース D l、 D 2はいずれも高速攪拌 ミ キサーを用いた場合 （本発明例） で、 D 1 は粉石炭をそのま ま使用 し た場合、 D 2は事前に乾燥処理した場合である。 こ れ らの結果に示される よ う に、 高速攪拌 ミ キサー を用いた本発明例 の方が高い金属化率を示 した。 ま た、 事前に粉石炭を乾燥処理 した方が 高い金属化率が得られた。

ま た、 原料の水分と還元鉄の金属化率の関係を第 2 1 図に示す。 こ の 結果か ら、 ケー ス D 1 において、 原料水分が 6 〜 1 8 質量％の と き高い 金属化率が得られる こ と がわかる。 第 21

颇機 Λ"インタ" - 石炭水分 混合機 金属化率

(mass%) (回転速度， ） (%)

ケ-ス A へ。レタイサ' - なし 9 フレットミル 62 従来例 ケ-ス B へ。レタイ f - へ"ントナ仆 9 フレットミル 69 従来例 ケ-ス C タ"フ Ί 1ール なし 9 フレットミル 89 本発明例 ケ-ス D 1 タ、'フ'、ルロ-ル なし 9 高速ミキサ- (300) 94 本発明例 ケ-ス D 2 夕'フ"ルロール なし 乾燥 高速ミキサ- (300) 98 本発明例

(実施例 7 )

第 2 2 表に示す粉鉄鉱石と第 2 3 表に示す粉石炭を用い、 こ れ ら を第 2 4 表に示す条件で還元鉄を製造 し、 その と きの還元鉄の金属化率を求 めて、 本発明の効果を評価 した。

第 22 表

粉状鉄原料 化 学 組 成 (mass%) 粒度 種類 銘柄 Fe₂0₃ Si0₂ A1₂0₃ FeO ZnO -1mm 鉄鉱石 Λ。レットフ仁ド MBR 97. 0 1.0 0.5 0. 1 0.001 80% 鉄鉱石 力ラシ"ヤス 96. 2 0.5 0.8 0. 1 0. 001 43%

粉状固体還元剤 化 学 組 成 （mass%) 粒度 種類 銘柄 C H Fe₂0₃ Si0₂ AlsOa VM -1mm 石炭 ウッドランド 74. 3 4.4 1.0 5.9 3. 1 34. 2 13%

(注） V ：揮発舰分 第 24 表

試験項目 粉状鉄原料 粉状固体還元剤 備 考 粉鉄鉱石の成分 各種銘柄の鉄鉱石 79% 石炭 (ウッドランド） 21% 従来例：

(Al₂0₃+Si0₂) (難 d₅。=60〃m) (粒度 d₅。=60〃m) ントナ仆 2% 変更試験 鉄鉱石麵 77% 石炭 (ウッドランド） 21% (粒度各 d₅。=60 in) 微纖鉱石への 鉄鉱石麵 79% 石炭 (ウッドランド'） 21%

粉石炭混合試験 水分 9% 還元鉄の製造は、 前記の第 1 図に示した製造工程にのっ と り、 直径 5. 0 mのダブルロ ールを備えたダブルロ ール圧縮機で板状に成形 し、 これ を装入シュー ト で回転炉床炉に装入 し、 焼成する こ と によ り行っ た。 用 いた回転炉床の設備仕様と操業条件は実施例 6の場合と同様である。 <粉鉄鉱石の成分 （ A l ₂ 03 + S i 02 ) 変更試験 >

A 1 2 03 と S i 02 の合計含有量の異なる種々 の銘柄の粉鉄鉱石を 用い、 粉鉄鉱石に含まれる （A l ₂ 03 + S i 02 ) 成分の金属化率に 及ぼす影響を調査した。 また、 比較のため、 従来用い られて きたベン ト ナイ ト （粘土） を添加 した場合の （A l ₂ 0 a + S i 02 ) 成分の金属 化率に及ぼす影響も調査した。

結果を第 2 2図に示す。 図中の ·印は （A l ₂ 03 + S i 02 ) 成分 の含有量の異なる種々 の銘柄の粉鉄鉱石を用いた場合であ り、 〇印はべ ン ト ナイ ト を添加 して原料混合物の （A l ₂ 0 a + S i 02 ) 成分の含 有量を変えた場合である。

こ の結果か ら明 らかなよ う に、 粉鉄鉱石の銘柄を変え る こ と によ り (A 1 ₂ 03 + S i 02 ) 成分の含有量を変えた場合、 その含有量が 4 質量％以上になる と還元鉄の金属化率は急激に上昇した。 これに対して. ベン ト ナイ ト （粘土） を添加する こ とによ り （A l ₂ 0 a + S i 0₂ ) 成分の含有量を変えた場合は、 ベン ト ナイ ト の添加量に比例する上昇の みで急激な上昇は認められなかっ た。

ぐ微粉鉄鉱石への粉石炭の混合試験 >

粉状鉄原料と して、 — 0. 1 mmが 8 0 %の粒度の微粉鉄鉱石 （ペ レ ッ ト フ イ ー ド M B R) を用い、 粉状固体還元剤と して水分が 9質量％の 石炭を用い、 こ の石炭をィ ンパク ト ミ ル粉砕機でその間隙を調整 しなが ら粉砕する こ と に よ り粒度調整を行っ て、 0. 1 〜 l mmの粒径を有す る粒子の比率 （粒径 0. l 〜 l mm比率） を変化させ、 石炭の粒度 （粒 径 0. l 〜 l mm比率） が還元鉄の金属化率に及ぼす影響を調査した。 また、 ィ ンパク ト ミ ル粉砕機の間隙調整は同 じ条件と し、 石炭 1 0 0重 量部に対し鉄鉱石 （カ ラジ ヤ ス ） 1 5重量部を添加 して混合粉砕 した場 合について も同様の調査を行っ た。

調査結果を第 2 3図に示す。 同図において、 ·印は石炭を単独で粉砕 した場合、 〇印は石炭に鉄鉱石を添加 して粉砕した場合である。 いずれ の場合において も、 粒径が 0. 1 〜 1. O mmの石炭の比率が 5 0 %以 上のと き高い金属化率を示 した。 . また、 ィ ンパク ト ミ ルの粉砕条件が同一であっ て も鉄鉱石を添加 して 混合粉砕した場合 （〇印） は、 粉砕機への石炭の付着が少な く 効率のよ い粉砕が可能で、 粒径が 0. 1 〜 1. O mmの石炭の比率を高 く する こ とができ、 よ り高い金属化率を示した。

(実施例 8 )

実施例 4で用いた組成及び粒度の粉鉄鉱石と粉石炭を用い、 これらを 第 2 5表に示す配合率で記合した後、 混合 し、 同 じ く 第 2 5表に示す寸 法のペ レ ツ ト 又は板状成形物に成形した。 こ の成形原料を用いて、 第 2 6表のケース 1 〜ケース 3に示す条件で還元鉄を製造し、 そのと きの生 産率を求めて、 本発明の効果を評価した。

用いた回転炉床の設備仕様と操業条件は、 回転炉床速度を製品金属化 率が 9 2 %になる よう に調整した以外は実施例 4における と同 じである < すなわち、 還元鉄の金属化率が 目標値 （ 9 2 % ) よ り も低ければ、 回転 速度を下げ、 焼成時間を延長して金属化率を上昇させた。 こ の場合、 生 産性は低下する。 逆に、 金属化率が 目標値よ り も高ければ、 回転速度を 上昇させ、 焼成時間を短縮して金属化率を 目標値まで低下させた。 こ の 場合、 生産性は向上する。

第 25 表

成形原料形状 寸 法 成形後水分 銘柄 配合率 水分

ass%) (mass%) unass%) ペレット 20腿 （糊 11 MBR 77

ウッドランド 21

へ、、ントナ仆 2

板状 物 5m(幅） X 15議 (厚み） 11 MBR 77

ウッドランド 21

ロ-ドタ-ル 2 第 26 表

原料形状 装入シュートの形状 生産率

(t/D-m²)

ケ-ス 1 ペレット 平板シユート （原料を炉外で成形） 1. 05 従来例 ケ-ス 2 板状颇物 湾曲シユー卜 2. 08 本発明例 ケ-ス 3 板状郝物 先端シュ―卜 2. 24 本発明例 ケー ス 1 は、 従来実施されている方法で、 前記の図 1 に示した製造ェ 程によ り、 直径 7 . 5 mの皿型ペ レタ イ ザ一を用いて径が 2 O m mのべ レ ツ ト を製造し、 平板形のシ ュ ー ト で回転炉床炉に装入 した場合 （従来 例） である。 また、 ケース 2 とケース 3 は、 ダブルロ ー ル圧縮機を回転 炉床炉の原料装入部の直上に設置した場合で、 ケース 2 は先端部が凹状 に湾曲 した装入シ ュー ト を用いて装入した場合、 ケース 3 は蝶番で装入 装置に接続された先端シユ ー ト を用いて装入 した場合である。

上記の各ケ ー ス の操業比較を行った結果、 本発明例では、 従来例に比 ベて、 炉床へ装入されるまでに成形原料が受ける衝撃力が小さいので粉 発生量が少な く、 炉内での粉付着によ る悪影響も少な く、 還元鉄の生産 率も向上した。

(実施例 9 )

実施例 4 で用いた組成及び粒度の粉鉄鉱石と粉石炭を使用 し、 これら を第 2 7表に示す配合率で配合 した後、 混合 し、 同 じ く 第 2 7表に示す 寸法のペ レ ツ ト 又は板状成形物に成形 した。 こ の成形原料を用いて、 第 2 8表のケース 1 〜ケース 5 に示す条件で還元鉄を製造 し、 そのと きの 生産率を求めて、 本発明の効果を評価 した。 用いた回転炉床の設備仕様 と操業条件は、 回転炉床速度を製品金属化率が 9 2 %になる よ う に調整 した以外は実施例 4 における と同 じである。 第 27 表

颇原料形状 寸 法 成 水分 銘柄 配合率 水分 unass%) unass%) (mass%) ペレット 20mm ( i) 11 BR 77 8

ウッドランド 21 9 へ、、ントナ仆 2 0 板状成形物 5m (幅） X 15画 (厚み） 16 MBR 78 8

ゥッ卜、ラン卜-、 22 9 第 28 表

原料形状 装入シュ-トの形状 フィルムまたは Λ"ルト 生産率

(t/D ）

ケース 1 ペレット (炉外で成形） 1.00 従来例 ケ-ス 2 板状 ^物 図 8の （a) 0. Iran*ホ。リエチレン 2.58 本発明例 ケ-ス 3 mmm^] 図 8の （a) 30g/m²の紙 2.54 本発明例 ケ-ス 4 板状娜物 図 8の （b) 10mm ^コ'、ムへ、'ルト 2.23 本発明例 ケ-ス 5 w^ 図 8の （b) lmmJ¥ス -ル 2.44 本発明例 ケース 1 は、 実施例 8の場合と同様に径が 2 0 m mのペ レ ツ ト を製造 し、 平板形のシ ュ一 ト で回転炉床炉に装入 した場合である。 ケース 2 とケース 3は、 第 8図の （ a ) に示した装入装置を用い、 原 料混合物と フ ィ ルムをダブルロ ール圧縮機で一緒に圧密 して フ ィ ルムの 上に圧密された原料がのっ た状態の板状成形物と し、 こ の板状成形物を フ ィ ルムと と もに炉床上に載置 した場合である。 フ ィ ルム と して、 それ ぞれ、 0. 1 mm厚のポ リ エチ レ ンおよび 3 0 g Zm² の紙を用いた。 この場合、 炉床上に装入される板状成形物の厚みは 1 5 mmで一定と し た。 また、 ダブルロールの回転速度は、 炉床の移動速度と同期するよ う に設定 した。

ケース 4 と ケース 5は、 第 8図の （ b ) に示した装入装置を用い、 原 料混合物と ベル ト をダブルロール圧縮機で一緒に圧密 してベル ト の上に 圧密された原料がのっ た状態の板状成形物と し、 炉床の近傍でベル ト と 板状成形物を分離し、 板状成形物を炉床上に載置した場合である。 ケー ス 4ではベル ト と して 1 0 mm厚のゴム製のベル ト を、 ケース 5ではべ ル ト と して 2 mm厚のスチール製のベル ト を用いた。 なお、 板状成形物 の厚みおよびダブルロールの回転速度の調整は、 上記のフ ィ ルムを用い た場合と同様と した。

操業に際し、 実施例 8の場合と同様に、 還元鉄の金属化率が 9 2 %と なる よう に炉床の回転速度を調整した。

上記の各ケースの操業比較を行った結果、 本発明例では、 従来例に比 ベて、 原料のむら焼けがな く、 安定した焼成ができ、 還元鉄の生産率も 向上した。 これは、 原料混合物を高い充填率でシー ト 状で炉床上に装入 できたこ とによる ものである。

(実施例 1 0 )

実施例 4で用いた組成及び粒度の粉鉄鉱石と粉石炭を使用 し、 これら を実施例 8の第 2 5表に示 した記合率で配合した後、 混合 し、 同 じ く 第 2 5表に示 した寸法のペ レ ツ ト 又は板状成形物に成形 した。 この成形原 料を用いて、 第 2 9表のケース 1 〜ケース 4 に示す条件で還元鉄を製造 し、 その と きの生産率を求めて、 本発明の効果を評価した。 用いた回転 炉床の設備仕様と操業条件は、 回転炉床速度を製品金属化率が 9 2 %に なる よ う に調整 した以外は実施例 4 における と同 じである。 第 29 表

原料形状 ダブルロール圧縮機の 加圧ロールの 生産率

設置位置 設置位置 （t/D 'ra²)

ケ-ス 1 ペ レッ ト （炉外で成形） 一 1. 05 従赖 ケ-ス 2 板状成形物 原料装入部上部 （ 1台） 回転炉床上流 2. 08 本発明例 ケ-ス 3 板:^形物 原料装入部上部 （ 1台） 回転炉床下流 2. 24 本発明例 ケ-ス 4 板:^形物 原料装入部上部 （3台並列） 回転炉床下流 2. 33 本発明例 ケース 1 は、 実施例 8 の場合と同様に径が 2 0 m mのペ レ ツ ト を製造 し、 平板形のシ ュ ー ト で回転炉床炉に装入 した場合である。

ケース 2 〜ケース 4 は板状に成形 した場合で、 ケース 2 では、 回転炉 床炉の原料装入部の直上に設置 した幅 5 mの 1 台のダブルロール圧縮機 を使用 し、 圧縮加圧側のロールを回転移動床の上流に設置し、 無加圧の 固定ロ ールを回転移動床の下流に設置 した。 ケース 3 では、 逆に、 ダブ ルロ ール圧縮機の圧縮加圧側のロールを回転移動床の下流に設置し、 無 加圧の固定ロールを回転移動床の上流に設置 した。 なお、 ダブルロール 圧縮機は同 じも の （幅 5 m、 1 台） を使用 した。

ケース 4 は、 幅 1 . 6 7 mの 3 台のダブルロール圧縮機を回転炉床炉 の幅方向に並べ、 ダブルロールの圧縮加圧側のロ ールを回転移動床の下 流に設置し、 無加圧の固定ロールを回転移動床の上流に設置した場合で ある。

操業に際し、 実施例 8 の場合と同様に、 還元鉄の金属化率が 9 2 %と なる よ う に炉床の回転速度を調整 した。

上記の各ケー スの操業比較を行っ た結果、 本発明例では、 従来例に比 ベて、 炉床へ装入される までに受ける衝撃力が小さいので粉発生量が少 な く、 炉内での粉付着によ る悪影響も少な く、 還元鉄の生産率も向上し た。 特に、 ダブルロール圧縮機の加圧ロールを回転炉床の移動方向の下 流側に記置 した場合、 及びロール長さ を短く したダブル α—ル圧縮機を 複数台設置 した場合、 生産性改善効果は大きかっ た。 産業上の利用可能性

上述 したよ う に、 本発明の還元鉄の製造方法によれば、 板状成形物は 原料混合物をローラ等で成形するだけで得られるので、 処理時間はぺ レ ッ ト 化等、 塊成化する場合に比べて極めて短く、 成形に用いる装置の運 転、 保守も容易である。 また、 ペ レ ッ ト は塊成化 したま までは強度が不 足するので乾燥して強度を増加させる必要があるが、 こ の板状成形物の 場合は、 支持ローラや装入シユ ー ト等を介して炉床上に載置すれば乾燥 工程を経な く て も崩壊する こ とはない。 炉内の高温にさ ら されて多少の ク ラ ッ クが入っ て も崩壊につながる こ と はな く、 還元に支障を来すこ と はない。 こ の方法は、 上述 した本発明の還元鉄の製造装置を用いれば容 易に実施する こ とができる。

更に、 上記の方法で得られた還元鉄を高温状態で竪型炉又は製鍊用溶 解還元炉に装入して高熱効率で溶解し、 良質の溶銑を製造する こ とがで さ る。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 下記 （ a ) 〜 （ d ) の工程で構成される粉状酸化鉄からの還元鉄の 製造方法。

( a ) 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合 して原料混合物を得る混合 工程、

( b ) 前記混合物を板状に成形する工程、

( c ) 板状成形物を還元炉の炉床上に載置する工程、

( d ) 炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで、 その燃料と前記固体 還元剤から発生する可燃性揮発成分と酸化鉄が固体還元剤によ り還元さ れて発生する C Oガス と を燃焼させ、 炉内温度を 1 1 0 0 °C以上に維持 して、 前記酸化鉄を還元する還元工程。

2. 還元炉が、 水平に回転移動する炉床を有する回転炉床炉である請求 の範囲 1 に記載の還元鉄の製造方法。

3. 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合する際、 水又はバイ ンダーの 1 種以上を単独又は複合で添加する請求の範囲 1 又は 2に記載の還元鉄の 製造方法。

4. 板状成形物の炉床に接する面と反対側の面に凹凸をつける請求の範 囲 1 ない し 3の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

5. 板状成形物中の固体還元剤からの可燃性揮発成分の発生がほぼ終了 するまでは酸素含有ガスを板状成形物表面へ供給 して可燃性揮発成分を その表面で燃焼させ、 可燃性揮発成分の発生が終了 した後は炉内温度を 1 1 0 0 °C以上に維持して酸化鉄を還元する請求の範囲 1 ない し 4の何 れかに記載の還元鉄の製造方法。

6. 還元炉の炉床上に粉状の固体還元剤を敷き、 その上に板状成形物を 載置する請求の範囲 1 ない し 5の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

7. 炉床の上方で、 二つのロール軸が炉床の移動方向と直交する方向に 設置されたダブルロール圧縮機で前記混合物を板状に成形し、 このダブ ルロール圧縮機から排出される板状成形物を装入シ ュ ー ト で受けて炉床 上に載置する請求の範囲 2 ない し 6 の何れかに記載の還元鉄の製造方法 _c

8 . ダブルロール圧縮機と装入シュー ト が、 炉床の移動方向と直交する 方向で炉床の幅方向に複数個に分割されている請求の範囲 7 に記載の還 元鉄の製造方法。

9 . 装入シ ュー ト が、 炉床の進行方向に対して凹型の湾曲形状部を有す るシュー ト である請求の範囲 7又は 8 に記載の還元鉄の製造方法。

1 0 . 装入シュ ー ト 力 着脱可能でかつ接続部を支点と して回動可能に 接続され、 しかも先端が加熱炉床に接触する先端シユ ー ト である請求の 範囲 7又は 8 に記載の還元鉄の製造方法。

1 1 . 炉床の上方で、 二つのロール軸が炉床の移動方向と直交する方向 に設置されたダブルロ ール圧縮機で、 原料混合物を二つのロールのいず れか一方のロールに密着させた薄いフ ィ ルムを介して成形 し、 成形され た板状成形物をフ ィ ルムと と もに炉床上に載置する請求の範囲 2 ない し 8 の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

1 2 . 炉床の上方で、 二つのロール軸が炉床の移動方向と直交する方向 に設置されたダブルロール圧縮機で、 原料混合物を二つのロ ールのいず れか一方のロ ールに密着させたベル ト を介して成形し、 成形された板状 成形物をベル ト と と もに炉床の近傍まで運搬した後、 ベル ト から板状成 形物を分離し、 ベル ト をロール圧縮機へ戻 し、 板状成形物を炉床上に載 置する請求の範囲 2 ない し 8の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

1 3 . 原料混合物を炉床の進行方向へ移動するベル ト で構成される傾斜 シ ユ ー ト上に供給し、 ローラーによ り前記ベル ト 上で圧密して板状に成 形し、 成形された板状成形物を、 ベル ト と と もに炉床の近傍まで運搬し た後、 ベル ト から分離して板状の装入シュー トへ移送し、 炉床上へ載置 する請求の範囲 2 ない し 6 の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

1 4 . 板状の装入シ ュ ー ト へ移送された板状成形物の上面に、 炉床の進 行方向へ移動するベル ト で構成される補助移動ベル ト を接触させて、 そ の駆動力によ り板状成形物を炉床上へ載置する請求の範囲 1 3に記載の 還元鉄の製造方法。

1 5. 粉状酸化鉄、 粉状固体還元剤、 水分および必要に応じて添加する バイ ンダ一の全部を一括して 3 0 0 r p m以上の回転速度で回転する高 速撹拌羽根を内蔵する ミ キサー内に投入し、 全原料に対する水分の割合 が 6〜 1 8質量％となる よ う に混合 し、 得られた原料混合物を板状に成 形する請求の範囲 1 ない し 1 4の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

1 6. 粉状酸化鉄と して、 A 1 ₂ 0₃ 及び S i 〇 ₂ を合計で 4. 0〜 1 0. 0質量％含有する原料を用いる請求の範囲 1 ない し 1 5の何れかに 記載の還元鉄の製造方法。

1 7. 粉状酸化鉄と して、 0. 1 mm篩通過分が 8 0質量％以上の粒度 のものを用い、 粉状固体還元剤と して、 水分が 6質量％以上で、 粒径が 0. 1 mm以上 1 mm以下のものを 5 0質量％以上含有する石炭を用い る請求の範囲 1 ない し 1 6の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

1 8. 還元して得られる還元鉄を、 炉床の移動方向と直角の方向に往復 移動する押 し出 し装置によ り排出する請求の範囲 2ない し 1 7の何れか に記載の還元鉄の製造方法。

1 9. 還元して得られる還元鉄を、 炉床の幅方向の中央を起点と して炉 床の移動方向に向けて V字状に広がる排出ガイ ドフ ェ ン ス に沿っ て炉床 の両側に排出する請求の範囲 2ない し 1 7の何れかに記載の還元鉄の製 造方法。

2 0. 炉床上に残留する還元鉄粉を、 還元鉄の排出部から原料装入部ま での間で、 噴射ガス流によ り吹き飛ばして炉床上から除去する請求の範 囲 2ない し 1 9の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

2 1. 炉床上に残留する還元鉄粉を、 還元鉄の排出部から原料装入部ま での間で、 回転する羽根を備える箒で掃き出 して炉床上から除去する請 求の範囲 2 ない し 1 9 の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

2 2 . 炉床上に残留する還元鉄粉および固着物を、 還元鉄の排出部から 原料装入部までの間で、 炉床の移動方向と交差する方向に往復運動が可 能で、 かつ下端を炉床に接触させたス ク レーパ一によ り搔き取っ て炉床 上から除去する請求の範囲 2ない し 1 9 の何れかに記載の還元鉄の製造 方法。

2 3 . 炉床上に残留する還元鉄粉を、 還元鉄の排出部から原料装入部ま での間に設けられた吸引フ一 ドを通して吸引 し、 炉床上から除去する請 求の範囲 2 ない し 1 9 の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

2 4 . 還元鉄の排出部に設けられた排鉱装置の固定ス ト ッ パーフ ヱ ン ス の炉床移動方向側に下端を炉床に接触させて設けたス ク レーパー型ゲー ト によ り還元鉄粉の炉床上での残留を防止する請求の範囲 2 ない し 2 3 の何れかに記載の還元鉄の製造方法。

2 5 . 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合する混合機と、 混合 して得ら れた原料混合物を板状に成形する成形装置と、 板状成形物を還元炉の炉 床上に載置する装入装置と、 炉内へ装入された板状成形物中の酸化鉄を 還元する還元炉を有し、 還元炉が、 前記混合物の装入口、 酸化鉄を加熱 還元して得られる還元鉄の排出口及び炉内で発生する ガス の排気口を備 える炉体と、 炉内に設けられた水平に回転移動する炉床と、 炉内へ燃料 と酸素含有ガスを吹き込んで燃料を燃焼させるパーナ一を有する回転炉 床炉である請求の範囲 1 に記載の方法を実施するための還元鉄の製造装 置。

2 6 . 成形装置が、 炉床の上方に、 二つのロ ール軸が炉床の移動方向と 直交する方向に設置されたダブルロール圧縮機であ り、 板状成形物の装 入装置が装入シユ ー ト である請求の範囲 2 5 に記載の還元鉄の製造装置 2 7 . ダブルロール圧縮機と装入シ ュ一 ト が炉床の移動方向と直交する 方向で炉床の幅方向に複数個に分割されている請求の範囲 2 6 に記載の 還元鉄の製造装置。

2 8 . 装入シ ユ ー ト が炉床の進行方向に対 して凹型の湾曲形状部を有す るシ ユ ー ト である請求の範囲 2 6 又は 2 7 に記載の還元鉄の製造装置。 2 9 . 装入シ ユ ー ト が着脱可能でかつ接続部を支点と して回動可能に接 続され、 しかも先端が炉床に接触する先端シ ユ ー ト からなる請求の範囲

2 6 又は 2 7 に記載の還元鉄の製造装置。

3 0 . 原料混合物と と も に二つのロールのいずれか一方のロールの表面 に フ ィ ルム を供給する ためのフ ィ ルムホルダー と、 ダブルロ ール圧縮機 から排出されるフ ィ ルム と成形された板状成形物を支える と と もに炉床 の移動方向へ送る板状成形物支持ローラーを有する請求の範囲 2 6又は

2 7 に記載の還元鉄の製造装置。

3 1 . 成形装置が、 回転炉床の上方に、 二つのロ ール軸が炉床の移動方 向と直交する方向に設置され、 二つのロールのいずれか一方のロールの 表面がェ ン ド レス のベル ト で覆われたダブルロール圧縮機であ り、 板状 成形物の装入装置が、 前記エ ン ド レ ス のベル ト と、 ダブルロール圧縮機 から排出されるベル ト と成形された板状成形物を支える と と もに炉床の 移動方向へ送る板状成形物支持ローラ一と、 ベル ト を駆動させるベル ト キ ヤ リ ヤーローラーを有する装置である請求の範囲 2 5 に記載の還元鉄 の製造装置。

3 2 . ダブルロ ール圧縮機と、 エン ド レスのベル ト、 板状成形物支持口 —ラー及びベル ト キヤ リ ヤーローラーが炉床の移動方向と直交する方向 で炉床の幅方向に複数個に分割されている請求の範囲 3 1 に記載の還元 鉄の製造装置。

3 3 . 成形装置が、 炉床の進行方向へ移動するベル ト で構成される傾斜 シュ一 ト上に供給される原料混合物をベル ト 上で圧密 して板状に成形す るローラーであ り、 板状成形物の装入装置が、 前記傾斜シ ュ ー ト と、 前 記ベル ト から分離される板状成形物を受けて炉床上に載置する装入シュ 一 ト を有する装置である請求の範囲 2 5に記載の還元鉄の製造装置。 3 4. 口一ラーと、 傾斜シ ュー ト 及び装入シュー ト が複数個に分割され ている請求の範囲 3 3に記載の還元鉄の製造装置。

3 5. 板状成形物の装入装置が、 更に、 炉床の進行方向へ移動するベル 卜 で構成され、 装入シュ 一 ト上で移送される板状成形物の上面に接触可 能に設置された補助移動ベル ト を有する請求の範囲 2 6、

2 7、 3 3及 び 3 4の何れかに記載の還元鉄の製造装置。

3 6. 下記 （ a ) 〜 （ g ) の工程で構成される粉状酸化鉄からの溶銑の 製造方法。

( a ) 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合 して原料混合物を得る混合 工程、

( b ) 前記混合物を板状に成形する工程、

( c ) 板状成形物を還元炉の炉床上に載置する工程、

( d ) 炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで、 その燃料と前記固体 還元剤から発生する可燃性揮発成分と酸化鉄が固体還元剤によ り還元さ れて発生する C〇ガス と を燃焼させ、 炉内温度を 1 1 0 0 °C以上に維持 して、 前記酸化鉄を還元する予備還元工程、

( e ) 前記予備還元工程で得られた還元鉄を、 前記予備還元炉から 5

0 0 °c以上の温度で排出させる排出工程、

( f ) 前記排出工程で排出した高温状態の還元鉄と、 塊粒状の炭材と フ ラ ッ ク スを、 炉内に炭材の充塡層を有し、 炉下部に設置された羽口か ら酸素含有ガスを吹き込み羽口前の炭材を燃焼させて高温の還元ガスを 発生させる竪型炉へその炉上部から装入し、 還元と溶解を行い、 溶銑と 溶滓を炉下部出銑口から排出する還元 · 溶解工程、

( g ) 竪型炉の生成ガス を回収する と と もに、 その一部を予備還元用 燃料と して前記予備還元炉へ導入する ガス回収工程。

3 7. 下記 （ a ) 〜 （g ) の工程で構成される粉状酸化鉄からの溶铣の 製造方法。

( a ) 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合 して原料混合物を得る混合 工程、

( b ) 前記混合物を板状に成形する工程、

( c ) 板状成形物を還元炉の炉床上に載置する工程、

( d ) 炉内へ燃料と酸素含有ガスを吹き込んで、 その燃料と前記固体 還元剤から発生する可燃性揮発成分と酸化鉄が固体還元剤によ り還元さ れて発生する C Oガス と を燃焼させ、 炉内温度を 1 1 0 0 °C以上に維持 して、 前記酸化鉄を還元する予備還元工程、

( e ) 前記予備還元工程で得られた還元鉄を、 前記予備還元炉から 5 0 0 °c以上の温度で排出させる排出工程、

( f ) 前記排出工程で排出 した高温状態の還元鉄と炭材と フ ラ ッ ク ス を、 炉内に溶融金属浴と溶融ス ラグ浴と を有し、 底部から攪拌用ガスを 溶融金属浴内へ吹き込んで溶融金属浴と溶融スラグ浴を攪抻し、 上部か ら酸素を炉内へ供給する製鍊用溶解還元炉へその炉上部から装入し、 還 元と溶解を行い、 溶銑と溶滓を炉下部出銑口から排出する還元 · 溶解ェ 程、

( g ) 製鍊用溶解還元炉の生成ガスを回収する と と もに、 その一部を 予備還元用燃料と して前記予備還元炉へ導入する ガス回収工程。

3 8 . 粉状酸化鉄と粉状固体還元剤を混合する際、 水又はバイ ンダーの 1 種以上を単独又は複合で添加する請求の範囲 3 6又は 3 7 に記載の溶 銑の製造方法。

3 9 . 原料混合物を板状に成形するに当た り、 成形物の炉床に接する面 と反対の表面に凹凸をつける請求の範囲 3 6又は 3 7 に記載の還元鉄の 製造方法。

4 0 . 板状成形物中の固体還元剤からの可燃性揮発成分の発生がほぼ終 了するまでは酸素含有ガスを板状成形物表面へ供給 して可燃性揮発成分 をその表面で燃焼させ、 可燃性揮発成分の発生が終了 した後は炉内温度 が 1 1 0 0 °C以上になる よ う に維持して酸化鉄を還元する請求の範囲 3 6又は 3 7 に記載の溶銑の製造方法。

4 1 . 予備還元炉の炉床上に粉状の固体還元剤を敷き、 その上に板状成 形物を載置する請求の範囲 3 6又は 3 7 に記載の溶銑の製造方法。