专利名称：用于还原炉的含氧化金属的末加工颗粒、其制造方法、其还原方法和还原设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在将包含有在粉状矿石等的氧化金属和金属的精炼业以及加工业中产生的金属氧化物的粉末(dust)或矿泥(sludge)还原时，作为中间原料制造的用于还原炉的含有氧化金属的未加工颗粒(pellet)及其制造方法，进而用回转炉床式还原炉类的还原炉还原该未加工颗粒的方法和还原设备。另外，在本发明中，所谓未加工颗粒意为由还原炉还原前的颗粒，所谓还原颗粒意为由还原炉还原了的颗粒。
背景技术：
作为制造还原铁或合金铁的金属还原加工方法数目众多，其中，有将粉状金属氧化物作为原料制造球状颗粒并在高温下还原该颗粒的加工方法。作为这种加工方法的一例，有井筒(shaft)式氢气还原炉、回转窑式还原炉、回转炉床式还原炉及其他。其中，在井筒式氢气还原炉中使用的未加工颗粒是将粉状矿石制成颗粒，还原剂为氢气。另外，在回转窑式还原炉或回转炉床式还原炉中，由还原炉供给热量，还原反应由混在未加工颗粒中的碳进行。也就是说，在回转窑式还原炉或回转炉床式还原炉中，使用混合了煤或焦炭等中碳和氧化金属粉的颗粒。这些加工方法由于可使用低成本的煤等，成为一种受到注目的经济的还原铁制造方法，并且，作为产量高的加工方法，是使用回转炉床式还原炉进行的作业。
回转窑为一种由直径为2～5m、长度为30～80m的回转圆筒构成的烧结炉。该圆筒由钢制成，耐火材料制成的内衬。炉内的温度在原料供给部为300～600℃，出口处为1100℃左右。供给的未加工颗粒加热约6小时后为1100℃左右。该温度下，未加工颗粒中的碳与氧化金属反应，生成一氧化碳和金属，生成还原颗粒。还原颗粒从窑内排出，并被冷却。之后，作为电炉或高炉的原料使用。
回转炉床式还原炉为一种在固定的耐火材料的炉顶和侧壁下、中央带缺口的圆盘状的耐火材料制成的炉床在轨道上以一定速度回转型式的烧结还原炉(以下称作回转炉)。回转炉的炉床直径为10～50m，并且炉床宽度为2～6m。未加工颗粒在回转炉的炉底上以均匀全面铺撒的方式供给，炉床在回转的同时与未加工颗粒一同在炉内各部上即原料供给部、加热区域、还原区域、制品排出部上移动。未加工颗粒在1000℃左右时投入高温的原料供给部。之后，在加热区域，通过高温气体的辐射，直到加热到约1200℃以上后，在还原区域，未加工颗粒内的碳与氧化金属反应，生成还原金属。在回转炉床式还原炉中，加热快，反应在7～20分钟内结束。还原的颗粒从炉内排出并被冷却，之后，作为电炉或高炉的原料使用。
另外，在回转炉内，由于未加工颗粒静置于炉床上，具有颗粒在炉内难崩坏的优点。其结果，无耐火材料上附着粉末状原料的问题，并且，具有称作块制品成品率高的优点。另外，还具有生产性高、成本低和可使用煤系还原剂或粉状原料的优点。
在上述的回转炉中，回转的炉床上全面铺撒由包含氧化金属和碳的粉体原料构成的成形为粒状的未加工颗粒，加热该颗粒并使之还原。未加工颗粒在炉床上相对静置。其结果，可得到操作处理性好的粒状还原金属。在将颗粒那样的粉体集合时，氧化金属与碳的接触良好，易激活还原反应。
如此，在这样的加工方法中，将以碳和氧化金属为主体的粉体成形制成颗粒而制成未加工颗粒，并将该未加工颗粒作为原料，进行加热还原。
作为未加工颗粒的原料，使用粉状矿石或氧化金属粉末等的氧化金属和作为还原剂的碳。在还原铁的制造中，使用颗粒供给源等微粒铁矿石等。还原剂使用碳，最好使用直到还原反应生成的温度为1100℃左右、不挥发的碳成分(固定碳)比例还较高的碳。这样的碳源最好是粉状焦炭或无烟碳。
一般使用2种以上原料的粉体。这是因为要调整氧化金属和碳的比例的缘故。该未加工颗粒的制造使用盘式颗粒制成装置。首先，以规定的比例混合原料粉体后，用盘式颗粒制成装置将其制成颗粒而制成未加工颗粒。
盘式颗粒制成装置由成圆盘形状的直径为2～6m的回转的盘构成。盘倾斜45度左右，其中，包含水分的原料粉体边滚动边涂满在生成的核周围，使未加工颗粒不断成长。充分成长的未加工颗粒靠自重从盘中排出。
还原炉为回转窑时，不干燥的未加工颗粒就向炉内供给。回转窑的原料供给部的温度为300℃左右，即使在含水状态下，未加工颗粒也不会爆裂。另外，在回转炉床式还原炉时，未加工颗粒供给部的温度由于在1000℃以上，含水状态下的未加工颗粒会因水分蒸发发生爆裂，从而要向炉内供给干燥的未加工颗粒。
含氧化金属的原料粉体(以下称作含氧化金属粉体)一般使用矿石，也包括使用在高炉、转炉、电炉等的金属精炼工序或轧制、加工工序产生的制铁粉末或增稠剂矿泥的情况。特别是，在钢铁制造业产生的粉末或金属矿泥中，尽管混合有锌或铅等杂质，但由于在1200℃以上的还原反应时这些成分会蒸发，因此这也成为了有效除去杂质的手段，也可在杂质多的粉末处理加工方法中使用，这也可使金属资源有效地再循环。
如此，在还原未加工颗粒的加工方法中，为了实现稳定的操作，作为原料的未加工颗粒的高强度是很重要的。例如，在纵型井筒炉内，未加工颗粒强度不够高的情况下，层积在炉内的未加工颗粒间会进入因未加工颗粒崩坏而产生的粉，存在着会妨碍气体流动的问题和集尘机的粉尘收集量过多的问题等。在回转窑时，未加工颗粒强度不够高的情况下，未加工颗粒在窑内滚动时会崩裂，此时产生的粉会附着在耐火材料上，产生阻挡环(ダムリング)的问题。其结果，未加工颗粒不会越过阻挡环，从而未加工颗粒在窑内部不能流动。
而在回转炉床式还原炉情况下，未加工颗粒强度不够时，未加工颗粒会崩坏，崩坏的未加工颗粒中的氧化金属粉会蓄积在炉床上，在1200℃以上的高温下会被加热烧结。烧结的粉相互结合，而且与炉床的耐火材料一同烧结结合，并固定在炉床上。固着的粉堆积在炉床上，排出炉床上的还原颗粒的螺杆式排出机的叶片会被磨损。其结果，该叶片寿命非常短。在通常的操作中，寿命在1年以上的叶片也存在要1个月更换一次的情况。另外，随着炉床加厚，未加工颗粒不能铺撒在正常的炉床上。为了消除这种现象，不得不冷却炉子全体，用破碎机等机械破坏炉床的增厚部分，并加以排出。其结果，每当如此时，设备必须停工5日以上，有大幅度降低使用率的问题。
如上所述，如未加工颗粒的强度不够，还原加工方法的作业就不稳定。因此，为了解决这些问题，必须供给产生粉少的未加工颗粒，并且要求有在稳定的条件下的高强度颗粒的制造技术。特别是，在以含有碳的粉体(为粉状煤、焦炭、木炭等，以下称作含碳粉体)为原料的颗粒中，与只由氧化金属粉构成的颗粒相比，因存在着强度难提高的问题，该要求显得非常迫切。
作为粉少的高强度成型体的制造方法，有由盘式颗粒制成装置制造球状未加工颗粒的方法、由推压型成形的煤球成形方法、及从有孔板上挤出成型体的挤出型式的挤出成形方法等。其中，盘式颗粒制成装置制造的未加工颗粒，具有可低成本地制造细致且高强度的未加工颗粒的优点，因此多采用盘式制成颗粒方法。但是，在以往的制成颗粒方法中，只考虑简单将粉状的氧化金属与粉状的碳源混合来制成颗粒，未必能够制造用于回转炉床式还原炉等中的高强度未加工颗粒。
针对上述要求，在以往技术中例如日本特开平11-193423号公报中公开了一种在用盘式颗粒制造机制造颗粒时、混合有机系粘合剂以提高未加工颗粒的强度的方法。但是，这种与原料粉体的粒度构成或成分等的原料条件、以及制成颗粒时的水分调整等作业条件有关的技术，没有经过充分考虑，未必是制造高强度的未加工颗粒的方法。另外，在使用回转窑或回转炉床式还原炉情况下，由混合有5％以上比例的粉状焦炭等的原料粉体制造的未加工颗粒来制成颗粒特别难，尽管也存在着因添加粘合剂可确保强度的情况，但一般只添加粘合剂不能解决问题。
日本特开平11-241125号公报示出了一种从颗粒制成装置经颗粒干燥装置将干燥的未加工颗粒供给回转炉的装置。该装置是要事先干燥作为原料的未加工颗粒，以防止未加工颗粒在高温的炉床上因水分发生的爆裂现象，这是一项重要的技术。但是，在通过以上说明的各工序时没有崩裂，没有阐明高强度的未加工颗粒的制造方法和设备结构。
另外，将包含有含碳粉体的原料粉体制成颗粒时产生的问题并不只是未加工颗粒强度。在原料条件恶劣情况下，存在着未加工颗粒不能从盘式颗粒制成机中连续排出的问题。也就是说，原料粉体的粒度构成不好或者水分调整不好的情况下，在颗粒制成机内部的未加工颗粒的成长变动不稳定，未加工颗粒几乎不能从颗粒制成机中排出的时期与可大量排出的时期交替发生。其结果，未加工颗粒朝与颗粒制成机的下游工序相连的还原炉的供给不连续，进而产生还原反应不稳定的问题。另外，该这种现象发生时，未加工颗粒的强度降低也是一项重大的问题。
此外，例如，即使未加工颗粒的强度高，如未加工颗粒的输送不妥，分级或干燥操作中或者搬运中未加工颗粒会破损、产生粉。因此，为了不使未加工颗粒崩坏，搬运也是一项重要的技术。可是在以往的方法中，该事实没有得到充分的认识，严重时，输送过程中或干燥时未加工颗粒的20～30％也会崩坏而变成粉。
另外，也存在着向炉床供给时的未加工颗粒干燥所致的崩坏的问题。由盘式颗粒制成装置制造的未加工颗粒尽管细致，在含水状态下强度也较高，但干燥时强度会降低。因此，干燥的未加工颗粒落到炉床上时，防止崩坏是很重要的，但对此还没有与之充分对应的技术。
如此，在以往技术中，将包含有含碳粉体的原料粉体稳定制成颗粒的技术是困难的，其结果，还原炉的作业变得不稳定，具有金属制造的效率低的问题。
另外，在回转炉床式还原炉中，无论是在湿状态下，还是在干燥状态下，必须制造强度高的未加工颗粒，与用作其他目的的未加工颗粒相比，需要制造强度更高的未加工颗粒。因此，需要一种在将包含有含碳粉体的粉体作为原料，稳定地制造高强度的未加工颗粒的而且，可实现不使其崩坏的输送的新的技术。
发明内容
本发明克服了上述的问题，其要点如下。
(1)一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒，包含有含氧化物的粉体和5～30质量％的含碳粉体，并且将该粉体成形为10μm以下的粒子占20～80质量％的原料粉体。
(2)一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒，包含有含氧化物的粉体和5～30质量％的含碳粉体，并且将该粉体成形为10μm以下的粒子占20～80质量％的原料粉体，未加工颗粒的气孔率为32％以下。
(3)一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和含碳粉体的原料粉体制成颗粒，制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
(4)一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和接受干馏处理的为5～30质量％的含碳粉体的原料粉体制成颗粒，制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
(5)一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和为10～35质量％的煤粉的原料粉体制成颗粒，以制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
(6)一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和接受干馏处理的含碳粉体的质量比例的2倍与煤粉的质量比例合计为10～60质量％的原料粉体制成颗粒，以制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
(7)按照(3)～(6)任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，对所述原料粉体，混合0.5～4质量％的膨润土(bentonite)或者1质量％的玉米粉作为粘合剂。
(8)按照(3)～(7)任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将装入颗粒制成装置前的所述原料粉体中的水量加以调整，使保持在颗粒制成装置内的所述原料粉体中的水分调整在8～13质量％的范围内制成颗粒。
(9)按照(3)～(8)任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，所述原料粉体由转炉气体的非烧结式集尘机收集，作为粗厚沉淀物收集的粉末占15～75质量％。
(10)按照(3)～(8)任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，所述原料粉体中，包含有由制铁电炉产生的气体中含有的粉末占15～75质量％。
(11)按照(3)～(10)任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，所述原料粉体中的碳原子摩尔数为，在1200～1400℃的范围内由碳还原的氧化金属的氧原子摩尔数的0.5～1.5倍。
(12)按照(3)～(11)任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将所述制成颗粒的未加工颗粒干燥到水分为2质量％以下。
(13)按照(3)～(12)任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将所述制成颗粒的未加工颗粒用2mm以上宽度的筛网除去尺寸过小的颗粒的同时，用30mm以下的筛网除去尺寸过大的颗粒。
(14)一种用于还原炉的含氧化金属未加工颗粒的还原方法，其特征在于，将(1)或(2)所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒、或者由(3)～(13)任一项所述的方法制造的用于还原炉的含氧铁未加工颗粒装入回转炉床式还原炉的炉内环境温度为900～1200℃的区域，在1200℃以上的温度下，烧结并还原5分钟以上。
(15)按照(14)所述的用于还原炉的含氧化金属未加工颗粒的还原方法，其特征在于，将平均直径为8～20mm、平均层数为2.0以下的所述未加工颗粒装入回转炉床式还原炉的炉床上，以烧结还原。
(16)一种用于还原炉的含氧化金属未加工颗粒的还原方法，其特征在于，将由含氧化金属的粉体和含碳粉体构成、且10μm以下粒径的粉体粒子占20～80质量％的原料粉体制成颗粒来制成未加工颗粒，然后，将该未加工颗粒用分级装置除去过小和过大的未加工颗粒，用颗粒干燥装置降低水分，接着，装入回转炉床式还原炉，将未加工颗粒烧结和还原，在各单位操作期间，该未加工颗粒是连续输送的。
(17)一种用于还原炉的含氧化金属颗粒的还原设备，其特征在于，以盘式颗粒制成装置、分级装置、颗粒干燥装置和回转炉床式还原炉的顺序设置这些装置，而且，在这些装置之间设置连续输送装置以与这些装置连接。
(18)一种用于还原炉的含氧化金属颗粒的还原设备，其特征在于，以具有可控制供给速度的原料切出装置的多个粉体贮存槽、混合装置、盘式颗粒制成装置、分级装置、颗粒干燥装置和回转炉床式还原炉的顺序设置这些装置，还在该粉体贮存槽与该混合装置之间、及该混合装置与该盘式颗粒制成装置之间这两者或一者中设有水分添加装置，同时，从粉体贮存槽到回转炉床式还原炉的这些装置相互间设置连续输送装置以与这些装置连接。
(19)按照(17)或(18)所述的用于还原炉的含氧化金属颗粒的还原设备，其特征在于，从所述盘式颗粒制成装置到所述颗粒干燥装置之间的未加工颗粒下落高度合计为7m以下，并且，从所述颗粒干燥装置到所述回转炉床式还原炉之间的未加工颗粒下落高度合计为4m以下。
图1是作为实施本发明一例的回转炉床式还原设备的整体流程图，示出从原料准备工序开始的还原工序。
图2为示出回转炉床式还原炉的断面图。
具体实施例方式
本发明涉及一种用于将纵型井筒炉、回转窑、回转炉床式还原炉等中的原料粉体作成未加工颗粒使用的还原炉的、将含有氧化金属和碳的粉体作为原料的未加工颗粒、及其制造方法和在这些还原炉中的未加工颗粒的还原方法及其设备等的技术。在此，以最需要具有未加工颗粒强度的回转炉床法为例进行了说明，但并不限于回转炉床式还原炉，也可适用于其他的还原炉。
图1示出了作为适用本发明的作业方法的一例的回转炉床式还原加工方法的全体示意图。该设备主要由多个原料储备仓1、混合装置5、盘式颗粒制成装置7、颗粒筛选装置9、颗粒干燥装置11和回转炉床式还原炉13构成。另外，在本说明书中，示出了设置球磨机式的混合装置和利用废热的热风式的颗粒干燥装置的例子。
为了控制制成颗粒的性能、还原用的化学成分及其他要求的特性，含有作为原料的氧化金属和碳的原料粉体要使用2种以上。由本设备进行的例子是使用较粗的氧化铁、较细的氧化铁以及较粗的焦炭粉这3种粉体。称作颗粒供给源的粉状铁矿石在回转炉床式还原炉中为稍粗粒子且含有大量氧化铁。而转炉粉末为较细粒子且含有大量氧化铁。粉状焦炭为较粗粒子且含有大量碳。将这3种作为原料单独地投入各储备仓1中。
由多个原料储备仓1，确定原料混合比例，并且在原料输送机2上切出多个原料。为此，原料储备仓1的粉体切出装置29必须具有可变的定量切出功能。以粒径、化学成分和含有的水分作为主要的调整项目来确定混合比例。为了提高颗粒的强度，由于必须有适当的粒径分布，因此要以规定的比例混合粗粉体和细粉体。另外，为了实现适当的还原反应，要使氧化金属和碳的比例适当。使以上2个项目适合为主体，以确定的比例将粉体输送到原料输送机2上。
该原料粉体中的含碳比例由与还原的氧化金属进行化学结合的氧(活性氧)确定。也就是说，铁或镍等氧化物在回转炉床式还原炉13的炉内，在1200℃左右～1400℃的温度下，通过碳还原。在回转炉床式还原炉中的还原是以氧化金属和碳形成为一氧化碳的条件下的还原反应为中心的。因此，原料粉体中的碳与含有这些氧化铁的氧化金属的比例希望配合为，以碳的原子摩尔数相对这些氧化金属中的活性氧的原子摩尔数的比例以1.0为中心基准，在0.5～1.5的范围内。另外，此时的碳的混合比例为5～25质量％左右。
正如前述，碳源使用煤、焦炭、木炭、沥青等。在碳的情况下，包含有固体碳和含挥发物质的碳。尽管固体碳可有效地用于还原反应，但挥发物质中的碳因在还原反应前就挥发，还原中不能被有效地利用。因此，还原中对于必要的碳量必须要有多余煤的碳物质，要加大原料粉体中的混合比例。
将水分设定成比混合装置5或盘式颗粒制成装置7中的适当水分低。因此，预先测定各原料的化学成分、粒径分布、含有水分等。
放置于原料输送机2上的原料粉体的水分比例处于混合装置5中的适当水分比例以下时，用水分添加装置3添加水分，并由调湿原料输送机4送入混合装置5。原料粉体的混合比例是以粒径和化学成分作为第一优先条件确定的，但原料粉体中的水分不必限于混合装置5所采用的适当范围。另外，原料粉体的水分根据天气形势或其他条件而变动。然而，该阶段中的水分调整是非常重要的。
在混合装置5中，使原料粉体均匀混合。此时，如轻度破碎原料粉体时，制成颗粒工序中的颗粒的生产稳定并且可提高颗粒强度，因此希望混合装置具有球磨机类的破碎功能。例如，如使用由圆筒、圆筒的回转装置和进入该圆筒内的金属球构成的混合装置，则通过原料粉体装入圆筒内以及使圆筒回转，进行原料粉体的混合的同时，可由金属球实施原料粉体的破碎。混合装置5在其机种和尺寸下具有适当的粉体水分。在球磨机时，水分希望在约6～9％的范围内。
结束混合的原料粉体由混合原料输送机6送入盘式颗粒制成装置7中。在此，用直径为2～6m的约倾斜45度的圆盘型的盘，滚动原料粉体，在生成的核周围铺上粉以制造数mm～30mm左右的未加工颗粒。在盘式颗粒制成装置中，为了以稳定的产量制造高强度的未加工颗粒，原料粉体的粒径分布和含有水分必须适当。另外，一般，作为用于回转炉床式还原炉等的还原炉的未加工颗粒，所要求的未加工颗粒的强度为压碎强度在2×105N/m2以上。这样的未加工颗粒在下落50cm时的直到破裂的次数所定义的50cm的下落强度在含水状态下为7次以上，最好是在10～15次，而在干燥状态下为3次以上，最好是4～8次。下面说明满足该条件的未加工颗粒的制造方法。
为了以稳定的产量制造上述的高强度的未加工颗粒，首先，重要的是原料粉体的粒径分布要适当。例如，即使在以往的制成颗粒技术中，74μm以下的粒子也存在60质量％以上等，这符合所要求的条件。
但是，正如本发明所处理的原料粉体那样，包含有含碳粉体的情况下，以往技术进行的颗粒制成，不能稳定的制成颗粒作业和制造高强度的未加工颗粒。也就是说，含碳粉体与水的溶和不好，使得未加工颗粒中的原料粉体间的结合变弱。含碳粉体与周围的粒子结合变恶的结果是，即使是粒度结构大致均匀的情况下，含碳粉体的未加工颗粒的强度也相当低。并且确认为，含碳粉体的比例越高，未加工颗粒的强度越降低。
在以往的颗粒制成方法中，作为含碳粉体，如焦炭或木炭那样干馏后，超过5质量％的混合率时，不能制造高强度的该粉体。在为煤情况下，该界限值为10质量％。
本发明人等发现，在含碳粉体在5质量％以上而煤在10质量％以上的情况下，重复各种试验的其结果，未加工颗粒中的含碳粉体的周围空隙较多，其结果，压碎强度低。为此，本发明人等的认识为，填埋该空隙很重要，当使用适当粒度分布的原料时，在颗粒内部的粉体变得细致，提高了颗粒的强度，并且，盘式颗粒制成装置中的未加工颗粒直径变得均匀，排出速度也成为一定。
在调查该适当的粒度分布期间，在原料粉体中混合10μm以下的粉体，以造粒处，粒径较大的含碳粉体周围围住小的粉体粒子，未加工颗粒变得细致，提高了未加工颗粒的强度。
即，很显然，在较细粒子与较粗粒子具有一定比例混合时，可制造高强度的未加工颗粒。
此外，重复实验时发现，在原料粉体中，作为较细粒子存在10μm以下的粒子在20质量％以上时，未加工颗粒的粉体填充率得以提高，可实现要求用于还原炉的未加工颗粒的强度。另外，在盘式颗粒制成装置7中，未加工颗粒的直径均匀，来自盘式颗粒制成装置7的未加工颗粒排出的速度也一定，可使制成颗粒作业稳定地进行。此外，在原料粉体中的10μm以下的粒子超过80质量％时，在盘式颗粒制成装置7内部不能很好地形成核，未加工颗粒的成长变慢，密度降低，强度不够，只能制造尺寸不稳定的未加工颗粒。较细粒子过多，相反，会有影响细致化的结果。在此，尽管是同样的原料，但在将具有10μm以上的粒子占20质量％以上的原料粉体制成颗粒时，可制造具有稳定粒径的高强度的未加工颗粒。
也就是说，制造细致且高强度的未加工颗粒时，以适当的比例混合较粗粒子和较细粒子是很重要的，而原料粉体中10μm以下的粒子占20～80质量％的范围内是一项重要的条件。
但是，原料粉体中的含碳粉体的比例非常高时，混合较细原料粉体的粒子，也会降低提高未加工颗粒强度的效果。为干馏处理后的含碳粉体时，一旦超过30质量％的混合比例，即使10μm以下的粒子比例合适，未加工颗粒的强度也不会超过前述的要求值。而在煤情况下，超过35质量％的混合比例时，颗粒强度不会超过前述的要求值。因此，本发明的原料粉体中的含碳粉体的比例在经过干馏处理的含碳粉体时为5～30质量％，而在煤情况下为10～35质量％的范围。另外，混合使用干馏处理后的含碳粉体和煤时，干馏处理后的含碳粉体的比例的2倍与煤的比例合计占10～60质量％的范围内。
作为调整10μm以下的原料粉体的比例的方法有多种，但对10μm以下的粒子比例高的原料粉体的混合比例加以调整是一种最容易的方法。作为这样的粉体，可以使用来自转炉气体的非烧结式集尘机的、作为增稠剂沉淀物收集的粉末即转炉粉末。转炉粉末包含10μm以下的粒子占80～90质量％，作为微粒子源是希望的。另外，由于70质量％以上时，铁成分的含有率较高，还原后，可获得能制造铁成分高的质量优良的还原颗粒的效果。转炉粉末的混合比例可在15～75质量％。另外，对于制铁电炉产生的气体中包含的粉末即电炉粉末也具有同样的效果，混合比例可在15～75质量％。但是，电炉粉末因含铁比例少，不能有效地制造含高铁比例的还原颗粒。
在盘式颗粒制成装置中，为了制造具有稳定的产量和高强度的未加工颗粒，除了原料粉体的粒径分布外，还必须要有合适的含有水分。因此，在盘式颗粒制成装置7中，必须仔细地控制原料粉体中的水分。水分过低时，未加工颗粒的成长慢，不能制造细致和高强度的未加工颗粒。而水分过多时，开始成长的小径的未加工颗粒相互粘附，在异常的形状下，未加工颗粒的强度可非常低。在该状态下，颗粒从颗粒制成装置中不能稳定地送出，未加工颗粒被间歇地排出。其结果，作为下游工序的颗粒干燥装置11或回转炉13每单位时间的处理量在短时间内变动，加工作业的全体变得不稳定。
在此，本发明人等发现，盘式颗粒制成方法中，求出适当的水分值时，尽管因原料粉体的种类和粒径不同，但在8～13质量％间为适当的数值。但是，在原料粉体的种类和粒径相同期间，水分的变动幅度不在2％以下时，会产生前述问题，颗粒制成成为不稳定的状态。因此，对装入盘式颗粒制成装置前的原料粉体进行调整是重要的，例如，在混合工序中，制成颗粒时调整合适的水分是重要的。混合工序中适当的水分比制成颗粒工序的水分值低时，在混合工序与制成颗粒工序之间，不是如图1所示，而是用水分添加装置将水分调整到适当的范围内。
另外，根据原料的构成，即使粒度分布合适，也存在着未加工颗粒强度低的情况或者想进一步提高未加工颗粒强度的情况。在如此情况下，具有混合粘合剂的有效方法。本发明人等发现，在高温的炉内还原颗粒时，不放出成为障碍的气体或水分的粘合剂为膨润土和玉米粉。这些粘合剂合适的混合率为，相对原料粉体，在膨润土时为0.5～4质量％，而在玉米粉时为1质量％。混合该比例以上的粘合剂时，与水分较多时相同，成长过程中的小径颗粒相互会发生粘附现象，从而制成颗粒作业的稳定性和颗粒强度会有问题。
如用以上的方法，正常制造未加工颗粒的话，可制造气孔率在32％以下的细致的未加工颗粒。其结果，可制造压碎强度在2×105N/m2以上、在含水状态下50cm下落强度为7～15次、而在干燥状态下50cm下落强度为3～8次的颗粒。这些条件满足还原炉中的使用条件。
将按上述方法制造的未加工颗粒分级，在排除粉和大粒径的未加工颗粒后，用干燥装置11对其干燥，并在回转炉13中烧结还原。
可是在由盘式颗粒制成装置7制造的未加工颗粒中还包含小径的未加工颗粒和粉。小径未加工颗粒和粉在颗粒干燥装置11中会发生影响未加工颗粒间气流流动的问题或者堆积到回转炉的炉床上的问题。为此，要用未加工颗粒输送机8输入颗粒筛选装置9，以在此排除小径的未加工颗粒和粉。筛网过细时，易堵塞，因此筛网的间隔要在2mm以上。
用该颗粒筛选装置9排除过大尺寸的未加工颗粒也是一种有效的方法。未加工颗粒越大强度越低。并且过大的未加工颗粒对于内部的热传导需要时间，因此会存在使回转炉内的还原时间变长的问题。特别是，从确保未加工颗粒强度的观点来看，排除30mm以上的未加工颗粒是一种有效的方法。
在本发明中，重要的一点是将颗粒筛选装置9设置在颗粒干燥装置11之前。原因是，通常用筛选装置分级时，要进行振动等的机械操作。由于含水状态的未加工颗粒的强度较高，可承受这样的机械摇动。也就是说，如将含水状态的未加工颗粒放在筛选装置上分级的话，崩坏的未加工颗粒较少。可是，干燥的未加工颗粒强度较低，崩坏的较多。为此，如图1所示，在含水状态下对未加工颗粒分级是一种有效的方法。
将分级结束的未加工颗粒用筛选后的输送机10送入颗粒干燥装置11，并在此干燥。机器种类最好为热风式干燥机。另外，从节省能源的意思考虑，由回收回转炉的排放气体的显热的热交换器18生成的热风用于干燥是经济的。为了防止未加工颗粒随着水分蒸发发生破裂，干燥是在250℃以下的低温下进行的。
由于未加工颗粒是由盘式颗粒制成装置7制造的，直到供给到回转炉13的炉床26上的期间，连续地处理和输送未加工颗粒并且不储备是重要的。并且，用颗粒筛选装置9和颗粒干燥装置11，连续地处理未加工颗粒是必要的。在进行批量处理时，必须在间歇处理的前后，要有颗粒贮存槽和出槽装置等。当未加工颗粒储备在堆积场或仓中时，由于放置其上的未加工颗粒的重量，下方的未加工颗粒会崩坏，出料时，铲车或切出装置会给予机械冲击，未加工颗粒容易崩坏。
据此，最好的方法是，从盘式颗粒制成装置7到回转炉13之间不储备未加工颗粒，例如，通过如未加工颗粒输送机8、筛选后输送机10、干燥颗粒输送机12等的连续输送装置进行输送。作为连续输送装置，皮带输送机和管式输送机是有效的。这是因为这样的输送装置在输送中不会对未加工颗粒施加不当的力的缘故。另外，如距离较短的话，可用振动式输送机输送。为了发挥这些机器的特征，希望各输送装置用在合适的场所。
即，如图1所示，按如下顺序设置具有可控制供给速度的原料切出装置29的多个粉体贮存槽1、混合装置5、盘式颗粒制成装置7、颗粒分级装置9、颗粒干燥装置11和回转炉床式还原炉13，此外还在该粉体贮存槽1与混合装置5之间和混合装置5与盘式颗粒制成装置7之间的两者或任意一者中设置水分添加装置，从粉体贮存槽1到回转炉床式还原炉13的这些装置的各相互间例如设有原料输送机2、未加工颗粒输送机8、筛选后输送机10、干燥颗粒输送机12等的连续输送装置，而且，在粉体贮存槽1与混合装置5之间使用水分添加装置3的情况下，混合装置5与水添加装置3之间设有调湿原料输送机4或者混合装置5与盘式颗粒制成装置7之间设有图中未示出的水添加装置的情况下，通过在该水添加装置与盘式颗粒制成装置之间设有图中未示出的调湿混合原料输送机任意一种的连续输送装置，可有效地进行未加工颗粒制造中水分的调整和未加工颗粒的输送。
另外，即使在用前述的处理和输送方法进行适当的作业时，在由盘式颗粒制成装置7制造的未加工颗粒强度下，在输送中总下落的距离长的情况下，下落冲击会破坏颗粒。本发明人等发现，未加工颗粒的强度必须为，在干燥前下落50cm时最多为15次，在干燥状态下下落50cm时最多8次，考虑到该未加工颗粒的强度，未加工颗粒从处于含水状态的范围内的盘式颗粒制成装置7到颗粒干燥装置11的总下落距离在7m以下，而未加工颗粒在从处于干燥状态的范围内的颗粒干燥装置11到回转炉13的炉床25的总下落距离在4m以下。
接着，干燥后的未加工颗粒靠干燥颗粒输送机12送入回转炉13中，在此，烧结还原。
回转炉在通常的作业中，加热区域的环境温度为900～1200℃，炉床的温度为1000～1150℃。
干燥的未加工颗粒向回转炉的炉内环境温度为900～1200℃的部分供给。将气孔率为32％以下的致密的未加工颗粒向高温气氛中供给时，因未加工颗粒内部的水分蒸发会有爆裂的危险。因此，在该温度条件下，为了使气孔率32％的致密的未加工颗粒不会因水分发生爆裂，降低未加工颗粒的水分是很重要的。本发明人等经过调查发现，用本发明的方法制造的未加工颗粒在该条件下不爆裂的水分如在2质量％以下，就不会出现问题。因此，将未加工颗粒干燥后的水分控制在2％以下是有效的。
如图2所示，回转炉13的结构为，在炉顶22与炉壁23的下方具有在车轮27上移动的回转式炉床25。未加工颗粒28精置于炉床25上，并围绕炉内一周。在炉内，从喷燃器24喷出燃料气体，通过火焰26的热量，使气体的最高温度成为在1200～1400℃之间的合适的温度。所供给的未加工颗粒28最初在气体的氧化度变高时进入900～1200℃的炉内部分(加热区域)并被加热。之后，气体的氧化度变低，在高温部分(还原区域)使未加工颗粒还原。
在还原区域，由于使铁或镍等氧化金属与碳激烈反应、还原的温度在1200℃以上，从而所供给的未加工颗粒被在1200℃以上加热烧结，通过氧化金属与碳反应，生成还原金属和一氧化碳。并且，在约1200℃温度下蒸汽压较高，可蒸发除去未加工颗粒中锌或铅等金属。还原时间最少为5分钟，在还原5～20分钟后，未加工颗粒中的铁或镍等比较容易还原的金属就被还原。回转炉13的热传递由未加工颗粒上部的高温气体的辐射和来自炉床26的传导热进行。因此，未加工颗粒的层积数只为2层，则上下两层可直接接受热传递，但在未加工颗粒层积数超过2层时，中间的未加工颗粒不直接接受传递的热量，从而延长了还原反应的时间。因此，希望颗粒的平均层数在2.0以下。在考虑处于这样的回转炉13内的热传递的形态和速度时，最好未加工颗粒的平均粒径为8～20mm。未加工颗粒的平均粒径为8mm以下时，降低了炉床单位面积的产量，而在未加工颗粒平均粒径在20mm以上时，通过未加工颗粒内部的热传递延迟，在5分钟左右的反应时间内，中心部分的还原反应不能结束。
结束还原的还原颗粒通过排出装置从回转炉13内排出。从回转炉排出的还原颗粒在保持高温的状态下送入溶解工序或者由还原颗粒冷却装置14冷却，经还原颗粒输送机15储备在还原颗粒储备槽16中。在图1中，例示出具有冷却还原颗粒的设备。之后，送入高炉、电炉、转炉等利用工序中使用。
来自回转炉的燃烧排放气体通过排气通道17送入热交换器18中，并在此加热空气。该空气作为干燥未加工颗粒的热源使用。之后，燃烧排放气体由集尘机19除尘后，经烟囱20向大气中发散。
由本发明的方法制造的未加工颗粒不仅可用于回转炉床式还原炉中，还可用于回转窑进行的还原、炉高低的纵型井筒炉的还原。在回转窑中，可有效地防止高强度未加工颗粒制造所致的窑内部阻挡环的发生，而在纵型井筒炉中，可有效地防止因产生的粉影响炉内气体通气的现象。即，在高炉中，使用还原颗粒时，该颗粒必须是粒状的。也就是说，在高炉中，因炉内气体流速快，会存在粉飞散的问题等，因此，要使用粒径为3～5mm以上的粒状原料。本发明的还原颗粒因粒状比例高，因此可适用于高炉等。
实施例实施例1示出使用图1所示的回转炉床式还原炉的设备的实施例的作业结果。该设备制造向每小时15吨的高炉内投放的还原铁颗粒。原料为颗粒供给源的粉状矿石、转炉粉末和焦炭粉。
颗粒供给源的粉状矿石中，三氧化二铁(Fe2O3)的含量在89％，平均粒径为68μm，10μm以下的粒子的比例占13质量％。而转炉粉末中，氧化铁(FeO)的含量占34质量％，金属铁的含量占43质量％，平均粒径为6μm，10μm以下的粒子比例占81质量％。在集尘焦炭粉中，碳含量占83质量％，平均粒径为89μm，10μm以下的粒子比例占8质量％。
在实施例1中，以颗粒供给源的粉矿石占40质量％、转炉粉末占37质量％和焦炭粉占23质量％的比例加以混合，并且在原料输送机2上切出。该混合的原料粉体中10μm以下的粒子比例占36质量％。与碳和氧化铁结合的氧的原子摩尔比例为0.86。该原料粉体在10μm以下的粉体比例占20～80质量％的范围内，并按照本发明的配合方法进行。
该混合的原料粉体的水分由于为7～8质量％，为了成为约9质量％的水分，事先以洒水方式加水后，出于制成颗粒稳定的目的，在盘式颗粒制成装置7中喷洒约1质量％的水分。通过这种方法，盘式颗粒制成装置7中适当水分的比例成为9.5～11质量％。另外，在本实施例1中，作为粘合剂，添加为原料粉体质量的1.4％的膨润土。制成颗粒的未加工颗粒成为平均粒径为13.4mm、平均压碎强度在2.9×105N/m2的高强度的未加工颗粒。另外，该未加工颗粒的50cm下落强度在含水状态下为9次，干燥状态下为4次。
将该未加工颗粒干燥并供给回转炉13。此间，还原前破碎的未加工颗粒占全体的比例为7.5质量％。在12分钟期间，在最高温度为1320℃下，还原颗粒的在4mm上的粒比例为92质量％、金属化率为92质量％则较好。
下面，作为比较例1，示出根据以往方法进行作业的结果。设备尽管使用的是图1所示的设备，但作业方法是按照以往的方法。作为原料，使用混合有74质量％的前述的颗粒供给源的粉矿石和26质量％的集尘焦炭粉的原料粉体。此时，10μm以下的粒子比例占12质量％，而与碳和氧化铁结合的氧的原子摩尔比例为1.0。
调整该原料粉体的水分后，在盘式颗粒制成装置7中，制造未加工颗粒。作业方法与实施例1相同。其结果，尽管可获得平均粒径为12.8mm的未加工颗粒，但平均压碎强度在1.3×105N/m2，强度较低。并且，该未加工颗粒的50cm下落强度在含水状态下为5次，而在干燥状态下为1次。
将该未加工颗粒与实施例1同样，进行分级、干燥和还原。其结果，还原前破碎的未加工颗粒占全体的比例为19.8质量％则较多。还原颗粒的在4mm上的粒比例占78质量％则较少，并且金属化率为78质量％则较低。如此，由于干燥或输送过程中破坏的未加工颗粒的比例较高并且在炉床25上粉化的比例也较高，因此，粉在炉内或排出后会被再氧化，也会大幅度地降低金属化率。
如此，在为使用本发明进行作业的实施例1中，处理途中破坏的未加工颗粒较少，并且可进行作为制品的还原颗粒的粒比例和金属化率较高的作业。另外，在比较例1中，这些成绩不佳。
实施例2示出使用图1所示的回转炉床式还原炉的设备的作业结果。该设备制造向每小时15吨的高炉内投放的还原铁颗粒。原料储备仓具有3座，向储备仓中投入颗粒供给源的粉状矿石、转炉粉末和焦炭干式冷却装置的集尘焦炭粉。
颗粒供给源的粉状矿石中，三氧化二铁(Fe2O3)的含量为89％，平均粒径为68μm，10μm以下的粒子的比例占13质量％。而转炉粉末中，氧化铁(FeO)的含量占34质量％，金属铁的含量占43质量％，平均粒径为6μm，10μm以下的粒子比例占81质量％。在集尘焦炭粉中，碳含量占83质量％，平均粒径为89μm，10μm以下的粒子比例占8质量％。
在实施例2中，以颗粒供给源的粉矿石为40质量％、转炉粉末为37质量％和集尘焦炭粉为23质量％的比例加以混合，并且在原料输送机2上切出。该混合的原料粉体的平均粒径为50μm，其中10μm以下的粒子比例占36质量％。与碳和氧化铁结合的氧的原子摩尔比例为0.86。该原料粉体在10μm以下的粉体比例在20～80质量％的范围内，按照本发明的配合方法进行。
该原料粉体的水分为5.7质量％。另外，由于可由图1中的球磨式混合装置5适当混合后的水分值为7～9质量％，在水分添加装置3中，为了成为8.2质量％的水分，要以洒水方式加水。此外，在球磨机中，水分过低时，混合状况不好，而水分过高时，粉体会粘附在圆筒内壁上，因此将水分控制在该范围内是重要的。在此，充分混合原料粉体，并送入接下来的制成颗粒工序中，用盘式颗粒制成装置7，将该原料粉体制成颗粒。在该实施例2中，制成颗粒的合适的水分值为9.5～11质量％。在盘式颗粒制成装置7中，通过在此喷洒1～1.5质量％的水分，可稳定制成颗粒。在该实施例2中，由于进入盘式颗粒制成装置7之前的原料粉体的水分是在合适的范围内，所以在盘式颗粒制成装置7前不必加水。但在原料粉体的水分较低情况下，要对其加水。此外，在实施例2中，作为粘合剂，添加占原料粉体质量的1.4％的膨润土。
制成颗粒的未加工颗粒成为平均粒径为13.4mm、平均压碎强度在2.9×105N/m2的高强度的未加工颗粒。另外，该未加工颗粒的50cm下落强度在含水状态下为9次，干燥状态下为4次。
将该未加工颗粒在颗粒筛选装置9中除去5mm以下和25mm以上的未加工颗粒后，在颗粒干燥装置11中对其干燥，并供给回转炉13。此间，还原前破碎的未加工颗粒占全体的比例为7.5质量％。在12分钟期间，在最高温度为1320℃下，被还原并从炉内排出的还原颗粒在4mm上的粒比例占92质量％、金属化率为92质量％，则较好。
下面，作为比较例2，示出根据以往方法进行作业的结果。设备尽管使用的是图1所示的设备，但操作方法是按照以往的方法。作为原料，使用混合有74质量％的前述颗粒供给源的粉矿石和26质量％的集尘焦炭粉的原料粉体。此时，10μm以下的粒子比例占12质量％，而与碳和氧化铁结合的氧的原子摩尔比例为0.86。
调整该原料粉体的水分后，在盘式颗粒制成装置7中，制造未加工颗粒。操作方法与实施例2相同。其结果，尽管可获得平均粒径为12.8mm的未加工颗粒，但平均压碎强度在1.3×105N/m2，强度较低。并且，该未加工颗粒的50cm下落强度在含水状态下为5次，而在干燥状态下为1次。
将该未加工颗粒与实施例2同样，进行分级、干燥和还原。其结果，还原前破碎的未加工颗粒占全体的比例为19.8质量％，则较多。还原颗粒的在4mm上的粒比例占78质量％，则较少，并且金属化率为78质量％，则较低。如此，由于干燥或输送过程中破坏的未加工颗粒的比例较高并且在炉床25上成粉的比例也较高，因此，粉在炉内或排出后会被再氧化，也会大幅度地降低金属化率。
如此，在为使用本发明进行作业的实施例2中，处理途中破坏的未加工颗粒较少，并且可进行作为制品的还原颗粒的粒比例和金属化率较高的作业。另外，在比较例2中，这些成绩不佳。
产业上的可利用性如采用本发明的未加工颗粒及其制造方法、还原方法和还原设备，可制造供还原炉使用的高强度的未加工颗粒。在回转窑或回转炉床式还原炉等还原炉中可不破坏该颗粒地烧结和还原该颗粒。通过使用在该还原炉中还原的颗粒，可有效地制造还原金属。
符号说明1、原料储备仓2、原料输送机 3、水分添加装置4、调湿原料输送机5、混合装置 6、混合原料输送机7、盘式颗粒制成装置 8、未加工颗粒输送机9、颗粒筛选装置10、筛选后输送机 11、颗粒干燥装置12、干燥颗粒输送机13、回转炉床式还原炉(回转炉) 14、还原颗粒冷却装置15、还原颗粒输送机 16、还原颗粒储备槽 17、排气通道18、热交换器 19、集尘机 20、烟囱21、预热空气通道 22、炉顶23、炉壁24、喷燃器 25、炉床26、火焰27、车轮 28、颗粒29、原料切制装置
权利要求
1.一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒，包含有含氧化物的粉体和5～30质量％的含碳粉体，并且将该粉体成形为10μm以下的粒子占20～80质量％的原料粉体。
2.一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒，包含有含氧化物的粉体和5～30质量％的含碳粉体，并且将该粉体成形为10μm以下的粒子占20～80质量％的原料粉体，未加工颗粒的气孔率为32％以下。
3.一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和含碳粉体的原料粉体制成颗粒，制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
4.一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和接受干馏处理的占5～30质量％的含碳粉体的原料粉体制成颗粒，制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
5.一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和占10～35质量％的煤粉的原料粉体制成颗粒，制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
6.一种用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将包含有含氧金属粉体和接受干馏处理的含碳粉体的质量比例的2倍与煤粉的质量比例合计为10～60质量％的原料粉体制成颗粒，以制造未加工颗粒时，该原料粉体含有10μm以下的粒径的粉体粒子占20～80质量％。
7.按照权利要求3～6任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，对所述原料粉体，混合0.5～4质量％的膨润土或者1质量％的玉米粉作为粘合剂。
8.按照权利要求3～7任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将装入颗粒制成装置前的所述原料粉体中的水量加以调整，使保持在颗粒制成装置内的所述原料粉体中的水分调整在8～13质量％的范围内制成颗粒。
9.按照权利要求3～8任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，所述原料粉体由转炉气体的非烧结式集尘机收集，作为粗厚沉淀物收集的粉末占15～75质量％。
10.按照权利要求3～8任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，所述原料粉体中，包含有由制铁电炉产生的气体中含有的15～75质量％的粉末。
11.按照权利要求3～10任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，所述原料粉体中的碳原子摩尔数为，在1200～1400℃的范围内由碳还原的氧化金属的氧原子摩尔数的0.5～1.5倍。
12.按照权利要求3～11任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将所述制成颗粒的未加工颗粒干燥到水分为2质量％以下。
13.按照权利要求3～12任一项所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒的制造方法，其特征在于，将所述制成颗粒的未加工颗粒用2mm以上宽度的筛网除去尺寸过小的颗粒，而且用30mm以下的筛网除去尺寸过大的颗粒。
14.一种用于还原炉的含氧化金属未加工颗粒的还原方法，其特征在于，将权利要求1或2所述的用于还原炉的含氧化金属的未加工颗粒、或者由权利要求3～13任一项所述的方法制造的用于还原炉的含氧铁未加工颗粒装入回转炉床式还原炉的炉内环境温度为900～1200℃的区域，在1200℃以上的温度下，烧结并还原5分钟以上。
15.按照权利要求14所述的用于还原炉的含氧化金属未加工颗粒的还原方法，其特征在于，将平均直径为8～20mm、平均层数为2.0以下的所述未加工颗粒装入回转炉床式还原炉的炉床上，以烧结还原。
16.一种用于还原炉的含氧化金属未加工颗粒的还原方法，其特征在于，将由含氧化金属的粉体和含碳粉体构成、且10μm以下粒径的粉体粒子占20～80质量％的原料粉体制成颗粒来制成未加工颗粒，然后，将该未加工颗粒用分级装置除去过小和过大的未加工颗粒，用颗粒干燥装置降低水分，接着，装入回转炉床式还原炉，将未加工颗粒烧结和还原，在各单位操作期间，该未加工颗粒是连续输送的。
17.一种用于还原炉的含氧化金属颗粒的还原设备，其特征在于，以盘式颗粒制成装置、分级装置、颗粒干燥装置和回转炉床式还原炉的顺序设置这些装置，而且，在这些装置之间设置连续输送装置以与这些装置连接。
18.一种用于还原炉的含氧化金属颗粒的还原设备，其特征在于，以具有可控制供给速度的原料切出装置的多个粉体贮存槽、混合装置、盘式颗粒制成装置、分级装置、颗粒干燥装置和回转炉床式还原炉的顺序设置这些装置，还在该粉体贮存槽与该混合装置之间、及该混合装置与该盘式颗粒制成装置之间这两者或一者中设有水分添加装置，而且，从粉体贮存槽到回转炉床式还原炉的这些装置相互间设置连续输送装置以与这些装置连接。
19.按照权利要求17或18所述的用于还原炉的含氧化金属颗粒的还原设备，其特征在于，从所述盘式颗粒制成装置到所述颗粒干燥装置之间的未加工颗粒下落高度合计为7m以下，并且，从所述颗粒干燥装置到所述回转炉床式还原炉之间的未加工颗粒下落高度合计为4m以下。
全文摘要
本发明提供一种在使用粉体的原料以制造高强度的未加工颗粒并在回转炉床式还原炉中使用该未加工颗粒时，防止该未加工颗粒崩裂或粉化的同时，进行有效还原的方法和设备。将含有从原料储备槽1中输出的氧化金属和碳的、粒子较细的粉体(10μm以下的比例占20～80质量％)的原料在混合装置5中混合，并由盘式颗粒制成装置7制造未加工颗粒。在用颗粒筛选装置9将该未加工颗粒分级后，用颗粒干燥装置11干燥，并由回转炉床式还原炉13烧结还原的方法。此时，为了防止未加工颗粒崩裂，进行连续地输送处理。
文档编号C22B1/24GK1473204SQ01818349
公开日2004年2月4日 申请日期2001年10月30日 优先权日2000年10月30日
发明者茨城哲治, 织田博史, 井村章次, 高桥政治, 史, 次, 治 申请人:新日本制铁株式会社