专利名称：以含碱炼铁粉尘为原料的还原铁的制造装置和制造方法
技术领域：
本发明涉及使用炼铁粉尘制造还原铁的技术，详细地说，是涉及以移动炉床炉还原至少包含含有碱金属元素的炼铁粉尘的含碳球团来制造还原铁的技术。
背景技术：
在传统炼铁厂内，经高炉、转炉、轧制工序等会发生大量含有氧化铁的粉尘灰，其中，高炉粉尘和转炉粉尘被添加到烧结矿原料中循环使用，轧制碎屑因为铁品位高，所以被用于高炉的脱硅剂、转炉的冷却材等。可是，若高炉粉尘和转炉粉尘在炼铁厂内循环使用，则从铁中被分离的无用金属类，即锌、铅、碱金属等积蓄在炼铁厂内，因此使炼铁工艺流程的生产效率显著恶化。特别是若将高炉粉尘和转炉粉尘添加到烧结矿原料中循环使用，则无用金属类经由烧结矿积蓄在高炉内，成为炉壁上的附着物生成等的原因，使高炉的生产率降低。另一方面，在电炉制造厂中，使收集的粉尘压块并装入到电炉中，但由于粉尘以氧化铁的形态含有铁分，从而需要用电炉进行还原，因此需要向电炉装入碳材等作为还原材， 这成为使生产率降低的原因，并且与上述传统炼铁厂的情况相同，无用金属类循环浓缩，成为排气处理系统上的附着物形成等的原因，使电炉的生产率降低。因此，无论是传统炼铁厂还是电炉制造厂，都希望从炼铁粉尘中除去无用金属类。作为从炼铁粉尘中除去无用金属类，制造还原铁的工艺，历来存在回转窑法，但该方法所得到的还原铁的金属化率低，除此之外，由于窑内壁的附着物的生成等，还不一定能够维持良好的生产率。另一方面，本申请人作为替代上述回转窑法的工艺，开发出使用回转炉床炉的方法，关于含有锌的炼铁粉尘的利用，实用化已经得到推进(例如参照专利文献1 3)。但是，在使用高浓度地含有Na或K等碱金属元素的炼铁粉尘时，关于作为回转炉床炉用的原料的压块技术已经完成(参照专利文献4)，但是在回转炉床炉内进行还原的技术中，即使以上述含锌炼铁粉未同样的操作条件进行还原，碱金属元素的除去也不充分，或所得到的还原铁的强度不足，还不能把握能够制造想要满足的规格的还原铁的操作条件。在此，作为高炉、转炉和电炉等的原料而能够使用的还原铁的强度的评价指标，一般采用压溃强度。作为高炉的原料使用时，作为耐受从回转炉床炉排出至被装入高炉的搬运，和耐受在高炉内的炉料荷重的压力所需要的压溃强度，要求在IOOkgf/个(约980N/ 个)以上。作为转炉和电炉的原料使用时，因为不需要考虑在炉内的荷重压力，所以压溃强度可以比作为高炉的原料使用时低，但从还原铁的通用化的方面出发，还是要求确立能够得到IOOkgf/个(约980N/个)以上的压溃强度的技术。先行技术文献专利文献专利文献1 日本特开2003-293019号公报专利文献2 日本特开2003-293020号公报
专利文献3 日本特开2009-52141号公报专利文献4 日本特开2003-U9142号公报
发明内容
因此，本发明其目的在于，提供一种使用含有碱金属元素的炼铁粉尘(以下称为 “含碱炼铁粉尘”。)，通过回转炉床炉等的移动炉床炉制造还原铁时，制造碱金属元素被充分除去的、高强度的还原铁的装置和方法。本发明者们为了解决上述课题，首先，为了阐明包含含有碱合金炼铁粉尘的含碳球团的还原特性，实施了以下的实验室试验。(含有含碱炼铁粉尘的含碳球团的还原试验)将电炉粉尘等含碱炼铁粉尘中含有碳成分的高炉粉尘等数种炼铁粉尘加以混合的调配原料，用双辊型压块机成形为体积6 7cm3的枕形的含碳团块，以干燥机对其进行干燥，直至含有水分达到1质量％以下。干燥后的团块(以下称为“干燥团块”。)的化学性状显示在表1中。还有，表中的“T. C”表示碳的总量，“T. Fe”表示铁的总量，“M. !^e”表示金属铁的量，"T. Fe”中含有i^203、Fe0和“Μ. !V’。另外，Na,K>Pb在原子的状态下不存在， 而是作为氧化物等存在。[表1](单位质量％)
权利要求
1.一种还原铁制造装置，其特征在于，是用移动炉床炉加热还原至少包含含有碱金属元素的炼铁粉尘的含碳球团而制造还原铁的装置，其中，所述移动炉床炉具有还原区段，加热还原所述含碳球团，形成铁的金属化率为80%以上的还原球团；碱金属除去区段，设于所述还原区段的后段，在还原性气氛下加热所述还原球团，从该还原球团中除去碱金属元素而形成碱金属除去还原球团；强度显现区段，设于所述碱金属除去区段的后段，在氧化性气氛下加热所述碱金属除去还原球团，使该碱金属除去还原球团的压溃强度上升而成为制品还原铁。
2.根据权利要求1所述的还原铁制造装置，其中，所述碱金属除去区段的还原性气氛以气体氧化度OD计低于1. 0，所述强度显现区段的氧化性气氛以气体氧化度OD计在1. 0以上，在此，OD = (C02+H20+202) / (C02+H20+02+C0+H2)其中，C02、H20、02、C0 _2的单位为容量％。
3.根据权利要求1或2所述的还原铁制造装置，其中，所述还原区段、所述碱金属除去区段和所述强度显现区段的各长度的比例为1 W. 1 0.5] W. 1 0.5]。
4.一种还原铁的制造方法，其特征在于，使用权利要求1 3中任一项所述的还原铁制造装置，从至少包含含有碱金属元素的炼铁粉尘的含碳球团制造制品还原铁。
5.根据权利要求4所述的还原铁的制造方法，其中，作为所述含碳球团使用如下的含碳球团在该含碳球团中，Si02、Al203、Ca0和MgO的合计含量为7 15质量％，MgO含量为 0. 1 6质量％，A1203/Si02的质量比为0. 34 0. 52，Ca0/Si02的质量比为0. 25 2. 0，并且，该含碳球团中的C含量调整为，在还原该含碳球团所得到的所述制品还原铁中，使C残留有1 9质量％。
6.根据权利要求4或5所述的还原铁的制造方法，其中，所述含碳球团的气孔率为 37. 5%以下。
7.根据权利要求4 6中任一项所述的还原铁的制造方法，其中，基于激光衍射散射式粒度分布测量法测量的所述含碳球团中所含的碳材的平均粒径d50为30 μ m以下。
全文摘要
通过移动炉床炉，使用含有碱金属元素的炼铁粉尘制造还原铁时，为了制造碱金属元素被充分除去的、高强度的还原铁，本发明的移动炉床炉，具有如下区段还原区段，其加热还原含碳团块C，成为铁的金属化率为80％以上的还原团块D；碱金属除去区段，其设于所述还原区段的后段，在还原性气氛下加热所述还原球团，从该还原球团除去碱金属元素而成为碱金属除去还原球团；强度显现区段，其设于所述碱金属除去区段的后段，在所述氧化性气氛下加热碱金属除去还原球团，使该碱金属除去还原球团的压溃强度上升而成为制品还原铁。
文档编号C22B1/16GK102471813SQ201080030982
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者三泽亮太, 吉田昌平, 杉山健, 藤田恭一郎 申请人:株式会社神户制钢所