粒状铁的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及如下方法:将例如含有铁矿石等氧化铁及含碳的还原剂（W下有时称 为"碳质还原剂"）的块状物加热，从而使该块状物中的氧化铁还原并烙融而制造粒状铁。
【背景技术】
[0002] 作为将含有氧化铁及碳质还原剂的块状物加热而制造粒状铁的方法，已知例如专 利文献1的技术。该文献中，作为从含有金属轴承化合物的炭制造固体金属制品的方法，记 载了如下方法:将含有金属轴承化合物的成形体的表面用处理物质包覆，将其向炉床上供 给并进行加热，使包覆层含有碳质物质。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:美国专利第6214087号说明书
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 装入到移动式加热炉的炉床上的块状物，因炉中设置的加热燃烧器所产生的气体 传热或福射热而被加热，该块状物所包含的氧化铁被碳质还原剂还原，生成粒状铁。但是， 在使用加热燃烧器作为加热单元时，在炉内会产生气氛气体的气流。由于该气氛气体含有 如二氧化碳、水蒸汽等的氧化性气体，因此会产生如下情况:将块状物加热还原而获得的还 原铁或者将该还原铁烙融并凝集而获得的粒状铁在该氧化性气体作用下再次氧化。若还原 铁或粒状铁再次氧化，则引起在生成还原铁时副产的炉渣中的化0量的增加，因此炉渣中的 硫量(S)相对于粒状铁中的硫量[引的比值下有时称为硫分配比，有时记载为(S)/[S]。） 降低。若粒状铁中的硫量增大，则粒状铁的质量会劣化。此外，炉渣中的化0会与所生成的半 烙融铁及烙融铁所包含的碳[C]反应而将其脱碳，因此引起粒状铁中的碳量减少。此外，伴 随着脱碳反应，炉渣会内包大量的微细的C0气体气泡并极度膨胀，结果产生剧烈的炉渣起 泡，彻底覆盖处于凝集过程中的半烙融状态及烙融状态的粒状铁。因此还产生如下问题:隔 绝了从加热炉的上方供给的热量，反应时间大幅延长，生产率降低。此外，若产生炉渣起泡， 则还引起如下问题:粒状铁的形状变为异常形状，或者粒状铁和一部分炉渣变为分离不充 分的状态而使粒状铁的质量降低。
[000引本发明着眼于上述运样的情况而作出，其目的在于，提供一种粒状铁的制造方法， 能够防止将块状物加热还原而获得的还原铁或者将该还原铁烙融并凝集而获得的粒状铁 在移动式加热炉内再次氧化，且能够提高粒状铁的质量。
[0009] 用于解决问题的方案
[0010] 用于解决上述问题而作出的本发明所设及的粒状铁的制造方法，其要点在于，将 含有氧化铁及碳质还原剂的块状物装入移动式加热炉的炉床上并加热，使该块状物中的氧 化铁还原并烙融后，将获得的粒状铁排出炉外并回收，其中，所述块状物在表面具有含有有 流动性的炭材的包覆层。
[0011] 作为所述炭材，可采用选自由渐青炭、次烟煤及褐煤构成的组中的至少1种。所述 包覆层的平均厚度优选超过0.30mm。
[0012] 所述块状物可W通过如下方法获得：用第1造粒机将含有氧化铁及碳质还原剂的 混合物块状化而形成核部后，用第2造粒机在获得的核部的表面形成含有有流动性的炭材 的包覆层。
[0013] 优选:在加热所述块状物期间，所述包覆层的顶部不低于所述粒状铁的顶部。
[0014] 优选:所述包覆层在加热所述块状物的期间形成为壳状焦炭。优选:将所述块状物 W在所述炉床上成为1层的方式装入。优选:在将所述块状物装入所述炉床上之前，在该炉 床上铺设碳质还原剂。
[0015] 所述粒状铁的C量优选为2.5质量％ ^上。所述粒状铁的S量优选为0.120质量％ W 下。
[0016] 发明的效果
[0017] 根据本发明在将块状物所包含的氧化铁加热、还原并烙融而制造粒状铁时，因为 采用了在含有氧化铁及碳质还原剂的核部的表面具有含有有流动性的炭材的包覆层的块 状物，所W该包覆层在加热该块状物的期间膨胀变形，进行所谓的焦炭化，形成花瓣状的壳 状焦炭。该壳状焦炭能防止气氛气体使核部氧化，起到保护核部的防风壁的作用。其结果， 能抑制将该块状物加热还原而获得的还原铁或将该还原铁烙融并凝集而获得的粒状铁的 再次氧化，从而抑制伴随粒状铁的生成而产生的炉渣中的FeO量的增加。因此，能降低粒状 铁所包含的硫量，且能提高粒状铁的质量。并且，因为炉渣中的化0量不增加，所W能抑制所 生成的半烙融铁及烙融铁所包含的碳[C]的脱碳，不仅能提高粒状铁的碳量，还能防止剧烈 的炉渣起泡，因此，能防止产生异形的粒状铁，能提高粒状铁与炉渣的分离，从而能提高粒 状铁的质量。
【附图说明】
[0018] 图1是表示将装入加热炉的炉床上的块状物加热时的情况的示意图。
[0019] 图2是更详细地表示图1中的阶段(4)的示意图。
[0020] 图3的（1)~(3)是拍摄在加热炉内实际加热块状物时的块状物而得的附图代用照 片。
[0021] 图4的（1)为用光学显微镜拍摄在固体还原的后期回收的还原铁的剖面而得的附 图代用照片，图4的（2)为对于图4的（1)进行图像处理后的附图代用照片。
[0022] 图5的（1)为用光学显微镜拍摄在即将烙融并凝集前回收的还原铁的剖面而得的 附图代用照片，图5的（2)为对于图5的（1)进行图像处理后的附图代用照片。
[0023] 图6的（1)为拍摄如下状态而得的附图代用照片，即：将属于现有技术的不具有包 覆层的块状物加热时，处于烙融并凝集完成后的粒状铁被剧烈起泡的炉渣覆盖的状态，图6 的（2)为拍摄所回收的粒状铁而得的附图代用照片，图6的（3)为拍摄所回收的炉渣而得的 附图代用照片。
[0024] 图7的（1)为对于获得的在核部的表面形成含有有流动性的炭材的包覆层的块状 物，拍摄烙融并凝集完成后的情况而得的附图代用照片，图7的（2)为拍摄所回收的粒状铁 而得的附图代用照片，图7的(3)为拍摄所回收的炉渣而得的附图代用照片。
[0025] 图8的（1)~(4)为表示在改变包覆层的厚度时在加热块状物期间所形成的花瓣状 的壳状焦炭的剖面的示意图。
[0026] 图9的（1)为对于表5所示的No.4刚刚加热还原处理后进行拍摄而得的附图代用照 片，图9的（2)为对于表5所示的No.5刚刚加热还原处理后进行拍摄而得的附图代用照片，图 9的（3)为对于表5所示的No.6刚刚加热还原处理后进行拍摄而得的附图代用照片。
【具体实施方式】
[0027] 本发明人为了防止将块状物所包含的氧化铁加热、还原并烙融而获得的粒状铁的 再次氧化，且为了提高粒状铁的质量，反复进行了深入研究。尤其为了降低粒状铁所包含的 硫量、使粒状铁所包含的碳量增加、防止异常形状的粒状铁的产生、W及提高粒状铁和炉渣 的分离性，进行了反复研究。其结果，发现若使用如下块状物则能够极好地解决上述问题， 从而完成了本发明，所述块状物为:在含有氧化铁及碳质还原剂的核部的表面，具有包含有 流动性的炭材的包覆层。
[0028] 首先，使用附图对在本发明的粒状铁的制造方法中能够防止粒状铁的再次氧化、 W及能够提高粒状铁的质量的机理进行说明。图1是表示将装入加热炉的炉床上的块状物 加热时的情况的示意图。图2是更详细地表示图1中的阶段(4)的示意图。图3的（1)是拍摄刚 刚将块状物装入加热炉内后包覆层膨胀并成为焦炭化的状态而得的附图代用照片，图3的 (2)及图3的（3)是对于将在核部的表面具有包覆层的块状物加热、烙融并凝集而成的产物 拍摄花瓣状的壳状焦炭W及其内部的粒状铁及炉渣粒而得的附图代用照片。
[0029] 本发明的制造方法如下:将在含有氧化铁及碳质还原剂的核部的表面具有含有有 流动性的炭材的包覆层的块状物，装入移动式加热炉的炉床上并加热。装入加热炉的块状 物的示意图如图1的（1)所示。在图1的（1)中，1表示核部，2表示包覆层，3表示块状物。
[0030] 核部1含有氧化铁及碳质还原剂，进而根据需要还可W含有助烙剂和粘结剂。核部 1的成分组成与现有技术相同，容后详述。
[0031] 包覆层2含有有流动性的炭材，进而根据需要还可W含有粘结剂。关