還原鐵的製造方法

2023-07-22 02:05:31 1

專利名稱：還原鐵的製造方法
技術領域：
本發明涉及使用移動型爐床進行含鐵物的還原的方法，特別涉及由含有高濃度 的鋅的鐵礦石製造還原鐵的方法。
背景技術：
粗鋼生產方法大致分為由鐵礦石生產生鐵再製成鋼的高爐-轉爐法，和將廢 鐵熔解再進行精煉的電爐法。由於中國等新興國家的興起，全世界的粗鋼生產量急劇增 加。特別是高爐-轉爐法所使用的鐵礦石的需求緊迫，價格高漲，而且難以獲得優質的 鐵礦石。而且，除上述方法外，還已知使用移動型爐床爐的還原鐵的製造方法。移動型 爐床爐法是製造以還原鐵為代表的還原金屬的工藝中的一個步驟。在移動型爐床爐法 中，將鐵礦石和固體還原材料等裝載到沿水平方向移動的爐床上，並通過從上方輻射導 熱進行加熱而將鐵礦石還原，在爐床上使該還原產物熔融，將熔渣和金屬分離來製造還 原鐵(例如，參照日本特開平11-335712號公報、日本特開平11-172312號公報)。另一方面，與鐵礦石相同，全世界鋅的需求激增，存在價格高漲的問題。精煉 鋅有各種各樣的方法，但通常採用將硫化礦氧化焙燒製作氧化鋅，再以溼式或乾式的方 式進行冶煉，從而得到鋅金屬的方法。對於這種鋅而言，也存在硫化礦、氧化鋅等鋅原 料不足的問題。在存在鐵原料、鋅原料等資源不足的問題的情況下，本發明人將目光投向鐵礦 石中含鋅量高於通常的高鋅含量鐵礦石。希望在高爐_轉爐法中使用這種高鋅含量鐵礦 石作為原料，但這種鋅含量高的原料基本無法利用。其主要原因為，礦石中含有的鋅以 爐壁附著物的形式殘存在高爐內。礦石中的鋅組分經由燒結過程而被帶入高爐。被帶入 高爐的鋅在爐內被還原並蒸汽化，在溫度低且氧化電位高的部分氧化凝集。特別容易在 高爐爐身內壁等上凝集，使周圍的焦炭或礦石粘結，從而使填充物固定。這種固定部分 被稱為「沉積物(Τ"7 )」，爐內填充物質的落下變得不穩定，引發「懸料」、
「崩料」等問題。如上所述，鋅是成為高爐操作中的問題的主要原因的成分，但又是有價值的金 屬。鋅是例如作為電池原料、以及作為使鋼板表面的耐腐蝕性提高的鍍敷材料等不可 或缺的金屬。如前所述，通常採用將硫化礦氧化焙燒製作氧化鋅，再以溼式或乾式的方 式進行冶煉，從而得到鋅金屬的方法，但近年來，提出了冶煉煉鐵爐灰等，得到粗氧化 鋅，再製成鋅冶煉原料的方法。例如，對於鋅濃度大於10質量％的粗氧化鋅而言，通過進行沃爾茲法等處理， 能夠製成高濃度的粗氧化鋅，從而能夠作為鋅冶煉原料使用。而且，對於鋅濃度超過50 質量％的粗氧化鋅而言，不能作為例如ISP法等鋅精煉中使用的粗氧化鋅直接使用。根據如上回收的鋅濃度，粗氧化鋅的使用用途大不相同，當然，鋅濃度越高越 具有經濟價值，但仍沒有提出同時進行還原鐵和高濃度粗氧化鋅的生產的還原鐵的製造方法。

發明內容
本發明的目的在於，提供能夠有效利用高鋅含量鐵礦石的還原鐵的製造方法。為了實現上述目的，本發明提供具有以下觀點的還原鐵的製造方法。[1]. 一種還原鐵的製造方法，具有準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)和含碳固體還原材 料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的 鐵；混合原料裝載工序，將所述混合原料裝載到移動型爐床爐的爐床上；以及還原工序，從爐床上部進行熱供給而將移動型爐床上裝載的混合原料還原，得 到還原產物。[2].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有 0.01 0.5質量％的鋅和50 70質量％的鐵。[3],如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述高鋅含量鐵礦石(A)相對於鐵 礦石(X)，具有10 100質量％的混合比例。[4].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述混合原料裝載工序，將結塊後 的混合原料裝載到移動型爐床上。[5].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述還原工序，在1200°C以上的加 熱溫度下將混合原料還原。[6].如[5]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述加熱溫度為1250°C以上且低於 1400 "C。[7].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述還原工序，從爐床上部進行熱 供給而將移動型爐床上裝載的混合原料還原，使所述混合原料不熔融或僅部分熔融，得 到還原鐵。[8].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有回收工序，從所述移動型爐床爐所產生的爐灰中回收粗氧化鋅；所述原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、含鋅 爐灰和含碳固體還原材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以上的 鋅和50質量％以上的鐵。[9].如[8]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述混合原料具有0.45質量％以上 的平均鋅濃度。[10].如[9]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述平均鋅濃度為0.45 0.60質量％。[11].如[8]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述含鋅爐灰是選自由高爐產生的 爐灰、轉爐產生的爐灰和電爐產生的爐灰組成的組的至少一種爐灰。[12].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有回收工序，回收移動型爐床爐所產生的爐灰，得到回收爐灰；所述原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、所述回收爐灰和含碳固體還原材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以 上的鋅和50質量％以上的鐵。[13].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有將移動型爐床爐所產生的爐灰回收的工序；將回收的爐灰裝載到所述移動型爐床上的工序；以及從所述爐床上部進行熱供給，由所述移動型爐床爐所產生的爐灰得到粗氧化鋅 的工序。[14].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有熔融工序，使所述還原產物熔融。[15].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有熔融工序，使所述還原產物熔融；所述混合原料包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、含碳固體還原材料 和造渣材料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的鐵。[16].如[14]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述熔融工序，在1400°C以上的 加熱溫度下使所述還原產物熔融。[17].如[16]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述加熱溫度為1450°C以上且 1500°C 以下。[18].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有熔融工序，使所述還原產物熔融；以及回收工序，從所述移動型爐床 爐所產生的爐灰中回收粗氧化鋅，準備所述原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、 含鋅爐灰、含碳固體還原材料和造渣材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有 0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的鐵。[19].如[18]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述混合原料具有0.45質量％以 上的平均鋅濃度。[20].如[19]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述平均鋅濃度為0.45 0.60質量％。[21].如[18]所述的還原鐵的製造方法，其中，所述含鋅爐灰是選自由高爐產生 的爐灰、轉爐產生的爐灰和電爐產生的爐灰組成的組的至少一種爐灰。[22].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有熔融工序，使所述還原產 物熔融；以及回收工序，回收移動型爐床爐所產生的爐灰，得到回收爐灰，準備所述原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、 所述回收爐灰、含碳固體還原材料和造渣材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含 有0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的鐵。[23].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有熔融工序，使所述還原產物熔融；回收工序，回收移動型爐床爐所產生的爐灰；裝載工序，將所回收的爐灰裝載到所述移動型爐床上；以及從所述爐床上部進行熱供給，由所述移動型爐床爐所產生的爐灰得到粗氧化鋅的工序。[24].如[1]所述的還原鐵的製造方法，其中，在所述混合原料裝載工序之前還具 有將碳材料裝載到移動型爐床上的碳材料裝載工序，用於在移動型爐床上裝載了碳材料 的基礎上層壓混合原料。


圖1是表示實施方式1所使用的轉底爐的一個實施方式的概略圖。圖2是表示實施方式1所使用的設備流程的一個實施方式的概略圖。圖3是表示實施方式1所使用的設備流程的一個實施方式的概略圖(回收爐灰利 用)。圖4是表示實施方式1所使用的設備流程的一個實施方式的概略圖(回收爐灰利 用)。圖5是表示實施例1中的、鋅濃度相對於混合原料的高鋅含量鐵礦石的混合比變 化的曲線圖。圖6是表示實施方式2所使用的轉底爐的一個實施方式的概略圖。圖7是表示實施方式2所使用的設備流程的一個實施方式的概略圖。圖8是表示實施方式2所使用的設備流程的一個實施方式的概略圖(回收爐灰利 用)。圖9是表示實施方式2所使用的設備流程的一個實施方式的概略圖(回收爐灰利 用)。圖10是表示實施例2中的、鋅濃度相對於混合原料的高鋅含量鐵礦石的混合比 變化的曲線圖。標記的說明1轉底爐、2爐身、2a預熱帶、2b還原帶、2c熔融帶、2d冷卻帶、3旋轉爐床、 4混合原料、5燃燒爐、6裝填裝置、7排出裝置、8冷卻裝置、11礦石料鬥、12煤料鬥、 13造渣材料料鬥、14混合機、15轉底爐、16還原鐵排出口、17排氣管用袋式過濾器、 18粉體搬運用車、19吸引風扇、20煙囪、21回收爐灰搬運傳送帶、21a第1回收爐灰搬 運傳送帶、21b第2回收爐灰搬運傳送帶、22第1回收爐灰儲存料鬥、23爐灰場
具體實施例方式實施方式1 實施方式1的還原鐵的製造方法具有混合原料的準備工序、混合原料裝載工 序、還原工序和熔融工序。上述混合原料的準備工序，準備混合了含有高鋅含量鐵礦石的鐵礦石、含碳固 體還原材料和造渣材料的混合原料，上述高鋅含量鐵礦石含有0.01質量％以上的鋅和50 質量％以上的鐵。上述混合原料裝載工序，將上述混合原料裝載到移動型爐床上。上述 還原工序，從爐床上部進行熱供給而將移動型爐床上裝載的混合原料還原。上述熔融工 序使還原產物熔融。本發明人考慮使用高鋅含量鐵礦石，並為了有效利用所含有的鐵組分和鋅組分而使用移動型爐床爐。使用了移動型爐床爐的粒鐵的製造方法，是製造還原鐵的工藝的 一種，將鐵礦石和固體還原材料等裝載到沿水平方向移動的爐床上，並通過從上方輻射 導熱進行加熱，將鐵礦石還原，從而在爐床上使該還原產物熔融，將熔渣和金屬分離而 製造作為還原鐵的粒鐵。該移動型爐床爐是在加熱爐的爐床水平移動的過程中實施加熱的爐。水平移動 的爐床，以具有如圖1所示的旋轉移動方式的爐床為代表。具有旋轉移動方式的移動型 爐床爐被特別稱為轉底爐。在實施方式1中，使用這種移動型爐床爐、特別是轉底爐， 對高鋅含量鐵礦石進行還原/熔融處理，製造作為還原鐵的粒鐵。以下，在使用轉底爐 作為移動型爐床爐的情況下對實施方式1進行說明。另外，實施方式1所使用的高鋅含量鐵礦石，是指鋅含量高於作為普通的高爐 原料使用的鐵礦石，即通常含有0.01質量％以上的鋅、50質量％以上的鐵的鐵礦石。實 施方式1所使用的高鋅含量鐵礦石的鋅含量和鐵含量的上限沒有限制，而由鐵礦石自身 決定，對於鋅而言例如約為0.5質量％以下，對於鐵而言例如約為70質量％以下。而 且，高鋅含量鐵礦石的Na2CK K2O等鹼性成分的含量，以氧化物換算通常為0.08質量％ 以上。鹼性成分的含量優選為1質量％以下，這對預防轉底爐排氣系統的堵塞是有效 的。實施方式1是使用這種高鋅含量鐵礦石製造粒鐵的技術，但在通過轉底爐還原 高鋅含量鐵礦石時，也可以混合普通的鐵礦石使用。即使在與普通的鐵礦石混合使用的 情況下，也能夠在混合礦石總量的約10質量％以上的高鋅含量鐵礦石的情況下，適當地 得到實施方式1的效果。使用圖1對實施方式1所使用的轉底爐的一個實施方式進行說明。轉底爐1如 圖1所示，利用劃分為預熱帶2a、還原帶2b、熔融帶2c及冷卻帶2d的爐身2覆蓋旋轉移 動的爐床3。在該旋轉爐床3上裝載例如包括高鋅含量鐵礦石和固體還原材料的原料4。 作為該原料4，使用混合了高鋅含量鐵礦石、含碳固體還原材料和造渣材料的混合原料。 混合原料能夠如下所述地結塊。覆蓋旋轉爐床3的爐身2被耐火材料覆蓋。而且，為了 保護爐床耐火材料，有時將碳材料裝載到爐床3上，並在該碳材料上層壓原料4。而且， 在爐身2的上部設置燃燒爐5，以該燃燒爐5中的燃料燃燒熱作為熱源，將旋轉爐床3上 的混合原料4中的鐵礦石還原。另外，在圖1中，6是向旋轉爐床3上裝填原料的裝填裝 置，7是將還原物排出的排出裝置，8是冷卻裝置。而且，將爐身2內的氣氛氣溫度設為 約1300°C，但通常在熔融帶處將溫度控制為1450°C左右的高溫。高鋅含量鐵礦石根據其產地的不同而含有不同量的脈石成分。而且，作為含碳 固體還原材料的代表例的煤、煤焦、焦炭中含有灰分。因此，在僅進行還原操作的移動 爐床爐法中，與高爐_轉爐法不同，脈石不可避免地混入成品還原鐵中，而且來自還原 材料的灰分還有可能附著在成品上而混入。在轉底爐的爐床上使原料還原/熔融時，能 夠快速地分離由還原生成的金屬和作為殘渣的熔渣，因而能夠得到高密度的成品粒鐵。由實施方式1得到的粒鐵，如上地還原、熔融，從而將熔渣成分分離，在由轉 底爐排出的、進行壓縮等之前的狀態下，能夠使表觀密度為5000kg/m3以上。另外，在 通常的情況下，成品粒鐵經過篩分工序，粒徑達到3mm以上且IOOmm以下。使用轉底爐，對高鋅含量鐵礦石進行還原處理時，將含碳固體還原材料和造渣材料混合併裝載到旋轉移動的爐床上。含碳固體還原材料為煤、焦炭、石墨等，造渣材 料為石灰粉、白雲石、蛇紋石等含有CaO、Na2O等鹼性成分的材料。高鋅含量鐵礦石為塊狀礦石時，可以粉碎後形成例如粒徑為IOmm以下的礦石 粉，然後與含碳固體還原材料等混合後裝載到旋轉爐床上進行還原。對於高鋅含量鐵礦石為微粉礦石的情況(粒徑為3mm以下)而言，可以與含 碳固體還原材料、造渣材料一同結塊，作為內裝碳材料的球團礦使用。結塊後的原料在 加熱時飛散少，能夠使爐灰的鋅濃度提高。還可以同樣地進行壓縮成型，製成型煤後使 用。而且，可以在造粒時，混合膨潤土等無機粘合劑、糖蜜、玉米澱粉等有機粘合劑， 從而進一步提高強度。這些球團礦或型煤也可以在使水分蒸發後使用。另一方面，直接 使用粉狀的高鋅含量鐵礦石也是有效的。由於直接使用粉狀原料，因此不需要用於制塊 的設備、電力、粘合劑等的費用，能夠有助於提高經濟性。通過轉底爐將高鋅含量鐵礦石還原/熔融時的加熱溫度優選為1400°C以上。更 優選為1450°C以上。通過使轉底爐內的最高溫度為1450°C以上，爐內及在爐內還原/熔 融的原料達到高溫。特別是通過使熔融的原料為1450°C，能夠確保充分的流動性，容易 除去金屬鐵中的脈石成分，從而能夠製造良好性狀的粒鐵。將碳材料裝載到爐床上，並在該碳材料上層壓含有高鋅含量鐵礦石的混合原 料，由此能夠防止熔融後的金屬和熔渣侵蝕爐床的耐火材料。由於耐火材料侵蝕時鐵組 分進入耐火材料，因此通過防止爐床的耐火材料的侵蝕能夠減少鐵組分的損耗，有助於 提高粒鐵的生產率。將轉底爐產生的排氣中含有的爐灰回收。該爐灰與高鋅鐵礦石相比，使鋅富 集，因此能夠作為粗氧化鋅的原料使用。圖2表示進行這種爐灰回收的轉底爐的一般設 備流程的概略圖。在圖2中，通過混合機14(根據需要使用造粒機等)混合由礦石料鬥11、煤料鬥 12、造渣材料料鬥13排出的鐵礦石、煤、造渣材料而製成混合原料，再通過轉底爐15加 熱，將其還原/熔融而製成還原鐵，並由還原鐵排出口 16排出。通過吸引風扇19吸引由 轉底爐15產生的排氣並由煙囪20排出，此時，通過排氣管用袋式除塵器17進行爐灰回 收。使用粉體搬運用車18等將回收的爐灰運走。在混合原料中混合礦石總量的約10質 量％以上的高鋅含量鐵礦石的情況下，能夠使回收的爐灰中的鋅濃度為1質量％以上。再次通過轉底爐從爐床上部進行熱供給，對如上從轉底爐所產生的排氣中回收 的爐灰(以下，記為「第1回收爐灰」)進行處理，回收由轉底爐產生的爐灰，由此能夠 得到粗氧化鋅。回收再次通過轉底爐對該第1回收爐灰進行處理時產生的爐灰，這在以 下被記為「第2回收爐灰」。在通過轉底爐處理第1回收爐灰時，只處理第1回收爐灰 即可，但從促進還原反應的觀點出發，也可以在第1回收爐灰中混合少量(相對於第1回 收爐灰為2質量％以下)的含碳固體還原材料、造渣材料。通過如上利用轉底爐再次冶 煉爐灰，能夠如下所述地將第1回收爐灰中的鋅濃縮。第1回收爐灰中的鋅濃度為預定 量以上時，可以在第1回收爐灰中混合含碳固體還原材料、造渣材料和鐵礦石，從而增 加粒鐵的製造量。在第1回收爐灰中混合鐵礦石並進行處理時，若第2回收爐灰中的目 標鋅濃度相同，則如果使用高鋅含量鐵礦石就可以使鐵礦石混合量增加，因此能夠將爐 灰中的鋅濃縮，並製造更大量的粒鐵，因而優選。
爐灰中的鋅的濃縮可以如下實施例如如圖3所示，使用粉體搬運用車18等搬 運爐灰場23的第1回收爐灰，利用轉底爐15進行加熱，吸引產生的排氣，通過排氣管用 袋式過濾器17進行爐灰回收。或者，也可以如圖4所示，通過與混合原料的料鬥11 13並列地設置第1回收爐灰儲存料鬥22來實施。該設備相對於圖2所示的設備，追加 了回收爐灰搬運傳送帶21和第1回收爐灰儲存料鬥22。回收爐灰搬運傳送帶21分支為 21a和21b，可以通過第1回收爐灰搬運傳送帶21a向第1回收爐灰儲存料鬥22搬運第1 回收爐灰，利用轉底爐15加熱而進行再利用，並通過第2回收爐灰搬運傳送帶21b將第2 回收爐灰作為製品選出。被選出的第2回收爐灰是微粉，因此使用例如粉體搬運用車等 進行搬運。在爐灰中混合鐵礦石時，將第1回收爐灰儲存到第1回收爐灰儲存料鬥22中， 並通過與少量的含碳固體還原材料、造渣材料和鐵礦石混合而作為轉底爐的原料使用， 在通過轉底爐15進行加熱而將其還原/熔融時作為第2回收爐灰進行回收。如前所述，含有粗氧化鋅的第2回收爐灰的使用用途根據鋅濃度而不同，由 於通過上述方法生產的第2回收爐灰的鋅濃度超過10質量％，因此能夠通過沃爾茲法 (Waelzmethod)等中間處理製成高濃度的粗氧化鋅，從而能夠作為鋅冶煉原料使用。回收第1回收爐灰時的混合原料中，即使在全部礦石都不是高鋅含量礦石的情 況下，只要礦石中的平均鋅濃度為0.005質量％以上，就能夠使通過轉底爐處理而得到的 第2回收爐灰的鋅濃度為50質量％以上。如果所得的回收爐灰的鋅濃度為50質量％以 上，則不需要中間處理，就能夠作為鋅冶煉中使用的粗氧化鋅直接使用，因而優選。如上通過轉底爐再次對回收爐灰(第1回收爐灰)進行處理，由此，回收爐灰 (第2回收爐灰)中的鋅濃度提高，經濟性也提高。在此基礎上，具有如下優點不需 要建設用於爐灰處理的其它設備(中間處理設備)的成本，而且，不需要將產生的爐灰運 送至中間處理設備的成本。在上述內容中，將由轉底爐產生的排氣中含有的爐灰回收並進行使用，也可以 在通過轉底爐還原高鋅含量鐵礦石時，混合回收爐灰以外的含鋅爐灰進行使用。通過混 合鋅濃度高於高鋅含量鐵礦石的爐灰，能夠如上所述地在從轉底爐所產生的排氣回收到 的爐灰中，得到具有高濃度的粗氧化鋅的爐灰。如前所述，含有粗氧化鋅的回收爐灰的使用用途根據鋅濃度而不同，無論是本 廠產生、外部產生，使用含鋅爐灰生產的回收爐灰的鋅濃度均能夠超過10質量％，因此 能夠通過沃爾茲法等中間處理製成高濃度的粗氧化鋅，進而能夠作為鋅冶煉原料使用。與高鋅含量鐵礦石混合使用的含鋅爐灰沒有特別限制，能夠使用例如由高爐產 生的爐灰、由轉爐產生的爐灰和由電爐產生的爐灰等鋼鐵業的爐灰等。如果混合原料中的平均鋅濃度為0.45質量％以上，則能夠使通過轉底爐處理得 到的回收爐灰的鋅濃度為50質量％以上。如果所得的回收爐灰的鋅濃度為50質量％以 上，則不需要中間處理，能夠作為鋅冶煉中使用的粗氧化鋅直接使用，因而優選。如上所述，在通過轉底爐還原高鋅含量鐵礦石時，混合含鋅爐灰進行使用，由 此，回收爐灰中的鋅濃度提高，經濟性也提高。以下，對本發明的一個實施方式進行詳細說明。將含有高鋅含量鐵礦石、含碳固體還原材料、造渣材料的混合原料裝載到轉底爐的爐床上，在使爐床旋轉而使爐內移動的同時進行升溫加熱，向爐內吹入空氣或添加 了氧氣的空氣，使由還原反應產生的CO或H2 二次燃燒。產生的排氣冷卻後，回收排氣中含有的爐灰。另一方面，使爐床上殘存的混合 原料完全熔融而成為液體，然後冷卻、固化，得到生鐵熔渣分離後的粒鐵。通過在移動 的爐床上進行加熱，a)礦石中的氧化鐵與含碳固體還原材料中的碳反應，能夠得到金屬鐵；b)鐵組分由於滲碳反應，脈石組分(Si02、A1203、MgO等)與石灰粉、白雲 石、蛇紋石等CaO、Na2O等鹼性成分混合，熔點降低而熔融；c)通過一定時間的熔融狀態，能夠得到熔融金屬鐵部分(金屬)和熔融脈石組分 (熔渣)分離的效果，從而能夠製造作為可以與生鐵同樣地使用的還原鐵的粒鐵。另一方面，礦石中的鋅組分以氧化鋅的形式存在，通過含碳固體還原材料還原 揮發而被排氣輸送，在冷卻的同時氧化凝集，從排氣中分離，以爐灰的形式回收。該爐 灰的鋅富集，直接或通過進行再精製工序而成為鋅冶煉的原料。由於轉底爐是不具有填充層的爐，因此沒有產生高爐中所發現的、由原料所含 的鋅組分附著在爐壁上引起的焦炭或礦石的粘結、填充物的固定等現象，不會成為操作 的障礙。轉底爐加熱時鋅成分揮發而被排氣輸送，與此同時爐床上裝載的部分混合原料 飛散，混合到回收爐灰中。因此，回收爐灰中的鋅濃度是由揮發的鋅組分的量和飛散的 混合原料的量決定的，混合原料中的鋅濃度越高，回收的爐灰的鋅濃度越高。根據本發 明人的研究，確認了通常在操作中混合原料的飛散量大致一定，為混合原料投入量的約 0.5質量％。此外，爐灰中的鋅濃度越高，作為鋅原料的價值越高。因此，通過實施本 發明，能夠回收鋅濃度高的爐灰，更有效地利用高鋅含量鐵礦石。而且，通過轉底爐上裝載的混合原料全部或部分使用回收的爐灰，能夠進一步 將上述鋅濃度高的爐灰中的鋅濃縮並回收。實施例1為了確認本發明的有效性，在與圖1所示設備相同的轉底爐中，使用高鋅含量 鐵礦石及鋅含量低的普通礦石進行粒鐵的製造試驗。而且，回收轉底爐所產生的爐灰， 進行鋅濃度的測定。將轉底爐的規格示於表1。另外，在表2中T-Fe是指總Fe含量。表權利要求
1.一種還原鐵的製造方法，具有準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)和含碳固體還原材料的 混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的鐵；混合原料裝載工序，將所述混合原料裝載到移動型爐床爐的爐床上；以及還原工序，從爐床上部進行熱供給而將移動型爐床上裝載的混合原料還原，得到還 原產物。
2.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有 0.01 0.5質量％的鋅和50 70質量％的鐵。
3.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，所述高鋅含量鐵礦石(A)相對於鐵 礦石(X)，具有10 100質量％的混合比例。
4.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，所述混合原料裝載工序，將結塊後 的混合原料裝載到移動型爐床上。
5.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，所述還原工序，在1200°C以上的 加熱溫度下將混合原料還原。
6.如權利要求5所述的還原鐵的製造方法，其中，所述加熱溫度為1250°C以上且低 於 1400 "C。
7.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，所述還原工序，從爐床上部進行熱 供給而將移動型爐床上裝載的混合原料還原，使所述混合原料不熔融或僅部分熔融，得 到還原鐵。
8.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有回收工序，從所述移動型爐床爐所產生的爐灰中回收粗氧化鋅；所述準備原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、含鋅 爐灰和含碳固體還原材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以上的 鋅和50質量％以上的鐵。
9.如權利要求8所述的還原鐵的製造方法，其中，所述混合原料具有0.45質量％以上 的平均鋅濃度。
10.如權利要求9所述的還原鐵的製造方法，其中，所述平均鋅濃度為0.45 0.60質量％。
11.如權利要求8所述的還原鐵的製造方法，其中，所述含鋅爐灰是選自由高爐產生 的爐灰、轉爐產生的爐灰和電爐產生的爐灰組成的組的至少一種爐灰。
12.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有回收工序，回收移動型爐床爐所產生的爐灰，得到回收爐灰；所述準備原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、所述 回收爐灰和含碳固體還原材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以 上的鋅和50質量％以上的鐵。
13.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有將移動型爐床爐所產生的爐灰回收的工序；將回收的爐灰裝載到所述移動型爐床上的工序；以及從所述爐床上部進行熱供給，由所述移動型爐床爐所產生的爐灰得到粗氧化鋅的工序。
14.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有熔融工序，使所述還原產 物熔融。
15.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中， 還具有熔融工序，使所述還原產物熔融；所述混合原料包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、含碳固體還原材料和造 渣材料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的鐵。
16.如權利要求14所述的還原鐵的製造方法，其中，所述熔融工序，在1400°C以上 的加熱溫度下使所述還原產物熔融。
17.如權利要求16所述的還原鐵的製造方法，其中，所述加熱溫度為1450°C以上且 1500°C 以下。
18.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中， 還具有熔融工序，使所述還原產物熔融；以及 回收工序，從所述移動型爐床爐所產生的爐灰中回收粗氧化鋅， 所述準備原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、含鋅 爐灰、含碳固體還原材料和造渣材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質 量％以上的鋅和50質量％以上的鐵。
19.如權利要求18所述的還原鐵的製造方法，其中，所述混合原料具有0.45質量％以 上的平均鋅濃度。
20.如權利要求19所述的還原鐵的製造方法，其中，所述平均鋅濃度為0.45 0.60質量％。
21.如權利要求18所述的還原鐵的製造方法，其中，所述含鋅爐灰是選自由高爐產生 的爐灰、轉爐產生的爐灰和電爐產生的爐灰組成的組的至少一種爐灰。
22.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中， 還具有熔融工序，使所述還原產物熔融；以及 回收工序，回收移動型爐床爐所產生的爐灰，得到回收爐灰， 所述準備原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)、所述 回收爐灰、含碳固體還原材料和造渣材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有 0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的鐵。
23.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，還具有 熔融工序，使所述還原產物熔融；回收工序，回收移動型爐床爐所產生的爐灰；裝載工序，將所回收的爐灰裝載到所述移動型爐床上；以及從所述爐床上部進行熱供給，由所述移動型爐床爐所產生的爐灰得到粗氧化鋅的工序。
24.如權利要求1所述的還原鐵的製造方法，其中，在所述混合原料裝載工序之前還 具有將碳材料裝載到移動型爐床上的碳材料裝載工序，用於在移動型爐床上裝載了碳材料的基礎上層壓混合原料。
全文摘要
還原鐵的製造方法，具有混合原料的準備工序、混合原料裝載工序和還原工序。混合原料的準備工序，準備包含含有高鋅含量鐵礦石(A)的鐵礦石(X)和含碳固體還原材料的混合原料，所述高鋅含量鐵礦石(A)含有0.01質量％以上的鋅和50質量％以上的鐵。混合原料裝載工序將所述混合原料裝載到移動型爐床上。還原工序從爐床上部進行熱供給而將移動型爐床上裝載的混合原料還原，得到還原產物。
文檔編號C21B13/10GK102016080SQ20098011463
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月22日 優先權日2008年4月25日
發明者主代晃一, 廣羽弘行, 石渡夏生 申請人:傑富意鋼鐵株式會社