專利名稱：以含堿煉鐵粉塵為原料的還原鐵的制造裝置和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用煉鐵粉塵制造還原鐵的技術(shù)，詳細(xì)地說，是涉及以移動(dòng)爐床爐還原至少包含含有堿金屬元素的煉鐵粉塵的含碳球團(tuán)來制造還原鐵的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)煉鐵廠內(nèi)，經(jīng)高爐、轉(zhuǎn)爐、軋制工序等會(huì)發(fā)生大量含有氧化鐵的粉塵灰，其中，高爐粉塵和轉(zhuǎn)爐粉塵被添加到燒結(jié)礦原料中循環(huán)使用，軋制碎屑因?yàn)殍F品位高，所以被用于高爐的脫硅劑、轉(zhuǎn)爐的冷卻材等。可是，若高爐粉塵和轉(zhuǎn)爐粉塵在煉鐵廠內(nèi)循環(huán)使用，則從鐵中被分離的無用金屬類，即鋅、鉛、堿金屬等積蓄在煉鐵廠內(nèi)，因此使煉鐵工藝流程的生產(chǎn)效率顯著惡化。特別是若將高爐粉塵和轉(zhuǎn)爐粉塵添加到燒結(jié)礦原料中循環(huán)使用，則無用金屬類經(jīng)由燒結(jié)礦積蓄在高爐內(nèi)，成為爐壁上的附著物生成等的原因，使高爐的生產(chǎn)率降低。另一方面，在電爐制造廠中，使收集的粉塵壓塊并裝入到電爐中，但由于粉塵以氧化鐵的形態(tài)含有鐵分，從而需要用電爐進(jìn)行還原，因此需要向電爐裝入碳材等作為還原材， 這成為使生產(chǎn)率降低的原因，并且與上述傳統(tǒng)煉鐵廠的情況相同，無用金屬類循環(huán)濃縮，成為排氣處理系統(tǒng)上的附著物形成等的原因，使電爐的生產(chǎn)率降低。因此，無論是傳統(tǒng)煉鐵廠還是電爐制造廠，都希望從煉鐵粉塵中除去無用金屬類。作為從煉鐵粉塵中除去無用金屬類，制造還原鐵的工藝，歷來存在回轉(zhuǎn)窯法，但該方法所得到的還原鐵的金屬化率低，除此之外，由于窯內(nèi)壁的附著物的生成等，還不一定能夠維持良好的生產(chǎn)率。另一方面，本申請(qǐng)人作為替代上述回轉(zhuǎn)窯法的工藝，開發(fā)出使用回轉(zhuǎn)爐床爐的方法，關(guān)于含有鋅的煉鐵粉塵的利用，實(shí)用化已經(jīng)得到推進(jìn)(例如參照專利文獻(xiàn)1 3)。但是，在使用高濃度地含有Na或K等堿金屬元素的煉鐵粉塵時(shí)，關(guān)于作為回轉(zhuǎn)爐床爐用的原料的壓塊技術(shù)已經(jīng)完成(參照專利文獻(xiàn)4)，但是在回轉(zhuǎn)爐床爐內(nèi)進(jìn)行還原的技術(shù)中，即使以上述含鋅煉鐵粉未同樣的操作條件進(jìn)行還原，堿金屬元素的除去也不充分，或所得到的還原鐵的強(qiáng)度不足，還不能把握能夠制造想要滿足的規(guī)格的還原鐵的操作條件。在此，作為高爐、轉(zhuǎn)爐和電爐等的原料而能夠使用的還原鐵的強(qiáng)度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，一般采用壓潰強(qiáng)度。作為高爐的原料使用時(shí)，作為耐受從回轉(zhuǎn)爐床爐排出至被裝入高爐的搬運(yùn)，和耐受在高爐內(nèi)的爐料荷重的壓力所需要的壓潰強(qiáng)度，要求在IOOkgf/個(gè)(約980N/ 個(gè))以上。作為轉(zhuǎn)爐和電爐的原料使用時(shí)，因?yàn)椴恍枰紤]在爐內(nèi)的荷重壓力，所以壓潰強(qiáng)度可以比作為高爐的原料使用時(shí)低，但從還原鐵的通用化的方面出發(fā)，還是要求確立能夠得到IOOkgf/個(gè)(約980N/個(gè))以上的壓潰強(qiáng)度的技術(shù)。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-293019號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2003-293020號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 日本特開2009-52141號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2003-U9142號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明其目的在于，提供一種使用含有堿金屬元素的煉鐵粉塵(以下稱為 “含堿煉鐵粉塵”。)，通過回轉(zhuǎn)爐床爐等的移動(dòng)爐床爐制造還原鐵時(shí)，制造堿金屬元素被充分除去的、高強(qiáng)度的還原鐵的裝置和方法。本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述課題，首先，為了闡明包含含有堿合金煉鐵粉塵的含碳球團(tuán)的還原特性，實(shí)施了以下的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。(含有含堿煉鐵粉塵的含碳球團(tuán)的還原試驗(yàn))將電爐粉塵等含堿煉鐵粉塵中含有碳成分的高爐粉塵等數(shù)種煉鐵粉塵加以混合的調(diào)配原料，用雙輥型壓塊機(jī)成形為體積6 7cm3的枕形的含碳團(tuán)塊，以干燥機(jī)對(duì)其進(jìn)行干燥，直至含有水分達(dá)到1質(zhì)量％以下。干燥后的團(tuán)塊(以下稱為“干燥團(tuán)塊”。)的化學(xué)性狀顯示在表1中。還有，表中的“T. C”表示碳的總量，“T. Fe”表示鐵的總量，“M. !^e”表示金屬鐵的量，"T. Fe”中含有i^203、Fe0和“Μ. !V’。另外，Na,K>Pb在原子的狀態(tài)下不存在， 而是作為氧化物等存在。[表1](單位質(zhì)量％)
權(quán)利要求
1.一種還原鐵制造裝置，其特征在于，是用移動(dòng)爐床爐加熱還原至少包含含有堿金屬元素的煉鐵粉塵的含碳球團(tuán)而制造還原鐵的裝置，其中，所述移動(dòng)爐床爐具有還原區(qū)段，加熱還原所述含碳球團(tuán)，形成鐵的金屬化率為80%以上的還原球團(tuán)；堿金屬除去區(qū)段，設(shè)于所述還原區(qū)段的后段，在還原性氣氛下加熱所述還原球團(tuán)，從該還原球團(tuán)中除去堿金屬元素而形成堿金屬除去還原球團(tuán)；強(qiáng)度顯現(xiàn)區(qū)段，設(shè)于所述堿金屬除去區(qū)段的后段，在氧化性氣氛下加熱所述堿金屬除去還原球團(tuán)，使該堿金屬除去還原球團(tuán)的壓潰強(qiáng)度上升而成為制品還原鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原鐵制造裝置，其中，所述堿金屬除去區(qū)段的還原性氣氛以氣體氧化度OD計(jì)低于1. 0，所述強(qiáng)度顯現(xiàn)區(qū)段的氧化性氣氛以氣體氧化度OD計(jì)在1. 0以上，在此，OD = (C02+H20+202) / (C02+H20+02+C0+H2)其中，C02、H20、02、C0 _2的單位為容量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的還原鐵制造裝置，其中，所述還原區(qū)段、所述堿金屬除去區(qū)段和所述強(qiáng)度顯現(xiàn)區(qū)段的各長度的比例為1 W. 1 0.5] W. 1 0.5]。
4.一種還原鐵的制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的還原鐵制造裝置，從至少包含含有堿金屬元素的煉鐵粉塵的含碳球團(tuán)制造制品還原鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的還原鐵的制造方法，其中，作為所述含碳球團(tuán)使用如下的含碳球團(tuán)在該含碳球團(tuán)中，Si02、Al203、Ca0和MgO的合計(jì)含量為7 15質(zhì)量％，MgO含量為 0. 1 6質(zhì)量％，A1203/Si02的質(zhì)量比為0. 34 0. 52，Ca0/Si02的質(zhì)量比為0. 25 2. 0，并且，該含碳球團(tuán)中的C含量調(diào)整為，在還原該含碳球團(tuán)所得到的所述制品還原鐵中，使C殘留有1 9質(zhì)量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的還原鐵的制造方法，其中，所述含碳球團(tuán)的氣孔率為 37. 5%以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的還原鐵的制造方法，其中，基于激光衍射散射式粒度分布測(cè)量法測(cè)量的所述含碳球團(tuán)中所含的碳材的平均粒徑d50為30 μ m以下。
全文摘要
通過移動(dòng)爐床爐，使用含有堿金屬元素的煉鐵粉塵制造還原鐵時(shí)，為了制造堿金屬元素被充分除去的、高強(qiáng)度的還原鐵，本發(fā)明的移動(dòng)爐床爐，具有如下區(qū)段還原區(qū)段，其加熱還原含碳團(tuán)塊C，成為鐵的金屬化率為80％以上的還原團(tuán)塊D；堿金屬除去區(qū)段，其設(shè)于所述還原區(qū)段的后段，在還原性氣氛下加熱所述還原球團(tuán)，從該還原球團(tuán)除去堿金屬元素而成為堿金屬除去還原球團(tuán)；強(qiáng)度顯現(xiàn)區(qū)段，其設(shè)于所述堿金屬除去區(qū)段的后段，在所述氧化性氣氛下加熱堿金屬除去還原球團(tuán)，使該堿金屬除去還原球團(tuán)的壓潰強(qiáng)度上升而成為制品還原鐵。
文檔編號(hào)C22B1/16GK102471813SQ201080030982
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者三澤亮太, 吉田昌平, 杉山健, 藤田恭一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所