[其他]还原熔炼铁矿石的方法

说明书

本发明是有关对所谓直接炼铁方法的改进，更确切地，是涉及防止预还原炉中成团的方法以及达到预还原炉还原效率的改进。

作为不使用鼓风炉而制造生铁的技术，所谓的直接炼铁方法正成为公众注意的中心，並已经开发有KR法，COIN法、Kawa-Tetsu法和Sumi-Kin法作为小规模生产铁的技术。这些方法都要求预还原炉和还原熔炼炉。竖炉和流化床焙烧炉已被认为是预还原炉的例子。

直接炼铁方法的原理如图2所说明的，其中将还原熔炼炉2所逸出的並含CO为主要成分（也含有CO₂、H₂和H₂O）的高温气体G₁作为热源和还原剂加入预还原炉1，而预先将生铁置于还原熔炼炉2中並保持熔融状态，然后在其中引入碳物料和氧气（或空气）以达到供给热源和还原气体，将已经在预还原炉1中部分还原的铁矿石（在后面称作“预还原铁C”）装入还原熔炼炉，使在其中最终完成还原，然后取出所得的产品生铁F。

在本发明的方法中，将碳物料和氧气加入温度超过1500℃的熔融铁中，这样如果将其直接加入预还原炉1中，则不管预还原炉是竖炉型的或流态化床型的将发生铁矿石块相互熔融（成团现象），导致从预还原炉中卸料困难。在致力于补救这一缺点的过程中，本申请的发明人已经完成了一种技术。如图1的虚线所示並已申请专利（日本专利申请163950/84和191330/84）的该技术是将碳氢化合物类（来自任何原料，例如石油或煤）加入预还原炉1並用碳涂覆同一炉子中的铁矿石（图1中Or）。至于涂覆碳的方法，在上述在先申请的说明书中阐明了其细节，但典型的方法举例如下：

（1）将碳氢化合物，如在炼油过程中得到的重油、沥青或由煤得到的煤焦油或沥青喷射到铁矿石上並在400-600℃热分解，以便在铁矿石表面沉积焦炭的方法。

（2）将上述碳氢化合物材料和铁矿石混合並加热，使铁矿石表面涂覆由热分解形成的焦炭的方法。

然而，涂覆碳的方法不限于上述方法，可以采用各种方法。

从另一方面来说，在还原熔炼炉中，作为符合降低使用煤数量要求的方法，有一种公知的方法（所谓二次燃烧），其中使燃烧刚好在上述高温气体G₁中的CO和H₂逸出后发生，这就是，使燃烧在生铁熔池的表面进行，並进行热的回收。这一方法的意义在于，达到了其特有的目的。但是，由于上述燃烧的结果，提高了CO₂和H₂O的浓度，而CO和H₂的浓度由于以下反应而降低：

因此，气体G₁的还原性降低並必然地要求增加对预还原炉的加料。然而，由于上述燃烧是一种放热反应，气体G₁的温度值处于进一步升高状态，所以上述成团现象更可能发生。因此，从避免成团的角度出发，在预还原炉中的操作温度受到限制，在竖炉中使用球团矿或块矿时，通常考虑操作温度的上限为830℃左右。在流化床焙烧炉中，温度780℃左右被认为是上限。因此，通过使用一个冷却装置降低进入预还原炉的气体G₁的温度以及引起降低还原效率是不可避免的。

在这些情况下，对预还原炉中的铁矿石涂覆碳变得愈加重要，而且现在被认为是直接炼铁工艺中的一种主要方法，而与所使用的涂覆工序是在对预还原炉加料之前或是在同一个炉子中无关。然而，在上述在先申请的发明中，既没有涉及涂覆碳以外的技术，也没有给出在涂覆工序中利用逸出气体的任何考虑。

按照考虑到上述情况完成的本发明，提供了一种方法，该方法不仅能防止在预还原炉中的成团现象，而且能有效地利用涂覆碳逸出的气体並能达到冷却高温气体G₁以及改善还原性。

本发明的要点在于，在铁矿石表面涂覆碳的状态进行预还原，並将在涂覆处理中逸出的H₂和碳氢化合物气体供入预还原炉以加快还原速率。