JP2000045008A

JP2000045008A - 還元金属の製造方法

Info

Publication number: JP2000045008A
Application number: JP11147579A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamamoto; 哲也山本; Yoshitaka Sawa; 義孝澤; Kanji Takeda; 幹治武田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-02-15
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: JP3817969B2

Abstract

(57)【要約】【課題】還元金属を効率よく製造する。【解決手段】粉状鉄含有物を還元して還元金属を製造
するに当たり、粉状鉄含有物と粉状還元材とこれらにさ
らに粉状副原料を混合して塩基度が０．４〜１．３にな
る混合物とし、これを炉床上で還元処理にかかる全時間
の１／３以上の時間の中で混合物の内部温度が１２００
℃以上、その還元率が４０〜８０％となるように保持
し、ついで還元後の混合物を溶融させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄、クロム、ニッケ
ル、マンガン等の金属を含有する鉱石やダストあるいは
スラジ等の金属含有物から還元金属を製造するのに好適
な方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】粗鋼の生産方式としては大別して高炉−
転炉法、電気炉法が知られている。このうち、電気炉は
スクラップや還元鉄を鉄原料として、それらを電気エネ
ルギーで加熱溶解させ、場合によっては精錬し、鋼にし
ている。現状ではスクラップを主な原料としているが、
近年、スクラップの需給のひっ迫、電気炉法での高級製
品の製造の流れから還元鉄の使用が増加しつつある。

【０００３】還元鉄を製造するプロセスのひとつとし
て、例えば、特開昭６３−１０８１８８号公報には、水
平方向に回転する炉床に鉄鉱石と固体還元剤からなる層
を積み付け、上部より輻射伝熱によって加熱、鉄鉱石を
還元し、還元鉄を製造する方法が開示されている。この
方法は設備の建設費が比較的安価で、操業トラブルが比
較的少なくてすむ等の優位な点がある。多くの場合、水
平に移動する炉床とは図１およびそのＡ−Ａ断面を示し
た図２の如き回転炉床の形態が取られている。

【０００４】回転炉床１の上には装入口２を通して搬入
された鉄鉱石と固体還元剤からなる層ｔが積み付けられ
るが、該炉床１は耐火物が張られた炉体３によって覆わ
れ、その内側の上部には熱源としてのバーナー４が設置
されていて、移動床炉１の上で鉄鉱石を還元するように
なっている。炉内温度は１３００℃前後にされているの
が普通であり、還元処理の終了後は炉外へ排出してから
の酸化の防止、ハンドリングの容易性を高めるために回
転炉床上で冷却器によって還元鉄を冷却した後、排出口
５から排出、回収するようになっている。

【０００５】ところで、鉄鉱石はその産地によって差は
あるものの脈石分を含んでおり、また固体還元剤の代表
例である石炭や石炭チャーには灰分があり、これらが製
品である還元鉄にそのまま残り、次の工程の電気炉（溶
解炉）において溶解、除去されるが、原料鉱石に含まれ
る脈石分や石炭中に含まれる灰分が電気炉に入った場合
には塩基度調整のための石灰の使用量が多くなり、石灰
のコストとともに石灰投入による電力使用量の増加が余
儀なくされているのが現状であった。また、鉄鋼材料の
生産過程においては上記した高炉、転炉、電気炉等のそ
れぞれの過程において発生するガス中のダストや圧延、
表面処理等仕上げ工程でのスケールや研磨、電解等で発
生するスラジ等には鉄に加えてクロム、ニッケル、マン
ガン等の鉄鋼製品に添加されている有用な金属が酸化物
や水酸化物等様々な形態で含有されているが、これらの
ダスト、スラジ類にもSiO₂、Al₂O₃ 、CaO や炭素等の不
純物が含まれているため、かかる有用金属の回収は難し
い状況にあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、脈
石分や灰分を含む原料鉱石や、種々の不純物を含んでい
るダスト、スラジ等の、金属含有物、とくに、粉状の金
属含有物を使用してもそれら脈石分、灰分、不純物を還
元処理段階で余計な工程を経ることなしに除去できる新
規な方法を提案するところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、粉状金属含
有物 (鉄鉱石、ニッケル鉱石、クロム鉱石、マンガン鉱
石等の鉱石類や砂鉄、還元鉄粉、製鉄ダスト、製鉄スラ
ジ等が使用できる) を還元して還元金属を製造するに当
たり、塩基度が０．４〜１．３である粉状金属含有物を
単味で原料とするか、若しくは粉状金属含有物と粉状還
元剤 (石炭粉、石炭チャー、コークス粉等が使用でき
る) および／または粉状副原料 (石灰石粉、生石灰粉、
消石灰粉、ドロマイト粉等が使用できる) を混合して塩
基度を０．４〜１．３に調整したものを原料として用
い、これを炉床上で還元処理にかかる全時間 (加熱を開
始してから溶融帯に入るまでの時間) の１／３以上の時
間の中で該原料の内部温度が１２００℃以上、１３５０
℃以下でその還元率が４０〜８０％となるように保持
し、ついで還元後の原料 (還元処理を経て溶融帯に入る
直前の原料) を溶融した状態にすることを特徴とする金
属鉄の製造方法であり、炉床上には粉状還元剤層を形成
しこの上に原料を積層するのがよく、また、炉床はそれ
自体が移動する移動炉床とすると原料の還元処理を連続
的に行うようにできる。ここで、還元後の原料を溶融状
態にするためには、上記還元処理を行う時間内で原料を
保持した温度よりもさらに高くするのがよく、この場合
の温度としては１４５０〜１５５０℃程度とするのが好
ましいことになる。その理由は、１４５０℃以上とする
ことにより溶融物の流動性が良好となりスラグ、メタル
分離に適当であり、一方、１５５０℃を超えるとスラ
グ、メタル分離にはほとんど変化がなく、投入するエネ
ルギーが大きくなりコスト的にも不利となるからであ
る。また、この発明では、炉床上に粉状還元剤を形成し
この上に原料を積層することが好ましい。それは、炉床
上に形成した粉状還元剤は原料中の金属の還元に使用さ
れるのみならず、原料が溶融したときに炉床を形成する
耐火物と直接接触するのを回避するために機能しこれに
よって炉床が溶損するのを防ぐことができるからであ
る。

【０００８】さらに、この発明においては、還元後の原
料、その溶融物、あるいはそれらの混在物に粉状還元剤
を供給することによって金属の還元効率の促進を図るこ
とができる。粉状還元剤の供給開始時期は、上記のよう
に還元後であれば原料が溶融する前、また、溶融中（原
料が混在する状態も含む）に行ってもよいし、溶融開始
前から溶融中にかけて行ってもよく、とくに限定はされ
ない。粉状還元剤は還元の進行に伴い、複数回に分けて
添加するのがよい。粉状還元剤としては、炉体の上部に
供給手段を設けて還元後の原料、その溶融物あるいはそ
れらの混在物の上方より供給するようにしてもよい。一
回当たりの供給量としては、断熱層となるのを防ぐため
還元後の原料の重量に対して１０％以下とするのが好ま
しい。

【０００９】ここに、塩基度とは (原料中粉状金属含有物比率×粉状金属含有物中ＣａＯ
重量％＋原料中粉状還元剤比率×粉状還元剤中ＣａＯ重
量％＋原料中粉状副原料比率×粉状副原料中ＣａＯ重量
％)／ (原料中粉状金属含有物比率×粉状金属含有物中
ＳｉＯ₂ 重量％＋原料中粉状還元剤比率×粉状還元剤Ｓ
ｉＯ₂ 重量％＋原料中粉状副原料比率×粉状副原料中Ｓ
ｉＯ₂ 重量％）で定義する。なお、上記の式において粉状還元剤あるい
は粉状副原料を添加しなくても還元に必要な炭素量が確
保できる場合や塩基度の調整ができる場合にはそれらの
比率を０として計算することができる。

【００１０】また、上記還元処理とは炉床上の原料を加
熱し、高温に保つことをいうものとし、具体的には１０
００℃以上の温度に保持することにより原料内の粉状還
元剤から発生するＣＯ、Ｈ₂ などの還元性ガスによる鉄
の還元が行われ、また、一部Ｃと鉄や金属との直接還元
も行われる処理をいう。

【００１１】

【発明の実施の形態】還元後の還元金属を溶融させると
脈石や灰分はスラグとなり溶融した金属との比重差によ
って分離されることから脈石、灰分の混入がない還元金
属を得る方法の一つとして極めて有効である。

【００１２】副原料は還元金属、灰分を溶融させる際に
溶融を容易ならしめるために加えられるものであって石
灰石、蛍石、蛇紋岩、ドロマイト、製鋼スラグ等であ
り、成分としてはCaO を含むものである。これらは溶融
する前までに結晶水の蒸発、一部の分解反応（例えば石
灰石の主成分であるCaCO₃ はCaO に熱分解される) を起
こしているものの融点が高いため固体の状態を維持して
いる。

【００１３】塩基度を調整せずに還元処理を行った場合
には鉱石中の脈石、固体還元剤の灰分は次のような挙動
を示すことになる。まず、鉱石は還元率が低い段階では
鉱石中のFeO と一緒に鉱石に含まれるSiO₂、Al₂O₃等の
脈石分が一たん溶融するが、還元が進行することにより
溶融物中のFeO が低下し融点が上昇するため再度固化し
てしまう。また、粉固体還元剤として用いられた粉石
炭、粉石炭チャー、粉コークスなどからは灰分が残る
が、灰分は主にSiO₂、 Al₂O₃からなり融点が高い。移動
する炉床炉内の温度は通常、１３００℃前後であり製鋼
用転炉や電気炉などと比較すると低い温度であるため、
これらの脈石分、灰分を溶融させることはできない。し
たがって還元が進行しても脈石分、灰分が溶融しないた
め、図３に副原料を添加した場合と比較して示したよう
に全体としては固体の状態を維持しており、このため脈
石、灰分を分離した還元鉄を得ることができない。

【００１４】この発明においては粉状金属含有物、若し
くは粉状金属含有物と粉固体還元剤、粉副原料等を適宜
混合した原料の塩基度を０. ４〜１. ３の範囲に調整す
るが、その理由は、塩基度をこの範囲にすることにより
脈石分、灰分のスラグ化の融点を低下させることができ
るからであり、これによって還元鉄とスラグの溶融分離
が容易になる。

【００１５】炉床上において還元金属の溶融を行うには
熱効率などの観点から、局所加熱によってできる限り短
時間で行われることが必要であるため、スラグの溶融分
離もまた速やかに行われる必要があるが、原料の塩基度
を単に０. ４〜１. ３の範囲に調整して原料中において
スラグ化する成分の溶融温度を単に低下させるだけでは
必ずしも溶融後に還元金属とスラグとに分離することが
できない。

【００１６】このためこの発明では還元処理にかかる全
時間の１／３以上の時間の中で原料の内部温度が１２０
０℃以上に、しかもその際、鉄の還元率が４０〜８０％
となるように保持する。

【００１７】この発明における上記の条件の根拠は以下
の実験結果に基づく。まず粒径３mm以下の粉鉄鉱石、コ
ークス粉、石灰石粉を重量比で７：３：１の割合になる
混合物を作り、これを図４に示すような実験装置で１３
００℃に保持しながら重量の連続的な測定を行い、還元
の進行状況を調査した。その結果、粉鉄鉱石の種類や平
均粒径等いろいろ変更することにより図５に示すような
還元挙動の状態が確認され、とくに図５中のａ、ｂのよ
うな還元率の比較的低い段階で還元停滞が生じる場合に
は還元処理の終了後にメタルとスラグがきれいに２層に
分離していたが、ｃのような初期の還元速度が速く還元
率の高い状態が長く続く場合には還元終了後の観察では
スラグとメタルがほとんど分離しておらずスラグが部分
的に浸み出したメタルと石灰の混合物になっていた。

【００１８】このような現象につき種々の検討を加えた
結果、鉄鉱石の還元のパターンには色々な形態がある
が、還元率４０％未満および還元率８０％を超えた時点
では還元の進行にあまり相違がないが、４０％から８０
％の間では条件に応じて還元停滞を起こす場合と還元が
速やかに進む場合があることが明らかとなった。図５に
その場合の顕著な例を示すように、還元率４０〜８０％
の間において還元の進行に停滞を起こす条件下では還元
終了後に得られたメタルとスラグとの分離が生じること
が明らかとなった。すなわち、鉄鉱石の還元速度が速
く、還元率が４０〜８０％となる時間が短いと混合物中
の石灰分と脈石分、灰分との溶解が十分に進まず石灰と
脈石分、灰分とがスラグ化しないことが判明した。

【００１９】この現象は鉄の還元率が４０〜８０％とい
う比較的低い状態において、鉄酸化物はその多くがFeO
として存在するため、このFeO と石灰分、脈石、灰分中
のSiO₂、CaO 、Al₂O₃ とが低融点で粘性の低いスラグ組
成を形成することによるもの、すなわち、還元停滞が生
じる条件においては、FeO が存在する状態で比較的長い
時間保持されることで混合物中の石灰分、脈石、灰分の
溶解が進むのに対し、還元停滞を起こさない条件で還元
が進むと、酸化鉄の還元により生成したFeO と石灰分、
脈石、灰分とが十分に溶解しないうちに還元が進行して
しまい、スラグの粘性低下の効果は十分得られないため
にメタル、スラグの分離にまで至らないものと考えられ
る。原料中の鉄の還元率は、原料中に含まれる鉄を全て
Fe₂O₃ としたときの鉄と結合する酸素量に対して、実際
に鉄と結合している酸素量の割合を１から差し引いた値
をいう。混合物を化学分析してトータル鉄重量％を(TF
e) 、金属鉄重量％を(MFe) 、２価の鉄重量％を (Fe²⁺)
としたとき、１−((TFe)− (MFe)−(Fe²⁺ ) ／３) ／(TFe) で表される。

【００２０】上述のように、還元操作において還元率を
低く保ち、塩基度を０．４〜１．３の範囲に調整した場
合、原料は還元後に速やかに溶融が起こり、さらに、溶
融した状態では金属鉄はメタルとしてスラグから分離す
ることになる。このため、メタル中には脈石由来の不純
物であるSiO₂やAl₂O₃ 等が少なく、良質の還元金属を製
造することができる。

【００２１】ここで、原料中の鉄の還元率を４０〜８０
％となるように制御するには、炉体温度によって還元速
度を調整するか、原料中に配合する固体還元剤の量を調
整することによって実現できる。とくに、原料中の酸化
金属を還元するために必要な還元剤の量よりも少ない量
の還元剤を配合した場合、十分に還元が進行せず、温度
を高く保っても鉄の還元率は低い状態に保持される。

【００２２】還元操作において還元率を低く保った場
合、溶融物にはFeO の状態で鉄酸化物が残存することに
なる。溶融物中の鉄酸化物はスラグと混在しており、溶
融物が還元性雰囲気に保持されていれば、さらに還元が
進行してメタルに移行していくため原料中の鉄分のうち
製品として回収できる金属鉄の割合を増加させることが
できる。また、他の金属酸化物についても、溶融状態で
あるため炭素分との接触界面積が未溶融の場合に比較し
て格段に増大するため速やかに還元が進行することにな
る。

【００２３】原料の還元操作後に粉状還元剤を供給する
と、さらに還元反応が起こる（以下、これを仕上げ還元
反応という）が、この際に発生するガス（例えば、還元
剤に石炭を使用した場合、COやＨ₂ 等のガスが発生す
る）によって溶融物は強く撹拌される。この撹拌によっ
て粉状還元剤は溶融物内に取り込まれて溶融物中の金属
の還元に寄与するが、溶融物表面に粉状の還元剤が多量
に残存した場合、それが断熱層となり炉体からの熱が十
分に溶融物に供給されず、吸熱反応である還元反応に悪
影響を及ぼすことになる。一方、溶融物の表面に粉状還
元剤がわずかでも残っていれば炉内の雰囲気にかかわら
ず溶融物の表面には還元性雰囲気に保たれるため、メタ
ルの再酸化を回避することができる。このためこの発明
においては前述した如く適量ずつ複数回にわたって供給
することが好ましい。

【００２４】

【実施例】実施例−１炉床の上部にバーナー４を、また、炉の上部に粉状還元
剤を供給するための装置６を設置し、炉床の上面にアル
ミナ系の耐火物を張った直径が２．２ｍの回転炉床を備
えた図６、図７（図６のＡ−Ａ断面）に示すような構成
になる炉（全体を炉体で覆った）を用いて以下の要領で
操業を行い最終製品（還元鉄）の品質を調査した。

【００２５】図８は上掲図６に示した炉の要部を示した
ものであって、冷却装置によって冷却された製品は排出
口に設けた破砕装置９によって破砕され排出装置１０に
よって排出される。回転炉床炉内の混合粉をサンプリン
グするための取り出し口Ｓは還元帯部分に１０ケ所取り
付けてある。還元帯内から取り出した混合粉は化学分析
により還元率を求めることができる。

【００２６】回転炉床炉における粉鉄鉱石（篩い目３mm
以下のもの）、粉固体還元剤（篩い目３mm以下のも
の）、粉石灰石（篩い目３mm以下のもの）の積み付けは
図９のようにし、炉内で還元（還元帯での炉温はバーナ
ーの燃焼制御で前半部分については還元率を制御するた
め1250〜1350℃の間で調整、後半部分については1300℃
に調整) 、溶融 (溶融帯での炉温はバーナーの燃焼制御
により1500℃に調整、燃焼は積み付けた層から発生する
COガスを主とし補助燃料として天然ガス使用、支燃ガス
として空気を使用) 、冷却をおこなった。鉄鉱石の成分
（脈石分（SiO₂， Al₂O₃等を７％以上含有）を表１に、
粉固体還元剤（灰分を５〜１１％程度含有）の成分を表
２に示す。副原料としては表３に示したような成分にな
る粉石灰石を用いた。操業条件を表４に、操業結果を表
５にそれぞれ示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】表４において原料（混合粉）の欄では粉固
体還元剤、鉱石、石灰石の合計で100％になるようにな
っており、また、脈石＋灰分の欄は原料に対する重量％
であって、脈石＋灰分の中には鉱石中の脈石、粉固体還
元剤の灰分の他に石灰石中のCaO 分も含んだものになっ
ている。

【００３３】実施番号１〜１０はこの発明の範囲内のも
のである。還元帯内の混合粉をサンプリングし、還元処
理にかかる時間（原料が炉体内へ入ってから溶融帯へ入
るまでの時間）の１／３以上の時間で原料の還元率が
０．４〜０．８となり、原料の温度を１２００℃以上と
なるように炉上部の温度を調整した。いずれの条件にお
いても還元帯内で粉鉱石は溶融し、還元鉄が脈石、灰分
から分離された状態で回収された。回転炉床炉のうち還
元操作を行う部分を通過する時間の１／２を経た時点で
原料をサンプリングした。この結果、粉石灰石はほとん
ど見当たらず、粉鉱石は部分的に溶融した状態になって
いた。還元帯出側でサンプリングした原料も、粉鉱石は
部分的に溶融した状態になっていた。

【００３４】実施番号５〜７は原料の粒径を変えた場合
の実験結果である。原料の粒径を10mm以下とした場合、
還元帯内で溶融している。鉱石粒径が小さい方が、還元
率を確保することが容易であり、炉上部の温度を下げ
る、もしくは回転速度を速くすることができる。したが
って、原料の粒度は小さい方が望ましい。

【００３５】実施番号８〜１０は、炉床に積み付ける原
料の層厚を変えた場合の実験結果である。層厚を薄くし
た場合が、還元率を確保することが容易であり、炉上部
の温度を下げる、もしくは回転速度を速くすることがで
きる。

【００３６】実施番号１１，１２は原料の塩基度が０．
４以下もしくは１．３以上になっている。すなわち、こ
の発明外の処理に係るものである。実施番号１〜６同
様、回転炉床炉のうち還元操作を行う部分を通過する時
間の１／２を経た時点で原料混合粉をサンプリングし
た。実施番号１１，１２では粉石灰石はほとんど溶融し
たスラグに拡散していて見当たらなかった。一方、実施
番号１〜１０と異なり、還元帯出側でサンプリングされ
た粉鉄鉱石は再固化した状態になっていた。また、最終
的に回収されて製品は、脈石、灰分がうまく分離されて
おらず、還元率も実施番号１〜１０に比べ低くなってい
た。回転炉床炉内での溶融帯部分の温度、保持時間は実
施番号１〜４と同じ条件にしている。この条件では再固
化するような融点の高い脈石分を含んだ還元鉄を溶融さ
せることはできず、また、還元率も低いため高温部に保
持しても還元反応が起り、外部から供給された熱を吸熱
するため混合粉の温度が上昇しにくいと考えられる。

【００３７】実施番号１３は、回転炉床炉内の還元帯に
おいて原料の還元率が０．４〜０．８となっている時間
が全還元時間の３分の１以下となっている。回転炉床炉
のうち還元操作を行う部分を通過する時間の１／２を経
た時点で原料をサンプリングした結果、粉石灰石はほと
んど最初に添加した時のままであることが分かった。ま
た、還元帯の出側において粉鉱石は実施番号１１，１２
同様に再固化した状態でサンプリングされた。この方法
でも、回転炉床炉の還元帯内に保持する時間を２０分と
した場合、最終的に回収された製品では脈石、灰分がう
まく分離されていなかった。

【００３８】実施番号１４は移動する炉床内で還元操作
を行う部分を通過する時間の５０％は、還元率が０．４
〜０．８となっている。しかし、そのほとんどの部分で
は、原料内部の温度が１２００℃以下となっている。す
なわち、この発明外の処理に係るものである。この方法
では、還元途中の鉱石は温度が低く、スラグ等が部分的
に溶融することがない。脈石、灰分を分離した状態で還
元鉄を回収することはできなかった。

【００３９】実施番号１５は、還元帯内部において還元
率が０．４〜０．８となり、かつ原料の温度が１２００
℃以上になっている時間が全還元時間のうち８％となっ
ている。すなわち、この発明外の処理に係るものであ
る。還元帯内での滞留時間を２５min と長くすることに
よって、溶融帯での温度、保持時間を実施番号１〜６と
同じ条件にしても、炉内で還元鉄は溶融し、脈石、灰分
を分離した状態で還元鉄を回収することができた。しか
しながら、同じ炉床面積で操業した場合、還元に要する
時間が長くなることは、生産性が低下したことになる。

【００４０】実施番号１６、１７はこの発明の範囲内の
結果を示したものである。原料中の還元剤の量は、配合
された鉱石を還元するには若干不足していて還元処理を
終了した段階での還元率は０．８程度となっており還元
率は低い状態ではあるが、何れの条件においても回収さ
れた還元鉄はスラグとメタルが分離された状態であっ
た。

【００４１】実施番号１８は比較例の結果を示したもの
である。この例では、還元剤が十分に配合されており、
原料の粒径も小さいために還元が著しく進行したため還
元帯内での還元率が０．４〜０．８であり、かつ、原料
の内部温度が１２００℃以上となる時間の割合が１１％
であるために還元帯の出側においても溶融帯出側におい
ても還元鉄が溶融しなかった。

【００４２】実施番号１９は粉状還元剤を供給するため
の装置６を溶融帯の入側から出側に至るまでの中間位置
に配置して還元剤（炭材）を、上方から還元後の原料に
対しその重量の３％の割合で供給したこの発明の範囲内
のものである。この例では、スラグ中に含まれるFeO 量
がより減少しメタルとして回収される割合が増加するこ
とが確認できた。

【００４３】実施番号２０は粉状還元剤を供給するため
の装置６を溶融帯の入側から出側に至るまでの中間位置
に配置して還元剤（炭材）を、その上方から還元後の原
料に対しその重量の１０％の条件下で供給したこの発明
の範囲内のものである。この例では、原料中に含まれる
固体還元剤の量が少ないため、溶融帯入側での鉄の還元
率が９０％程度となっているものの、原料の上方から還
元剤を供給することでメタル、スラグに分離した還元鉄
が得られた。また、メタルとして回収された鉄の割合は
上記の実施番号１９と同様に高いものであった。

【００４４】実施例−２表６に示す組成になるステンレスダストＡ、Ｂを原料と
して、上記実施例−１と同様の設備を使用して表７の条
件もとに操業を行った。その結果を表８に示す。

【００４５】

【表６】

【００４６】

【表７】

【００４７】

【表８】

【００４８】表８の実施番号２１、２２はこの発明で規
定する条件の範囲内で操業した結果を示したものであっ
て、この例においては還元鉄の溶融が問題なく達成で
き、かつ製品還元鉄の鉄回収率が良好であるとともに原
料中のクロム、ニッケル等金属成分の回収も可能であっ
た。

【００４９】なお、この実施例−２において使用したス
テンレスダストＡ、Ｂは鉄酸化物の他にクロム、ニッケ
ル等の金属酸化物を含むものであり、また、脈石成分と
してSiO₂やCaO を含むため粉状副原料を添加せずとも混
合粉の塩基度が０. ４〜１.３の範囲に入るものであっ
て、とくにステンレスダストＡについては還元処理に必
要な炭素を有しているため固体還元剤を添加せずとも還
元処理を行うことができ、また、この操業で得られた製
品還元鉄はクロムやニッケルを含むためステンレスの原
料としてとくに好適に使用できるものであった。

【００５０】

【発明の効果】以上の実施例などから、塩基度が０．４
〜１．３である原料を炉床上で、加熱開始から溶融帯に
入るまでの間の１／３以上の時間について、１２００〜
１３５０℃の温度で還元率４０〜８０％に保持した上で
溶融させることにより原料の溶融が促進され、スラグ、
メタルの分離が良好となる。そのため、鉄鉱石や製鉄ダ
スト等に含まれる脈石や不純物、あるいは固体還元剤に
含まれる灰分等の不純物の混入のない品質の良好な還元
金属を効率よく製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の回転型炉床炉の構成を示した図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面を示した図である。

【図３】鉄鉱石の還元状況を示した図である。

【図４】還元実験装置を模式的に示した図である。

【図５】経過時間と還元率の関係を示したグラフであ
る。

【図６】本発明を実施するのに用いて好適な回転炉床
炉の構成を示した図である。

【図７】図６のＡ−Ａ断面を示した図である。

【図８】図６の要部の構成を示した図である。

【図９】原料の積み付け状況を示した図である。

【符号の説明】

１移動炉床２装入装置３炉体４バーナー５排出装置６粉状還元剤供給装置７粉固体還元剤の単体層８粉鉄鉱石と粉石灰石と粉固体還元剤からなる混合物９破砕装置 10 排出装置Ｓサンプリング及び測温口ｔ鉄鉱石と固体還元剤からなる層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武田幹治千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄分を含む粉状金属含有物を還元して還
元金属を製造する方法において、塩基度が０．４〜１．３である粉状金属含有物若しくは
粉状金属含有物と粉状還元剤および／または粉状副原料
を混合して塩基度を０．４〜１．３とした混合物を原料
とし、これを炉床上で還元処理にかかる全時間の１／３
以上の時間の中で該原料の内部温度が１２００℃以上、
１３５０℃以下、鉄の還元率が４０〜８０％となるよう
に保持し、ついで還元後の原料を溶融させることを特徴
とする還元金属の製造方法。
【請求項２】炉床上に粉状還元剤の層を形成しこの上
に原料を積層する、請求項１記載の還元金属の製造方
法。
【請求項３】還元後の原料、その溶融物もしくはそれ
らの混在物の上に粉状還元剤を供給する、請求項１また
は２記載の還元金属の製造方法。