(57)【要約】【課題】酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化した塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱した後、炉内から排出される排出物を金属鉄とスラグに分離し、金属鉄を回収して金属鉄を製造するにあたり、上記排出物から金属鉄を効率良く回収し、金属鉄を製造する方法を提供する。【解決手段】酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、還元塊成物を形成する工程と、得られた混合物を冷却する工程と、冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、破砕機を用いて破砕する工程と、得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、を含む金属鉄の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、
得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程と、
得られた混合物を冷却する工程と、
冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、破砕機を用いて破砕する工程と、
得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、
を含むことを特徴とする金属鉄の製造方法。
【請求項２】
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて篩上と篩下に分ける工程と、
得られた篩上を、破砕機を用いて破砕する工程と、
得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、
を含む請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記破砕機として、ハンマーミル、ケージミル、ローターミル、ボールミル、ローラーミルまたはロッドミルを用いる請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記篩上は、鉄分換算で９５％以下の鉄を含有する請求項２または３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記篩上を破砕するに先立って、前記篩上を磁選機を用いて磁選して磁着物を回収し、回収された磁着物を破砕する請求項２〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
前記セパレータとして、磁選機を用いる請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記セパレータとして、風選機を用いる請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記セパレータとして、篩ｂを用いる請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記篩ｂを用いて篩分けを行った後、篩下を磁選機を用いて磁選して金属鉄を回収する請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記篩ｂとして、目開きが１〜８ｍｍの篩を用いる請求項８または９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記磁選機を用いて磁選して得られた磁着物を、粉砕機を用いて粉砕する粉砕工程を更に含む請求項６または９に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記粉砕工程で得られた粉砕物を、再度、粉砕機を用いて粉砕する請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記粉砕工程で得られた粉砕物を、磁選機を用いて磁選して磁着物を回収する請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記回収された磁着物を塊成化する請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記粉砕機として、ボールミル、ロッドミル、ケージミル、ローターミルまたはローラーミルを用いる請求項１１〜１４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１６】
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、
得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程と、
得られた混合物を冷却する工程と、
冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて篩分けを行う篩分け工程と、
前記篩分け工程で得られた篩下を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、
を含むことを特徴とする金属鉄の製造方法。
【請求項１７】
前記セパレータとして、磁選機を用い、該磁選機で磁選して得られた磁着物を前記金属鉄として回収する請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
回収された磁着物を、粉砕機を用いて粉砕する工程と、
得られた粉砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、
を含む請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記篩分け工程で得られた篩下の少なくとも一部を、粉砕機を用いて粉砕する工程を更に含む請求項１６に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記粉砕機を用いて粉砕する工程で得られた粉砕物を、磁選機を用いて磁選し、得られた磁着物を回収する請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記粉砕機を用いて粉砕する工程で得られた粉砕物を、再度、粉砕機を用いて粉砕する請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記回収された金属鉄または前記回収された磁着物を塊成化する請求項１８または２０に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記粉砕機として、前記磁着物に、衝撃力、摩擦力、または圧縮力よりなる群から選ばれる少なくとも１種を加えるものを用いる請求項１８〜２２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２４】
前記粉砕機として、ボールミル、ロッドミル、ケージミル、ローターミルまたはローラーミルを用いる請求項２３に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記篩ａとして、目開きが２〜８ｍｍの篩を用いる請求項２または１６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化した塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱し、金属鉄を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鉱石等の酸化鉄含有物質から金属鉄を製造する方法は、酸化鉄含有物質中の脈石成分を分離する方法によっていくつかの種類に分類される。
【０００３】
金属鉄を最も多量に生産できる方法は、高炉を用いた一貫製鉄法である。この方法は、脈石成分の少ない高品位の鉄鉱石を用いるか、または選鉱により鉄品位を向上させた鉄鉱石から成る酸化鉄含有物質を用い、これらを高炉内で加熱し、還元溶融し、溶融状態で脈石成分と銑鉄（炭素飽和鉄）に分離して金属鉄を製造するものである。
【０００４】
次に多量の金属鉄を生産できる方法は、天然ガスを利用したガスＤＲ法である。この方法は、非常に高品位な鉄鉱石を焼き固めたペレットを、天然ガスを用いて還元して還元ペレットとし、これを電気炉へ装入し、溶解・製錬して脈石成分を完全に分離した鋼（低炭素鋼）を製造するものである。
【０００５】
近年開発された金属鉄の製造方法として、鉄鉱石等の酸化鉄含有物質と、炭材等の炭素質還元剤を混合した塊成物を、１３００℃程度の高温で加熱して還元塊成物を製造するＦＡＳＴＭＥＴ法と、還元塊成物を更に加熱して溶融し、金属鉄ナゲット（粒状金属鉄）を製造するＩＴｍｋ３法がある。
【０００６】
ＦＡＳＴＭＥＴ法では、得られた還元塊成物を電気炉で溶解製錬することによって鋼と脈石成分を完全に分離できる。この方法では、還元された塊成物中の全ての脈石成分が電気炉へ持ち込まれる点で、上述したガスＤＲ法と類似しているが、炭素質還元剤中の脈石成分が還元塊成物内に存在している点で相違している。ガスＤＲ法およびＦＡＳＴＭＥＴ法において、多量の脈石成分が電気炉へ持ち込まれると、電気炉における溶解熱が増大するため、原料としては、脈石成分の少ないものを用いることが要求されている。
【０００７】
一方、ＩＴｍｋ３法では、加熱炉内の炉床上で金属鉄とスラグに分離されるため、製鋼工程へスラグを殆んど持ち込まない点に特色があり、上述した高炉法に類似している。ところが、高炉法およびＩＴｍｋ３法では、高温加熱されるため、原料中の脈石成分が多いとエネルギーが増大する。そのため原料としては、脈石成分が少ないものを用いることが要求されている。
【０００８】
このように、ＦＡＳＴＭＥＴ法でも、ＩＴｍｋ３法でも、原料中に含まれる脈石成分はできるだけ少ないことが求められている。例えば、脈石成分が９％（ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の合計量）の鉄鉱石と、灰分が１０％の石炭を含む塊成物を加熱還元して得られた還元物は、スラグを１５％（ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の合計量）含有するため、電気炉にも高炉にも鉄原料として使用することは困難となる。
【０００９】
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を混合した塊成物を加熱して金属鉄を製造する技術としては、特許文献１〜３が知られている。
【００１０】
特許文献１には、酸化鉄原料と石炭とを含有する混合物を高温雰囲気下で加熱還元処理し、得られた還元鉄を粉砕処理し、次いで、所定の粒径を境に粒度選別することが記載されている。具体的には、粒度選別機にて平均粒径１００μｍを超える粒子と平均粒径１００μｍ以下の粒子に分離・選別している。そして平均粒径１００μｍ以下の粒子を、磁力により、鉄分を多く含む強磁着物粒子と鉄分の少ない弱磁着物粒子とに分離し、粒度選別された上記所定粒径を超える還元鉄粒子と上記強磁着物粒子とを還元鉄として用いている。一方、弱磁着物粒子には、鉄分は少なく、スラグ分を多く含むため、そのままセメントやアスファルトとして再利用されている。
【００１１】
特許文献２には、複数種のダストおよび炭材で構成される含炭ペレットを製造し、これを回転炉床方式の焼成炉で１２５０〜１３５０℃の温度で還元処理することにより、ペレット内部のダストは炭材で還元され、粒内物質移動によって凝集したメタリック鉄粒子が、ダストの脈石から生成したＦｅＯを含む低融点のスラグ部分から、自然に分離する作用を利用してメタリック鉄粒子を抽出し高品位粒状還元鉄を製造する製鉄ダストからの高品位還元鉄の製造方法が記載されている。
【００１２】
特許文献３には、鉄鉱石および炭材で構成される含炭ペレットを製造し、これを回転炉床方式の焼成炉で１２５０〜１３５０℃の温度で還元した後に、さらに炉内温度を１４００〜１５００℃に上昇させて溶融し、金属鉄を凝集させることで高純度の粒状金属鉄を得る方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−３６３６２４号公報
【特許文献２】特開平１０−１４７８０６号公報
【特許文献３】特開２００２−３０３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献１に記載されている実施例では、加熱温度を１２００〜１３００℃として還元ペレットを製造することを目指しており、加熱炉の炉床上で、金属鉄とスラグに分離することは考慮されていない。また、粉砕にはロールプレスを使用しているが、その使用条件は開示されておらず、ロールプレス以外の粉砕法には言及されていない。さらに、実施例によると、粒径が１００μｍ以上の純度の良い鉄であっても、鉄純度は７６〜９０％に留まっており、この程度の純度の金属鉄は、製鋼原料として使用することは困難である。このように鉄純度が７６〜９０％に留まる原因は、加熱温度と粉砕法が適切でないからと考えられる。
【００１５】
上記特許文献２には、回転炉床方式の焼成炉で得られた還元鉄からスクリーンを用いて篩分けし、直径５ｍｍ以上の還元鉄を製品として回収することが記載されている。この技術は、炉床上で溶鉄と溶融スラグを製造するものであり、ＩＴｍｋ３法に属している。しかしこの文献には、還元炉から排出された加熱還元物から、篩と磁選機を用いて金属鉄製品を回収することは記載されているが、破砕プロセスについては記載されていない。
【００１６】
上記特許文献３には、還元鉄を完全に溶融させることによって還元鉄とスラグに分離する方法は開示されている。しかし、この文献には、炉内で生成した粒状金属鉄と副生スラグを、磁選機と篩を用いて分離することしか記載されておらず、破砕プロセスについては記載されていない。
【００１７】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化した塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱した後、炉内から排出される排出物を金属鉄とスラグに分離し、金属鉄を回収して金属鉄を製造するにあたり、上記排出物から金属鉄を効率良く回収して、金属鉄を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決することのできた本発明に係る金属鉄の製造方法とは、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程と、得られた混合物を冷却する工程と、冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、破砕機を用いて破砕する工程と、得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、を含む点に要旨を有している。
【００１９】
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて篩上と篩下に分ける工程と、得られた篩上を、破砕機を用いて破砕する工程と、得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、を更に含んでもよい。
【００２０】
前記破砕機としては、例えば、ハンマーミル、ケージミル、ローターミル、ボールミル、ローラーミルまたはロッドミルを用いることが好ましい。
【００２１】
前記篩上は、鉄分換算で９５％以下の鉄を含有していることが好ましい。
【００２２】
前記篩上を破砕するに先立って、前記篩上を磁選機を用いて磁選して磁着物を回収し、回収された磁着物を破砕してもよい。
【００２３】
前記セパレータとしては、例えば、磁選機、風選機、篩ｂなどを用いることができる。前記篩ｂを用いて篩分けを行った後、篩下を磁選機を用いて磁選して金属鉄を回収してもよい。前記篩ｂとしては、例えば、目開きが１〜８ｍｍの篩を用いることができる。前記磁選機を用いて磁選して得られた磁着物を、粉砕機を用いて粉砕する粉砕工程を更に含んでもよい。
【００２４】
前記粉砕工程で得られた粉砕物を、再度、粉砕機を用いて粉砕してもよい。また、前記粉砕工程で得られた粉砕物を、磁選機を用いて磁選して磁着物を回収してもよい。前記回収された磁着物は、塊成化してもよい。
【００２５】
前記粉砕機としては、例えば、ボールミル、ロッドミル、ケージミル、ローターミルまたはローラーミルを用いることができる。
【００２６】
上記課題は、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程と、得られた混合物を冷却する工程と、冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩を用いて篩分けを行う篩分け工程と、前記篩分け工程で得られた篩下を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、を含む金属鉄の製造方法によっても解決することができる。
【００２７】
前記セパレータとして、磁選機を用い、該磁選機で磁選して得られた磁着物を前記金属鉄として回収してもよい。回収された磁着物を、粉砕機を用いて粉砕する工程と、得られた粉砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、を含んでもよい。
【００２８】
前記篩分け工程で得られた篩下の少なくとも一部を、粉砕機を用いて粉砕する工程を更に含んでもよい。前記粉砕機を用いて粉砕する工程で得られた粉砕物は、磁選機を用いて磁選し、得られた磁着物を回収してもよい。また、前記粉砕機を用いて粉砕する工程で得られた粉砕物は、再度、粉砕機を用いて粉砕してもよい。
【００２９】
前記回収された金属鉄または前記回収された磁着物は、塊成化してもよい。
【００３０】
前記粉砕機としては、前記磁着物に、衝撃力、摩擦力、または圧縮力よりなる群から選ばれる少なくとも１種を加えるものを用いることができる。前記粉砕機としては、例えば、ボールミル、ロッドミル、ケージミル、ローターミルまたはローラーミルなどを用いることが好ましい。
【００３１】
前記篩ａとしては、目開きが２〜８ｍｍの篩を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の製造方法によれば、移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄とスラグと床敷材を含む排出物に対して、破砕または粉砕を適切に行っているため、上記排出物から金属鉄を効率良く回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、実施例で得られた金属鉄Ｄの外観形状を撮影した図面代用写真である。
【図２】図２は、磁着物と非磁着物の粒度分布を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例で得られた磁着物を撮影した図面代用写真である。
【図４】図４は、粉砕時間とスラグ率との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、磁着物と非磁着物の粒度分布を示すグラフである。
【図６】図６は、金属鉄の他の製造工程を示す模式図である。
【図７】図７の（ａ）と（ｂ）は、いずれも金属鉄の他の製造工程を示す模式図である。
【図８】図８は、金属鉄の他の製造工程を示す模式図である。
【図９】図９は、金属鉄の製造工程の全体像を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明者らは、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化した塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成した後、得られた混合物を炉内で冷却し、固形物とした後に移動炉床式加熱炉から排出し、排出物から金属鉄を分離回収して金属鉄を製造するにあたり、金属鉄の回収効率を高めて金属鉄の生産性を向上させるために、鋭意検討を重ねてきた。その結果、移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物に対して、破砕または粉砕を適切に行えば、金属鉄の回収効率が高くなり、金属鉄の生産性を向上できることが明らかとなり、本発明を完成した。
【００３５】
以下、本発明を完成するに至った経緯について説明した後、本発明の特徴部分について詳細に説明する。
【００３６】
まず、本発明者らが種々検討したところ、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む塊成物を、移動炉床式加熱炉に装入して加熱して溶融させると、還元された金属鉄は凝集して粒径が２〜８ｍｍ程度以上となることが分かった。そのため、移動炉床式加熱炉から排出される排出物のうち、粒径が２〜８ｍｍ程度以上のものを回収すれば、金属鉄を効率良く回収できる。
【００３７】
ところが、移動炉床式加熱炉で塊成物を１３５０〜１５００℃程度の高温で加熱しても、塊成物の全量を定常状態で一定温度にすることは、炉体からの放熱、挿入物の量および重なり等の設置条件等の変動によって困難である。このため、塊成物に含まれる酸化鉄を還元し、移動炉床式加熱炉の炉床上で全量を溶融金属鉄と溶融スラグに分離するには、塊成物のなかでも最低温度となっている塊成物を金属鉄とスラグがともに溶融する温度になるまで温度上昇させるか、或いは加熱時間を長くする必要がある。しかし過剰な高温加熱や加熱時間の延長は、熱エネルギーが多量に必要となり、実用的ではない。そのため塊成物に含まれる酸化鉄の全量を、粒径が２〜８ｍｍ程度以上の金属鉄とし、鉄純度の高い製品として出荷することは困難と考えられる。即ち、粒径が２〜８ｍｍ程度以上になったとしても、塊成物に含まれる鉄量のうち、２０〜５０％の鉄は、スラグを内在した変形粒鉄となるか、還元鉄が塊成化した塊成物（以下、還元塊成物ということがある）が複数個結合したものにスラグが付着した鉄の塊となるか、還元鉄の外殻形状を残した金属鉄などになる。このようにスラグが共存する不完全な金属鉄が混在すると、粒径が２〜８ｍｍ程度以上のものを回収しても、金属鉄製品の鉄純度が低下する。
【００３８】
そこで本発明では、移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄とスラグを含む排出物を、破砕機を用いて破砕した後、セパレータを用いて選別すれば、金属鉄を効率良く回収できることが明らかとなった。即ち、上記排出物に含まれるスラグ率［（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）／Ｔ．Ｆｅ×１００］を算出すると１．６８％であったが、この排出物を、破砕機を用いて破砕してからセパレータとして磁選機を用いて磁選すると、磁着物に含まれるスラグ率は０．７２％に低減した。粒径２〜８ｍｍ程度以上で、且つスラグを充分に分離すると、粒状金属鉄に含まれるスラグ率は０．２０％以下に抑えることができるが、０．７２％程度のスラグ率であれば、溶解精錬炉の原料として用いても経済的に充分使用可能である。
【００３９】
一方、移動炉床式加熱炉で塊成物を加熱する際には、塊成物と共に塊成物由来の粉末や破片が炉内に送入されて金属鉄になったもの、および還元過程で生成する一部の金属鉄は炉内で粒径が２ｍｍ以下の微細な金属鉄になることがある。また、炉内で還元された塊成物が、移動炉床式加熱炉から排出される際の機械的衝撃によって、粒径が２ｍｍ以下の微細な金属鉄を生成することがある。移動炉床式加熱炉から排出される排出物のうち、粒径が２ｍｍ程度以下の排出物には、微細な金属鉄が含まれていたが、炉床を保護するために炉内に送入される床敷材や、炉床材、スラグ等が主体であったため、篩分けして磁選した後、床敷材として再利用されていた。磁選分離して得られる磁着物に含まれる金属鉄を回収しようとすると、磁着物にはスラグが多く（スラグ率は、例えば、約１４％）含まれているため、金属鉄とスラグに分離する操作が必要となり、スラグを除去しない場合には、商品価値の低い金属鉄となる。こうした磁着物に含まれるスラグは、金属鉄の表面に付着しているため、例えば、ボールミルやロッドミルのように、衝撃力、摩擦力、または圧縮力よりなる群から選ばれる少なくとも１種を加える粉砕機を用いてスラグを除去すれば良いことが分かった。
【００４０】
以上の通り本発明では、従来から知られている移動炉床式加熱炉を用いた金属鉄の製造方法に対して、破砕または粉砕を適切に行っているため、金属鉄に含まれるスラグ量を低減でき、金属鉄の付加価値を大きく向上できると共に、移動炉床式加熱炉の操業変動による金属鉄の品質のバラツキを低減できる。
【００４１】
以下、本発明について説明する。
【００４２】
本発明に係る金属鉄の製造方法とは、
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程（以下、塊成化工程ということがある）と、
得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程（以下、加熱工程ということがある）と、
得られた混合物を冷却する工程（以下、冷却工程ということがある）と、
冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程（以下、排出工程ということがある）と、
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、破砕機を用いて破砕する工程（以下、破砕工程ということがある）と、
得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程（以下、第一金属鉄回収工程ということがある）と、
を含むところに特徴がある。
【００４３】
［塊成化工程］
塊成化工程では、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化し、塊成物を製造する。
【００４４】
上記酸化鉄含有物質としては、具体的には、鉄鉱石、砂鉄、製鉄ダスト、非鉄精錬残渣、製鉄廃棄物などを用いることができる。
【００４５】
上記炭素質還元剤としては、例えば、石炭やコークスなどを用いることができる。
【００４６】
上記炭素質還元剤は、上記酸化鉄含有物質に含まれる酸化鉄を還元できる量の炭素を含有していればよい。具体的には、上記酸化鉄含有物質に含まれる酸化鉄を還元できる炭素量に対して、０〜５質量％の余剰に含有していればよい。
【００４７】
上記酸化鉄含有物質および炭素質還元剤を含む上記混合物には、更に融点調整剤を配合することが好ましい。
【００４８】
上記融点調整剤とは、金属鉄の融点に影響する物質は除くこととし、塊成物に含まれる酸化鉄以外の成分（特に、脈石や灰分）の融点に影響する物質を意味する。即ち、上記混合物に融点調整剤を配合することによって、塊成物に含まれる酸化鉄以外の成分（特に、脈石や灰分）の融点に影響を与え、例えばその融点を降下させることができる。それにより脈石や灰分は、溶融が促進され、溶融スラグを形成する。このとき酸化鉄の一部は溶融スラグに溶解し、溶融スラグ中で還元されて金属鉄となる。溶融スラグ中で生成した金属鉄は、固体のまま還元された金属鉄と接触することにより、固体の還元鉄として凝集する。
【００４９】
上記融点調整剤としては、少なくともＣａＯ供給物質を含むものを用いることが好ましい。上記ＣａＯ供給物質としては、例えば、ＣａＯ（生石灰）、Ｃａ（ＯＨ）2（消石灰）、ＣａＣＯ3（石灰石）、およびＣａＭｇ（ＣＯ3）2（ドロマイト）よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合することが好ましい。
【００５０】
上記融点調整剤としては、上記ＣａＯ供給物質のみを用いても良いし、上記ＣａＯ供給物質に加えて、例えば、ＭｇＯ供給物質、Ａｌ2Ｏ3供給物質、ＳｉＯ2供給物質などを用いることができる。ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、およびＳｉＯ2も、上記ＣａＯ同様、塊成物に含まれる鉄以外の成分（特に、脈石）の融点に影響する物質である。
【００５１】
上記ＭｇＯ供給物質としては、例えば、ＭｇＯ粉末、天然鉱石や海水などから抽出されるＭｇ含有物質、ＭｇＣＯ3よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合することが好ましい。上記Ａｌ2Ｏ3供給物質としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3粉末、ボーキサイト、ベーマイト、ギブサイト、ダイアスポアなどを配合することが好ましい。上記ＳｉＯ2供給物質としては、例えば、ＳｉＯ2粉末や珪砂などを用いることができる。
【００５２】
上記塊成物は、酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、および融点調整剤以外の成分として、バインダーなどが更に配合されていてもよい。
【００５３】
上記バインダーとしては、例えば、多糖類など（例えば、コーンスターチや小麦粉等の澱粉、或いは糖蜜など）を用いることができる。
【００５４】
上記酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、および融点調整剤は、混合する前に予め粉砕しておくことが好ましい。例えば、上記酸化鉄含有物質は平均粒径が１０〜６０μｍ、上記炭素質還元剤は平均粒径が１０〜６０μｍ、上記融点調整剤は平均粒径が５〜６０μｍとなるように粉砕することが推奨される。
【００５５】
上記酸化鉄含有物質等を粉砕する手段は特に限定されず、公知の手段を採用できる。例えば、ロッドミル、ロールクラッシャ、ボールミルなどを用いればよい。
【００５６】
上記混合物を混合する混合機としては、例えば、回転容器形混合機や固定容器形混合機を用いることができる。
【００５７】
上記回転容器形混合機としては、例えば、回転円筒形、二重円錐形、Ｖ形などの混合機を用いることができる。
【００５８】
上記固定容器形混合機としては、例えば、混合槽内に回転羽（例えば、鋤など）を設けた混合機を用いることができる。
【００５９】
上記混合物を塊成化する塊成機としては、例えば、皿形造粒機（ディスク形造粒機）、円筒形造粒機（ドラム形造粒機）、双ロール型ブリケット成型機などを用いることができる。
【００６０】
上記塊成物の形状は特に限定されず、例えば、塊状、粒状、ブリケット状、ペレット状、棒状などであればよく、好ましくはペレット状やブリケット状であればよい。
【００６１】
［加熱工程］
加熱工程では、上記塊成化工程で得られた塊成物を、移動炉床式加熱炉に装入し、該塊成物が溶融して溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成するまで加熱する。
【００６２】
上記移動炉床式加熱炉とは、炉床がベルトコンベアのように炉内を移動する加熱炉であり、例えば、回転炉床炉やトンネル炉が挙げられる。
【００６３】
上記回転炉床炉とは、炉床の始点と終点が同じ位置になるように、炉床の外観形状が円形（ドーナツ状）に設計された炉であり、炉床上に供給された塊成物は、炉内を一周する間に加熱還元されて金属鉄（例えば、スポンジ状の鉄や、粒状金属鉄）を生成する。従って、回転炉床炉には、回転方向の最上流側に塊成物を炉内に供給する装入手段が設けられ、回転方向の最下流側（回転構造であるため、実際には装入手段の直上流側になる）に排出手段が設けられる。
【００６４】
上記トンネル炉とは、炉床が直線方向に炉内を移動する加熱炉である。
【００６５】
上記塊成物を上記移動炉床式加熱炉で加熱するときの温度は、例えば、１３５０〜１５００℃とすればよい。加熱温度が１３５０℃を下回ると、塊成物を溶融させることが困難となる。一方、加熱温度が１５００℃を超えてもエネルギーの無駄であるし、炉の損傷が発生することがある。
【００６６】
上記移動炉床式加熱炉の炉床上には、上記塊成物を炉内に装入するに先立って、床敷材を敷くことも好ましい態様である。床敷材を敷くことによって、移動炉床式加熱炉の炉床を保護できる。
【００６７】
上記床敷材としては、上記で炭素質還元剤として例示したものの他、耐火性粒子を用いることができる。
【００６８】
上記床敷材の粒径は、塊成物やその溶融物が潜り込まないように、３ｍｍ以下であることが好ましい。粒径の下限については、バーナーの燃焼ガスによって吹き飛ばされないように０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６９】
［冷却工程］
冷却工程では、上記加熱工程で得られた混合物（即ち、溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物）を移動炉床式加熱炉内で冷却する。
【００７０】
冷却手段は特に限定されないが、例えば、移動炉床式加熱炉の下流側に、燃焼バーナーを設けず、壁面に冷媒を通して室内を冷却できるように構成した冷却室を設ければよい。
【００７１】
［排出工程］
排出工程では、上記冷却工程で冷却して得られた固形物を、上記移動炉床式加熱炉から排出する。排出された固形物は、移動炉床式加熱炉の外で、更に冷却すればよい。
【００７２】
［破砕工程］
破砕工程では、上記排出工程で移動炉床式加熱炉から排出された固形物（即ち、金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物）を、破砕機を用いて破砕する。
【００７３】
上記破砕機としては、対象物に対して衝撃を加えるように構成した破砕機を用いることが好ましい。更に好ましくは、対象物に対して強い衝撃を加えるように構成した破砕機を用いることが好ましい。破砕機としては、例えば、ハンマーミル、ケージミル、ローターミル、ボールミル、ローラーミルまたはロッドミルなどを用いればよい。更に、衝撃力と耐久性の観点から、ハンマーミル、ケージミル、またはロッドミルを用いることが望ましい。
【００７４】
上記破砕機としてハンマーミルを用いる場合には、ロストルの間隔を５〜２０ｍｍとして破砕することが好ましい。ロストルの間隙を大きくし過ぎると、破砕機によって衝撃を殆んど受けないで排出される排出物の割合が多くなるため、上限は２０ｍｍとすることが好ましい。一方、ロストルの間隙を５ｍｍ未満と小さくし過ぎると、間隙以下の粒径になるまで繰り返し衝撃を加える必要があるため、過剰粉砕になると共に、機器の磨耗とエネルギーの多量使用となり好ましくない。従って下限は５ｍｍとすることが好ましい。ロストルの間隙は、より好ましくは１０〜１５ｍｍである。標準的な操業条件で温度変動がある場合には、排出物中のうち、粒径が１０〜１５ｍｍの割合が、約５０％だからである。
【００７５】
［第一金属鉄回収工程］
第一金属鉄回収工程では、上記破砕工程で得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する。即ち、上記破砕物から回収される金属鉄は、スラグ含有量が少なく、そのまま製品として用いることができる。
【００７６】
本発明では、
上記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて篩上（即ち、篩上に残留した粉末）と篩下（即ち、篩を通過した粉末）に分ける工程（以下、篩分け工程ということがある）と、
得られた篩上を、破砕機を用いて破砕する工程（破砕工程）と、
得られた破砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程（金属鉄回収工程）と、
を含んでもよい。
【００７７】
［篩分け工程］
篩分け工程では、上記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて篩分けを行う。
【００７８】
上記篩ａとしては、目開きが２〜８ｍｍの篩を用いることが好ましい。目開きが２ｍｍ未満であるか、８ｍｍを超えると、後述するように、粉砕や磁選を組み合わせても、金属鉄の回収効率を高めることが困難となる。
【００７９】
上記篩分け工程で得られた篩上は、鉄分換算で９５％以下の鉄を含有しており、この篩上には、溶融金属鉄、溶融スラグ、不完全溶融の金属鉄、不完全溶融のスラグなどが含まれる。
【００８０】
上記篩分け工程で得られた篩上は、上記破砕機で破砕するに先立って、該篩上を磁選機を用いて磁選し、回収された磁着物を破砕してもよい。このとき磁選して回収された非磁着物は、粉砕機を用いて粉砕し、得られた粉砕物は、再度、磁選機を用いて磁選すればよい。粉砕と磁選を繰り返すことによって、金属鉄とスラグの分離性を向上させることができ、金属鉄の回収率を高めることができる。磁選機で再度磁選して得られた磁着物は、金属鉄として回収すればよく、非磁着物はスラグが主体となっており、金属鉄は殆ど含まれていないため、路盤材等の原料としてリサイクルすればよい。
【００８１】
前記セパレータとしては、例えば、磁選機、風選機、篩ｂなどを用いることができる。
【００８２】
上記セパレータとして上記篩ｂを用いる場合には、篩ｂを用いて篩分けを行った後、篩下を、磁選機を用いて磁選して得られた磁着物を金属鉄として回収することが好ましい。回収された金属鉄は、スラグ率が比較的低くなっている。一方、磁選機で磁選された非磁着物は、主にスラグである。
【００８３】
なお、上記篩ｂを用いて篩分けを行った後、篩上は、粒径が大きい金属鉄であるため、そのまま製品として使用してもよいし、磁選機を用いて磁選して得られた磁着物を金属鉄として回収してもよい。また、篩上は、必要に応じて、バインダー等を添加してブリケット等の形状に塊成化してもよい。一方、磁選機で磁選された非磁着物は、主にスラグである。
【００８４】
上記篩ｂとしては、例えば、目開きが１〜８ｍｍの篩を用いることが好ましい。
【００８５】
本発明では、前記磁選機を用いて磁選して得られた磁着物を、粉砕機を用いて粉砕する粉砕工程を更に含んで操業してもよい。上記粉砕工程で得られた粉砕物は、再度、粉砕機を用いて粉砕してもよい。また、上記粉砕工程で得られた粉砕物は、磁選機を用いて磁選して磁着物を金属鉄として回収してもよい。この回収された磁着物は、例えば、ブリケット形状に塊成化し、鉄源として用いればよい。
【００８６】
上記粉砕機としては、例えば、ボールミル、ロッドミル、ケージミル、ローターミルまたはローラーミルを用いることができる。なお、粉砕対象が小粒の場合は、衝撃力が加わりにくく、金属鉄とスラグの分離が困難なため、ケージミルやローターミルを用いることが望ましい。ケージミルやローターミルは、小粒であっても強い衝撃を加えることができるからである。
【００８７】
次に、本発明に係る金属鉄の他の製造方法について説明する。
【００８８】
本発明では、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程（塊成化工程）と、
得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程（加熱工程）と、
得られた混合物を冷却する工程（冷却工程）と、
冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程（排出工程）と、
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩を用いて篩分けを行う篩分け工程と、
前記篩分け工程で得られた篩下を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程（以下、第二金属鉄回収工程ということがある）と、
を含むところに特徴がある。
【００８９】
上記工程のうち、塊成化工程、加熱工程、冷却工程、排出工程、および篩分け工程については、上記と同じ内容であるため、説明は省略し、以下、第二金属鉄回収工程について詳細に説明する。
【００９０】
［第二金属鉄回収工程］
第二金属鉄回収工程では、上記篩分け工程で得られた篩下を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する。一方、セパレータを用いて選別された金属鉄以外のものは、殆どがスラグであり、金属鉄は殆ど含まれていないため、例えば、路盤材や土壌改良剤等の原料として利用すればよい。
【００９１】
上記セパレータとしては、例えば、磁選機を用い、該磁選機で磁選して得られた磁着物を前記金属鉄として回収してもよい（以下、磁着物回収工程ということがある）。
【００９２】
即ち、磁着物回収工程では、上記篩分け工程で得られた篩下を、磁選機を用いて磁選して磁着物を回収する。一方、磁選して選別された非磁着物は、殆どが床敷材であるため、リサイクルすればよい。
【００９３】
本発明では、上記磁着物回収工程で回収された磁着物を、粉砕機を用いて粉砕する工程（以下、粉砕工程ということがある）と、
得られた粉砕物を、セパレータを用いて選別して金属鉄を回収する工程と、
を更に含んでもよい。
【００９４】
上記粉砕機は、上記磁着物に、衝撃力、摩擦力、または圧縮力よりなる群から選ばれる少なくとも１種を加える装置を用いればよく、衝撃力、摩擦力、または圧縮力を加えることによって、磁着物からスラグを分離できる。
【００９５】
上記粉砕機としては、例えば、ボールミル、ロッドミル、ケージミル、ローターミルまたはローラーミルなどを用いることができる。また、上記粉砕機として、ハンマーミルを用いてもよい。
【００９６】
本発明では、上記篩分け工程で得られた篩下の少なくとも一部を、粉砕機を用いて粉砕する工程を更に含んで操業してもよい。粉砕機を用いて粉砕する工程で得られた粉砕物は、磁選機を用いて磁選し、磁着物を回収してもよい。また、粉砕機を用いて粉砕する工程で得られた粉砕物は、再度、粉砕機を用いて粉砕してもよい。
【００９７】
上記セパレータを用いて選別して回収された金属鉄または上記磁選機を用いて磁選して回収された磁着物は、例えば、ブリケット形状に、塊成化し、鉄源として用いればよい。
【００９８】
次に、本発明に係る金属鉄の製造方法の変形例について説明する。
【００９９】
本発明では、
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、
得られた塊成物と還元補助材（例えば、床敷材）を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程と、
得られた混合物を冷却する工程と、
冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて粗粒物と微粒物に分ける工程と、
得られた微粒物をセパレータを用いて選別して非金属鉄（例えば、床敷材）を回収する工程と、
を含んで操業してもよい。
【０１００】
本発明では、
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、
得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程と、
得られた混合物を冷却する工程と、
冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて粗粒物１と微粒物１に分ける工程と、
前記粗粒物１を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程で得られた破砕物を粗粒物２と微粒物２に篩分けする工程と、
前記微粒物１と前記微粒物２とを粉砕する工程と、
を含んで操業してもよい。
【０１０１】
前記篩ａを用いて分けられた微粒物１は、磁選機を用いて磁選し、得られた磁着物を前記微粒物２と混合してから粉砕してもよい。
【０１０２】
前記破砕工程で得られた破砕物を篩分けして得られた前記微粒物２は、磁選機を用いて磁選し、得られた磁着物を前記微粒物１と混合してから粉砕してもよい。
【０１０３】
本発明では、
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化する工程と、
得られた塊成物を移動炉床式加熱炉に装入して加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成する工程と、
得られた混合物を冷却する工程と、
冷却して得られた固形物を、前記移動炉床式加熱炉から排出する工程と、
前記移動炉床式加熱炉から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物を、篩ａを用いて粗粒物１と微粒物１に分ける工程と、
前記粗粒物１を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程で得られた破砕物を粗粒物２と微粒物２に篩分けする工程と、
前記微粒物１と前記微粒物２とを粉砕する工程と、
前記粉砕された粉砕物と前記粗粒物２とを混合し、これを塊成化する工程と、
を含んで操業してもよい。
【０１０４】
前記篩ａを用いて分けられた微粒物１は、磁選機を用いて磁選し、得られた磁着物を前記微粒物２と混合してから粉砕してもよい。
【０１０５】
前記破砕工程で得られた破砕物を篩分けして得られた前記微粒物２は、磁選機を用いて磁選し、得られた磁着物を前記微粒物１と混合してから粉砕してもよい。
【０１０６】
前記粉砕された粉砕物は、磁選機を用いて磁選し、得られた磁着物を塊成化してもよい。
【０１０７】
また、各工程で回収された回収物は、塊成化してもよい。
【０１０８】
以上、本発明に係る金属鉄の製造方法によれば、移動炉床式加熱炉からの排出物に対して破砕または粉砕を適切に行っているため、金属鉄を効率良く回収できる。
【０１０９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１１０】
［実施例１］
実施例１では、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む塊成物を移動炉床式加熱炉で加熱したときに、移動炉床式加熱炉から排出される排出物の粒度と外観との関係を調べた。
【０１１１】
まず、鉄鉱石、石炭、石灰石、およびバインダーを混合した混合物を塊成化し、塊成物（ペレット）を製造した。バインダーとしては、澱粉系バインダーを用いた。ペレットの製造には、パン型ペレタイザーを用い、平均直径が１９ｍｍの球状ペレットを製造し、得られた球状ペレットを１８０℃で１時間乾燥した。乾燥後のペレットの成分組成を下記表１に示す。
【０１１２】
次に、乾燥ペレットを回転炉床炉に投入し、約１４５０℃で、１０分間加熱し、ペレットを溶融させて溶融金属鉄と溶融スラグを形成した。炉内では、還元塊成物も生成していた。得られた混合物を回転炉床炉の下流側に設けられた冷却手段で冷却し、得られた固形物を回転炉床炉から排出して更に冷却した。
【０１１３】
回転炉床炉から排出された金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物は、目開きが２．５ｍｍの篩を用いて篩分けを行った。
【０１１４】
篩分けして得られた篩下は、磁選機を用いて磁選して磁着物と非磁着物に選別した。磁着物は、金属鉄として回収した。非磁着物は、主に床敷材であったため、リサイクルした。
【０１１５】
一方、篩分けして得られた篩上は、製品として回収できる金属鉄であり、外観形状に基づいて４種類に分類した。４種類の金属鉄の夫々について、全体に対する質量割合を算出すると共に、夫々の金属鉄について、各粒度における質量割合も算出し、その結果を下記表２に示す。また、４種類の金属鉄の成分組成を測定し、その結果を下記表３に示す。
【０１１６】
表２、表３から次のように考察できる。
【０１１７】
（金属鉄Ａ）
金属鉄Ａの外観形状は、粒状であった。金属鉄Ａの全体に対する質量割合は、６０．５％であった。この金属鉄Ａは、表２から明らかなように、粒度範囲が５〜１５ｍｍのものが主体であり、表３から明らかなように、スラグ含有量が少なく、高品位な粒状金属鉄であった。
【０１１８】
（金属鉄Ｂ）
金属鉄Ｂの外観形状は、偏平であり、複数個の金属鉄が固着した形状であった。金属鉄Ｂの全体に対する質量割合は、１３．８％であった。この金属鉄Ｂは、表２から明らかなように、粒度範囲が５〜２５．４ｍｍと広く、表３から明らかなように、上記金属鉄Ａよりスラグ含有量がやや多い金属鉄であった。
【０１１９】
（金属鉄Ｃ）
金属鉄Ｃの外観形状は、複数個の大きな金属鉄が結合し、その間にスラグが多く介在したものであった。金属鉄Ｃの全体に対する質量割合は、１０．６％であった。この金属鉄Ｃは、表２から明らかなように、粒度範囲が１５〜２５．４ｍｍのものが主体であり、表３から明らかなように、上記金属鉄Ａ、Ｂよりスラグ含有量が多い金属鉄であった。
【０１２０】
（金属鉄Ｄ）
金属鉄Ｄの外観形状は、外殻状金属鉄と球状ペレットが混合したものであった。金属鉄Ｄの全体に対する質量割合は、１５．１％であった。この金属鉄Ｄは、表２から明らかなように、粒度範囲が１５〜１９ｍｍのものが主体であり、表３から明らかなように、４種類の金属鉄のなかで、金属鉄Ｃと同様に、スラグ含有量が多い金属鉄であった。金属鉄Ｄの外観形状を撮影した図面代用写真を図１に示す。
【０１２１】
【表１】
2014043646.tif 000002
【０１２２】
【表２】
2014043646.tif 000003
【０１２３】
【表３】
2014043646.tif 000004
【０１２４】
次に、スラグ含有量が最も多く、低品位であった金属鉄Ｄについて、金属鉄とスラグを分離する方法について検討した。
【０１２５】
金属鉄Ｄを、振動ミルの１種であるディスクミルを用いて粉砕した。具体的には、金属鉄Ｄを１１２ｇをディスクミルに入れ、３０秒間粉砕した後、目開きが１ｍｍの篩を用いて篩分けを行い、篩上を更に３分間粉砕した。
【０１２６】
篩上を３．５分間粉砕した後の粉砕物について、粒度分布を調べ、その結果を下記表４に示す。表４から明らかなように、粒度範囲が３．３５ｍｍ以上の粗粒子が、全体に対して４６．９２％占めていた。この粗粒子は、金属鉄であったため、これ以上粉砕され難いものであった。
【０１２７】
次に、篩上を３．５分間粉砕した後の粉砕物を磁選分離し、磁着物と非磁着物の質量割合と、夫々の成分組成を測定した。測定結果を下記表５に示す。表５において、Ｍ．Ｆｅは金属鉄量を意味している。表５から明らかなように、磁選分離では、１２．７１％の非磁着物を分離できた。この非磁着物に含まれるスラグ量（ＳｉＯ2＋ＣａＯ＋Ａｌ2Ｏ3）は、７７％であった。
【０１２８】
磁着物について、金属化率、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の合計量、スラグ率、スラグ除去率を算出し、結果を下記表６に示す。
金属化率（％）＝（Ｍ．Ｆｅ／Ｔ．Ｆｅ）×１００
スラグ率（％）＝（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）／Ｔ．Ｆｅ×１００
スラグ除去率（％）＝［１−（粉砕後の磁着物中のスラグ量／粉砕前の試料中のスラグ量）］×１００
【０１２９】
なお、スラグ除去率を算出する際のスラグ量とは、ＳｉＯ2＋ＣａＯ＋Ａｌ2Ｏ3の合計を意味している。
【０１３０】
表６から明らかなように、金属化率は９４．９９％と高く、スラグ率は５．６９％から４．８１％に減少し、スラグ除去率は５６．６３％となった。よってスラグ含有量が最も多く、低品位であった金属鉄Ｄであっても、粉砕および磁選すれば、スラグ率が４．８１％程度の金属鉄を製造できることがわかった。
【０１３１】
【表４】
2014043646.tif 000005
【０１３２】
【表５】
2014043646.tif 000006
【０１３３】
【表６】
2014043646.tif 000007
【０１３４】
［実施例２］
上記実施例１に示したように、回転炉床炉から排出された金属鉄とスラグを含む排出物は、篩分けを行った後、篩上を外観形状に基づいて分離し、スラグ含有量が最も多い金属鉄を粉砕し、得られた粉砕物を磁選することによって金属鉄を回収することが合理的であるが、工業的には適正な分離方法を選定できない場合がある。
【０１３５】
そこで、実施例２では、表２に示した混合試料（回転炉床炉から排出された金属鉄とスラグを含む排出物を篩分けして得られる篩上であって、金属鉄Ａ〜Ｄの混合物）を破砕し、磁選して金属鉄を回収する方法を検討した。
【０１３６】
上記混合試料の破砕には、衝撃破砕できるハンマーミルを用いた。ハンマーの回転数は１２００ｒｐｍ、ロストルの目開きは１０ｍｍとし、混合試料２．４ｋｇを挿入し、約４０秒間破砕した。これを２回繰り返した後、粒度分布を測定した。結果を下記表７に示す。下記表７には、破砕前における粒度分布も併せて示した。
【０１３７】
表７から明らかなように、破砕前は、粒径が５．６６ｍｍ以上の粉末が９０．７％であったのに対し、破砕後は、粒径が５．６６ｍｍ以上の粉末は６６．８％に減少し、粒径が５．６６ｍｍ未満の粉末の割合が増加している。
【０１３８】
破砕後の粉末を、磁石を用いて手作業で磁選し、磁着物と非磁着物の粒度分布を調べた。その結果を図２に示す。図２では、磁着物の粒度分布を■、非磁着物の粒度分布を▲で示した。また、図２には、磁選前の粉末における粒度分布を◆で併せて示した。
【０１３９】
図２から明らかなように、破砕によって微細化したものは非磁着物であることが分かる。
【０１４０】
磁着物と非磁着物の成分組成を下記表８に示す。表８には、破砕後の磁選前粉末の成分組成（計算値）を併せて示す。下記表８から明らかなように、非磁着物には、Ｔ．Ｆｅが１２．１４％含まれているが、それ以外は殆どがスラグであった。
【０１４１】
破砕後で磁選前の粉末と、磁着物について、Ｔ．Ｆｅ、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）、スラグ率、Ｔ．Ｃを算出し、下記表９に示す。破砕後の磁選前粉末は、スラグ率が１．６９％であったのに対し、磁着物は、スラグ率が０．７２％に低下していた。
【０１４２】
磁着物を撮影した図面代用写真を図３に示す。図３に示すように、ハンマーミルを用いた破砕によって、粒子の表面が摩耗し、スラグが分離除去されていることが分かる。
【０１４３】
【表７】
2014043646.tif 000008
【０１４４】
【表８】
2014043646.tif 000009
【０１４５】
【表９】
2014043646.tif 000010
【０１４６】
［実施例３］
実施例３では、上記実施例１において、回転炉床炉から排出された金属鉄とスラグを含む排出物を、目開きが２．５ｍｍの篩を用いて篩分けを行って得られた篩下から金属鉄を回収する方法について検討した。
【０１４７】
目開きが２．５ｍｍの篩を用いて篩分けを行って得られた篩下を、磁選機を用いて磁選分離して得られた磁着物の粒度分布を下記表１０に示す。表１０から明らかなように、磁着物は、粒径が１．０ｍｍ未満の粉末が全体に対して５３．３８％を占めていることがわかる。
【０１４８】
また、目開きが２．５ｍｍの篩を用いて篩分けを行って得られた篩下を、磁選機を用いて磁選分離して得られた磁着物の成分組成を下記表１１に示す。表１１から明らかなように、金属化率は９８．５％（＝７３．８７／７４．９７×１００）と高いが、スラグ率も１３．６％［＝（８．４３＋１．７３）／７４．９７×１００］と高いことが分かる。
【０１４９】
そこで、目開きが２．５ｍｍの篩を用いて篩分けを行って得られた篩下を、磁選機を用いて磁選分離して得られた磁着物を、粉砕し、得られた粉砕物を、再度、磁選して金属鉄を回収した。即ち、目開きが２．５ｍｍの篩を用いて篩分けを行って得られた篩下を、磁選機を用いて磁選分離して得られた磁着物を、直径３０５ｍｍ×長さ３０５ｍｍの円筒容器に、鋼製ボールを２０ｋｇと、磁着物（試料）を１．４ｋｇ入れ、６８ｒｐｍで回転させて磁着物を粉砕した。粉砕時間は、０分（粉砕無し）、５分、１５分、または３０分とした。粉砕後、得られた粉砕物を、磁選機を用いて磁選し、磁着物と非磁着物の粒度分布を夫々調べた。結果を下記表１２に示す。下記表１２には、磁着物の割合と非磁着物の割合も併せて示した。
【０１５０】
また、磁着物についてスラグ率を算出し、結果を表１２に示すと共に、粉砕時間とスラグ率との関係を図４に示す。表１２および図４から明らかなように、粉砕時間を５分間としたときに得られた磁着物は、スラグ率が９．４４％であったのに対し、粉砕時間を３０分間としたときに得られた磁着物は、スラグ率が５．８９％に減少していた。従って粉砕時間を長くするに伴って、スラグ率を低減することができ、高品位な金属鉄を回収できることが分かる。ただし、粉砕時間１５分以降のスラグ率の低下は少なく、粉砕の効果は１５分でほぼ得られていた。
【０１５１】
また、磁着物と非磁着物の粒度分布を図５に示す。図５において、◆は粉砕時間が０分間のときの磁着物についての結果、◇は粉砕時間が０分間のときの非磁着物についての結果、■は粉砕時間が５分間のときの磁着物についての結果、□は粉砕時間が５分間のときの非磁着物についての結果、▲は粉砕時間が１５分間のときの磁着物についての結果、△は粉砕時間が１５分間のときの非磁着物についての結果、●は粉砕時間が３０分間のときの磁着物についての結果、○は粉砕時間が３０分間のときの非磁着物についての結果、を夫々示している。
【０１５２】
表１２および図５から明らかなように、磁着物については、粉砕時間を長くしても粒度分布はあまり変化しないのに対し、非磁着物については、粉砕時間を長くするに伴って、粒径が０．５０ｍｍ以下の微粉量が増加していることが分かる。
【０１５３】
【表１０】
2014043646.tif 000011
【０１５４】
【表１１】
2014043646.tif 000012
【０１５５】
【表１２】
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【０１５６】
［実施例４］
実施例４では、図６に示した金属鉄の製造工程に沿って金属鉄を製造し、破砕機３４における破砕条件および粉砕機３８に好適に用いられる粉砕機の種類について検討した。
【０１５７】
まず、図６に基づいて、金属鉄の製造工程を説明する。酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化して塊成物を製造した。得られた塊成物は、移動炉床式加熱炉３１に装入し、加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成した。得られた混合物を冷却し、冷却して得られた固形物を、移動炉床式加熱炉３１から排出した。移動炉床式加熱炉３１から排出された金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物は、篩ａ３２を用いて粗粒物と微粒物に分けた。篩ａ３２で得られた粗粒物（篩上）は、衝撃を加える破砕機３４を用いて破砕した。破砕して得られた破砕物は、セパレータ３５を用いて２種類に分離した。
【０１５８】
セパレータ３５としては、篩を用いた。篩で篩分けして得られた篩上は、系外へ製品として回収した。一方、篩で篩分けして得られた篩下は、磁選機３７へ装入した。磁選機３７で磁選して得られた磁着物は、粉砕機３８へ装入した。なお、上記セパレータ３５と上記磁選機３７は省略しても構わない。
【０１５９】
粉砕機３８で得られた粉砕物は、磁選機３９へ装入し、磁選した。磁選して得られた磁着物は、経路４８から金属鉄として回収した。なお、得られた磁着物が、スラグとの分離が更に必要な場合は、経路４８から金属鉄として回収せず、粉砕機４０へ装入した。
【０１６０】
粉砕機４０で得られた粉砕物は、磁選機４１へ装入し、磁選した。磁選して得られた磁着物は、経路４９から金属鉄として回収した。なお、得られた磁着物が、スラグとの分離が更に必要な場合は、経路４９から金属鉄として回収せず、再度、粉砕機へ装入して粉砕と磁選を繰り返してもよい。
【０１６１】
磁選機４１で磁選して得られた磁着物は、塊成化機３６（例えば、ブリケットマシン）へ装入し、塊成化し、製品５１として回収した。なお、上記塊成化機３６は省略しても構わない。また、図６では、磁選機３７、磁選機３９、磁選機４１で選別された非磁着物を系外へ排出する経路は図示していない。
【０１６２】
次に、本実施例では、破砕機３４における破砕条件を検討した。
【０１６３】
塊成物としては、下記表１３に示したペレットＡを用いた。この塊成物を、移動炉床式加熱炉３１に装入し、加熱還元した。炉内における加熱還元は、１４００〜１４５０℃で行った。
【０１６４】
【表１３】
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【０１６５】
篩ａ３２としては、目開きが３．３５ｍｍのものを用いた。
【０１６６】
破砕機３４としては、ロッドミルを用いた。ロッドミルとしては、内径が０．５ｍ、長さが０．９ｍのものを用い、粉砕媒体のロッドは４６０ｋｇ分装入した。
【０１６７】
ロッドミルに装入した粗粒物は５０ｋｇ、破砕条件は、回転数を４０ｒｐｍとし、破砕時間は、３分間、５分間、または１０分間とした。その結果、３分間破砕して得られた破砕物のスラグ率は、１０．２％であり、５分間破砕して得られた破砕物のスラグ率は、９．８％であり、１０分間破砕して得られた破砕物のスラグ率は、９．６％であった。なお、ロッドミルに装入した粗粒物のスラグ率は、２８．０％であった。
【０１６８】
スラグ率とは、粗粒物または破砕物に含まれるＴ．Ｆｅの質量に対して、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の合計質量の割合［（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3）／Ｔ．Ｆｅ×１００  ・・・（１）］を示している。
【０１６９】
以上の結果から、破砕機３４における破砕時間は、３分間で充分であることが分かった。
【０１７０】
次に、本実施例では、粉砕機３８に好適に用いられる粉砕機の種類についても検討した。なお、上記セパレータ３５と上記磁選機３７は省略した。
【０１７１】
粉砕機３８としては、ロッドミルまたはケージミルを用いた。
【０１７２】
ロッドミルを用いた場合は、粉砕は１回（粉砕時間は１５分間）とした。その結果、粉砕機３８としてロッドミルを用いた場合は、スラグ率は１３．８％であった。
【０１７３】
ケージミルを用いた場合は、粉砕を３回行った。即ち、１パス目の粉砕を行った後、サンプルの一部を採取し、これを磁選し、得られた磁着物のスラグ率を測定した。残りのサンプルは、２パス目の粉砕を行った。２パス目の粉砕を行った後、サンプルの一部を採取し、これを磁選し、得られた磁着物のスラグ率を測定した。残りのサンプルは、３パス目の粉砕を行った後、磁選し、磁着物のスラグ率を測定した。ケージミルとしては、列数が４、最外列の直径が０．７５ｍのものを用い、最大４０ｍ／秒の速度でケージのピンを粉砕物に衝突させて粉砕した。その結果、粉砕機３８としてケージミルを用いた場合は、１パス目は９．８％、２パス目は７．９％、３パス目は６．５％であった。ケージミルを用いた場合は、粉砕を繰り返すことによって、スラグ率を一段と低減できることが分かった。
【０１７４】
以上の結果から、粉砕機３８として、ロッドミルを用いるよりも、ケージミルを用いた方が、粉砕物に含まれるスラグ率は、相対的に低くなることが分かった。
【０１７５】
［実施例５］
実施例５では、図７に示した金属鉄の製造工程に沿って金属鉄を製造し、粉砕物に含まれるＴ．Ｆｅ量と、Ｆｅの歩留まりについて検討した。
【０１７６】
まず、図７（ａ）に示した金属鉄の製造工程について説明する。
【０１７７】
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化して塊成物を製造した。得られた塊成物は、移動炉床式加熱炉３１に装入し、加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成した。得られた混合物を冷却し、冷却して得られた固形物を、移動炉床式加熱炉３１から排出した。
【０１７８】
移動炉床式加熱炉３１から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物は、篩ａ３２を用いて粗粒物と微粒物に分けた。上記篩ａ３２で得られた微粒物（篩下）は、磁選機４２へ装入し、磁選した。磁選して得られた非磁着物は、経路４３から系外へ排出し、移動炉床式加熱炉の床敷材として使用した。磁選して得られた磁着物は、Ｔ．Ｆｅが６６．０５％であり、これを粉砕機４４へ装入し、粉砕した。
【０１７９】
粉砕機４４で粉砕して得られた粉砕物は、セパレータ４５で２種類に分離した。図７（ａ）では、セパレータ４５として、磁選機４５を用いた。
【０１８０】
本実施例では、図７（ａ）に示した粉砕機４４として、ボールミルを用い、磁選機４２で選別された磁着物を粉砕した。ボールミルとしては、内径が０．５ｍ、長さが０．５ｍのものを用いた。粉砕試料を約４０ｋｇ装入し、粉砕媒体のボールを１８０ｋｇ装入し、回転数を４０ｒｐｍ、粉砕時間は９分間として粉砕した。なお、粉砕時間を９分間を超えて延長しても磁選した磁着物のＴ．Ｆｅ率を高めることは困難であったため、粉砕時間は９分間とした。
【０１８１】
粉砕機４４で粉砕して得られた粉砕物に含まれるＴ．Ｆｅ量と、Ｆｅの歩留まり率を測定した。その結果、Ｔ．Ｆｅは８４．５％、Ｆｅの歩留まり率は、９６．３％であった。
【０１８２】
次に、図７（ｂ）に示した金属鉄の製造工程について説明する。図７（ｂ）に示した金属鉄の製造工程は、上記図７（ａ）に示した金属鉄の製造工程の変形例である。
【０１８３】
図７（ｂ）に示した金属鉄の製造工程は、図７（ａ）に示した金属鉄の製造工程に対して、磁選機４５で得られた磁着物を粉砕機４６で粉砕する工程と、粉砕機４６で粉砕して得られた粉砕物を磁選機５２で磁選する工程が追加されている以外は、図７（ａ）と同じである。なお、セパレータ４５（磁選機４５）は省略しても構わない。
【０１８４】
本実施例では、図７（ｂ）に示す粉砕機４４および粉砕機４６として、ケージミルを用いた。即ち、磁選機４２で選別された磁着物をケージミル４４で粉砕し、試料の一部を採取し、残りはケージミル４６に装入し、粉砕した。
【０１８５】
ケージミルでの粉砕条件は、上記実施例５で示した条件と同じである。
【０１８６】
ケージミル４４で粉砕（即ち、１回目の粉砕）して得られた粉砕物から採取した試料を、図示しない磁選機で磁選した。得られた磁着物に含まれるＴ．Ｆｅは、８５．８％、Ｆｅの歩留まり率は、９７．７％であった。また、ケージミル４４で粉砕（即ち、１回目の粉砕）して得られた粉砕物から採取した試料を、図示しない磁選機で磁選し、得られた磁着物を、目開きが０．３ｍｍの篩にかけて粒径が０．３ｍｍ以下の微粉を取り除いた。粒径が０．３ｍｍ以下の微粉には、スラグが多く含まれており、Ｔ．Ｆｅ量が少ないため、Ｆｅの歩留まり率は、８９．４％と若干低下したものの、Ｔ．Ｆｅ量は９３．６％と増加し、更に使用価値が高い鉄製品となった。
【０１８７】
ケージミル４６で粉砕（即ち、２回目の粉砕）して得られた粉砕物を、磁選機５２で磁選し、得られた磁着物に含まれるＴ．Ｆｅは、８８．７％、Ｆｅの歩留まり率は、９５．９％であった。
【０１８８】
［実施例６］
実施例６では、図８に示した金属鉄の製造工程に沿って金属鉄を製造し、粉砕機４４の種類が、粉砕物に含まれるＴ．ＦｅおよびＦｅの歩留まり率に及ぼす影響について検討した。
【０１８９】
まず、図８に基づいて、金属鉄の製造工程を説明する。
【０１９０】
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化して塊成物を製造した。得られた塊成物は、移動炉床式加熱炉３１に装入し、加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成した。得られた混合物を冷却し、冷却して得られた固形物を、移動炉床式加熱炉３１から排出した。移動炉床式加熱炉３１から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物は、篩ａ３２を用いて粗粒物と微粒物に分ける。篩ａとしては、目開きが３．３５ｍｍのものを用いた。
【０１９１】
上記篩ａ３２で得られた粗粒物（篩上）は、磁選後、磁着物を製品として回収した。上記篩ａ３２で得られた微粒物（篩下）は、磁選機４２へ装入し、磁選した。磁選して得られた非磁着物は、経路４３から系外へ排出し、移動炉床式加熱炉の床敷材として使用した。磁選して得られた磁着物は、粉砕機４４へ装入し、粉砕した。
【０１９２】
粉砕機４４で粉砕して得られた粉砕物は、磁選機５５へ装入し、磁選した。
【０１９３】
磁選機５５で選別された磁着物は、セパレータ４５で２種類に分離した。図８では、セパレータ４５として、篩４５を用いた例を示した。篩の目開きは０．３ｍｍである。
【０１９４】
セパレータ４５として用いた篩４５で篩分けされた篩下は、系外へ排出し、篩上は、塊成化機５３（例えば、ブリケットマシン）へ装入し、塊成化してブリケット等の形状に成形し、製品５４として回収した。
【０１９５】
なお、製品中の鉄分純度の高さよりも鉄分歩留まりを優先する場合は、篩４５を省略し、磁選機５５の磁着物を成形し、製品としてもよい。
【０１９６】
本実施例では、図８に示した粉砕機４４としてボールミルまたはケージミルを用いた。
【０１９７】
ボールミルとしては、内径が０．５ｍ、長さが０．５ｍのものを用いた。粉砕試料を約４０ｋｇ装入し、粉砕媒体のボールを１８０ｋｇ装入し、回転数を４０ｒｐｍ、粉砕時間は９分間として粉砕した。なお、粉砕時間を９分間を超えて延長しても磁選した磁着物のＴ．Ｆｅ率を高めることは困難であったため、粉砕時間は９分間とした。
【０１９８】
粉砕機４４で粉砕して得られた粉砕物に含まれるＴ．Ｆｅ量と、Ｆｅの歩留まり率を測定した。その結果、Ｔ．Ｆｅは８４．４６％、Ｆｅの歩留まり率は、９６．２７％であった。
【０１９９】
一方、ケージミルを用いた場合は、磁選機４２で選別された磁着物をケージミル４４で粉砕した。ケージミル４４で粉砕した後（１回目の粉砕後）に回収した試料を、磁選機５５で磁選した。得られた磁着物に含まれるＴ．Ｆｅは、８５．７７％、Ｆｅの歩留まり率は、９７．７％であった。
【０２００】
また、磁選機５５で磁選して得られた磁着物を、目開きが０．０４５ｍｍ、０．３ｍｍ、１．０ｍｍ、３．３５ｍｍの篩を用いて篩分けを行い、０．０４５ｍｍ以下、０．０４５ｍｍ超０．３ｍｍ以下、０．３ｍｍ超１．０ｍｍ以下、１．０ｍｍ超３．３５ｍｍ以下、３．３５ｍｍ超の５段階に分級し、夫々の頻度におけるＴ．Ｆｅ量を算出した。その結果、０．０４５ｍｍ以下の粉末におけるＴ．Ｆｅ量は３２．３０％、０．０４５ｍｍ超０．３ｍｍ以下の粉末におけるＴ．Ｆｅ量は４５．２７％、０．３ｍｍ超１．０ｍｍ以下の粉末におけるＴ．Ｆｅ量は８６．８２％、１．０ｍｍ超３．３５ｍｍ以下の粉末におけるＴ．Ｆｅ量は９６．１８％、３．３５ｍｍ超の粉末におけるＴ．Ｆｅ量は９６．２０％であった。この結果から明らかなように、微粉ほどスラグ分が多く、Ｔ．Ｆｅ量が少ないことが分かる。従って、微粉を取り除くと、Ｆｅの歩留まりは多少低下するものの、その影響は小さく、一方、平均的なＴ．Ｆｅ高めることができるため、有効である。なお、ここでは、微粉の選別に篩を用いたが、例えば、粒径が２ｍｍ以下の微粉を多量に分別するときには、篩の代わりに風選機を用いることが適している。
【０２０１】
また、ケージミル４４で粉砕した後（１回目の粉砕後）に回収した試料を、磁選機５５で磁選し、得られた磁着物を、目開きが０．３ｍｍの篩４５にかけて粒径が０．３ｍｍ以下の微粉を取り除いた。粒径が０．３ｍｍ以下の微粉には、スラグが多く含まれており、Ｔ．Ｆｅ量が少ないため、Ｆｅの歩留まり率は、８９．４％と若干低下したものの、Ｔ．Ｆｅ量は９３．６％と増加し、更に使用価値が高い鉄製品となった。
【０２０２】
また、ケージミルで１パス目の粉砕を行った後、一部は、再度、ケージミルに返送し、２パス目の粉砕を行ってから、粉砕物を磁選機５５へ装入して磁選し、磁着物と非磁着物に選別した。選別して得られた非磁着物は、セパレータ２５で篩分けを行った。篩上に含まれるＴ．Ｆｅ量と、Ｆｅの歩留まり率を算出した。その結果、Ｔ．Ｆｅ量は、８８．７２％であり、Ｆｅの歩留まり率は、９５．９％であった。
【０２０３】
以上の結果から、粉砕機４４の種類によって、得られる粉砕物に含まれるＴ．Ｔｅ量およびＦｅの歩留まり率は変化することが分かる。
【０２０４】
［実施例７］
実施例７では、本発明に係る金属鉄の製造方法における全工程について、図９を用いて説明する。
【０２０５】
酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含む混合物を塊成化して塊成物を製造した。得られた塊成物は、移動炉床式加熱炉３１に装入し、加熱し、該塊成物を溶融させて溶融金属鉄、溶融スラグ、および還元塊成物を形成した。得られた混合物を冷却し、冷却して得られた固形物を、移動炉床式加熱炉３１から排出した。
【０２０６】
移動炉床式加熱炉３１から排出される金属鉄、スラグ、および床敷材を含む排出物は、篩ａ３２を用いて粗粒物と微粒物に分けた。篩ａ３２で得られた粗粒物（篩上）は、磁選機３３を用いて磁選した。磁選して得られた非磁着物は、図示しない経路から系外へ排出した。磁選して得られた磁着物は、衝撃を加える破砕機３４を用いて破砕した。
【０２０７】
破砕して得られた破砕物は、セパレータ３５を用いて２種類に分離した。セパレータ３５としては、例えば、磁選機、風選機、篩ｂなどを用いることができる。
【０２０８】
上記セパレータ３５として、磁選機を用いた場合は、磁選して得られた磁着物は塊成化機３６へ装入し、非磁着物は磁選機３７へ装入すればよい。なお、セパレータ３５として磁選機を用いる場合は、下工程で用いる磁選機３７よりも磁力を小さく設定することが好ましい。
【０２０９】
上記セパレータ３５として、風選機を用いた場合は、風選して得られた粗粒物または大比重物は塊成機３６へ装入し、微粒物は磁選機３７へ装入すればよい。
【０２１０】
上記セパレータ３５として、篩ｂを用いた場合は、篩分けして得られた篩上は塊成化機３６へ装入し、篩下は磁選機３７へ装入すればよい。
【０２１１】
上記磁選機３７で磁選して得られた非磁着物は、系外へ排出し、磁着物は、塊成化機３６へ装入すればよい。なお、得られた磁着物が、スラグとの分離が更に必要な場合は、磁着物は、粉砕機３８へ装入してもよい。
【０２１２】
上記粉砕機３８で得られた粉砕物は、磁選機３９へ装入し、磁選すればよい。磁選して得られた非磁着物は、系外へ排出し、磁着物は、塊成化機３６へ装入すればよい。なお、得られた磁着物が、スラグとの分離が更に必要な場合は、磁着物は、粉砕機４０へ装入すればよい。
【０２１３】
上記粉砕機４０で得られた粉砕物は、磁選機４１へ装入し、磁選すればよい。磁選して得られた磁着物は、塊成化機３６へ装入し、非磁着物は、図示しない経路から系外へ排出すればよい。
【０２１４】
なお、図９では、磁選機３７、磁選機３９、磁選機４１を別々に設けた例を示したが、これらを一つの磁選機で代用してもよい。また、図９では、粉砕機３８と粉砕機４０を別々に設けた例を示したが、これらを一つの粉砕機で代用してもよい。また、磁選と粉砕を繰り返す数は、図９に示した回数に限定されるものではなく、勿論１回ずつでもよい。
【０２１５】
次に、篩ａに戻って説明する。
【０２１６】
上記篩ａ３２で得られた微粒物（篩下）は、磁選機４２へ装入し、磁選した。なお、磁選機４２の代わりに、風選機を用いても良い。
【０２１７】
磁選して得られた非磁着物は、経路４３から系外へ排出し、例えば、床敷材として再利用すればよい。磁選して得られた磁着物は、磁選機４２から塊成化機３６へ装入してもよいし、磁選機４２から粉砕機４４へ装入し、粉砕してもよい。
【０２１８】
粉砕機４４で粉砕して得られた粉砕物は、セパレータ４５を用いて２種類に分離した。セパレータ４５としては、例えば、磁選機や風選機などを用いることができる。セパレータ４５として、磁選機を用いた場合は、磁選して得られた磁着物は粉砕機４６へ装入し、非磁着物は経路４７から系外へ排出すればよい。セパレータ４５として、風選機を用いた場合は、風選して得られた粗粒物または大比重物は粉砕機４６へ装入し、微粒物は経路４７から系外へ排出すればよい。なお、セパレータ４５としては、磁選機と風選機の両方を設けてもよい。
【０２１９】
粉砕機４６で粉砕して得られた粉砕物は、磁選機５６へ装入し、磁選し、非磁着物を取り除く。磁選して得られた磁着物は、塊成化機３６へ装入し、例えば、ブリケットなどに成形して鉄源として用いればよい。
【０２２０】
なお、上記粉砕機４４と粉砕機４６とは異なる種類の粉砕機を設けてもよいし、スラグが分離し易い試料の場合は、粉砕機４６を省略し、粉砕回数を１回としてもよい。
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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【図３】
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