(57)【要約】【課題】  還元金属の製造コストを低減すべく、乾燥造粒物由来の篩下粉および系外排出造粒物を造粒工程に循環することなく処理できる方法を提供する。【解決手段】  鉄鉱石粉Ａと石炭Ｂとに、水分Ｄと、必要によりバインダＣとを添加し、ペレタイザ２で造粒して得られた生ペレットＥを乾燥機３内で乾燥して乾燥ペレットＦとする。次いで、この乾燥ペレットＦを篩４で篩上ペレットＦ１と篩下粉Ｆ２とに分級する。そして、この篩下粉Ｆ２に、必要により乾燥ペレットＦ由来の系外排出ペレットＨを添加し、バインダおよび水分を添加することなく混合機６で混合したのち、ブリケット成形機７で圧縮成形してブリケットＪとする。このブリケットＪを篩上ペレットＦ１とともに回転炉床炉５に装入し、加熱還元して還元鉄Ｇを製造する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物をさらに圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物。
【請求項２】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となし、この乾燥造粒物をさらに圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物。
【請求項３】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物を篩い分けした後の篩下粉もしくは前記生造粒物由来の系外排出造粒物を、または前記篩下粉と前記系外排出造粒物とを含む混合物を、圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物。
【請求項４】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となし、この乾燥造粒物を篩い分けした後の篩下粉もしくは前記乾燥造粒物由来の系外排出造粒物を、または前記篩下粉と前記系外排出造粒物とを含む混合物を、圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物。
【請求項５】
前記混合物の圧縮成形に際し、前記混合物にバインダおよび／または水分を添加することなく、圧縮成形して得られた請求項３または４に記載の還元金属原料塊成物。
【請求項６】
前記生造粒物の造粒に際し、バインダを添加した請求項１〜５のいずれか１項に記載の還元金属原料塊成物。
【請求項７】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法。
【請求項８】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法。
【請求項９】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記生造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法。
【請求項１０】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記乾燥造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を、圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法。
【請求項１１】
前記圧縮成形に際し、バインダおよび／または水分を添加しないで圧縮成形する請求項９または１０に記載の還元金属原料塊成物の製造方法。
【請求項１２】
前記生造粒物の造粒に際し、バインダを添加する請求項７〜１１のいずれか１項に記載の還元金属原料塊成物の製造方法。
【請求項１３】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、この還元金属原料塊成物を加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法。
【請求項１４】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、この還元金属原料塊成物を加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法。
【請求項１５】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記生造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、前記篩上造粒物と前記還元金属原料塊成物とを加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法。
【請求項１６】
粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記乾燥造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を、圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、前記篩上造粒物と前記還元金属原料塊成物とを加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法。
【請求項１７】
前記圧縮成形に際し、バインダおよび／または水分を添加しないで圧縮成形する請求項１５または１６に記載の還元金属の製造方法。
【請求項１８】
前記生造粒物の造粒に際し、バインダを添加する請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の還元金属の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転炉床炉等の還元炉で粉状酸化金属原料と炭素質還元材とを含む乾燥造粒物を還元して還元金属を製造する技術の分野に属し、詳しくは、乾燥造粒物由来の篩下粉の処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
還元金属として例えば還元鉄ペレット（以下、単に「還元鉄」ともいう。）をつくる製造工程は図４に示すものが代表的である（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
［造粒工程］：同図に示すように、まず、粉状酸化金属原料としての鉄鉱石粉Ａに炭素質還元材としての石炭Ｂと、必要によりバインダＣを添加し、さらに水分Ｄを添加して混合機１で混合し、これを造粒機としてのペレタイザ２で造粒して生造粒物としての生ペレットＥを製造する。
【０００４】
［乾燥工程］：次いで、この生ペレットＥを乾燥機３内で乾燥して乾燥造粒物としての乾燥ペレットＦとする。
【０００５】
［還元工程］：そして、この乾燥ペレットＦを還元炉としての回転炉床炉５内に装入し、加熱還元することにより還元金属としての還元鉄Ｇが得られる。
【０００６】
［分級工程］：ここで、回転炉床炉５内に装入される乾燥ペレットＦは、製品還元鉄の金属化率等品質の観点からは、その粒径ができるだけ均一であることが望まれ、粒径が規格外（特に小粒径）のものは回転炉床炉５装入前にできるだけ除去しておくことが好ましい。このような規格外ペレットは、乾燥機３出口から回転炉床炉５までのハンドリングの過程で発生する粉化も含め、乾燥ペレット全体の数％から２０％程度にも及ぶ場合がある。このような規格外ペレットおよび粉化物を除去するため、図４に示すように、乾燥機３と回転炉床炉５との間に分級機としての篩４を設置して、乾燥機３から取り出された乾燥ペレットＦを、回転炉床炉５に装入する前に篩４により篩上造粒物としての篩上ペレットＦ１と篩下粉（規格外ペレットおよび粉化物）Ｆ２とに分級し、規格内の粒径を有する健全な乾燥ペレットである篩上ペレットＦ１だけを回転炉床炉３に装入するようにしている。
【０００７】
［循環工程］：そして、規格外ペレットおよび粉化物である篩下粉Ｆ２は造粒工程の混合機１に戻して原料の一部として再利用するようにしている。また、トラブルの発生等により回転炉床炉５の操業を緊急に停止する必要が生じた場合、そのときに乾燥機３内から篩４までの間に存在していたペレットは回転炉床炉５に装入せずに系外に排出する。この系外排出造粒物としての系外排出ペレットＨは系外に一時保管しておき、操業再開後に単独で又は篩下粉Ｆ２とともに混合機１に循環し原料の一部として再利用する。なお、篩下粉Ｆ２および系外排出ペレットＨは、一旦造粒されて擬似粒子化していることから、図４に示すように、解砕機８で造粒に適した原料粒度に近い粒度まで解砕したのち、混合機１に装入する必要がある。
【０００８】
上記のように、篩下粉Ｆ２や系外排出ペレットＨを造粒工程に循環使用するためには、折角一旦造粒して得られた擬似粒子をわざわざ解砕して原料粒度に近い粒度まで戻すために解砕機８を余分に設置する必要があるうえ、造粒工程の混合機１および造粒機２、乾燥工程の乾燥機３の各設備能力を回転炉床炉５の設備能力に比べて過大なものとしておく必要があり、設備コストが上昇する。さらに、循環された篩下粉Ｆ２や系外排出ペレットＨに対して再度造粒に適したバインダおよび水分の添加が必要となることから、バインダのコストおよび乾燥に要する燃料のコストも増大する。したがって、還元鉄の製造コストが高くなる問題があった。
【特許文献１】特開平１１−２７９６１１号公報（段落［００４６］〜［００４８］、図１）
【特許文献２】特開平１１−１９３４２３号公報（段落［００４３］〜［００５２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、還元金属（還元鉄）の製造コストを低減すべく、乾燥造粒物（乾燥ペレット）の篩下粉および系外排出造粒物（系外排出ペレット）を造粒工程に循環することなく処理できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物をさらに圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となし、この乾燥造粒物をさらに圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物を篩い分けした後の篩下粉もしくは前記生造粒物由来の系外排出造粒物を、または前記篩下粉と前記系外排出造粒物とを含む混合物を、圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となし、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となし、この乾燥造粒物を篩い分けした後の篩下粉もしくは前記乾燥造粒物の規格外造粒物を、または前記古い下粉と前記系外排出造粒物とを含む混合物を、圧縮成形して得られたことを特徴とする還元金属原料塊成物である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記混合物の圧縮成形に際し、前記混合物にバインダおよび／または水分を添加することなく、圧縮成形して得られた請求項３または４に記載の還元金属原料塊成物である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記生造粒物の造粒に際し、バインダを添加した請求項１〜５のいずれか１項に記載の還元金属原料塊成物である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記生造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法である。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記乾燥造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を、圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、を備えた還元金属原料塊成物の製造方法である。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、前記圧縮成形に際し、バインダおよび／または水分を添加しないで圧縮成形する請求項９または１０に記載の還元金属原料塊成物の製造方法である。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、前記生造粒物の造粒に際し、バインダを添加する請求項８〜１１のいずれか１項に記載の還元金属原料塊成物の製造方法である。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、この還元金属原料塊成物を加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法である。
【００２３】
請求項１４に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物をさらに圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、この還元金属原料塊成物を加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法。
【００２４】
請求項１５に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記生造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、前記篩上造粒物と前記還元金属原料塊成物とを加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法である。
【００２５】
請求項１６に記載の発明は、粉状酸化金属原料に炭素質還元材を添加し造粒して生造粒物となす造粒工程と、この生造粒物を乾燥して乾燥造粒物となす乾燥工程と、この乾燥造粒物を篩上造粒物と篩下粉とに分級する分級工程と、前記篩下粉またはこの篩下粉に前記乾燥造粒物由来の系外排出造粒物を添加混合した混合物を、圧縮成形して還元金属原料塊成物となす圧縮成形工程と、前記篩上造粒物と前記還元金属原料塊成物とを加熱し還元して還元金属となす還元工程を備えたことを特徴とする還元金属の製造方法である。
【００２６】
請求項１７に記載の発明は、前記圧縮成形に際し、バインダおよび／または水分を添加しないで圧縮成形する請求項１５または１６に記載の還元金属の製造方法である。
【００２７】
請求項１８に記載の発明は、前記生造粒物の造粒に際し、バインダを添加する請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の還元金属の製造方法である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は以上のように構成されており、乾燥造粒物由来の篩下粉および系外排出造粒物を造粒工程に循環する必要がないため、解砕機を不要とし、造粒機、乾燥機等の設備能力を過大なものとしておく必要がないことに加え、篩下粉および系外排出造粒物に対して再度のバインダおよび水分の添加が不要であることから、バインダのコストおよび乾燥に要する燃料のコストを削減でき、還元金属の製造コストが低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しつつ詳細に説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図１は本発明の実施に係る還元鉄製造工程における概略の設備構成の例を示すフロー図である。ここで、本例において、前記図３に示す従来工程と同一の設備には図３と同一の符号を付した。従来工程と異なる点は、循環工程（解砕機８）を省略した代わりに、圧縮成形工程（圧縮成形機７）を新たに設けた点である。
【００３１】
［造粒工程］：図１に示すように、まず、粉状酸化金属原料としての鉄鉱石粉Ａに、この鉄鉱石粉Ａ中の酸化鉄を還元するのに十分な量の炭素質還元材としての石炭Ｂと、必要により有機質粘結剤等からなるバインダＣを添加し、さらに適量の水分Ｄを添加して混合機１で混合し、これを造粒機としてのペレタイザ２で造粒して例えば粒径６〜３０ｍｍの生造粒物としての生ペレットＥを製造する。
【００３２】
［乾燥工程］：次いで、この生ペレットＥを、例えば雰囲気温度８０〜２２０℃に調整したトラベリンググレートタイプの乾燥機３内を所定時間通過させて、含有水分量が１．０質量％以下になるまで乾燥し、乾燥造粒物としての乾燥ペレットＦとする。
【００３３】
［分級工程］：この乾燥ペレットＦを還元炉としての回転炉床炉５の直前に設けられた分級機としての篩４で篩上造粒物としての篩上ペレットＦ１と篩下粉Ｆ２とに分級する。篩４の篩目は回転炉床炉５内に装入されても問題とならない例えば６ｍｍとする。
【００３４】
［圧縮成形工程］：一方、篩下粉Ｆ２は一旦、図示しないホッパーに貯蔵したのち、水分およびバインダを添加することなくそのまま所定の切出し速度で切出して圧縮成形機としてのブリケット成形機７で圧縮成形し、篩上ペレットＦ２の平均粒径と同程度の例えば粒径十数ｍｍの還元金属原料塊成物としての還元金属原料ブリケット（以下、単に「ブリケット」ともいう。）Ｊ１とする。ここで、系外排出ペレットＨは別の図示しないホッパーに貯蔵しておき、篩下粉Ｆ２を成形しないときに、所定の切出し速度で切出して同じブリケット成形機７で圧縮成形して同粒径のブリケットＪ２とする。このようにして製造したブリケットＪ１，Ｊ２を篩上ペレットＦ１とともに回転炉床炉５に装入する。篩下粉Ｆ２および系外排出ペレットＨは、造粒工程において、数μｍ〜数十μｍの原料粒子（Ａ＋Ｂ）に水分Ｄ（およびバインダＣ）を添加して造粒することにより数ｍｍ〜十数ｍｍの大きさの擬似粒子となっているため、これをそのまま圧縮成形することにより得られたブリケットＪ１，Ｊ２は、水分およびバインダを新たに添加しなくても、乾燥ペレットＦと同等ないしより高い強度を有する（なお、本発明者は、数μｍ〜数十μｍの原料粒子（Ａ＋Ｂ）に水分およびバインダを添加せずに単に圧縮成形しても成形自体が困難であることを知見している）。
【００３５】
［還元工程］
上記分級工程で分級された篩上ペレットＦ１と上記圧縮成形工程で製造されたブリケットＪ１，Ｊ２とを回転炉床炉５の図示しない装入装置を介して回転炉床炉５内を水平に回転する図示しない移動炉床上に装入する。篩上ペレットＦ１とブリケットＪ１，Ｊ２とは、別々に装入してもよいし、両者を混合して装入してもよい。そして、回転炉床炉５内で例えば雰囲気温度１１００〜１４５０℃において滞留時間８〜２０分で加熱することにより、篩上ペレットＦ１およびブリケットＪ１，Ｊ２とも、内装された石炭Ｂにより鉄鉱石Ａ中の酸化鉄が急速に還元されて高金属化率の還元鉄Ｇが得られる。また、あらかじめ粉化物が除去され、高強度の篩上ペレットＦ１およびブリケットＪ１、Ｊ２のみが炉内に装入されることにより、炉内への装入の際および炉内での還元中に粉化することが少なく、炉床上への付着物形成等による操業トラブルが防止されて長期間安定して高品質の還元鉄Ｇが得られる。
【００３６】
（実施形態２）
図２に示すように、上記実施形態１の圧縮成形工程に混合機６を設置し、篩下粉Ｆ２と系外排出ペレットＨとを混合機６で混合して混合物Ｋとし、この混合物Ｋをブリケット成形機７で圧縮成形して還元金属原料ブリケットＪとしてもよい。粒径範囲の異なる篩下粉Ｆ２と系外排出ペレットＨとの混合割合を適宜調整して圧縮成形することにより、より充填密度が高く高強度のブリケットＪを製造することができる。
【００３７】
（実施形態３）
図３に示すように、上記実施形態２の混合機６に、篩下粉Ｆ２と系外排出ペレットＨとに加えて、さらに新原料Ｌ（粉状酸化金属原料と炭素質還元材、例えば鉄鉱石粉Ａと石炭Ｂ）を適量追加して混合物Ｋとし、この混合物Ｋをブリケット成形機７で圧縮成形して還元金属原料ブリケットＪとしてもよい。上記実施形態２で述べたように、篩下粉Ｆ２と系外排出ペレットＨとの混合によってブリケットＪがより高強度化するため、ブリケットＪの強度が許容値を下回らない範囲で新原料を添加することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態１〜３においては、粉状酸化金属原料として鉄鉱石粉、炭素質還元材として石炭、バインダとして有機質粘結剤等からなるもの、造粒機としてディスク型ペレタイザ、造粒物（生造粒物および乾燥造粒物）としてペレット（生ペレットおよび乾燥ペレット）、圧縮成形機としてブリケット成形機、還元金属原料塊成物（塊成物）として還元金属原料ブリケット（ブリケット）、還元炉として回転炉床炉、還元金属として還元鉄ペレットを例示したが、これに限定されるものではない。
【００３９】
すなわち、粉状酸化金属原料としては鉄鉱石粉の他、高炉ダスト、転炉ダスト、電気炉ダスト、ミルスケール、ミルスラッジなど酸化鉄を含有する製鉄所ダストを用いてもよく、酸化鉄の他にＮｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ，Ｔｉ等の金属元素の酸化物を含有するものを用いてもよい。
【００４０】
炭素質還元材としては石炭の他、コークス粉、チャー、木炭、廃トナー、バイオマスその他の炭化物や、高炉湿ダストなどの炭素含有ダスト等を用いてもよい。
【００４１】
バインダとしては有機質粘結剤等からなるものの他、リグニン、ベントナイト、生石灰、消石灰等を用いてもよい。
【００４２】
造粒機としてはペレタイザの他、ブリケット成形機、タブレット成形機、押出成形機等を用いてもよい。したがって、造粒物としてはペレットの他、ブリケット、タブレット、板状塊成物、棒状塊成物等を用いてもよい。
【００４３】
圧縮成形機としてはブリケット成形機の他、タブレット成形機、押し出し成形機等を用いてもよい。したがって、塊成物としてはブリケットの他、タブレット、板状塊成物、棒状塊成物等を用いてもよい。
【００４４】
還元炉としては回転炉床炉の他、直線炉床炉を用いてもよい。
【００４５】
製造する還元金属に含まれる元素としてはＦｅの他、Ｍｎ、Ｎｉ，Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ等の非鉄金属を含有するものでもよく、また還元金属の形態としては、還元鉄ペレットに代表されるスポンジ金属の他、溶融金属、溶融後固化された固体金属等でもよい。
【００４６】
なお、上記実施形態１〜３においては、造粒工程において水分Ｄを添加する場合のみを説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば粉状酸化金属原料としてもともと十分な水分を含有している湿原料を用いる場合は、水分Ｄを添加する必要がない場合もある。
【００４７】
また、上記実施形態１〜３においては、乾燥工程を有する還元鉄製造プロセスへの適用例についてのみ説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、乾燥工程のない還元鉄製造プロセスにも当然に適用できるものである。すなわち、乾燥工程のない還元鉄製造プロセスは、生ペレットを乾燥することなく、そのまま回転炉床炉に装入し、炉内の低温領域でペレットを乾燥した後、炉内の高温領域で加熱還元して還元鉄を製造するものである。このプロセスにおいては、生ペレットは、造粒機出口から回転炉床炉までのハンドリングの過程で粉化することは少ないが、柔らかいため変形が大きく、やはり相当量の規格外ペレットが発生する。したがって、このプロセスにおいても、生ペレットを回転炉床炉に装入する前に、規格外ペレットを除去する必要があり、上記乾燥工程を有するプロセスと同様の問題が存在する。また、生ペレットの篩下および系外排出ペレットは、水分を含有しているため、上記乾燥ペレットのものに比べ、より容易に圧縮成形でき、本発明が適用できることは明らかである。
【００４８】
また、上記実施形態１〜３においては、篩下粉および／または系外排出ペレットだけを圧縮成形してブリケットとする場合のみを説明したが、これに限られるものではなく、乾燥ペレット（または生ペレット）を分級することなくさらに圧縮成形してブリケットとすることや、分級後の篩上ペレットのみをさらに圧縮成形してブリケットとすることや、篩下粉および／または系外排出ペレットに加えて篩上ペレットを添加して圧縮成形してブリケットとすること等も、本発明の技術的範囲に属するものである。
【実施例】
【００４９】
本発明の効果を確認するため、図４に示す従来の回転炉床炉による還元鉄製造設備を用いて以下の試験操業を実施した。
【００５０】
粉状酸化金属原料と炭素質還元材との混合物として、高炉湿ダストを含む複数種類の製鉄所ダストを混合したものを用いた。高炉湿ダストは、酸化鉄とともに高濃度の炭素を含有しており、粉状酸化金属原料の一部としての役割と炭素質還元材としての役割を併せもつ。各ダストの配合割合を調整して、酸化鉄を主体とする酸化金属を還元するのに必要十分な炭素量に調整したものを用いた。これに、バインダとしてのリグニンと水分とをそれぞれ適量添加して、ディスクペレタイザで粒径６〜３０ｍｍの生ペレットに造粒し、この生ペレットを雰囲気温度１６０℃に調整したトラベリンググレートタイプの乾燥機内で、含有水分量１質量％以下まで乾燥して乾燥ペレットとした。この乾燥ペレットを篩目６ｍｍの篩で篩い分けして回収された篩下粉に、系外排出ペレットをその配合割合を数水準変更して添加混合して得られた混合物を、それぞれ双ロールタイプのブリケット成形機で体積４．４４ｃｍ3のアーモンド形のブリケットに圧縮成形した。ブリケット成形機の運転条件は、ロール回転速度：４．２ｒｐｍ、成形圧力：２．４ｔ／ｃｍ（１２５ｋｇｆ／ｃｍ2［≒１２．２ＭＰａ］）とした。表１に、得られたブリケットと篩上ペレットの物理性状を比較して示す。
【表１】
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【００５１】
表１に示すように、篩下粉と系外排出ペレットとの混合物で製造されたブリケットは、系外排出ペレットの配合割合等により物理性状に幅が存在するものの、篩上ペレットより緻密で高強度を示すことが分かった。
【００５２】
上記ブリケットのみを回転炉床炉に装入し、炉内雰囲気温度１１４０〜１３１０℃、滞留時間１６分で還元したところ、圧潰強度８４０Ｎ／個以上の高強度の還元鉄が製造でき、炉内での粉化もほとんど見られなかった。したがって、上記ブリケットを篩上ペレットとともに回転炉床炉に装入しても、炉内における粉化によるトラブルは発生せず、長期間安定して高強度の還元鉄が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態１に係る還元鉄製造工程における概略の設備構成の例を示すフロー図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る還元鉄製造工程における概略の設備構成の例を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る還元鉄製造工程における概略の設備構成の例を示すフロー図である。
【図４】従来の還元鉄製造工程における概略の設備構成を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…混合機
２…造粒機（ペレタイザ）
３…乾燥機
４…分級機（篩）
５…還元炉（回転炉床炉）
６…混合機
７…圧縮成形機（ブリケット成形機）
８…解砕機
Ａ…粉状酸化金属原料（鉄鉱石粉）
Ｂ…炭素質還元材（石炭）
Ｃ…バインダ
Ｄ…水分
Ｅ…生造粒物（生ペレット）
Ｆ…乾燥造粒物（乾燥ペレット）
Ｆ１…篩上造粒物
Ｆ２…篩下粉
Ｇ…還元金属（還元鉄ペレット）
Ｈ…系外排出造粒物（系外排出ペレット）
Ｊ，Ｊ１，Ｊ２…還元金属原料塊成物（還元金属原料ブリケット）
Ｋ…混合物
Ｌ…新原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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