[發(fā)明專利]金屬鐵的制法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080013449.1
• 申請(qǐng)日: 2010-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN102361992A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 日野光兀;小林勛;浦上昭;根上卓也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社神戶制鋼所;日野光兀
• 主分類號(hào): C21B13/10
• 分類號(hào): C21B13/10;C21B11/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 雒運(yùn)樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及所謂直接還原煉鐵法的改良，即加熱鐵礦石的氧化鐵和煤 等的碳質(zhì)還原劑的混合球團(tuán)等而還原氧化鐵來制造金屬銑鐵的技術(shù)的改 良，詳細(xì)地說，就是以通過上述制造過程中的機(jī)理分析而得到的新的認(rèn)知 為基礎(chǔ)，向金屬鐵制造工藝中導(dǎo)入新的控制方法。

背景技術(shù)

直接還原煉鐵法與高爐法相比較，作為能夠以絕對(duì)性地小規(guī)模且節(jié)能 的條件下實(shí)施的劃時(shí)代的煉鐵法正在發(fā)展，近年來被稱為ITmk3(第三代 煉鐵法)的優(yōu)異的制法得到確立。現(xiàn)在，實(shí)際工廠的建設(shè)和根據(jù)該裝置所 制造的粒狀金屬鐵(通稱為鐵粒)的商品化(例如作為電爐煉鋼用的鐵源 的利用)被推進(jìn)。若簡(jiǎn)單地說明該方法，則其能夠使用在高爐法中難以使 用的煤作為碳質(zhì)還原劑，以其中加入鐵礦石等氧化鐵的混合物的球團(tuán)作為 原料，借助由該球團(tuán)中的碳質(zhì)還原劑生成的還原性氣氛來還原氧化鐵，由 此在該球團(tuán)上使金屬鐵外皮生成且生長(zhǎng)，進(jìn)行固體狀態(tài)下的還原，直至球 團(tuán)中實(shí)質(zhì)上不再存在氧化鐵，再繼續(xù)加熱而使其內(nèi)部作為副產(chǎn)物生成的熔 渣流出到金屬鐵外皮的外側(cè)。

將如此得到的金屬鐵和熔渣冷卻固化，粉碎熔渣并且通過磁選或篩選 區(qū)分凝固成粒狀的金屬，或者加熱熔融，根據(jù)比重差分離成鐵水和熔渣， 若是如此，則能夠得到作為金屬鐵為95質(zhì)量％以上，更高為98質(zhì)量％以 上的高純度的制品。

在實(shí)施上述方法時(shí)，通過使經(jīng)過加熱還原而生成的金屬鐵外皮進(jìn)一步 加熱熔融，使內(nèi)部的熔融渣向金屬鐵外皮之外流出，但從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)， 為了使金屬鐵外皮以盡可能低的溫度熔融，優(yōu)選向構(gòu)成金屬鐵外皮的鐵的 晶格內(nèi)供給/滲入碳(以下僅稱為“滲碳”)而成為碳含量多的鐵，由此使 該金屬鐵外皮的熔融降低。

關(guān)于這種煉鐵法，本發(fā)明者們?cè)缦忍岢鲞^專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2所 述的方法，其后又對(duì)于直接還原煉鐵法的改良進(jìn)行了研究。

專利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)，是以如下內(nèi)容為要點(diǎn)的方法：即，對(duì)于上述 球團(tuán)狀原料混合物通過加熱/還原/熔融而制造金屬鐵時(shí)，控制含有多成分 系脈石成分的生成熔渣的固液共存相中的液相率，由此促進(jìn)向金屬鐵外皮 中的滲碳，從而使金屬鐵的熔點(diǎn)降低。在該方法以前的現(xiàn)有技術(shù)中，從來 自鐵礦石等的脈石成分全部熔融時(shí)的熔點(diǎn)這一觀點(diǎn)出發(fā)，提出調(diào)節(jié)作為副 產(chǎn)物生成熔渣的堿度的控制方法，但根據(jù)專利文獻(xiàn)1的方法，期待于在生 成熔渣中部分存在的液相的作用，而不是產(chǎn)生使熔渣的全部熔融的狀態(tài)， 由于其一部分液化，導(dǎo)致所形成的狀態(tài)是，液相率高的熔渣與碳質(zhì)還原劑 共存，如果是這樣，則可確認(rèn)向作為固體的金屬鐵外皮的滲碳高效率地進(jìn) 行。其機(jī)理被認(rèn)為是，通過提高熔渣成為固液共存狀態(tài)時(shí)的液相率，該液 相部分發(fā)揮出載體的作用，通過碳質(zhì)還原劑使液相熔渣中的氧化鐵熔融還 原，所得到的含碳熔融鐵潤(rùn)濕金屬鐵的表面而進(jìn)行接觸，由此使?jié)B碳得到 促進(jìn)。

專利文獻(xiàn)2在著眼于上述生成熔渣這一點(diǎn)上相同，該方法其基本思想 是以如下內(nèi)容為要點(diǎn)：即，控制該熔渣中的升溫過程的初期階段的初期熔 融渣的生成溫度。該方法的所謂初期熔融渣的生成溫度，是根據(jù)由如下三 者構(gòu)成的多元成分系平衡相圖決定的值：存在于原料混合物球團(tuán)中的鐵礦 石中的脈石成分；碳質(zhì)還原劑中的灰分；還原中途階段或作為未還原成分 氧化鐵。即，在現(xiàn)有的直接還原煉鐵方法中，將進(jìn)行固體狀態(tài)下的還原， 直至球團(tuán)中實(shí)質(zhì)上不存在氧化鐵作為指標(biāo)之一，而在該方法中，將未還原 而殘存的氧化鐵納入多成分系平衡相圖并加以控制。在此，未還原的氧化 鐵熔融而熔渣化，被碳還原而生成碳飽和鐵，該碳飽和鐵成為碳的載體而 促進(jìn)滲碳。

作為專利文獻(xiàn)2的具體實(shí)施中的控制目標(biāo)，是決定最終得到的金屬鐵 的目標(biāo)碳濃度，基于上述多成分系平衡相圖計(jì)算初期熔融渣的生成溫度。 如果有需要，則也能夠再添加其他脈石成分來控制初期熔融渣的生成溫 度。在該方法中，結(jié)果所能夠得到的成果是，能夠?qū)⑷墼某跗谌廴跍囟? 控制得低，由此可以實(shí)施更低溫下的操作，其結(jié)果是能夠進(jìn)行更低溫下的 滲碳，使金屬鐵的熔點(diǎn)快速降低，能夠有助于操作整體的節(jié)能，并且通過 控制碳濃度，還能夠得到的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)碳含量調(diào)節(jié)制品金屬鐵的品質(zhì)。

先行技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-048197號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2007-191736號(hào)公報(bào)