专利名称：部分还原铁制造装置及部分还原铁制造方法
技术领域：
本发明涉及将包含氧化铁的团块物还原而制造部分还原铁的部分还原铁制造装置及部分还原铁制造方法。
背景技术：
作为将未装入外装的燃烧用炭材的炭材内装颗粒向移动炉栅上填充并进行加热还原来制造部分还原铁的现有的技术，公开有例如下述的专利文献I。但是，在该专利文献I记载的技术中，存在以下的问题，而无法获得高还原率的部分还原铁。(I)在对炭材内装颗粒进行干燥之后，通过气体喷灯进行点火，向此处流通空气来使所述炭材内装颗粒燃烧而进行加热，因此，在炭材内装颗粒的填充层中的空气所流入的一侧，始终持续燃烧，无法进行还原，另外，即便发生还原，也由于空气而发生再氧化，故还原率完全无法升高。由于高温状态的持续，熔融炉渣过量地产生，存在变得操作困难的可能性。(2)离开炭化域的颗粒被氧浓度5%以下的高温不活泼气体加热，虽然发生基于残留的碳质材料的金属化，但残留碳变少而金属化率较低。另外，在填充层下部成为高温之前，填充层上部暴露在由高温的碳质材料产生的二氧化碳、水蒸气所谓的强氧化性气体中，故发生再氧化。(3)需要大量热量的金属化域的高温气体通过使由在炭化域中产生的煤炭中的可燃挥发成分的一部分或由还原反应所产生的CO气体燃烧而制成，但可燃成分相对于废气整体的量较少，故另行需要辅助燃料。鉴于上述的问题，作为向对还原用炭材、粉铁矿石、造渣剂混合造粒而成的颗粒中进而被覆并装入燃烧用炭材，在对燃烧用炭材进行点火之后，借助空气的下方吸引来烧成而制造部分还原铁的现有的技术，公开有例如下述的专利文献2或专利文献3等。在先技术文献专利文献专利文献I:日本特公昭45-39331号公报专利文献2:日本特公平8-9739号公报专利文献3:日本特开2005-97645号公报发明的概要发明所要解决的课题但是，在前述的专利文献2、3记载的现有的部分还原铁的制造方法中，存在以下的问题。首先，被装入的燃烧用炭材优选发生燃烧，故由被加热的颗粒产生的一氧化碳或煤炭中的可燃挥发成分几乎不燃烧，无法从填充层排出来有效利用，因此，存在燃料消耗原单位变多，CO2的排出量增加的问题。另外，燃烧用炭材在碳成分变无之前持续燃烧，因此，颗粒的冷却速度变迟，被还原的颗粒中的金属铁在高温状态下与空气接触的时间变长，因此，存在发生再氧化而导致金属化率降低这样的问题。也就是说，在现有技术中，利用对原料颗粒进行点火的燃烧用炭材来点火并使其燃烧而制造部分还原铁，会导致使用燃烧用炭材的制造成分量增加。
发明内容
鉴于上述的情况，本发明就是为了解决前述的课题而作出的，其目的在于，提供一种无论是否使用燃烧用炭材，均能够制造部分还原铁的部分还原铁制造装置及部分还原铁制造方法。用于解决课题的手段解决上述的课题的本发明提供一种部分还原铁制造装置，其特征在于，具备:点火用原料颗粒供给机构，其将点火用原料颗粒以规定的高度装载在环形炉栅上，该点火用原料颗粒由与通过对氧化铁含有原料及还原用炭材进行混合造粒而成的原料颗粒相同的材料构成；加热机构，其将装载在所述环形炉栅上的所述点火用原料颗粒加热至还原温度域；原料颗粒供给机构，其向由所述加热机构加热后的所述点火用原料颗粒上装载所述原料颗粒；废气循环机构，其使借助所述点火用原料颗粒的热量而从所述原料颗粒排出的废气的一部分循环，并将与空气混合的含氧气体向由该点火用原料颗粒的热量所加热的所述原料颗粒供给， 在所述环形炉栅的移动方向上游侧，向由所述加热机构加热后的所述点火用原料颗粒供给高氧浓度的所述含氧气体而形成所述原料颗粒的燃烧域，相对于所述原料颗粒的所述燃烧域，在所述环形炉栅的移动方向下游侧，向所述原料颗粒供给低氧浓度的所述含氧气体而形成所述原料颗粒的加热域，由此对所述原料颗粒的层高方向整体进行加热还原来制造部分还原铁。解决上述的课题的本发明提供一种部分还原铁制造装置在前述的发明所涉及的部分还原铁制造装置的基础上，其特征在于，所述加热机构为能够控制内部温度的加热炉，所述加热炉具有能够将加热后的所述点火用原料颗粒在高温下保持规定时间的炉长。解决上述的课题的本发明提供一种部分还原铁制造方法，其特征在于，将点火用原料颗粒以规定的高度层叠在环形炉栅上，该点火用原料颗粒由与通过对氧化铁含有原料及还原用炭材进行混合造粒而成的原料颗粒相同的材料构成，在由加热机构将装载在所述环形炉栅上的所述点火用原料颗粒加热至还原温度域之后，向所述点火用原料颗粒上层叠填充所述原料颗粒，借助所述点火用原料颗粒的热量，对与该点火用原料颗粒相邻的所述原料颗粒进行加热，而从该原料颗粒的所述还原用炭材产生可燃挥发成分并燃烧，借助所述可燃挥发成分的燃烧热量，所述原料颗粒的温度进一步上升而进行还原反应并产生一氧化碳气体，另一方面，将相邻的所述原料颗粒加热而从该原料颗粒的所述还原用炭材产生可燃挥发成分，使所述可燃挥发成分的残留部分及所述一氧化碳气体循环，并将与空气混合的含氧气体向温度进一步上升的所述原料颗粒供给，由此将该原料颗粒周围的一氧化碳气体的浓度提升至所述一氧化碳气体的燃烧域，使该一氧化碳气体发生燃烧而形成燃烧带，在所述原料颗粒从供给到所述点火用原料颗粒上到排出为止期间，所述燃烧带在所述原料颗粒的填充层的层高方向上依次行进，对所述原料颗粒的填充层进行加热还原，从而制造出部分还原铁。解决上述的课题的本发明所涉及的部分还原铁制造方法在前述的发明所涉及的部分还原铁制造方法的基础上，其特征在于，所述原料颗粒的一部分的层叠高度比5mm高且比20mm低。发明效果根据本发明，借助点火用原料颗粒的燃烧热量而对原料颗粒的填充层进行加热，而从原料颗粒内的还原用炭材产生可燃挥发成分并燃烧，通过可燃挥发成分的燃烧，原料颗粒的温度进一步上升而进行还原反应并产生一氧化碳气体，另一方面，将相邻的原料颗粒进行加热而从该原料颗粒的还原用炭材产生可燃挥发成分。使可燃挥发成分的残留部分及一氧化碳气体循环，并将与空气混合的含氧气体向温度进一步上升的所述原料颗粒供给，由此，在该原料颗粒周围，将一氧化碳气体的浓度提升至该一氧化碳气体的燃烧域，该一氧化碳气体发生燃烧并高温化，从而形成还原铁的还原所需要的温度的燃烧带。在所述原料颗粒从供给到所述点火用原料颗粒上到排出为止期间，所述燃烧带在所述原料颗粒的填充层的层高方向上依次行进，对所述原料颗粒的填充层进行加热还原，从而能够制造出部分还原铁。由此，对于原料颗粒无需作为热源的炭材的被覆。其结果是，能够降低在部分还原铁制造工艺(装置)整体中所使用的煤炭量。由此，消耗炭材减少，从而能够降低二氧化碳的排出量。进而，在还原结束时，基于还原的一氧化碳气体的产生停止，气氛中的一氧化碳气体的浓度急激降低，当 降低至比一氧化碳的燃烧域低时，立即停止一氧化碳气体的燃烧。由此，原料颗粒被冷却，故在高温状态下与氧接触的时间变短，可抑制再氧化，从而能够实现金属化率高的部分还原铁的制造。
图1是表示本发明所涉及的部分还原铁制造装置的主要的实施方式的概略图。图2是本发明所涉及的部分还原铁制造装置的主要的实施方式的说明图，图2(a)中表示该主要的实施方式所具备的还原炉的剖面，图2(b)中表示还原炉中的氧浓度与原料颗粒的填充层高的关系。图3是表示本发明所涉及的部分还原铁制造装置的主要的实施方式所具备的还原炉内中的原料颗粒填充为200mm的高度且借助朝上通风加热时的自填充层下表面起在层高方向上的温度变化的一例的曲线图。符号说明:I点火用原料颗粒2点火用原料颗粒层3原料颗粒
4原料颗粒的填充层5部分还原铁10点火用原料颗粒供给装置20加热炉21燃烧用燃烧器22排气管30还原炉31原料颗粒供给装置(供矿漏斗)32还原炉主体33a 33e 风箱34罩盖35轨道36支承部37辊38a,38b 分隔板41、43水封池42、44密封壁51第一排气管52第二排气管53除尘机54除尘气体送出管55气体冷却 器56泵5 702传感器58循环气体送出管59a 59e第一 第五分支循环气体送出管60空气供给装置61空气供给源62空气供送管63流量调节阀64泵65空气送出管66a 66e第一 第五分支空气送出管71a点火用原料颗粒燃烧区域71b原料颗粒加热区域71c原料颗粒冷却区域82原料颗粒冷却区域气体排气管100炉栅式还原炉101环形炉栅
具体实施例方式关于用于实施本发明所涉及的部分还原铁制造方法及部分还原铁制造装置的方式，在以下进行说明。[主要的实施方式]根据图1 图3，对于本发明所涉及的部分还原铁制造方法及部分还原铁制造装置的主要的实施方式进行说明。需要说明的是，在图1中，箭头A表示炉栅的行进方向。如图1、图2(a)、图2(b)所示，本实施方式所涉及的部分还原铁制造装置具备上方吸引型的炉栅式还原炉100。炉栅式还原炉100具备点火用原料颗粒供给装置10、加热炉20、还原炉(部分还原炉)30，这些装置从炉栅(环形炉栅)101的行进方向上游侧按记载的顺序依次配置。点火用原料颗粒供给装置10为将点火用原料颗粒I向炉栅101上供给并将所述点火用原料颗粒I层叠成规定的高度的装置。也就是说，点火用原料颗粒供给装置10成为原料颗粒供给机构。所述点火用原料颗粒I由与具体细节在后叙述的原料颗粒3相同的材料构成，成为原料颗粒3的一部分。作为点火用原料颗粒I的层叠高度，为能够对被填充在点火用原料颗粒层2上的后述的原料颗粒3进行点火的高度，例如为比5mm高且比20mm低的范围，优选为比5mm高且IOmm以下的范围。若点火用原料颗粒层2的层叠高度在5mm以下，由点火了的点火用原料颗粒I的燃烧所引发的热量变小，由于热量不足而无法从原料颗粒3的还原用炭材产生可燃挥发成分，若在20mm以上，则最下层的颗粒难以被加热，产生未还原颗粒。加热炉20具备 将向炉栅101上供给的点火用原料颗粒层2 (点火用原料颗粒I)加热至还原温度域的燃烧用燃烧器21。也就是说，加热炉20成为能够控制内部温度的加热机构。加热炉20具有能够将加热后的点火用原料颗粒层2在高温下保持规定时间的炉长。加热炉20还具备燃烧气体排气管22。在燃烧气体排气管22设有阀VI。燃烧气体排气管22的前端开口部22a配置在相对于燃烧用燃烧器21的炉栅101的行进方向上游侧。燃烧气体排气管22与集合排气管24连接，集合排气管24的后端部侧与集尘机27连接。因而，由燃烧用燃烧器21对点火用原料颗粒层2进行加热时产生的燃烧气体经由燃烧气体排气管22、集合排气管24、集尘机27而向系统外排气。还原炉30为对原料颗粒3进行还原而生成团块状的部分还原铁5的装置，且在整体上呈圆环状。还原炉30为从炉栅101的行进方向上游侧依次具备原料颗粒供给装置31、还原炉主体32、部分还原铁排出装置39。原料颗粒供给装置(供矿漏斗)31为向点火用原料颗粒层2上供给原料颗粒3的装置。通过该装置31，不仅向点火用原料颗粒层2上供给原料颗粒3，并且将原料颗粒3填充而成的原料颗粒的填充层4调整为规定的高度。也就是说，原料颗粒供给装置31成为原料颗粒供给机构。所述原料颗粒3为最终制造出的部分还原铁的原料，为混合造粒氧化铁含有原料、还原用炭材、石灰系造渣剂并被覆氧化防止剂的原料，例如含有相对于总量为20%左右的煤炭，且煤炭中的可燃挥发成分为30%以上。上述的还原炉主体32还具备:设置在炉栅101的下方而作为固定结构物的风箱33 ;经由炉栅101设置在设置风箱33的上方且作为固定结构物的圆环状的罩盖34 ;呈圆环状地铺设在风箱33的两侧的轨道35、35。
上述的风箱33自原料颗粒供给装置31侧起在炉栅101的行进方向上，以第一风箱33a、第二风箱33b、第三风箱33c、第四风箱33d、第五风箱33e的方式而与炉栅直径相应地具有多个风箱。在上述的罩盖34的顶板34a上设有两个分隔板38a、38b，在炉栅101的行进方向A上划分为三个区域71a、71b、71d。第一分隔板38a配置在将第一风箱33a的上方的空间(后述的点火用原料颗粒燃烧区域71a)与第二风箱33b的上方的空间(后述的原料颗粒加热区域71b)划分的位置。第二分隔板38b配置在将第四风箱33d的上方的空间(后述的原料颗粒加热区域71b)与第五风箱33e的上方的空间(后述的原料颗粒冷却区域71c)划分的位置。在点火用原料颗粒燃烧区域71a、原料颗粒加热区域71b、原料颗粒冷却区域71c分别设有温度传感器72a、72b、72c。炉栅101为多孔性，点火用原料颗粒I或原料颗粒3无法通过，但气体能够沿着上下方向流通。炉栅101被分割为多个单元，且通过这些单元沿着圆周方向排列而构成圆环状的炉栅101。所分割出的各个单元能够倾转地安装在设于炉栅101的两侧的圆环状的支承部36、36上。在该支承部36、36设有在轨道35、35上行驶的辊37、37。通过辊37、37在轨道35、35上行驶，由此炉栅101能够在风箱33与罩盖34之间水平循环。在炉栅101的支承部36、36的上部设有在该炉栅101的整个圆周上呈环状的、充满水的水封池41、41。在罩盖34的两侧下部设有在该炉栅101的整个圆周上呈环状的、向下方延伸的密封壁42、42，密封壁42、42的前端部沉入水封池41、41的液中。由此，炉栅101的支承部36、36与罩盖34的两侧下部被气密密封。也就是说，水封池41与密封壁42成为炉栅上方侧水封装置。另一方面，在风箱33的两侧上部设有在该炉栅101的整个圆周上呈环状的、充满水的水封池43、43。在炉栅101的支承部36、36的下部设有在该炉栅101的整个圆周上呈环状的、向下方延伸的密封壁 44、44，密封壁44、44的前端部沉入水封池43、43的液中。由此，炉栅101的支承部36、36与风箱33的两侧上部被气密密封。也就是说，水封池43与密封壁44构成炉栅下方侧水封装置。与构成原料颗粒冷却区域71c的罩盖34连通地设有原料颗粒冷却区域气体排气管82。原料颗粒冷却区域气体排气管82与上述的集合排气管24连通。在原料颗粒冷却区域气体排气管82中设有流量调节阀V31，从而能够对原料颗粒冷却区域内气体的排出量进行调节。上述的还原炉30还具备废气循环装置(废气循环机构)50，该废气循环装置50从由炉栅101、罩盖34和第一分隔板38a围绕而成的点火用原料颗粒燃烧区域71a内、及由炉栅101、罩盖34、第一分隔板38a和第二分隔板38b围绕而成的原料颗粒加热区域71b内将废气91排出，并将其向风箱33a 33e供给，由此使所述废气91循环。废气循环装置50具备:第一排气管51 ;第二排气管52 ;除尘机53 ;除尘气体送出管54 ;气体冷却器55 ;流量调节阀Vll ;泵56 ;循环气体送出管58 ;第一 第五分支循环气体送出管59a 59e。第一排气管51中，一方的端部与构成点火用原料颗粒燃烧区域71a的罩盖34连通，另一方的端部与除尘机53连接。基端与构成原料颗粒加热区域71b的罩盖34连通的第二排气管52的前端与第一排气管51的中途连通。由此，点火用原料颗粒燃烧区域71a内及原料颗粒加热区域71b内的废气91通过第一排气管51及第二排气管52而向除尘机53送出，在除尘机53中将废气91内的粉尘等的固态物去除。除尘气体送出管54中，一方的端部与除尘机53连接，另一方的端部与泵56连接。在除尘气体送出管54的中途设有气体冷却器55。因而，除尘后的废气(除尘气体)92在气体冷却器55中被调节为规定的温度，并通过流量调节阀V21 V25来调节其流量。在气体冷却器55以后的配管中设有对除尘气体92内的氧浓度进行计测的O2传感器57。循环气体送出管58中，一方的端部与泵56连接，另一方侧分支而成为第一 第五分支循环气体送出管59a 59e,第一 第五分支循环气体送出管59a 59e分别与第一 第五风箱33a 33e连通。在第一 第五分支循环气体送出管59a 59e中分别设有流量调节阀V21 V25。上述的还原炉主体32还具备成为空气供给机构的空气供给装置60，该空气供给装置60与上述的废气循环装置50的第一 第五分支循环气体送出管59a 59e连结,并向该第一 第五分支循环气体送出管59a 59e供给空气。空气供给装置60具备:空气供给源61 ;—方的端部与空气供给源61连结的空气供送管62 ;连结有空气供送管62的另一方的端部的泵64 方的端部与泵64连结，另一方侧分支而成为第一 第五分支空气送出管66a 66e,并分别与第一 第五分支循环气体送出管59a 59e连通的空气送出管65。在第一 第五分支空气送出管66a 66e中分别设有对空气的流量进行调节的成为流量调节机构的流量调节阀V41 V45。因而，通过根据由O2传感器57计测出的氧浓度、由温度传感器72a 72c计测出的温度，来分别对流量调节阀Vll及流量调节阀V21 V25及流量调节阀V41 V45的开度进行调节，由此能够分别向各风箱33a 33e内供给调节成所期望的浓度的含有氧及一氧化碳的气体(含氧气体)94a 94e。即，在点火用原料颗粒燃烧区域71a、原料颗粒加热区域71b、原料颗粒冷却区域71c中，能够将氧调节为所期望的浓度。部分还原铁排出装置39为，将经由上述的区域71a 71c而制造出的部分还原铁5从炉栅101上排出的装置。
在此，根据上述的构成的部分还原铁制造装置来对制造部分还原铁的顺序进行说明。首先，将点火用原料颗粒I通过点火用原料颗粒供给装置10而向炉栅101上供给。此时，点火用原料颗粒层2被调节为例如5mm IOmm的范围的高度。接着，炉栅101行进，通过燃烧器21将点火用原料颗粒层2加热至还原温度域、例如约1200°C。接着，炉栅101行进，将原料颗粒3从原料颗粒供给装置31向点火用原料颗粒层2上供给。由原料颗粒3构成的原料颗粒的填充层4被调节为例如200mm左右的高度。接着，炉栅101行进，在罩盖34内流通有循环气体与空气的混合气体。在第一风箱33a中流通有氧的浓度被调节为15%的混合气体94a，由此，在点火用原料颗粒燃烧区域71a中，由于加热后的点火用原料颗粒1，与该加热后的点火用原料颗粒I相邻的原料颗粒3被加热，而从该被加热的原料颗粒3中产生可燃挥发成分并燃烧，由于该燃烧热量，点火用原料颗粒层2上的原料颗粒的填充层4被加热。炉栅101进一步地行进，在第二 第四风箱33b 33d中流通有氧浓度被调节为11%的混合气体94b 94d。由此，在第二 第四风箱33b 33d上方的原料颗粒加热区域71b中，由点火用原料颗粒层2加热的原料颗粒的填充层4中，从原料颗粒3的还原用炭材产生可燃挥发成分且其约75% 90%燃烧，由于可燃挥发成分的燃烧，原料颗粒3的温度进一步地上升，进行还原反应，产生一氧化碳气体，且部分燃烧。其结果是，在罩盖34内的炉栅行进方向中央部分中，产生了例如8%左右的高浓度的一氧化碳。另一方面，对相邻的原料颗粒3进行加热而从该原料颗粒3的还原用炭材产生可燃挥发成分。使可燃挥发成分的残留部分及一氧化碳气体循环，并将与空气混合的混合气体94b 94d (含氧气体)向温度进一步上升的所述原料颗粒3供给。由此,如图2(b)所示,混合气体94b 94d中的一氧化碳气体和因还原而产生的一氧化碳气体合计的结果是，在原料颗粒3周围，一氧化碳气体的浓度提升至该一氧化碳气体的燃烧域(12%以上)，一氧化碳气体整体的50% 60%左右发生燃烧且高温化，从而形成部分还原铁的还原所需要的温度的燃烧带。也就是说，原料颗粒3的内装的还原用炭材的碳气体化，产生一氧化碳，并与氧化铁含有原料的氧结合，由此来进行还原。未对燃烧作为贡献的一氧化碳或可燃挥发成分的残留部分等原料颗粒加热区域71b内的气体91向第二排气管52、第一排气管51流通，并通过除尘机53将粉尘等的固态物除去，由气体冷却器55冷却至规定的温度，经由泵56及第一 第五分支循环气体送出管59a 59e而向各风箱33a 33e供送。需要说明的是，在原料颗粒加热区域71b中，气氛 温度被调节为1300°C左右。在此，在上述构成的部分还原铁制造装置中，关于在还原炉内将原料颗粒以200mm的高度填充且从下方的风箱将循环气体与空气的混合气体借助朝上通风进行加热时的、自原料颗粒的填充层下表面起在层高方向上的温度变化的一例，参考图3来说明。在图3中，实线表示距填充层下表面50mm的位置的温度履历，虚线表示距填充层下表面IOOmm的位置的温度履历，单点虚线表示距填充层下表面150_的位置的温度履历。需要说明的是，将第一风箱的氧浓度调节为15%，而将第二 第五风箱的氧浓度调节为11%。如图3所示，可确认到，在距原料颗粒的填充层下表面50mm、100mm、150mm的某一位置处、即在原料颗粒的填充层的全层高度上，可获得成为原料颗粒的还原所需要的1200°C以上、防止过熔融的1400°C以下的温度。可确认到，距原料颗粒的填充层下表面50mm、100mm、150mm的温度伴随着时间的经过而依次成为峰值，因此在原料颗粒的填充层的层高方向上燃烧带发生移动。可确认到，气体燃烧后的原料颗粒自峰值温度起在几分钟内急剧冷却至难以发生再氧化的500°C以下。因而，在上述的原料颗粒加热区域71b中，在炉栅101从第二风箱33b上方到达第四风箱33d上方为止，从原料颗粒的填充层4中的下表面侧朝向其上层，依次发生原料颗粒3的加热、可燃挥发成分的生成及燃烧、一氧化碳气体的生成、由于一氧化碳气体及可燃挥发成分的残留部分的循环所引起的该一氧化碳气体的燃烧、氧化铁的还原反应。接着，炉栅101行进，在第五风箱33e中流通有氧浓度被调节为5%以下的混合气体94e。由此，在第五风箱33e上方的原料颗粒冷却区域71c中，进行至规定的还原率的原料颗粒的填充层4被冷却至100°C 800°C左右，成为所期望的部分还原铁。进而，炉栅101行进时，从部分还原铁排出装置39将部分还原铁5排出。因而，根据本实施例所涉及的部分还原铁制造装置，向现有废气中排出且直接被大气放出、或者在系统外边使用其他的辅助燃料边进行燃烧而将通过由锅炉废热回收的还原所产生的一氧化碳气体向原料颗粒的填充层4循环，并与由还原所产生的一氧化碳气体合计，由此提高其浓度来进行燃烧，从而提高燃烧率，在原料颗粒的填充层4内作为热源直接有效利用，由此，能够不需要现有技术中向原料颗粒外装的燃烧用炭材。其结果是，消耗炭材减少，从而能够降低二氧化碳的排出量。进而，通过对原料颗粒3进行加热所产生的气体的燃烧来对该原料颗粒3进行加热，故气体的产生量变少，在原料颗粒的填充层4的燃烧带中，一氧化碳气体的浓度变得比一氧化碳的燃烧域低时，一氧化碳气体的燃烧立即结束，原料颗粒3被冷却，故在高温状态下与氧接触的时间变短，再氧化降低，从而能够实现金属化率高的部分还原铁的制造。在外装燃烧用煤炭粉的现有的原料颗粒的情况下，燃烧用煤炭粉的煤炭量相对于整体为约5%左右。这样，通过采用未外装点火炭的原料颗粒，与现有的还原铁的制造方法相比，能够降低煤炭的使用量。通过具备:设于罩盖34内，由罩盖34与炉栅101围绕,将炉栅长度方向中央部的空间(区域71b)划分的分隔板38a、38b ;将区域71b的废气排出，并将所述废气向与区域71b对置配置的风箱33b 33d供给的废气循环装置50 ;与废气循环装置50连结，并供给空气的空气供给装置60 ;设于空气供给装置60，并对空气的流量进行调节的流量调节阀V42 V44，由此能够有效利用在区域71b内产生的浓度比较高的一氧化碳气体，从而能够抑制二氧化碳的排出。需要说明的是，在上述内容中，采用了具备成为朝上通风的炉栅式还原炉100的部分还原铁制造装置进行了说明，不过，也可以形成为具备从炉栅的移动方向上游侧依次配置原料颗粒供给装置、加热炉而成为朝下通风的炉栅式还原炉的还原铁制造装置。工业方面可利用性根据本发明所涉 及的部分还原铁制造装置及部分还原铁制造方法，无论是否使用燃烧用炭材而能够制造部分还原铁，并且能够降低二氧化碳的排出量，因此在制铁产业等中能够有益地利用。
权利要求
1.一种部分还原铁制造装置，其具备: 点火用原料颗粒供给机构，其将点火用原料颗粒以规定的高度装载在环形炉栅上，该点火用原料颗粒由与通过对氧化铁含有原料及还原用炭材进行混合造粒而成的原料颗粒相同的材料构成； 加热机构，其将装载在所述环形炉栅上的所述点火用原料颗粒加热至还原温度域；原料颗粒供给机构，其向由所述加热机构加热后的所述点火用原料颗粒上装载所述原料颗粒； 废气循环机构，其使借助所述点火用原料颗粒的热量而从所述原料颗粒排出的废气的一部分循环，并将与空气混合的含氧气体向由该点火用原料颗粒的热量所加热的所述原料颗粒供给， 在所述环形炉栅的移动方向上游侧，向由所述加热机构加热后的所述点火用原料颗粒供给高氧浓度的所述含氧气体而形成所述原料颗粒的燃烧域，相对于所述原料颗粒的所述燃烧域，在所述环形炉栅的移动方向下游侧，向所述原料颗粒供给低氧浓度的所述含氧气体而形成所述原料颗粒的加热域，由此对所述原料颗粒的层高方向整体进行加热还原来制造部分还原铁。
2.如权利要求1所述的部分还原铁制造装置，其特征在于， 所述加热机构为能够控制内部温度的加热炉， 所述加热炉具有能够将加热后的所述点火用原料颗粒在高温下保持规定时间的炉长。
3.一种部分还原铁制造方法，其特征在于， 将点火用原料颗粒以规定的高度层叠在环形炉栅上，该点火用原料颗粒由与通过对氧化铁含有原料及还原用炭材进行混合造粒而成的原料颗粒相同的材料构成， 在利用加热机构将装载在所述环形炉栅上的所述点火用原料颗粒加热至还原温度域之后，向所述点火用原料颗粒上层叠填充所述原料颗粒， 借助所述点火用原料颗粒的热量，对与该点火用原料颗粒相邻的所述原料颗粒进行加热，而从该原料颗粒的所述还原用炭材产生可燃挥发成分并燃烧， 借助所述可燃挥发成分的燃烧热量，使所述原料颗粒的温度进一步上升而进行还原反应并产生一氧化碳气体，另一方面，将相邻的所述原料颗粒加热而从该原料颗粒的所述还原用炭材产生可燃挥发成分， 使所述可燃挥发成分的残留部分及所述一氧化碳气体循环，并将与空气混合的含氧气体向温度进一步上升的所述原料颗粒供给，由此将该原料颗粒周围的一氧化碳气体的浓度提升至所述一氧化碳气体的燃烧域，使该一氧化碳气体燃烧而形成燃烧带， 在所述原料颗粒从供给到所述点火用原料颗粒上到排出为止期间，使所述燃烧带在所述原料颗粒的填充层的层高方向上依次行进，对所述原料颗粒的填充层进行加热还原，从而制造出部分还原铁。
4.如权利要求3所述的部分还原铁制造方法，其特征在于， 所述原料颗粒的一部分的层叠高度比5mm高且比20mm低。
全文摘要
本发明提供一种无论是否使用燃烧用炭材，均能够制造部分还原铁的部分还原铁制造装置。具备将由与原料颗粒(3)相同的材料的点火用原料颗粒(1)装载在环形炉栅(101)上的供给装置(10)；对点火用原料颗粒进行加热的加热炉(20)；向点火用原料颗粒上装载原料颗粒的供给装置(31)；使借助点火用原料颗粒的热量而从原料颗粒排出的废气的一部分循环，并将与空气混合的含氧气体向由点火用原料颗粒的热量所加热的原料颗粒供给的废气循环装置(50)，向环形炉栅的移动方向上游侧供给高氧浓度的含氧气体而形成原料颗粒的燃烧域，向相对于所述燃烧域的移动方向下游侧供给低氧浓度的含氧气体而形成原料颗粒的加热域，由此对原料颗粒的层方向整体进行加热还原来制造部分还原铁。
文档编号C22B1/16GK103205564SQ20121059283
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年1月16日
发明者神川进, 中岛宏, 佐藤惠一, 范庆山 申请人:三菱日立制铁机械株式会社