Способ производства металлического железа

Способ производства металлического железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу производства металлического железа путем нагрева агломерата, получаемого путем формования агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель, в нагревательной печи с подвижным подом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Способы для производства металлического железа из содержащего оксид железа материала, такого как железная руда и т.п., подразделяются на несколько типов, в зависимости от способа отделения компонента пустой породы, включенного в содержащий оксид железа материал.

Процесс изготовления железа на постоянной основе с использованием доменной печи является способом, который позволяет производить наибольшее количество металлического железа. Этот способ включает использование высококачественной железной руды, содержащей мало пустой породы, или использование содержащего оксид железа материала, состоящего из железной руды, содержание железа в которой было улучшено с помощью концентрации, которые нагреваются в доменной печи для восстановления и плавления, и разделяются на компонент пустой породы и передельный чугун (насыщенное углеродом железо) в расплавленном состоянии, производя тем самым металлическое железо.

Следующим способом по количеству металлического железа, которое может быть произведено, является газовый способ прямого восстановления (DR) с использованием природного газа. Этот способ включает восстановление окатышей, полученных путем спекания чрезвычайно высококачественной железной руды, используя природный газ для того, чтобы сформировать восстановленные окатыши, которые помещают в электропечь, плавят и выплавляют, производя тем самым сталь (малоуглеродистую сталь), от которой был полностью отделен компонент пустой породы.

Способы производства металлического железа, разработанные в последние годы, включают способ FASTMET, в котором агломерат, полученный смешиванием содержащего оксид железа материала, такого как железная руда и т.п., и углеродсодержащего восстановителя, такого как углеродный материал, нагревают при высокой температуре, в районе 1300°C, для получения восстановленного агломерата, а также способ ITmk3, в котором восстановленный агломерат дополнительно нагревают и плавят, и получают кусочки металлического железа (гранулированное металлическое железо).

Способ FASTMET позволяет полностью отделить компонент пустой породы от стали путем расплавления и выплавления полученного восстановленного агломерата в электропечи. Этот способ напоминает вышеописанный способ прямого восстановления в том плане, что все компоненты пустой породы в восстановленном агломерате помещают в электропечь, но отличается тем, что восстановленный агломерат включает компонент пустой породы в углеродсодержащем восстановителе. Введение большого количества компонента пустой породы в электропечь в газовом способе прямого восстановления и в способе FASTMET увеличивает теплоту плавления электропечи. Соответственно, необходимым предварительным условием является использование материала, содержащего мало пустой породы.

С другой стороны, особенностью способа ITmk3 является то, что шлак практически не переносится в процессе производства стали, так как разделение на металлическое железо и шлак происходит на пода печи, аналогично доменному способу, описанному выше. Однако, способ доменной печи и способ ITmk3 используют нагревание при высоких температурах, и соответственно требуют увеличенной энергии, если в материале присутствует большое количество компонента пустой породы. Соответственно, необходимым предварительным условием является использование сырья, содержащего мало пустой породы.

Таким образом, и способ FASTMET, и способ ITmk3 требуют настолько малого содержания в материале компонента пустой породы, насколько это возможно. Например, восстановленный продукт, полученный путем восстановления нагреванием агломерата, включающего железную руду, имеющую 9% пустой породы (общее количество SiO₂ и Al₂O₃) и уголь, имеющий зольность 10%, содержит 15% шлака (общее количество SiO₂ и Al₂O₃), так что его использование в электропечи или в доменной печи является затруднительным.

Патентные документы PTL 1-3 описывают известные технологии для производства металлического железа путем нагрева агломерата, получаемого путем смешивания содержащего оксид железа материала и углеродсодержащего восстановителя.

Патентный документ PTL 1 описывает выполнение процесса восстановления путем нагрева смеси, содержащей материал оксида железа и уголь, в высокотемпературной атмосфере, выполнения процесса дробления полученного восстановленного железа, а затем сортировки по размерам гранул с заданным размером зерна в качестве границы. В частности, сепаратор гранул используется для того, чтобы отделить и отсортировать зерна, превышающие средний размер зерна 100 мкм, и зерна, имеющие средний размер зерна 100 мкм или менее. Зерна, имеющие средний размер зерна 100 мкм или менее, разделяются магнитной силой на сильно намагничиваемые зерна, включающие большое содержание железа, и слабо намагничиваемые зерна, включающие небольшое содержание железа, и вышеупомянутые зерна восстановленного железа, превышающие заданный размер при разделении, и вышеупомянутые сильно намагничиваемые зерна используются в качестве восстановленного железа. С другой стороны, слабо намагничиваемые зерна включают небольшое содержание железа и содержат много шлака, и соответственно повторно используются в цементе или асфальте в том виде, как они есть.

Патентный документ PTL 2 описывает способ производства высококачественного восстановленного железа из пыли, образующейся при производстве чугуна, в производстве высококачественного восстановленного железа, в котором получают содержащие углерод окатыши, состоящие из различных типов пыли и углеродистого материала, и процесс их восстановления выполняют при температуре от 1250 до 1350°C в печи с вращающимся подом. Указанное восстанавливает пыль внутри окатышей с помощью углеродистого материала, и зерна металлического железа извлекают с использованием процесса, в котором зерна металлического железа, агрегированные массопереносом внутри частицы, естественным образом отделяются от шлака с низкой точкой плавления, включающего FeO, который был произведен из пустой породы в пыли.

Патентный документ PTL 3 описывает способ производства высокочистого гранулированного металлического железа, в котором производятся содержащие углерод окатыши, состоящие из материала железной руды и углерода, и процесс их восстановления выполняется при температуре от 1250 до 1350°C в печи с вращающимся подом, после чего температура печи дополнительно поднимается до температуры от 1400 до 1500°C для того, чтобы вызвать плавление, вызывая тем самым агрегацию металлического железа.

Патентный документ PTL 4 описывает способ производства металлического железа, в котором корка металлического железа формируется и выращивается путем восстановления нагреванием, и восстановление продолжается до тех пор, пока оксид железа по существу не исчерпается, в то время как формируется агрегат произведенного шлака.

Патентный документ PTL 5 описывает прямое восстановление железной руды при температуре 700°C или выше, а затем дробление и разделение с получением железных хлопьев и огнеупорных зерен. В этом патентном документе для просеивания хлопьев используется грохот, имеющий размер сетки 20, и хлопья, остающиеся на грохоте, и пустая порода под грохотом, дробятся по отдельности, после чего выплавленное железо отделяется и собирается.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

PTL 1: Японская нерассмотренная опубликованная патентная заявка №2002-363624

PTL 2: Японская нерассмотренная опубликованная патентная заявка №10-147806

PTL 3: Японская нерассмотренная опубликованная патентная заявка №2002-30319

PTL 4: Японская нерассмотренная опубликованная патентная заявка №9-256017

PTL 5: патент США №6048382

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Вариант осуществления, описанный в вышеупомянутом патентном документе PTL 1, направлен на производство восстановленных окатышей с температурой нагрева от 1200 до 1300°C, и не учитывает разделения на металлическое железо и шлак на поде нагревательной печи. Кроме того, для дробления используется вальцовый пресс, но условия его использования не раскрываются, и другие способы дробления, кроме вальцового пресса, не упоминаются. Далее, в соответствии с одним вариантом осуществления чистота железа составляет не более 7 6-90% даже для железа с хорошей чистотой, имеющего гранулярность 100 мкм или более. Металлическое железо, имеющее чистоту такого порядка, трудно использовать в качестве сталелитейного материала. Можно предположить, что причина, по которой чистота железа составляет не более 76-90%, состоит в том, что температура нагрева и способ дробления не являются подходящими.

Патентный документ PTL 2 описывает просеивание восстановленного железа, полученного из печи с вращающимся подом, с использованием сита, и сбор восстановленного железа, имеющего диаметр 5 мм или более, в качестве продукта. Эта технология включает производство расплавленного железа и расплавленного шлака на поде, и соответственно подпадает под способ ITmk3. Однако этот патентный документ не описывает процесс дробления, хотя и описывает сбор металлического железного продукта из нагреваемого/восстанавливаемого продукта, выгруженного из восстановительной печи, с использованием грохота и магнитного сепаратора.

Патентный документ PTL 3 описывает способ разделения полностью расплавленного восстановленного железа на восстановленное железо и шлак. Однако этот патентный документ описывает только разделение гранулированного металлического железа, произведенного в печи, и побочного продукта в виде шлака, используя магнитный сепаратор и грохот, а процесс дробления не описывается.

Патентные документы PTL 4 и PTL 5 также раскрывают технологию, в которой смесь, включающая содержащий оксид железа материал и углеродистый материал, нагревают, и полученное металлическое железо и шлак разделяют. Однако улучшение разделяемости металлического железа и шлака не изучается. Существует также требуемое развитие способа производства металлического железа, в котором содержащее металлическое железо спеченное тело, разделяемость которого на металлическое железо и шлак была улучшена, может быть эффективно разделено на металлическое железо и шлак.

Настоящее изобретение было осуществлено в свете вышеописанных обстоятельств, и соответственно задачей настоящего изобретения является обеспечение способа производства металлического железа, в котором металлическое железо может быть эффективно собрано. Более конкретно, первой задачей настоящего изобретения является обеспечение способа производства металлического железа, в котором металлическое железо может быть эффективно собрано из восстановленного продукта, включающего металлическое железо и шлак, полученного путем нагревания агломерата из содержащего оксид железа материала и углеродсодержащего восстановителя в нагревательной печи с подвижным подом для получения металлического железа.

Второй задачей настоящего изобретения является обеспечение способа производства металлического железа, в котором металлическое железо может быть эффективно собрано из выгруженного материала при формовании агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель, нагревании в нагревательной печи с подвижным подом, а затем разделении отходов, выгруженных из печи, на металлическое железо и шлак, и сборе металлического железа для получения металлического железа.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Сущность способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением, который в состоянии решить вышеупомянутую проблему, заключается в том, что способ включает:

процесс формования агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель;

процесс введения полученного агломерата в нагревательную печь с подвижным подом и восстановления путем нагрева;

процесс дробления с использованием дробилки восстановленного продукта, содержащего металлическое железо и шлак, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом; и

процесс сортировки с использованием сепаратора и сбора металлического железа.

В дальнейших деталях сущность способа производства металлического железо в соответствии с настоящим изобретением, который способен решить первую задачу (в дальнейшем также называемого первым изобретением), заключается в том, что этот способ включает: процесс формования агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель; процесс введения полученного агломерата в нагревательную печь с подвижным подом и восстановление путем нагрева; процесс дробления с использованием ударной дробилки восстановленного продукта, содержащего металлическое железо и шлак, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом; и процесс сортировки с использованием сепаратора и сбор металлического железа.

Способ производства может дополнительно включать: процесс просеивания восстановленного продукта, содержащего металлическое железо и шлак, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом, на грубые частицы и мелкие частицы с использованием грохота а; процесс дробления полученных грубых частиц с использованием ударной дробилки; а также процесс сбора металлического железа с использованием сепаратора.

В качестве дробилки могут использоваться, например, молотковая дробилка, клеточная дробилка, роторная дробилка, шаровая дробилка, вальцовая дробилка или стержневая дробилка. В качестве дробилки предпочтительно используется дробилка, которая применяет воздействие в одном направлении.

Средняя объемная плотность грубых частиц может составлять от 1,2 до 3,5 кг/л.

Грубые частицы могут быть отделены магнитным способом с использованием магнитного сепаратора перед дроблением грубых частиц, и магнитно притянутое вещество может быть собрано, и собранное магнитно притянутое вещество может быть раздроблено.

В качестве сепаратора могут использоваться магнитный сепаратор, воздушный сепаратор или грохот b. В случае, когда в качестве сепаратора используется грохот b, прошедший через сито материал предпочтительно разделяется с использованием магнитного сепаратора, и металлическое железо собирается после просеивания, выполненного с использованием грохота b. В качестве грохота b предпочтительно используется грохот, имеющий отверстия размером 1-8 мм.

Способ производства в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно дополнительно включает процесс тонкого измельчения магнитно притягиваемого вещества, полученного при разделении с использованием магнитного разделителя, используя мельницу тонкого помола. Также предпочтительным является, чтобы тонкоизмельченный материал, полученный в процессе тонкого измельчения, снова был тонко измельчен с использование мельницы тонкого помола. Также предпочтительным является, чтобы тонкоизмельченный материал, полученный в процессе тонкого измельчения, разделялся с использованием магнитного разделителя, и чтобы магнитно притягиваемое вещество собиралось.

Собранное магнитно притягиваемое вещество может быть сформовано в агломерат.

В качестве дробилки могут использоваться, например, шаровая дробилка, стержневая дробилка, клеточная дробилка, роторная дробилка или вальцовая дробилка.

Вышеописанная проблема может также быть решена с помощью способа производства металлического железа, включающего: процесс формования агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель; процесс введения полученного агломерата в нагревательную печь с подвижным подом и восстановление путем нагрева; процесс разделения восстановленного продукта, содержащего металлическое железо и шлак, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом, на материал, состоящий из грубых частиц, и материал, состоящий из мелких частиц, с использованием грохота а; и процесс сортировки полученного материала, состоящего из мелких частиц, с использованием сепаратора, а также сбор металлического железа.

В качестве сепаратора предпочтительно используется магнитный сепаратор, при этом магнитно притягиваемое вещество получают путем выбора магнитным сепаратором частиц, собираемых как металлическое железо.

Способ производства в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно включать процесс тонкого измельчения материала, состоящего из мелких частиц, с использованием мельницы тонкого помола, причем металлическое железо, содержащееся в полученном тонкоизмельченном материале, собирают с использованием сепаратора.

Тонкоизмельченный материал, полученный в процессе тонкого измельчения с использованием мельницы тонкого помола, может быть снова тонко измельчен с использованием мельницы тонкого помола.

В качестве дробилки могут использоваться, например, шаровая дробилка, стержневая дробилка, клеточная дробилка, роторная дробилка или вальцовая дробилка.

Материал, состоящий из мелких частиц, может быть магнитно разделен с использованием магнитного сепаратора перед дроблением материала, состоящего из мелких частиц, с использованием мельницы тонкого помола, с получением магнитно притягиваемого вещества путем его сбора магнитным сепаратором. Собранное магнитно притягиваемое вещество может быть сформировано в агломерат.

В качестве грохота а предпочтительно используется, например, грохот, имеющий размер отверстий от 2 до 8 мм.

Сущность способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением, который в состоянии решить вторую задачу (в дальнейшем также называемого вторым изобретением), заключается в том, что этот способ включает: процесс формования агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель; процесс введения полученного агломерата в нагревательную печь с подвижным подом и нагревания, при котором агломерат плавится для с формированием расплавленного металлического железа, расплавленного шлака и восстановленного агломерата; процесс охлаждения смеси, полученной в этом процессе; процесс выгрузки твердого материала, полученного путем охлаждения, из нагревательной печи с подвижным подом; процесс дробления с использованием дробилки материала, включающего металлическое железо, шлак и материал покрытия пода, выгруженного из нагревательной печи с подвижным подом; и процесс сортировки полученного дробленого материала с использованием сепаратора и сбора металлического железа.

Способ производства может дополнительно включать: процесс просеивания выгруженного материала, включающего металлическое железо, шлак и материал покрытия пода, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом, на оставшийся на сите материал и прошедший через сито материал, с использованием грохота а; процесс дробления полученного оставшегося на сите материала с использованием дробилки; и процесс сортировки полученного дробленого материала с использованием сепаратора и сбор металлического железа.

В качестве дробилки могут использоваться, например, молотковая дробилка, клеточная дробилка, роторная дробилка, шаровая дробилка, вальцовая дробилка или стержневая дробилка.

Оставшийся на сите материал предпочтительно содержит 95% или более железа в эквиваленте к железному компоненту.

Оставшийся на сите материал может быть магнитно разделен с использованием магнитного сепаратора перед дроблением оставшегося на сите материала, и магнитно притягиваемое вещество может быть собрано и раздроблено.

В качестве сепаратора может использоваться, например, магнитный сепаратор, воздушный сепаратор, сито b и т.п. Просеивание может быть выполнено с использованием грохота b, после чего прошедший через сито материал отделяют с использованием магнитного сепаратора, и металлическое железо собирают. В качестве грохота b может использоваться, например, грохот, имеющий размер отверстий от 1 до 8 мм. Способ производства может дополнительно включать процесс тонкого измельчения с использованием мельницы тонкого помола магнитно притягиваемого вещества, полученного путем отбора с использованием магнитного отборщика.

Тонкоизмельченный материал, полученный в процессе тонкого измельчения, может быть снова тонко измельчен с использованием мельницы тонкого помола. Тонкоизмельченный материал, полученный в процессе тонкого измельчения, может быть отделен с использованием магнитного отборщика и магнитно притягиваемое вещество может быть собрано. Собранное магнитно притягиваемое вещество может быть сформировано в агломерат.

В качестве дробилки могут использоваться, например, шаровая дробилка, стержневая дробилка, клеточная дробилка, роторная дробилка или вальцовая дробилка.

Вышеописанная проблема может быть решена с помощью способа производства металлического железа, включающего: процесс формования агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель; процесс введения полученного агломерата в нагревательную печь с подвижным подом и нагревания, при котором агломерат плавится с формированием расплавленного металлического железа, расплавленного шлака и восстановленного агломерата; процесс охлаждения полученной смеси; процесс выгрузки твердого материала, полученного путем охлаждения, из нагревательной печи с подвижным подом; процесс просеивания с использованием грохота выгруженного материала, содержащего металлическое железо, шлак, и материал покрытия пода, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом; и процесс сортировки с использованием сепаратора прошедшего через сито материала, полученного в процессе просеивания, и сбора металлического железа.

В качестве сепаратора может использоваться магнитный сепаратор, и магнитно притягиваемое вещество, полученное путем отбора магнитным сепаратором, может быть собрано как металлическое железо. Данный способ может дополнительно включать: процесс тонкого измельчения полученного магнитно притягиваемого вещества с использованием мельницы тонкого помола; и процесс отделения с использованием сепаратора полученного тонкоизмельченного материала и сбора металлического железа.

Данный способ может дополнительно включать процесс тонкого измельчения по меньшей мере части прошедшего через сито материала, полученного в процессе просеивания, с использованием мельницы тонкого помола. Тонкоизмельченный материал, полученный в процессе тонкого измельчения с использованием мельницы тонкого помола, может быть магнитно отделен с использованием магнитного сепаратора, и полученное магнитно притягиваемое вещество может быть собрано. Кроме того, тонкоизмельченный материал, полученный в процессе тонкого измельчения с использованием мельницы тонкого помола, может быть снова тонко измельчен с использованием мельницы тонкого помола.

Собранное металлическое железо или собранное магнитно притягиваемое вещество могут быть сформованы в агломерат.

Мельница тонкого помола может измельчать магнитно притягиваемое вещество с помощью по меньшей мере одного фактора, выбранного из группы, состоящей из силы удара, силы трения и силы сжатия. В качестве дробилки предпочтительно используются, например, шаровая дробилка, стержневая дробилка, клеточная дробилка, роторная дробилка или вальцовая дробилка.

В качестве грохота а предпочтительно используется грохот, имеющий размер отверстий от 2 до 8 мм.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым изобретением и вторым изобретением металлическое железо может быть эффективно собрано.

Подробно, в соответствии с первым изобретением восстановленный продукт, содержащий металлическое железо и шлак, который выгружают из нагревательной печи с подвижным подом, дробят путем применения удара, так что металлическое железо и шлак эффективно разделяют. Кроме того, восстановленный продукт, содержащий металлическое железо и шлак, который выгружают из нагревательной печи с подвижным подом, разделяют на крупнозернистый материал и мелкозернистый материал с использованием грохота и обрабатывают в соответствии с зернистостью, так что металлическое железо и шлак эффективно разделяют. То есть, в то время как металлическое железо может быть эффективно собрано с использованием сепаратора (например, грохота, магнитного сепаратора и т.д.), металлическое железо может быть собрано еще более эффективно, комбинируя тонкое измельчение и сепаратор.

В соответствии со вторым изобретением, выгруженный материал, включающий металлическое железо, шлак и материал покрытия пода, который выгружают из нагревательной печи с подвижным подом, подходящим образом дробят или тонко измельчают, так что металлическое железо может быть эффективно собрано из выгруженного материала.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[Фиг. 1-1] Фиг. 1-1 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую процесс производства металлического железа.

[Фиг. 1-2] Фиг. 1-2 представляет собой график, иллюстрирующий отношения между условиями дробления и процентом шлака.

[Фиг. 1-3] Фиг. 1-3 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую пример конфигурации для непрерывного дробления или тонкого измельчения.

[Фиг. 1-4] Фиг. 1-4 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую другой процесс производства металлического железа.

[Фиг. 1-5] Фиг. 1-5 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую еще один процесс производства металлического железа.

[Фиг. 1-6] Фиг. 1-6 (а) и (b) представляют собой схематические диаграммы, иллюстрирующие другой процесс производства металлического железа.

[Фиг. 1-7] Фиг. 1-7 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую другой процесс производства металлического железа.

[Фиг. 1-8] Фиг. 1-8 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую общий вид процесса производства металлического железа.

[Фиг. 2-1] Фиг. 2-1 представляет собой фотографию к диаграмме, на которой сфотографированы внешние формы металлического железа D, полученного с помощью одного варианта осуществления.

[Фиг. 2-2] Фиг. 2-2 представляет собой график, иллюстрирующий гранулометрическое распределение магнитно притягиваемого вещества и магнитно непритягиваемого вещества.

[Фиг. 2-3] Фиг. 2-3 представляет собой фотографию к диаграмме, на которой сфотографировано магнитно притягиваемое вещество, полученное с помощью одного варианта осуществления.

[Фиг. 2-4] Фиг. 2-4 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между временем дробления и процентом шлака.

[Фиг. 2-5] Фиг. 2-5 представляет собой график, иллюстрирующий гранулометрическое распределение магнитно притягиваемого вещества и магнитно непритягиваемого вещества.

[Фиг. 2-6] Фиг. 2-6 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую другой процесс производства металлического железа.

[Фиг. 2-7] Фиг. 2-7 (а) и (b) представляют собой схематические диаграммы, иллюстрирующие другой процесс производства металлического железа.

[Фиг. 2-8] Фиг. 2-8 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую другой процесс производства металлического железа.

[Фиг. 2-9] Фиг. 2-9 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую полное изображение процесса производства металлического железа.

[Фиг. 3-1] Фиг. 3-1 представляет собой диаграмму процесса для описания способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением.

[Фиг. 3-2] Фиг. 3-2 представляет собой схематическую диаграмму для описания конфигурации молотковой дробилки, используемой в настоящем изобретении.

[Фиг. 3-3] Фиг. 3-3 представляет собой диаграмму для описания другого способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением.

[Фиг. 3-4] Фиг. 3-4 представляет собой диаграмму для описания другого способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением.

[Фиг. 3-5] Фиг. 3-5 представляет собой график, иллюстрирующий гранулометрическое распределение (кумулятивная зернистость) порошка, полученного при дроблении молотковой дробилкой.

[Фиг. 3-6] Фиг. 3-6 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между временем дробления и процентом магнитно непритягиваемого вещества.

[Фиг. 3-7] Фиг. 3-7 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между временем дробления и процентом магнитно непритягиваемого вещества.

[Фиг. 3-8] Фиг. 3-8 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между временем дробления и процентом магнитно непритягиваемого вещества.

[Фиг. 3-9] Фиг. 3-9 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую другой процесс производства металлического железа.

[Фиг. 4-1] Фиг. 4-1 представляет собой блок-схему для описания способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением.

[Фиг. 4-2] Фиг. 4-2 представляет собой блок-схему для описания способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением.

[Фиг. 4-3] Фиг. 4-3 представляет собой блок-схему для описания способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Особенность способа производства металлического железа в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что способ включает:

процесс формования агломерата смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель;

процесс введения полученного агломерата в нагревательную печь с подвижным подом и восстановления путем нагрева;

процесс дробления с использованием дробилки восстановленного продукта, содержащего металлическое железо и шлак, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом; и

процесс сортировки с использованием сепаратора и сбора металлического железа.

В частности, в настоящем изобретении способ производства с использованием в качестве дробилки ударной дробилки определяется как «первое изобретение».

Способ производства, в котором процесс восстановления нагреванием является процессом, в котором агломерат, сформированный в процессе формования агломерата, вводят в нагревательную печь с подвижным подом и нагревают, и агломерат плавят с формированием расплавленного металлического железа, расплавленного шлака и восстановленного агломерата, способ, дополнительно включающий процесс охлаждения смеси, полученной в этом процессе; и процесс выгрузки из нагревательной печи с подвижным подом твердого вещества, полученного путем охлаждения; где в процессе дробления выгруженный материал, включающий металлическое железо, шлак и материал покрытия пода, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом, дробят с использованием дробилки, определяется как «второе изобретение».

Сначала будет описано первое изобретение.

Авторы настоящего изобретения тщательно изучили улучшение эффективности сбора металлического железа и улучшение производительности металлического железа при нагревании агломерата, сформированного из смеси, включающей содержащий оксид железа материал и углеродсодержащий восстановитель, в нагревательной печи с подвижным подом для получения металлического железа. В результате было найдено, что дробление с применением сильного удара восстановленного продукта, включающего металлическое железо и шлак, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом, подходящим образом разделяет металлическое железо и шлак, так что эффективность сбора улучшается. Было также найдено, что разделение восстановленного продукта, включающего металлическое железо и шлак, который был выгружен из нагревательной печи с подвижным подом, на грубые частицы и мелкие частицы с использованием грохота подходящим образом разделяет металлическое железо и шлак, так что эффективность сбора улучшается. Соответственно, было выполнено первое изобретение.

Теперь, после описания уровня техники, приведшего к выполнению первого изобретения, будут описаны особенности первого изобретения.

Авторы настоящего изобретения получали низкосортную железную руду, включающую большое содержание компонента пустой породы, из всех железных руд, и нагревали агломерат, содержащий эту железную руду и углеродсодержащий восстановитель, в нагревательной печи с подвижным подом. Восстановленные окатыши, полученные путем этого нагревания, были тонко раздроблены с помощью различных типов дробления, и магнитно притягиваемое вещество было собрано магнитным разделением с использованием магнитного сепаратора. Однако процент шлака магнитно притягиваемого вещества составил приблизительно 17%, и улучшение сорта железа было затруднительным.

Было найдено, что в случае использования низкосортной железной руды с большим содержанием компонента пустой породы плавление всего агломерата и разделение на металлическое железо и шлак является затруднительным за короткое время нагрева, составляющее 11 мин или менее на поде нагревательной печи с подвижным подом, даже если нагрев осуществляется при температуре приблизительно 1300-1350°C, и после нагревания гранулированное металлическое железо, расплавленный шлак, полые восстановленные окатыши, сферические восстановленные окатыши и т.д. были перемешанными.

Причина этого заключается в следующем. При нагревании при высокой температуре, 1300°C или выше, подвод тепла посредством излучения намного больше, чем подвод тепла посредством теплопередачи между окатышами и внутри окатышей, но увеличение температуры в тех частях, где количество получаемого теплового излучения является небольшим, заметно задерживается. То есть в масштабе отдельного окатыша низ этого окатыша, а в масштабе множества окатышей, которые находятся вертикально друг на друге, окатыши, находящиеся под другими окатышами, будут нагреваться с заметным отставанием. В результате после короткого промежутка времени, составляющего 11 мин или менее, будут одновременно сосуществовать части, которые расплавились, и части, которые остались в виде восстановленного железа. В частности, чем больше количество пустой породы в окатышах, тем более выраженной является разница в восстановленном состоянии, и тем более прочно металлическое железо и шлак прилипают друг к другу.

С другой стороны, увеличение времени нагрева увеличивает количество передаваемого тепла, так что вышеописанное различие в восстановленном состоянии уменьшается, но при этом падает экономическая эффективность производства. Соответственно, продукт должен быть выгружен из печи как можно скорее после того, как восстановление завершено.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что даже в том случае, когда восстановленный продукт, выгруженный из печи после нагревания агломерата в нагревательной печи с подвижным подом, содержит гранулированное металлическое железо, расплавленный шлак, полые восстановленные окатыши, сферические восстановленные окатыши и т.д. в смешанном состоянии, металлическое железо может быть эффективно собрано при использовании комбинации дробления, просеивания и разделения с использованием сепаратора. В то время как описание было сделано прежде всего относительно случая использования низкосортной железной руды (содержащего оксид железа материала), содержащей большое количество пустой породы, настоящее изобретение не ограничивается использованием низкосортной железной руды, содержащей большое количество пустой породы, и было подтверждено, что настоящее изобретение также применимо к случаю использования высококачественной железной руды (содержащего оксид железа материала), содержащей небольшое количество пусто