[发明专利]含碳团块矿、含碳团块矿的制造方法及其制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及含碳团块矿、含碳团块矿的制造方法及其制造装置，更详细而言涉及能够提高强度的含碳团块矿、含碳团块矿的制造方法及其制造装置。

背景技术

全世界铁产量的60％左右是通过14世纪开发的高炉法来生产的。高炉法是将经过烧结过程的铁矿石和焦炭等一起放入高炉，并吹入高温空气而将铁矿石还原成铁从而制造铁锭的方法。

由于高炉法从反应特性考虑要求具有一定程度以上的强度并具有能够确保炉内通气性的粒度的原料，所以使用将粉状铁矿石制成块状的烧结矿和将粉煤干馏而制成块状的焦炭。

但是，块状的烧结矿，相比粉状铁矿石，每单位体积的气体接触面积极小，即便在高炉内结束还原之后与碳的接触面积仍小，从而碳难以渗透至已还原的铁的内部。因此，烧结矿存在由于熔融温度高而在熔融时需要大量能源，铁水的生产速度慢的根本性问题。

对此，开发了一种在混合极小粉状铁矿石和碳材料而制造像煤饼、球团等这样的含碳团块矿(以下，称为“成型碳”)之后，在RHF(Rotary Hearth Furnace，转底炉)中引导还原而直接制造还原铁的工序。

在还原铁的制造中，确保高炉中能够使用的常温、热强度是非常重要的。在现有技术中，虽然使用像水泥这样的无机粘合剂而通过养护确保了强度，但存在难以确保高炉内需要的热强度的问题。

为了克服上述问题，开发出了将在制造部分还原铁时使用的碳材料用作粘合剂的技术。该技术是利用煤炭在约300～500℃左右的温度下软化熔融并在其以上的温度下固化的特性，将混合有碳材料的成型碳在软化熔融温度下烧制，由此引导碳材料的软化熔融以及固化而用作成型碳中的粘合剂从而确保常温强度的技术。对于碳材料的软化熔融现象而言，已知碳材料的加热速度越块其效果越大，因此尽可能加快烧制炉内成型碳的加热速度对成型碳的常温强度的提高更有效。然而，在像窑炉(kiln)这样密封的烧制炉在利用燃烧器直接加火而使成型碳升温时难以管理成型碳的温度，而在窑炉外部供给热的间接加热方式的情况下，存在团块矿的升温速度慢的问题。另外，由于在烧制炉内发生成型碳中煤炭挥发物的挥发，而存在难以处理挥发物的问题。

现有技术文献：KR1448083B

发明内容

本发明提供能够提高强度的含碳团块矿、含碳团块矿的制造方法及其制造装置。

本发明提供能够减少环境污染的含碳团块矿、含碳团块矿的制造方法及其制造装置。

本发明的实施方式所涉及的含碳团块矿的制造方法可以包括：利用混合铁原料和碳材料而成的混合物制造成型碳的步骤；将上述成型碳装入台车而形成原料层的步骤；以及使上述台车向烧制炉内部移动而进行热处理的步骤，进行上述热处理的步骤包括：对在上述烧制炉内部产生的排出气体中的一部分进行收集的步骤；使收集的上述排出气体燃烧而生成热风的步骤；以及将上述热风供给至上述烧制炉的至少一部分区域的步骤。

可以将上述烧制炉划分为干燥区域、煤炭气化区域、烧制区域以及冷却区域，在收集上述排出气体中的一部分的步骤中，在上述烧制炉的煤炭气化区域收集挥发气体。

可以在生成上述热风的步骤中，使上述挥发气体燃烧而生成800℃至900℃的热风。

可以在将上述热风供给至上述烧制炉的至少一部分区域的步骤中，上述热风的温度被调节为500℃至600℃进行供给。

可以在上述热风的温度低于500℃的情况下，在将热风供给至上述烧制炉之前在热风炉加热上述热风，然后进行供给。

可以在上述热风炉加热上述热风的步骤中，将外气供给至上述热风炉。

可以在上述热风的温度高于600℃的情况下，在上述热风炉中对上述热风混合外气而使上述热风冷却。

被供给至上述烧制炉的热风可以具有1％至5％的氧浓度。

上述热风可以被供给至上述烧制炉的烧制区域。

可以将上述烧制区域的温度控制在300℃至700℃的范围。

在上述烧制区域中，可以将上述成型碳的升温速度调节成50℃至60℃。

可以在上述烧制区域中，使上述碳材料软化熔融。

利用本发明的实施方式所涉及的含碳团块矿的制造方法来制造的含碳团块矿可以具有140kgf/p至160kgf/p的常温强度。