專利名稱：金屬鐵的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對通過加熱和用諸如焦炭的含碳還原劑還原諸如鐵礦石的氧化鐵源生產(chǎn)金屬鐵的技術(shù)的改進(jìn)，還涉及一種改進(jìn)的方法，該方法能夠通過簡單處理將氧化鐵有效地還原成為金屬鐵，能夠?qū)⑸a(chǎn)的金屬鐵有效地與作為脈石成分的混在鐵礦石中的形成礦渣的成分分開，能夠高產(chǎn)率地生產(chǎn)高純度的金屬鐵顆粒。
現(xiàn)有技術(shù)近年來，對直接生產(chǎn)鐵的方法進(jìn)行了大量研究，生產(chǎn)鐵的方法是形成包含氧化鐵源(如鐵礦石)和含碳還原劑(如焦炭)的原料混合物，將前者加熱，以用含碳還原劑還原氧化鐵源中的氧化鐵，然后將生產(chǎn)的金屬鐵與副產(chǎn)品礦渣成分分離，生成金屬鐵。
本發(fā)明的發(fā)明人也對直接生產(chǎn)鐵的方法進(jìn)行了長期研究，研究的結(jié)果是開發(fā)了下述方法，并且還在繼續(xù)研究。
該方法包括在通過加熱和還原包含含碳還原劑和氧化鐵的坯體時(shí)，通過加熱還原固態(tài)氧化鐵，生成和產(chǎn)生金屬鐵殼體，繼續(xù)固體還原，直到內(nèi)部不再存在有氧化鐵，繼續(xù)加熱，使產(chǎn)生的礦渣從金屬鐵殼體中流出，然后從礦渣中分離出金屬鐵。
在進(jìn)行上述方法時(shí)，部分金屬鐵殼體可能會熔化，因此，該熔融體將從金屬鐵殼體中流出。此時(shí)，為了熔化部分或全部金屬鐵殼體，來自于金屬鐵殼體中的含碳還原劑的炭可以溶解在金屬鐵中(這種現(xiàn)象有時(shí)稱為“滲碳”)，這將降低金屬鐵殼體的熔點(diǎn)。
將上述方法得到的高純度的金屬鐵和生產(chǎn)的礦渣冷卻、固化、將礦渣粉碎，用磁選或篩分的方法將固化的金屬鐵顆粒分類，或者通過加熱和熔化使金屬鐵和礦渣分離，因?yàn)槎叩谋戎夭煌?，所以能夠得到超過95質(zhì)量％，或超過98質(zhì)量％的高純度物質(zhì)。另外，公開的發(fā)明涉及一種進(jìn)行還原固體氧化鐵的方法，該方法能夠盡可能少地減少生產(chǎn)的礦渣中的熔融FeO，其中由于熔融FeO對工藝爐的耐火材料造成的的侵蝕和/或腐蝕就難以發(fā)生，這正是在實(shí)際應(yīng)用中從維護(hù)設(shè)備的角度考慮所希望上述方法能夠?qū)崿F(xiàn)的。
在上述方法中，冷卻和固化生產(chǎn)的金屬鐵和生產(chǎn)的礦渣、粉碎生產(chǎn)的礦渣及隨后通過磁選或篩分法得到金屬鐵顆粒的方法與利用二者熔化后的比重差將二者分離的方法相比似乎更適用于大規(guī)模生產(chǎn)。即，在熔化和分離的方法中，必須在高溫下加熱熔化，因?yàn)樾枰罅康臒崮?，另外，?dāng)將二者分離時(shí)，部分熔融鐵在界面處夾持在熔融礦渣中，這可能會降低金屬鐵的產(chǎn)率。另一方面，在通過粉碎、磁選或篩分得到金屬鐵顆粒的方法中，不需要熱量，另外，易于根據(jù)鐵生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)連續(xù)分離系統(tǒng)，并且可以使鐵損失最小化。
上述公開的發(fā)明強(qiáng)調(diào)的是在加熱和還原步驟中，生成金屬鐵殼體，在殼體內(nèi)形成高度還原氣氛，由此進(jìn)行有效地冶煉。但是，后來的研究證明當(dāng)包括在原料坯體中的含碳還原材料燃燒產(chǎn)生的大量CO氣體使原料坯體周圍保持較高的還原氣氛時(shí)，并非總是需要這種金屬鐵殼體。
另一方面，在進(jìn)行上述直接生產(chǎn)鐵的方法時(shí)，為了促進(jìn)金屬鐵的分離，已經(jīng)提出了好幾種對生產(chǎn)的礦渣組成進(jìn)行控制的方法。
例如，有一種用煉鐵粉塵作為氧化鐵源的方法，將其與含碳物質(zhì)(含碳還原劑)及附加物質(zhì)(如造渣劑)混合，控制生產(chǎn)的礦渣組成，使CaO/SiO2的比(堿性度)是1.4-1.6，將其加熱并在1250-1350℃下還原，生成金屬鐵，然后使金屬鐵顆粒與低熔點(diǎn)的含有FeO的礦渣分離。
但是，該方法是用煉鐵粉塵作為氧化鐵源的方法，對該方法中使用的堿性度的控制是在準(zhǔn)備起始原料時(shí)進(jìn)行的。在該方法中，沒有認(rèn)識到在加熱和還原過程中生成的礦渣的性能，即，當(dāng)產(chǎn)品礦渣變成固液共存狀態(tài)的熔融狀態(tài)時(shí)，這種性能將影響生成的金屬鐵的加速分離。另外，在該方法中，用低熔點(diǎn)的含有FeO的礦渣促進(jìn)金屬鐵的分離，但是，從實(shí)際操作的觀點(diǎn)考慮，用含有FeO的熔融礦渣的方法存在下述很多問題1)含有熔融FeO的熔融礦渣將極大地?fù)p壞爐膛的耐火磚；
2)熔融FeO與含碳物質(zhì)接觸，發(fā)生還原反應(yīng)，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，使溫度難以控制；和3)由于礦渣中熔融FeO與含碳物質(zhì)之間的接觸反應(yīng)產(chǎn)生的金屬鐵以細(xì)顆粒形式分散在礦渣中，回收后將其和礦渣進(jìn)行冷卻和固化的操作將極為復(fù)雜。
因此，需要在抑制在副產(chǎn)品礦渣中生成熔融FeO的同時(shí)有效地回收金屬鐵。
還有一種方法，在將含有細(xì)粉鐵礦石和固體還原劑的原料混合物裝料到移動(dòng)爐膛上，然后加熱和將其還原生成金屬鐵時(shí)，先將細(xì)粉固體還原劑置于爐膛上，將原料鐵礦石置于還原劑上的一小部分中，不直接與爐膛接觸，在這樣的條件下進(jìn)行加熱和還原，然后在爐膛上至少將還原的鐵熔化一次。根據(jù)該方法，如本申請中所述的術(shù)語“置于一小部分中”的原因是防止含有由于加熱和還原生成的金屬鐵和副產(chǎn)品礦渣的熔融物質(zhì)熔融或粘結(jié)在爐膛表面上腐蝕爐膛。但是，進(jìn)行上述方法時(shí)，為了形成這種小部分或?qū)⒃涎b入該小部分中，不僅需要復(fù)雜的設(shè)備，而且需要大量的細(xì)粉固體還原物質(zhì)，從原料的生產(chǎn)效率的角度考慮，不認(rèn)為該方法是一種實(shí)際可行的方法。另外，在該方法中，該小部分的形成將加速熔融和熔融物質(zhì)在爐膛表面上的粘結(jié)，從而妨礙生成物質(zhì)的排出。
另外，在假設(shè)由于加熱和還原生成的熔融物質(zhì)將損壞爐膛的耐火材料的情況下，上述發(fā)明采用能夠防止該損壞的措施。但是，從實(shí)際操作的角度考慮，相當(dāng)重要的是要減少使用大量的細(xì)粉固體還原劑。另外，還要從經(jīng)濟(jì)和設(shè)備的設(shè)計(jì)方面考慮，需要形成降低礦渣本身對爐膛耐火材料的損壞的技術(shù)，以使即使在冷卻和固化后，礦渣和金屬鐵也不會粘結(jié)在爐膛表面上。
還有一種方法是控制原料中礦渣成分的堿性度范圍為0.4-1.3，為了使氧化鐵的還原度達(dá)到40-80％，在不低于在爐膛上進(jìn)行加熱和還原所需要的時(shí)間的1/3的時(shí)間內(nèi)使溫度控制在1200-1350℃，隨后將還原的物質(zhì)熔化。
當(dāng)制備原料時(shí)，通過計(jì)算對該方法中使用的堿性度進(jìn)行控制，測定堿性度時(shí)，假定原料中所有的礦渣成分都是熔融的。但是，是否所有的礦渣成分都是熔融的取決于操作條件(特別是溫度)。另外，不知道從礦渣開始熔化、經(jīng)過固液共存狀態(tài)到全部熔化的過程中動(dòng)態(tài)特性如何影響生成的金屬鐵的分離條件及對爐膛耐火材料的侵蝕和/或腐蝕。根本沒有認(rèn)識到控制固液共存相中的液體含量(liquid fraction)或由此造成的金屬鐵的加速熔化。
對于上述對含有氧化鐵源和含碳還原劑的混合物進(jìn)行加熱、還原和熔化的技術(shù)，已經(jīng)提出過許多建議。近來指出的包括上述情況的與相關(guān)技術(shù)有關(guān)的問題排列和概述如下1)在對含有氧化鐵源和含碳還原劑的混合物進(jìn)行加熱、還原和熔化以生產(chǎn)金屬鐵時(shí)，必須形成一種技術(shù)，該技術(shù)在較低溫度下能夠熔化通過有效還原生成的固體金屬鐵，能夠成功地將其與副產(chǎn)品礦渣分離，并且能夠在較低溫度下高效分離和回收高純度的金屬鐵。
2)為了得到上述技術(shù)，必須對通過加熱和還原生成的固體金屬鐵滲碳，以在較低溫度下加速金屬鐵的有效熔化，并且能夠成功地將其與副產(chǎn)品礦渣分離，高效率地生產(chǎn)高Fe純度的金屬鐵。這是為了保證對碳濃度性能的控制，碳濃度性能是將產(chǎn)品金屬鐵加以實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)重要因素，將其實(shí)際作為用于電爐等的煉鋼材料是非常有利的。
3)在相關(guān)技術(shù)中，如上所述，已經(jīng)提出了多種通過堿性度等控制原料中礦渣成分的方法。它們都是用于最終的產(chǎn)品礦渣的。但是，如果在不將所有在加熱和還原步驟中生產(chǎn)的整個(gè)礦渣熔化的情況下，能夠?qū)⒔饘勹F與所需的最小量的礦渣進(jìn)行有效地熔融和分離，則其對爐膛耐火材料的不利影響將進(jìn)一步降低，另外，從熱效率和設(shè)備維護(hù)方面考慮也是有利的。
4)眾所周知，礦渣中的熔融FeO將極大地?fù)p壞爐膛的耐火材料。為了防止這種損壞，必須盡可能減少生產(chǎn)的礦渣中的熔融FeO的量。如果能夠減少熔融FeO的量，則認(rèn)為對爐膛的損壞將大大降低，這將肯定減少保護(hù)爐膛所需的特定機(jī)械和作業(yè)負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)注意到上述問題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠完全克服上述1)-4)中指出的問題的方法，以在穩(wěn)定的操作條件下高效地生產(chǎn)高Fe純度的金屬鐵，并盡可能抑制爐膛的耐火材料的損壞。
本發(fā)明提供的生產(chǎn)金屬鐵的方法是加熱、還原和熔化含有含碳還原劑和含氧化鐵的物質(zhì)的原料混合物以生產(chǎn)金屬鐵的方法，該方法包括控制生成的含有多組分體系脈石成分的礦渣的固液共存相中的液體含量，以加速生成的固體金屬鐵的熔化，在較低操作溫度下使金屬鐵有效地與副產(chǎn)品礦渣分離，用較短的時(shí)間生產(chǎn)出高純度的金屬鐵。
在實(shí)施該方法時(shí)，控制生成的含有多組分體系脈石成分的礦渣的固液共存相中的液體含量，將含碳還原劑導(dǎo)入固液狀態(tài)下的礦渣中，以在還原鐵的熔點(diǎn)下相對于固體金屬鐵進(jìn)行加速滲碳，由此進(jìn)行還原鐵的熔化。要求有效地實(shí)現(xiàn)這種所述的操作，以調(diào)節(jié)合成在原料混合物中的含碳還原劑的量，使金屬鐵中碳的濃度是0.5-4.3質(zhì)量％，并控制使金屬鐵進(jìn)行滲碳的熔融溫度是1147-1500℃。
另外，在制備原料時(shí)，可以通過混合原料來調(diào)節(jié)產(chǎn)品礦渣中的液體含量。更具體地說，該方法是在制備原料混合物時(shí)，由原料混合物的組成事先得到生產(chǎn)礦渣的溫度和液體含量的溫度之間的關(guān)系，在原料組分中加入另一個(gè)礦渣組分，從而在預(yù)定的操作溫度下得到最佳的礦渣液體含量，還有一個(gè)方法是在將原料還原后通過目標(biāo)熔化開始溫度控制液體含量。
為了更有效地達(dá)到本發(fā)明的目的，要求將滲碳和熔化時(shí)的礦渣中的液體含量控制在50-100質(zhì)量％范圍內(nèi)，更優(yōu)選控制在70-100質(zhì)量％范圍內(nèi)。作為原料混合物，原料混合物可以不改性使用，也可以在擠壓狀態(tài)下使用。但是，更優(yōu)選地是，要求該混合物結(jié)塊成一般的球形、煤磚或丸形以用于加熱和還原。
根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)產(chǎn)品礦渣中的液體含量，以能夠適當(dāng)?shù)乜刂茖σa(chǎn)的固體金屬鐵的滲碳量，結(jié)果還可以控制產(chǎn)品金屬鐵中碳的濃度。另外，根據(jù)本發(fā)明，冷卻和固化通過滲碳和熔化濃縮的金屬鐵，以得到金屬鐵顆粒。用篩分或磁選法能夠?qū)⒔饘勹F顆粒與冷卻和凝結(jié)的易碎的副產(chǎn)品礦渣分離，然后就易于回收金屬鐵顆粒。
另外，本發(fā)明的特征在于可以有效地優(yōu)選以顆粒形式生產(chǎn)金屬鐵。作為在該生產(chǎn)方法中用于控制生產(chǎn)的礦渣中的液體含量的副效應(yīng)，副產(chǎn)品礦渣可以以具有相對均勻的粒度分布的小球或顆粒形式分離和回收。更具體地說，來自原料中脈石礦物質(zhì)的礦渣在加熱、還原和熔化后冷卻，分成由固液共存相中的液相生成的玻璃狀顆粒礦渣和由固液共存相中的固相生成的顆粒粉末礦渣，用于分離和回收。然后，可以簡單地得到具有均勻尺寸的顆粒礦渣，以及顆粒粉末礦渣。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可以將產(chǎn)品礦渣中的熔融FeO的量減少到不大于50質(zhì)量％，優(yōu)選基本上為0％，因此可以盡可能地減少由于礦渣中混入大量熔融FeO而造成的對爐膛耐火材料的侵蝕和/或腐蝕。具體來說，當(dāng)加熱和還原原料混合物時(shí)，如果原料混合物的加熱速度升高到不低于300℃/min，則可以有效地降低生成的礦渣中的熔融FeO的量，這是優(yōu)選的。
如上所述，本發(fā)明的最大特征在于加熱、還原和熔化含有含氧化鐵的物質(zhì)(下面有時(shí)稱為鐵礦石等)如鐵礦石和氧化鐵或其部分還原物質(zhì)和含碳還原劑如焦炭和煤(下面有時(shí)稱為含碳物質(zhì))的原料坯體以生產(chǎn)金屬鐵時(shí)，控制由鐵礦石等生成的含有多組分體系脈石成分的副產(chǎn)品礦渣的固液共存相中的液體含量，以對生成的金屬鐵進(jìn)行有效滲碳，使金屬鐵的熔點(diǎn)迅速降低，以加速其熔化(下面有時(shí)稱為“熔解(melt-down)”)。
如上所述，在相關(guān)技術(shù)中提出的一種方法是考慮到熔點(diǎn)問題，當(dāng)來自鐵礦石等的脈石組分全部熔化時(shí)，調(diào)節(jié)副產(chǎn)品礦渣的堿性度等。另一方面，在本發(fā)明中，副產(chǎn)品礦渣并不總是全部熔化，在此引入一個(gè)新的概念，就是有效控制副產(chǎn)品礦渣的固液共存相中的液體含量，本發(fā)明成功地掌握了這種液體含量與金屬鐵的熔解的密切關(guān)系。即，在本發(fā)明中，通過在低操作溫度下滲碳來適當(dāng)?shù)乜刂七@種液體含量，使加熱和還原所產(chǎn)生的固體金屬鐵的熔點(diǎn)降低，從而使金屬鐵在較低溫度下能夠熔解。因此，在低溫下可以有效地進(jìn)行與副產(chǎn)品礦渣的分離，還可以控制對產(chǎn)品金屬鐵的質(zhì)量影響非常大的碳濃度。
附圖簡述

圖1是示出當(dāng)加熱電解鐵和各種含碳材料的混合物時(shí)，用高溫激光顯微鏡觀察的熔融溫度與Fe-C熱動(dòng)力平衡相圖的曲線圖，示出熔融溫度和碳含量的關(guān)系；圖2是示出當(dāng)用電解鐵和商購含碳材料的混合物改變加入到該混合物中的CaO的量時(shí)(灰中的CaO的量來自含碳材料)，原料的熔解溫度和液體含量的關(guān)系的曲線圖；圖3是示出當(dāng)用電解鐵和其它商購含碳材料的混合物改變加入到該混合物中的CaO的量時(shí)(灰中的CaO的量來自炭)，原料的熔解溫度和液體含量的關(guān)系的曲線圖；圖4是示出當(dāng)用電解鐵和另一種商購含碳材料的混合物改變加入到該混合物中的CaO的量時(shí)(灰中的CaO的量來自炭)，原料的熔解溫度和液體含量的關(guān)系的曲線圖；圖5是示出當(dāng)加熱和還原其中的脈石成分量是恒定的氧化鐵和含碳材料的混合物時(shí)，改變加熱速度對生成的礦渣中的液體含量及礦渣中FeO含量的影響的曲線圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方案下面參照詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
在加熱、還原和熔化原料混合物生產(chǎn)金屬鐵時(shí)，本發(fā)明的發(fā)明人仔細(xì)觀察了在本發(fā)明的含碳還原劑體系中副產(chǎn)品礦渣的行為和生成的金屬鐵的滲碳和熔化的行為，從而證實(shí)了下述事實(shí)即，通過加熱和還原生產(chǎn)金屬鐵時(shí)，滲碳是必需的，以使含碳還原劑存在于該體系中。但是，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)證明，即使存在有含碳還原劑，在固體形式的含碳還原劑僅僅以接近固體金屬鐵的狀態(tài)存在時(shí)，滲碳很少發(fā)生，對于通過降低固體還原鐵的熔點(diǎn)來加速其熔化不能有很大期望。
但是，已經(jīng)證實(shí)的是，當(dāng)含碳還原劑與礦渣以熔融狀態(tài)共存時(shí)，對固體金屬鐵的滲碳將非常有效地進(jìn)行。這是因?yàn)榫哂辛鲃?dòng)性的熔融礦渣顯示出載體狀的作用，其與固體還原劑一起在固體金屬鐵周圍進(jìn)行迅速接觸，由此加速進(jìn)行滲碳。已經(jīng)證實(shí)的是，其與熔融礦渣的共存所產(chǎn)生的加速滲碳作用不僅在全部礦渣都處于熔融狀態(tài)時(shí)能夠有效產(chǎn)生，而且這種作用的變化取決于固液共存狀態(tài)下的礦渣中的液體含量。
因此，為了證實(shí)副產(chǎn)品礦渣的液體含量對金屬鐵的滲碳的影響，使用通過混合氧化鐵粉末和含碳還原物質(zhì)粉末制成的壓縮物(坯體)，用高溫激光顯微鏡觀察其在加熱、還原和熔化過程中的特性，用圖像分析法定量觀察熔融物質(zhì)的生產(chǎn)特性。即，在這種觀察中，用圖像分析法得到的在加熱和升溫過程中原料坯體中的液體含量作為熔融物質(zhì)的比率。另外，在加熱過程中液體含量是100％時(shí)的溫度定義為熔解溫度。
本申請中所用術(shù)語“液體含量”位于固相線和液相線之間，定義為固加液(即固相加液相)中液相所占的質(zhì)量比。在用高溫激光顯微鏡進(jìn)行的上述觀察中，用圖像分析中的面積比代替該質(zhì)量比。另外，下述預(yù)定的液體含量指的是由脈石組分及多系統(tǒng)相圖確定的溫度所預(yù)測的值。
首先研究金屬鐵中的C％(滲碳量)和金屬鐵的熔解溫度(即熔點(diǎn))。用電解鐵粉末作為金屬鐵，用石墨和下表1所示的4種煤粉作為含碳物質(zhì)，將其混合，使對于電解鐵粉末而言，固定碳的濃度是1％(這是質(zhì)量％，下同)，2％，3％和4.3％。測定的熔融溫度示于圖1的Fe-C相圖中。
表1

從圖1也可以明顯看出，應(yīng)當(dāng)理解的是，在用石墨作為含碳物質(zhì)時(shí)，在相圖中其基本上沿著液相線熔解，熔解溫度基本上取決于進(jìn)行滲碳的金屬鐵中的碳濃度。另一方面，在用含有灰分的煤作為含碳物質(zhì)時(shí)，在相圖中其熔解溫度在液相線的高溫側(cè)，這意味著煤中的灰分將影響金屬鐵的熔解溫度，即，影響滲碳。
然后，將電解鐵粉末和有表1所示組成的含碳物質(zhì)混合，為了改變由煤中的灰分產(chǎn)生的礦渣中的液體含量，在煤粉中加入CaO(試劑)，以改變產(chǎn)生的礦渣中的CaO％。調(diào)節(jié)含碳物質(zhì)的混合量，使電解鐵中的碳濃度是4.3％。
用類似于上述的方法用高溫激光顯微鏡觀察樣品，測定各種電解鐵和含碳物質(zhì)的混合物的熔解溫度。另外，1300℃下的液體含量即，從這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以明顯看出當(dāng)用含有灰分的含碳物質(zhì)作為含碳還原劑進(jìn)行加熱、還原和熔化前者與氧化鐵的原料混合物時(shí)，生產(chǎn)的金屬鐵的熔解溫度隨加入原料混合物中的CaO的量有相當(dāng)大的改變，當(dāng)CaO的量增加時(shí)，熔解溫度迅速降低。相反，另一方面，當(dāng)CaO的量增加時(shí)，產(chǎn)生的礦渣中的液體含量迅速增加。由上述趨勢可以知道當(dāng)由于加入CaO而使產(chǎn)生的礦渣中的液體含量增加時(shí)，生產(chǎn)的金屬鐵的熔解溫度有迅速降低的趨勢。即，可以證實(shí)的是隨著產(chǎn)生的礦渣中的液體含量的增加，原料中含碳物質(zhì)對固體還原鐵的滲碳將加速。從所述的這種趨勢判斷，可以理解的是，固體還原后，原料中含碳物質(zhì)和熔融礦渣一起與固體還原鐵進(jìn)行有效接觸，結(jié)果，加速了對固體還原鐵的滲碳，因?yàn)楣腆w還原鐵的熔點(diǎn)迅速降低，所以其熔解溫度下降。
為了有效地顯示出含碳還原劑的加速滲碳作用，產(chǎn)生的礦渣中的液體含量極為重要。液體礦渣的粘度(流動(dòng)性)有一些差異，但是，已經(jīng)證實(shí)如果在產(chǎn)生的固液共存狀態(tài)下的礦渣中熔融礦渣占的比率即液體含量不低于50％，更優(yōu)選不低于70％，由于滲碳而造成的固體還原鐵的熔點(diǎn)將迅速降低，并且如上所述具有快速熔解的趨勢，由上述趨勢可以知道當(dāng)由于加入CaO而使產(chǎn)生的礦渣中的液體部分增加時(shí)，生產(chǎn)的金屬鐵的熔解溫度有迅速降低的趨勢。即，可以證實(shí)的是隨著產(chǎn)生的礦渣中的液體部分的增加，原料中含碳物質(zhì)對固體還原鐵的滲碳將加速。從所述的這種趨勢判斷，可以理解的是，固體還原后，原料中含碳物質(zhì)和熔融礦渣一起與固體還原鐵進(jìn)行有效接觸，結(jié)果，加速了對固體還原鐵的滲碳，因?yàn)楣腆w還原鐵的熔點(diǎn)迅速降低，所以其熔解溫度下降。
在制備原料混合物時(shí)，可以根據(jù)目標(biāo)操作溫度(特別是目標(biāo)熔解溫度)通過混合原料使其具有適當(dāng)?shù)牡V渣組成來調(diào)節(jié)產(chǎn)生的礦渣中的液體含量。更優(yōu)選地是，通過由原料混合物中礦渣組分的組成預(yù)先得到產(chǎn)生的礦渣溫度和液體含量的溫度之間的關(guān)系及通過添加和調(diào)節(jié)必需的其它形成礦渣的組分，在目標(biāo)熔解溫度范圍內(nèi)可以確保合適的礦渣液體含量。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)原料中的礦渣組成控制熔解溫度，或者通過預(yù)先設(shè)定熔解溫度可以在給定的熔解溫度下將礦渣組成調(diào)節(jié)到預(yù)定的液體含量。
上述的這一現(xiàn)象與用含有大量脈石組分的鐵礦石作為氧化鐵源的情況下的趨勢相似。如果在操作溫度下適當(dāng)?shù)乜刂朴擅}石組分形成的多組分礦渣中的液體含量及含碳物質(zhì)中的灰分，則可以對生產(chǎn)的固體金屬鐵進(jìn)行有效地滲碳，還可以大大降低固體金屬鐵的熔解溫度。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可以通過混合幾種鐵礦石，以根據(jù)含在用作氧化鐵源的鐵礦石中的脈石組分得到合適的礦渣組成，以此控制產(chǎn)生的礦渣中的液體含量。優(yōu)選使用的一種方法是加入一種或不少于兩種的作為能夠根據(jù)含在原料礦石中的脈石組分改變液體含量的添加劑的生石灰(CaO)，石灰石(CaCO3)，二氧化硅(SiO2)，蛇紋石(MgO)，錳礦石(MnO)，鋁土礦(Al2O3)等。更具體地說，當(dāng)將氧化鐵源和含碳還原劑及任選的粘結(jié)劑組分混合制備原料混合物時(shí)，基于多組分系統(tǒng)相圖由含在原料中的脈石組成可以得到溫度和液體含量之間的關(guān)系，混合適量作為添加劑的上述氧化物，以在目標(biāo)熔解溫度下得到上述合適的液體含量。
為了有效地顯示出上述熔融礦渣的加速滲碳作用和降低熔解溫度的作用，必須通過滲碳使固體金屬的熔點(diǎn)有足夠降低。已經(jīng)證實(shí)的是，滲碳后最有效的是控制金屬鐵中的碳濃度為0.5-4.3％，更優(yōu)選是1.5-3.5％，控制熔解溫度是1147-1500℃，更優(yōu)選是1200-1450℃?？梢栽谥苽湓想A段根據(jù)原料中混合的含碳還原劑的量調(diào)節(jié)滲碳后金屬鐵中優(yōu)選的碳濃度。具體來說，滲碳所需要的含碳還原劑的加入量是理論上還原氧化鐵源所需要量。但是，在正常的操作條件下，在加熱和還原過程中燃燒器燃燒產(chǎn)生的氧化氣會消耗掉部分含碳還原劑。因此，在實(shí)際決定含碳物質(zhì)的混合量時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到所述的消耗量來調(diào)節(jié)其混合量。
另外，如果在制備原料時(shí)如上所述調(diào)節(jié)含碳還原劑的混合量，則可以控制金屬鐵的滲碳量，因此，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)金屬鐵中的最終碳含量。
在本發(fā)明所使用的原料混合物中，優(yōu)選使用都為粉末狀態(tài)的氧化鐵源和含碳還原劑。供應(yīng)原料混合物時(shí)，可以使該混合物處于輕微擠壓爐膛的狀態(tài)，但是優(yōu)選地是，如果原料混合物作為坯體供應(yīng)時(shí)，其中的混合物結(jié)塊成合適的形狀如球形、煤磚或丸形，則在通過加熱還原固體的過程中，在坯體的表面上形成固體還原鐵的金屬殼體，以使其內(nèi)部保持高的還原勢，優(yōu)選能夠更有效地提高冶煉率。
另外，本發(fā)明使用的爐子優(yōu)選是移動(dòng)爐膛型爐子，特別優(yōu)選旋轉(zhuǎn)爐膛的爐子。在這種情況下，在使用較寬和較大直徑的坯體的情況下，用管狀或盤狀加料裝置將為得到所需液體含量而事先調(diào)節(jié)好的原料置于爐膛上，以使?fàn)t膛上不會有超過兩層的原料。用燃燒器等從頂部加熱原料，使其還原、熔化，冷卻后用刮刀或螺旋排料裝置將其取出。如果在加入原料之前，形成了含粉末碳的物質(zhì)層或形成了粉末耐火物質(zhì)如氧化鋁層，則從保護(hù)爐膛的角度考慮，優(yōu)選使排出的產(chǎn)品光滑，并防止在還原結(jié)束至熔化段內(nèi)再氧化。
在加熱和還原后，將滲碳和熔融的金屬鐵冷卻和固化，得到金屬鐵顆粒，可以同時(shí)用篩分或磁選法使其與生成的礦渣分離。
如上所述，本發(fā)明的特征在于控制副產(chǎn)品礦渣中的液體含量以加速滲碳并在低溫下有效地熔解金屬鐵，最后，有效地生產(chǎn)出高Fe純度的高冶煉度的金屬鐵。已經(jīng)證實(shí)的是，通過控制副產(chǎn)品礦渣中的液體含量還可以得到下述的副效應(yīng)。
即，實(shí)施本發(fā)明的方法時(shí)，為了控制生產(chǎn)的礦渣中的液體含量以控制金屬鐵的熔解溫度，在熔解溫度條件下生產(chǎn)的礦渣的狀態(tài)是固液共存，當(dāng)冷卻和固化時(shí)，由于表面張力使固液共存相中的液相生成的結(jié)塊礦渣冷凝成玻璃狀顆粒物質(zhì)，而固液共存相中的固相生成的結(jié)塊礦渣轉(zhuǎn)變成細(xì)粉顆粒礦渣。因此，當(dāng)用合適的篩子區(qū)分礦渣時(shí)，它們分成玻璃狀顆粒礦渣和細(xì)粉顆粒礦渣。因?yàn)檫@樣分離的礦渣可以作為窄粒度分布和均勻粒度的礦渣回收，所以，當(dāng)這些分離的礦渣作為二次資源如路面材料或作為細(xì)聚集體或粗聚集體用于混凝土的聚集體時(shí)，這些分離的礦渣也是極為有利的。
另外，本發(fā)明的發(fā)明人還研究了在加熱和還原過程中生成的熔融方鐵礦(FeO)，以抑制在還原和熔化過程中生成的副產(chǎn)品礦渣中熔融FeO對耐火材料造成的損壞，下面對研究的結(jié)果進(jìn)行說明。
在這些實(shí)驗(yàn)中，假定由氧化鐵源和含碳物質(zhì)生成的礦渣組成，在使用的合成礦渣中，在SiO2∶Al2O3∶CaO＝70∶2∶5(質(zhì)量比)的堿性礦渣中加入FeO，研究加熱時(shí)加熱速度和液體含量的關(guān)系。
結(jié)果示于圖5。該圖示出當(dāng)加熱溫度恒定為1156℃時(shí)，加熱速度(參數(shù))變成100℃/min，300℃/min，500℃/min時(shí)的FeO濃度的變化和液體的比率(即液體含量)的變化。從該圖可明顯看出液體含量有隨FeO濃度的增加而增加的趨勢，但是，加熱速度明顯改變液體含量，隨著加熱速度的降低，液體含量快速增加。
這意味著在加熱、還原和熔化原料混合物時(shí)，當(dāng)還原過程中處于FeO的階段加熱速度慢時(shí)，F(xiàn)eO和脈石組分結(jié)合其一起并熔解生成液體，含有大量FeO的熔融礦渣易于生成。
相反，當(dāng)加熱速度升高時(shí)，就沒有使FeO熔入礦渣的時(shí)間，因?yàn)樵诟咚偌訜釛l件下氧化鐵迅速還原成金屬鐵，所以抑制了熔融FeO混入礦渣中。
已經(jīng)證實(shí)的是，如上所述，用加熱速度降低礦渣中熔融FeO含量的效應(yīng)可以通過升高加熱和還原過程中的加熱速度來有效顯示，加熱速度不低于300℃/min，優(yōu)選不低于400℃/min，更優(yōu)選不低于500℃/min。
本發(fā)明的發(fā)明人各自進(jìn)行的這些研究進(jìn)一步證實(shí)熔融FeO混入礦渣中對耐火材料造成的損壞在礦渣中熔融FeO的量約為50％的界線處有顯著變化，如果控制加熱速度，使熔融FeO的量不大于約50％，優(yōu)選不大于約20％，更優(yōu)選基本上是0％，則可以將熔融礦渣對爐膛耐火材料造成的損壞抑制到最小值，并且能夠簡化在相關(guān)技術(shù)中采用的用于防止損壞耐火材料的特定的防范措施。
另外，使熔融礦渣中FeO的量優(yōu)選不大于約20％或基本上是0的優(yōu)選條件是在加熱和還原的過程中，溫度范圍是600-1350℃，優(yōu)選是500-1250℃，升溫速度不低于300℃/min，優(yōu)選不低于500℃/min。
如上所述，熔融礦渣中FeO含量的降低能夠有效地防止?fàn)t膛的耐火材料的損壞，這一點(diǎn)在實(shí)際作業(yè)中極為重要，另外，能夠提高金屬鐵的產(chǎn)率，加熱速度的提高能夠縮短加熱和還原時(shí)間，并因此而提高生產(chǎn)率。
另外，在固體還原階段，當(dāng)生成的礦渣中的液體含量過高時(shí)，在固體充分還原之前原料坯體開始熔解，使得未還原的FeO將熔入熔融礦渣中，在所述的這種情況下，在制備原料階段加入適量的用于調(diào)節(jié)礦渣組成的助熔劑(上述氧化物)也是有效的，抑制其在低溫下熔化，以升高還原溫度，以此提高固體還原速度。即，當(dāng)實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可以將對生成的礦渣中的液體含量的調(diào)節(jié)作為一個(gè)提高生產(chǎn)率的手段進(jìn)行有效使用，方法是除了通過降低對應(yīng)于熔融溫度的滲碳溫度來降低操作溫度外，通過提高生成液體的溫度(即滲碳的開始溫度)和通過升高固體還原溫度以提高固體還原速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實(shí)施例下面參照實(shí)施例詳述本發(fā)明的構(gòu)成、操作及效果。當(dāng)然，不能用下述實(shí)施例限定本發(fā)明，在符合上下文所述目的的范圍內(nèi)可以對其進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)母膭?dòng)。這些改動(dòng)包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
進(jìn)行下述實(shí)驗(yàn)時(shí)采用有表2所示組分組成的礦石和有表3所示組分組成的含碳物質(zhì)。
表2

表3

實(shí)施例1(在同樣的混合物中改變操作溫度的實(shí)驗(yàn)性實(shí)施例)通過混合下述物質(zhì)制備原料表2所示的礦石B(平均粒徑21μm)83.5質(zhì)量％，表3所示的含碳物質(zhì)C(平均粒徑45μm)18.5質(zhì)量％，粘結(jié)劑斑脫土(平均粒徑9μm)1.0質(zhì)量％，將該混合物結(jié)聚成基本上直徑約為17mm的球體(后面稱為坯體)，然后將其在120℃下預(yù)干燥。
將原料坯體加入實(shí)驗(yàn)爐，加熱，升溫，在給定溫度下觀察原料坯體的熔解特性，研究該特性與由原料組分所估計(jì)的生成的礦渣中的液體含量的關(guān)系。在沒有發(fā)生熔解的情況下，觀察表面狀態(tài)和內(nèi)截面。得到表4所示的結(jié)果。
表4樣品溫度、估計(jì)的液體含量和熔解特性

從表4可明顯看出當(dāng)估計(jì)的液體含量是0％時(shí)，在坯體中沒有發(fā)現(xiàn)痕量的熔融物質(zhì)；當(dāng)估計(jì)的液體含量約為25％時(shí)，在內(nèi)部發(fā)現(xiàn)痕量的熔融物質(zhì)，但坯體保持其原始形狀，并且沒有發(fā)現(xiàn)熔解。另外，當(dāng)估計(jì)的液體含量升高到55％時(shí)，發(fā)現(xiàn)有大量的熔融物質(zhì)生成，但坯體保持其原始形狀，并且沒有熔解(金屬鐵滲碳后熔化，并流動(dòng))。
另一方面，已經(jīng)證實(shí)的是，估計(jì)的液體含量達(dá)到100％時(shí)，坯體開始熔融并熔解，但是，即使在液體含量達(dá)到77％的時(shí)候，坯體中的固體還原鐵開始熔化并完全熔解。即，已經(jīng)證實(shí)的是，隨著加熱溫度的升高，坯體開始加熱和還原，同時(shí)，估計(jì)的液體含量也升高，但是，當(dāng)液體含量超過70％時(shí)，熔解快速進(jìn)行。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯可以認(rèn)識到如果控制溫度使液體含量是70％，能夠發(fā)生充分熔解，通過設(shè)定加熱溫度為1400℃并保持液體含量是70-80％就可以在不通過將加熱溫度升高到1450℃而使液體含量升高到100％的情況下使操作溫度降低約50℃。
實(shí)施例2(加入二氧化硅改變液體含量的情況)堿性組合物的組成為表2所示的礦石A(平均粒徑38μm)74.6質(zhì)量％，表3所示的含碳物質(zhì)A(平均粒徑37μm)23.4質(zhì)量％，和粘結(jié)劑斑脫土(平均粒徑9μm)2.0質(zhì)量％。在其中混入適量的二氧化硅(SiO2含量92.7質(zhì)量％)以調(diào)節(jié)礦渣的熔解溫度?；诨旌显现械V渣的組成由相圖估計(jì)的1200℃時(shí)的液體含量示于表5。將上述物質(zhì)混合后，使其結(jié)塊成粒徑是17mm的小球，將其在120℃干燥后使用該原料坯體。
將原料坯體加入加熱和還原實(shí)驗(yàn)爐，測定原料坯體熔解時(shí)的氣氛溫度。得到表5所示的結(jié)果。
表5混入二氧化硅造成的液體含量的變化及熔解時(shí)的氣氛溫度

從表5可明顯看出提高二氧化硅混入比時(shí)，生成的礦渣中的1200℃時(shí)的液體含量增加，原料坯體的熔解溫度相應(yīng)降低。即，從這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出如果在原料組分中混入適量的SiO2源(或其它氧化物)以控制操作溫度下的液體含量，則能夠降低加熱和還原的坯體的熔解溫度即操作溫度。另外，可以調(diào)節(jié)助熔劑(如SiO2源)的加入量，使得如果已經(jīng)確定了目標(biāo)操作溫度，則能夠得到在操作溫度下足以熔解的液體含量，因此，能夠大致將熔解溫度調(diào)節(jié)到操作溫度。
實(shí)施例3(升高液相生成溫度以加速固體還原的情況)如上所述，在生成的礦渣中的液相于低溫下產(chǎn)生的情況下，坯體的熔解發(fā)生在固相中含有的氧化鐵進(jìn)行充分還原之前。很多未還原的FeO開始顯著熔融并混入礦渣，加速了爐膛耐火材料的侵蝕和/或腐蝕。因此，從防止?fàn)t膛的耐火材料的損壞的角度出發(fā)，對本發(fā)明進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。
即，通過如下表6所示的例A和例B的比率混合制備原料，并將其制成類似于上述的球形，將坯體干燥后進(jìn)行加熱、還原和熔化實(shí)驗(yàn)，得到表6所示結(jié)果。
表6原料混合，液相生成溫度等

在表6中，混合例A時(shí)，液相生成溫度很低，是1177℃，在固體充分還原前生成液體，在生成的礦渣中混入未還原的FeO將損壞爐膛耐火材料。因此，加熱和還原溫度在一定程度上降低到1320℃，結(jié)果，固體還原速度和生產(chǎn)速度都大幅度下降。因此，將混合比改為例B(另外混入石灰石)，液相生成溫度升至1332℃。由此可以證實(shí)的是，當(dāng)把加熱和還原溫度及熔解溫度分別設(shè)定為1340℃和1430℃時(shí)，可以保持平穩(wěn)操作而不會損壞爐膛耐火材料。
另外，在上述例B中生產(chǎn)得到的物質(zhì)冷卻后進(jìn)行磁選，基本上能夠?qū)⑵渫耆蛛x成金屬和礦渣。得到的金屬和礦渣的粒徑分布示于表7。應(yīng)當(dāng)理解的是直徑(基本是圓形時(shí)，用直徑表示，對于橢圓形或卵圓形，則用長直徑和短直徑的平均值表示)不小于3.35mm的金屬顆?？梢院芎玫鼗厥?，產(chǎn)率為94.3％。另一方面，礦渣大致分成兩種粒徑不小于3.35mm的玻璃狀顆粒礦渣和粒徑小于3.35mm的顆粒粉末礦渣。已經(jīng)證實(shí)的是，顆粒粉末礦渣循環(huán)到原料加工系統(tǒng)中能夠回收和利用殘余的含碳物質(zhì)和鐵，玻璃狀顆粒礦渣可有效地用于不含鐵的細(xì)聚集體。
表7產(chǎn)品磁選后金屬和礦渣的粒徑分布

如上所述是本發(fā)明的構(gòu)成，在加熱、還原和熔化含有氧化鐵源和含碳還原劑的混合物以生產(chǎn)金屬鐵時(shí)，合適地控制生成的礦渣的固液共存相中的液體含量可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)固體金屬鐵的滲碳開始溫度，各種操作及其相應(yīng)效果列舉如下1)由原料中形成礦渣的組分和其中加入的助熔劑的量得到溫度和生成的礦渣中的液體含量的關(guān)系，調(diào)節(jié)液體含量可以控制滲碳開始溫度即原料的熔解溫度，降低熔解溫度可以降低操作溫度，這樣可以提高熱能效率并抑制耐熱結(jié)構(gòu)的熱損壞。
2)如果在原料混合階段得到在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的生成的礦渣中的液體含量，則可以給出大致的目標(biāo)熔解溫度，可以根據(jù)操作設(shè)備的熱效率和設(shè)備的熱阻將溫度調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)娜劢鉁囟?，這有利于與各種操作設(shè)備的響應(yīng)。
3)在生成的礦渣沒有全部熔化的情況下，通過調(diào)節(jié)液體含量可以調(diào)節(jié)滲碳開始溫度即熔解溫度，結(jié)果能夠降低操作溫度，能夠節(jié)約必需的能量，提高熱效率。
4)如果在制備原料階段調(diào)節(jié)含碳還原劑的混入量，則基本可以作為目標(biāo)值控制得到的金屬鐵中的碳含量，可以根據(jù)用途得到具有適當(dāng)碳含量的金屬鐵。
5)控制生成的礦渣中的液體含量，將最佳熔解溫度調(diào)節(jié)為加熱和還原的完成溫度，結(jié)果是能夠最大可能地抑制混入熔融礦渣中的熔融FeO的量。具體來說，如果適當(dāng)?shù)乜刂萍訜岷瓦€原過程中的加熱速度，則能夠最大可能地抑制熔融礦渣的產(chǎn)生，這就能夠防止由于生成的含有熔融FeO的低熔點(diǎn)礦渣而使生成的物質(zhì)熔融或粘結(jié)在爐膛上，能夠抑制爐膛耐火材料的侵蝕和/或腐蝕。
6)作為本發(fā)明的副效應(yīng)，副產(chǎn)品礦渣分離成由液相生成的玻璃狀顆粒礦渣和由固相生成的顆粒礦渣，它們作為有窄粒度分布的副產(chǎn)品得到，它們可有效地用于各種用途，如細(xì)聚集體或粗聚集體。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其具有可操作性，可以高產(chǎn)率地生產(chǎn)高純度的金屬鐵和金屬鐵顆粒，該方法是在穩(wěn)定的操作條件下有效地還原和有效地分離金屬鐵和礦渣，同時(shí)能夠最大可能地抑制爐膛耐火材料的損壞。
權(quán)利要求
1.一種通過加熱、還原和熔化含有含碳還原劑和含氧化鐵的物質(zhì)的原料混合物生產(chǎn)金屬鐵的方法，其特征在于控制生成的含有多組分脈石成分的礦渣的固液共存相中的液體含量，以加速生成的固體金屬鐵的熔化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中控制生成的含有所述多組分脈石成分的礦渣的固液共存相中的液體含量，所述的液體礦渣伴有所述的含碳還原劑以加速固體金屬鐵的滲碳，以降低所述固體還原鐵的熔解溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，通過所述的滲碳作用，使金屬鐵中的碳濃度為0.5-4.3質(zhì)量％，使所述滲碳的金屬鐵的熔解溫度為1147-1500℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中，通過調(diào)節(jié)所述原料混合物中混合的原料控制所述的液體含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，當(dāng)生產(chǎn)所述原料混合物時(shí)，由所述原料混合物中形成礦渣的組分的組成事先得到生成的礦渣的溫度和液體含量，在原料組分中加入其它形成礦渣的組分以控制預(yù)定操作溫度區(qū)的礦渣中的液體含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中，用原料混合物的加熱溫度控制所述的液體含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中，將滲碳和熔化時(shí)的所述礦渣中的液體含量控制為50-100質(zhì)量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中，使所述原料混合物結(jié)塊，用于加熱和還原。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中，調(diào)節(jié)生成的礦渣中的所述液體含量以控制生成的固體金屬鐵中的滲碳量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其中，調(diào)節(jié)生成的礦渣中的所述液體含量以控制產(chǎn)品金屬鐵中的碳濃度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中，冷卻和固化通過滲碳和熔化凝聚的金屬鐵，以得到金屬鐵顆粒。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的方法，其中，冷卻由原料中形成礦渣的組分生成的礦渣，然后將由固液共存相中的液相生成的顆粒礦渣和由固液共存相中的固相生成的顆粒礦渣彼此分離并回收。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中，將所述的生成的礦渣中的熔融FeO的量控制為不大于50質(zhì)量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述的生成的礦渣中的熔融FeO的量基本上為0％。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其中，當(dāng)加熱和還原所述的生成的礦渣時(shí)，使所述原料混合物的加熱速度不低于300℃/min，以降低礦渣中的熔融FeO的量。
全文摘要
當(dāng)加熱和還原含有氧化鐵源和含碳還原劑的混合物以生產(chǎn)金屬鐵時(shí)，對通過加熱和還原生成的固體金屬鐵有效地進(jìn)行滲碳和熔化以在高熱能效率下有效地生產(chǎn)金屬鐵顆粒。一種加熱、還原和熔化含有含碳還原劑和含氧化鐵的物質(zhì)的原料混合物以生產(chǎn)金屬鐵的方法，其特征在于控制生成的含有多組分體系脈石成分的礦渣的固液共存相中的液體含量，以加速生成的固體金屬鐵的熔化。
文檔編號C22B5/10GK1623003SQ0180234
公開日2005年6月1日 申請日期2001年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月9日
發(fā)明者日野光兀, 小林勛, 菊池晶一 申請人:株式會社神戶制鋼所