專利名稱：生鐵制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由含有高濃度的鋅的鐵礦石制造生鐵的方法。
背景技術(shù)：
粗鋼生產(chǎn)方法大致分為由鐵礦石生產(chǎn)生鐵再制成鋼的高爐-轉(zhuǎn)爐法，和將廢鐵 熔解后進(jìn)行精煉的電爐法。由于中國等新興國家的興起，全世界的粗鋼生產(chǎn)量急劇增加。 特別是高爐-轉(zhuǎn)爐法所使用的鐵礦石的需求緊迫，價(jià)格高漲，而且難以獲得優(yōu)質(zhì)的鐵礦石。 在通常的高爐作業(yè)中，裝入原料中含有并被帶入高爐的鋅在爐內(nèi)被還原、蒸氣化，一部分作 為廢氣中的爐塵排出至爐外。但是，一部分在爐內(nèi)的溫度低且氧化電位高的部分氧化凝集。 特別容易在高爐爐身內(nèi)壁等上凝集，使周圍的焦炭或礦石粘結(jié)，從而使填充物固定。這種固 定部分被稱為“沉積物(了 y^f y y )”，使?fàn)t內(nèi)填充物質(zhì)的落下變得不穩(wěn)定，引發(fā)“懸料”、 “崩料”等問題。而且，通常將含有大量鐵成分的高爐廢氣中的含鋅爐塵與其它的煉鐵廠內(nèi)產(chǎn)生的 爐塵一同送至燒結(jié)工序進(jìn)行再利用。此時(shí)，由于帶入高爐中的鋅量增加，因此為了防止發(fā)生 如上所述的問題，按照鋅的含量將含鋅爐塵分為低鋅爐塵和高鋅爐塵，從而提出了將低鋅 爐塵作為燒結(jié)原料、將高鋅爐塵作為水泥制造用原料來使用的處理方法(例如參考日本特 公平3-62772號公報(bào))。即使根據(jù)日本特公平3-62772號公報(bào)所記載的處理來進(jìn)行，現(xiàn)實(shí)情 況是，由裝入原料帶入高爐的鋅量在高爐操作所允許的上限附近，在這種情況下，使用鋅含 量高的鐵礦石作為高爐原料會(huì)使高爐的裝入鋅量增加，因而難以實(shí)現(xiàn)。另一方面，與鐵礦石相同，全世界鋅的需求激增，存在價(jià)格高漲的問題。關(guān)于鋅，存 在硫化礦或氧化鋅等鋅原料不足的問題。鋅是例如作為電池原料以及作為使鋼板表面的耐 腐蝕性提高的材料等不可或缺的金屬。通常采用將硫化礦氧化焙燒制作氧化鋅，再以濕式 或干式的方式進(jìn)行冶煉，從而得到鋅金屬的方法，但近年來，還提出了冶煉制鐵爐塵等而得 到粗氧化鋅，再制成鋅冶煉原料的方法。例如，對于鋅濃度大于10質(zhì)量％的粗氧化鋅而言，通過進(jìn)行沃爾茲法等中間處 理，能夠制成高濃度的粗氧化鋅，從而能夠作為鋅冶煉原料使用。而且，對于鋅濃度超過50 質(zhì)量％的粗氧化鋅而言，不能作為例如ISP法等鋅精煉中使用的粗氧化鋅直接使用。如上所述，在存在鐵原料、鋅原料等資源不足的問題的情況下，現(xiàn)實(shí)情況是，仍無 法在高爐中使用鋅成分含量比通常高的鐵礦石，其鐵成分及鋅成分沒有得到有效的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠有效利用高鋅含量鐵礦石的、使用高鋅含量鐵礦石 的生鐵制造方法。此外，本發(fā)明的目的在于，提供能夠解決鋅、鐵兩種原料供給不足的、使用高鋅含 量鐵礦石的生鐵制造方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種生鐵制造方法，具有高爐原料制造工序、生鐵制造工序、爐塵回收工序以及鋅回收工序。高爐原料制造工序，使用含有0. 01質(zhì)量％以上的鋅、50質(zhì)量％以上的鐵的高鋅含 量鐵礦石制造高爐原料。生鐵制造工序，將所述高爐原料裝入高爐而制造生鐵，從爐頂排出含有含鋅爐塵 的高爐廢氣。爐塵回收工序，將高爐廢氣中的含鋅爐塵回收。鋅回收工序，使用還原爐從所述含鋅爐塵中將鋅回收。所述高鋅含量鐵礦石優(yōu)選含有0. 01 0. 5質(zhì)量％的鋅和50 70質(zhì)量％的鐵。所述高爐原料優(yōu)選為選自由燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦、含碳團(tuán)礦和鐵焦組成的組中的 至少一種。所述高爐原料優(yōu)選為燒結(jié)礦。所述高爐原料制造工序優(yōu)選使用含有0. 01質(zhì)量％以上的鋅、50質(zhì)量％以上的鐵 的高鋅含量鐵礦石和所述含鋅爐塵制造高爐原料。所述生鐵制造工序優(yōu)選將具有每1噸生鐵250g以下的高爐裝入鋅量的高爐原料 裝入高爐而制造生鐵。更優(yōu)選所述高爐裝入鋅量為每1噸生鐵60 250g。所述還原爐優(yōu)選為選自由回轉(zhuǎn)爐、豎爐和移動(dòng)型爐床爐組成的組中的一種。所述鋅回收工序優(yōu)選將含鋅爐塵裝載到移動(dòng)型爐床爐的爐床上，從爐床上部供給 熱而將所述含鋅爐塵還原，制造還原鐵，并將鋅回收。這種情況下，所述含鋅爐塵優(yōu)選具有 0. 45質(zhì)量％以上的平均鋅濃度。所述鋅回收工序優(yōu)選將含有含鋅爐塵和含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末的混合原料裝載到 移動(dòng)型爐床爐的爐床上，從爐床上部供給熱而將所述混合原料還原，制造還原鐵，并將粗氧 化鋅回收。所述含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末優(yōu)選為選自由高爐產(chǎn)生的爐塵、轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的爐塵、電爐 產(chǎn)生的爐塵和表面處理工序中產(chǎn)生的泥渣組成的組中的至少一種。所述鋅回收工序優(yōu)選將混合有含鋅爐塵和成分調(diào)節(jié)材料的混合原料裝載到移動(dòng) 型爐床上，從該移動(dòng)型爐床上部供給熱而將所述混合原料還原，制造還原鐵，并將鋅回收。 這種情況下，所述混合原料優(yōu)選具有0. 45質(zhì)量％以上的平均鋅濃度。所述鋅回收工序優(yōu)選將含有含鋅爐塵、成分調(diào)節(jié)材料和含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末的混 合原料裝載到移動(dòng)型爐床爐的爐床上，從爐床上部供給熱而將所述混合原料還原，制造還 原鐵，并將粗氧化鋅回收。所述含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末優(yōu)選為選自由高爐產(chǎn)生的爐塵、轉(zhuǎn)爐產(chǎn) 生的爐塵、電爐產(chǎn)生的爐塵和表面處理工序中產(chǎn)生的泥渣組成的組中的至少一種。


圖1是表示實(shí)施方式的生鐵制造方法的概略圖。圖2是表示實(shí)施方式的條件1的鋅的去向的流程圖。圖3是表示實(shí)施方式的條件5的鋅的去向的流程圖。圖4是表示實(shí)施方式的條件8的鋅的去向的流程圖。圖5是表示實(shí)施方式的條件11的鋅的去向的流程圖。標(biāo)號說明1 高爐2 高爐原料
3 生鐵4含鋅爐塵(高爐排出爐塵)5還原爐(轉(zhuǎn)底爐)6粗氧化鋅7還原鐵(粒鐵)8含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末實(shí)施方式本發(fā)明人考慮使用高鋅含量鐵礦石，并為了有效利用含有的鐵成分以及鋅成分而 使用高鋅含量鐵礦石作為燒結(jié)礦等高爐原料，從目前燒結(jié)工序中的再利用或水泥原料所使 用的高爐廢氣中的含鋅爐塵中將鋅回收，從而完成了本發(fā)明。本發(fā)明所使用的高鋅含量鐵礦石，是指鋅的含量高于作為普通的高爐原料使用的 鐵礦石，即通常含有0. 01質(zhì)量％以上的鋅、50質(zhì)量％以上的鐵的鐵礦石。本發(fā)明所使用 的高鋅含量鐵礦石的鋅含量和鐵含量的上限沒有限制，而由鐵礦石自身決定，對于鋅而言 例如約為0. 5質(zhì)量％以下，對于鐵而言例如約為70質(zhì)量％以下。而且，高鋅含量鐵礦石的 Na2CKK2O等堿性成分的含量，以氧化物換算通常為0. 08質(zhì)量％以上。堿性成分的含量優(yōu)選 為1質(zhì)量％以下，這對預(yù)防燒結(jié)礦的低溫還原粉化是有效的。作為使用了高鋅含量鐵礦石的高爐原料，優(yōu)選燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦、含碳團(tuán)礦和 鐵焦等。關(guān)于從高爐廢氣中的含鋅爐塵回收鋅的方法，例如可以使用還原爐進(jìn)行鋅富集處 理而制造粗氧化鋅，再通過濕式或干式冶煉制成鋅金屬。作為這里所使用的還原爐，可以列 舉回轉(zhuǎn)爐、豎爐和移動(dòng)型爐床爐等。還原爐中產(chǎn)生的爐塵與從高爐排出的爐塵相比，由于鋅 富集，因此將還原爐所產(chǎn)生的爐塵回收來作為粗氧化鋅的原料使用是有效的。而且，優(yōu)選同 時(shí)回收爐塵中的鐵成分。作為還原爐，優(yōu)選使用移動(dòng)型爐床爐。在使用移動(dòng)型爐床爐時(shí)，將含鋅爐塵裝載到 沿水平方向移動(dòng)的爐床上，并通過從上方輻射導(dǎo)熱進(jìn)行加熱，將爐塵還原，從而能夠在爐床 上同時(shí)制造還原鐵?；蛘?，裝載混合了含鋅爐塵和成分調(diào)節(jié)材料的混合原料，通過從上方輻 射導(dǎo)熱進(jìn)行加熱而將爐塵還原，從而在爐床上同時(shí)制造還原鐵。而且，通過在爐床上使該還 原生成物熔融，能夠?qū)⑷墼徒饘俜蛛x而制造作為粒鐵的還原鐵。在使用移動(dòng)型爐床爐的 情況下，在制造還原鐵的同時(shí)，從由移動(dòng)型爐床爐產(chǎn)生的廢氣所含有的爐塵中將鋅回收。作 為成分調(diào)節(jié)材料，優(yōu)選石灰石、硅砂、高爐爐塵以外的爐塵、泥渣以及焦炭粉等碳材料等。該移動(dòng)型爐床爐是在加熱爐的爐床水平移動(dòng)的過程中實(shí)施加熱的爐，水平移動(dòng)的 爐床以具有旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方式的爐床為代表，該方式的移動(dòng)型爐床爐被特別稱為轉(zhuǎn)底爐。以下，在使用高鋅含量鐵礦石制造生鐵，使用轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行鋅回收的情況下，對本發(fā) 明進(jìn)行說明。使用圖1對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。使用爐頂裝入裝置從爐上部向高爐 1中裝入高爐原料2和固體燃料。作為高爐原料2，可以主要使用燒結(jié)礦，也可以使用其它 的球團(tuán)礦、塊礦、含碳團(tuán)礦和鐵焦等。在本發(fā)明中，關(guān)于該高爐原料，使用含有0. 01質(zhì)量％以上的鋅、50質(zhì)量％以上的 鐵的高鋅含量鐵礦石作為原料。從鋅回收的觀點(diǎn)出發(fā)，高爐的裝入鋅量越多越好，但為了防止由爐內(nèi)附著物引起的操作變差，優(yōu)選調(diào)節(jié)高鋅含量鐵礦石的使用量而制成高爐原料，并 裝入高爐，以使高爐的裝入鋅量為預(yù)定值以下。該預(yù)定值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對每個(gè)高爐進(jìn)行設(shè)定，例 如設(shè)為每1噸生鐵250g以下。另外，在不超過該預(yù)定值的范圍內(nèi)，可以將高爐廢氣中的含 鋅爐塵與高鋅含量鐵礦石一并作為高爐裝入原料使用。裝入的高爐原料2在高爐1內(nèi)被還原、熔融，并被制成生鐵3。而且，從高爐上部排出廢氣和爐塵4，該爐塵4含有鐵和鋅。在本發(fā)明中，該含鋅爐 塵4在轉(zhuǎn)底爐5中被還原，鋅在氣化后再次被氧化，成為轉(zhuǎn)底爐中產(chǎn)生的廢氣中的爐塵，粗 氧化鋅6被回收。轉(zhuǎn)底爐中產(chǎn)生的廢氣所含有的爐塵，鋅富集，直接或通過進(jìn)行再精制工序 而成為鋅冶煉的原料。而且，爐塵中的鐵成分作為還原鐵7被回收。這里，含鋅爐塵4除鐵、鋅之外還含有其它熔渣成分。而且，作為碳類固體還原材 料的代表例的煤、煤焦以及焦炭中含有作為灰分的熔渣成分。因此，在僅進(jìn)行還原操作的回 轉(zhuǎn)爐或移動(dòng)爐床爐法中，作為成品的還原鐵中混入熔渣成分的情況是不可避免的。在轉(zhuǎn)底 爐的爐床上使原料還原/熔融時(shí)，能夠快速地分離由還原生成的金屬和作為殘?jiān)娜墼?因而能夠得到作為高密度的還原鐵的成品粒鐵。在轉(zhuǎn)底爐中，優(yōu)選使還原/熔融時(shí)的加熱溫度為1450°C以上。通過使轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的 最高溫度為1450°C以上，爐內(nèi)以及在爐內(nèi)還原/熔融的原料達(dá)到高溫。特別是通過使熔融 后的原料為1450°C以上，能夠確保充分的流動(dòng)性，容易除去金屬鐵中的脈石成分，能夠制造 良好形狀的粒鐵。將碳材料裝載到爐床上，并在該碳材料上層壓含有爐塵的混合原料，由此能夠防 止熔融后的金屬和熔渣侵蝕爐床的耐火物。由于耐火物侵蝕時(shí)鐵成分進(jìn)入耐火物，因此通 過防止?fàn)t床的耐火物的侵蝕，能夠減少鐵成分的損耗，有助于提高粒鐵的生產(chǎn)率。本發(fā)明是使用高鋅含量鐵礦石制造生鐵的技術(shù)，通過轉(zhuǎn)底爐還原含鋅爐塵時(shí)，還 可以混合含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末8而進(jìn)行使用。通過混合鋅濃度高于含鋅爐塵的鋼鐵副產(chǎn)物 粉末，能夠如上所述地在從轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的廢氣中回收的爐塵中，得到具有高濃度的粗氧化 鋅的爐塵。如上所述，含有粗氧化鋅的回收爐塵的使用用途根據(jù)鋅濃度而不同，由于通過上 述方法生產(chǎn)的回收爐塵的鋅濃度超過10質(zhì)量％，因此能夠通過沃爾茲法(Waelz method) 等中間處理制成高濃度的粗氧化鋅，從而能夠作為鋅冶煉原料使用。與含鋅爐塵混合使用的含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末沒有特別的限制，可以使用例如高爐 產(chǎn)生的爐塵、轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的爐塵、電爐產(chǎn)生的爐塵和表面處理工序中產(chǎn)生的泥渣等鋼鐵業(yè)中 的副產(chǎn)物。如果混合原料中的平均鋅濃度為0. 45質(zhì)量％以上，則能夠使通過轉(zhuǎn)底爐處理而 得到的回收爐塵的鋅濃度為50質(zhì)量％以上。如果所得的回收爐塵的鋅濃度為50質(zhì)量％ 以上，則由于不需要中間處理，因而能夠作為鋅冶煉中使用的粗氧化鋅來直接使用，因此優(yōu) 選。如上所述，在通過轉(zhuǎn)底爐將含鋅爐塵還原時(shí)，通過混合含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末，回收 爐塵中的鋅濃度提高，經(jīng)濟(jì)性也提高。實(shí)施例1為了確認(rèn)本發(fā)明的有效性，使用高鋅含量鐵礦石和普通的礦石制造燒結(jié)礦，使用圖1所示的設(shè)備進(jìn)行生鐵的制造試驗(yàn)。對象高爐為5000m3級的大型高爐。將高爐送風(fēng)條 件示于表1，將在高爐中裝入的裝入原料(鐵礦石)的比例示于表2。表 權(quán)利要求
1.一種生鐵制造方法，具有高爐原料制造工序，使用含有0. 01質(zhì)量％以上的鋅、50質(zhì)量％以上的鐵的高鋅含量鐵 礦石制造高爐原料；生鐵制造工序，將所述高爐原料裝入高爐而制造生鐵，從爐頂排出含有含鋅爐塵的高 爐廢氣；爐塵回收工序，將高爐廢氣中的含鋅爐塵回收；以及鋅回收工序，使用還原爐從所述含鋅爐塵中將鋅回收。
2.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述高鋅含量鐵礦石含有0.01 0. 5質(zhì) 量％的鋅和50 70質(zhì)量％的鐵。
3.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述高爐原料是選自由燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、 塊礦、含碳團(tuán)礦和鐵焦組成的組中的至少一種。
4.如權(quán)利要求3所述的生鐵制造方法，其中，所述高爐原料為燒結(jié)礦。
5.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述高爐原料制造工序使用含有0.01質(zhì) 量％以上的鋅、50質(zhì)量％以上的鐵的高鋅含量鐵礦石和所述爐塵回收工序中回收的含鋅爐 塵制造高爐原料。
6.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述生鐵制造工序?qū)⒕哂忻?噸生鐵 250g以下的高爐裝入鋅量的高爐原料裝入高爐而制造生鐵。
7.如權(quán)利要求6所述的生鐵制造方法，其中，所述高爐裝入鋅量為每1噸生鐵60 250go
8.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述還原爐是選自由回轉(zhuǎn)爐、豎爐和移動(dòng) 型爐床爐組成的組中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述鋅回收工序，將含鋅爐塵裝載到移動(dòng) 型爐床爐的爐床上，從爐床上部供給熱而將所述含鋅爐塵還原，制造還原鐵，并將鋅回收。
10.如權(quán)利要求9所述的生鐵制造方法，其中，所述含鋅爐塵具有0.45質(zhì)量％以上的平 均鋅濃度。
11.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述鋅回收工序，將含有含鋅爐塵和含 鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末的混合原料裝載到移動(dòng)型爐床爐的爐床上，從爐床上部供給熱而將所述 混合原料還原，制造還原鐵，并將粗氧化鋅回收。
12.如權(quán)利要求11所述的生鐵制造方法，其中，所述含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末是選自由高 爐產(chǎn)生的爐塵、轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的爐塵、電爐產(chǎn)生的爐塵和表面處理工序中產(chǎn)生的泥渣組成的組 中的至少一種。
13.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述鋅回收工序，將混合有含鋅爐塵和 成分調(diào)節(jié)材料的混合原料裝載到移動(dòng)型爐床上，從該移動(dòng)型爐床上部供給熱而將所述混合 原料還原，制造還原鐵，并將鋅回收。
14.如權(quán)利要求13所述的生鐵制造方法，其中，所述混合原料具有0.45質(zhì)量％以上的 平均鋅濃度。
15.如權(quán)利要求1所述的生鐵制造方法，其中，所述鋅回收工序，將含有含鋅爐塵、成分 調(diào)節(jié)材料和含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末的混合原料裝載到移動(dòng)型爐床爐的爐床上，從爐床上部供 給熱而將所述混合原料還原，制造還原鐵，并將粗氧化鋅回收。
16.如權(quán)利要求15所述的生鐵制造方法，其中，所述含鋅鋼鐵副產(chǎn)物粉末是選自由高 爐產(chǎn)生的爐塵、轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的爐塵、電爐產(chǎn)生的爐塵和表面處理工序中產(chǎn)生的泥渣組成的組 中的至少一種。
全文摘要
一種使用了高鋅含量鐵礦石的生鐵制造方法，其使用含有0.01質(zhì)量％以上的鋅、50質(zhì)量％以上的鐵的高鋅含量鐵礦石制造高爐原料(2)，將該高爐原料(2)裝入高爐(1)而制造生鐵，并將高爐廢氣中的含鋅爐塵(4)回收，使用還原爐(5)從含鋅爐塵(4)中將鋅(6)回收。優(yōu)選將混合了含鋅爐塵(4)和成分調(diào)節(jié)材料的混合原料裝載到移動(dòng)型爐床上，從該移動(dòng)型爐床上部進(jìn)行熱供給而將混合原料還原，制造還原鐵(7)，并將鋅(6)回收。
文檔編號C21B5/00GK102046817SQ200980119990
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者主代晃一, 廣羽弘行, 石渡夏生, 酒井敦 申請人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社