発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、前述した特許文献２，３に記載の従来の部分還元鉄の製造方法には、次のような問題があった。まず、装入された燃焼用炭材が優先的に燃えるため加熱されたペレットから発生する一酸化炭素や石炭中の可燃揮発分は殆ど燃焼されず充填層から排出されて有効利用できないため燃料消費原単位が多くなり、ＣＯ₂の排出量が増加する問題があった。また、燃焼用炭材は炭素分が無くなるまで燃焼が継続するためペレットの冷却速度が遅くなり、還元されたペレット中の金属鉄が高温状態で空気と接触する時間が長くなるため再酸化が進み金属化率が低くなってしまうという問題があった。 以上のことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたもので、燃焼用炭材の使用量を抑制しつつ、二酸化炭素の排出量を低減することができる部分還元鉄製造方法および部分還元鉄製造装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明によれば、着火用炭材の燃焼熱により原料ペレットの充填層を加熱し原料ペレット内の還元用炭材から可燃揮発分が生じて燃焼し、可燃揮発分の燃焼により、原料ペレットの温度がさらに上昇し還元反応が進行して一酸化炭素ガスが発生する一方、隣接する原料ペレットを加熱し当該原料ペレットの還元用炭材から可燃揮発分が生じる。可燃揮発分の残部および一酸化炭素ガスを循環し空気と混合した酸素含有ガスを温度がさらに上昇した前記原料ペレットに供給することで当該原料ペレット周囲にて一酸化炭素ガスの濃度を当該一酸化炭素ガスの燃焼域まで高め当該一酸化炭素ガスが燃焼し高温化し還元鉄の還元に必要な温度の燃焼帯を形成する。前記燃焼帯が、前記原料ペレットが前記着火用炭材上に供給されてから排出されるまでの間に、前記原料ペレットの充填層の層高方向にて順次進行し、前記原料ペレットの充填層を加熱還元して、部分還元鉄を製造することができる。そのため、原料ペレットに対して熱源となる炭材のコーティングが不要となる。その結果、部分還元鉄製造プロセス（装置）全体で使用される石炭量を低減できる。これにより、消費炭材が減少し、二酸化炭素の排出量を低減できる。さらに、還元終了時には、還元による一酸化炭素ガスの発生が止まり、雰囲気中の一酸化炭素ガスの濃度が急激に低下し、一酸化炭素の燃焼域より低下すると、すぐに一酸化炭素ガスの燃焼が停止する。これにより、原料ペレットが冷却されるため、高温状態で酸素に接触している時間が短く再酸化が抑制され、金属化率の高い部分還元鉄の製造が可能となる。