JPH0840756A - 鉄融成物の製造方法 - Google Patents
鉄融成物の製造方法Info
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- JPH0840756A JPH0840756A JP8060995A JP8060995A JPH0840756A JP H0840756 A JPH0840756 A JP H0840756A JP 8060995 A JP8060995 A JP 8060995A JP 8060995 A JP8060995 A JP 8060995A JP H0840756 A JPH0840756 A JP H0840756A
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- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鉄鉱石の直接還元で生じる汚泥を、できるだ
け多く、全く直接還元のプロセスの流れに影響を与えず
に、直接還元プロセスに戻して供給する。 【構成】 以下の処置の組み合わせを備えることを特徴
とする鉄融成物の製造方法: スクラビングの間に分離
された汚泥を、更に処理する前に残留水分含有量まで脱
水する処置;この後に、炭塵およびバインダーとしての
生石灰30を汚泥に混和する処置;つづいて汚泥を造粒
する処置;および、こうして形成された粒状物を、スラ
グ17の塩基性を最大1.25、好ましくは最大1.2
0に上昇させながら、溶け落ちガス化領域15に供給す
る処置。
け多く、全く直接還元のプロセスの流れに影響を与えず
に、直接還元プロセスに戻して供給する。 【構成】 以下の処置の組み合わせを備えることを特徴
とする鉄融成物の製造方法: スクラビングの間に分離
された汚泥を、更に処理する前に残留水分含有量まで脱
水する処置;この後に、炭塵およびバインダーとしての
生石灰30を汚泥に混和する処置;つづいて汚泥を造粒
する処置;および、こうして形成された粒状物を、スラ
グ17の塩基性を最大1.25、好ましくは最大1.2
0に上昇させながら、溶け落ちガス化領域15に供給す
る処置。
Description
【0001】本発明は、直接還元領域で鉄鉱石を海綿鉄
に還元し、炭素含有原料をこの炭素含有原料の還元ガス
へのガス化状態でかつスラグの形成状態で供給しながら
海綿鉄を溶け落ちガス化領域(meltdown gasfying zone)
で溶融し、そして還元ガスを直接還元領域中に注入し、
そこで反応させ、かつ炉頂ガス(top gas)として取り出
し、もって還元ガスおよび/または炉頂ガスをガススク
ラビングに供し、かつスクラビングの間に分離された汚
泥をバインダおよび炭塵と混合し、つづいて集塊にす
る、鉄融成物(iron melt)の製造方法に関する。
に還元し、炭素含有原料をこの炭素含有原料の還元ガス
へのガス化状態でかつスラグの形成状態で供給しながら
海綿鉄を溶け落ちガス化領域(meltdown gasfying zone)
で溶融し、そして還元ガスを直接還元領域中に注入し、
そこで反応させ、かつ炉頂ガス(top gas)として取り出
し、もって還元ガスおよび/または炉頂ガスをガススク
ラビングに供し、かつスクラビングの間に分離された汚
泥をバインダおよび炭塵と混合し、つづいて集塊にす
る、鉄融成物(iron melt)の製造方法に関する。
【0002】この種の方法は、AT-B-376,241によって知
られる。この文献によれば、還元ガスを、固体の分離の
後で、直接還元領域から出てくる炉頂ガスと同様に、サ
イクロン中でのガススクラビングに供し、分離された汚
泥を鉄酸化物の粉塵、硬ピッチ、歴青または歴青質褐炭
を有するバインダと混合し、熱間方式でブリケット化し
(hot-briquetted)、そして溶け落ちガス化領域に供給す
ると、鉄酸化物の粉塵が高炉ガス精製装置から出てく
る。
られる。この文献によれば、還元ガスを、固体の分離の
後で、直接還元領域から出てくる炉頂ガスと同様に、サ
イクロン中でのガススクラビングに供し、分離された汚
泥を鉄酸化物の粉塵、硬ピッチ、歴青または歴青質褐炭
を有するバインダと混合し、熱間方式でブリケット化し
(hot-briquetted)、そして溶け落ちガス化領域に供給す
ると、鉄酸化物の粉塵が高炉ガス精製装置から出てく
る。
【0003】固体の分離において生じる固体(主に炭
塵)は、ほとんど全体的に溶け落ちガス化領域の下部に
戻され再利用される。この炭塵のうちの少量を、バイン
ダと混ぜられた汚泥と混合し、これらとともにブリケッ
ト化する。
塵)は、ほとんど全体的に溶け落ちガス化領域の下部に
戻され再利用される。この炭塵のうちの少量を、バイン
ダと混ぜられた汚泥と混合し、これらとともにブリケッ
ト化する。
【0004】こうする場合には、導入される鉄酸化物の
量が増加するので、鉄酸化物を還元するために還元作業
を溶融ガス化機(melter gasifier)中で行わなければな
らず、このため溶融工程に要するエネルギーがここから
取り出され、溶け落ちガス化領域内で起こるプロセスが
妨げられる、という不都合がある。さらに、熱間ブリッ
ケッティング(hot-briquetting)は投資および稼働コス
トに関しては、高い解決策である。
量が増加するので、鉄酸化物を還元するために還元作業
を溶融ガス化機(melter gasifier)中で行わなければな
らず、このため溶融工程に要するエネルギーがここから
取り出され、溶け落ちガス化領域内で起こるプロセスが
妨げられる、という不都合がある。さらに、熱間ブリッ
ケッティング(hot-briquetting)は投資および稼働コス
トに関しては、高い解決策である。
【0005】DE-A-41 23 626より、結合剤、スラグフォ
ーマ(slag former)および還元ガスを用いることによっ
て冶金学的残留物質を集塊にすること、およびこの集塊
を溶融集合体(melting aggregate)の上部バードン(burd
en)領域中に導入して、溶融集合体中のこのバードン領
域中で集塊の予熱および乾燥が行われることが知られて
いる。バードンは逆流原理にしたがって溶融集合体を通
り、最初に溶融集合体内にある還元領域に到達し、つづ
いて溶融集合体の下部で溶融される。この公知の方法
は、廃棄物および/または残留物質が溶融集合体中で乾
燥および焼結されなければならないので、多くのエネル
ギーを要し、したがって溶融集合体内で起こるプロセス
に悪影響を及ぼす。
ーマ(slag former)および還元ガスを用いることによっ
て冶金学的残留物質を集塊にすること、およびこの集塊
を溶融集合体(melting aggregate)の上部バードン(burd
en)領域中に導入して、溶融集合体中のこのバードン領
域中で集塊の予熱および乾燥が行われることが知られて
いる。バードンは逆流原理にしたがって溶融集合体を通
り、最初に溶融集合体内にある還元領域に到達し、つづ
いて溶融集合体の下部で溶融される。この公知の方法
は、廃棄物および/または残留物質が溶融集合体中で乾
燥および焼結されなければならないので、多くのエネル
ギーを要し、したがって溶融集合体内で起こるプロセス
に悪影響を及ぼす。
【0006】この場合にはまた、鉄酸化物(例えばスケ
ールなど)が導入されるので、還元作業を溶融ガス化機
内で行わなければならず、鉄酸化物の導入によりかなり
の量のエネルギーが要求される。
ールなど)が導入されるので、還元作業を溶融ガス化機
内で行わなければならず、鉄酸化物の導入によりかなり
の量のエネルギーが要求される。
【0007】本発明は上記不都合を回避することを目指
し、鉄鉱石の直接還元で生じる汚泥を、できるだけ多
く、すなわち汚泥の全量の約90%の量で、全く直接還
元のプロセスの流れに影響を与えずに、直接還元プロセ
スに戻して供給することを目的とする。特に、原料およ
び媒溶剤の量を変える必要はない。
し、鉄鉱石の直接還元で生じる汚泥を、できるだけ多
く、すなわち汚泥の全量の約90%の量で、全く直接還
元のプロセスの流れに影響を与えずに、直接還元プロセ
スに戻して供給することを目的とする。特に、原料およ
び媒溶剤の量を変える必要はない。
【0008】本発明によれば、以下の処置の組み合わせ
によって上記目的は達成される: ・ スクラビングの間に分離された汚泥を、更に処理す
る前に残留水分含有量まで脱水する処置、 ・ この後に、炭塵およびバインダーとしての生石灰を
汚泥に混和する処置、 ・ つづいて汚泥を造粒する処置、および ・ こうして形成された粒状物(granulate)を、スラグ
の塩基性を最大1.25、好ましくは最大1.20に上
昇させながら、溶け落ちガス化領域に供給する処置。
によって上記目的は達成される: ・ スクラビングの間に分離された汚泥を、更に処理す
る前に残留水分含有量まで脱水する処置、 ・ この後に、炭塵およびバインダーとしての生石灰を
汚泥に混和する処置、 ・ つづいて汚泥を造粒する処置、および ・ こうして形成された粒状物(granulate)を、スラグ
の塩基性を最大1.25、好ましくは最大1.20に上
昇させながら、溶け落ちガス化領域に供給する処置。
【0009】好ましくは、汚泥を、更に処理する前に2
5から50%、好ましくは35から40%の、残留水分
含有量まで脱水する。これにより、このような残留水分
含有量を有する汚泥を混合造粒機中に直接装入すること
ができる。この残留水分含有量の好ましい範囲では、生
石灰が量的に有効に消費される。このような脱水を行わ
なければ、粒状物の十分な強度を得るために生石灰をか
なり大量に消費する必要がある。
5から50%、好ましくは35から40%の、残留水分
含有量まで脱水する。これにより、このような残留水分
含有量を有する汚泥を混合造粒機中に直接装入すること
ができる。この残留水分含有量の好ましい範囲では、生
石灰が量的に有効に消費される。このような脱水を行わ
なければ、粒状物の十分な強度を得るために生石灰をか
なり大量に消費する必要がある。
【0010】炭塵を、脱水された汚泥の量の最大30
%、好ましくは最大25%の範囲の量で、脱水された汚
泥に添加することは好適である。上記の量の炭塵は粒状
物の強度に好ましい影響を与える。鉄融成物、銑鉄およ
び/または鋼前駆生成物(pre-product)の製造の本発明
の概念に包含される、石炭乾燥設備の除塵装置からの炭
塵の使用は、環境保護、移送の回避、および炭塵にかか
る投棄(dumping)コストの理由で特に好都合である。さ
らに、炭塵を脱水された汚泥に添加することは、混合造
粒機内でつづいて形成される粒状物がかなりの炭素含有
量を有するという利点を有し、炭塵は、粒状物を溶け落
ちガス化領域中に装入した後で、エネルギーキャリアと
してエネルギー供給に積極的に貢献する。
%、好ましくは最大25%の範囲の量で、脱水された汚
泥に添加することは好適である。上記の量の炭塵は粒状
物の強度に好ましい影響を与える。鉄融成物、銑鉄およ
び/または鋼前駆生成物(pre-product)の製造の本発明
の概念に包含される、石炭乾燥設備の除塵装置からの炭
塵の使用は、環境保護、移送の回避、および炭塵にかか
る投棄(dumping)コストの理由で特に好都合である。さ
らに、炭塵を脱水された汚泥に添加することは、混合造
粒機内でつづいて形成される粒状物がかなりの炭素含有
量を有するという利点を有し、炭塵は、粒状物を溶け落
ちガス化領域中に装入した後で、エネルギーキャリアと
してエネルギー供給に積極的に貢献する。
【0011】好ましい変形例によれば、溶け落ちガス化
領域に供給される前にCO2含有スモークガス(smoke ga
s)にさらすことにより、粒状物に炭酸塩層が付与され
る。このような炭酸塩層は、移送のための強度と溶け落
ちガス化領域内での粉状化強度(disintegration streng
th)の両方を向上させる。
領域に供給される前にCO2含有スモークガス(smoke ga
s)にさらすことにより、粒状物に炭酸塩層が付与され
る。このような炭酸塩層は、移送のための強度と溶け落
ちガス化領域内での粉状化強度(disintegration streng
th)の両方を向上させる。
【0012】粒状物のための炭酸塩層形成を、石炭乾燥
装置中で実施することは好適である。
装置中で実施することは好適である。
【0013】以下、図面に図示された例示的な実施態様
によって、本発明をさらに詳細に説明する。この図面
は、概略的説明における本発明による方法を行うための
装置を示す。
によって、本発明をさらに詳細に説明する。この図面
は、概略的説明における本発明による方法を行うための
装置を示す。
【0014】鉱石などの、塊状の鉄酸化物含有装入物質
を、必要に応じてか焼されていない媒溶剤と共に、シャ
フト炉1として設計された直接還元装置中、すなわちそ
の直接還元領域中に、供給ダクト3を介して炉頂装入す
る(top-charged)。このシャフト炉1は溶融ガス化機6
と連絡しており、この溶融ガス化機6中で炭素キャリア
と酸素含有ガスとから還元ガスが生成され、供給ダクト
7を通ってシャフト炉1に送給される。スクラバとして
設計されるガス精製およびガス冷却手段8が送給ダクト
7に設けられる。
を、必要に応じてか焼されていない媒溶剤と共に、シャ
フト炉1として設計された直接還元装置中、すなわちそ
の直接還元領域中に、供給ダクト3を介して炉頂装入す
る(top-charged)。このシャフト炉1は溶融ガス化機6
と連絡しており、この溶融ガス化機6中で炭素キャリア
と酸素含有ガスとから還元ガスが生成され、供給ダクト
7を通ってシャフト炉1に送給される。スクラバとして
設計されるガス精製およびガス冷却手段8が送給ダクト
7に設けられる。
【0015】溶融ガス化機6は、固体塊状炭素キャリア
のための供給ダクト9、必要であれば酸素含有ガスのた
めの複数の供給ダクト10,11および室温で液体また
は気体状の、例えば炭化水素などの、炭素キャリアのた
めおよびか焼された媒溶剤のための供給ダクト12,1
3を備えている。溶融ガス化機6中で、溶融した銑鉄1
6および溶融したスラグ17は溶け落ちガス化領域15
の下方に集まり、タップ18を介して抜き出される。
のための供給ダクト9、必要であれば酸素含有ガスのた
めの複数の供給ダクト10,11および室温で液体また
は気体状の、例えば炭化水素などの、炭素キャリアのた
めおよびか焼された媒溶剤のための供給ダクト12,1
3を備えている。溶融ガス化機6中で、溶融した銑鉄1
6および溶融したスラグ17は溶け落ちガス化領域15
の下方に集まり、タップ18を介して抜き出される。
【0016】シャフト炉1の直接還元領域2中で海綿鉄
に還元された塊状装入原料は、1または複数のダクトを
通って、例えばデリバリウォーム(delivery worms)によ
って、溶融ガス化機6に供給される。直接還元領域2中
で形成される炉頂ガスのための放出ダクト21はシャフ
ト炉1の上部に結合する。この炉頂ガスは、同様にガス
スクラバとして設計される、ガス精製手段23に送給さ
れ、そしてつづいて移出ガスダクト24を介して以後の
用途に利用可能になる。
に還元された塊状装入原料は、1または複数のダクトを
通って、例えばデリバリウォーム(delivery worms)によ
って、溶融ガス化機6に供給される。直接還元領域2中
で形成される炉頂ガスのための放出ダクト21はシャフ
ト炉1の上部に結合する。この炉頂ガスは、同様にガス
スクラバとして設計される、ガス精製手段23に送給さ
れ、そしてつづいて移出ガスダクト24を介して以後の
用途に利用可能になる。
【0017】本発明によれば、ガス化および溶け落ちプ
ロセスにおいておよび還元プロセスにおいて生じる廃棄
物質は鉄生成プロセス中に送られ再利用される:
ロセスにおいておよび還元プロセスにおいて生じる廃棄
物質は鉄生成プロセス中に送られ再利用される:
【0018】スクラバ8および23で生じる汚泥水は、
汚泥水ダクト25および26を介してシックナ27に供
給され、そしてこの後、脱水手段28、好ましくはデカ
ンタ遠心分離機28、に供給され、この中で汚泥は25
から50%、好ましくは35から40%の、残留水分含
有量まで脱水される。
汚泥水ダクト25および26を介してシックナ27に供
給され、そしてこの後、脱水手段28、好ましくはデカ
ンタ遠心分離機28、に供給され、この中で汚泥は25
から50%、好ましくは35から40%の、残留水分含
有量まで脱水される。
【0019】この脱水された汚泥は、90%の量で、好
ましくは最大95%の量で、混合造粒機29などの造粒
手段29に供給される。
ましくは最大95%の量で、混合造粒機29などの造粒
手段29に供給される。
【0020】脱水された汚泥の部分、すなわち5から1
0%は、といで流し出され、投棄される。この方法で
は、例えば重金属化合物などの、好ましくない汚泥成分
の蓄積を防ぐことができる。
0%は、といで流し出され、投棄される。この方法で
は、例えば重金属化合物などの、好ましくない汚泥成分
の蓄積を防ぐことができる。
【0021】生石灰30を供給するダクト31および石
炭乾燥装置32から得られる石炭フィルター粉塵を供給
するダクト33は、造粒手段29に至る。造粒手段29
で形成された粒状物は搬送手段34を介して石炭乾燥装
置32に供給され、そして石炭乾燥装置32で乾燥され
た石炭35とともに、供給ダクト9を介して溶融ガス化
機6に供給される。
炭乾燥装置32から得られる石炭フィルター粉塵を供給
するダクト33は、造粒手段29に至る。造粒手段29
で形成された粒状物は搬送手段34を介して石炭乾燥装
置32に供給され、そして石炭乾燥装置32で乾燥され
た石炭35とともに、供給ダクト9を介して溶融ガス化
機6に供給される。
【0022】例示的な実施態様により、ガス精製手段2
3およびガス冷却手段8から来る、固体含有量約100
から200g/lの汚泥水を、デカンタ遠心分離機28
によって脱水した。この固体は、約30%の炭素および
約30%の鉄を有し、残量は灰分、主にアルミニウムお
よびケイ素酸化物およびカルシウムおよびマグネシウム
水酸化物であり、他は微量だけ生じる他の金属酸化物で
あった。38%の残留水分含有量を有する得られた汚泥
のうちの約850kgを、混合造粒機29に直接装入し
た。さらに、約200kgの石炭および約200kgの
生石灰を、混合造粒機29にはかり取った。
3およびガス冷却手段8から来る、固体含有量約100
から200g/lの汚泥水を、デカンタ遠心分離機28
によって脱水した。この固体は、約30%の炭素および
約30%の鉄を有し、残量は灰分、主にアルミニウムお
よびケイ素酸化物およびカルシウムおよびマグネシウム
水酸化物であり、他は微量だけ生じる他の金属酸化物で
あった。38%の残留水分含有量を有する得られた汚泥
のうちの約850kgを、混合造粒機29に直接装入し
た。さらに、約200kgの石炭および約200kgの
生石灰を、混合造粒機29にはかり取った。
【0023】混合し造粒した後で、約20%の水含有量
を有する、約1250kgの粒状物を、混合造粒機29
から放出し、石炭乾燥装置32に供給した。ここで、C
O2含有スモークガスの作用のもとで、最大5%の残留
水分含有量まで粒状物を乾燥した。これにより、粒状物
は炭酸塩表面層も得た。溶融ガス化機6中で、
を有する、約1250kgの粒状物を、混合造粒機29
から放出し、石炭乾燥装置32に供給した。ここで、C
O2含有スモークガスの作用のもとで、最大5%の残留
水分含有量まで粒状物を乾燥した。これにより、粒状物
は炭酸塩表面層も得た。溶融ガス化機6中で、
【0024】
【数1】
【0025】によって規定されるスラグの塩基性B
4は、通常1.15の値に調節される。これにより、ス
ラグの十分な粘度および十分な脱硫能力が確保される。
スラグの塩基性B4を増大させると、硫黄を吸収する傾
向が高まるが、スラグの靭性も増大する。増加したスラ
グの靭性は、スラグの抜き出しの際には好ましくない。
4は、通常1.15の値に調節される。これにより、ス
ラグの十分な粘度および十分な脱硫能力が確保される。
スラグの塩基性B4を増大させると、硫黄を吸収する傾
向が高まるが、スラグの靭性も増大する。増加したスラ
グの靭性は、スラグの抜き出しの際には好ましくない。
【0026】石炭装入量の約10%の量で、粒状物の形
状で、汚泥を溶融ガス化機中に送って再利用するとき、
スラグの塩基性B4は、本発明によれば、最大1.20
まで上昇する。
状で、汚泥を溶融ガス化機中に送って再利用するとき、
スラグの塩基性B4は、本発明によれば、最大1.20
まで上昇する。
【0027】この値までは、原料および媒溶剤の量を変
える必要はない;またプロセスの過程も影響を受けな
い。このことは、石炭の装入量の10%までの粒状物
を、プロセスおよび原料や媒溶剤の量の変更の必要なし
に、溶融ガス化機に装入できることを意味する。
える必要はない;またプロセスの過程も影響を受けな
い。このことは、石炭の装入量の10%までの粒状物
を、プロセスおよび原料や媒溶剤の量の変更の必要なし
に、溶融ガス化機に装入できることを意味する。
【0028】このように、生じた汚泥の全量の90から
95%(汚泥の重金属荷重による)をプロセス中に戻す
ことができる。
95%(汚泥の重金属荷重による)をプロセス中に戻す
ことができる。
【図1】 本発明による方法を行うための装置の概略
図。
図。
2……直接還元領域、4……鉄鉱石、15……溶け落ち
ガス化領域、17……スラグ、30……バインダ(生石
灰)、32……石炭乾燥装置。
ガス化領域、17……スラグ、30……バインダ(生石
灰)、32……石炭乾燥装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランツ・ロイフェル ドイツ国・デー−40629・デュッセルドル フ・ポッスベルグヴェック・81 (72)発明者 ギュンター・シュレイ オーストリア・アー−4040・リンツ・ネー バウエルストラッセ・54
Claims (5)
- 【請求項1】 直接還元領域(2)で鉄鉱石(4)を海
綿鉄に還元し、炭素含有原料をこの炭素含有原料の還元
ガスへのガス化状態でかつスラグ(17)の形成状態で
供給しながら海綿鉄を溶け落ちガス化領域(15)で溶
融し、そして還元ガスを直接還元領域(2)中に注入
し、そこで反応させ、かつ炉頂ガスとして取り出し、も
って還元ガスおよび/または炉頂ガスをガススクラビン
グに供し、かつスクラビングの間に分離された汚泥をバ
インダ(30)および炭塵と混合し、つづいて集塊にす
る、以下の処置の組み合わせを備えたことを特徴とする
鉄融成物の製造方法: ・ スクラビングの間に分離された汚泥を、更に処理す
る前に残留水分含有量まで脱水する処置、 ・ この後に、炭塵およびバインダーとしての生石灰
(30)を汚泥に混和する処置、 ・ つづいて汚泥を造粒する処置、および ・ こうして形成された粒状物を、スラグ(17)の塩
基性を最大1.25、好ましくは最大1.20に上昇さ
せながら、溶け落ちガス化領域(15)に供給する処
置。 - 【請求項2】 汚泥を、更に処理する前に25から50
%、好ましくは35から40%の、残留水分含有量まで
脱水することを特徴とする請求項1記載の鉄融成物の製
造方法。 - 【請求項3】 炭塵を、脱水された汚泥の量の最大30
%、好ましくは最大25%の範囲の量で、脱水された汚
泥に添加することを特徴とする、請求項1または2記載
の鉄融成物の製造方法。 - 【請求項4】 溶け落ちガス化領域(15)に供給され
る前にCO2含有スモークガスにさらすことにより、粒
状物に炭酸塩層を付与することを特徴とする、請求項1
から3のいずれか一項記載の鉄融成物の製造方法。 - 【請求項5】 粒状物のための炭酸塩層形成を、石炭乾
燥装置(32)中で実施することを特徴とする、請求項
4記載の鉄融成物の製造方法。
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