專利名稱：燒結(jié)用原料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)用原料的制造方法，其在使用盤(pán)式造粒機(jī)進(jìn)行造粒后，使用下方抽吸式的DL型燒結(jié)機(jī)(Dwight-Lloyd sintering machine)制造高爐用燒結(jié)礦。
背景技術(shù)：
用作高爐用原料的燒結(jié)礦一般經(jīng)過(guò)如下所述的燒結(jié)原料的處理方法來(lái)制造。S卩，首先，使用滾筒式混合機(jī)將粒徑為IOmm以下的鐵礦石、由硅石、蛇紋巖或鎳礦渣等構(gòu)成的含SiO2原料、石灰石等含有CaO的石灰石類原料粉、以及粉焦炭或無(wú)煙炭等成為熱源的固體燃料類原料粉在向其中添加適量水分的情況下混合并進(jìn)行造粒，形成被稱為準(zhǔn)粒子的造粒物。將由該準(zhǔn)粒子構(gòu)成的配合原料以適當(dāng)?shù)暮穸取⒗?0(T700mm裝入DL型燒結(jié)機(jī)的臺(tái)車(chē)上，對(duì)表層部的固體燃料點(diǎn)·火，點(diǎn)火后，一邊向下方抽吸空氣，一邊使固體燃料燃燒，利用其燃燒熱使配合的燒結(jié)原料燒結(jié)而制成燒結(jié)餅。該燒結(jié)餅經(jīng)過(guò)破碎、整粒，得到一定粒徑以上的燒結(jié)礦。另一方面，低于該粒徑的礦石成為返礦，作為燒結(jié)原料進(jìn)行再利用。正如以往被指出的那樣，通過(guò)上述方法制造的成品燒結(jié)礦的被還原性尤其會(huì)成為明顯影響高爐操作的因子。燒結(jié)礦的被還原性通過(guò)高爐中的氣體利用率與燃料比呈良好的負(fù)相關(guān)，如果提高燒結(jié)礦的被還原性，則高爐中的燃料比降低。另外，從確保高爐中的通氣性方面考慮，制造的成品燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度也為重要的因子，在各個(gè)高爐中，要設(shè)置冷強(qiáng)度的下限標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行操作。因此，所謂對(duì)高爐而言優(yōu)選的燒結(jié)礦，可以說(shuō)是被還原性優(yōu)異、冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。因此，作為通過(guò)如下方法來(lái)制造燒結(jié)礦，從而使冷強(qiáng)度提高、并使燒結(jié)礦的被還原性得以改善的燒結(jié)用原料的制造方法，完成了下述專利文獻(xiàn)廣3中涉及的技術(shù)，所述制造燒結(jié)礦的方法在制造燒結(jié)礦的工藝的預(yù)先處理中無(wú)須龐大的設(shè)備，通過(guò)將鐵礦石和含SiO2原料與石灰石系原料和固體燃料系原料分離并階段性地制成準(zhǔn)粒子，可以制造在塊表面選擇性地生成了強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)、并在塊內(nèi)部選擇性地生成了被還原性高的赤鐵礦(He)的結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。另外，提出了一種被稱為所謂HPS (Hybrid Pelletized Sinter (混合球團(tuán)燒結(jié)))法的燒結(jié)用原料的制造方法，該方法利用混合機(jī)將由微粉鐵礦石和粗粒鐵礦石構(gòu)成的粉狀鐵礦石與石灰石及生石灰混合，將混合物在第I造粒機(jī)中加水進(jìn)行造粒，對(duì)經(jīng)過(guò)造粒后的準(zhǔn)粒子用篩子進(jìn)行篩分，將篩上物裝入第2造粒機(jī)，從而在造粒物的表面包覆焦炭粉(例如參照專利文獻(xiàn)4)。上述專利文獻(xiàn)4中記載的燒結(jié)用原料的制造方法在燒結(jié)用原料的造粒中使用了盤(pán)式造粒機(jī)，通過(guò)使用該盤(pán)式造粒機(jī)，可以對(duì)含有作為微粉的粒料的鐵礦石進(jìn)行造粒，通過(guò)將該HPS法和專利文獻(xiàn)廣3中記載的燒結(jié)用原料的制造方法組合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)含有粒料等微粉的鐵礦石的造粒。但是，近年來(lái)，鐵礦石原料的價(jià)格與最初開(kāi)發(fā)時(shí)相比有很大變化，原料的配合構(gòu)成也發(fā)生了較大變化。上述專利文獻(xiàn)廣3中記載的工藝原本是以當(dāng)時(shí)為廉價(jià)的微粉鐵礦石(平均粒徑150 以下)的粒料的使用擴(kuò)大和燒結(jié)礦的高品質(zhì)化為目的而被開(kāi)發(fā)的。但是，目前由于微粉鐵礦石的價(jià)格上升，因此，使用量減少，造粒機(jī)的造粒強(qiáng)度降低。由此可知，仍然使用上述專利文獻(xiàn)廣3中記載的燒結(jié)用原料的制造方法時(shí)，如果在保持小的準(zhǔn)粒徑的情況下進(jìn)行操作，則會(huì)導(dǎo)致通氣性差，容易產(chǎn)生燒制不均，因而需要加以改良。為了解決上述問(wèn)題，發(fā)明人等首先在專利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了下述燒結(jié)原料的制造方法?！耙环N燒結(jié)用原料的制造方法，該方法包括準(zhǔn)備包含鐵礦石、含SiO2原料、石灰石類原料粉及固體燃料類原料粉的燒結(jié)原料，利用攪拌混合用滾筒式混合機(jī)將所述鐵礦石、含SiO2原料和石灰石類原料粉混合，生成混合原料，利用盤(pán)式造粒機(jī)對(duì)所述混合原料進(jìn)行造粒，生成造粒粒子，將所述造粒粒子供給至外層形成用滾筒式混合機(jī)，從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的排出口側(cè)向供給至所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的造粒粒子添加所述固體燃料類原料粉，從而在所述固體燃料類原料粉從添加開(kāi)始直到從外層形成用滾筒式混合機(jī)排出為止的40秒鐘以下且10秒鐘以上的外裝時(shí)間之間在所述造粒粒子的表面形成固體燃料類原料粉層?！爆F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利第3755452號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利第3794332號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本專利第3656632號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :日本特公平2-4658號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)2011-032577號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題根據(jù)上述專利文獻(xiàn)5的開(kāi)發(fā)，即使在造粒中使用盤(pán)式造粒機(jī)的情況下，也能夠制造出可有效地制造良好的原料的燒結(jié)用原料。本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)用原料的有利的制造方法，該方法涉及上述專利文獻(xiàn)5中公開(kāi)的技術(shù)的改良，通過(guò)有效利用目前由于在燒結(jié)機(jī)中產(chǎn)生不均燃燒而導(dǎo)致其使用受到限制的微粉焦炭等，使燒結(jié)礦的生產(chǎn)性大幅提高。解決問(wèn)題的方法于是，本發(fā)明人等針對(duì)對(duì)除了固體燃料類原料粉的燒結(jié)原料、或除了石灰石類原料粉和固體燃料類原料粉的燒結(jié)原料進(jìn)行造粒，并使固體燃料類原料粉、或石灰石類原料粉和固體燃料類原料粉附著于所得造粒粒子(以下稱為準(zhǔn)粒子)表面的所謂外裝處理時(shí)使生產(chǎn)性提高的技術(shù)進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果，得到了下述結(jié)論將在⑶Q等中產(chǎn)生的微粉焦炭等高碳?jí)m以適當(dāng)?shù)谋壤c以現(xiàn)有的焦炭粉、無(wú)煙炭等為代表的固體燃料類原料粉組合使用并使它們附著于準(zhǔn)粒子時(shí)，燃燒性及造粒強(qiáng)度大幅提高，其結(jié)果，燒結(jié)用原料的生產(chǎn)性提高。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，除了在上述的CDQ等中產(chǎn)生的微粉焦炭之外，還可以使用碳濃度為50質(zhì)量％以上的微粉，因此，將它們統(tǒng)稱為高碳?jí)m。本發(fā)明是基于上述見(jiàn)解而完成的。S卩，本發(fā)明的要點(diǎn)如下所述。(I) 一種燒結(jié)用原料的制造方法，該方法包括準(zhǔn)備包含鐵礦石、含SiO2原料、石灰石類原料粉及固體燃料類原料粉的燒結(jié)原料，利用攪拌混合用滾筒式混合機(jī)將所述鐵礦石、含SiO2原料及石灰石類原料粉混合，生成混合原料，利用盤(pán)式造粒機(jī)將所述混合原料造粒，生成準(zhǔn)粒子，將所述準(zhǔn)粒子供給至外層形成用滾筒式混合機(jī)，從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的排出口側(cè)向供給至所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的準(zhǔn)粒子添加所述固體燃料類原料粉，從而在所述準(zhǔn)粒子的表面形成固體燃料類原料粉層，所述固體燃料類原料粉含有高碳?jí)m5 40質(zhì)量％。(2) 一種燒結(jié)用原料的制造方法，該方法包括準(zhǔn)備包含鐵礦石、含SiO2原料、石灰石類原料粉及固體燃料類原料粉的燒結(jié)原料，利用攪拌混合用滾筒式混合機(jī)將所述鐵礦石及含SiO2原料混合，生成混合原料，利用盤(pán)式造粒機(jī)將所述混合原料造粒，生成準(zhǔn)粒子，將所述準(zhǔn)粒子供給至外層形成用滾筒式混合機(jī)，從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的裝入口側(cè)向供給至所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的準(zhǔn)粒子添加所述石灰石類原料粉、同時(shí)從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的排出口側(cè)添加所述固體燃料類原料粉，從而在所述準(zhǔn)粒子的表面形成石灰石類原料粉層及固體燃料類原料粉層，所述固體燃料類原料粉含有高碳?jí)m5 40質(zhì)量％。(3)如⑴或⑵所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述固體燃料類原料粉含有高碳?jí)m10 40質(zhì)量％。(4)如⑴或⑵所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述高碳?jí)m的大小為50iim以下，且具有50質(zhì)量％以上的碳濃度。(5)如⑴或⑵所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述混合原料中不含有高碳?jí)m。(6)如⑴所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，進(jìn)行所述固體燃料類原料粉的添加時(shí)，使得從該添加開(kāi)始直到從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)排出為止的滯留時(shí)間為10 50秒鐘。(7)如(6)所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述滯留時(shí)間為2(T40秒鐘。(8)如⑵所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，進(jìn)行所述固體燃料類原料粉及石灰石類原料粉的添加時(shí)，使得從該添加開(kāi)始直到從所述滾筒式混合機(jī)排出為止的滯留時(shí)間為10 50秒鐘。 (9)如⑶所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述滯留時(shí)間為2(T40秒鐘。
(10)如⑴或⑵所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述高碳?jí)m為選自下組中的至少一種CDQ集塵粉、鐵粉制造時(shí)的集塵粉、及貯焦槽的集塵粉；且該高碳?jí)m的碳濃度被調(diào)整為50質(zhì)量％以上。(11)如(I)所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述固體燃料類原料粉具有250 u nT2. 5mm的平均粒徑。(12)如(2)所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述固體燃料類原料粉具有250 V- nT2. 5mm的平均粒徑,所述石灰石類原料粉具有250 u nT5. Omm的平均粒徑。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于高碳?jí)m外裝于準(zhǔn)粒子表面，因此，可以使準(zhǔn)粒子保持大的粒徑，另外，由于沒(méi)有內(nèi)裝于準(zhǔn)粒子內(nèi)，因此，燃燒性提高。而且，由于與通常的固體燃料組合使用，因此，可抑制作為微粉的高碳?jí)m的飛散等，使處理變得容易。另外，外裝時(shí)，由于以在固體燃料空隙部分填充高碳?jí)m的形態(tài)進(jìn)行外裝，因此，外裝部分的強(qiáng)度也上升，其結(jié)果，準(zhǔn)粒子的強(qiáng)度提高，并且供給燒結(jié)機(jī)時(shí)的粉產(chǎn)生也減輕。另外，根據(jù)本發(fā)明，可以使準(zhǔn)粒子粒徑增大，因此，也可以縮短向準(zhǔn)粒子表面的外裝時(shí)間，能夠避免內(nèi)裝化的狀態(tài)。此外，在按照本發(fā)明在利用盤(pán)式造粒機(jī)造粒得到的準(zhǔn)粒子的表面首先形成石灰石類原料粉層、然后再 形成含有高碳?jí)m的固體燃料類原料粉層的情況下，在利用盤(pán)式造粒機(jī)造粒得到的燒結(jié)用原料的最外層形成了固體燃料類原料粉層，因此，能夠切實(shí)地阻止燒結(jié)時(shí)的不均燃燒產(chǎn)生。此外，作為燃料，只要碳濃度為50質(zhì)量％以上即可作為燒結(jié)用凝結(jié)材料使用，并且，即使碳濃度低于50質(zhì)量％，只要與其它碳濃度為50質(zhì)量％以上的微粉混合并將碳濃度調(diào)整為50質(zhì)量％以上，即能夠使用。
圖1為采用本發(fā)明的燒結(jié)用原料的制造方法的帶有盤(pán)式造粒機(jī)的制造工序的一實(shí)施方式的說(shuō)明圖。圖2為采用本發(fā)明的燒結(jié)用原料的制造方法的帶有盤(pán)式造粒機(jī)的制造工序的另一實(shí)施方式的說(shuō)明圖。圖3是示出焦炭粉的粒徑和燃燒帶移動(dòng)速度(燃燒速度)的關(guān)系的圖。圖4是示出高碳?jí)m在外裝有組合使用了高碳?jí)m的焦炭粉的具有本發(fā)明構(gòu)成的準(zhǔn)粒子中的配合率和燃燒速度及層內(nèi)最高到達(dá)溫度的關(guān)系的圖。圖5是示出對(duì)外裝有組合使用了高碳?jí)m的焦炭粉的具有本發(fā)明構(gòu)成的準(zhǔn)粒子和按照傳統(tǒng)方法內(nèi)裝有高碳?jí)m的準(zhǔn)粒子的造粒后的造粒強(qiáng)度及燒結(jié)后的燒結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行比較的圖。圖6(a)是按照傳統(tǒng)方法內(nèi)裝有高碳?jí)m的準(zhǔn)粒子的剖面的示意圖，圖6(b)是其表層部放大圖。圖7(a)是按照本發(fā)明在外裝石灰石粉后進(jìn)一步外裝了包含高碳?jí)m的焦炭粉的準(zhǔn)粒子的剖面的示意圖，圖7(b)是其表層部放大圖。圖8是示出對(duì)按照本發(fā)明外裝有組合使用了高碳?jí)m的焦炭粉的情況和按照傳統(tǒng)方法外裝有通常的焦炭粉的情況下的外裝造粒時(shí)間和燒結(jié)生產(chǎn)性的關(guān)系進(jìn)行比較的圖。符號(hào)說(shuō)明I攪拌混合用滾筒式混合機(jī)2盤(pán)式造粒機(jī)3外層形成用滾筒式混合機(jī)4環(huán)形移動(dòng)?xùn)鸥袷綗茽t(無(wú)端移動(dòng)7 > —卜式焼成爐)5點(diǎn)火爐6固體燃料類原料粉的供給裝置7石灰石類原料粉的供給裝置
具體實(shí)施例方式下面，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。圖1、2模式性地示出了按照本發(fā)明的燒結(jié)用原料的優(yōu)選制造工序。圖1是將石灰石類原料粉與鐵礦石、含SiO2原料同時(shí)供給至攪拌混合用滾筒式混合機(jī)的情況，另外，圖2是將準(zhǔn)粒子造粒后，對(duì)外層形成用滾筒式混合機(jī)供給石灰石類原料粉、接著供給固體燃料類原料粉的情況。在圖1、2中，符號(hào)I為攪拌混合用滾筒式混合機(jī)，2為盤(pán)式造粒機(jī)，3為外層形成用滾筒式混合機(jī)，4為環(huán)形移 動(dòng)?xùn)鸥袷綗茽t，5為點(diǎn)火爐，另外，6為固體燃料類原料粉的供給裝置，7為石灰石類原料粉的供給裝置。就圖1所示的情況而言，首先將鐵礦石、含SiO2原料及石灰石類原料粉供給至攪拌混合用滾筒式混合機(jī)1，并與所添加的水一起進(jìn)行攪拌混合，生成混合原料。該混合原料被供給至盤(pán)式造粒機(jī)2，利用該盤(pán)式造粒機(jī)2進(jìn)行造粒，生成準(zhǔn)粒子。生成的準(zhǔn)粒子被供給至外層形成用滾筒式混合機(jī)3。在外層形成用滾筒式混合機(jī)3中，相對(duì)于利用盤(pán)式造粒機(jī)2造粒得到的準(zhǔn)粒子，形成作為固體燃料類原料粉的焦炭粉的外層。在該外層形成用滾筒式混合機(jī)3中形成了外層的燒結(jié)用原料被裝入下方抽吸式的DL型燒結(jié)機(jī)4。在該DL型燒結(jié)機(jī)4中，由點(diǎn)火爐5添加至燒結(jié)用原料的焦炭粉中并進(jìn)行燒制。這里，例如從排出口側(cè)向外層形成用滾筒式混合機(jī)3中供給焦炭粉等固體燃料類原料粉。作為所述焦炭粉的供給裝置6，優(yōu)選輸送機(jī)、噴射噴嘴等。在DL型燒結(jié)機(jī)4中，由點(diǎn)火爐5對(duì)焦炭粉點(diǎn)火之后，一邊用鼓風(fēng)機(jī)從下方抽吸，一邊用輸送機(jī)傳輸燒結(jié)用原料，同時(shí)進(jìn)行燒制。經(jīng)過(guò)燒結(jié)的燒結(jié)原料成為燒結(jié)餅，對(duì)該燒結(jié)餅進(jìn)行破碎、整粒后，將例如4mm以上粒徑的燒結(jié)礦供給至高爐，將其以外的物質(zhì)以返礦的形式作為相當(dāng)于鐵礦石的燒結(jié)用原料進(jìn)行再利用。因此，本發(fā)明的所述燒結(jié)原料中的鐵礦石包含返礦。在圖2所示的情況下，將鐵礦石和含SiO2原料供給至攪拌混合用滾筒式混合機(jī)1，并與所添加的水一起進(jìn)行攪拌混合，生成混合原料。該混合原料被供給至盤(pán)式造粒機(jī)2，利用該盤(pán)式造粒機(jī)2進(jìn)行造粒，生成準(zhǔn)粒子。生成的準(zhǔn)粒子被供給至外層形成用滾筒式混合機(jī)3。
在外層形成用滾筒式混合機(jī)3中，相對(duì)于利用盤(pán)式造粒機(jī)2造粒得到的準(zhǔn)粒子，在滾筒式混合機(jī)3的裝入口側(cè)供給石灰石類原料粉而形成石灰石的基底層，接著，在滾筒式混合機(jī)3的排出口側(cè)供給作為固體燃料類原料粉的焦炭粉，從而在石灰石的基底層上形成焦炭的外層。其后，將形成有外層的燒結(jié)用原料裝入下方抽吸式的DL型燒結(jié)機(jī)4并進(jìn)行燒制，與圖1的情況相同。但是，以往用于外裝處理的固體燃料類原料粉5的平均粒徑為250um-1.Omm左右。這樣，以往使用的固體燃料類原料粉的平均粒徑有時(shí)比較大，不一定能夠形成堅(jiān)固的固體燃料類原料粉的外殼層，另外，燃燒速度也不能得到充分滿意的速度。因此，發(fā)明人等為了消除該問(wèn)題而重復(fù)進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以適當(dāng)?shù)谋壤M合使用以往因過(guò)于微細(xì)而導(dǎo)致其使用受到限制的高碳?jí)m時(shí)，燃燒性及造粒強(qiáng)度會(huì)大幅度地提高，其結(jié)果，生產(chǎn)性也顯著提高。圖3示出了對(duì)焦炭粉的粒徑和燃燒帶移動(dòng)速度(以下簡(jiǎn)稱為燃燒速度)的關(guān)系進(jìn)行研究的結(jié)果。如該圖所示,焦炭粉的粒徑越小,焦炭粉的比表面積越大,且氣體氛圍溫度也越高，因此，燃燒速度上升。因此，通過(guò)以適當(dāng)?shù)谋壤M合使用這樣的超細(xì)粉/高反應(yīng)性碳材料(高碳?jí)m)，應(yīng)該可以期待燃燒速度的提高。接著，圖4以與高碳?jí)m在準(zhǔn)粒子中的配合率的關(guān)系示出了對(duì)具有本發(fā)明構(gòu)成的外裝有組合使用了高碳?jí)m的焦炭粉的準(zhǔn)粒子的燃燒速度及層內(nèi)最高到達(dá)溫度帶來(lái)的影響進(jìn)行研究的結(jié)果。需要說(shuō)明的是，作為高碳?jí)m，使用了篩下(篩下)50i!m的微粉。另外，準(zhǔn)粒子中的總焦炭量設(shè)定為5質(zhì)量％的恒定值。如該圖所示，在外裝有高碳?jí)m的具有本發(fā)明構(gòu)成的準(zhǔn)粒子中，高碳?jí)m的配合率為
0.25質(zhì)量％以上、即高碳?jí)m在總碳(固體燃料類原料粉)中的配合比例為5質(zhì)量％以上時(shí)，燃燒速度上升，層內(nèi)最高到達(dá)溫度也隨之上升。但是，高碳?jí)m的配合比例超過(guò)2質(zhì)量％(相對(duì)于焦炭粉的組合使用比例40質(zhì)量％)時(shí)，層內(nèi)最高到達(dá)溫度開(kāi)始降低。因此，在本發(fā)明中，高碳?jí)m在固體燃料類原料粉中的配合比例(組合使用比例)限定于5 40質(zhì)量％的范圍。這是因?yàn)椋诠腆w燃料類原料粉中，高碳?jí)m的配合率不足5質(zhì)量％時(shí)，燃燒性、造粒強(qiáng)度的改善不夠充分，另一方面，其配合率超過(guò)40質(zhì)量％時(shí)，層內(nèi)最高到達(dá)溫度降低，燃燒性劣化。接著，圖5示出了對(duì)按照本發(fā)明外裝組合使用了高碳?jí)m的焦炭粉時(shí)準(zhǔn)粒子的造粒強(qiáng)度和其后進(jìn)行了燒結(jié)后的燒結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行研究的結(jié)果。需要說(shuō)明的是，為了便于比較，圖5中也一并示出了對(duì)在準(zhǔn)粒子內(nèi)部?jī)?nèi)裝高碳?jí)m時(shí)的準(zhǔn)粒子的造粒強(qiáng)度及燒結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行研究的結(jié)果。另外，造粒強(qiáng)度及燒結(jié)強(qiáng)度分別基于以下所示的估算式(數(shù)學(xué)式1、數(shù)學(xué)式2)進(jìn)行估算。[數(shù)學(xué)式1] 造粒強(qiáng)度的估算式
σ = 6 Ψ S {(1- ε ) / ε } {( Y cos θ ) /d}其中，σ :準(zhǔn)粒子的強(qiáng)度(N)，Ψ :液體的充滿度(_)，S :粉體的表面積(m2)，ε :準(zhǔn)粒子的空隙率(_)，Y :水的表面張力(N/m)，θ :與水的接觸角(° )，d:準(zhǔn)粒子粒徑(m)[數(shù)學(xué)式2] 燒結(jié)強(qiáng)度的估算式σt= σ0 exp (-C P)其中，σ t :拉伸強(qiáng)度(MPa)，O 0 :基質(zhì)強(qiáng)度(MPa)，P :空隙率(一)、c :常數(shù)(—)如該圖所示，按照本發(fā)明而外裝有高碳?jí)m的情況下，準(zhǔn)粒子的造粒強(qiáng)度顯著提高?？梢哉J(rèn)為，其理由歸因于通過(guò)外裝疏水性的碳材料，可大幅改善潤(rùn)濕性。另外，在按照本發(fā)明構(gòu)成的情況下，準(zhǔn)粒子的燒結(jié)強(qiáng)度也顯著提高，可以認(rèn)為，其理由歸因于空隙率的降低。即，按照本發(fā)明而組合使用適量的高碳?jí)m的情況下，微細(xì)的高碳?jí)m會(huì)侵入于通常的焦炭粉的空隙中，其結(jié)果，可抑制在碳燒制后產(chǎn)生空隙(破壞起點(diǎn))。圖6(a)及圖7(a)比較地示出了按照傳統(tǒng)方法內(nèi)裝有超細(xì)粉/高反應(yīng)性碳材料(高碳?jí)m)的準(zhǔn)粒子及具有本發(fā)明構(gòu)成的外裝有包含超細(xì)粉/高反應(yīng)性碳材料(高碳?jí)m)的焦炭粉的準(zhǔn)粒子的剖面的圖像。另外，圖6(b)及圖7(b)放大示出了各剖面的表層部。對(duì)圖6(b)和圖7(b)進(jìn)行比較可知在按照傳統(tǒng)方法的準(zhǔn)粒子中，高碳?jí)m散在于內(nèi)部，與此相對(duì)，在具有本發(fā)明構(gòu)成的準(zhǔn)粒子中，高碳?jí)m在造粒粒子的外層以侵入于焦炭粉的間隙中的形態(tài)存在。這樣，對(duì)于準(zhǔn)粒子，通過(guò)設(shè)定為具有本發(fā)明構(gòu)成的粒子結(jié)構(gòu)，可謀求造粒強(qiáng)度及燒結(jié)強(qiáng)度的提高、燃燒速度的上升、外裝造粒時(shí)間的縮短，其結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性的顯著提高。即，通過(guò)添加高碳?jí)m，可外裝疏水性的碳材料，從而大幅改善潤(rùn)濕性，由此使造粒強(qiáng)度顯著提高，并且，微細(xì)的高碳?jí)m侵入于通常的焦炭粉的空隙，由此抑制在碳燒制后產(chǎn)生空隙(破壞起點(diǎn))，從而使準(zhǔn)粒子的燒結(jié)強(qiáng)度顯著提高，其結(jié)果，可以使準(zhǔn)粒子的外裝造粒時(shí)間與現(xiàn)有技術(shù)相比縮短至約1/2左右。在本發(fā)明中，高碳?jí)m優(yōu)選大小為50 iim以下、且碳濃度為50質(zhì)量％以上。這是因?yàn)椋咛級(jí)m的大小超過(guò)50 μm時(shí)，存在與外裝的焦炭粉無(wú)法實(shí)現(xiàn)最密填充、粒子表面的包覆性下降的傾向。需要說(shuō)明的是，高碳?jí)m大小的優(yōu)選下限為10μm。另一方面，高碳?jí)m的碳濃度不足50質(zhì)量％時(shí)，產(chǎn)生如下不利燃燒熱小，進(jìn)而，共存的礦渣成分、灰分會(huì)阻礙焦炭粉的燃燒性。這里，所述高碳?jí)m的大小，在高碳?jí)m為球狀的情況下定義為等效圓直徑，另一方面，在高碳?jí)m為非球形的情況下定義為篩的孔徑。作為所述高碳?jí)m，是選自CDQ集塵粉、鐵粉制造時(shí)的集塵粉及貯焦槽的集塵粉中的至少一種，優(yōu)選碳濃度被調(diào)整為50質(zhì)量％以上的高碳?jí)m。CDQ集塵粉、鐵粉制造時(shí)的集塵粉及忙焦槽的集塵粉的成分例如表I所示。
[表1]
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)用原料的制造方法，該方法包括 準(zhǔn)備包含鐵礦石、含SiO2原料、石灰石類原料粉及固體燃料類原料粉的燒結(jié)原料， 利用攪拌混合用滾筒式混合機(jī)將所述鐵礦石、含SiO2原料及石灰石類原料粉混合，生成混合原料， 利用盤(pán)式造粒機(jī)將所述混合原料造粒，生成準(zhǔn)粒子， 將所述準(zhǔn)粒子供給至外層形成用滾筒式混合機(jī)， 從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的排出口側(cè)向供給至所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的準(zhǔn)粒子添加所述固體燃料類原料粉，從而在所述準(zhǔn)粒子的表面形成固體燃料類原料粉層， 所述固體燃料類原料粉含有高碳?jí)m5 40質(zhì)量％。
2.一種燒結(jié)用原料的制造方法，該方法包括 準(zhǔn)備包含鐵礦石、含SiO2原料、石灰石類原料粉及固體燃料類原料粉的燒結(jié)原料， 利用攪拌混合用滾筒式混合機(jī)將所述鐵礦石及含SiO2原料混合，生成混合原料， 利用盤(pán)式造粒機(jī)將所述混合原料造粒，生成準(zhǔn)粒子， 將所述準(zhǔn)粒子供給至外層形成用滾筒式混合機(jī)， 從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的裝入口側(cè)向供給至所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的準(zhǔn)粒子添加所述石灰石類原料粉、同時(shí)從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)的排出口側(cè)添加所述固體燃料類原料粉，從而在所述準(zhǔn)粒子的表面形成石灰石類原料粉層及固體燃料類原料粉層， 所述固體燃料類原料粉含有高碳?jí)m5 40質(zhì)量％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述固體燃料類原料粉含有高碳?jí)m1(Γ40質(zhì)量％。
4.如權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述高碳?jí)m的大小為50μ m以下，且具有50質(zhì)量％以上的碳濃度。
5.如權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述混合原料中不含有高碳?jí)m
6.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，進(jìn)行所述固體燃料類原料粉的添加時(shí)，使得從該添加開(kāi)始直到從所述外層形成用滾筒式混合機(jī)排出為止的滯留時(shí)間為10 50秒鐘。
7.如權(quán)利要求6所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述滯留時(shí)間為2(Γ40秒鐘。
8.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，進(jìn)行所述固體燃料類原料粉及石灰石類原料粉的添加時(shí)，使得從該添加開(kāi)始直到從所述滾筒式混合機(jī)排出為止的滯留時(shí)間為10 50秒鐘。
9.如權(quán)利要求8所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述滯留時(shí)間為2(Γ40秒鐘。
10.如權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述高碳?jí)m為選自下組中的至少一種CDQ集塵粉、鐵粉制造時(shí)的集塵粉、及貯焦槽的集塵粉；且該高碳?jí)m的碳濃度被調(diào)整為50質(zhì)量％以上。
11.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述固體燃料類原料粉具有·250 μ πΓ2. 5mm的平均粒徑。
12.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其中，所述固體燃料類原料粉具有250 μ πΓ2. 5mm的平均粒徑，所述石灰石類原料粉具有250 μ πΓ5. Omm的平均粒徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燒結(jié)用原料的制造方法，其通過(guò)在準(zhǔn)粒子的表面外裝處理固體燃料類原料粉時(shí)有效利用高碳?jí)m，可以使生產(chǎn)性相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有所提高。其中，在向由鐵礦石及含SiO2原料經(jīng)造粒而得到的準(zhǔn)粒子的表面供給石灰石類原料粉而形成石灰石類原料粉的基底層、然后供給固體燃料類原料粉從而在石灰石類原料粉的基底層上形成固體燃料類原料粉的最外層時(shí)，作為上述固體燃料類原料粉，使用以5~40質(zhì)量%的比例配合有高碳?jí)m的物質(zhì)。
文檔編號(hào)C22B1/16GK103038368SQ20118003755
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者樋口隆英, 大山伸幸, 竹內(nèi)直幸, 主代晃一 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社