專利名稱：燒結(jié)用模擬粒子原料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用下方吸引的德懷特-勞埃德(Dwight-loyd)式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦時(shí)所用的燒結(jié)用模擬粒子原料及其制造方法。
把由該造粒物組成的配合原料裝入德懷特-勞埃德燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)用小車上，使之成為適當(dāng)?shù)暮穸?00～700mm，對(duì)表層部分的固體燃料點(diǎn)火，點(diǎn)火后一邊向下方吸引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)而成為燒結(jié)餅。將該燒結(jié)餅破碎、調(diào)整粒度，得到一定粒徑以上的燒結(jié)礦，另一方面比其粒徑小的燒結(jié)礦成為返礦，作為燒結(jié)原料再使用。
這樣制造的成品燒結(jié)礦的被還原性，如歷來(lái)所指出的那樣，尤其成為極大地左右高爐作業(yè)的因素。通常，燒結(jié)礦的被還原性用JISM8713(JIS日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以下稱JIS)定義，此處，把燒結(jié)礦的被還原性記為JIS-RI。如圖8所示，在燒結(jié)礦的被還原性(JIS-RI)與高爐中氣體利用率(ηco)之間存在正比關(guān)系，又如圖9所示，在高爐中的氣體利用率(ηco)與燃料比之間存在反比關(guān)系。為此，燒結(jié)礦的被還原性(JIS-RI)通過(guò)高爐中的氣體利用率(ηco)與燃料比存在良好反比關(guān)系，如使燒結(jié)礦的被還原性提高，則高爐中的燃料比降低。再者，此處，氣體利用率(ηco)與燃料比定義如下。
ηco＝CO2(％)/(CO(％)+CO2(％)再者，CO2(％)、CO(％)均是高爐爐頂氣體中的體積％。
燃料比＝(煤+焦炭的使用量(kg/天))/生鐵的產(chǎn)量(噸/天)另外，被制造的成品燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度也是在確保高爐中的通氣性方面的重要因素，在各高爐中設(shè)定冷強(qiáng)度的下限基準(zhǔn)進(jìn)行操作。因此，對(duì)高爐來(lái)講，所謂理想的燒結(jié)礦可以說(shuō)是被還原性優(yōu)良的、冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。表1中示出了作為形成燒結(jié)礦的主要礦物組織的鈣鐵礦(CF)nCaO·Fe2O3、赤鐵礦(He)Fe2O3、含有FeO的鈣硅礦(CS)CaO·xFeO·ySiO2、磁鐵礦(Mg)Fe3O4這四種物質(zhì)的被還原性、拉伸強(qiáng)度。如表1所示，被還原性高的是赤鐵礦(He)，拉伸強(qiáng)度高的是鈣鐵礦(CF)。再者，制作圓盤形的礦石試驗(yàn)片，用壓裂拉伸試驗(yàn)方法(徑向壓縮試驗(yàn)或巴西式壓縮試驗(yàn))中規(guī)定的方法測(cè)定拉伸強(qiáng)度。所謂作為本發(fā)明人目的的理想燒結(jié)組織，如圖5所示那樣，是選擇性地使在燒結(jié)塊表面上生成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結(jié)塊內(nèi)部生成被還原性高的赤鐵礦(He)，盡可能避免生成含有被還原性及強(qiáng)度低的FeO的鈣硅礦(CS)?？墒?，在歷來(lái)大部分的燒結(jié)機(jī)中，如前所述，由于把鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料、固體燃料系粉原料同時(shí)地進(jìn)行混合，因此，如圖6所示，在模擬粒子結(jié)構(gòu)中，在粗粒的核礦石周圍混在著粉礦石、石灰、焦炭，由燒結(jié)而獲得的燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)中，混在著赤鐵礦(He)、鈣鐵礦(CF)、含有FeO的鈣硅礦(CS)、磁鐵礦(Mg)這四種礦物結(jié)構(gòu)。
因此，迄今為止一直在嘗試多量生成鈣鐵礦(CF)和赤鐵礦(He)的方法。例如，由于在高溫?zé)Y(jié)時(shí)多量生成含有FeO的鈣硅礦(CS)，故在特開平63-149331號(hào)公報(bào)提出了在粉狀的鐵礦石中添加粘結(jié)劑和石灰石造粒后，通過(guò)在表面上被覆作為熱源的粉焦炭來(lái)改善焦炭的燃燒性，在低溫下燒結(jié)從而提高被還原性的技術(shù)。
然而，在前述特開平63-149 331號(hào)公報(bào)提出的以往方法中，由于CaO與鐵系原料中的SiO2及SiO2系原料相接近，因此多量生成總是含F(xiàn)eO的鈣硅礦(CS)，大多數(shù)情況不一定是以鈣鐵礦(CF)和赤鐵礦(He)為主體的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明目的在于為了解決前述歷來(lái)的問題點(diǎn)而提供燒結(jié)用模擬粒子原料及其制造方法，即作為制造燒結(jié)礦的工藝的前處理不需要龐大的設(shè)備，將鐵礦石和含有SiO2原料從石灰石系粉原料和固體燃料系原料分開，階段性地制成模擬粒子，由此制造選擇性地在燒結(jié)塊表面上生成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)、而另一方面向燒結(jié)塊內(nèi)部生成被還原性高的赤鐵礦(He)的結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦，使冷強(qiáng)度提高，而且能改善燒結(jié)礦的被還原性。
又，第2發(fā)明是根據(jù)第1發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料，其特征在于前述第三層是石灰石粉原料與固體燃料系粉原料的混合層。
又，第3發(fā)明是根據(jù)第1發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料，其特征在于前述第三層是石灰石系粉原料層，在其石灰石系粉原料層的外層部分具有固體燃料系粉原料的粘附層。
又，第4發(fā)明是燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為使用下方吸引的德懷特-勞埃德(Dwight-Lloyd)式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦的工藝的前處理，在將由鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料組成的燒結(jié)原料進(jìn)行造粒時(shí)，以平均粒徑2mm以上的粗粒的鐵礦石為核，在其周圍粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的平均粒徑小于2mm的細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2的原料，造粒形成第二層后，作為第三層以后的層，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料，造粒形成三層以上的被覆的模擬粒子。
又，第5發(fā)明是根據(jù)第4發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于；使前述第三層粘附石灰石系粉原料與固體燃料系粉原洋的混合粉，造粒形成被覆三層的模擬粒子。
又，第6發(fā)明是根據(jù)第4發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為第三層，在粘附石灰石系粉原料后，再在石灰石系粉原料層的外層部分上粘附固體燃料系粉原料而造粒，從而形成被覆四層的模擬粒子。
又，第7發(fā)明是根據(jù)第4～6發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒鐵礦石和前述細(xì)粒鐵礦石及含SiO2的原料裝入另外設(shè)置的造粒機(jī)中，用該造粒機(jī)使粗粒鐵礦石成為核，使其周圍粘附細(xì)粒的燒結(jié)原料進(jìn)行造粒后，再將其與石灰石系粉原料及成為熱源的固體燃料系粉原料裝入混合機(jī)進(jìn)行造粒。
又，第8發(fā)明是根據(jù)第4～6發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒的鐵礦石和前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料裝入混合機(jī)的前端部分，以前述粗粒的鐵礦石為核，使其周圍粘附前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料，一邊造粒一邊從該混合機(jī)的后端部分裝入石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料進(jìn)行造粒。
又，第9發(fā)明是根據(jù)第4～6發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒的鐵礦石和前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料從多個(gè)混合機(jī)的前端一側(cè)的混合機(jī)裝入，以前述粗粒的鐵礦石為核，使其周圍粘附前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料，一邊造粒一邊從該多個(gè)混合機(jī)的最后尾的混合機(jī)的前端部分或后端部分裝入石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料進(jìn)行造粒。
圖2是進(jìn)行有關(guān)本發(fā)明例的其他燒結(jié)原料的混合、造粒處理的流程圖(方法B)。
圖3是進(jìn)行有關(guān)本發(fā)明例的其他燒結(jié)原料的混合、造粒處理的流程圖(方法C)。
圖4是比較顯示在采用本發(fā)明法與歷來(lái)法處理燒結(jié)原料時(shí)的燒結(jié)礦的被還原性JIS-RI(％)、生產(chǎn)率(t/hr·m2)、落下強(qiáng)度(％)的曲線圖。
圖5是表示本發(fā)明中理想燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖6是表示有關(guān)歷來(lái)例的模擬粒子結(jié)構(gòu)及燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖7是表示本發(fā)明中理想模擬粒子結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖8是表示高爐中燒結(jié)礦的被還原性JIS-RI(％)與氣體利用率ηco(％)的關(guān)系的曲線圖。
圖9是表示高爐中氣體利用率ηco(％)與燃料比(kg/t-pig)的關(guān)系的曲線圖。


圖10是表示采用本發(fā)明法與歷來(lái)法處理的模擬粒子的結(jié)構(gòu)的照片。
圖11是表示用電子探針微量分析儀測(cè)定切開了由本發(fā)明法處理的模擬粒子的截面的Ca與Fe的分布的照片。
圖12是表示用電子探針微量分析儀測(cè)定切開了由本發(fā)明法與歷來(lái)法形成的模擬粒子燒結(jié)體的截面的Ca與Fe的分布的照片。
圖13是表示采用本發(fā)明法與歷來(lái)法形成的模擬粒子的燒結(jié)體外觀的照片。
圖14是比較、顯示燒結(jié)了采用本發(fā)明法與歷來(lái)法所得的模擬粒子的燒結(jié)體的氣孔徑(μm)與氣孔量(cc/g)的關(guān)系的曲線圖。
圖15是比較、顯示將采用本發(fā)明法(方法c)及歷來(lái)法所處理的模擬粒子燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)礦的被還原性JIS-RI(％)、生產(chǎn)率(t/hr·m2)和落下強(qiáng)度(％)的圖。
圖16是進(jìn)行有關(guān)歷來(lái)例的燒結(jié)原料的混合、造粒處理的流程圖。
圖17是表示熔融深度的測(cè)定方法的圖。
圖18是表示采用氣孔率15％的一般鐵礦石時(shí)，其熔融深度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系的圖。
圖19是表示采用氣孔率35％的鐵礦石時(shí)，其熔融深度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系的圖。
圖20是表示本發(fā)明燒結(jié)用模擬粒子原料的含有比例與燒結(jié)礦的被還原性的關(guān)系的圖。
本發(fā)明者反復(fù)進(jìn)行種種研究的結(jié)果，如圖7所示，通過(guò)將多量含有SiO2的鐵礦石及含SiO2的原料從石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料分開來(lái)制造模擬粒子，從而抑制使CaO與SiO2的反應(yīng)放慢、被還原性差、冷強(qiáng)度也低的含有FeO的鈣硅礦(CS)的生成。由此發(fā)現(xiàn)能形成選擇性地在燒結(jié)礦表面生成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結(jié)礦內(nèi)部生成被還原性高的赤鐵礦(He)的燒結(jié)礦。此時(shí)，擔(dān)心燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度降低，但由于在石灰石系粉原料與鐵礦石的界面所生成的鈣鐵礦(CF)系熔融液其粘度低，瞬時(shí)之間包覆鐵礦石的周圍，因而具有足夠的冷強(qiáng)度。
作為滿足上述條件的制造高爐用燒結(jié)礦的燒結(jié)用模擬粒子原料，通過(guò)具有以平均粒徑2mm以上的粗粒鐵礦石為核礦石的第一層，具有在其周圍粘附除了石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料以外的、平均粒徑不足2mm的細(xì)粒燒結(jié)原料系粉原料的第二層。從而抑制使CaO和SiO2的反應(yīng)放慢、被還原性差、冷強(qiáng)度也低的含有FeO的鈣硅礦(CS)的生成。即在將鐵礦石及含SiO2原料從石灰石系粉原料分離的沒有石灰石的狀態(tài)下制造燒結(jié)用模擬粒子原料而實(shí)現(xiàn)。而且，通過(guò)作為包覆第二層外表面的第三層的石灰石系粉原料層，在石灰石系粉原料與鐵礦石的界面生成鈣鐵礦(CF)，通過(guò)包覆鐵礦石的周圍，來(lái)發(fā)揮足夠的冷強(qiáng)度。利用這種燒結(jié)用模擬粒子原料，如前所述，從而形成選擇性地在燒結(jié)塊表面上生成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結(jié)塊內(nèi)部生成被還原性高的赤鐵礦(He)的燒結(jié)礦。
再者，成為前述第三層的石灰石系粉原料層，可以只是石灰石系粉原料層，或者也可以是石灰石系粉原料與固體燃料系粉原料的混合層。這是因?yàn)槔迷诘谌龑又泻械氖沂煞?，能在燒結(jié)塊表面形成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)的緣故。再者，第三層只是石灰石系粉原料層時(shí)，作為第四層必須是固體燃料系粉原料層。本發(fā)明中使用的平均粒徑是利用由顯微鏡觀察進(jìn)行的圖像解析法求得相當(dāng)于各粒子投影面積圓的直徑(Heywood徑)，將其進(jìn)行算術(shù)平均而得出的平均粒徑。
其次，以下描述成為核的粗粒鐵礦石的平均粒徑的限定理由。
本發(fā)明的特征在于具有不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的第一、第二層，增加不與石灰石反應(yīng)的未熔融的鐵礦石(殘留原礦)的量。
因此，本發(fā)明人如圖17那樣，把石灰石(CaO)的壓塊(壓塊CaO)放在鐵礦石的壓塊(壓塊Fe2O3)上，使之在設(shè)定溫度下反應(yīng)后，測(cè)定鐵礦石壓塊熔融的長(zhǎng)度(熔融深度)。
其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)熔融深度(X)如(1)式那樣表示。
x＝2φ·ΔCaO·D1/2·t1/2/(π1/2·ρ)此處，DCa的擴(kuò)散系數(shù)(cm2/s)ρ反應(yīng)層的密度(mol/cm3)ΔCaOCaO濃度梯度(mol/cm3)t反應(yīng)時(shí)間(s)
圖18表示使用作為通常的鐵礦石的氣孔率為15％的鐵礦石時(shí)的、熔融深度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。
由此可知，在實(shí)機(jī)燒結(jié)工藝中，當(dāng)在假定的燒結(jié)過(guò)程中的加熱條件即1250℃下保持360秒左右的條件下考慮時(shí)，鐵礦石的平均粒徑至少在2mm以上，在1300℃最高溫度條件下，最好沒有3mm以上的鐵礦石和不殘留鐵礦石的未熔融部分。
因此，將本發(fā)明中成為核的粗粒鐵礦石的平均粒徑定為2mm以上。而且，在成為該核的礦石的外層形成第二層并且粒徑增大，由第一、第二層確保未熔融鐵礦石(殘留原礦)的量。由此，如前述，抑制使CaO與SiO2的反應(yīng)減慢、被還原性差、冷強(qiáng)度也低的含有FeO的鈣硅礦(CS)的生成。又，圖19表示使用作為高結(jié)晶水礦石的氣孔率為35％的鐵礦石時(shí)的熔融深度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。使用高結(jié)晶水礦石作為核礦石時(shí)，通過(guò)規(guī)定平均粒徑4mm以上的鐵礦石粒徑，從而可實(shí)施本發(fā)明。
再者，由于使成為核的礦石的平均粒徑為2mm以上，所以，經(jīng)模擬粒子化形成的第二層由其平均粒徑比核礦石還小的即不足2mm的細(xì)粒的、除了石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料以外的燒結(jié)原料系粉原料所構(gòu)成。
圖1表示用于制造本發(fā)明理想模擬粒子結(jié)構(gòu)的造粒流程例(方法A)。在本發(fā)明的方法A中，例如，用另外的造粒機(jī)6，將含0.5～5.0％左右的SiO2、平均粒徑2mm以上的粗粒鐵礦石1和含SiO20.5～5.0％左右、平均粒徑不足2mm的例如0.1～1.0mm左右細(xì)粒的含SiO2原料2(鐵礦石、石英、蛇紋石、Ni爐渣等)進(jìn)行預(yù)造粒，使得以粗粒的鐵礦石1為核，使其周圍粘附細(xì)粒的含SiO2原料2。然后，再添加石灰石系粉原料3或石灰石系粉原料3與成為熱源的固體燃料系粉原料4(焦炭、無(wú)煙煤等)，用鼓式混合機(jī)進(jìn)行混合、造粒。
又圖2表示用于制造另一本發(fā)明理想模擬粒子結(jié)構(gòu)的造粒流程例(方法B)。在本發(fā)明的方法B中，從鼓式混合機(jī)5的前端部分添加粗粒的鐵礦石1和細(xì)粒含SiO2的原料2(細(xì)粒的鐵礦石、石英、蚊紋石、Ni爐渣等)從而一邊形成模擬粒子一邊從鼓式混合機(jī)5的后端部分添加石灰石系粉原料3或石灰石系粉原料3與固體燃料系粉原料4(焦炭、無(wú)煙煤等)進(jìn)行混合、造粒。又，圖3表示用于制造另一本發(fā)明理想模擬粒子結(jié)構(gòu)的造粒流程例(方法C)。在本發(fā)明的方法C中，使鼓式混合機(jī)為多個(gè)的構(gòu)成(本例中為2組)，一邊從前端一側(cè)的鼓式混合機(jī)5的前端部分添加粗粒的鐵礦石1和細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料2(細(xì)粒的石英、蛇紋石、Ni爐渣等)，形成模擬粒子一邊從最尾端一側(cè)的鼓式混合機(jī)5’的用虛線表示的前端部分或從用實(shí)線表示的后端部分添加石灰石系粉原料3或石灰石系粉原料3與固體燃料系粉原料4(焦炭、無(wú)煙煤等)進(jìn)行混合、造粒。當(dāng)只添加石灰石系原料3時(shí)，只要在其后添加固體燃料系粉原料4(焦炭、無(wú)煙煤等)進(jìn)行混合并進(jìn)行第四層的造粒即可。石灰石系粉原料3及固體燃料系粉原料4通過(guò)使平均粒徑為0.5mm以下、優(yōu)選為0.25mm以下，從而容易粘附在第二層上，并能包覆其外表面。
采用本發(fā)明的方法A、方法B或方法C，以粗粒的鐵礦石1為核，在其周圍粘附細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料2，還能在其周圍粘附石灰石系粉原料3和作為熱源的固體燃料系粉原料4(粉焦炭)，形成包覆造粒達(dá)三層以上的模擬粒子。由此，在由模擬粒子構(gòu)成的燒結(jié)原料的燒結(jié)過(guò)程中，可抑制使CaO與SiO2的反應(yīng)放慢的、冷強(qiáng)度低的鈣硅礦(CS)的生成，選擇性地在燒結(jié)塊表面上生成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結(jié)塊內(nèi)部生成被還原性高的赤鐵礦(He)、從而可穩(wěn)定地制造微細(xì)氣孔多、被還原性好的冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。
又，本發(fā)明者，在改變本發(fā)明燒結(jié)用模擬粒子在全部燒結(jié)原料中的含有比例所情況下進(jìn)行了燒結(jié)礦制造實(shí)驗(yàn)，測(cè)定該實(shí)驗(yàn)所得燒結(jié)礦的被還原性。將其結(jié)果的一例示于圖20。
由此可知，如果本發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料占全部燒結(jié)原料的20％以上，則發(fā)揮比以往燒結(jié)礦提高被還原性的效果。
因此，在燒結(jié)作業(yè)中確保本發(fā)明的模擬粒子原料在燒結(jié)原料中占20％以上，從而進(jìn)行燒結(jié)礦的制造必須提高被還原性，當(dāng)被還原性為70％時(shí)，在總的燒結(jié)原料中，只要本發(fā)明燒結(jié)用模擬粒子原料的含有比例優(yōu)選確保50％以上來(lái)制造燒結(jié)礦即可。
本發(fā)明燒結(jié)用模擬粒子原料的含有比例可如下調(diào)整。
(1)在歷來(lái)造粒法制的燒結(jié)原料中添加另外制造的本發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料，使之達(dá)到必需的含有比例。
(2)在用鼓式混合機(jī)制造燒結(jié)用模擬粒子原料時(shí)，可通過(guò)調(diào)整石灰石系原料的添加時(shí)期，來(lái)調(diào)整必需的含有比例。
例如，如果提前在鼓式混合機(jī)中的添加時(shí)期，則本發(fā)明的燒結(jié)用模擬粒子原料的含有比例變低，如果把石灰石系原料的添加時(shí)期定在用鼓式混合機(jī)進(jìn)行的造粒末期，則可提高本發(fā)明燒結(jié)模擬粒子原料的含有比例。
由此，可得到具有所希望的被還原性、反應(yīng)性更好的燒結(jié)礦。
然后，在燒結(jié)用小車上進(jìn)行燒結(jié)，測(cè)定礦物組成、比表面積、被還原性。將由本發(fā)明法、歷來(lái)法得到的結(jié)果示于表3。
如表3所示，通過(guò)采用本發(fā)明圖1所示的方法A，在礦物組織中被還原性高的赤鐵礦(He)增加，被還原性低的鈣硅礦(CS)減少，另外由于因赤鐵礦(He)所致的微細(xì)氣孔的增加，導(dǎo)致比表面積也增加，被還原性比歷來(lái)法提高15％。再者，此處，比表面積用Bet法(Brunner-Emmett-Teller method)測(cè)定，被還原性按JIS M8713標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。
又，同樣地把使用本發(fā)明圖2所示的方法B制造的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結(jié)機(jī)，裝在燒結(jié)用小車上。然后，進(jìn)行燒結(jié)，測(cè)定生產(chǎn)率，落下強(qiáng)度(冷強(qiáng)度按JIS M8711標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定)、被還原性。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)如圖4所示，本發(fā)明圖2所示的方法B，與歷來(lái)法比較，被還原性JIS-RI增加約8％，生產(chǎn)率約提高0.19t/hr·m2，落下強(qiáng)度增加0.4％。
又，采用表2所示配合比例的燒結(jié)原料，把用本發(fā)明的3所示方法C進(jìn)行造粒的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結(jié)機(jī)、裝在燒結(jié)用小車上。為了比較，進(jìn)行如下操作用把鐵系原料、含SiO2原料、石灰石系粉原料、焦炭粉同時(shí)混合的處理方法所進(jìn)行造粒的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結(jié)機(jī)、裝在燒結(jié)機(jī)用小車上。
然后，進(jìn)行燒結(jié)，測(cè)定生產(chǎn)率、落下強(qiáng)度(冷強(qiáng)度按JIS M8711標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定)、被還原性。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如圖15所示，采用本發(fā)明的圖3所示的方法C，從最后端一側(cè)的鼓式混合機(jī)的后端部分添加石灰石系粉原料3和成為熱源的固體燃料系粉原料4(焦炭、無(wú)煙煤等)時(shí)，與歷來(lái)法比較，其被還原性JIS-RI約增加10％，生產(chǎn)率提高約0.19t/hr·m2，落下強(qiáng)度增加0.8％。另外，圖14表示與歷來(lái)法比較，采用本發(fā)明法所制造燒結(jié)礦的氣孔徑分布。氣孔徑分布采用由水銀孔率計(jì)進(jìn)行的水銀壓入方式求出。采用本發(fā)明法制造的燒結(jié)礦，成為還原氣體流路的1μm以下的微細(xì)氣孔部分增加，變成適合改善被還原性的氣孔結(jié)構(gòu)。
圖10比較顯示以粗粒鐵礦石為核礦，在其周圍粘附細(xì)粒含SiO2原料、再在其外側(cè)粘附石灰石和作為熱源的粉焦炭從而形成三層被覆的本發(fā)明法所得的模擬粒子結(jié)構(gòu)與在模擬粒子內(nèi)均勻混合了石灰石的歷來(lái)法所得的模擬粒子結(jié)構(gòu)。
由此看出，采用本發(fā)明法所得的模擬粒子，由于把石灰石包覆在外，其表面比歷來(lái)法變得紅白。為了確認(rèn)在采用本發(fā)明法所得的模擬粒子表面上是否粘附有石灰石，用電子探針微量分析儀(EPMA)對(duì)被切開的模擬粒子的截面測(cè)定Ca和Fe分布，結(jié)果示于圖11。由此可證實(shí)采用本發(fā)明法所得的模擬粒子，其表面確實(shí)包覆有石灰石。
將用EPMA測(cè)定本發(fā)明及歷來(lái)法所得的模擬粒子的燒結(jié)體截面的結(jié)果示于圖12。由于采用本發(fā)明法將石灰石包覆在外，可確認(rèn)得到如前述圖5所示的選擇性地在燒結(jié)塊表面上生成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)、向燒結(jié)塊內(nèi)部生成被還原性高的赤鐵礦(Fe)的燒結(jié)結(jié)構(gòu)。圖13示出其燒結(jié)體的外觀。由此可知，歷來(lái)法所得燒結(jié)體成江米團(tuán)狀，而本發(fā)明的特征是燒結(jié)體接合成葡萄的絮狀。
產(chǎn)生上利用的可能性如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的燒結(jié)原料的處理方法，用混合機(jī)將燒結(jié)原料混合、造粒時(shí)，以粗粒的鐵礦石為核礦石，使其周圍粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的細(xì)粒鐵礦石及含SiO2原料后，再使之粘附石灰石系粉原料和作為熱源的固體燃料系粉原料。為此，在采用德懷特-勞埃德式燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)過(guò)程中，可抑制冷強(qiáng)度低的鈣硅礦(CS)的生成，選擇性地在燒結(jié)塊表面上生成強(qiáng)度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結(jié)塊內(nèi)部生成被還原性高的赤鐵礦(He)，可高生產(chǎn)率地制造微細(xì)氣孔多、被還原性好的冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)用模擬粒子原料，其特征在于作為制造高爐用燒結(jié)礦的燒結(jié)用模擬粒子原料，具有以平均粒徑2mm以上的粗粒鐵礦石為核的第一層，具有為了被覆其第一層外表面而粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的平均粒徑小于2mm的細(xì)粒鐵礦石及含SiO2原料的第二層，同時(shí)，作為第三層以后的層是粘附石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料。
2.權(quán)利要求1記載的燒結(jié)用模擬粒子原料，其特征在于前述第三層是石灰石系粉原料與固體燃料系數(shù)原料的混合層。
3.權(quán)利要求1記載的燒結(jié)用模擬粒子原料，其特征在于前述第三層是石灰石系粉原料層，在其石灰石系粉原料層的外層部分具備有固體燃料系粉原料的粘附層。
4.一種燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為使用下方吸引的德懷特-勞埃德式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦的工藝的前處理，在將由鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料組成的燒結(jié)原料進(jìn)行造粒時(shí)，以平均粒徑2mm以上的粗粒的鐵礦石為核，使其周圍附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的、平均粒徑小于2mm的細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原粒，造粒形成第二層后，作為第三層以后，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料，造粒形成三層以上的被覆的模擬粒子。
5.權(quán)利要求4記載的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于使前述第三層粘附石灰石系粉原料與固體燃料系粉原料的混合粉造粒而形成被覆三層的模擬粒子。
6.權(quán)利要求4記載的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為前述第三層粘附在石灰石系粉原料后，再在石灰石系粉原料層的外層部分上粘附固體燃料系粉原料進(jìn)行造粒，從而形成四層被覆的模擬粒子。
7.權(quán)利要求4～6記載的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒鐵礦石和前述細(xì)粒鐵礦石及含SiO2原料裝入另外設(shè)置的造粒機(jī)中，用該造粒機(jī)使粗粒鐵礦石成為核，使其周圍粘附細(xì)粒的燒結(jié)原料進(jìn)行造粒后，再將其與石灰石系粉原料及成為熱源的固體燃料系粉原料裝入混合機(jī)進(jìn)行造粒。
8.權(quán)利要求4～6記載的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒的鐵礦石和前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料裝入混合機(jī)的前端部分，以前述粗粒的鐵礦石為核，使其周圍粘附前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料，一邊造粒，一邊從該混合機(jī)的后端部分裝入石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料進(jìn)行造粒。
9.權(quán)利要求4～6記載的燒結(jié)用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒的鐵礦石和前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料從多個(gè)混合機(jī)的前端一側(cè)的混合機(jī)裝入，以前述粗粒的鐵礦石為核，使其周圍粘附前述細(xì)粒的鐵礦石及含SiO2原料，一邊造粒一邊從該多個(gè)混合機(jī)的最末尾的混合機(jī)的前端部分或后端部分裝入石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料進(jìn)行造粒。
全文摘要
本發(fā)明目的是制造被還原性好、冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。具體的發(fā)明的制造方法是用造粒機(jī)使粗粒的鐵礦石1成為核,使其周圍粘附細(xì)粒的鐵礦石及含SiO
文檔編號(hào)C22B1/14GK1386136SQ01802130
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月29日
發(fā)明者大山伸幸, 井川勝利 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社