CN101184855B - 烧结原料的预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烧结原料的预处理方法，其以含有粗粒和微粉的2种以上铁矿石为原料，利用第1造粒装置使微粉附着在成为核粒子的粗粒上来制造S型造粒物，利用第2造粒装置只用微粉或以微粉作为主体进行造粒来制造P型造粒物，其中，调整向第1造粒装置供给的微粉的量以使在核粒子上的微粉附着平均厚度达到50～300μm，从而制造S型造粒物，并将未供给至第1造粒装置的剩余部分的微粉供给至第2造粒装置。
Description
技术领域
本发明涉及烧结原料的预处理方法。
背景技术
近年来，就烧结机而言，以往作为主流使用的赤铁矿等铁矿石的供给量减少，结晶水含有率较高(3质量％以上)的铁矿石的供给量增加起来。该结晶水含有率较高的铁矿石由于与以往一直使用的铁矿石相比微粉更多，所以在不进行预处理就将该铁矿石装入烧结机中的情况下，会阻碍烧结机的透气性，不能生产率良好地制造品质良好的烧结矿。
为此，必须在装入烧结机之前对铁矿石进行造粒，但是，由于与以往一直使用的铁矿石相比，存在与水的润湿性差、造粒性低的缺点，所以需要对其进行造粒的技术。
一般地，作为造粒技术，使微粉附着在成为核粒子的粗粒上的方法(以下将利用该方法得到的造粒物称为“S型造粒物”)是主流的，但是，也提出了只用微粉或以微粉作为主体进行造粒的方法(以下将利用该方法得到的造粒物称为“P型造粒物”)。
例如，在特开平4-80327号公报中公开了下述技术：粉碎铁矿石和石灰石，使其250μm以下的粉末达到80重量％以上，然后，在水的存在下制造P型造粒物。另外，在特开昭53-123303号公报中公开了将粉末矿石的造粒物经过两次造粒来制造造粒物的技术。
但是，在上述以往的烧结原料的预处理方法中，还存在应该解决的以下所述的问题。
在特开平4-80327号公报中公开的方法必须将起着粘结剂作用的石灰石全部粉碎，这会导致因粉碎而引起的制造成本的增大，是不经济的，且造粒物的生产率也非常差。
另外，如果仅是使粉碎粒径在250μm以下的粉末为80重量％以上，就不能将制造的P型造粒物的强度提高到目标强度，例如，在经过多个传送带运送造粒物时，在其转换运送时，造粒物有可能粉化。
特开昭53-123303号公报中公开的方法有可能可以提高造粒物的强度。但是，例如在制造S型造粒物时，不能控制微粉的附着厚度。
为此，如果附着厚度较厚的话，则在造粒物内部埋设焦炭以制造具备目标品质的烧结矿变得困难，并导致烧结矿的成品率降低，损害烧结矿的生产率。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种烧结原料的预处理方法，该方法可以适应于含有比以往更多量的微粉的铁矿石的原料，而且，可以制造与以往相比造粒性和强度有所提高的造粒物，从而可以制造具备良好品质的烧结矿。
符合上述目的的本发明第1方面的烧结原料的预处理方法的特征在于，其以含有粗粒和微粉的2种以上铁矿石为原料，利用第1造粒装置使微粉附着在成为核粒子的粗粒上来制造S型造粒物，利用第2造粒装置只用微粉或以微粉作为主体进行造粒来制造P型造粒物，其中，调整上述第1造粒装置中的微粉配合量以使上述核粒子上的微粉附着平均厚度达到50～300μm，从而制造S型造粒物，并将未供给至上述第1造粒装置的剩余部分的微粉用作上述第2造粒装置的原料。
符合上述目的的本发明第2方面的烧结原料的预处理方法的特征在于，其以含有粗粒和微粉的2种以上铁矿石为原料，利用第1造粒装置使微粉附着在成为核粒子的粗粒上来制造S型造粒物，利用第2造粒装置只用微粉或以微粉作为主体进行造粒来制造烧结P型造粒物，其中，调整向上述第1造粒装置供给的粗粒的量以使上述核粒子上的微粉附着平均厚度达到50～300μm，从而制造S型造粒物。
在此，在制造使微粉附着在成为核粒子的粗粒上的S型造粒物时，如果核粒子(粗粒铁矿石或粗粒焦炭)上的微粉附着厚度增加的话，则造粒物难以燃烧至内部，在烧结机中的烧结矿的生产率变差。
另外，在制造只用微粉或以微粉作为主体进行造粒而得到的P型造粒物时，由于将铁矿石制成P型造粒物，因此必须全部粉碎到最适合的粒度，粉碎装置的负担变得很大，这是不现实的。
所以，在第1方面的烧结原料的预处理方法中，调整向第1造粒装置供给的铁矿石的微粉配合量，以使得可以制造具有使烧结机中的烧结矿的生产率良好的最适合的微粉附着平均厚度、即平均厚度50～300μm(优选的是上限为250μm，更优选220μm)的S型造粒物，并将剩余部分的微粉用作P型造粒物的原料。
另外，微粉配合量的调整也包括不向第1造粒装置供给微粉的调整方法。
另外，在第2方面的烧结原料的预处理方法中，向第1造粒装置中供给成为铁矿石的核粒子的粗粒，以使得可以制造具有使烧结机中的烧结矿的生产率良好的最适合的微粉附着平均厚度、即平均厚度50～300μm(优选的是上限为250μm，更优选220μm)的S型造粒物。
这时，通过相对地增加相对于微粉量的核粒子的数量，可以使微粉附着平均厚度比现状更薄，而且，通过相对地减少相对于微粉量的核粒子的数量，可以使微粉附着平均厚度比现状更厚。
本发明第3方面的烧结原料的预处理方法是根据第2方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，供给至上述第1造粒装置中的粗粒含有除去了供给至上述第2造粒装置中的微粉以外的上述铁矿石中的粗粒。
在第3方面的烧结原料的预处理方法中，在将含有粗粒和微粉的2种以上铁矿石分给第1和第2造粒装置处理时，可以将不适合作为用第2造粒装置制造的P型造粒物的原料的铁矿石中的粗粒在不用实施粉碎处理等的情况下用作用第1造粒装置制造的S型造粒物的核粒子。
符合上述目的的本发明第4方面的烧结原料的预处理方法的特征在于，其以含有粗粒和微粉的2种以上铁矿石为原料，利用第1造粒装置使微粉附着在成为核粒子的粗粒上来制造S型造粒物，利用第2造粒装置只用微粉或以微粉作为主体进行造粒来制造P型造粒物，其中，将供给至上述第2造粒装置的上述铁矿石用0.5～10mm、优选0.5～7mm(更优选0.5～2mm)的筛孔进行筛分，将筛下的铁矿石进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下(更优选100μm以下)的粉末达到40质量％以上，且22μm以下的粉末达到5质量％以上，将其作为上述P型造粒物的原料，然后，将筛上的铁矿石与未供给至上述第2造粒装置中的剩余的铁矿石一起供给至上述第1造粒装置中。
在烧结机中的烧结矿的生产中，为了提高生产率，必须确保烧结机的透气性。
在此，在装入至烧结机的铁矿石中，例如混合存在1mm以下的微粉时，就会妨碍烧结机的透气性。另外，在1mm以下的微粉中，对于例如250μm以下的微粉，由于成为在S型造粒物的核粒子上的附着微粉，所以可以避免妨碍烧结机的透气性。
而且，在1mm以下的微粉中，对于超过250μm但在1mm以下的微粉，由于成为S型造粒物的不会变成核粒子和附着微粉的中间粒子，所以依然会成为妨碍烧结机的透气性的原因，但是，以往的铁矿石不会大量地含有这些中间粒子，难以使烧结机中的烧结矿的生产变差的问题变得明显。
但是，在近年来供给量增加的结晶水含有率较高(3质量％以上)的铁矿石中，微粉很多，使烧结机中的烧结矿的生产率变差的问题变得明显。
因此，在第4方面的烧结原料的预处理方法中，为了提高烧结矿的生产率，并抑制或者减少中间粒子的增加，将筛孔设定在0.5～10mm(优选的是下限为0.8mm，更优选1mm)的范围。
这样，使S型造粒物的微粉附着平均厚度最优化，提高烧结矿的成品率，而且，粉碎中间粒子后用作P型造粒物的原料，提高了烧结机的透气性。
另外，该筛分没有必要对供给至烧结机的全部的铁矿石进行，用于至少1种以上的铁矿石种类或矿石品牌即可。
而且，筛分可以使用以往公知的筛选机等来进行。
另外，筛下的粉碎只要是减小粒径的方法，任何方法都可以，例如，优选使用以很小的间隙邻接配置成对的辊、并以辊的挤压压力进行粉碎的辊式粉碎机。这种情况下，由于辊的挤压压力，也具有在粉碎的同时进行造粒的效果。
粉碎后的筛下铁矿石没有成为规定的粒度分布时，例如22μm以下的粉末不足5质量％时，可以另外添加22μm以下的微粉后进行整粒。不需要该添加时，可以仅通过粉碎来进行整粒。
以上，在第1、2和4方面的烧结原料的预处理方法中，作为含有粗粒和微粉的铁矿石(也称为铁矿石种类)，例如可以使用玛拉曼巴矿石(Marra Mamba)(产地名称：West Angelas)、豆石矿石(Pisolite)(产地名称：Yandi、Robe River)、高磷布罗克曼矿石(Brockman)等。另外，一般而言，如果产地名称不同，那么成分构成和粒度构成会发生变化，所以本发明中将产地名称不同的情况作为不同的铁矿石种类。
另外，作为第1、第2造粒装置，例如可以使用滚筒式搅拌机、艾里奇式搅拌机、圆盘式造粒机(Disc Pelletizer)、犁刀混合机(PloughshareMixer)等。
本发明第5方面的烧结原料的预处理方法是根据第4方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，根据上述S型造粒物的微粉附着平均厚度来改变上述筛孔的大小，从而使上述微粉附着平均厚度达到作为目标的预定范围。
在第5方面的烧结原料的预处理方法中，微粉附着平均厚度的作为目标的预定范围为50～300μm，优选50～250μm，更优选50～220μm。
本发明第6方面的烧结原料的预处理方法是根据第4方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，改变上述筛孔的大小以改变上述筛下的铁矿石向上述第2造粒装置中的供给量。
这样，可以进行适应于上述第2造粒装置及该第2造粒装置前所具备的预处理装置中的任何一个或两者的制造能力的生产。
作为预处理装置，例如有筛选机、粉碎机、搅拌装置等。
在此，通过改变筛孔的大小，可以控制铁矿石向第1、及/或第2造粒装置的供给量(例如铁矿石的供给比率)。这时，也可以进行供给至第1、及/或第2造粒装置中的铁矿石的粒径调整。
本发明第7方面的烧结原料的预处理方法是根据第1～3方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将成为上述P型造粒物的原料的微粉进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％，然后在水分的存在下进行造粒。
本发明第8方面的烧结原料的预处理方法是根据第4～6方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将粉碎后的上述筛下的铁矿石进行整粒以使500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％，然后在水分的存在下进行造粒。
本发明第9方面的烧结原料的预处理方法是根据第1～3方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将上述P型造粒物的原料进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下，然后在水分的存在下进行造粒，之后进行干燥。
本发明第10方面的烧结原料的预处理方法是根据第4～6方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将粉碎后进行了整粒的上述筛下的铁矿石进行整粒以使500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下，然后在水分的存在下进行造粒，之后进行干燥。
本发明第11方面的烧结原料的预处理方法是根据第1～3方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将上述P型造粒物的原料进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％，然后在水分和粘结剂的存在下进行造粒，之后进行干燥。
本发明第12方面的烧结原料的预处理方法是根据第4～6方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将粉碎后的上述筛下的铁矿石进行整粒以使500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％，然后在水分和粘结剂的存在下进行造粒，之后干燥该造粒物。
以上，在第7～12方面的烧结原料的预处理方法中，P型造粒物由于只使用微粉、或以微粉为主体作为原料来进行造粒，所以必须将P型造粒物的强度(抗压强度)增加到适当的数值。
例如，在造粒物的运送时使用多个传送带，有可能在其转换运送的部分造粒物粉化，将其装入到烧结机中后会妨碍烧结机的透气性，或者在烧结机的托盘中造粒物破碎而妨碍透气性。
与S型造粒物相比，这样的情况在P型造粒物中更明显，所以，特别在P型造粒物中有必要采取对策。
一般地，已知的是，在液体的存在下对微粒进行造粒时，造粒物的强度根据Rumpf的公式，依赖于液体的表面张力(表面张力越大，强度越大)和粒径(粒径越小，强度越大)。
本发明人等除了上述公知的事项外，从新的角度着眼于铁矿石的粒子中所内藏的非常微细的粒子，新发现这些非常微细的粒子可以有效地用于造粒物的强度提高。
研究了近年来供给量增加的结晶水含有率较高(3质量％以上)的铁矿石的50μm～1mm的铁矿石粒子，结果可知存在着内藏有大量具有从22μm以下到亚微米级的粒径的非常微细的粒子的铁矿石种类(例如，玛拉曼巴矿石、高磷布罗克曼矿石等)。
根据这些情况，为了取出内藏的非常微细的粒子，通过粉碎上述铁矿石并进行整粒而获得下述粒度分布：(a)500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％以上；(b)优选500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％；(c)更优选500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％，由此可以使非常微细的粒子存在，并经由水来进行造粒，从而可以预测到造粒物的强度会进一步提高。
另外，对于上述非常微细的粒子产生的强度提高，如果粒度是500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下就会表现出来，但如果是更小的粒度，则可以预测到强度的进一步提高。
因此，在第7和8方面的烧结原料的预处理方法中，使铁矿石的粒度达到500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％，通过在水分的存在下进行造粒，可以获得目标强度。
而且，在第9和10方面的烧结原料的预处理方法中，使铁矿石的粒度达到500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下所带来的平均粒径的上升通过在水分的存在下进行造粒之后进行的干燥来补偿，从而实现强度的进一步提高。
另外，在第11和12方面的烧结原料的预处理方法中，使铁矿石的粒度达到500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％所带来的平均粒径的上升通过使用水分和粘结剂来补偿，对其进行造粒后，通过干燥来补偿，从而实现强度的进一步提高。
另外，粘结剂有助于造粒物的强度提高，但是，以往的生灰石、石灰岩等无机物类粘结剂会混入造粒物中，所以必须粉碎。
另一方面，如果使用例如纸浆废液、玉米淀粉等的水溶液和作为胶体的有机物、促进固体交联的分散剂(添加有分散剂的水溶液或含有胶体)等作为粘结剂(包括与上述的无机类粘结剂并用)，则是更优选的。
在此所说的分散剤只要是具有通过在烧结原料的造粒时与水一起添加，从而促进烧结原料中所含有的10μ以下的超微粒子在水分中的分散性的作用的分散剂即可，不限于无机化合物、有机化合物、低分子化合物或高分子化合物，是没有特别限定的，但是，具有酸根及/或其盐的高分子化合物是优选的。
其中，重均分子量是1000～10万的聚丙烯酸钠或聚丙烯酸铵由于使微粒分散的能力较高，价格上也便宜，所以可以最优选地使用。
本发明第13方面的烧结原料的预处理方法是根据第9～12方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将上述P型造粒物的干燥温度设定为40℃～250℃。在第13方面的烧结原料的预处理方法中，由于作为P型造粒物的原料的铁矿石例如使用了结晶水含有率较高(3质量％以上)的矿石，所以进行了抑制并进一步防止结晶水的分解的干燥温度的设定。
作为结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石，例如有玛拉曼巴矿石、豆石矿石、高磷布罗克曼矿石等。这样，在结晶水含有率较高(3质量％以上)的铁矿石的造粒物中，如果结晶水分解，则造粒物破碎而粉化。
为此，在第13方面的烧结原料的预处理方法中，干燥温度的下限设定为40℃，优选为100℃，上限设定为250℃，优选为240℃，进而优选设定为结晶水分解的理论温度239℃。
第14方面的烧结原料的预处理方法是根据第1～13方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，上述P型造粒物的大小在1～10mm的范围内。
在第14方面的烧结原料的预处理方法中，如果P型造粒物的大小超过10mm，则在烧结矿的制造时，就不能使其烧结到P型造粒物的中央部，烧结矿的品质降低。另一方面，如果P型造粒物的大小不足1mm，则不能期待装入到烧结机时被密实地填充从而提高烧结机的透气性。
所以，P型造粒物的大小的下限规定为1mm，优选为2mm，更优选为3mm，上限规定为10mm，优选为9mm，更优选为8mm，由此在烧结机内的P型造粒物的烧结可以适当地进行到其内部，可以制造良好品质的烧结矿。
本发明第15方面的烧结原料的预处理方法是根据第1～14方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，在上述原料中进一步添加实质上仅由微粉构成的含铁原料。
在第15方面的烧结原料的预处理方法中，作为仅由微粉构成的含铁原料，例如可以使用粒径为100μm以下左右的粉尘(混炼粉尘、粉末粉尘)、250μm以下左右的颗粒原料(颗粒供料(pellet feed)；PF)等。
符合上述目的的本发明第16方面的烧结原料的预处理方法是根据第1～15方面的烧结原料的预处理方法，其特征在于，将结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石用作上述原料的一部分或全部。
在第16方面的烧结原料的预处理方法中，作为结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石，例如可以使用玛拉曼巴矿石(产地名称：WestAngelas)、豆石矿石(产地名称：Yandi、Robe River)、高磷布罗克曼矿石等。另外，一般地，由于产地名称不同，成分构成和粒度构成会变化，所以产地名称不同的情况可以作为不同的铁矿石种类来处理。
另外，使用结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石时，铁矿石的新原料(除去了经过烧结机后作为原料使用的返矿等以外的原料)中，可以将40质量％以上的矿石作为结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石。
这是因为，如果上述铁矿石的比率为40质量％以上，则微粉的增加变得显著，从而发明的效果变得显著。不足40质量％时，虽然有发明的效果，但不显著。
第1方面、及从属它的第7、9、11、以及13～16方面的烧结原料的预处理方法由于调整第1造粒装置中的微粉配合量以使S型造粒物的核粒子上的微粉附着平均厚度最优化，所以可以制造具备良好品质的烧结矿。
而且，由于将未供给至第1造粒装置的剩余部分的微粉用作第2造粒装置的原料，所以可以容易地制造使造粒性和强度比以往有所提高的造粒物。
这样，根据本发明，可以提供能够适应于含有比以往更多量的微粉的铁矿石的原料的烧结原料的预处理方法。
第2方面、及从属它的第3、7、9、11以及13～16方面的烧结原料的预处理方法由于调整第1造粒装置中的粗粒的配合量以使S型造粒物的核粒子上的微粉附着平均厚度最优化，所以可以适应于含有比以往更多量的微粉的铁矿石的原料，可以制造具备良好品质的烧结矿。
特别的是，第3方面的烧结原料的预处理方法由于将除去了供给至制造P型造粒物的第2造粒装置中的微粉以外的铁矿石中的粗粒供给至第1造粒装置，所以，例如不用实施粉碎处理等就可以使用适合S型造粒物和P型造粒物的制造的粒径的铁矿石，可以经济地制造造粒物。
第4方面、及从属它的第5、6、8、10以及12～16方面的烧结原料的预处理方法通过进行了筛分的筛上的铁矿石，可以实现S型造粒物的微粉附着平均厚度的最优化，从而可以提高烧结矿的成品率。而且，通过将进行了筛分的筛下的铁矿石进行粉碎整粒，并用作P型造粒物的原料，可以提高烧结机的透气性。
第5方面的烧结原料的预处理方法由于根据S型造粒物的微粉附着平均厚度来改变筛孔的大小，所以，即使例如在使用的铁矿石的粒度分布发生变化时，也可以容易地制造能够提高烧结机的透气性的造粒物。
第6方面的烧结原料的预处理方法由于通过改变筛孔的大小来改变筛下的铁矿石向第2造粒装置中的供给量，所以，例如可以进行适应P型造粒物的第2造粒装置及预处理装置的制造能力的生产，即使在使用的铁矿石的粒度分布发生变化时，也可以稳定地制造P型造粒物。
第7和8方面的烧结原料的预处理方法通过使铁矿石的粒度达到500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％，并在水分的存在下进行造粒，从而可以根据液体的表面张力和粒径的不同，制造具备目标强度的P型造粒物。
第9和10方面的烧结原料的预处理方法通过将使铁矿石的粒度达到500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下所带来的平均粒径的上升在水分的存在下进行造粒后干燥来补偿，可以制造实现了强度进一步提高的P型造粒物。
第11及12方面的烧结原料的预处理方法通过将使铁矿石的粒度达到500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％所带来的平均粒径的上升使用水分和粘结剂来补偿，对其进行造粒后通过干燥来补偿，可以制造实现了强度进一步提高的P型造粒物。
第13方面的烧结原料的预处理方法由于将干燥温度设定为40℃～250℃，所以可以抑制并进一步防止结晶水的分解，从而抑制并进而防止造粒物破碎、粉化。
第14方面的烧结原料的预处理方法由于将P型造粒物的大小规定在1～10mm的范围内，所以可以将在烧结机内的P型造粒物的烧结适当地进行到其内部，可以制造良好品质的烧结矿，与以往相比，可以提高烧结矿的成品率。
第15方面的烧结原料的预处理方法可以不用限制地使用以往使用量常常受到限制的微粉，例如，粉尘、颗粒原料等铁矿石。
附图说明
图1是说明本发明的一个实施方式的烧结原料的预处理方法的图。
图2是表示S型造粒物的微粉附着厚度对焦炭燃烧指数产生的影响的图。
图3是表示抑制P型造粒物的破碎所需要的抗压强度的图。
图4是表示P型造粒物的制造条件对抗压强度产生的影响的图。
具体实施方式
参照所附的图，就具体化本发明的实施方式进行说明，以便于对本发明的理解。
在此，图1是说明本发明的一个实施方式的烧结原料的预处理方法的图，图2是表示S型造粒物的微粉附着厚度对焦炭燃烧指数产生的影响的图，图3是表示抑制P型造粒物的破碎所需要的抗压强度的图，图4是表示P型造粒物的制造条件对抗压强度产生的影响的图。
如图1所示，本发明的一个实施方式的烧结原料的预处理方法是以含有粗粒和微粉的3种铁矿石、即豆石矿石、玛拉曼巴矿石、及高磷布罗克曼矿石为原料，制造在成为核粒子的粗粒上附着有微粉的S型造粒物和以微粉作为主体进行造粒的P型造粒物的方法。
另外，在原料中进一步添加有实质上仅由微粉构成的铁矿石，即炼铁厂内产生的混炼粉尘、颗粒供料(矿石种类：MBR-PF)、以及其它的铁矿石。以下详细地进行说明。
玛拉曼巴矿石、豆石矿石、以及高磷布罗克曼矿石也都被称为褐铁矿(Fe2O3·nH2O)，是结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石，例如，是具有从10mm左右(在本实施方式中为8mm左右)的粗粒到250μm以下的微粉的矿石。
使用上述豆石矿石、粉末焦炭、其它的铁矿石、以及石灰石来制造S型造粒物，使用玛拉曼巴矿石、高磷布罗克曼矿石、混炼粉尘、及颗粒供料来制造P型造粒物。
首先，就S型造粒物的制造方法进行说明。
如图1所示，用筛选机10筛分含有粗粒和微粉的豆石矿石。另外，在本实施方式中，作为筛选机10的筛孔，使用了3mm的筛孔，但并不限定于此。
由于筛分后的筛上的铁矿石是粗粒，所以不用处理就原样地用作核粒子。另一方面，筛下的铁矿石被装入艾里奇式搅拌机11中，例如与石灰石等粘结剂等一起进行混炼，进行造粒。
上述混炼造粒物与粉末焦炭、其它的铁矿石、以及石灰石一起被装入S型用滚筒式搅拌机(第1造粒装置的一个例子)12中，在核粒子的周围附着粉末焦炭、其它的铁矿石、以及石灰石中所包含的微粉(例如250μm以下)。
这样，制造在核粒子的周围附着的微粉的平均厚度为50～300μm的S型造粒物。另外，在S型造粒物的制造时，粉末焦炭、其它的铁矿石、以及石灰石中所包含的粒径超过250μm的粒子的一部分，与S型造粒物一起从S型用滚筒式搅拌机12内排出。
在此，关于将S型造粒物的微粉附着平均厚度规定在50～300μm的范围的理由，参照图2进行说明。
作为图2的横轴的微粉附着平均厚度是使用制造的S型造粒物，按以下的顺序计算出来的。
(1)首先，通过水洗等，将对象原料完全地分离为微粉和粗粒等各粒子，按5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm的筛孔的过筛顺序，筛分出筛下物，求出各粒度区间的重量比率(整体为100g时的各粒度区间的重量g)。
(2)确定成为核粒子的5mm以上、不足5mm但在2mm以上、及不足2mm但在1mm以上的各区间的代表粒径(分别为7.5mm、3.5mm、1.5mm)，从整体为100g时的各粒度区间重量比率计算上述每个代表粒径的核粒子的个数。这时，核粒子密度设为4g/cm3。
(3)在上述的各核粒子区间分配成为核粒子上的附着粉末的0.25mm以下的微粉时，使其与上述的各核粒子区间的核粒子重量比率成比例，从而确定在各核粒子区间分配的微粉重量。
(4)从用(2)算出的核粒子的各区间代表粒径的粒子个数、以及用(3)算出确定的分配的微粉重量计算各核粒子的附着厚度。这时，附着粉层的堆积密度设为2g/cm3。
(5)然后，对各核粒子区间的附着粉末厚度用各粒度区间重量比率进行加权平均，获得微粉附着平均厚度。
作为图2的纵轴的焦炭燃烧指数对应于使S型造粒物烧结所得到的烧结矿的成品率，随着焦炭燃烧指数升高，表现出烧结矿的成品率也提高。
图2是在对使粒度分布发生各种改变的原料进行造粒后、用锅试验进行烧结的测试中，表示微粉附着厚度(μm)和焦炭燃烧指数的关系的图。
如图2所示，焦炭燃烧指数直到微粉附着厚度成为100μm，是随着厚度的增加而上升，之后有随着厚度的增加而降低的倾向。
对于以上的情况，考虑到对烧结矿的成品率变差不产生影响，将微粉附着平均厚度规定成50～300μm，优选的是，上限为250μm，更优选为220μm。
根据上述认识，准备目前操作所使用的微粉附着平均厚度为204μm的(现状)、和比该附着厚度更薄的88μm的、以及附着厚度较厚的327μm的3种S型造粒物，将各S型造粒物分别装入烧结机，研究它们对烧结矿成品率的影响。
另外，各S型造粒物由于是在铁矿石的原料量为一定的条件下制造的，所以327μm的S型造粒物(仅粉碎)是通过粉碎铁矿石使不足的微粉量附着在核粒子的周围来制造并装入烧结机，88μm的S型造粒物与对在S型造粒物中没有使用的剩余部分的微粉进行造粒后制造的P型造粒物(颗粒化)一起装入烧结机。
在此，88μm的S型造粒物的研究结果虽然不只是S型造粒物的结果，但是，由于P型造粒物的配合量很少(例如为S型造粒物和P型造粒物的合计量的20～30质量％左右)，而且，由于成为热源的粉末焦炭不包含在P型造粒物中，所以得到的结果可以认为是能够大致对应于S型造粒物的结果。
上述前提下的研究结果可以得到随着图2的锅试验结果的焦炭燃烧指数变化的烧结矿成品率。
下面，对P型造粒物的制造方法进行说明。
如图1所示，通过筛选机13筛分含有粗粒和微粉的玛拉曼巴矿石和高磷布罗克曼矿石。另外，筛选机13的筛孔设定在0.5～10mm的范围(在本实施方式中为3mm)。
用筛选机13筛分后的筛下的铁矿石与用粉碎机15粉碎的混炼粉尘及颗粒供料(MBR-PF)一起被装入混合机17，并进行混合。另外，筛选机13和粉碎机15构成预处理装置。
这时，根据用于制造P型造粒物的铁矿石的粉碎整粒后的粒径分布，进行其后的处理。
在将成为P型造粒物的原料的筛下铁矿石进行粉碎并进行整粒以使500μm以下的粉末为90质量％以上、且22μm以下的粉末超过80质量％的情况下，装入P型用滚筒式搅拌机(第2造粒装置的一个例子)18中，使用水(例如外分计为5～15质量％)进行造粒后，用筛选机19进行筛分。
另外，在将成为P型造粒物的原料的铁矿石进行粉碎并进行整粒以使500μm以下的粉末为80质量％以上、且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下的情况下，装入P型用滚筒式搅拌机18中，使用水(例如外分计为5～15质量％)进行造粒后，用筛选机19进行筛分，进而用干燥机20进行干燥处理。
另外，在将成为P型造粒物的原料的筛下铁矿石进行粉碎并进行整粒以使500μm以下的粉末为40质量％以上、且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％的情况下，装入P型用滚筒式搅拌机18中，例如使用纸浆废液、玉米淀粉等有机物的粘结剂(例如外分计优选为0.01～3质量％，更优选为0.1～3质量％)和水(例如外分计为5～15质量％)进行造粒后，用筛选机19进行筛分，进而用干燥机20进行干燥处理。
另外，干燥是在设定为40℃～250℃的气氛中例如进行20～60分钟左右。而且，在测定500μm以下、22μm以下等的微粉粒子的质量％时，使用激光衍射散射法的测定机器(日机装株式会社生产MICROTRACFRA型，测定范围：0.1～700μm)。
在此，对于根据铁矿石的粉碎整粒后的粒径分布来分别改变之后的处理的理由进行说明。
使用微粉作为P型造粒物(以下也称为颗粒)的原料时，由于P型造粒物的强度(抗压强度)低，所以必须将该强度提高到适当的数值。为此，如果考虑要具备即使传送带(未图示)的转换运送是5次(相当实机转换运送)以上也不会产生问题的程度的强度来规定P型造粒物所必要的强度，则如图3所示，可知需要每个直径为10mm的P型造粒物为2kgf(2kgf/10mmf·1个)以上的强度。
因此，参照图4来说明满足该2kgf/10mmf·1个以上的处理方法。另外，使用的原料是将玛拉曼巴矿石粉碎到3mm以下的矿石、颗粒供料及混炼粉尘。
如图4所示，在(1)仅粉碎处理，(2)粉碎处理和干燥处理，(3)粉碎处理、干燥处理以及粘结剂的添加处理中，在相同的平均粒度下，随着从(1)→(2)→(3)，可以得到颗粒的抗压强度上升的倾向。
另外，在造粒中使用的水分量按外分计为10质量％，粘结剂(纸浆废液)的添加量按外分计为1质量％，然后，干燥在250℃下进行30分钟，使造粒物中所包含的水分量降低到按外分计为5质量％。
在此，在对铁矿石仅实施粉碎处理时，如果平均粒度为20μm以下(500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％)，制造的颗粒可以满足2kgf/10mmf·1个以上的条件。
另外，对该造粒物进一步实施干燥处理时，增大平均粒度，即使为100μm以下(500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下)，制造的颗粒也可以满足2kgf/10mmf·1个以上的条件。
另外，对添加了粘结剂的造粒物实施干燥处理时，进一步增大平均粒度，即使为700μm以下(500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％)，制造的颗粒也可以满足2kgf/10mmf·1个以上的条件。
根据以上的情况，根据粉碎粒径实施了上述的处理。
对用P型用滚筒式搅拌机18造粒了的造粒物进行筛分的筛选机19的筛孔调整到可以筛分粒径为1～10mm的范围的造粒物。
另外，粒径不足1mm的造粒物不经处理就再次被装入混合机17，而粒径超过10mm的造粒物用破碎机(未图示)进行破碎，然后再次装入混合机17中进行粒度调整。
这样，粒径调整到1～10mm的范围的造粒物如上所述，根据需要实施干燥处理后成为P型造粒物。
另外，在P型造粒物的制造时，通过筛选机13的设定为0.5～10mm的范围的筛孔筛分玛拉曼巴矿石和高磷布罗克曼矿石后产生的筛上的铁矿石不适于P型造粒物的原料。
这是因为，如上所述，如果不实施粉碎处理，则制造的P型造粒物的强度很难确保，而且，与筛下铁矿石相比，具有相对大的粉碎负担，对操作产生负担。
所以，筛上的铁矿石不实施粉碎处理，主要是用作S型造粒物的核粒子。
这样，在玛拉曼巴矿石和高磷布罗克曼矿石中包含的微粉通过筛选机13的筛孔来调整微粉配合量，即，调整到不向S型用滚筒式搅拌机12供给的状态，尽量不向S型用滚筒式搅拌机12供给的剩余部分、即几乎全部的微粉作为P型用滚筒式搅拌机18的原料使用。
在此，筛选机13的筛孔根据S型造粒物的微粉附着平均厚度来改变其大小，通过调整除去了供给至P型用滚筒式搅拌机18中的微粉以外的铁矿石中的粗粒在S型用滚筒式搅拌机12中的配合量，可以使微粉附着平均厚度达到作为目标的预定范围50～300μm。
例如，通过使用的铁矿石的粒度分布的变化来增加S型造粒物的微粉附着平均厚度时，在1mm以上的范围使用接近1mm的筛孔，增加供给至S型用滚筒式搅拌机12的S型造粒物的核粒子量，由此可以实现微粉附着平均厚度的最优化。
另一方面，例如，通过使用的铁矿石粒度分布的变化来减少S型造粒物的微粉附着平均厚度时，通过使用接近10mm的筛孔，降低供给至S型用滚筒式搅拌机12的S型造粒物的核粒子量，可以实现微粉附着平均厚度的最优化。
另外，筛选机13的筛孔可以根据P型用滚筒式搅拌机18和预处理装置的任何一个或两者的制造能力来改变其大小，从而控制(改变)各装置中的铁矿石的供给量。
例如，在根据使用的铁矿石粒度分布的变化，制造P型造粒物的各装置的制造能力充裕时，使用接近10mm的筛孔，可以增加制造P型造粒物的原料的供给量。
另一方面，例如，在根据使用的铁矿石粒度分布的变化，制造P型造粒物的各装置的制造能力不足时，使用接近0.5mm的筛孔，可以降低制造P型造粒物的原料的供给量。
这时，暂时存储(贮存)筛下的铁矿石，在制造P型造粒物的各装置的能力充裕时，也可以根据需要采用实施存储了的铁矿石的处理等的对策。
另外，在筛选机13的筛孔的调整时，筛上的铁矿石中所包含的难以成为微粒的中间粒子(例如超过250μm但在1mm以下)不会附着在S型造粒物上，往往是从S型用滚筒式搅拌机12排出。另外，该中间粒子通过实施粉碎处理，可以作为P型造粒物的原料来使用，也可以作为S型造粒物的附着微粉来使用。
将通过以上的方法制造的S型造粒物和P型造粒物不经混合就再次装入烧结机21中来制造烧结矿，以使例如其合计量的70～80质量％成为S型造粒物。
这样，可以适应于含有比以往更多量的微粉的铁矿石的原料，可以制造造粒性和强度与以往相比有所提高的造粒物，可以制造具备良好品质的烧结矿。
以上，参照一个实施方式对本发明进行了说明，但是，本发明对上述的实施方式所述的构成没有任何限定，也包括在权利要求书记述的事项的范围内所考虑到的其它实施方式和变形例。
例如，组合上述的各个实施方式和变形例的一部分或全部来构成本发明的烧结原料的预处理方法的情况也包含在本发明的范围内。
另外，在上述实施方式中，对使用豆石矿石、玛拉曼巴矿石、以及高磷布罗克曼矿石作为含有粗粒和微粉的3种铁矿石的情况进行了说明，但是也可以是含有粗粒及微粉的2种以上的铁矿石，例如，也可以使用豆石矿石和玛拉曼巴矿石，而且，也可以使用其它的铁矿石，例如，磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等。
另外，在这些铁矿石中，通过添加其它的铁源、例如在炼铁厂内产生的铁源等来构成原料当然也是可以的。
另外，在上述实施方式中，在P型造粒物的制造时，在将微粉的粉碎整粒后的粒径设定为500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％时，不用添加粘结剂就进行造粒，不用实施干燥处理就装入了烧结机，但是根据需要，也可以实施粘结剂的添加和干燥处理中的任何一方或两者的处理。
另外，在使微粉的粉碎整粒后的粒径为500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下时，不添加粘结剂就进行造粒，实施干燥处理后装入了烧结机，但是也可以根据需要添加粘结剂。
本发明由于可以利用含有比以往更多量的微粉的铁矿石作为烧结用原料，所以在钢铁产业上的利用可能性很大。
Claims (18)
1.一种烧结原料的预处理方法，其特征是，其以含有粗粒和微粉的2种以上的铁矿石为原料，利用第1造粒装置使微粉附着在成为核粒子的粗粒上来制造S型造粒物，利用第2造粒装置只用微粉或以微粉作为主体进行造粒来制造P型造粒物，其中，调整向所述第1造粒装置供给的微粉的量以使所述核粒子上的微粉附着平均厚度达到50～300μm，从而制造S型造粒物；并将未供给至所述第1造粒装置中的剩余部分的微粉供给至所述第2造粒装置中；所述P型造粒物的大小在1～10mm的范围内，并将结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石用作所述原料的一部分或全部。
2.一种烧结原料的预处理方法，其特征是，其以含有粗粒和微粉的2种以上的铁矿石为原料，利用第1造粒装置使微粉附着在成为核粒子的粗粒上来制造S型造粒物，利用第2造粒装置只用微粉或以微粉作为主体进行造粒来制造P型造粒物，其中，调整向所述第1造粒装置供给的粗粒的量以使所述核粒子上的微粉附着平均厚度达到50～300μm，从而制造S型造粒物；所述P型造粒物的大小在1～10mm的范围内，将结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石用作所述原料的一部分或全部。
3.权利要求2所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，供给至所述第1造粒装置中的粗粒包括除去了供给至所述第2造粒装置中的微粉以外的所述铁矿石中的粗粒。
4.一种烧结原料的预处理方法，其特征是，其以含有粗粒和微粉的2种以上的铁矿石为原料，利用第1造粒装置使微粉附着在成为核粒子的粗粒上来制造S型造粒物，利用第2造粒装置只用微粉或以微粉作为主体进行造粒来制造P型造粒物，其中，将供给至所述第2造粒装置中的所述铁矿石用0.5～10mm的筛孔进行筛分，将筛下的铁矿石进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％以上，将其作为所述P型造粒物的原料；并将筛上的铁矿石与未供给至所述第2造粒装置中的剩余的铁矿石一起供给至所述第1造粒装置中；所述P型造粒物的大小在1～10mm的范围内，将结晶水含有率为3质量％以上的铁矿石用作所述原料的一部分或全部。
5.权利要求4所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，根据所述S型造粒物的微粉附着平均厚度来改变所述筛孔的大小，从而使所述微粉附着平均厚度达到作为目标的预定范围。
6.权利要求4所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，改变所述筛孔的大小以改变所述筛下的铁矿石向所述第2造粒装置中的供给量。
7.权利要求1～3的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，将所述P型造粒物的原料进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％，然后在水分的存在下进行造粒。
8.权利要求4～6的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，将粉碎后的所述筛下的铁矿石进行整粒以使500μm以下的粉末为90质量％以上，且22μm以下的粉末超过80质量％，然后在水分的存在下进行造粒。
9.权利要求1～3的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，将所述P型造粒物的原料进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下，然后在水分的存在下进行造粒，之后进行干燥。
10.权利要求4～6的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，将粉碎后的所述筛下的铁矿石进行整粒以使500μm以下的粉末为80质量％以上，且22μm以下的粉末超过70质量％但在80质量％以下，然后在水分的存在下进行造粒，之后进行干燥。
11.权利要求1～3的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，将所述P型造粒物的原料进行粉碎，并进行整粒以使500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％，然后在水分和粘结剂的存在下进行造粒，之后干燥该造粒物。
12.权利要求4～6的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，将粉碎后的所述筛下的铁矿石进行整粒以使500μm以下的粉末为40质量％以上，且22μm以下的粉末为5质量％～70质量％，然后在水分和粘结剂的存在下进行造粒，之后干燥该造粒物。
13.权利要求9所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，所述P型造粒物的干燥温度为40℃～250℃。
14.权利要求1～6的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，在所述原料中进一步添加实质上仅由微粉构成的含铁原料。
15.权利要求13所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，在所述原料中进一步添加实质上仅由微粉构成的含铁原料。
16.权利要求4～6的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，所述粉碎中使用辊式粉碎机。
17.权利要求1～6的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，所述含有粗粒和微粉的2种以上的铁矿石包含玛拉曼巴矿石、高磷布罗克曼矿石中的任一者或两者。
18.权利要求1～6的任何1项所述的烧结原料的预处理方法，其特征是，装入烧结机中的所述P型造粒物的配合量为所述S型造粒物和所述P型造粒物的合计量的20～30质量％。
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