CN101932738A - 铁矿石球团的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可确实地达成球团增产乃至增加高结晶水矿石调配量的球团的制造方法。一种一边以往复移动炉排(2)使铁矿石球团移动，一边按照干燥室(3)、脱水室(4)和预热室(5)的顺序对其进行加热后，再以具有回转窑燃烧器(10)的回转窑(9)进行烧成的链篦机-回转窑方式的铁矿石球团制造方法，其中，以所述脱水室的入口(4b)为基点，在该脱水室总长的1/3～0.98倍之间设置多个燃烧器(31)，从该多个燃烧器(31)向所述脱水室(4)吹入气体燃料，利用向所述脱水室(4)导入的预热室废气(A)中的残留氧使该气体燃料燃烧，从而使所述脱水室内的除了该入口邻域的区域的气氛温度上升。

Description

铁矿石球团的制造方法

技术领域

本发明涉及制造高炉用原料等所使用的铁矿石球团(iron ore pellet)的基于链篦机-回转窑(grate kiln)方式的铁矿石球团的制造技术。

背景技术

制作铁矿石球团的制造工序，由干燥、脱水、预热、烧成和冷却各工序构成。作为该制造工序的实施所使用的链篦机-回转窑方式铁矿石球团制造装置(以下仅称为“链篦机-回转窑方式烧成装置”。)，历来已知有图4的纵剖面图所示的装置。如同图所示，该链篦机-回转窑方式烧成装置具有炉排炉(grate furnace)1、回转窑(rotary kiln：以下仅称为“窑”)9和环冷机(annular cooler)11。

炉排炉1通过呈循环状的往复移动炉排(traveling grate：以下仅称为“炉排”。)2，一边使铺设在该炉排2上的生球团GP按照干燥室3、脱水室4、预热室5的顺序沿各室的纵长方向移动，一边借助加热用气体的向下通风进行干燥、脱水预热，对球团(预热球团)赋予可耐受窑9的转动的强度。

生球团GP是在作为主原料的铁矿石中调配作为副原料的石灰石、白云石(dolomite)等，再添加水分并进行造粒。

首先在干燥室3中，以250℃左右的气氛温度使含有水分8～9质量％左右的生球团GP干燥。其次在脱水室中，使经干燥的生球团升温至450℃左右，主要是将铁矿石中的结晶水(combined water)分解去除。再在预热室中，将球团升温至1100℃左右，分解石灰石、白云石等之中所含的碳酸盐，除去CO₂，并且使铁矿石中的磁铁矿氧化。经过这样的工序，制作具有可充分耐受窑9中的转动的强度的预热球团，从而可以提高链篦机-回转窑方式烧成装置的生产率。

窑9与该炉排炉1直接连结，是带坡度的圆筒状回转炉。回转窑9通过配设在出口侧的回转窑燃烧器10进行的燃烧，对于从炉排炉1的预热室5装入的所述经干燥、脱水、预热的球团进行烧成，另一方面，将该球团烧成用所使用的高温的燃烧废气作为加热用气体送入预热室5。历来，是通过回转窑燃烧器10将微粉炭、焦炭炉气体等燃料吹入回转窑9内，使之与燃烧用空气一起燃烧。

另外，在预热室5中设有预热室燃烧器21，其作为用于使来自回转窑9的窑炉燃烧废气升温的窑炉燃烧废气升温机构。作为预热室燃烧器21的燃料使用的是焦炭炉气体(coke-oven gas，以下简称为“COG”。)和微粉炭。在预热室5内以窑燃烧废气中的残留氧使该COG和微粉炭燃烧，由此使窑燃烧废气升温。如此，能够提高预热的球团(以下称为“预热球团”。)的强度，以防止构成操作不稳定的原因的回转窑9内的窑炉结块(kilnchunk，球团粉化物岩状附着在窑内壁窑砖表面)的发生(参照专利文献1、2)。

16是脱水用风箱组。炉排2的下方空间沿球团移动方向被分隔成多个室，这些室被称为风箱。即，脱水室用风箱组16由多个风箱构成，与脱水室4相对应沿其纵长方向(球团移动方向)并列设有一列例如5个风箱。17是脱水室用引风机，具有引风量(向下通风量)调节用的风机风门(fandamper)(图示省略)。该引风机17将预热室废气A导入脱水室4内作为加热用气体，通过炉排2的球团层、风箱组16将该加热用气体A向下吸引，向接下来的干燥室3送出。

上述通过预热室燃烧器21设置而控制预热室内气氛温度的技术，在球团生产速度固定，生球团GP中的结晶水含量固定时，对于提高预热球团的强度是非常有效的方法。

可是，为了应对近年的钢铁需求的增大，要求球团的更进一步增产。另外，随着近年来的铁矿石原料的劣质化，也要求球团的高结晶水矿石(high combined-water ore)的调配比例的增加。然而，为了应对这些要求，只是增大球团的生产速度时，和一边维持球团的生产速度一边只提高生球团GP中的结晶水含量时，若如历来这样在维持脱水室4内气氛温度的状态下进行操作，则球团(特别是下层部的球团)在脱水室4内无法充分地将结晶水分解除去，因此在球团内部残留有结晶水的状态下，其被送入更高温度的预热室5内。其结果是，由于在预热室5内结晶水的急速的分解，导致球团的破裂(bursting，爆裂)发生。因破裂而发生的粉末使球团层的通风性恶化，阻碍均匀地加热，球团层的压毁等操作的不稳定化，并且预热球团的强度降低。其结果是，预热室5内发生的粉末被带入窑9内，并且强度低的预热球团在窑9内转动而粉化，因此形成回转窑轮带(kilnring)，以至操作不能继续进行。因此，为了避免上述预热室5内的破裂，结局是不得不降低球团的生产速度。

另外，在上述球团增产乃至向球团增加高结晶水矿石的调配量时，增加从预热室燃烧器21向预热室5内的燃料吹入，使预热室5内气氛气体温度上升，其结果认为会使预热室废气A的温度上升，使脱水室4内气氛温度上升，从而使脱水室4出口的结晶水的残存量降低。但是，由于预热室燃烧器21的使用，致使预热室废气A的温度比没有使用预热室燃烧器21的那时有所上升。因此，较现状来说进一步提高预热室废气A的温度，这一点由于受到金属制的炉排2的耐热温度的制约而存在困难。另外，假如即使是可以使炉排2的材质高级化而使耐热温度上升，设备成本和维护成本也会上升。若仅仅使脱水室4内的气氛温度上升，则特别是在球团增产时，在干燥室3内无法从生球团GP(特别是下层部的球团)充分除去附着水分，而以此状态直接将其带入脱水室4，由于比以往温度高的脱水室4的气氛温度，会导致附着水分急速蒸发，产生容易发生破裂的问题。

因此，现状是要求上述球团增产乃至增加球团的高结晶水矿石调配量这一点并没有获得充分解答。

专利文献1：特开平11-325740号公报

专利文献2：特开2005-60762号公报

发明内容

因此，本发明其目的在于，提供一种球团的制造方法，能够确实地达成球团增产乃至增加高结晶水矿石调配量。

本发明是一种铁矿石球团的制造方法，是一边以往复移动炉排使铁矿石球团移动，一边按照干燥室、脱水室和预热室的顺序对其进行加热后，再以具有回转窑燃烧器的回转窑进行烧成的链篦机-回转窑方式的铁矿石球团制造方法，其中，以所述脱水室的入口为基点，在该脱水室总长的1/3～0.98倍之间设置多个燃烧器，从该多个燃烧器向所述脱水室吹入气体燃料，利用向所述脱水室导入的预热室废气中的残留氧使该气体燃料燃烧，从而使所述脱水室内的除了该入口邻域的区域的气氛温度上升。

优选所述气体燃料的吹入方向与所述预热室废气向所述脱水室的导入方向大体直交。

优选所述气体燃料为焦炭炉气体、天然气、石油气或者其两种以上的混合气体。

根据本发明，向脱水室中，从其入口并避开预定区域由设置的多个燃烧器吹入气体燃料，只使比脱水室的上述既定区域靠后的气氛温度上升，即使万一有残存有附着水分的球团被带入脱水室内，也能够防止在该脱水室内发生破裂，并且在该脱水室内结晶水被充分地分解除去，因此能够在预热室内防止破裂的发生。

其结果是，通过应用本发明，球团增产乃至高结晶水矿石增加调配量能够确实地达成。

附图说明

图1是表示本发明的实施的链篦机-回转窑方式铁矿石球团制造装置的一例的纵剖面图。

图2表示图1所示的链篦机-回转窑方式铁矿石球团制造装置的要部的平面图。

图3是用于说明图2中的脱水室的横剖面图。

图4是表示现有的链篦机-回转窑方式铁矿石球团制造装置的纵剖面图。

符号说明

1…炉排炉

2…往复移动炉排

3…干燥室

4…脱水室

4a…脱水室顶壁

4b…脱水室入口

4c…脱水室出口

5…预热室

9…回转窑

10…回转窑燃烧器

11…环冷机

16…脱水室用风箱组

17…脱水室用引风机

21…预热室燃烧器

31…脱水室燃烧器

A…预热室废气(加热用气体)

GP…生球团

具体实施方式

以下，边参照附图边对于本发明的实施方式进行详细地说明。

(实施方式)

图1表示本发明的实施的链篦机-回转窑方式铁矿石球团制造装置的一例。在该铁矿石球团制造装置中，除了在脱水室追加有燃烧器这一点以外，均与所述图4所示的现有装置的结构相同，因此在相同部分附加与图4相同的符号并省略说明，就不同点进行说明。

如图1～图3所示，为了使预热室废气A的温度上升，在脱水室4中设置多个燃烧器31(以下也称为“脱水室燃烧器”。)，其用于向脱水室5内吹入气体燃料，例如COG。作为脱水室燃烧器31的燃料，之所以不采用微粉炭而是采用气体燃料，是由于向脱水室4吹入的预热室废气A的温度低达400～450℃左右，因此，使用微粉炭时若没有点火源则燃烧无法继续，相对于此，使用气体燃料时，即使没有点火源也可自动地继续燃烧。另外如后述，将脱水室燃烧器31设置于顶壁4a上时，若使用微粉炭燃烧器，则燃烧器火焰变长，因此球团层的最表面的球团过热，容易发生破裂。从这一点出发而优选使用燃烧器火焰短的气体燃烧。

上述多个燃烧器31，以脱水室入口4b为基点而配设于(1/3)L～0.98L(L：脱水室总长)之间。这是由于，若以脱水室入口4b为基点而在低于(1/3)L的位置设置燃烧器31，则脱水室入口壁b邻域的气氛温度上升，球团在干燥室3内未充分干燥而残留有附着水的状态下被带入脱水室4中时，容易发生破裂。另一方面，若以脱水室入口4b为基点在超过0.98L的位置(即，以脱水室出口4c为基点低于0.02L的位置)设置燃烧器，则燃烧器21过于靠近脱水室出口4c的隔壁，在来自燃烧器火焰的辐射热的作用下，该隔壁的耐火物容易损伤。上述多个燃烧器31优选以脱水室入口4b为基点而配设于(1/2)L～0.95L之间，更优选配设于(1/3)L～0.92L之间。

另外，多个燃烧器31如图2和图3所示，优选设置在脱水室4的顶壁4a，COG(气体燃烧)的吹入方向(在本例中为向下垂直方向)与加热用气体(预热室废气)向脱水室4的导入方向(在本例中为水平方向)大体直交。由此，因为从多个燃烧器31吹出的COG(气体燃烧)与加热用气体良好地混合，所以设置有多个燃烧器31的区域的气氛温度均一，球团层被均一地加热，结晶水会被完全地分解去除。

另外，多个燃烧器31如图2所示，优选例如在脱水室4的宽度方向配置4个，在其纵长方向保持既定间隔并列配置2排合计8个。通过如此设置多个燃烧器，能够使燃烧器火焰更短，更确实地防止球团层最表面的球团的破裂，并且能够使气氛温度更均一。

如上述，通过以设置于脱水室4的多个燃烧器31使除去脱水室入口4b邻域的脱水室4内的气氛温度上升，即使在球团增产乃至向球团增加高结晶水矿石的调配量时，脱水室4内也不会发生破裂，结晶水被充分地从球团中除去，粉末被带入预热室5内以及在预热室5内发生破裂得到确实地防止，预热球团的强度提高。而且，该强度高的预热球团即使在窑9同，内受到转动也难以粉化，回转窑轮带的发生得到防止。

(变形例)

在上述实施方式中，作为气体燃料例示了COG，但除了COG以外，也可以使用天然气(LNG)、石油气(LPG)或其两种以上的混合气体。

另外在上述实施方式中，例示的是将多个燃烧器31设置在脱水室4的顶壁4a的例子，但如果加热用气体(预热室废气)A向脱水室4的导入风道与顶壁4a连接，即，加热用气体A的导入方向是垂直向下时，推荐使气体燃料的吹入方向成为与加热用气体A的导入方向大体直交的近水平方向，如此将上述多个燃烧器31设置在脱水室4的侧壁上。

还有，在上述实施方式中，作为多个燃烧器31，例示的是在脱水室4的宽度方向上设置4个，在其纵长方向上设置2排合计8个的例子，但并不限定于此，可综合考虑脱水室4的尺寸(宽度及其长度)和脱水室燃烧器31的设置成本等而适宜变更。

实施例

为了确实本发明的效果，在实机的铁矿石球团制造装置中，如上述实施方式所述，在脱水室(宽4.7m、长15.25m)中设置用于吹入COG的燃烧器(每1个的最大COG吹入流量为125Nm³/h)，其方式为，从距脱水室入口壁9.15m靠近预热室的位置朝向脱水室出口壁方向，在脱水室的宽度方向以1.2m间隔设置4个，在其纵长方向以3.05m间隔设置2排合计8个。然后，不变更球团的原料调配(即，生球团中的结晶水含量维持恒定的状态)进行操作，比较脱水室燃烧器设置前后的球团生产速度。

其结果确认到，在脱水室燃烧器设置前，球团生产速度最大为10000t/d，但在脱水室燃烧器设置后，在预热室内未发生破裂，在维持预热球团的强度状态下，并且不生成回转窑轮带，可以使球团生产速度上升至10650t/d，通过本发明的应用，能够使球团增产6.5％。

Claims (3)

1.一种铁矿石球团的制造方法，是一边以往复移动炉排使铁矿石球团移动，一边按照干燥室、脱水室和预热室的顺序对其进行加热后，再以具有回转窑燃烧器的回转窑进行烧成的链篦机-回转窑方式的铁矿石球团制造方法，其特征在于，

以所述脱水室的入口为基点，在该脱水室总长的1/3～0.98倍之间设置多个燃烧器，从该多个燃烧器向所述脱水室吹入气体燃料，利用向所述脱水室导入的预热室废气中的残留氧使该气体燃料燃烧，从而使所述脱水室内的除了该入口邻域的区域的气氛温度上升。

2.根据权利要求1所述的铁矿石球团的制造方法，其中，所述气体燃料的吹入方向与所述预热室废气向所述脱水室的导入方向大体直交。

3.根据权利要求1或2所述的铁矿石球团的制造方法，其中，所述气体燃料为焦炭炉气体、天然气、石油气或者其两种以上的混合气体。

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