CN110546284B

CN110546284B - 烧结矿的制造方法

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Publication number: CN110546284B
Application number: CN201880025368.XA
Authority: CN
Inventors: 广泽寿幸; 竹原健太; 山本哲也
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2017-04-17
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2038-04-16
Also published as: KR20190129101A; JP6458916B1; TWI689598B; KR102394730B1; JPWO2018194014A1; TW201842197A; WO2018194014A1; CN110546284A; BR112019021450B1; BR112019021450A2

Abstract

本发明涉及烧结矿的制造方法，该方法能够不引入新的设备就提高托盘上层部的凝结材料的比例，由此能够延长装入层上层部的高温保持时间从而实现装入层上层部的烧结矿的成品率提高。该烧结矿的制造方法利用烧结机将被造粒后的烧结原料烧结，烧结原料包含：含铁原料，包含相对于烧结原料的质量为5质量％以上的量的粒径10μm以下的铁矿石粉；凝结材料，含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉，且相对于烧结原料的质量为3质量％以上7质量％以下的范围内的量；以及含CaO原料，至少上述含铁原料在烧结原料被造粒之前被搅拌，在将烧结原料的全部造粒期间设为0～100％的情况下，在50～95％的造粒期间将凝结材料的一部分或者全部混合来进行造粒。

Description

烧结矿的制造方法

技术领域

本发明涉及利用烧结机将造粒后的烧结原料烧结来制造烧结矿的烧结矿的制造方法。

背景技术

烧结矿可以这样制造：向多种品牌的铁矿石粉中，分别适量地配合石灰石、硅石、蛇纹岩等副原料、以及粉尘、氧化皮、返矿等杂原料、以及焦炭粉等凝结材料，向由此得到的烧结配合原料中添加水分而进行混合、造粒，利用烧结机将得到的造粒原料进行烧结。烧结原料在造粒时因水分而彼此凝集而形成为准粒子。该准粒子化后的造粒原料有助于确保被装入到烧结机的托盘的装入层的良好通气性，通过使用准粒子化后的造粒原料，由此能够顺利地进行烧结反应。

图1是说明烧结矿的成品率分布的图。图1(a)表示装入层上层部、中层部、下层部的加热曲线，图1(b)是表示烧结饼的成品率分布的剖面示意图。图1(b)的方框内的数值表示烧结饼的各层的成品率。

如图1(a)所示，装入层上层部与装入层下层部相比温度难以上升，超过1200℃的高温区域保持时间也变短。这样，在装入层上层部中，高温保持时间变短，燃烧熔融反应(烧结化反应)不充分而烧结饼的强度变低。如图1(b)所示，装入层上层部的烧结矿的成品率因该烧结饼的强度降低而变低，这成为导致烧结矿的生产率降低的主要原因。

针对这样的装入层上层部中的烧结矿的成品率降低，在专利文献1中公开了通过使用燃烧速度比焦炭更快的气体燃料，从而能够提高装入层上层部中的烧结矿的成品率。根据专利文献1，因使用气体燃料，从而能够以短时间提高装入层上层部的温度，所以不仅是烧结矿的冷态强度因热量不足容易变低的装入层上层部，在包含装入层中层部的较宽广的部分中烧结矿的强度也变高，烧结矿的成品率得以提高。

非专利文献1公开了在托盘上层部使用能够装入焦炭粉的装置而将炭材料装入托盘上层部的技术。根据非专利文献1，公开了通过将0.2％的炭材料装入托盘的上层部，从而能够使装入层上层部的最高温度上升，能够延长上层部的高温保持时间的技术。

专利文献1：国际公开第2007/052776号

非专利文献1：石胁等5人著「加古川烧结机中的炭材料上部装入技术的应用结果」，CAMP－ISIJ、VOL.14(2001)－956

在实施专利文献1所公开的技术过程中，除了准备凝结材料以外还需要准备气体燃料，而且在烧结机上部需要气体燃料的吹入设备。因此，需要追加的设备投资并且还产生气体燃料的费用，所以烧结矿的制造成本增加。在实施非专利文献1所公开的技术过程中，由于需要向托盘上层部装入炭材料的装置，所以需要追加的设备投资。

发明内容

本发明正是鉴于这样的现有技术的问题点而完成，其目的在于提供一种不引入新的设备就提高被装入到装入层上层部的凝结材料的比例，由此，能够延长装入层上层部的高温保持时间，能够实现装入层上层部的烧结矿的成品率提高的烧结矿的制造方法。

解决这样的课题的本发明的特征如下所述。

(1)一种烧结矿的制造方法，该制造方法利用烧结机将造粒后的烧结原料进行烧结，其中，上述烧结原料包含：含铁原料，包含相对于上述烧结原料的质量为5质量％以上的量的粒径10μm以下的铁矿石粉；凝结材料，含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉，且相对于上述烧结原料的质量为3质量％以上7质量％以下的范围内的量；以及含CaO原料，至少上述含铁原料在上述烧结原料被造粒之前被搅拌，在将上述烧结原料的全部造粒期间设为0～100％的情况下，在50～95％的造粒期间将上述凝结材料的一部分或者全部混合来进行造粒。

(2)根据(1)所述的烧结矿的制造方法，在上述凝结材料的一部分在上述50～95％的造粒期间被混合的情况下，测定造粒后的上述烧结原料的粒径，在上述粒径低于预先规定的粒径的情况下，增加在上述50～95％的造粒期间混合的凝结材料。

通过实施本发明的烧结矿的制造方法，不引入新的设备就能够提高被装入到装入层上层部的凝结材料的比例。由此，装入层上层部的高温保持时间延长从而使烧结饼的强度变高，能够实现装入层上层部中的烧结矿的成品率提高。

附图说明

图1是说明烧结矿的成品率分布的图。

图2是表示本实施方式的烧结矿的制造方法能够实施的烧结矿制造装置的一个例子的示意图。

图3是表示在离散元法(DEM)中使用的模型的图。

图4是表示使用离散元法(DEM)来模拟出的向托盘的装入状况的图。

图5是表示根据使用离散元法(DEM)来模拟出的结果，计算出托盘的各层的准粒子径以及存在于各层的凝结材料的比例的结果的座标图。

图6是表示针对烧结机的托盘的装入实验的结果的图。

图7是表示通过造粒试验造粒后的准粒子的调和平均粒径、与由该准粒子形成的装入层的JPU的关系的座标图。

具体实施方式

以下，通过本发明的实施方式来说明本发明。图2是表示本实施方式的烧结矿的制造方法能够实施的烧结矿制造装置10的一个例子的示意图。被储藏于储藏槽12的含铁原料14以及被储藏于储藏槽16的包含石灰石、生石灰等的含CaO原料18分别被排出规定量来作为混合原料22。

本实施方式所使用的含铁原料14包含：粒径10μm以下的铁矿石粉、各种品牌的铁矿石、炼铁厂内产生的粉尘、以及在烧结矿制造工序中被筛出的粒径5mm以下的返矿等。含铁原料14含有相对于烧结原料的质量为5质量％以上的量的粒径10μm以下的铁矿石粉。粒径10μm以下的铁矿石粉的含有量的测定能够使用激光衍射/散射式粒度分析计来测定。除了将含铁原料14以及含CaO原料18混合在混合原料22中以外，也可以作为任意配合原料将包含白云石、精炼镍渣等的含MgO原料混合在混合原料22中。

混合原料22被输送机20输送至高速搅拌装置24。高速搅拌装置24具备高速旋转的搅拌叶片26、以及以倾斜的状态旋转的容器28。被输送到高速搅拌装置24的混合原料22被投入至容器28，通过容器28的旋转与搅拌叶片26的旋转而被搅拌。作为本实施方式的高速搅拌装置24虽示出了具备以倾斜的状态旋转的容器28的例子，但容器28也可以不倾斜地旋转，在不倾斜的情况下也能够得到相同的搅拌效果。

被高速搅拌装置24搅拌的混合原料22被输送机30输送到滚筒式混合机34。被输送到滚筒式混合机34的混合原料22被投入到滚筒式混合机34，添加适量的水32来进行造粒。在滚筒式混合机34中，在造粒期间的后半程，混合凝结材料36来进行造粒。造粒期间的后半程是指在将全部造粒期间设为0～100％的情况下成为造粒期间的后半程的50～95％的造粒期间。在将全部造粒期间设为0～100％的情况下，更优选在成为70～95％的期间混合凝结材料36。

在滚筒式混合机34中，烧结原料随着造粒时间的经过朝向滚筒式混合机34的排出口移动。因此，也可以确定在造粒期间成为50～95％的期间滚筒式混合机34内的烧结原料的位置，在被确定出的位置混合凝结材料36。在认为滚筒式混合机34内的烧结原料的移动速度为恒定的情况下，也可以在将从滚筒式混合机34的投入口到排出口的长度设为0～100％的情况下的成为50～95％的位置混合凝结材料36。由此，能够造出凝结材料36被外装在外侧的准粒子38。滚筒式混合机34的造粒例如被实施300～400秒。在本实施方式中，将凝结材料36被外装在外侧的准粒子38的原料定义为烧结原料。

滚筒式混合机34是对准粒子38进行造粒的造粒装置的一个例子，也可以代替滚筒式混合机34，而并用滚筒式混合机34和盘式造粒机。例如，在并用滚筒式混合机34和盘式造粒机的情况下，也可以在全程造粒时间的50～95％中用滚筒式混合机34进行造粒，在剩余的5～50％的造粒期间用盘式造粒机进行造粒，在用盘式造粒机进行造粒时添加凝结材料36。

准粒子38被输送机40输送到烧结机50，并被装入该烧结机50的托盘。由被装入到托盘的准粒子38形成装入层，该装入层在烧结机50中被烧结，被破碎、冷却、筛分从而制造烧结矿。本实施方式所使用的烧结机50例如是带式烧结机。

在本实施方式的烧结矿的制造方法中，将含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料36混合为相对于烧结原料的质量为3质量％以上7质量％以下的范围内。由此，能够提高被装入到烧结机50的托盘上层部的凝结材料36的比例，能够提高装入层上层部中的烧结矿的成品率以及烧结矿的强度。粒径1mm以下的焦炭粉相对于全部凝结材料的含有量通过使用以JIS(日本工业标准)Z8801-1为基准的网孔1mm的筛子来进行筛选，测定筛出的质量，将该测定值除以全部凝结材料的质量从而计算出。优选粒径1mm以下的焦炭粉的含有量为50质量％以上75质量％以下，进一步优选为65质量％以上75质量％以下。

接下来，对发现通过使用含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料36，从而提高烧结机50的托盘上层部的凝结材料36的比例的经过进行说明。本发明者们使用将离散元法(Discrete Element Method)应用于烧结机50的装入部的模型，模拟了被装入到烧结机50的托盘的准粒子38以及凝结材料36的状况。图3是表示在离散元法(DEM)中使用的模型的图。图3(a)表示计算作用于个别粒子的力的模型60，图3(b)表示计算粒子间的作用力的模型62、64。如图3(b)所示，将粒子间的作用力分为铅垂方向与平移方向的分量，由模型62计算出铅垂方向的分量，由模型64计算出平移方向的分量。

通过使用图3(a)(b)所示的模型，来在每个时刻求解各粒子的运动方程式，从而模拟出被装入烧结机的托盘的准粒子38以及凝结材料36的位置。图4是表示使用离散元法(DEM)来模拟出的向托盘的装入状况的图。图5是表示根据使用离散元法(DEM)来模拟出的结果，计算出托盘的各层的准粒子径以及存在于各层的凝结材料的比例的结果的座标图。

图5(a)是表示托盘的上层部、中层部、下层部的各层的准粒子的平均粒径相对于准粒子整体的平均粒径的座标图，图5(b)是表示存在于托盘的上层部、中层部、下层部的凝结材料的比例的座标图。在图5(a)、图5(b)中，上层部是指托盘的层厚比(层厚/全层厚)为0.83的位置，中层部是指层厚比(层厚/全层厚)为0.50的位置，下层部是指层厚比(层厚/全层厚)为0.17的位置。本实施方式的准粒子的平均粒径是算术平均直径，是由(ΣVi×di)(其中，Vi是处于第i个粒度范围中的粒子的存在比率，di是第i个粒度范围的代表粒径)定义的粒径。

使用离散元法来模拟出的结果，如图5(a)所示，平均粒子直径比整体平均小的准粒子大多存在于托盘的上层部，平均粒子直径比整体平均大的准粒子大多存在于托盘的下层部。如图5(b)所示，若凝结材料的平均粒径相对于准粒子的平均粒径之比变大，则存在于托盘的上层部的凝结材料的比例变低，存在于托盘的下层部的凝结材料的比例变高。另一方面，若凝结材料的平均粒径相对于准粒子的平均粒径之比变小，则存在于托盘的上层部的凝结材料的比例变高，存在于托盘的下层部的凝结材料的比例变低。

这样，发明者们根据使用了离散元法(DEM)的模拟的结果发现了通过减小凝结材料36的粒径由此能够提高被装入到托盘的上层部的凝结材料36的比例的可能性。为了用实际的烧结机50确认该情况，进行了向烧结机50的托盘的装入实验。在装入实验中，准备将粒径1mm以下的焦炭粉的含有量调整为30质量％的凝结材料，和将粒径1mm以下的焦炭粉的含有量调整为55质量％的凝结材料，使用了分别将各凝结材料外装于混合原料来进行造粒而得到的准粒子。将准粒子装入烧结机50的托盘，测定了被装入托盘的准粒子的层厚比为0.17、0.50、0.83的位置的准粒子的平均粒径、和该准粒子所含的凝结材料的比例。

图6是表示向烧结机的托盘的装入实验的结果的图。图6(a)是表示在托盘的各位置处的准粒子的平均粒径的座标图，图6(b)是表示在托盘的各位置处的凝结材料的比例的座标图。在图6(a)、图6(b)中“-1mm比例”是指粒径1mm以下的焦炭粉相对于全部焦炭粉的含有量。

在图6(a)中，横轴是准粒子的算术平均粒径(mm)，纵轴是烧结机托盘的层厚比(-)。如图6(a)所示，无论是含有30质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的烧结原料，还是含有55质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的烧结原料，算术平均粒径较小的准粒子都大多被装入层厚比较大的托盘的上层部，算术平均粒径较大的准粒子都大多被装入层厚比较小的托盘的下层部。

在图6(b)中，横轴是凝结材料的比例比(-)，纵轴是烧结机托盘的层厚比(-)。凝结材料的比例比是通过[在各层厚中的凝结材料的比例(质量％)]/[凝结材料的比例(质量％)]而计算出的值。

如图6(b)所示，在含有30质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的烧结原料中，凝结材料的比例比在托盘的上层部变小，在托盘的下层部变大。另一方面，若使用含有55质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的烧结原料，则托盘的上层部的凝结材料的比例比增加，而下层部的凝结材料的比例比减少。其结果是，在含有55质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的烧结原料中，在托盘的上层部与下层部，凝结材料的比例比大致相同。根据图6(a)、图6(b)能够确认，通过使用使粒径1mm以下的焦炭粉相对于凝结材料的质量成为50质量％以上的含有55质量％的凝结材料，由此与使用使粒径1mm以下的焦炭粉相对于凝结材料的质量成为小于50质量％的含有30质量％的凝结材料的情况相比，使被装入到烧结机50的托盘的上层部的凝结材料的量增加。

另一方面，若增加粒径1mm以下的焦炭粉的含有量，则混合原料22的造粒性降低。因此，在本实施方式的烧结矿的制造方法中，使含铁原料14相对于烧结原料的质量含有5质量％以上的粒径10μm以下的铁矿石粉。粒径10μm以下的铁矿石粉将通过粒径较大的原料被造粒而形成原料粒子间的空间填埋，使造粒物的强度提高。因此，通过相对于烧结原料的质量含有5质量％以上的粒径10μm以下的铁矿石粉，从而能够提高混合原料22的造粒性。然而，对于粒径10μm以下的铁矿石粉而言，由于表面系数较大而保持较多的水分，所以在输送过程中容易凝集而凝集粒子化。若粒径10μm以下的铁矿石粉凝集粒子化，则无法填埋上述原料粒子间的空间，无法提高混合原料22的造粒性。

因此，在本实施方式的烧结矿的制造方法中，使用高速搅拌装置24，来搅拌混合原料22。借助该搅拌，已凝集粒子化的粒径10μm以下的铁矿石粉被粉碎，所以能够抑制由凝集粒子化引起的混合原料22的造粒性的降低。高速搅拌装置24的搅拌以凝集粒子化了的粒径10μm以下的铁矿石粉的粉碎为目的，所以只要至少搅拌含铁原料14即可。优选高速搅拌装置24以将搅拌叶片26的圆周速度设为8～12米/秒、将容器28的转速设为0.5～2.0米/秒、将处理时间设为60～120秒的搅拌条件来搅拌混合原料22，更优选以将搅拌叶片26的圆周速度设为9米/秒、将容器28的转速设为1.0米/秒、将处理时间设为90秒的搅拌条件来搅拌混合原料22。

为了确认混合原料22的造粒性，实施了混合原料22的造粒试验。在下述的表1中示出了造粒试验的条件以及结果。图7是表示通过造粒试验进行造粒而得到的准粒子的调和平均粒径、与由该准粒子形成的装入层的JPU的关系的座标图。JPU是使冷空气在通过将准粒子装入托盘而形成的装入层向下吸引并测定出的通气性指数JPU。通气性指数JPU使用下述(1)式来计算出。

JPU＝V/[S×(h×ΔP)^0.6]···(1)

其中，在(1)式中，V是风量(Nm³/min)，S是装入层的截面面积(m²)，h是装入层高度(mm)，ΔP是压力损失(mmH₂O)。若装入层的通气性较高则通气性指数JPU变大，若通气性较低则通气性指数JPU变小。

[表1]

在评价通气性的情况下，优选使用调和平均粒径。由下述(2)式表示的额尔古纳方程被用于预测装入层的压力损失，在该式中使用调和平均粒径。由该式预测的压力损失表示装入层的通气性，所以在本实施方式的准粒子的粒径的评价中，使用了与通气性相关的调和平均粒径。

[数1]

在上述(2)式中，ΔP/L是每1m的压力损失(Pa/m)，ε是空隙率(-)，u是流速(m/s)，μ是气体粘度(Pa·s)，Dp是调和平均粒径(m)，ρ是气体密度(kg/m³)。

在表1中，“烧结原料”列表示含有8质量％的粒径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料与凝结材料的混合比例。“凝结材料混合”列所记载的“事前混合”表示在由滚筒式混合机34造粒之前混合凝结材料的情况，“后混合”表示在由滚筒式混合机34对准粒子进行造粒的造粒期间的后半程混合凝结材料，并外装凝结材料的情况。本试验的造粒期间的后半程是指将全部造粒期间设为0～100％的情况下成为50～95％的造粒期间。

“搅拌处理”列所记载的“无”表示没有用高速搅拌装置24进行搅拌，“有”表示用高速搅拌装置24进行了搅拌。“-1mm焦炭粉”列所记载的数值表示粒径1mm以下的焦炭粉相对于凝结材料的质量的含有量。“JPU”列所记载的数值是由上述(1)式计算出的通气性指数JPU的值。

在图7中，横轴是准粒子的调和平均粒径(mm)，纵轴是通气性指数JPU。比较例1是使用了使粒径1mm以下的焦炭粉的含有量为40质量％的凝结材料的造粒试验例。对于在比较例1中使用的凝结材料而言，由于造粒性恶化的粒径1mm以下的焦炭粉的含有量较少，所以准粒子的调和平均粒径成为2.22mm，通气性指数JPU较大。然而，由于使用了粒径1mm以下的焦炭粉的含有量为40质量％的凝结材料，所以无法增加装入层上层部的凝结材料的量，无法提高装入层上层部的成品率。

比较例2是使用了使粒径1mm以下的焦炭粉的含有量为65质量％的凝结材料的造粒试验例。对于在比较例2中使用的凝结材料而言，使造粒性恶化的粒径1mm以下的焦炭粉的含有量高于比较例1。因此，比较例2的准粒子的调和平均粒径成为1.73mm，小于比较例1的准粒子的调和平均粒径。比较例2的准粒子的调和平均粒径变小，从而比较例2的通气性指数JPU小于比较例1，与比较例1相比比较例2的装入层的通气性下降。

比较例3是使用了使粒径1mm以下的焦炭粉的含有量为65质量％的凝结材料并在造粒期间的后半程混合了凝结材料的造粒试验例。虽然在比较例3中使用的凝结材料的粒径1mm以下的焦炭粉的含有量与在比较例2中使用的凝结材料相比没有变化，但比较例3的准粒子的调和平均粒径成为1.92mm，大于比较例2的准粒子的调和平均粒径。比较例2与比较例3的差别在于是否在造粒期间的后半程混合凝结材料。根据该结果可以认为通过在造粒期间的后半程混合凝结材料从而比较例3的准粒子的调和平均粒径比比较例2的准粒子的调和平均粒径大。比较例3的准粒子的调和平均粒径变大，从而比较例3的通气性指数JPU比比较例2大，与比较例2相比，比较例3的装入层的通气性得以提高。

比较例4是使用了使粒径1mm以下的焦炭粉的含有量成为65质量％的凝结材料、和由高速搅拌装置24进行了搅拌处理的含铁原料的造粒试验例。虽然在比较例4中使用的凝结材料的粒径1mm以下的焦炭粉的含有量与比较例2中使用的凝结材料相比没有变化，但比较例4的准粒子的调和平均粒径成为2.10mm，比比较例2的准粒子的调和平均粒径大。比较例4与比较例2的差别在于是否用高速搅拌装置24搅拌含铁原料。根据该结果可以认为通过用高速搅拌装置24搅拌含铁原料，粉碎已凝集粒子化的粒径10μm以下的铁矿石粉从而比较例4的准粒子的调和平均粒径比比较例2大。比较例4的准粒子的调和平均粒径变大，从而比较例4的通气性指数JPU比比较例2大，与比较例2相比，比较例4的装入层的通气性得以提高。

发明例1是使用使粒径1mm以下的焦炭粉的含有量成为65质量％的凝结材料、和由高速搅拌装置24搅拌了的含铁原料，并且在造粒期间的后半程混合了凝结材料的造粒试验例。在发明例1中，在造粒期间的后半程混合凝结材料，并且粉碎了已凝集粒子化的粒径10μm以下的铁矿石粉，所以发明例1的准粒子的调和平均粒径成为2.65mm，比比较例1～4的准粒子的调和平均粒径大。与比较例1～4相比，发明例1的准粒子的调和平均粒径更大，从而发明例1的通气性指数JPU也比比较例1以及比较例4更大，发明例1的装入层的通气性与比较例1～4相比得以提高。

这样，用高速搅拌装置24搅拌含有5质量％以上的粒径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料从而能够增大准粒子的调和平均粒径，确认了能够提高装入层的通气性。并且，在造粒期间的后半程混合凝结材料36从而能够增大准粒子的调和平均粒径，确认了能够提高装入层的通气性。而且，通过使用它们从而确认了能够使准粒子的调和平均粒径比粒径1mm以下的焦炭粉的含有量是40质量％的比较例1更大，也能够提高装入层的通气性。

在本实施方式的焦炭制造方法中，通过使用含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料，从而提高被装入烧结机50的托盘上层部的凝结材料的比例。并且，通过使用含有5质量％以上的粒直径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料、用高速搅拌装置24对含铁原料进行搅拌处理以及在造粒期间的后半程混合凝结材料，从而能够消除因使用含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料而导致的造粒性的降低。由此，能够提高被装入到托盘上层部的凝结材料的比例而不用引入新的设备，由此，能够延长装入层上层部的高温保持时间，能够实现装入层上层部的烧结矿的成品率提高。

在本实施方式中，虽示出了在造粒期间的后半程混合全部凝结材料36的例子，但并不限于此。在造粒期间的后半程混合的凝结材料也可以是混合在烧结原料中的凝结材料的一部分。优选在造粒期间的后半程混合的凝结材料相对于混合于烧结原料的凝结材料的质量为50质量％以上。通过使在造粒期间的后半程混合的凝结材料成为50质量％以上，从而减少在事前混合于混合原料22的凝结材料的量，所以混合原料22的造粒性得以提高。

并且，在造粒期间的后半程混合一部分的凝结材料的情况下，测定造粒后的准粒子径，在准粒子径低于预先规定的阈值的情况下，为了增大在该粒径被测定出以后造粒出的准粒子径，也可以从准粒子的粒径低于阈值以后的烧结矿的生产开始增加在造粒期间的后半程混合的凝结材料的量。如表1的比较例3所示，若在造粒期间的后半程混合凝结材料则准粒子的调和平均粒径变大。如图7所示，准粒子径的降低使装入层的通气性降低。装入层的通气性的降低导致烧结时间的延长，使烧结矿生产率降低。因此，预先设定能够维持作为目标的烧结矿生产率的准粒子径的阈值，在粒径低于该阈值的情况下，增加在造粒期间的后半程混合的凝结材料的量来增大准粒子径。由此，能够维持作为目标的烧结矿生产率。

实施例

接下来，对本发明的实施例进行说明。在实施例中，使用烧结矿制造装置10，准备改变了粒径1mm以下的焦炭粉的含有量的凝结材料，以及改变了粒径10μm以下的铁矿石粉的含有量的含铁原料，由滚筒式混合机造粒来形成为准粒子，用烧结机50烧结该准粒子来制造烧结矿。在表2中示出了烧结矿的制造条件以及评价结果。

[表2]

在表2中，“凝结材料外装比率”表示在造粒期间的后半程混合的凝结材料的比率。该凝结材料外装比率是50的情况表示在造粒前混合50质量％的凝结材料，在造粒期间的后半程混合50质量％的凝结材料。“TI强度”表示基于JIS(日本工业标准)K 2151测定出的烧结矿的转鼓强度。

比较例11是使用含有40质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料、和含有3质量％的粒径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料来制造烧结矿的制造例。在比较例11中，粒径1mm以下的焦炭粉的混合量较少，无法提高托盘上层部的凝结材料的比例。因此，比较例11的成品率比其它制造例低，由此，烧结矿生产率也比其它制造例低。由比较例11制造出的烧结矿的TI强度也比其它烧结矿的制造例低。

比较例12是使用含有65质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料、和含有3质量％的粒径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料来制造烧结矿的制造例。在比较例12中，由于使用了含有65质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料，所以装入层上层部的凝结材料的比例变高，比较例12的烧结矿的成品率以及由比较例12制造出的烧结矿的TI强度与比较例11相比也得以提高。然而，10μm以下的铁矿石粉的含有量是3质量％较少，使用含有65质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料，并且在造粒期间的后半程没有混合凝结材料。因此，烧结原料的造粒性比比较例11降低，准粒子的调和平均粒径变小，装入层的通气性降低。比较例12的烧结时间因其通气性的降低而比其它制造例长，其结果是比较例12的烧结矿生产率与比较例11相比没有变化。

比较例13是使用含有65质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料、和含有3质量％的粒径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料来制造烧结矿的制造例。在比较例13中，由于在造粒期间的后半程混合凝结材料，所以造粒性的降低被抑制，与比较例12相比准粒子的调和平均粒径变大，装入层的通气性得以提高。比较例13的烧结时间比比较例12短的情况表示与比较例12相比比较例13的装入层的通气性得以提高。虽由比较例13制造出的烧结矿的TI强度比比较例12稍微降低，但比较例13的成品率与比较例12相比提高了。其结果是，与比较例12相比比较例13的烧结矿生产率得以提高。然而，由于没有使用含有5质量％以上的粒径10μm以下的矿石粉的含铁原料所以没有提高烧结原料的造粒性，比较例13的成品率以及烧结矿生产率比后述的实施例1～3低，烧结时间比实施例1～3长。

比较例14是使用含有65质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料、和含有7质量％的粒径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料，但没有外装凝结材料来制造烧结矿的制造例。在比较例14中，由于使用高速搅拌装置24进行含铁原料的搅拌处理所以造粒性的降低被抑制，与比较例12相比准粒子的调和平均粒径变大，装入层的通气性得以提高。比较例14的烧结时间与比较例12相比变短的情况表示与比较例12相比比较例14的装入层的通气性得以提高。与比较例12相比由比较例14制造出的烧结矿的TI强度得以提高，比较例14的成品率与比较例12相比得以提高。其结果是比较例14的烧结矿生产率比比较例12提高。然而，由于在造粒期间的后半程没有混合凝结材料，所以比较例14的成品率以及烧结矿生产率比后述的实施例1～3低，烧结时间比实施例1～3长。

实施例1～3是使用含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料、和含有7质量％的粒径10μm以下的铁矿石粉的含铁原料来制造烧结矿的制造例。由于在实施例1、2中，使用含有65质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料，在实施例3中，使用含有75质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料，所以能够提高装入层上层部的凝结材料的比例。

实施例1～3由于使用含有7质量％的10μm以下的铁矿石粉的含铁原料，用高速搅拌装置24进行搅拌来使造粒性提高，所以与没有进行搅拌的比较例11～13相比准粒子的调和平均粒径变大。并且，由于在实施例1中，在造粒期间的后半程混合50质量％的凝结材料，在实施例2、3中，在造粒期间的后半程混合100质量％的凝结材料，所以与在造粒期间的后半程没有混合凝结材料的比较例14相比准粒子的调和平均粒径变大。

实施例1～3的准粒子的调和平均粒径与比较例11～14相比变大从而装入层的通气性得以提高，实施例1～3的烧结时间比比较例11～14短。上述结果是实施例1～3的成品率以及烧结矿生产率比比较例11～14高。这样，通过使用本实施方式的烧结矿的制造方法，从而能够提高装入层的通气性并且能够实现装入层上层部的烧结矿的成品率提高，由此，确认了能够提高烧结矿生产率以及烧结矿的TI强度的情况。

在观察实施例1～3时，由于在实施例2中使凝结材料的外装比率为100质量％，所以与凝结材料的外装比率是50质量％的实施例1相比准粒子的调和平均粒径变大，成品率也提高从而提高了烧结矿的生产率。由于在实施例3中使用了含有75质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料，所以与使用含有65质量％的粒径1mm以下的焦炭粉的凝结材料的实施例2相比成品率得以提高。然而，含有较多的粒径1mm以下的焦炭粉从而造粒性降低，准粒子的调和平均粒径比实施例2小。其结果是实施例3的烧结矿生产率与实施例2相比没有变化。根据该结果预料到，即使使粒径1mm以下的焦炭粉的含有量比75.0质量％多，造粒性降低也抵消了成品率提高的效果，不会预计到烧结矿的生产率提高的效果。根据上述结果可知优选使粒径1mm以下的焦炭粉的含有量的上限为75质量％。

附图标记的说明

10…烧结矿制造装置；12…储藏槽；14…含铁原料；16…储藏槽；18…含CaO原料；20…输送机；22…混合原料；24…高速搅拌装置；26…搅拌叶片；28…容器；30…输送机；32…水；34…滚筒式混合机；36…凝结材料；38…准粒子；40…输送机；50…烧结机；60…模型；62…模型；64…模型。

Claims

1.一种烧结矿的制造方法，是利用烧结机将造粒后的烧结原料烧结的烧结矿的制造方法，其中，

所述烧结原料包含：

含铁原料，包含相对于所述烧结原料的质量为5质量％以上的量的粒径10μm以下的铁矿石粉；

凝结材料，含有50质量％以上的粒径1mm以下的焦炭粉，且相对于所述烧结原料的质量为3质量％以上7质量％以下的范围内的量；以及

含CaO原料，

至少所述含铁原料在所述烧结原料被造粒之前被搅拌，

在将所述烧结原料的全部造粒期间设为0～100％的情况下，在50～95％的造粒期间将所述凝结材料的一部分或者全部混合来进行造粒。

2.根据权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其中，

在所述凝结材料的一部分在所述50～95％的造粒期间被混合的情况下，

测定造粒后的所述烧结原料的粒径，在所述粒径低于预先规定的粒径的情况下，增加在所述50～95％的造粒期间混合的凝结材料。