CN115485402A - 造粒水的制造方法和铁矿石球团的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明其目的在于，提供一种容易决定用于得到必要的生球团强度的造粒水的高分子粘合剂配合比的造粒水的制造方法。本发明的一个方式的造粒水的制造方法，是制作造粒物时所添加的造粒水的制造方法，其中，具备在水中配合高分子粘合剂的工序，在上述配合工序中，以配合后的造粒水满足目标粘度的方式决定上述高分子粘合剂对于上述水的配合比。本发明的另一方式的铁矿石球团的制造方法，具有在铁矿石中添加造粒水的工序、将上述添加工序中得到的含造粒水铁矿石进行造粒的工序、对于上述造粒工序中得到的生球团烧成的工序，作为上述造粒水，使用由本发明的造粒水的制造方法得到的造粒水。

Description

造粒水的制造方法和铁矿石球团的制造方法

技术领域

本发明涉及造粒水的制造方法和铁矿石球团的制造方法。

背景技术

所谓铁矿石球团，是以数十μm的铁矿石微粉作为原料，使其品质提高而精制成为适合高炉用的性状(例如尺寸、强度、被还原性等)。该铁矿石球团，经过造粒工序和烧成工序制造。

在上述造粒工序中，将调整过水分和粒度的铁矿石原料投入造粒机(例如盘式造粒机等)使之滚动，制造直径为十数mm，泥丸状的生球团。另外，在上述烧成工序中，使用炉排炉和窑炉，将上述生球团进行干燥和预热烧成后，再以1200℃左右烧硬。

在造粒工序中造粒的生球团，通过在铁矿石的粒子间水进行交联，从而在粒子之间作用粘附力而保持强度。换言之，粒子间的结合，由存在于粒子间的水的表面张力体现，通过该表面张力乘以粒子间的接触点数的值来确保粒子间的粘附力。因此粒子彼此以一定的强度粘附，该粘附力若与烧成后的铁矿石球团相比则较弱。

如上述在造粒工序中由造粒机造粒的生球团，为了烧成工序而被搬运到炉排炉。该搬运例如使用多条传送带，生球团在这些传送带上被转接搬运。传送带转接中，在上游侧的传送带终端的下方配置下游侧的传送带始端，生球团从上游侧的传送带降落到下游侧的传送带上而进行转接。

若生球团的粒子间的粘附力不充分，则会有由于该降落的冲击而崩裂粉化的情况。若生球团发生粉化，则成为炉排炉中通风恶化和窑炉中发生窑内结圈的原因，有可能会妨碍操作。

作为使该生球团的粘附力提高的方法，提出有将分子量为1000至20000的聚亚烷基二醇的水溶液、和聚乙烯醇的水溶液混合而成的造粒水，以固体成分的0.001质量％至2质量％的比例添加到铁矿石粉中进行造粒的方法(参照日本特开昭48－095929号公报)。

该公报所述的铁矿石球团的制法中，利用聚亚烷基二醇的渗透性和聚乙烯醇的粘性来改善生球团的抗压强度、落下强度等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭48－09592

发明内容

发明所要解决的问题

生球团例如由多个传送带搬运时，其转接数或1次转接的落差因设备而不同。因此，生球团所需的抗裂强度(以下，简称为“强度”)不同。另外，即便使用相同浓度的造粒水，由于铁矿石的种类，强度会不同。因此，如果通过上述现有方法改善生球团的强度，则每当所需强度和所使用的铁矿石等改变时，都会产生调整造粒水成分的需要。该成分调整虽然也可以通过实验确定，但需要花费时间和精力，工作效率低。

本发明基于上述这样的情况而提出，其目的在于，提供一种能够容易地决定用于得到必要的生球团强度的造粒水的高分子粘合剂配合比的造粒水的制造方法和铁矿石球团的制造方法。

解决问题的手段

本发明人等，对用于得到必要的生球团强度的造粒水的高分子粘合剂配合比进行了锐意研究，其结果认识到，不论铁矿石的种类和大小、水中所配合的高分子粘合剂的种类，生球团的强度增加量与造粒水的粘度具有强相关性，从而完成了本发明。

即，本发明的一个方式的造粒水的制造方法，是制作造粒物时进行添加的造粒水的制造方法，其中，具备在水中配合高分子粘合剂的工序，在上述配合工序中，以配合后的造粒水满足目标粘度的方式决定上述高分子粘合剂相对于上述水的配合比。

在该造粒水的制造方法中，不论高分子粘合剂的种类，以配合后的造粒水满足目标粘度的方式决定高分子粘合剂的配合比。通过使用满足此目标粘度的造粒水，能够控制造粒物的强度的增加量。上述目标粘度，例如，能够通过预先测量作为造粒水使用水时的造粒物的强度，根据与必要的造粒物强度的差分来计算。因此，通过使用该造粒水的制造方法，能够容易地决定用于得到必要的造粒物强度的造粒水的高分子粘合剂配合比。

上述造粒物是铁矿石经造粒而得到的生球团，上述目标粘度，由上述生球团的落下强度规定即可。通过上述目标粘度的规定中使用作为生球团的强度指标之一的落下强度，从而能够抑制生球团在搬运时发生粉化。

设上述生球团的落下强度管理值为D_min[次]，作为造粒水使用水时的生球团的落下强度为D₀[次]时，上述目标粘度η[mPa·s]由下式1表示即可。通过使用下式1，能够容易地规定目标粘度，因此能够更容易地决定造粒水的高分子粘合剂配合比。

【算式1】

D_min≤0.676×ln(η)+D₀ ···1

本发明的另一个方式的铁矿石球团的制造方法，具备如下工序：在铁矿石中添加造粒水的工序；对于在上述添加工序中得到的含造粒水铁矿石进行造粒的工序；对在上述造粒工序中得到的生球团进行烧成的工序，作为上述造粒水，使用由本发明的造粒水制造方法得到的造粒水。

该铁矿石球团的制造方法，因为使用由本发明的造粒水的制造方法得到的造粒水，所以能够稳定进行铁矿石球团的制造。

在此，所谓“粘度”，是指使用旋转式粘度计依据JIS－Z8803：2011测量的值。另外，所谓“生球团的落下强度”，是指使生球团从500mm的高度反复自由降落到铁板上时直至碎裂的平均次数。具体来说，测量12个生球团至碎裂的次数，由除去最大和最小的10个的平均值决定。还有，除了破裂达2个以上的情况，由目视能够检测出裂纹的情况也包括在“碎裂”状态。

发明效果

如以上说明，本发明的造粒水的制造方法，能够容易地决定用于得到必要的生球团强度的造粒水的高分子粘合剂配合比。另外，本发明的铁矿石球团的制造方法，能够稳定进行铁矿石球团的制造。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的铁矿石球团的制造方法的流程图。

图2是表示本发明的一个实施方式的造粒水的制造方法的流程图。

图3是表示将各种高分子聚合物配合在水中时的粘度的图。

图4是表示造粒水的粘度与落下强度改善效果的关系的图。

图5是表示实施例的造粒水的浓度与粘度的关系的图。

图6是表示实施例的高分子粘合剂配合比与落下强度的关系的图。

具体实施方式

以下，一边适宜参照附图一边对于本发明的实施方式详细说明。

图1所示的铁矿石球团的制造方法，具备添加工序S1、造粒工序S2、和烧成工序S3。

〔添加工序〕

在添加工序S1中，在铁矿石中添加造粒水。

上述铁矿石是微粉状，例如平均粒径为10μm以上且50μm以下。铁矿石由于开采地域、粉碎·运送方法，表面性状有很大不同，但在该铁矿石球团的制造方法中，铁矿石的表面性状没有特别限定。

作为上述造粒水，使用的是其本身就是通过本发明的一个实施方式的造粒水制造方法所得到的造粒水。

该造粒水的制造方法，是在制作造粒物时所添加的造粒水的制造方法。在该铁矿石球团的制造方法中，上述造粒物是将铁矿石造粒而得到的生球团。

该造粒水的制造方法，如图2所示具有配合工序S4。

＜配合工序＞

在配合工序S4中，在水中配合高分子粘合剂。还有，该高分子粘合剂的配合，也可以对于铁矿石所拥有的水分进行。换言之，向铁矿石添加造粒水、和高分子粘合剂的配合可以同时进行。

所谓用于高分子粘合剂的高分子聚合物，主要是指分子量为10⁴以上且10⁸以下的物质，优选为分子量在10⁴以上且10⁶以下的物质。作为上述高分子粘合剂，可列举玉米淀粉、木薯粉、马铃薯、瓜尔豆等。

图3中显示将各种高分子聚合物配合在水中时的浓度与粘度的关系。若像这样将高分子聚合物配合(溶解)在水中，则能够对应于浓度而使该溶液的粘度上升。在该造粒水的制造方法中，在该配合工序S4中，以配合后的造粒水满足目标粘度的方式决定上述高分子粘合剂相对于上述水的配合比。

具体来说，上述目标粘度由上述生球团的落下强度规定。通过上述目标粘度的规定中使用作为生球团的强度指标之一的落下强度，能够抑制生球团在搬运时发生粉化。

本发明人等认识到，不论铁矿石的种类和大大、水中所配合的高分子粘合剂的种类，生球团的强度增加量与造粒水的粘度具有强相关性，设上述生球团的落下强度管理值为D_min[次]，作为造粒水使用水时的生球团的落下强度为D₀[次]时，发现上述目标粘度η[mPa·s]可由下式1表示。通过使用下式1，能够容易规定目标粘度，因此能够更容易决定造粒水的高分子粘合剂配合比。

【算式2】

D_min≤0.676×ln(η)+D₀ ···1

上述式1，是通过使用配合高分子粘合剂而提升了粘度的造粒水进行造粒试验，根据粘度与落下强度的关系的调查结果导出的。以下，对于上述式1的导出进行说明。

准备性状不同的3种铁矿石(铁矿石1、铁矿石2、铁矿石3)。这些铁矿石的粒度不同。将粒径在4.7μm以下的比例显示在表1中。

【表1】

首先，作为造粒水使用水(粘度1mPa·s)，由3种上述铁矿石造粒生球团。造粒使用直径0.4m的盘式造粒机。造粒试验条件显示在表2中。

【表2】

	单位	数值
			直径	m	0.4
角度	°	48
			转速	rpm	30
盘边高度	mm	95
			滞留量	kg	3.1
进料量	kg/min	0.3
			滞留时间	min	10.3
试样提取时间	min	32.5

对于由3种上述铁矿石造粒而成的3种生球团，分别测量落下强度。在粘度的测量中，使用旋转式粘度计(东机产业制的“TVB-15型粘度计”)，依据JIS-Z8803：2011进行。还有，溶剂使用纯水，转子的角速度在30rpm为一定。另外，测量在常温(23℃以上且25℃以下)下进行。

设使用水作为造粒水时各个生球团的落下强度为D₀[次]。D₀根据每种铁矿石是不同的值。各铁矿石的D₀的值显示在表1中。

接着，配合高分子粘合剂而使造粒水的粘度变化，以同样的条件进行造粒试验，测量所得到的生球团的落下强度D_x。该D_x与D₀的差ΔD(＝D_x-D₀；落下强度改善效果)、和造粒水的粘度η[mPa·s]的关系显示在图4中。还有，使用的高分子粘合剂，是图3所示的高分子粘合剂A。

根据图4的图形，不论铁矿石的种类，落下强度改善效果ΔD与造粒水的粘度η均相互关联，D_x能够用下式2近似。

【算式3】

D_x＝0.676×ln(η)+D₀ ···2

在实际的操作中，有落下强度管理值D_min[次]，由于需要使D_x大于D_min而进行操作，所以需要以始终满足下式1的方式操作。

【算式4】

D_min≤0.676×ln(η)+D₀···1

如以上方式可导出上述式1。还有，上述式1是一例，使用系数或算式不同的其他近似式也无妨。

详细说明以配合后的造粒水满足目标粘度的方式决定使用上述式1时的上述高分子粘合剂相对于上述水的配合比的方法(配合比决定方法)。

上述配合比决定方法，具备落下强度管理值设定工序、造粒水粘度决定工序、浓度－粘度相互关系提取工序、造粒水浓度决定工序、高分子粘合剂配合量决定工序。

(落下强度管理值设定工序)

在落下强度管理值设定工序中，符合每个铁矿石球团制造设备的标准而设定作为目标的落下强度管理值D_min。

该落下强度管理值D_min是由生球团的搬运路径(转接数和各转接的落差)决定的量。D_min在搬运路径被更新等情况下，需要通过实验或分析决定，但只要维持搬运路径，便能够继续使用相同的值。

(造粒水粘度决定工序)

在造粒水粘度决定工序中，使用落下强度管理值D_min和由使用的铁矿石决定的落下强度D₀，根据上述式1决定需要的目标粘度η。

还有，由铁矿石决定的落下强度D₀未计算时，使用水(粘度1mPa·s)作为造粒水而制造生球团，测量此落下强度并计算即可。

(浓度－粘度相互关系提取工序)

在浓度－粘度相互关系提取工序中，提取所使用的高分子粘合剂的浓度与造粒水的粘度的关系。

具体来说，使高分子粘合剂的浓度变化而测量粘度，提取此关系。还有，对于所使用的高分子粘合剂已提取过浓度－粘度相互关系时，使用此结果即可，因此可以省略这一工序。

(造粒水浓度决定工序)

在造粒水浓度决定工序中，基于由浓度－粘度相互关系提取工序中提取的结果，决定在造粒水粘度决定工序中决定的作为目标粘度η的高分子粘合剂的浓度。

(高分子粘合剂配合量决定工序)

在高分子粘合剂配合量决定工序中，使造粒水的浓度为造粒水浓度决定工序中所决定的浓度，据此决定高分子粘合剂的配合量。

铁矿石充分保水时，只添加与其保水量匹配的高分子粘合剂即可。反之，铁矿石不保水时，在水中配合高分子粘合剂而添加上述浓度的造粒水即可。处于中间时，加入铁矿石的保水量，并以使添加的造粒水的浓度成为上述浓度的方式决定高分子粘合剂配合量。

〔造粒工序〕

在造粒工序S2中，对于添加工序S1中得到的含造粒水铁矿石进行造粒。

具体来说，将添加工序S1中添加了造粒水的含造粒水铁矿石投入造粒机(例如盘式造粒机等)并使之滚动，制造泥丸状的生球团。

〔烧成工序〕

在烧成工序S3中，烧成在造粒工序S2中得到的生球团。

在烧成工序S3中，使用炉排炉和窑炉。在炉排炉中，首先在金属托盘上载置造粒之后的生球团形成填充层，将其搬运使热风吹送至填充层而使生球团干燥。其次，一边使干燥的上述生球团滚动，一边对其进行预热烧成，直至烧成时不会发生粉化程度的强度。再用窑炉，以1200℃左右将预热烧成的球团烧硬。

烧硬后的球团，例如放在金属托盘中，吹送冷风而加以冷却。这样能够制造铁矿石球团。

〔优点〕

在该造粒水的制造方法中，不论高分子粘合剂的种类，以配合后的造粒水满足目标粘度的方式决定高分子粘合剂的配合比。通过使用满足该目标粘度的造粒水，能够控制造粒物的强度的增加量。上述目标粘度，例如能够通过预测使用水作为造粒水时的造粒物的强度，根据其与需要的造粒物的强度的差分计算。因此，使用该造粒水的制造方法，能够容易决定用于得到必要的造粒物强度的造粒水的高分子粘合剂配合比。

另外，该铁矿石球团的制造方法，因为使用由本发明的造粒水的制造方法得到的造粒水，所以能够稳定进行铁矿石球团的制造。

[其他的实施方式]

还有，本发明不受上述实施方式限定。

在上述实施方式中说明的情况是，造粒物是铁矿石经造粒而得到的生球团，但本发明的造粒水的制造方法，在造粒其他的造粒物时也能够使用。

在上述实施方式中，说明了目标粘度由生球团的落下强度规定的情况，但也可以根据生球团的搬运方法等，适宜由其他指标进行规定。

实施例

以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。

在铁矿石中添加水，使用直径6m的盘式造粒机，造粒生球团。造粒条件为，角度45°、转速8rpm、盘边高度760mm、原料送给量80t/h。对于造粒的生球团测量落下强度，求得D₀。D₀＝5.2[次]。

实验求得由具有7次转接的传送带构成的生球团的搬运路径的落下强度管理值D_min。D_min＝7[次]。

根据上述的结果，由上述式1求得造粒水的粘度η。得到η≥14.3[mPa·s]。

接着，作为高分子粘合剂使用图3的高分子I，因此调查高分子I的浓度－粘度相关关系。粘度的测量，使用旋转式粘度计(东机产业制的“TVB－15型粘度计”)，依据JIS－Z8803：2011进行。还有，溶剂使用纯水，转子的角速度在30rpm为一定。另外，测量在常温(23℃以上且25℃以下)下进行。浓度－粘度的相关关系显示在图5中。

根据高分子I的浓度－粘度相关关系，计算满足η≥14.3[mPa·s]的浓度R。定为R＝1.0[质量％]。

具有铁矿石的造粒原料所包含的水分，每1kg－dry造粒原料为80g/kg－dry(8.0质量％)。因此，以造粒水的高分子粘合剂浓度R为1.0质量％的方式，添加高分子粘合剂I每1kg－dry造粒原料0.8g/kg－dry(0.8质量％)。

使用这样配合有高分子粘合剂I的造粒水造粒生球团。还有，造粒中使用上述的直径6m的盘式造粒机。

对于造粒的多个生球团测量落下强度D_x。铁矿石中添加水而制造生球团时的落下强度D₀也一起显示在图6中。

由图6的结果可知，遵循本发明的造粒水的制造方法，决定高分子粘合剂的配合比，能够稳定获得具有落下强度管理值D_min以上的落下强度的生球团。

产业上的可利用性

本发明的造粒水的制造方法，能够容易决定用于得到必要的生球团强度的造粒水的高分子粘合剂配合比。另外，本发明的铁矿石球团的制造方法，能够稳定进行铁矿石球团的制造。

Claims (4)

1.一种造粒水的制造方法，是在制作造粒物时进行添加的造粒水的制造方法，其中，

具有在水中配合高分子粘合剂的工序，

在所述配合工序中，以配合后的造粒水满足目标粘度的方式决定所述高分子粘合剂相对于所述水的配合比。

2.根据权利要求1所述的造粒水的制造方法，其中，

所述造粒物是对铁矿石进行造粒而得到的生球团，

所述目标粘度，由所述生球团的落下强度规定。

3.根据权利要求2所述的造粒水的制造方法，其中，设所述生球团的落下强度管理值为D_min，设使用水作为造粒水时的生球团的落下强度为D₀时，所述目标粘度η由下式1表示，其中，所述D_min、D₀的单位为次，所述η的单位为mPa·s，

D_min≤0.676×ln(η)+D₀ ···1。

4.一种铁矿石球团的制造方法，其中，具有如下工序：

在铁矿石中添加造粒水的工序；

对所述添加工序中得到的含造粒水铁矿石进行造粒的工序；

对于所述造粒工序中得到的生球团进行烧成的工序，

所述造粒水是在水中配合有高分子粘合剂而成的。

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