CN1880488A - 烧结用模拟粒子原料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明目的是制造被还原性好、冷强度高的烧结矿。具体的发明的制造方法是用造粒机使粗粒的铁矿石1成为核，使其周围粘附细粒的铁矿石及含SiO₂原料2，将粗粒的铁矿石1和细粒的含SiO₂原料2进行预造粒，其后，添加石灰石系粉原料3和成为热源的固体燃料系粉原料4(焦炭、无烟煤等)，用鼓式混合机5进行混合、造粒的(方法A)。另外，从鼓式混合机5的前端部分添加粗粒的铁矿石1和细粒的铁矿石及含SiO₂原料2，一边形成模拟粒子一边从混合机5的后端部分添加石灰石系粉原料3和固体燃料系粉原料4进行混和、造粒的(方法B)方法。此外，使用多个鼓式混合机时，从前端一侧鼓式混合机5添加粗粒的铁矿石1和细粒的铁矿石及含SiO₂原料2，从最末尾的鼓式混合机5’的前端部分或后端部分添加石灰石系粉原料3和固体燃料系粉原料4进行混合、造粒的(方法C)方法。

Description

烧结用模拟粒子原料及其制造方法

本申请是申请日为2001年5月18日、申请号为200510052902.0、发明名称为“烧结用模拟粒子原料及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用下方吸引的德怀特-劳埃德(Dwight-loyd)式烧结机制造高炉用烧结矿时所用的烧结用模拟粒子原料及其制造方法。

背景技术

用作高炉用原料的烧结矿一般经如下的烧结原料的处理方法而制造。如图16所示，首先用鼓式混合机把由粒径10mm以下的铁矿石、粒粒10mm以下的石英、蛇纹石或镍矿渣等组成的含SiO₂原料、含有粉状CaO的石灰石系粉原料及粉状的焦炭或无烟煤等成为热源的固体燃料系粉原料混合，并在其中添加适当量的水进行混合、造粒从而形成被称为模拟粒子的造粒物。

把由该造粒物组成的配合原料装入德怀特-劳埃德烧结机的烧结用小车上，使之成为适当的厚度500～700mm，对表层部分的固体燃料点火，点火后一边向下方吸引空气一边使固体燃料燃烧，利用其燃烧热使配合的烧结原料烧结而成为烧结饼。将该烧结饼破碎、调整粒度，得到一定粒径以上的烧结矿，另一方面比其粒径小的烧结矿成为返矿，作为烧结原料再使用。

这样制造的成品烧结矿的被还原性，如历来所指出的那样，尤其成为极大地左右高炉作业的因素。通常，烧结矿的被还原性用JISM8713(JIS：日本工业标准，以下称JIS)定义，此处，把烧结矿的被还原性记为JIS-RI。如图8所示，在烧结矿的被还原性(JIS-RI)与高炉中气体利用率(η_co)之间存在正比关系，又如图9所示，在高炉中的气体利用率(η_co)与燃料比之间存在反比关系。为此，烧结矿的被还原性(JIS-RI)通过高炉中的气体利用率(η_co)与燃料比存在良好反比关系，如使烧结矿的被还原性提高，则高炉中的燃料比降低。再者，此处，气体利用率(η_co)与燃料比定义如下。

η_co＝CO₂(％)/(CO(％)+CO₂(％)

再者，CO₂(％)、CO(％)均是高炉炉顶气体中的体积％。

燃料比＝(煤+焦炭的使用量(kg/天))/生铁的产量(吨/天)

另外，被制造的成品烧结矿的冷强度也是在确保高炉中的通气性方面的重要因素，在各高炉中设定冷强度的下限基准进行操作。因此，对高炉来讲，所谓理想的烧结矿可以说是被还原性优良的、冷强度高的烧结矿。表1中示出了作为形成烧结矿的主要矿物组织的钙铁矿(CF)：nCaO·Fe₂O₃、赤铁矿(He)：Fe₂O₃、含有FeO的钙硅矿(CS)：CaO·xFeO·ySiO₂、磁铁矿(Mg)：Fe₃O₄这四种物质的被还原性、拉伸强度。如表1所示，被还原性高的是赤铁矿(He)，拉伸强度高的是钙铁矿(CF)。再者，制作圆盘形的矿石试验片，用压裂拉伸试验方法(径向压缩试验或巴西式压缩试验)中规定的方法测定拉伸强度。所谓作为本发明人目的的理想烧结组织，如图5所示那样，是选择性地使在烧结块表面上生成强度高的钙铁矿(CF)，向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿(He)，尽可能避免生成含有被还原性及强度低的FeO的钙硅矿(CS)。可是，在历来大部分的烧结机中，如前所述，由于把铁矿石、含SiO₂原料、石灰石系粉原料、固体燃料系粉原料同时地进行混合，因此，如图6所示，在模拟粒子结构中，在粗粒的核矿石周围混在着粉矿石、石灰、焦炭，由烧结而获得的烧结矿结构中，混在着赤铁矿(He)、钙铁矿(CF)、含有FeO的钙硅矿(CS)、磁铁矿(Mg)这四种矿物结构。

因此，迄今为止一直在尝试多量生成钙铁矿(CF)和赤铁矿(He)的方法。例如，由于在高温烧结时多量生成含有FeO的钙硅矿(CS)，故在特开平63-149331号公报提出了：在粉状的铁矿石中添加粘结剂和石灰石造粒后，通过在表面上被覆作为热源的粉焦炭来改善焦炭的燃烧性，在低温下烧结从而提高被还原性的技术。

然而，在前述特开平63-149 331号公报提出的以往方法中，由于CaO与铁系原料中的SiO₂及SiO₂系原料相接近，因此多量生成总是含FeO的钙硅矿(CS)，大多数情况不一定是以钙铁矿(CF)和赤铁矿(He)为主体的结构。

本发明目的在于：为了解决前述历来的问题点而提供烧结用模拟粒子原料及其制造方法，即作为制造烧结矿的工艺的前处理不需要庞大的设备，将铁矿石和含有SiO₂原料从石灰石系粉原料和固体燃料系原料分开，阶段性地制成模拟粒子，由此制造选择性地在烧结块表面上生成强度高的钙铁矿(CF)、而另一方面向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿(He)的结构的烧结矿，使冷强度提高，而且能改善烧结矿的被还原性。

发明内容

为实现前述目的的第1发明是一种烧结用模拟粒子原料，其特征在于：通过将铁矿石及含SiO₂原料从石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料中分离而制备模拟粒子，向不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的铁矿石及含SiO₂原料被覆石灰石系粉原料。

又，第2发明是根据第1发明的烧结用模拟粒子原料，其特征在于：前述铁矿石及含SiO₂原料是确保不与石灰石系粉原料反应的未熔融的铁矿石的量。

又，第3发明是根据第1或第2发明的烧结用模拟粒子原料，其特征在于：固体燃料系粉原子与前述石灰石系粉原料一起被覆，或者被覆在前述石灰石系粉原料的更外层。

又，第4发明是一种烧结用模拟粒子原料，其特征在于：作为制造高炉用烧结矿的烧结用模拟粒子原料，它具有以粗粒铁矿石为核的第一层；使不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料并且颗粒比前述粗粒铁矿石细的铁矿石以及含SiO₂原粒粘附，包覆在前述第一层外表面的第二层；还具有使石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料粘附而形成的第三层以上的层。

又，第5发明是一种烧结用模拟粒子原料，其特征在于：作为制造高炉用烧结矿的烧结用模拟粒子原料，具有以平均粒径2mm以上的粗粒的铁矿石为核的第一层，具有为了被覆其第一层的外表面而粘附不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的平均粒径小于2mm的细粒的铁矿石及含SiO₂原料的第二层，同时，作为第三层以后的层是粘附石灰石系粉原料及固体燃料系粉原料。

又，第6发明是根据第5发明的烧结用模拟粒子原料，其特征在于：前述第三层是石灰石粉原料与固体燃料系粉原料的混合层。

又，第7发明是根据第5发明的烧结用模拟粒子原料，其特征在于：前述第三层是石灰石系粉原料层，在其石灰石系粉原料层的外层部分具有固体燃料系粉原料的粘附层。

又，第8发明是一种用烧结用模拟粒子原料制备的高炉用烧结矿，所述烧结用模拟粒子原料通过将铁矿石及含SiO₂原料从石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料中分离而制备模拟粒子，向不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的铁矿石及含SiO₂原料被覆石灰石系粉原料。

又，第9发明是根据第8发明的高炉用烧结矿，其特征在于：选择性地使在烧结块表面生成强度高的钙铁矿CF，向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿He。

又，第10发明是一种烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：作为使用下方吸引的德怀特-劳埃德式烧结机制造高炉用烧结矿的工艺的前处理，在将由铁矿石、含SiO₂原料、石灰石系粉原料及固体燃料系粉原料组成的烧结原料进行造粒时，以粗粒铁矿石为核，使其周围粘附不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料并且颗粒比前述粗粒铁矿石细的铁矿石以及含SiO₂原粒，造粒形成第二层后，作为第三层以后，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成为热源的固体燃料系粉原料，造粒形成三层以上的被覆的模拟粒子。

又，第11发明是烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：作为使用下方吸引的德怀特-劳埃德式烧结机制造高炉用烧结矿的工艺的前处理，在将由铁矿石、含SiO₂原料、石灰石系粉原料及固体燃料系粉原料组成的烧结原料进行造粒时，以平均粒径2mm以上的粗粒的铁矿石为核，在其周围粘附不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的平均粒径小于2mm的细粒的铁矿石及含SiO₂的原料，造粒形成第二层后，作为第三层以后的层，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成为热源的固体燃料系粉原料，造粒形成三层以上的被覆的模拟粒子。

又，第12发明是根据第11发明的烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：使前述第三层粘附石灰石系粉原料与固体燃料系粉原料的混合粉，造粒形成被覆三层的模拟粒子。

又，第13发明是根据第11发明的烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：作为第三层，在粘附石灰石系粉原料后，再在石灰石系粉原料层的外层部分上粘附固体燃料系粉原料而造粒，从而形成被覆四层的模拟粒子。

又，第14发明是根据第11-13发明的烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：把前述粗粒铁矿石和前述细粒铁矿石及含SiO₂的原料装入另外设置的造粒机中，用该造粒机使粗粒铁矿石成为核，使其周围粘附细粒的烧结原料进行造粒后，再将其与石灰石系粉原料及成为热源的固体燃料系粉原料装入混合机进行造粒。

又，第15发明是根据第11-13发明的烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：把前述粗粒的铁矿石和前述细粒的铁矿石及含SiO₂原料装入混合机的前端部分，以前述粗粒的铁矿石为核，使其周围粘附前述细粒的铁矿石及含SiO₂原料，一边造粒一边从该混合机的后端部分装入石灰石系粉原料和成为热源的固体燃料系粉原料进行造粒。

又，第16发明是根据第11-13发明的烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：把前述粗粒的铁矿石和前述细粒的铁矿石及含SiO₂原料从多个混合机的前端一侧的混合机装入，以前述粗粒的铁矿石为核，使其周围粘附前述细粒的铁矿石及含SiO₂原料，一边造粒一边从该多个混合机的最后尾的混合机的前端部分或后端部分装入石灰石系粉原料和成为热源的固体燃料系粉原料进行造粒。

附图的简单说明

图1是进行有关本发明例的烧结原料的混合、造粒处理的流程图(方法A)。

图2是进行有关本发明例的其他烧结原料的混合、造粒处理的流程图(方法B)。

图3是进行有关本发明例的其他烧结原料的混合、造粒处理的流程图(方法C)。

图4是比较显示在采用本发明法与历来法处理烧结原料时的烧结矿的被还原性JIS-RI(％)、生产率(t/hr·m²)、落下强度(％)的曲线图。

图5是表示本发明中理想烧结矿结构的模式图。

图6是表示有关历来例的模拟粒子结构及烧结矿结构的模式图。

图7是表示本发明中理想模拟粒子结构的模式图。

图8是表示高炉中烧结矿的被还原性JIS-RI(％)与气体利用率η_co(％)的关系的曲线图。

图9是表示高炉中气体利用率η_co(％)与燃料比(kg/t-pig)的关系的曲线图。

图10是表示采用本发明法与历来法处理的模拟粒子的结构的照片。

图11是表示用电子探针微量分析仪测定切开了由本发明法处理的模拟粒子的截面的Ca与Fe的分布的照片。

图12是表示用电子探针微量分析仪测定切开了由本发明法与历来法形成的模拟粒子烧结体的截面的Ca与Fe的分布的照片。

图13是表示采用本发明法与历来法形成的模拟粒子的烧结体外观的照片。

图14是比较、显示烧结了采用本发明法与历来法所得的模拟粒子的烧结体的气孔径(μm)与气孔量(cc/g)的关系的曲线图。

图15是比较、显示将采用本发明法(方法c)及历来法所处理的模拟粒子烧结时的烧结矿的被还原性JIS-RI(％)、生产率(t/hr·m²)和落下强度(％)的图。

图16是进行有关历来例的烧结原料的混合、造粒处理的流程图。

图17是表示熔融深度的测定方法的图。

图18是表示采用气孔率15％的一般铁矿石时，其熔融深度与反应时间的关系的图。

图19是表示采用气孔率35％的铁矿石时，其熔融深度与反应时间的关系的图。

图20是表示本发明烧结用模拟粒子原料的含有比例与烧结矿的被还原性的关系的图。

实施发明的最佳方案

以下基于附图详细地说明完成本发明的历程及本发明的具体实施方案。

本发明者反复进行种种研究的结果，如图7所示，通过将多量含有SiO₂的铁矿石及含SiO₂的原料从石灰石系粉原料及固体燃料系粉原料分开来制造模拟粒子，从而抑制使CaO与SiO₂的反应放慢、被还原性差、冷强度也低的含有FeO的钙硅矿(CS)的生成。由此发现：能形成：选择性地在烧结矿表面生成强度高的钙铁矿(CF)，向烧结矿内部生成被还原性高的赤铁矿(He)的烧结矿。此时，担心烧结矿的冷强度降低，但由于在石灰石系粉原料与铁矿石的界面所生成的钙铁矿(CF)系熔融液其粘度低，瞬时之间包覆铁矿石的周围，因而具有足够的冷强度。

作为满足上述条件的制造高炉用烧结矿的烧结用模拟粒子原料，通过具有以平均粒径2mm以上的粗粒铁矿石为核矿石的第一层，具有在其周围粘附除了石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料以外的、平均粒径不足2mm的细粒烧结原料系粉原料的第二层。从而抑制使CaO和SiO₂的反应放慢、被还原性差、冷强度也低的含有FeO的钙硅矿(CS)的生成。即在将铁矿石及含SiO₂原料从石灰石系粉原料分离的没有石灰石的状态下制造烧结用模拟粒子原料而实现。而且，通过作为包覆第二层外表面的第三层的石灰石系粉原料层，在石灰石系粉原料与铁矿石的界面生成钙铁矿(CF)，通过包覆铁矿石的周围，来发挥足够的冷强度。利用这种烧结用模拟粒子原料，如前所述，从而形成：选择性地在烧结块表面上生成强度高的钙铁矿(CF)，向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿(He)的烧结矿。

再者，成为前述第三层的石灰石系粉原料层，可以只是石灰石系粉原料层，或者也可以是石灰石系粉原料与固体燃料系粉原料的混合层。这是因为利用在第三层中含有的石灰石成分，能在烧结块表面形成强度高的钙铁矿(CF)的缘故。再者，第三层只是石灰石系粉原料层时，作为第四层必须是固体燃料系粉原料层。本发明中使用的平均粒径是利用由显微镜观察进行的图像解析法求得相当于各粒子投影面积圆的直径(Heywood径)，将其进行算术平均而得出的平均粒径。

其次，以下描述成为核的粗粒铁矿石的平均粒径的限定理由。

本发明的特征在于：具有不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的第一、第二层，增加不与石灰石反应的未熔融的铁矿石(残留原矿)的量。

因此，本发明人如图17那样，把石灰石(CaO)的压块(压块CaO)放在铁矿石的压块(压块Fe₂O₃)上，使之在设定温度下反应后，测定铁矿石压块熔融的长度(熔融深度)。

其结果，发现熔融深度(X)如(1)式那样表示。

x＝2φ·ΔCaO·D^1/2·t^1/2/(π^1/2·ρ)

此处，D：Ca的扩散系数(cm²/s)

ρ：反应层的密度(mol/cm³)

ΔCaO：CaO浓度梯度(mol/cm³)

t：反应时间(s)

图18表示使用作为通常的铁矿石的气孔率为15％的铁矿石时的、熔融深度与反应时间的关系。

由此可知，在实机烧结工艺中，当在假定的烧结过程中的加热条件即1250℃下保持360秒左右的条件下考虑时，铁矿石的平均粒径至少在2mm以上，在1300℃最高温度条件下，最好没有3mm以上的铁矿石和不残留铁矿石的未熔融部分。

因此，将本发明中成为核的粗粒铁矿石的平均粒径定为2mm以上。而且，在成为该核的矿石的外层形成第二层并且粒径增大，由第一、第二层确保未熔融铁矿石(残留原矿)的量。由此，如前述，抑制使CaO与SiO₂的反应减慢、被还原性差、冷强度也低的含有FeO的钙硅矿(CS)的生成。又，图19表示使用作为高结晶水矿石的气孔率为35％的铁矿石时的熔融深度与反应时间的关系。使用高结晶水矿石作为核矿石时，通过规定平均粒径4mm以上的铁矿石粒径，从而可实施本发明。

再者，由于使成为核的矿石的平均粒径为2mm以上，所以，经模拟粒子化形成的第二层由其平均粒径比核矿石还小的即不足2mm的细粒的、除了石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料以外的烧结原料系粉原料所构成。

图1表示用于制造本发明理想模拟粒子结构的造粒流程例(方法A)。在本发明的方法A中，例如，用另外的造粒机6，将含0.5～5.0％左右的SiO₂、平均粒径2mm以上的粗粒铁矿石1和含SiO₂ 0.5～5.0％左右、平均粒径不足2mm的例如0.1～1.0mm左右细粒的含SiO₂原料2(铁矿石、石英、蛇纹石、Ni炉渣等)进行预造粒，使得以粗粒的铁矿石1为核，使其周围粘附细粒的含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与成为热源的固体燃料系粉原料4(焦炭、无烟煤等)，用鼓式混合机进行混合、造粒。

又图2表示用于制造另一本发明理想模拟粒子结构的造粒流程例(方法B)。在本发明的方法B中，从鼓式混合机5的前端部分添加粗粒的铁矿石1和细粒含SiO₂的原料2(细粒的铁矿石、石英、蚊纹石、Ni炉渣等)从而一边形成模拟粒子一边从鼓式混合机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与固体燃料系粉原料4(焦炭、无烟煤等)进行混合、造粒。又，图3表示用于制造另一本发明理想模拟粒子结构的造粒流程例(方法C)。在本发明的方法C中，使鼓式混合机为多个的构成(本例中为2组)，一边从前端一侧的鼓式混合机5的前端部分添加粗粒的铁矿石1和细粒的铁矿石及含SiO₂原料2(细粒的石英、蛇纹石、Ni炉渣等)，形成模拟粒子一边从最尾端一侧的鼓式混合机5’的用虚线表示的前端部分或从用实线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与固体燃料系粉原料4(焦炭、无烟煤等)进行混合、造粒。当只添加石灰石系原料3时，只要在其后添加固体燃料系粉原料4(焦炭、无烟煤等)进行混合并进行第四层的造粒即可。石灰石系粉原料3及固体燃料系粉原料4通过使平均粒径为0.5mm以下、优选为0.25mm以下，从而容易粘附在第二层上，并能包覆其外表面。

采用本发明的方法A、方法B或方法C，以粗粒的铁矿石1为核，在其周围粘附细粒的铁矿石及含SiO₂原料2，还能在其周围粘附石灰石系粉原料3和作为热源的固体燃料系粉原料4(粉焦炭)，形成包覆造粒达三层以上的模拟粒子。由此，在由模拟粒子构成的烧结原料的烧结过程中，可抑制使CaO与SiO₂的反应放慢的、冷强度低的钙硅矿(CS)的生成，选择性地在烧结块表面上生成强度高的钙铁矿(CF)，向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿(He)、从而可稳定地制造微细气孔多、被还原性好的冷强度高的烧结矿。

又，本发明者，在改变本发明烧结用模拟粒子在全部烧结原料中的含有比例所情况下进行了烧结矿制造实验，测定该实验所得烧结矿的被还原性。将其结果的一例示于图20。

由此可知，如果本发明的烧结用模拟粒子原料占全部烧结原料的20％以上，则发挥比以往烧结矿提高被还原性的效果。

因此，在烧结作业中确保本发明的模拟粒子原料在烧结原料中占20％以上，从而进行烧结矿的制造必须提高被还原性，当被还原性为70％时，在总的烧结原料中，只要本发明烧结用模拟粒子原料的含有比例优选确保50％以上来制造烧结矿即可。

本发明烧结用模拟粒子原料的含有比例可如下调整。

(1)在历来造粒法制的烧结原料中添加另外制造的本发明的烧结用模拟粒子原料，使之达到必需的含有比例。

(2)在用鼓式混合机制造烧结用模拟粒子原料时，可通过调整石灰石系原料的添加时期，来调整必需的含有比例。

例如，如果提前在鼓式混合机中的添加时期，则本发明的烧结用模拟粒子原料的含有比例变低，如果把石灰石系原料的添加时期定在用鼓式混合机进行的造粒末期，则可提高本发明烧结模拟粒子原料的含有比例。

由此，可得到具有所希望的被还原性、反应性更好的烧结矿。

实施例

使用表2所示配合比例的烧结原料，用本发明图1所示的方法A把造粒的模拟粒子输送到德怀特-劳埃德式烧结机，装到烧结用小车上。为了比较，进行如下操作：采用把铁矿石、含SiO₂原料、石灰石系粉原料、焦炭粉同时混合的处理方法进行造粒，将造粒的模拟粒子输送到德怀特-劳埃德式烧结机，装到烧结用小车上。

然后，在烧结用小车上进行烧结，测定矿物组成、比表面积、被还原性。将由本发明法、历来法得到的结果示于表3。

如表3所示，通过采用本发明图1所示的方法A，在矿物组织中被还原性高的赤铁矿(He)增加，被还原性低的钙硅矿(CS)减少，另外由于因赤铁矿(He)所致的微细气孔的增加，导致比表面积也增加，被还原性比历来法提高15％。再者，此处，比表面积用Bet法(Brunner-Emmett-Teller method)测定，被还原性按JIS M8713标准测定。

又，同样地把使用本发明图2所示的方法B制造的模拟粒子输送到德怀特-劳埃德式烧结机，装在烧结用小车上。然后，进行烧结，测定生产率，落下强度(冷强度按JIS M8711标准测定)、被还原性。其结果发现：如图4所示，本发明图2所示的方法B，与历来法比较，被还原性JIS-RI增加约8％，生产率约提高0.19t/hr·m²，落下强度增加0.4％。

又，采用表2所示配合比例的烧结原料，把用本发明的3所示方法C进行造粒的模拟粒子输送到德怀特-劳埃德式烧结机、装在烧结用小车上。为了比较，进行如下操作：用把铁系原料、含SiO₂原料、石灰石系粉原料、焦炭粉同时混合的处理方法所进行造粒的模拟粒子输送到德怀特-劳埃德式烧结机、装在烧结机用小车上。

然后，进行烧结，测定生产率、落下强度(冷强度按JIS M8711标准测定)、被还原性。其结果发现，如图15所示，采用本发明的图3所示的方法C，从最后端一侧的鼓式混合机的后端部分添加石灰石系粉原料3和成为热源的固体燃料系粉原料4(焦炭、无烟煤等)时，与历来法比较，其被还原性JIS-RI约增加10％，生产率提高约0.19t/hr·m²，落下强度增加0.8％。另外，图14表示与历来法比较，采用本发明法所制造烧结矿的气孔径分布。气孔径分布采用由水银孔率计进行的水银压入方式求出。采用本发明法制造的烧结矿，成为还原气体流路的1μm以下的微细气孔部分增加，变成适合改善被还原性的气孔结构。

图10比较显示：以粗粒铁矿石为核矿，在其周围粘附细粒含SiO₂原料、再在其外侧粘附石灰石和作为热源的粉焦炭从而形成三层被覆的本发明法所得的模拟粒子结构与在模拟粒子内均匀混合了石灰石的历来法所得的模拟粒子结构。

由此看出，采用本发明法所得的模拟粒子，由于把石灰石包覆在外，其表面比历来法变得红白。为了确认在采用本发明法所得的模拟粒子表面上是否粘附有石灰石，用电子探针微量分析仪(EPMA)对被切开的模拟粒子的截面测定Ca和Fe分布，结果示于图11。由此可证实采用本发明法所得的模拟粒子，其表面确实包覆有石灰石。

将用EPMA测定本发明及历来法所得的模拟粒子的烧结体截面的结果示于图12。由于采用本发明法将石灰石包覆在外，可确认得到如前述图5所示的选择性地在烧结块表面上生成强度高的钙铁矿(CF)、向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿(Fe)的烧结结构。图13示出其烧结体的外观。由此可知，历来法所得烧结体成江米团状，而本发明的特征是烧结体接合成葡萄的絮状。

产生上利用的可能性

如以上说明，根据本发明的烧结原料的处理方法，用混合机将烧结原料混合、造粒时，以粗粒的铁矿石为核矿石，使其周围粘附不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的细粒铁矿石及含SiO₂原料后，再使之粘附石灰石系粉原料和作为热源的固体燃料系粉原料。为此，在采用德怀特-劳埃德式烧结机的烧结过程中，可抑制冷强度低的钙硅矿(CS)的生成，选择性地在烧结块表面上生成强度高的钙铁矿(CF)，向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿(He)，可高生产率地制造微细气孔多、被还原性好的冷强度高的烧结矿。

                            表1

	钙铁矿(CF)	赤铁矿(He)	钙硅矿(CS)	磁铁矿(Mg)
					被还原性(％)	34	50	3	27
拉伸强度(MPa)	102	49	19	58

                            表2

名称	配合比例(质量％)	粒度(mm)
			铁矿石(粗粒)	50	3.0
含SiO2原料(细粒)	36	1.0
			石灰石系粉原料	9	1.5
焦炭粉	5	0.8

                            表3

	矿物组成(质量％)				比表面积(m2/g)	被还原性(％)
							CF	He	CS	Mg
	本发明法	20.4	54.9	14.3							10.4	2.75	83.8
历来法					27.6	36.0	27.3	9.1	1.10	68.9

Claims (7)

1.一种烧结用模拟粒子原料，其特征在于：通过将铁矿石及含SiO₂原料从石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料中分离而制备模拟粒子，向不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的铁矿石及含SiO₂原料被覆石灰石系粉原料。

2.权利要求1记载的烧结用模拟粒子原料，其特征在于：前述铁矿石及含SiO₂原料是确保不与石灰石系粉原料反应的未熔融的铁矿石的量。

3.权利要求1或2记载的烧结用模拟粒子原料，其特征在于：固体燃料系粉原子与前述石灰石系粉原料一起被覆，或者被覆在前述石灰石系粉原料的更外层。

4.一种烧结用模拟粒子原料，其特征在于：作为制造高炉用烧结矿的烧结用模拟粒子原料，它具有以粗粒铁矿石为核的第一层；使不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料并且颗粒比前述粗粒铁矿石细的铁矿石以及含SiO₂原粒粘附，包覆在前述第一层外表面的第二层；还具有使石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料粘附而形成的第三层以上的层。

5.一种用烧结用模拟粒子原料制备的高炉用烧结矿，所述烧结用模拟粒子原料通过将铁矿石及含SiO₂原料从石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料中分离而制备模拟粒子，向不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料的铁矿石及含SiO₂原料被覆石灰石系粉原料。

6.权利要求5记载的高炉用烧结矿，其特征在于：选择性地使在烧结块表面生成强度高的钙铁矿CF，向烧结块内部生成被还原性高的赤铁矿He。

7.一种烧结用模拟粒子原料的制造方法，其特征在于：作为使用下方吸引的德怀特-劳埃德式烧结机制造高炉用烧结矿的工艺的前处理，在将由铁矿石、含SiO₂原料、石灰石系粉原料及固体燃料系粉原料组成的烧结原料进行造粒时，以粗粒铁矿石为核，使其周围粘附不含石灰石系粉原料和固体燃料系粉原料并且颗粒比前述粗粒铁矿石细的铁矿石以及含SiO₂原粒，造粒形成第二层后，作为第三层以后，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成为热源的固体燃料系粉原料，造粒形成三层以上的被覆的模拟粒子。

Images