JP6767519B2 - ペレット鉱、その製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は焼結鉱石粉末の技術分野に関し、特にペレット鉱、その製造方法及び製造装置に関する。

ペレット鉱と焼結鉱は、溶鉱炉製鉄の主原材料である。焼結鉱は、各種粉末状態の鉄含有原材料を一定割合の燃料とフラックスと配合させ、良く混合して顆粒化した後、焼結機での焼結を通して得られる。焼結用鉄鉱石粉末は相対的に粗い粒度であり、粒度に対する要件が相対的に低く、複数種類の鉱石粉末を使用しても良い。ペレット鉱の生産は、原材料に対する要件が高く、要求ペレット原料が一定の粒度及び粒度組成、適切な水分、均一な化学組成を有することが求められている。焼結粉末と比べて、通常のペレット粉末は粉砕精鉱粉末であり、高品位で、微粒子で、有害成分の含有量が低い。そのため、ペレット原材料の種類が少なく、産量が低く、価格が高い。

焼結鉱と比べて、ペレット鉱の冷蔵品質、生産プロセスの環境性能は焼結より良い。焼結鉱は、強度が低く、戻り率が高く、製造工程での排気ガスの大量化、高塵濃度、多量の粉塵、ダイオキシンなどの汚染物質を発生する。また、焼結プロセスのエネルギー消費はペレットプロセスの２倍以上である。ペレット鉱生産プロセスの排気量は低く、生産過程のダイオキシンなどの汚染物質も非常に少なく、プロセスのエネルギー消費が低く、粉塵の量が低い。深刻な地球環境保護の要求に伴い、ペレットプロセスの開発、ペレットの生産と使用は増える傾向である。ペレット鉱を開発するために、まずは充分な費用対効果の高い鉱石粉末資源が必要だが、現在、世界のペレット鉱粉末が限られており、その価格は比較的高く、世界中の鉄鋼会社がペレットプロセスを開発することが困難になっている。

これらを考慮して、本発明はペレット鉱、その製造方法及び製造装置を提供し、より実用的な使用に適するように焼結鉱石粉末を用いてペレット鉱を製造することができる。

上述した第一の目的を達成するために、本発明が提供するペレット鉱の技術方法は以下のようである。
本発明が提供するペレット鉱の各成分の質量百分率含有量は、ＴＦｅ：６２.１%〜６５.８２%、ＦｅＯ：０.２%〜０.５８%、ＳｉＯ_２：１.９０%〜５.９７%、ＣａＯ：０.１７%〜３.２３%、ＭｇＯ：０.１８%〜０.５２%、Ａｌ_２Ｏ_３：０.５８%〜２.６６%、ＣａＯとＳｉＯ_２の質量比：０.０３５〜１.３１を含み、
そして、
ＳｉＯ_２の質量百分率含有量＜３.０%である際に、ＣａＯとＳｉＯ_２の質量比≧１.０である。上述した第二の目的を達成するために、本発明提供するペレット鉱の製造方法の技術方法は以下のようである。

本発明が提供するペレット鉱の製造方法は以下のステップを含む：
焼結鉱石粉末を粉砕し、所定のパラメータを有する粉砕焼結粉末を得る；
ペレット粉末および/またはホウ素含有ペレット粉末、前記粉砕焼結粉末を配合し、精鉱粉末を得る；
前記精鉱粉末にバインダーを加え、中間混合物を得る；
前記中間混合物が順次に球状化と焙焼過程を経た後、前記ペレット鉱を得る。
さらに、前記ペレット鉱は酸性ペレット鉱である。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記精鉱粉末にバインダーを加え、中間生成物が得られるステップは、前記精鉱粉末にカルシウム含有フラックスを加えるステップを含む。
さらに、前記ペレット鉱はフラックスペレット鉱と自溶性ペレット鉱である。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記焼結鉱石粉末は、バルカ粉末、ＰＢ粉末、マイク粉末、ニューマン粉末、ヤンググラウンド粉末、ＦＭＧ粉末、ブラジル焼結粉末、南アフリカ粉末、インド粉末からなる群から選ばれるいずれかの１つ又は複数の混合物である。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記粉砕焼結粉末は、粒径≦７４μｍの顆粒の質量百分率含有量＞８０%であり、粒径≦４４μｍの顆粒の質量百分率含有量＞６０%である。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記精鉱粉末にバインダーとカルシウム含有フラックスを加え、中間混合物が得られたときに、前記精鉱粉末、バインダー、カルシウム含有フラックスの間の質量比の値の範囲は（９９.５〜９２.５）：（０〜１.５）：（０〜６）である。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記方法は前記精鉱粉末、バインダー、カルシウム含有フラックスを混合するステップをさらに含む。
さらに、前記精鉱粉末、バインダー、前記フラックスを混合する過程は、液体媒質を通して実現し、前記液体媒質は水である。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記球状化継続時間の範囲は８ｍｉｎ〜１１ｍｉｎである。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記球状化と焙焼過程の間に、粒径の範囲が９ｍｍ〜１６ｍｍのグリーンペレットを選別するステップをさらに含む。
本発明が提供するペレット鉱の製造方法において、前記焙焼のプロセスは以下のステップを含む：
送風乾燥（温度の範囲は２５０℃〜３５０℃、継続時間の範囲は２ｍｉｎ〜３ｍｉｎ）；
換気乾燥（温度の範囲は４００℃〜５５０℃、継続時間の範囲は４ｍｉｎ〜５ｍｉｎ）；
予熱（温度の範囲は８００℃〜１０００℃、継続時間の範囲は６ｍｉｎ〜１０ｍｉｎ）；
焙焼（温度の範囲は１２６０℃〜１３００℃、継続時間の範囲は７ｍｉｎ〜１２ｍｉｎ）；
均熱（温度の範囲は１１００℃〜１１５０℃、継続時間の範囲は２ｍｉｎ〜３ｍｉｎ）；
冷却（前記冷却により、温度の範囲は≦１５０℃に下がる）。

上述した第三の目的を達成するために、本発明が提供するペレット鉱の製造装置の技術方法は以下のようである。
本発明が提供するペレット鉱の製造装置は、研磨装置、容器、球状化装置、焙焼システムを含み、
前記研磨装置は、焼結鉱石粉末の粉砕に用いられ、所定のパラメータを有する粉砕焼結粉末を得る；
前記容器は、ペレット鉱および/またはホウ素含有鉱石粉末の容置に用いられ、前記粉砕焼結粉末は配合を通して精鉱粉末を得る；前記精鉱粉末にバインダーを加えた後、中間混合物を得る；
前記球状化装置は、前記中間生成物のペレット化に用いられ、ペレット状の中間生成物を得る；
前記焙焼システムは、前記ペレット状中間生成物の焙焼過程に用いられ、前記焙焼過程を経て、前記ペレット鉱を得る。
本発明が提供するペレット鉱の製造装置において、前記中間混合物は、カルシウム含有フラックスをさらに含む。
本発明が提供するペレット鉱の製造装置において、前記製造装置は第一篩、第二篩をさらに含み、前記第一篩の篩孔直径は７４μｍであり、前記第二篩の篩孔直径は４４μｍである。
さらに、前記第二篩は、前記第一篩の下側に配置される。
本発明が提供するペレット鉱の製造装置において、前記製造装置は第三篩をさらに含み、前記第三篩の孔径の範囲は９ｍｍ〜１６ｍｍ、前記第三篩は粒径の範囲が９ｍｍ〜１６ｍｍのグリーンペレットを選別するために用いられる。
本発明が提供するペレット鉱の製造装置において、前記製造装置は時計をさらに含み、前記時計は球状化および/または焙焼過程の各時間区間を計測する。
本発明が提供するペレット鉱の製造装置において、前記製造装置は温度制御装置をさらに含み、前記温度制御装置は焙焼システムの温度を調整する。

本発明が提供するペレット鉱は焼結鉱石粉末の焼結を通して得たものであり、品質が良くなく、環境コストが比較的に高い焼結用鉱石粉末を用いて、品質が良く、環境コストが比較的に低いペレット鉱を得ることで、冶金業界の環境対応にシンプルで有利な方法を創造した。

本発明が提供するペレット鉱の製造方法及び製造装置によれば、本発明が提供するペレット鉱を得ることができ、品質が良く、環境コストが比較的高い焼結用鉱石粉末を用いて、品質が良く、環境コストが比較的に低いペレット鉱を得ることで、冶金業界の環境対応にシンプルで有利な方法を創造した。

以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読むことにより、当業者には様々な他の利点および利点が明らかになる。図面は、好ましい実施形態を例示する目的であり、本発明の限定するものではない。そして、図面において、同一の符号で同一の構成要素を示す。図面において、
本発明の実施例が提供するペレット鉱の製造方法のフローチャートである。 本発明の実施例が提供するペレット鉱の製造方法過程における物質変化のフローチャートである。 本発明の実施例が提供するペレット鉱の製造方法において焙焼過程に関するフローチャートである。 本発明の実施例が提供するペレット鉱の製造装置において各設備の間の連結関係を示す図である。 焼結鉱の実物写真図である。 本発明の実施例が提供する製造方法と製造装置により得たペレット鉱の実物写真図である。

本発明は従来技術に存在する問題を解決するために、ペレット鉱、その製造方法及び製造装置を提供し、より実用的な使用に適するように焼結鉱石粉末を用いてペレット鉱を製造することができる。

本発明が予定の発明目的を達成するために採用した技術的手段及び有効性をさらに説明するために、図面及び好ましい実施例を用いて、本発明によるペレット鉱、その製造方法及び製造装置、その具体的な実施形態、構造、特徴及びその有効性について、詳細に説明する。以下の説明において、異なる「一実施例」または「実施例」が必ずしも同じ実施例を指すことではない。また、一つ以上の実施例における特定の特徴、構造、または特性は、任意の適切な形式で組み合わせることができる。

本明細書において、用語「および/または」は、関連する対象の関連関係を説明するものであり、3つの関係があることを示します。例えば、Aおよび/またはB、具体的な理解としては、同時にAとBを含むことでも良く、Aのみ存在することでも良く、Bのみ存在することでも良く、上述した3つの条件のいずれかを持つことができる。

[実施例１]
バルカ（Barca）鉱石粉末を粉砕し、粉砕バルカ鉱石粉末を得た。なお、粉砕バルカ鉱石粉末において、粒径≦７４μｍの顆粒の質量百分率含有量は≧８０%であり、粒径≦４４μｍの顆粒の質量百分率含有量は＞６０%である。粉砕バルカ鉱石粉末の精鉱粉末９９.０ｋｇを取り、それに０.６ｋｇのベントナイトをバインダーとして加え、３.３ｋｇ消石灰をカルシウム含有フラックスとして、水を液体媒質として混合し、中間生成物を得た。なお、この中間生成物において、水分質量百分率含有量は７.０%である。前記中間生成物をディスクペレタイザー内に置いてペレットを製造した。球状化時間は１０ｍｉｎ継続し、そして、粒径が９ｍｍ〜１６ｍｍであるグリーンペレットを選別し、焙焼カップ内で焙焼過程を完了させ、ペレット鉱を得た。なお、焙焼過程は以下を含む：まず、グリーンペレットを送風乾燥する（温度は３２０℃、持続時間は３分間）。続いて、換気乾燥する（温度は４５０℃、持続時間は５分間）。続いて、予熱する（温度は１０００℃、持続時間は６分間）。続いて、焙焼する（温度は１２９０℃、持続時間は１０分間）。続いて、均熱する（温度は１１５０℃、持続時間は３分間）。均熱後のペレットを空気で１５０℃まで冷却する。

ペレット鉱において、各成分質量百分率含有量は以下のようである。ＴＦｅ：６３.４６%、ＦｅＯ：０.５６%、ＳｉＯ_２：２.３２%、ＣａＯ：２.７６%、ＭｇＯ：０.２７%、Ａｌ_２Ｏ_３：２.０１%、ＣａＯとＳｉＯ_２の質量比は１.１９。

前記ペレット鉱の耐圧強度は２８７９Ｎ/Ｐ、ドラム指数は９３.２%、還元膨張率は１７.２%、還元度は７３.５%である。

表１ 実施例１-１８提供するペレット鉱において、各成分質量百分率含有量及びその他指標

そして、品質が合格したペレット鉱の指標要求は、耐圧強度＞２４００Ｎ、還元膨張率＜２０%である。本発明の上述した実施例１〜１８を総合的に考えると、本発明の上述した実施例１〜１８はすべて上記指標要求を満たしていることが明らかとなる。そのため、本発明の実施例１〜１８を採用して得たペレット鉱の品質は合格である。

表２ 実施例１〜１８が提供するペレット鉱の製造方法の操作パラメータ

表２の継続

そして、赤鉄鉱（化学式はＦｅ_２Ｏ_３）焼結粉末は単独で使用しても良く、異なる割合の磁鉄鉱（化学式はＦｅ_３Ｏ_４）ペレット粉末と配合して使用しても良い。褐鉄鉱の（化学式はＦｅ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ）焼結粉末を含有すると、５０〜９０%磁鉄鉱ペレット粉末または赤鉄鉱（化学式はＦｅ_２Ｏ_３）焼結粉末または５〜１０%ホウ素含有ペレット粉末と配合する。

図５と図６を参照されたい。そして、図５に示すのは焼結鉱であり、図５に示すように、焼結鉱の外観は不規則な多孔形状構造である；図６に示すのはペレット鉱であり、図６に示すように、ペレット鉱の外観は規則な円形構造である。

[実施例１９]
図４に示すように、本発明の実施例１９が提供するペレット鉱の製造装置は研磨装置、容器、球状化装置、焙焼システムを含む。研磨装置は、焼結鉱石粉末の粉砕に用いられ、所定のパラメータを有する粉砕焼結粉末を得る；容器は、ペレット鉱および/またはホウ素含有鉱石粉末の容置に用いられ、粉砕焼結粉末は配合を経て精鉱粉末を得る；精鉱粉末にバインダーを加えた後、中間混合物を得る；球状化装置は、中間生成物のペレット化に用いられ、ペレット状の中間生成物を得る；焙焼システムは、ペレット状中間生成物の焙焼過程に用いられ、焙焼過程を経て、ペレット鉱を得る。この場合、中間混合物にカルシウム含有フラックスを添加しなかったため、得られたペレット鉱は酸性ペレット鉱である。一般的に、ＣａＯとＳｉＯ_２の質量比が≦０.６のペレット鉱を酸性ペレット鉱として定義する。

そして、中間混合物は、カルシウム含有フラックスをさらに含む。この場合、カルシウム含有フラックスは通常消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）または石灰岩（ＣａＣＯ_３）を選択し、得られた完成品ペレット鉱はフラックスペレット鉱または自溶性ペレット鉱である。一般的に、ＣａＯとＳｉＯ_２の質量比が＞０.６のペレット鉱をフラックスペレット鉱として定義する；そして、ＣａＯとＳｉＯ_２の質量比が０.８〜１.２であるペレット鉱は自溶性ペレット鉱である。

そして、本発明の実施例１３が提供するペレット鉱の製造装置は第一篩、第二篩をさらに含む。第一篩の篩孔直径=７４μｍ、第二篩の篩孔直径=４４μｍである。この場合、第一篩の上に残された顆粒は粒径＞７４μｍと判断され、第一篩を通過できる顆粒は、粒径≦７４μｍと判断される。さらに、第二篩の上に残された顆粒は粒径＞４４μｍと判断され、第二篩を通過できる顆粒は粒径≦４４μｍと判断される。この場合、粒径が孔径より小さい顆粒は順調に第一篩および/または第二篩を通過することを保証するために、シェーカー設備を設置することもできる。前記シェーカー設備は第一篩および/または第二篩を水平方向で振動させ、第一篩および/または第二篩の上にある顆粒がすべての角度で篩孔と接触することができ、顆粒と第一篩および/または第二篩の接触角度の脱臼により発生する誤った遮断を防ぐ。また、篩孔孔径に近い顆粒が篩の上部表面に大量分布することにより発生する篩孔の閉鎖を防ぐために、第一攪拌機構および/または第二攪拌機構を設置することもできる。前記第一攪拌機構は第一篩の上部表面を攪拌し、前記第二攪拌機構は第二篩の上部表面を攪拌する。これにより、第一篩の上部表面および/または第二篩の上部表面を直接カバーする顆粒が活動状態になり、第一篩および/または第二篩の選別効率をさらに向上する。

そして、第二篩は第一篩の下側に配置される。この場合、第一篩の篩孔の孔径＞第二篩の篩孔の孔径であるため、第一篩から濾過される粒径≦第一篩孔径の顆粒が直接第二篩の上部表面に落ち、容器がなくても第二篩の上部表面まで移送できる。これにより、技術方法がさらにシンプルになり、操作もさらに便利になる。

そして、本発明の実施例１３が提供するペレット鉱の製造装置は第三篩をさらに含む、第三篩の孔径の値の範囲は９ｍｍ〜１６ｍｍであり、第三篩は粒径値の範囲が９ｍｍ〜１６ｍｍのグリーンペレットを選別する。

そして、本発明の実施例１９が提供するペレット鉱の製造装置は時計をさらに含む。時計は球状化および/または焙焼過程の各時間区間を計測する。この場合、球状化および/または焙焼過程の時間の制御がさらに精確になる。また、球状化時間をさらに容易に制御するために、アラームを設置することも可能である。球状化時間が予定時間になると、アラームは自動的にアラートを出すが、アラートは、ブザー、ライト、ショートメッセージ、QQのメッセージ、音声メッセージ、微信のメッセージから選ばれる一つ以上で良い。

第三篩で選別されたグリーンペレットを自動的に焙焼システムまで移送するために、転送機構を設置することもできる。グリーンペレットを前記転送機構により自動的に焙焼システムまで移送することにより、操作はさらに便利で快適になる。

そして、本発明の実施例１９が提供するペレット鉱の製造装置は温度制御装置をさらに含み、温度制御装置は焙焼システムの温度を調整する。この場合、焙焼過程の各段階の温度はさらに正確に制御され、これにより、試験結果がさらに正確になる。

本発明の好ましい実施例を説明したが、本分野内の技術者が基本創造性の概念を承知すれば、これらの実施例に対して他の変更や修正をすることも可能である。そのため、本請求項は好ましい実施例及び本発明範囲内の全ての変更や修正を含むように解析される。

本分野内の技術者は、本発明の精神および範囲から逸脱しなければ、本発明に対して様々な変更および変形を行うことができることは明らかである。従って、本発明は、本発明の変更及び修正を含むことが意図されている。

Claims (9)

1. 質量百分率で、ＴＦｅ：６２.１%〜６５.８２%、ＦｅＯ：０.２%〜０.５８%、ＳｉＯ _２ ：１.９０%〜５.９７%、ＣａＯ：０.１７%〜３.２３%、ＭｇＯ：０.１８%〜０.５２%、Ａｌ _２ Ｏ _３ ：０.５８%〜２.６６%、ＣａＯとＳｉＯ _２ の質量比：０.０３５〜１.２５１を含み、
   そして、ＳｉＯ _２ の質量百分率含有量＜３.０%であると、ＣａＯとＳｉＯ _２ の質量比≧１.０であることを特徴とするペレット鉱の製造方法であって、
   焼結鉱石粉末を粉砕し、所定のパラメータを有する粉砕焼結粉末を得るステップと、
   ペレット粉末および/またはホウ素含有ペレット粉末、前記粉砕焼結粉末を配合し、精鉱粉末を得るステップと、
   前記精鉱粉末にバインダーを加え、水を液体媒質として混合し、水分質量百分率含有量が７.０％〜７.４％である中間混合物を得るステップと、
   前記中間混合物が順次に球状化と焙焼過程を経た後、前記ペレット鉱を得るステップと、
   を含むことを特徴とするペレット鉱の製造方法。
2. 前記ペレット鉱は酸性ペレット鉱であることを特徴とする請求項１に記載のペレット鉱の製造方法。
3. 前記精鉱粉末にバインダーを加え、中間混合物が得られるステップは、前記精鉱粉末にカルシウム含有フラックスを加えるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のペレット鉱の製造方法。
4. 前記ペレット鉱はフラックスペレット鉱と自溶性ペレット鉱であることを特徴とする請求項３に記載のペレット鉱の製造方法。
5. 前記焼結鉱石粉末は、バルカ粉末、ＰＢ粉末、マイク粉末、ニューマン粉末、ヤンググラウンド粉末、ＦＭＧ粉末、ブラジル焼結粉末、南アフリカ粉末、インド粉末からなる群から選ばれるいずれかの１つ又は複数の混合物であることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のペレット鉱の製造方法。
6. 前記粉砕焼結粉末において、
   粒径≦７４μｍの顆粒の質量百分率含有量＞８０%であり、
   粒径≦４４μｍの顆粒の質量百分率含有量＞６０%であることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のペレット鉱の製造方法。
7. 前記精鉱粉末にバインダーとカルシウム含有フラックスを加え、中間混合物が得られたときに、
   前記精鉱粉末、バインダー、カルシウム含有フラックスの間の質量比の値の範囲は（９９.５〜９２.５）：（０〜１.５）：（０〜６）であることを特徴とする請求項３に記載のペレット鉱の製造方法。
8. 前記精鉱粉末、バインダー、カルシウム含有フラックスを混合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のペレット鉱の製造方法。
9. 質量百分率で、ＴＦｅ：６２.１%〜６５.８２%、ＦｅＯ：０.２%〜０.５８%、ＳｉＯ _２ ：１.９０%〜５.９７%、ＣａＯ：０.１７%〜３.２３%、ＭｇＯ：０.１８%〜０.５２%、Ａｌ _２ Ｏ _３ ：０.５８%〜２.６６%、ＣａＯとＳｉＯ _２ の質量比：０.０３５〜１.２５１を含み、
   そして、ＳｉＯ _２ の質量百分率含有量＜３.０%であると、ＣａＯとＳｉＯ _２ の質量比≧１.０であることを特徴とするペレット鉱の製造装置であって、研磨装置、容器、球状化装置、焙焼システムを含み、
   前記研磨装置は、焼結鉱石粉末を粉砕し、所定のパラメータを有する粉砕焼結粉末を得るために用いられ、
   前記容器は、ペレット鉱および/またはホウ素含有鉱石粉末、前記粉砕焼結粉末を配合して得られた精鉱粉末；及び前記精鉱粉末にバインダーを加え、水を液体媒質として混合して得られた水分質量百分率含有量が７.０％〜７.４％である中間混合物を収容するために用いられ、
   前記球状化装置は、前記中間混合物を球状化し、球状の中間混合物を得るために用いられ、
   前記焙焼システムは、前記ペレット状中間混合物の焙焼過程に用いられ、前記焙焼過程を経て、前記ペレット鉱を得、
   前記製造装置は、第一篩、第二篩をさらに含み、
   前記第一篩の篩孔直径は７４μｍであり、前記第二篩の篩孔直径は４４μｍであり、前記第二篩は、前記第一篩の下側に配置されることを特徴とするペレット鉱の製造装置。