TWI468522B - 燒結用造粒原料的製造方法、其製造裝置以及高爐用燒結礦的製造方法 - Google Patents

Description

燒結用造粒原料的製造方法、其製造裝置以及高爐用燒結礦的製造方法

本發明是有關於一種用於維-勞氏(Dwight Lloyd)燒結機的燒結用造粒原料的製造方法、其製造裝置以及燒結礦的製造方法。

先前，於裝入至高爐內的燒結礦的製造過程中，以規定量調配粉狀的鐵礦石與其他原料並且於水分的存在下進行混合、造粒，然後將該造粒原料裝入至燒結機中進行燒結。於此處的造粒時，調配原料因水分而凝聚並且成為準粒子(quasi particle)。藉由將該準粒子裝入至燒結機中，可確保燒結機上的透氣，從而使燒結順利地進行。

近年來，燒結用鐵礦石顯著存在由於高品質鐵礦石的枯竭所造成的低品質化，例如礦渣成分的增加或微粉化的傾向，而令人擔心由於氧化鋁含量的增大、微粉比率的增大所引起的造粒性的下降。另一方面，就降低高爐內的熔鐵製造成本或降低CO₂產生量這一觀點而言，作為高爐內所使用的燒結礦，需要低礦渣比、高被還原性、高強度的燒結礦。

業界已提出有如下的技術：於如圍住燒結用鐵礦石的狀況下，先使用被稱為團粒料(pellet feed)的團粒用高品質鐵礦石即難造粒性的微粉鐵礦石，以製造高品質的燒結礦。例如，此種先前技術之一有混合團粒燒結(Hybrid pelletized Sinter)法(以下，稱為「HPS」)。該技術是欲藉 由使用圓筒混合機與製粒機對大量地含有如團粒料般的微粉鐵礦石的調配原料進行造粒，而製造低礦渣比、高被還原性的燒結礦的技術(專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4、專利文獻5)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特公平2-4658公報

[專利文獻2]日本專利特公平6-21297公報

[專利文獻3]日本專利特公平6-21298公報

[專利文獻4]日本專利特公平6-21299公報

[專利文獻5]日本專利特公平6-60358公報

但是，若對大量地含有作為團粒料的微粉鐵礦石的調配原料進行造粒，則存在如下的問題：因微粉鐵礦石優先吸收水分，故微粉彼此凝聚，而生成含有大量微粉鐵礦石的結合強度弱的粗大的準粒子。可認為其原因在於：如團粒料般的微粉鐵礦石若潤濕性相同，則比表面積越大的細粒，越容易吸收水分，且於粉體間容易保持許多水分。

若生成結合強度弱的粗大的準粒子，則如圖1之(a)所示，粒徑不一致且粒度分布擴大，因此朝燒結機上填充時變成稠密的填充構造，容積密度變大。而且，此種結合強度弱的粗大的準粒子於裝入至燒結機的托板上時所形成的準粒子填充層中被壓縮而容易變形，因此該原料填充層的空隙率下降，進而導致透氣性的惡化而成為燒結機作業的阻礙因素，另外，亦存在如下的問題，即不得不增加作 為用於造粒的黏合劑的生石灰的使用量，而導致燒結礦製造成本增大。

針對此種問題，已知較佳為採用預備造粒技術。例如，於日本專利第2790008號中揭示有如下的燒結原料的事前處理方法：當對粒徑0.5mm以下的部分為30wt%以上的燒結原料進行造粒時，事先不實質性地碎裂該原料而一面賦予剪切力一面進行混合，且於該混合時使燒結原料的含水量變成6.5%~10.0%。

此使用內置有高速攪拌葉片的混合機的方法是如下的技術：不將鐵礦石粉碎裂，藉由施加剪切力、及促進水分的均一化與吸收水分朝粒子表面的滲出，而謀求粒度分布的均一化。但是，於使用內置有高速攪拌葉片的混合機的方法中，存在必須對裝入至混合機中的所有調配原料實施該處理而導致設備規模變大的問題，另外，若欲提昇處理速度、縮短滯留時間，則存在無法充分地確保水分均一化所需的時間的問題。進而，當於不進行碎裂而一面賦予剪切力一面進行混合後實施造粒時，亦存在細粒或微粉彼此再次凝聚而成為結合強度弱的粗大的準粒子的情況，上述問題的解決並不充分。

本發明提出如下的技術：於造粒時，即便於使用難造粒性的微粉鐵礦石的情況下，亦阻止細粒或微粉凝聚而成為含有大量微粉鐵礦石的結合強度弱的粗大的準粒子，並對以核粒子為中心的大小均一的準粒子進行造粒。

即，如圖1之(b)所示，本發明提出如下的燒結用造粒原料的製造方法與用於該製造方法的裝置：當將構造為於核粒子的周圍附著有粉、粒徑比較一致、且粒度分布狹小的準粒子裝入至燒結機的托板上時，顯示良好的透氣性。進而，本發明提出如下的技術：藉由使用此種燒結用造粒原料來製造燒結礦，而改善燃燒效率或熔液生成條件，由此實現燒結礦的強度的提昇或生產性的提昇，藉此可謀求熔鐵製造成本的降低或來自高爐的CO₂產生量的降低。

發明者等人的目標是克服如下的問題：於對含有難造粒性的微粉鐵礦石粉的調配原料進行造粒的步驟中，細粒或微粉凝聚而產生結合強度弱的粗大的準粒子，且具有大的粒度分布，由此於燒結機的作業時，導致托板上的原料填充層的透氣性惡化。作為用於克服該問題的方法，於本發明中成功地開發出如下的方法：一面選擇性地碎裂粒徑大的準粒子一面繼續造粒，藉此阻止結合強度弱的粗大的準粒子產生，從而製造粒徑比較一致且粒度分布小的準粒子。

於本發明中，以於造粒中產生的結合強度弱的粗大的準粒子為對象並將其選擇性地碎裂。即，於盤式製粒機內調配原料呈旋渦狀地轉動並滯留，許多粗大的粒子偏向存在於旋渦中心的表層附近，因此於該位置配設具備攪拌葉片的小型碎裂機，將已粗粒化的準粒子選擇性地碎裂。經碎裂的微粉於該盤式製粒機內直接被再次造粒，而成為理 想的形態的準粒子來作為燒結用造粒原料。

首先，本發明提出一種燒結用造粒原料的製造方法，其包括將水分添加至調配原料中後利用圓筒混合機進行混合的混合步驟、及藉由利用盤式製粒機對混合後的調配原料進行造粒來製成準粒子的造粒步驟，其特徵在於：於上述造粒步驟中，一面將位於滯留在盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部的粗大的準粒子碎裂，一面進行造粒。

其次，本發明提出一種燒結用造粒原料的製造裝置，其包括保持成可以30°~70°的傾斜角度旋轉的盤式製粒機、及配設於該盤式製粒機內的碎裂機，其特徵在於：該碎裂機具有碎裂葉片及一面將偏向存在於滯留在該盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部的粒徑10mm以上的準粒子碎裂，一面進行造粒的機構，上述碎裂葉片在與盤式製粒機的盤底面大致平行的面內與盤式製粒機反方向地旋轉，並且可在相對於該盤底面垂直的方向上昇降，且可在與該盤底面平行的方向上移動。

繼而，本發明提出一種高爐用燒結礦的製造方法，其包括將水分添加至調配原料中後利用圓筒混合機進行混合的混合步驟、藉由利用盤式製粒機對混合後的調配原料進行造粒來製成準粒子的造粒步驟、以及將使焦炭粉附著於該準粒子而獲得的燒結原料裝入堆積在維-勞氏燒結機的托板上後進行煅燒的燒結步驟，其特徵在於：於上述造粒步驟中，於利用盤式製粒機進行造粒時，一面將位於調配原料轉動層的表層部的粗大的準粒子碎裂，一面進行造粒。

本發明的更佳的解決方法如下：(1)於上述造粒步驟後，設置使焦炭粉附著於經過該步驟製造而成的準粒子上來製成燒結用造粒原料的步驟；(2)上述準粒子是偏向存在於滯留在盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部的粒徑10mm以上的粒子；(3)上述準粒子是偏向存在於滯留在盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部的粒徑8mm以上的粒子；(4)上述碎裂是藉由面向滯留在盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部而配設，且可在相對於盤式製粒機的底面垂直的方向上昇降的碎裂機來進行；(5)上述碎裂是利用具備碎裂葉片的碎裂機來進行，該碎裂葉片在與盤式製粒機的底面大致平行的面內旋轉，可在相對於該底面垂直的方向上昇降，且在上述調配原料轉動層的表層部的位置處與盤式製粒機的旋轉方向反方向地旋轉；(6)上述碎裂機可調整碎裂葉片的旋轉面的位置與盤式製粒機的盤底面的間隔；(7)根據調配原料粉的粒度或成分、調配量、造粒用水分等的變動來使上述碎裂葉片與盤式製粒機的盤底面平行地移動，從而進行上述碎裂；(8)上述碎裂是藉由利用來自碎裂機的按壓力壓碎粗大的準粒子來進行。

(1)根據本發明，可大量地使用如團粒料般的高品質 且難造粒性的微粉鐵礦石作為燒結用鐵礦石，可有利地製造低礦渣比且高被還原性、高強度的燒結礦。因此，於高爐作業中，可減少裝入至爐內的焦炭粉的使用量。其結果，可大幅度削減來自高爐的CO₂產生量，並且可期待生產性的提昇。而且，由於高爐內的礦渣產生量減少，而可減輕對於環境的負荷。

(2)另外，根據本發明，可提高所製造的成品燒結礦的強度，並且可提昇良率，因此可減少焦炭粉使用量。另外，因調配原料中的焦炭粉的使用量變少，故可減少製造燒結礦時的CO₂產生量。

進而，根據本發明，可削減微粉原料的造粒時所使用的生石灰(黏合劑)的使用量，因此可降低燒結礦的製造成本。

圖2之(a)、(b)是表示準粒子的構造的圖，圖2之(c)是表示一般的燒結用造粒原料製造製程的流程的圖。如該圖所示，首先使自調配槽1中切出的作為調配原料的鐵礦石粉及副原料粉於圓筒混合機2中混合。其後，將所混合的調配原料輸送至盤式製粒機3中進行造粒處理。於混合步驟及造粒步驟中分別添加水分，並以成為規定的造粒水分的方式進行調整，從而獲得規定的準粒子。

圖2之(a)表示使用團粒料時所形成的準粒子之中，含有大量微粉鐵礦石的結合強度弱的粗大的準粒子的例子，該準粒子是鐵礦石的細粒或微粉彼此經由水分凝聚而 成的準粒子。於盤式製粒機3內，調配原料呈旋渦狀地轉動並滯留，許多上述粗大的準粒子偏向存在於旋渦中心的表層附近。其是由以下現象所引起的：藉由轉動粒子彼此的篩分效應(滲濾(percolation))，細粒朝下層偏析，粗粒朝上層偏析。

相對於此，圖2之(b)是於核粒子的周圍附著有粉的構造的粒徑比較一致的準粒子的例子，其為本發明的目標。與前者的準粒子相比，後者的準粒子通常強度更大且粒徑更一致。

本發明的特徵在於：於利用盤式製粒機3的造粒步驟中，針對位於滯留在該盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部的經粗粒化的粒子，即，對於細粒及/或微粉彼此經由水分凝聚而成的上述準粒子，將固定的大小以上的準粒子於該盤式製粒機內碎裂。例如，使用碎裂機，一面將於滯留在該盤式製粒機3內的調配原料轉動層的表層部出現的粒徑為10mm以上，較佳為8mm以上的粗大的準粒子在該些準粒子所聚集的調配原料轉動層的表層部加以碎裂，一面繼續進行造粒(以下，有時略記為「碎裂造粒」)。其結果，細粒或微粉彼此凝聚而粗粒化的準粒子因不具有核粒子，故強度小，因此可比較容易地碎裂(壓碎)。

如此，於盤式製粒機內容易地將含有大量微粉鐵礦石的結合強度弱的粗大的準粒子碎裂並再次進行造粒，而獲得如圖2之(b)所示的粒子強度大、粒度分布小且粒徑一致的準粒子。再者，於該準粒子的表面，進而利用其他圓 筒混合機4來塗佈焦炭粉等固體燃料或視需要而使用的副原料，從而獲得作為燒結礦製造用的原料的燒結用造粒原料。

為了上述碎裂造粒，本發明中，於上述粗粒準粒子產生並偏向存在的盤式製粒機3內的調配原料轉動層的表層部這一部位，配設具備後述的碎裂葉片的碎裂機，使其碎裂葉片旋轉，理想的是一面僅碎裂該粗大的準粒子，一面進一步繼續造粒，而製成粒徑適宜的準粒子。於此情況下，一面向逆時針旋轉的盤式製粒機3中添加造粒用水分一面對調配原料進行造粒，此時，於該盤式製粒機內，一面利用碎裂機的碎裂葉片將上述粗大的準粒子碎裂一面進行再造粒處理的結果，製造出粒徑比較一致的準粒子。以上述方式生成的準粒子自盤式製粒機3中溢出並被排出至帶式輸送機上。如此，於本發明中，粗大的準粒子由碎裂機碎裂，經碎裂的細粒或微粉不久附著於核粒子上而再次造粒成準粒子。

如上所述，成為碎裂造粒的對象的含有大量微粉鐵礦石的粗大的準粒子是高水分的細粒或微粉彼此凝聚而粒狀化的粒徑變大的準粒子，因強度弱，故可容易地碎裂。當將此種結合強度弱的粗大的準粒子以固定的層厚堆積於燒結機的托板上時，該準粒子受到負荷(壓縮力)而被壓碎，成為空隙率小的填充構造的燒結造粒原料層。其結果，托板上的造粒原料填充層變成透氣性差的造粒原料填充層，而成為燒結機的作業阻礙因素。

關於該點，根據本發明，一面使用碎裂葉片4a將偏向存在於滯留在盤式製粒機3內的調配原料轉動層的表層部、且粒徑為8mm以上的結合強度弱的粗大的準粒子於該表層部的位置處碎裂，一面再次進行造粒，藉此可促進原本的準粒子的形成。

盤式製粒機內的利用碎裂機的碎裂的位置是上述粗大的準粒子的偏向存在部，但該位置會根據調配原料的粒度或成分、調配量、造粒用水分的量而變動，因此較佳為適宜地變更。但是，當對相同的調配原料進行造粒時，只要使碎裂機處於固定的位置來運作即可。

以下，對成為開發本發明的契機的實驗進行說明。該實驗中所使用的試樣的主原料是澳大利亞產鐵礦石50mass%及南美產鐵礦石50mass%。調配原料將鹼度2.0作為基礎，例如，當調配作為團粒料的微粉鐵礦石20mass%時，藉由不改變澳大利亞產鐵礦石與南美產鐵礦石的上述調配比例(1：1)而進行調換來對應。再者，作為該微粉鐵礦石，亦可使用尾礦石，另外，即便直接使用通常的調配原料，作為微粉的行為亦相同。此處所謂尾礦，是指於製造團粒料的過程中所產生的殘渣。圖3是表示該實驗中所使用的適合本發明方法的燒結用造粒原料製造製程的一例的流程。

該實驗中，如圖3所示，實施如下的實例：以上述原有的HPS製程為基礎，於滯留在盤式製粒機3內的調配原料轉動層的表層部的位置處，將不具有核粒子的細粒或微 粉彼此凝聚而生成的上述粗大的準粒子碎裂。根據本發明方法的於盤式製粒機3內進行碎裂的方法是在該盤式製粒機3內的調配原料轉動層中，將具有轉速：200rpm、葉片直徑：60mm的碎裂葉片的碎裂機設置於在目視下存在許多粗大的準粒子的位置來進行。將其碎裂葉片4a的旋轉方向設為與盤式製粒機的旋轉方向相反方向。另外，為了高效地碎裂10mm以上，較佳為8mm以上的粒徑的粗粒，將碎裂葉片4a的旋轉面與盤式製粒機內底面的間隙設為約10mm，較佳為約8mm。其結果，粒徑為10mm以上或8mm以上的上述粗大的準粒子被碎裂，可再次進行造粒。

圖4是本發明的燒結用造粒原料製造裝置的例子，該裝置表示用於製粒機內的攪拌造粒的設備。即，該裝置主要包含以30°~70°的傾斜角度保持成可旋轉的盤式製粒機3、及面向該盤式製粒機3內的調配原料轉動層的表層部而配設的碎裂機4。

作為本發明中所使用的碎裂機4，較佳為具備如圖7所示的各種形狀的碎裂葉片4a的碎裂機。上述碎裂葉片4a在與盤底面大致平行的面內與上述盤式製粒機3的本體反方向地旋轉，並且可在相對於該盤底面垂直的方向上昇降，且可在與該盤底面平行的面內於XY軸方向上平行移動。

另外，於圖4中，圖示的7為盤式製粒機內的調配原料轉動層，細粒與微粉佔據靠近盤底面的位置，隨著變成 上層，而由粗的準粒子佔據，尤其，粒徑大的所謂粗大的準粒子上浮至最上層而主要偏向存在於漩渦中心部。

再者，圖示的8表示盤式製粒機的傾斜或位置監視用雷射位移計。另外，圖示的9為造粒面監視用電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)相機，10為監視器，11為控制盤，12為碎裂葉片用驅動器。該些均可利用已知的通用的裝置。

一般認為盤式製粒機3內的上述粗大的準粒子的分布位置會根據原料條件、作業度而變化，因此利用外部監視來控制碎裂位置變得有效。另外，藉由調整碎裂葉片與盤底的間隙，可控制進行碎裂的粗大準粒子的粒徑，但伴隨所生成的準粒子的成長，必須調整碎裂葉片高度。因此，設置如上述雷射位移計般的厚度測量機器，藉由該調整，可調整應碎裂的準粒子的大小，並且決定經造粒的最終的準粒子的大小。

於該實驗中的上述燒結用造粒原料的製造製程中，關於添加至圓筒混合機2中的造粒水分，將基本條件設為7.6mass%，於調配團粒料的條件下設為8.2mass%。而且，將於圓筒混合機2、盤式製粒機3內的滯留時間設為與實體機器相同的條件，關於轉速，以福祿數(Froude number)(慣性力/重力)變成固定的方式進行設定。將於上述圓筒混合機5內的焦炭粉的包裝時間設為30秒。所獲得的燒結用造粒原料藉由試驗用燒結機6來進行燒結，從而製造燒結礦。

其次，圖5是本發明的燒結用造粒原料製造裝置的另一例。該裝置是碎裂機包含在上下方向上振動的衝壓(stamping)裝置4s的類型。於該碎裂機的情況下，控制盤11a控制振動、衝壓及衝壓的位置與其高度。

即便是具備該類型的碎裂機的裝置，於如下方面亦相同，即以偏向存在於在盤式製粒機的內部回旋轉動的粒子的中心部的粗大準粒子為對象而將其碎裂，但與圖4所示的碎裂葉片不同，藉由沿著盤式製粒機3的深度方向往返移動的衝壓，而將粗大的準粒子碎裂。

但是，於該盤式製粒機3的內部回旋轉動的原料的堆積面的高度會根據作業而變化，因此較佳為以不對盤式製粒機3造成衝擊的方式，使用上述控制盤11a並結合原料的堆積面的高度來調整衝壓裝置4s的位置或振幅。

另外，圖6是本發明的燒結用造粒原料製造裝置的又一例。該裝置是碎裂機具備旋轉的輥4r的類型。於該碎裂機的情況下，控制盤11b控制輥的轉速、輥的位置或高度。

於具備該輥4r的類型的碎裂機中，使用在盤式製粒機3內旋轉的輥4r，並在該盤式製粒機3與輥4r之間進行壓縮，藉此將粗大的準粒子碎裂。

但是，於盤式製粒機3的內部回旋轉動的原料的堆積面的高度會根據作業而變化，因此較佳為以不對盤式製粒機3造成過大的負荷的方式，調整輥的位置。

圖8是表示將平均粒徑：約0.05mm的團粒料的調配量設為0mass%與40mass%時的準粒子的粒度分布(Wet 狀態)的圖。粒度自小粒度起為不到0.25mm、0.25mm~不到0.50mm、0.50mm~不到1.00mm、1.00mm~不到2.83mm、2.83mm~不到4.75mm、4.75mm~不到8.0mm、8.0mm~不到10.0mm、10.0mm~不到15.0mm、15.0mm以上。如根據該圖而可知般，當將團粒料(PF)的調配量設為40mass%時，未造粒的細粒(-0.25~+0.25)與粗粒(+8mm、+10mm、+15mm)的比率增加。

其次，對使用帶有碎裂機的盤式製粒機3將上述準粒子碎裂造粒來製造燒結用造粒原料的方法進行說明。圖9之(a)是盤式製粒機3內部的轉動中的準粒子的外觀照片，其是利用高速相機拍攝調配原料轉動層的表層部附近的造粒中的粒子的狀態的圖。圖9中的(b)與(c)是利用先前方法者(b)與利用本發明方法者(c)的比較照片。如圖4所示，伴隨盤式製粒機3的轉動，所裝入的調配原料一面重複被舉起至該盤式製粒機內的上方位置，不久因自重而朝下方落下的運動，一面逐漸地成長為大粒子。於該運動中，關於未造粒粉或準粒子開始落下的位置，盤式製粒機轉速越快、調配原料的附著性越大、且盤式製粒機的傾斜角度越小，落下開始地點變成更上方。自盤式製粒機3內的落下開始點落下的裝入原料藉由於盤式製粒機3的底面的轉動作用來強化造粒，且在一面與其他調配原料接觸一面重複上昇、落下的過程中，進行粒子成長。

裝入至盤式製粒機3內的調配原料的良好的轉動狀態是指上述調配原料轉動層7呈漩渦狀地轉動，且於漩渦中心存在許多粗粒。其是由滲濾現象所引起的。於本發明中， 為了選擇性地碎裂粗大的準粒子，而於此位置配設上述以高速進行旋轉來進行碎裂的碎裂葉片4a。但是，雖然就宏觀上而言，於盤式製粒機3內轉動的調配原料顯示穩定的漩渦運動，但根據盤式製粒機轉速、調配原料的附著性、盤式製粒機的傾斜角度，成為碎裂的對象的上述粗大的準粒子的位置未必固定。

另外，此處在上述碎裂葉片4a與盤式製粒機3的底面之間設定固定的間隔。其原因在於：藉由設定進行碎裂的粗大的準粒子的粒度(10mm)以上的間隔，使不需要碎裂的準粒子通過該碎裂葉片a的下方而繼續轉動運動。因此，碎裂葉片4a於盤式製粒機3內的配設在決定碎裂作用點的位置方面重要，應設為成為碎裂對象的粗大的準粒子的存在概率最高的位置。但是，理想的是該碎裂葉片4a本身亦具備進行碎裂的粗大的準粒子的粒度選擇性，其具體例如圖7所示。

此處，將上述碎裂葉片4a的幾個較佳例示於圖7。

圖7之(a)是離心放射型的攪拌葉片的例子，鋸齒呈放射狀地向上或向下交替地突出。

圖7之(b)是漿型的攪拌葉片的例子，於為了防止攪拌對象的飛散而設置的圓盤上設置有6片垂直方向的葉片。

圖7之(c)是漿型的攪拌葉片的例子，自中心軸呈放射狀地垂直地設置有6片葉片。

圖7之(d)是螺旋槳型的攪拌葉片的例子，設置有3片葉片。

圖7之(e)是漿型的攪拌葉片的例子，自中心軸呈放射狀地將4片葉片設置成45°的角度。

圖7之(f)是4片葉片的攪拌葉片，各葉片每45°改變角度來設置。

另外，於本發明的燒結用造粒原料製造裝置中，上述碎裂機4的碎裂葉片4a的旋轉方向亦重要。將該碎裂葉片4a設為與盤式製粒機3本體的旋轉方向相反方向，以使碎裂後的粒子於轉動時充分地飛散。其原因在於：藉由準粒子的碎裂，而將該準粒子中的水分的飛沫高效地再分配至轉動中的原料中，且使碎裂後的細粒碎片再分散，藉此在謀求水分的均一化與粒徑的均一化方面有效。另外，關於轉速，越是高速，碎裂效率越高，但於過度的情況下，有時碎裂效果變得過大，而導致準粒子平均粒徑大幅度地下降。

圖10表示應用本發明方法造粒而成的準粒子中的粗粒(27mm)與細粒(9mm)的壓縮行為的測定結果。可知粗粒即便是低負荷，亦容易顯著變形。另外，可知即便比較負荷-位移曲線的最大值，即最大負荷，粗粒亦小於細粒。

圖11是表示先前方法、發明方法(碎裂造粒)實施後的準粒子的粒度分布的比較的圖。於先前方法中大量看到的粗粒粒子於本發明的碎裂造粒法中減少。即，於後者的方法中，1.0mm~4.75mm的中間粒子的比率增加，且粒徑均一化。另外，平均粒徑減少0.6mm~0.7mm，而確認 採用本發明方法有效。

其次，對使用上述燒結用造粒原料製造燒結礦的方法進行說明。該燒結礦製造製程是如下的方法：將藉由包含由本發明的方法所製造而成的上述準粒子的燒結用造粒原料裝入至維-勞氏燒結機中來製造燒結礦。

圖12是表示使用各種燒結用造粒原料的燒結試驗結果的圖。如該圖所示，對於如本發明般的去除粗粒與細粒的準粒子的粒度分布變狹小的燒結礦而言，朝向燒結試驗裝置的裝入容積密度下降。其結果，於燒結機的作業時平均風量增加且燒結速度提昇，從而使生產率提昇。相對於此，對於作為比較例的使用僅去除了-2mm的細粒的平均粒徑大的燒結用造粒原料的燒結礦而言，與先前方法相比，並無大的差異。由此可知於製造燒結礦時，利用使用了團粒料的調配原料時的透氣性受到粒度分布的影響大。

圖13是表示於調配占鐵礦石中的40mass%團粒料這一條件下，以先前方法為基礎，應用本發明例的碎裂造粒製程的燒結礦製造試驗結果的圖。如該圖所示，可知關於使用根據本發明方法製造的燒結用造粒原料所製造的燒結礦，堆積於燒結機的托板上的燒結用造粒原料填充層(燒結床)的裝入容積密度小，可獲得生產性提昇的效果。

圖14是表示於調配占鐵礦石中的20mass%的尾礦這一條件下，以先前方法為基礎，應用本發明例的碎裂造粒製程的燒結礦製造試驗結果的圖。如該圖所示，可知使用調配尾礦並根據本發明方法製造的燒結用造粒原料所製造 的燒結礦與圖13的調配有團粒料的條件同樣地，可獲得燒結用造粒原料填充層(燒結床)的透氣性得到改善、生產性提昇的效果。

圖15是表示於將鐵礦石中的40mass%設為團粒料，將20mass%設為尾礦這一調配條件下，以先前方法為基礎，應用本發明例的碎裂造粒製程的燒結礦製造試驗結果的圖。如該圖所示，可知使用根據本發明方法製造的燒結用造粒原料所製造的燒結礦與圖13、圖14的僅調配有團粒料或尾礦的條件同樣地，可獲得燒結用造粒原料填充層(燒結床)的透氣性得到改善、生產性提昇的效果。再者，圖16是表示上述燒結試驗中所使用的團粒料、尾礦及鐵礦石粉的累積粒度分布的圖表。

若如以上所說明般使用如團粒料或尾礦般的微粉原料，則燒結生產性下降，但根據以上的燒結礦製造試驗結果，得知本發明對於提昇生產性有效。

而且，若使用根據本發明方法製造的燒結用造粒原料來製造燒結礦，則亦可期待燒結礦製造良率或燒結礦的強度的提昇效果。關於該點，於先前方法中因焦炭粉包覆於粒度不均一的準粒子上，故燃燒或受熱變得不均勻而導致良率下降，但於藉由應用本發明所製造的燒結用造粒原料的情況下，因變成比較均一的粒度，故焦炭粉的賦存狀態亦得以適當化。再者，當不實施焦炭粉的包裝造粒時，為了謀求焦炭粉或石灰石的均勻混合，而需要造粒前的均勻混合，但於本發明的情況下，此種負擔得到減輕。

本發明的方法(碎裂造粒)不需要增設用於碎裂的其他生產線，而變成於已有的盤式製粒機中僅配設帶有碎裂葉片的碎裂機的簡單的設備構成。

[產業上之可利用性]

上述帶有碎裂機的盤式製粒機不僅可用於燒結用造粒原料的製造，亦可用作高爐用燒結礦的製造技術。

1‧‧‧調配槽

2‧‧‧圓筒混合機

3‧‧‧盤式製粒機

4‧‧‧碎裂機

4a‧‧‧碎裂葉片

5‧‧‧圓筒混合機

6‧‧‧燒結機

7‧‧‧調配原料轉動層

8‧‧‧雷射位移形

9‧‧‧CCD相機

10‧‧‧監視器

11‧‧‧控制盤

12‧‧‧碎裂葉片驅動器

圖1之(a)、(b)是先前的粒子填充層(圖1之(a))與本發明的粒子填充層(圖1之(b))的示意圖。

圖2之(a)、(b)是準粒子的構造的示意圖，圖2之(c)是燒結用造粒原料的製造製程的示意圖。

圖3是表示本發明的燒結用造粒原料製造製程的一例的示意圖。

圖4是燒結用造粒原料的製造裝置(碎裂造粒裝置)的略線圖。

圖5是表示燒結用造粒原料的製造裝置(碎裂造粒裝置)的另一例的略線圖。

圖6是表示燒結用造粒原料的製造裝置(碎裂造粒裝置)的另一例的略線圖。

圖7是表示碎裂機的碎裂葉片的構造例的立體圖。

圖8是基於有無調配微粉(PF)的準粒子的粒度分布圖。

圖9是表示製粒機內的造粒(圖9之(a))及碎裂的様子的先前方法(圖9之(b))與本發明方法(圖9之(c)) 的比較照片。

圖10是表示調配有粗粒、細粒時的強度測定結果的圖表。

圖11是各種造粒製程例中的經造粒的粒子的粒度分布圖。

圖12是表示適合本發明的燒結試驗中的作業結果的圖表。

圖13是表示先前方法與本發明方法(調配團粒料40mass%時)的燒結試驗中的作業結果的比較圖表。

圖14是表示先前方法與本發明方法(調配尾礦20mass%時)的燒結試驗中的作業結果的比較圖表。

圖15是表示先前方法與本發明方法(調配團粒料40mass%+尾礦20mass%時)的燒結試驗中的作業結果的比較圖表。

圖16是表示各種鐵礦石的粒度分布例的圖表。

Claims (21)

1. 一種燒結用造粒原料的製造方法，其包括將水分添加至調配原料中後利用圓筒混合機進行混合的混合步驟、及藉由利用盤式製粒機對混合後的調配原料進行造粒來製成準粒子的造粒步驟，其特徵在於：於上述造粒步驟中，一面將位於滯留在上述盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部的粗大的準粒子碎裂，一面進行造粒。
2. 如申請專利範圍第1項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中於上述造粒步驟後，更包括使焦炭粉附著於經過上述造粒步驟製造而成的準粒子上的步驟。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中上述粗大的準粒子是偏向存在於滯留在上述盤式製粒機內的上述調配原料轉動層的表層部的粒徑10mm以上的粒子。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中上述粗大的準粒子是偏向存在於滯留在上述盤式製粒機內的上述調配原料轉動層的表層部的粒徑8mm以上的粒子。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中上述碎裂是藉由面向滯留在上述盤式製粒機內的上述調配原料轉動層的表層部而配設的碎裂機來進行，且上述碎裂機可在相對於上述盤式製粒機的底面垂直的方向上昇降。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中上述碎裂是利用具有碎裂葉片的碎裂機來進行，上述碎裂葉片在與盤式製粒機的底面大致平行的面內旋轉，可在相對於該底面垂直的方向上昇降，且在上述調配原料轉動層的表層部的位置處與上述盤式製粒機的旋轉方向反方向地旋轉。
7. 如申請專利範圍第6項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中上述碎裂機可調整上述碎裂葉片的旋轉面的位置與上述盤式製粒機的盤底面的間隔。
8. 如申請專利範圍第6項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中上述碎裂是根據調配原料的粒度或成分、調配量、造粒用水分等的變動來使上述碎裂葉片與盤式製粒機的盤底面平行地移動而進行。
9. 如申請專利範圍第5項所述之燒結用造粒原料的製造方法，其中上述碎裂是藉由利用來自上述碎裂機的按壓力壓碎上述粗大的準粒子來進行。
10. 一種燒結用造粒原料的製造裝置，其包括以30°~70°的傾斜角度保持成可旋轉的盤式製粒機、及配設於該盤式製粒機內的碎裂機，其特徵在於：上述碎裂機可在相對於上述盤式製粒機的底面垂直的方向上昇降。
11. 如申請專利範圍第10項所述之燒結用造粒原料的製造裝置，其中上述碎裂機具有碎裂葉片及一面將偏向存在於滯留在上述盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部的粒徑10mm以上的準粒子碎裂，一面進行造粒的機構， 上述碎裂葉片在與上述盤式製粒機的盤底面大致平行的面內與上述盤式製粒機反方向地旋轉，並且可在相對於上述盤底面垂直的方向上昇降，且可在與該盤底面平行的方向上移動。
12. 如申請專利範圍第11項所述之燒結用造粒原料的製造裝置，其中上述碎裂機可調整上述碎裂葉片的旋轉面的位置與上述盤式製粒機的盤底面的間隔。
13. 如申請專利範圍第11項所述之燒結用造粒原料的製造裝置，其中上述碎裂機可將碎裂葉片與盤式製粒機的盤底面平行地移動。
14. 如申請專利範圍第10項所述之燒結用造粒原料的製造裝置，其中上述碎裂是藉由利用來自上述碎裂機的按壓力壓碎粗大的準粒子來進行。
15. 一種高爐用燒結礦的製造方法，其包括將水分添加至調配原料中後利用圓筒混合機進行混合的混合步驟、藉由利用盤式製粒機對混合後的調配原料進行造粒來製成準粒子的造粒步驟、以及將使焦炭粉附著於上述準粒子而獲得的燒結原料裝入堆積在維-勞氏燒結機的托板上後進行煅燒的燒結步驟，其特徵在於：於上述造粒步驟中，於利用上述盤式製粒機的造粒時，一面將位於調配原料轉動層的表層部的粗大的準粒子碎裂，一面進行造粒。
16. 如申請專利範圍第15項所述之高爐用燒結礦的製造方法，其中上述粗大的準粒子是以偏向存在於滯留在上述盤式製粒機內的上述調配原料轉動層的表層部的粒徑 10mm以上的準粒子為對象。
17. 如申請專利範圍第15項所述之高爐用燒結礦的製造方法，其中上述碎裂是藉由面向滯留在盤式製粒機內的調配原料轉動層的表層部而配設的碎裂機來進行。
18. 如申請專利範圍第15項所述之高爐用燒結礦的製造方法，其中上述碎裂是利用具備碎裂葉片的碎裂機來進行，上述碎裂葉片在與上述盤式製粒機的底面大致平行的面內旋轉，可在相對於上述底面垂直的方向上昇降，且在上述調配原料轉動層的表層部的位置處與上述盤式製粒機的旋轉方向反方向地旋轉。
19. 如申請專利範圍第18項所述之高爐用燒結礦的製造方法，其中上述碎裂機可調整上述碎裂葉片的旋轉面的位置與上述盤式製粒機的盤底面的間隔。
20. 如申請專利範圍第18項所述之高爐用燒結礦的製造方法，其中上述碎裂是根據調配原料的粒度或成分、調配量、造粒用水分等的變動來使上述碎裂葉片與上述盤式製粒機的盤底面平行地移動而進行。
21. 如申請專利範圍第17項所述之高爐用燒結礦的製造方法，其中上述碎裂是藉由利用來自上述碎裂機的按壓力壓碎上述粗大的準粒子來進行。