TWI471419B - Sintering raw materials for the adjustment of raw materials and sintering raw materials for powder - Google Patents
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Description
本發明是關於：用來調整高爐用的燒結礦用原料粉的方法以及根據這種方法所獲得的燒結礦用原料粉。
想要獲得穩定且高效率的高爐運轉作業，使用冷間強度、被還原性、耐還原粉化性等的各種特性優異的高品質燒結礦的作法是很重要的。但是，這種燒結礦，在進行製造時的控制項目很多，為了謀求成品的良率、生產性的提昇，會衍生各種問題。
一般而言，燒結礦是利用下述的方法來製造的。
首先，對於粒徑為10 mm程度以下的鐵礦石，加入凝結材(也就是焦炭)、石灰石之類的含有CaO的副原料、鎳爐渣之類的含有SiO2
的副原料，進行混合，再加入適當的水分，利用筒型攪拌機等機器來進行混合、造粒。然後，將所獲得的粒狀燒結礦用原料與粉焦炭一起裝入到燒結機的托盤上，而在托盤上形成燒結礦用原料層。
接下來，對於燒結礦用原料層，藉由表層部的固體燃料來進行點火。並且利用空氣的作用，讓燒結礦用原料層中的固體燃料依序地燃燒，從而進行燒結而形成燒結餅塊。該燒結餅塊先進行破碎再進行整粒之後，一定粒徑以上的礦粒就被當作高爐用燒結礦送往高爐。
亦即，燒結礦就是：鐵礦石與助融劑(亦即，CaO、SiO2
之類的爐渣成分)進行反應熔融之後，塊狀化而生成的。
近年來，以亞洲各國為首的新興國家之對於鋼鐵材料的需求量的成長，特別地顯著。隨著其需求量的成長，高爐用的燒結礦以及高爐用燒結礦的原料(也就是鐵礦石)的需求量也持續成長中。
上述的鐵礦石的需求量的成長，衍生出以往未有的問題。亦即，再也無法自由地選擇被供給的鐵礦石的品質了。尤其是粒度分布差異很大的鐵礦石等被供給的情況，變得愈來愈多。
除此之外，前述之以往既有的問題點(也就是，謀求成品的良率、謀求生產性的提昇之類的問題)依然存在。換言之，目前的狀況是期望：要在鐵礦石的粒度分布差異很大的情況下，更進一步提昇燒結礦的製造效率。
此處，在進行製造燒結礦的時候，是利用通過燒結礦用原料層內的空氣，促使原料中的粉焦炭進行燃燒。亦即，可說是：其生產性是取決於燒結礦用原料層的通過風量(透氣性)。又，透氣性是可以大致區分為：取
決於鐵礦石等的粒徑之燒結前的冷間透氣性；以及取決於因融液的流動而生成的空氣流路(也就是燒結餅塊的氣孔徑)的燒結中或燒結後的熱間透氣性。但是，取決於鐵礦石等的粒徑之燒結前的冷間透氣性，很容易受到上述的鐵礦石原料的品質差異所影響，近年來尤其是對於生產性的提昇，成為一個很大的技術課題。
然而，就現狀而言，針對於上述的技術課題，尚未有人提出有效的技術方案。
本發明是有鑒於上述現狀而進行開發完成的，其目的是在於提供：高爐所使用的燒結礦用原料粉，即使鐵礦石原料的粒徑分布差異很大，亦可提供燒結礦的製造效率優異的燒結礦用原料粉之調整方法以及燒結礦用原料粉。
本發明人等，為了解決上述課題乃不斷努力地進行研討。其結果找到了一種創見就是，將燒結礦用原料粉中的所定形狀的鐵礦石原料的質量與所定形狀的粉焦炭的質量之混合比，予以調整在一定的範圍的作法，對於提昇燒結礦的製造效率可有有效地作用。亦即，本發明特別是將燒結前的冷間透氣性，因應鐵礦石原料的品質(粒
徑的分布差異)來改變粉焦炭的性狀，藉此，可以達成優異的燒結托盤內的燒結礦用原料粉(經過造粒之後的擬似粒子化的燒結礦用原料)的透氣性(JPU指數)，因此可謀求提昇燒結礦的製造效率。
本發明係依據上述的創見而開發完成的，本發明的構成要件如下。
1.一種燒結礦用原料粉之調整方法，係將鐵礦石原料與粉焦炭與副原料利用筒型攪拌機進行混合和造粒之後，裝入燒結機內進行燒結來製造高爐用的燒結礦時，其特徵為：
將上述鐵礦石原料中的粒徑為3 mm以上的鐵礦石原料質量(F)與上述粉焦炭中的粒徑為3 mm以上的粉焦炭質量(C)的混合比率〔(C/F)×100〕，予以調整在2~3%的範圍來進行混合和造粒。
2.如前述第1項所述的燒結礦用原料粉之調整方法，其中係將前述混合比率〔(C/F)×100〕選定在2.2~2.8%的範圍。
3.一種燒結礦用原料粉，係由鐵礦石原料與粉焦炭與副原料所組成的高爐用的燒結礦用原料粉，其特徵為：上述鐵礦石原料中的粒徑為3 mm以上的鐵礦石原料質量(F)與上述粉焦炭中的粒徑為3 mm以上的粉焦炭質量(C)之混合比率〔(C/F)×100〕是2~3%的範
圍。
4.如前述第3項所述的燒結礦用原料粉，其中，前述混合比率〔(C/F)×100〕是2.2~2.8%的範圍。
依據本發明，即使鐵礦石原料的品質(粒度分布)有所差異性，亦可達成穩定且優異的燒結托盤內的燒結礦用原料粉的透氣性(JPU指數)，所以可謀求有效地提昇燒結礦的製造效率。
第1圖是顯示出鐵礦石原料與粉焦炭的混合比率〔(C/F)×100〕與JPU的關係之圖表。
茲具體地說明本發明如下。
本發明是將鐵礦石原料與粉焦炭與副原料利用筒型攪拌機進行混合，做成燒結礦用原料粉之後，再將這個燒結礦用原料粉裝入到燒結機內進行燒結，來進行製造高爐用的燒結礦。在這個時候，特別是著眼於下述的鐵礦石原料與粉焦炭的粒徑，藉由將其正確地組合，可以將燒結時的生產性，亦即，將依據下列的數式(1)所求得的燒結托
盤內的燒結礦用原料粉的透氣性(JPU指數：以下簡稱為JPU)維持得很高。此外，JPU的數值愈大，意味著透氣性愈良好，就燒結礦製造時的生產性的觀點而言，JPU的數值22以上程度，是特別良好的值。
(JPU)=〔風量(m3
/min)/燒結面積(m2
)〕‧〔層厚(mm)/負壓(mmAq)〕0.6
‧‧‧數式(1)
此處，在數式(1)中，風量：通過某一燒結面積內的燒結礦用原料粉的風量；燒結面積：測定了上述風量之燒結礦用原料粉的積載面積；層厚：測定了風量的地方的燒結礦用原料粉的層厚；負壓：位在燒結礦用原料粉下部的風箱的氣壓；此外，1 mmAq=9806.38 Pa。
本發明中的粒徑是採用：篩網分級法(日本工業規格之JIS R6001(1998))來測定的。
此外，本發明所使用的鐵礦石原料，係可舉出：南美洲出產的赤鐵礦礦石、北美洲出產的磁鐵礦礦石、南美洲出產的磁鐵礦礦石、澳洲出產的豆石礦石以及澳洲的馬拉曼巴(MarraMamba)地區出產的馬拉曼巴鐵礦石等。
本發明的特徵，是將鐵礦石原料中的粒徑為3 mm以上的鐵礦石原料質量(F)與粉焦炭中的粒徑為3 mm以上的粉焦炭質量(C)的混合比率〔(C/F)×100〕調整到2~3%的範圍，在求出上述F的時候的鐵礦石原
料的質量，是排除了返送礦石的質量分，來進行計算的。
關於：藉由控制上述的混合比率〔(C/F)×100〕來達成良好的JPU的機制，被認為是依據下列的理由。
當上述的混合比率很小，也就是，未達2的時候，是意味著：相對於粉焦炭粒度，礦石的粒度很大。因此，粉焦炭的粒度變得太小的話，將會導致燒結速度增加，燒結熔融帶的寬度也會增加而使得熱間的透氣性惡化。另一方面，當上述的混合比率很大，也就是，大於3的時候，粉焦炭的粒度變成粗粒化，在造粒過程中，以粉焦炭作為核粒子的擬似粒子的生成趨於顯著。以粉焦炭作為核粒子的擬似粒子，粉焦炭的沾濕性很低，因此無法展現出擬似粒子的強度，在被裝入到燒結托盤之前的作業過程中很容易潰散開，其結果，被裝入到燒結托盤的擬似粒子會變成細粒化而使得透氣性惡化。
因此，可以得知：粉焦炭粒徑之相對於礦石粒徑，是具有一個適正的範圍，其範圍是可以利用C/F×100的數值來表示，也就是上述的2~3%。此外，上述C/F×100的數值的較佳範圍是2.2~2.8%。
在本發明中，副原料係指：石灰石之類的含有CaO的副原料、鎳爐渣之類的含有SiO2
的副原料等，並未特別地限制，係包含：通常公知的被使用於燒結礦用原料粉的副原料、不可避地混入的雜質。
又，其混合比率是被設定為：可使得燒結礦中的
CaO/SiO2
(=鹽基度)趨於2.0附近。
本發明所採用的筒型攪拌機，雖然可以考慮使用：具有圓筒形中空錐筒的筒型攪拌機等，一般用來製造燒結礦用原料粉所使用的筒型攪拌機亦可採用。
又，本發明所使用的燒結機，是以由下方進行吸引的DL式燒結機為佳。當然也是可採用其他公知的燒結礦用原料粉製造用的燒結機。
如上所述，依據本發明，係可獲得由鐵礦石原料與粉焦炭和副原料所組成的製造效率優異的高爐用的燒結礦用原料粉。
亦即，係可獲得：排除掉返送礦石以外的鐵礦石原料中的粒徑為3 mm以上的鐵礦石原料質量(F)與粉焦炭中的粒徑為3 mm以上的粉焦炭質量(C)的混合比率〔(C/F)×100〕為2~3%，較好是2.2~2.8%的範圍之燒結礦用原料粉。
此外，在上述的條件當中，除了特定的條件以外，原料粉等的材料、使用設備、其運轉條件等的製造方法，只要依照一般常用的方法即可。
根據下列的條件來調整燒結礦用原料粉。接下來，使用所獲得的燒結礦用原料粉，裝入充填到由下方進行吸引的DL式燒結機來製造燒結礦。針對於這個燒結礦用原料
粉進行燒結時，調查燒結時的JPU以資確認本發明的效果。
鐵礦石原料的原單位：1100~1200(kg/t-sr)
3 mm以上的鐵礦石原料的比率：30~40(%相對於所裝入的原料)
粉焦炭的原單位：45~50(kg/t-sr)
3 mm以上的粉焦炭的比率：5~20(%相對於粉焦炭)
混合比率〔(C/F)×100〕：1.2~3.5%
副原料是石灰石：6~10(%相對於所裝入的原料)
第1圖是顯示出3 mm以上的鐵礦石原料與3 mm以上的粉焦炭的混合比率〔(C/F)×100〕與JPU的關係。由第1圖可以看出：以符合本發明的條件的範圍內的混合比率〔(C/F)×100〕來製造的燒結礦用原料粉的JPU是維持在22以上的程度之良好的數值。
相對於此，混合比率〔(C/F)×100〕未符合本發明的條件的話，則是如第1圖所示般地，JPU是19~21的程度，也就是21以下之JPU的不佳數值。
茲說明將本發明使用在實際的機器的情況下的實施例如下。
通常的燒結工序中所使用的鐵礦石原料，是在原料場中進行自動採樣之後，依據日本工業規格JIS 8706來測定粒度分布。
關於粉焦炭，是將一般的焦炭工場所製造的塊焦炭利用篩網進行篩選後的篩網下的粉焦炭、或者是將所購入的無煙炭進行粉碎處理成可被燒結工場所接受之適合作業的粒度分布之後，才使用於燒結工序中。
粉碎處理，是使用：滾桿碎礦機、滾子籠碎礦機、鋼球碎礦機之類的裝置。接下來，將粉碎後的粉焦炭利用設置在輸送帶轉乘部的採樣機進行採樣，然後，以烘乾機進行烘乾，再以羅泰普(RO-TAP)篩分機進行粒度分布的測定。
依照本發明，因應所進貨的鐵礦石的粒度構成，也就是3 mm以上的存在比率，來調整粉焦炭的粉碎條件，藉以改變了粉焦炭中的3 mm以上的存在比率。
在表1中標示了：3 mm以上的鐵礦石原料(礦石)與3 mm以上的粉焦炭的混合比率〔(C/F)×100〕以及JPU的測定結果。此外，將焦炭成分當作X(kg/t)、將礦石I成分當作Y(kg/t)、將礦石II成分當作Z(kg/t)、將焦炭之3 mm以上的比率當作x(%)、將礦石I之3 mm以上的比率當作y(%)、將礦石II之3 mm以上的比率當作z(%)的話，則C=X×x、F=Y×y+Z×z
由表1可以看出：以符合本發明的條件的範圍的混合比率〔(C/F)×100〕所製作的燒結礦用原料粉的JPU是維持在22以上的程度之良好的數值。
相對地，混合比率〔(C/F)×100〕未符合本發明的條件者，則是如第1圖所示般地，JPU是19~21的程度，也就是21以下之JPU的不佳數值。
又，在於可將鐵礦石予以分級，且具有可進行粉碎的生產線的情況下，則不僅是粉焦炭的粉碎條件，亦可藉由調整鐵礦石的粗粒粉碎條件，來達成發明法所示的C/F的混合比率。
根據本發明，係可獲得：燒結礦的製造效率優異的燒結礦用原料粉。又，除了提昇生產性之外，又可維持透氣性，因此可提昇燒結礦塊的良率、強度，從而可謀求穩定且高效率的高爐運轉作業。
Claims (4)
- 一種燒結礦用原料粉之調整方法，係將鐵礦石原料與粉焦炭與副原料利用筒型攪拌機進行混合和造粒之後，裝入燒結機內進行燒結來製造高爐用的燒結礦時，其特徵為：將上述鐵礦石原料中的粒徑為3 mm以上的鐵礦石原料質量(F)與上述粉焦炭中的粒徑為3 mm以上的粉焦炭質量(C)的混合比率〔(C/F)×100〕，予以調整在2~3%的範圍來進行混合和造粒。
- 如申請專利範圍第1項所述的燒結礦用原料粉之調整方法，其中，係將前述混合比率〔(C/F)×100〕選定在2.2~2.8%的範圍。
- 一種燒結礦用原料粉，係由鐵礦石原料與粉焦炭與副原料所組成的高爐用的燒結礦用原料粉，其特徵為：上述鐵礦石原料中的粒徑為3 mm以上的鐵礦石原料質量(F)與上述粉焦炭中的粒徑為3 mm以上的粉焦炭質量(C)之混合比率〔(C/F)×100〕是2~3%的範圍。
- 如申請專利範圍第3項所述的燒結礦用原料粉，其中，前述混合比率〔(C/F)×100〕是2.2~2.8%的範圍。
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