TWI649429B - 燒結礦的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明於不使用煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉時，製造含鐵原料與碳材近接配置而成的、具有以含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核的周圍而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦（碳材內裝團礦）。本發明的燒結礦的製造方法是於燒結機的托盤中對碳材內裝造粒粒子進行燒成來製造碳材內裝燒結礦，所述碳材內裝造粒粒子具有以含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核而成的兩層結構，將所述碳材內裝造粒粒子中造粒時的水分的含量設為所述碳材核與所述混合粉及水分的合計質量的8質量%～10質量%。

Description

燒結礦的製造方法

本發明是有關於一種於高爐等中作為煉鐵原料來使用的燒結礦的製造方法。詳細而言，本發明是有關於一種利用燒結機來製造以含有鐵礦石粉等含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核的周圍而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦（碳材內裝團礦）的方法。

高爐煉鐵法中，目前使用塊礦石、燒結礦、顆粒等來作為煉鐵原料。此處，燒結礦是將作為燒結礦製造用的原料的模擬粒子裝入至燒結機的循環移動的托盤中，使模擬粒子中所含的固體燃料燃燒並加以燒結，對所獲得的燒結餅（agglomerated cake）進行破碎、整粒，回收一定粒徑以上者作為成品的團礦的一種。所述模擬粒子是於包含含鐵原料、含CaO的原料、含CaO的原料以外的作為熔點調整劑的副原料、及碎焦炭或無煙煤等作為凝結材的固體燃料（碳材）等的造粒原料中添加適量的水，使用轉筒混合機等進行混合、造粒來製造。

作為構成模擬粒子的含鐵原料，除粒徑為10 mm以下的鐵礦石以外，使用製鐵所內產生的粉塵、軋鋼鏽皮等。作為含CaO的原料，使用石灰石、生石灰、礦渣等。作為含CaO的原料以外的作為熔點調整劑的副原料，使用矽石、蛇紋石（serpentine）、白雲石或精煉鎳渣等含SiO₂ 的原料、及鎂氧結塊（magnesia clinker）、白雲石等含MgO的原料等。

另外，顆粒為藉由鐵礦石的粉碎、調整、利用造粒機的生顆粒的製造、所製造的生顆粒的乾燥、燒成、冷卻的各步驟而製造的煉鐵原料，顆粒亦為團礦的一種。

近年來，作為團礦，鐵礦石或粉塵等含鐵原料與焦炭等碳材近接配置而成者受到關注。這是因為例如若於一個團礦中將鐵礦石等含鐵原料與碳材近接配置，則含鐵原料側的還原反應（發熱反應）與碳材側的氣化反應（吸熱反應）以快速的速度反覆產生，藉此還原效率提高，並且亦可使高爐等的爐內溫度降低。

作為所述團礦，例如於專利文獻1中揭示有如下的煉鐵原料用顆粒，其是於將高爐粉塵、轉爐粉塵、壓延鏽皮（rolling scale）、礦泥（sludge）、鐵礦石粉等在煉鐵步驟中產生的含鐵原料的粉分別單獨或者混合而成的原料中，加入煤炭或焦炭等碳材及澱粉來混合、混煉，進而於造粒機中供給澱粉溶液來造粒而成。但是，專利文獻1中揭示的顆粒於燒成時，顆粒中的碳材會燒掉，因此實際上並未成為鐵礦石等含鐵原料與碳材近接配置者。假如於該顆粒的製造步驟中，出於近接配置的目的，若僅僅減小鐵礦石或碳材的粒徑，則傳播熱的氣體的移動阻抗變得過大，反而導致反應速度的下降，從而使還原效率下降。

因此，提出若干以含鐵原料與碳材的近接配置為目的的技術（例如，參照專利文獻2～專利文獻5）。該些專利文獻中揭示的技術基本上是將使鐵礦石等含鐵原料與焦炭等碳材混合後，進行加熱成形而結塊化者，或者不燒成而直接以生坯粒子的狀態，於高爐等中用作煉鐵用原料。但是，該些結塊物由於是包含均勻混合物或者多層化造粒物的非燒成者，故強度不足，粉化劇烈。因而，若將該些裝入高爐等中，則導致脫水粉化或還原粉化，會阻礙高爐的通氣性，因此存在使用量受到限制的問題點。

另外，提出了解決專利文獻2～專利文獻5的技術的問題點的技術。例如，專利文獻6中提出有利用含有5質量%以上的金屬鐵及/或5質量%以上的碳的原料形成核，利用含有10質量%以上的金屬鐵及5質量%以下的碳的原料形成內包所述核的一層以上的外周層後，於300℃～1300℃的氧化環境下進行燒成並結塊化而成的煉鐵用團礦的製造方法。但是，專利文獻6中揭示的製造方法中，必須於原料中使用金屬鐵，所使用的原料有量的制約，因此存在作為煉鐵用團礦而可製造的量受到制約的問題點。

因此，作為克服專利文獻1～專利文獻6所具有的所述問題點的技術，提出一種碳材內裝團礦。

例如，於專利文獻7中提出有如下的碳材內裝團礦，所述碳材內裝團礦是使用造粒機，於包含小塊焦炭的碳材核的周圍被覆煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉而被覆形成低氧化度的氧化鐵殼後，實施於大氣中以200℃以上且小於300℃的溫度加熱0.5小時～5小時的氧化處理，藉此僅於所述氧化鐵殼表面形成包含高氧化度的氧化鐵的硬質薄層而成。

另外，專利文獻8中提出有如下的碳材內裝團礦：使用造粒機，將煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等的氧化鐵粉或者鐵礦石粉與碳材進行混合造粒，繼而，於該造粒物的外表面被覆含有金屬鐵的氧化鐵粉而被覆形成低氧化度的氧化鐵殼，於形成該氧化鐵殼後實施於大氣中以200℃以上且小於300℃的溫度加熱0.5小時～5小時的氧化處理，藉此獲得僅於所述氧化鐵殼表面形成包含高氧化度的氧化鐵的硬質薄層、於氧化鐵粉或者鐵礦石粉中以分散狀態包含3 mm以下的大小的焦炭粉的碳材內裝團礦。

另外，非專利文獻1中報告有於高爐內環境下對碳材內包燒結礦評價反應性的結果，所述碳材內包燒結礦是於清潔球中外裝無煙煤來製作以無煙煤被覆顆粒進料（pellet feed）的清潔球，並將其裝入至鍋試驗裝置的層狀礦上，於其上裝入燒結原料進行燒結而成。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2001-348625號公報 [專利文獻2]日本專利特開2001-294944號公報 [專利文獻3]日本專利特開2001-303143號公報 [專利文獻4]日本專利特開2005-344181號公報 [專利文獻5]日本專利特開2002-241853號公報 [專利文獻6]日本專利特開平10-183262號公報 [專利文獻7]日本專利特開2011-195943號公報 [專利文獻8]日本專利特開2011-225926號公報 [非專利文獻]

[非專利文獻1]CAMP-ISIJ vol. 24（2011）, 194

[發明所欲解決之課題] 如所述般，專利文獻7及專利文獻8中揭示有如下結構的碳材內裝團礦，其具有作為煉鐵原料而言適當的大小與充分的強度，而且，含鐵原料與碳材近接配置，容易產生煉鐵反應，能夠進行低溫還原。

然而，於專利文獻7及專利文獻8中，使用含有金屬鐵的氧化鐵粉來形成包含低氧化度的氧化鐵殼的被覆層，作為該含有金屬鐵的氧化鐵粉而言較佳的煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等的產生量有限，故存在碳材內裝團礦的生產量受到限定的問題點。假如於有意地製造含有金屬鐵的氧化鐵粉來作為碳材內裝團礦的製造原料的情況下，產生碳材內裝團礦的製造成本上昇、反而導致鑄鐵步驟變得無效的問題。另外，專利文獻7及專利文獻8中並未提及任何關於用於製造碳材內裝團礦的碳材內裝造粒粒子的製造方法的內容。

本發明是鑒於所述情況而成者，其目的在於提供一種即便不使用煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉，即於不限制生產量的情況下，亦可製造將含鐵原料與碳材近接配置而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦（碳材內裝團礦）的燒結礦的製造方法。 [解決課題之手段]

本發明者等人為了解決所述課題而重複努力研究。結果，本發明者等人發現，首先，製作以包含鐵礦石的粉體與含CaO的原料的粉體的混合粉被覆碳材核而成的兩層結構的碳材內裝造粒粒子。繼而，利用燒結機將該兩層結構的粒子與現有的作為燒結礦製造用的原料的模擬粒子一同進行燒成，藉此可於不使用煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉的情況下，製造將含鐵原料與碳材近接配置而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦。另外，本發明者等人發現，藉由將製造所述碳材內裝造粒粒子時的水分含量設為所述混合粉與所述碳材核及水分的合計質量的8質量%～10質量%，即藉由將碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量控制為8質量%～10質量%，於所製作的碳材內裝造粒粒子的強度方面而言有效。

本發明是基於所述發現而成者，其主旨如以下般。 [1]一種燒結礦的製造方法，其是於燒結機的托盤中對碳材內裝造粒粒子進行燒成來製造碳材內裝燒結礦，所述碳材內裝造粒粒子具有以含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核而成的兩層結構，且所述燒結礦的製造方法中， 所述碳材內裝造粒粒子中造粒時的水分的含量為所述碳材核與所述混合粉及水分的合計質量的8質量%～10質量%。 [2]如所述[1]所述的燒結礦的製造方法，其中所述含鐵原料的粉為鐵礦石粉，所述混合粉包含鐵礦石粉與含CaO的原料的粉。 [3]如所述[1]或所述[2]所述的燒結礦的製造方法，其使所述碳材內裝造粒粒子、與在含鐵原料、含CaO的原料、固體燃料（碳材）中添加水、混合並造粒而成的模擬粒子的燒結原料一同於所述燒結機的托盤中進行燒成。 [4]如所述[3]所述的燒結礦的製造方法，其中所述模擬粒子的燒結原料進而包含含CaO的原料以外的作為熔點調整劑的副原料。 [5]如所述[1]至所述[4]中任一項所述的燒結礦的製造方法，其中所述碳材內裝造粒粒子中所含有的水分的一部分預先包含於造粒前的所述混合粉中。 [6]如所述[1]至所述[5]中任一項所述的燒結礦的製造方法，其中所述碳材內裝造粒粒子中所含有的水分的一部分於造粒時重新添加。 [發明的效果]

根據本發明，可實現即便不使用煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉，亦製造以包含鐵礦石粉等含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核的周圍而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦（碳材內裝團礦）。

另外，將碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量設為8質量%～10質量%，因此於燒結機內將碳材內裝造粒粒子與現有的燒結礦製造用的模擬粒子的燒結原料一同燒成時，可製造具有亦耐受周圍的裝入原料的負荷負重的強度的碳材內裝造粒粒子。藉此，不會發生碳材內裝造粒粒子的外層崩壞而導致碳材核裸露的情況，可效率良好地使碳材殘留於燒結礦中。

以下，對本發明進行具體說明。

本發明為利用燒結機將以包含鐵礦石粉等含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核的周圍而成的兩層結構的碳材內裝造粒粒子進行燒成，來製造將含鐵原料與碳材近接配置而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦的技術。於本說明書中，將以碳材為核、且以含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆該碳材核的周圍而成的、包含碳材核與其周圍的被覆層的碳材內裝造粒粒子定義為「兩層結構的碳材內裝造粒粒子」。

於製造兩層結構的碳材內裝燒結礦時，於燒結機的燒結處理中，一同對現有的作為燒結礦製造用的原料的模擬粒子實施燒結處理，藉此可實現可將現有的作為燒結礦製造用的原料的模擬粒子中所含有的固體燃料的燃燒熱有效用作碳材內裝造粒粒子的燒成用熱源，從而容易地製造碳材內裝燒結礦（碳材內裝團礦）。

此處，現有的作為燒結礦製造用的原料的模擬粒子的燒結原料是於包含含鐵原料、含CaO的原料、含CaO的原料以外的作為熔點調整劑的副原料、及碎焦炭或無煙煤等作為凝結材的固體燃料（碳材）等的造粒原料中添加適量的水，使用轉筒混合機等進行混合、造粒來製造。作為含鐵原料，除粒徑為10 mm以下的鐵礦石以外，使用製鐵所內產生的粉塵、軋鋼鏽皮等。作為含CaO的原料，使用石灰石、生石灰、礦渣等。作為含CaO的原料以外的作為熔點調整劑的副原料，使用矽石、蛇紋石、白雲石或精煉鎳渣等含SiO₂ 的原料、及鎂氧結塊、白雲石等含MgO的原料等。

圖1中表示用以製造碳材內裝燒結礦製造用的碳材內裝造粒粒子的造粒設備的一例。圖1中，符號1為造粒設備，2a為收納含鐵原料的粉的料斗，2b為收納含CaO的原料的粉的料斗，2c為收納碳材的料斗，3a、3b、3c、3d為搬送機，4為混煉機，5為造粒機，6為供水用泵。沿著圖1來對本發明中製造碳材內裝燒結礦時使用的碳材內裝造粒粒子的製造方法進行說明。

經由搬送機3a將含鐵原料的粉及作為熔點調整劑的含CaO的原料的粉裝入至混煉機4中，利用混煉機4將含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉均勻混合。自混煉機4中排出藉由含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的均勻混合而形成的混合粉，將排出的混合粉經由搬送機3c而裝入至造粒機5中。於該混合粉的朝造粒機5的裝入的同時或者於混合粉的朝造粒機5的裝入的前後，將成為核粒子的粒子直徑為3.0 mm以上的碳材（焦炭粒子）經由搬送機3b、搬送機3c而裝入至造粒機5中。

此處，所謂含鐵原料的粉，為精選鐵礦石後的精礦粉或經粉碎的鐵礦石粉、及製鐵所內產生的煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等中任一種或兩種以上的混合物。含鐵原料的粒徑只要能夠造粒，則無需規定，只要為1.0 mm以下程度的粒徑則並無問題。本發明將即便不使用煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉，亦製造將含鐵原料與碳材近接配置而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦作為目的而進行了開發，但本發明並未禁止將於製鐵所等產生的煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等用作含鐵原料。

另外，作為於製造碳材內裝造粒粒子時所使用的含CaO的原料的粉，較佳為生石灰（CaO）、石灰石（CaCO₃ ）、熟石灰（Ca(OH)₂ ）的各粉體中的任一種或兩種以上的混合物。含CaO的原料的粒徑只要能夠造粒，則無需規定，只要為1.0 mm以下程度的粒徑則並無問題。

將水分經由供水用泵6而供給至混煉機4中混合的混合粉中、及/或將水分經由供水用泵6而供給至造粒機5，並將水分相對於利用造粒機5造粒時的造粒原料（將碳材與混合粉及水分合併的合計質量）的含量調整為8質量%～10質量%。藉由將造粒時的碳材內裝造粒粒子的水分含量調整為8質量%～10質量%，將粒徑大的碳材設為核，並於其周圍利用水的液體交聯力來被覆含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉均勻地混合而成的混合粉。於是，形成以含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核的周圍而成的兩層結構的碳材內裝造粒粒子。所形成的碳材內裝造粒粒子具有碳材核的直徑為3 mm～10 mm、被覆層的厚度為7 mm以下、粒子直徑為8.0 mm以上且24.0 mm以下的大小。

之後，將以所述方式製造的碳材內裝造粒粒子搬送至例如帶（Dwight lloyd）式燒結機中，繼而使碳材內裝造粒粒子與現有的燒結礦製造用的模擬粒子的燒結原料匯合，並使碳材內裝造粒粒子與現有的燒結礦製造用的模擬粒子的燒結原料混合存在而搬入至燒結機的緩衝料斗中。該情況下，就將燒結原料模擬粒子中所含有的固體燃料的燃燒熱有效用作碳材內裝造粒粒子的燒成用熱源的觀點而言，較佳為以碳材內裝造粒粒子與燒結原料模擬粒子的質量比為1：9～3：7的範圍內的方式使兩者匯合。

再者，現有的燒結礦製造用的模擬粒子的燒結原料如所述般，是於包含鐵礦石、以及石灰石、生石灰等含CaO的原料、或矽石或蛇紋石、精煉鎳渣等含SiO₂ 的原料等作為熔點調整劑的副原料、碎焦炭或無煙煤等固體燃料（碳材）等的造粒原料中添加適量的水，使用轉筒混合機等進行混合・造粒而獲得者，以下，將模擬粒子的現有的燒結原料亦稱為「燒結原料模擬粒子」。

經由收納碳材內裝造粒粒子與燒結原料模擬粒子的緩衝料斗，將碳材內裝造粒粒子與燒結原料模擬粒子以使兩者混合存在的狀態裝入至燒結機的循環移動的托盤中。之後，實施裝入至托盤中的碳材內裝造粒粒子及燒結原料模擬粒子的燒結處理。

燒結處理是利用燒結機的點火爐使裝入至托盤中的燒結原料模擬粒子中所含的固體燃料著火。著火後，燒結原料模擬粒子中所含的固體燃料是自裝入原料層的上部向下部依次燃燒，利用該固體燃料的燃燒熱來進行燒結原料模擬粒子相互的燒結反應及熔融反應，從而製造現有的燒結礦。同時，碳材內裝造粒粒子的表層側的含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉形成的被覆層藉由燒結原料模擬粒子中所含的固體燃料的燃燒熱進行燒成，來進行燒結反應、進而進行熔融反應，從而製造內部具有未燃燒的碳材、將表層側設為含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的牢固的被覆層的碳材內裝燒結礦。

於燒結處理後，將所形成的碳材內裝燒結礦與現有的燒結礦混合存在而成的燒結餅破碎並加以整粒，回收一定粒徑以上者作為成品。以現有的燒結礦熔融於碳材內裝燒結礦的周圍的狀態回收碳材內裝燒結礦，於作為高爐中的煉鐵原料而使用的方面並無任何問題。

再者，碳材內裝造粒粒子的粒徑較現有的燒結原料模擬粒子而言更大，因此藉由朝燒結機的托盤裝入時的偏析，而大量存在於燒結時的溫度較托盤的上層側而容易變高的位置、即托盤中層側及托盤下層側，從而可充分地進行碳材內裝造粒粒子及現有的燒結原料的燒結反應。

於僅使用鐵礦石粉作為含鐵原料的粉的情況下，碳材內裝燒結礦不使用煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉，且可利用現存的燒結機來製造，因此可實現於無需準備新的燒成設備的情況下不限制生產量地進行大量生產。

因而，本發明中較佳為僅使用鐵礦石粉作為含鐵原料的粉，並將包含鐵礦石粉與含CaO的原料的粉的混合粉用作被覆碳材核的周圍的混合粉。

於碳材內裝造粒粒子的製造時將供給至造粒機的造粒原料（將碳材與混合粉及水分合併而成者）的水分含量調整為8質量%～10質量%，藉此可使用先前所使用的造粒機例如圓盤製粒機（disc pelletizer）或轉筒混合機的任一者或兩者來造粒。

本發明中，若水分過剩，則於造粒機內生成規定粒徑的直徑遠超過24.0 mm的粗大造粒粒子，因此將造粒時的水分含量的上限設為10質量%以防止該粗大造粒粒子的生成。即，其原因在於：若造粒時的水分含量超過10質量%，則多於交聯水分的水分充滿粉狀的含鐵原料間的空隙，水分發揮潤滑劑般的作用，故該粗大造粒粒子的強度非常弱，被覆層於燒結層內因周圍的裝入原料的負荷負重而崩壞，導致碳材核裸露，藉由燃燒而失去碳材核。進而，因粗大造粒粒子的被覆層崩壞，燒結層內的空氣的通路被堵塞，亦有可能阻礙作為燒結製程的通氣性。

另一方面，將造粒時的水分含量的下限設為8質量%是因為：若造粒時的水分小於8質量%，則作為使含鐵原料的粉的粒子彼此鍵結的交聯的水分不足，原本無法形成造粒粒子或者形成強度非常低的造粒粒子。該情況下，亦與水分過剩的情況同樣地，於燒結層內造粒粒子的被覆層崩壞，導致碳材核裸露，並藉由燃燒而失去。

於失去碳材核的情況下，失去由所述般的含鐵原料與碳材的近接配置而引起的反應的高速化現象，無法獲得被還原性的提高效果。

如以上說明般，根據本發明，可實現即便不使用煉鐵粉塵或軋鋼鏽皮等含有金屬鐵的氧化鐵粉，亦製造以含有含鐵原料的粉與含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核的周圍而成的兩層結構的碳材內裝燒結礦。

另外，將碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量設為8質量%~10質量%，因此於燒結機內將碳材內裝造粒粒子與現有的燒結礦製造用的燒結原料模擬粒子一同燒成時，可製造具有亦耐受周圍的裝入原料的負荷負重的強度的碳材內裝造粒粒子。藉此，防止碳材內裝造粒粒子的外層崩壞而導致碳材核裸露，可效率良好地使碳材殘留於燒結礦中。

再者，本發明並不限定於所述說明的範圍，例如作為碳材內裝造粒粒子的燒成用熱源，除現有的燒結原料模擬粒子中所含有的固體燃料的燃燒熱以外，亦可利用供給氣體燃料的燒結技術、或進而將氧氣富化並供給的燒結技術。 [實施例1]

進行如下試驗：變更造粒時的水分量來製造兩層結構的碳材內裝造粒粒子，將所製造的碳材內裝造粒粒子與另外製造的現有的作為燒結礦的原料的燒結原料模擬粒子混合，利用燒結機對混合的碳材內裝造粒粒子及燒結原料模擬粒子進行燒結處理，並調查造粒時的水分量對碳材內裝造粒粒子及將碳材內裝造粒粒子燒成而獲得的碳材內裝燒結礦造成的影響。兩層結構的碳材內裝造粒粒子是使用圖1所示的造粒設備來製造。

關於兩層結構的碳材內裝造粒粒子，作為碳材核，使用粒子直徑為4 mm～5 mm的乾燥焦炭，作為形成被覆碳材核的外周的被覆層的含鐵原料的粉，使用粒子直徑為250 μm以下的乾燥顆粒進料粉（赤鐵礦（Fe₂ O₃ ）：97.7質量%）。另外，作為形成被覆碳材核的外周的被覆層的含CaO的原料的粉，使用作為熔點調整劑的粒子直徑為200 μm以下的生石灰粉（CaO）。將該些原料裝入至造粒機中並加以混合，經由噴霧噴嘴而於造粒機內的原料中添加水分，製作以被覆層的厚度為3 mm以上且粒子直徑為12 mm～16 mm的方式造粒的造粒粒子，並用於試驗。造粒時的碳材內裝造粒粒子的水分含量為6質量%～11質量%的範圍，變更為水準1～水準6這六個水準。表1中表示水準1～水準6中的造粒時的碳材內裝造粒粒子的水分含量。

[表1]

另一方面，關於現有的作為燒結礦的原料的燒結原料模擬粒子，作為造粒原料，使用鐵礦石粉、CaO量成為燒結原料模擬粒子中的10質量%的量的作為副原料的石灰石粉、以及焦炭量成為燒結原料模擬粒子中的5質量%的量的作為固體燃料的焦炭粉。將該些原料裝入至轉筒混合機中，進行攪拌·混合而製作以算術平均直徑為2.9 mm的粒子直徑的形式造粒的燒結原料模擬粒子，並用於試驗。

使用JIS M8717中所規定的方法來測定以所述方式製作的水準1～水準6的各碳材內裝造粒粒子的壓壞強度。另外，將所製作的水準1～水準6的各碳材內裝造粒粒子與燒結原料模擬粒子以碳材內裝造粒粒子：燒結原料模擬粒子=2：8的比率進行混合，以具有格子狀的圓板且高度400 mm×直徑300 mm的鍋型燒結試驗裝置來對混合的碳材內裝造粒粒子及燒結原料模擬粒子實施燒結處理。

圖2中表示碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量與壓壞強度的關係。作為碳材內裝造粒粒子的被覆層於燒結層內下層不會崩壞且可耐受自周圍的裝入原料受到的負荷負重的強度，計算為需要為1.0 MPa以上。根據圖2可知，若造粒時的碳材內裝造粒粒子的水分含量為8質量%～10質量%，則壓壞強度為1.0 MPa以上，滿足所述條件。

圖3中表示碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量與燒結層內下層的最高達到溫度的關係。如圖3所示，可知於水分含量為8質量%～10質量%的範圍的情況下，與最高達到溫度為1340℃以下相比，水分含量為6質量%、7質量%、11質量%的情況下的最高達到溫度上昇。同時實施燒結處理的現有的作為燒結礦的原料的燒結原料模擬粒子中經混合的碎焦炭的調配量於任一條件下均相同。因而，於水分含量為6質量%、7質量%、11質量%的條件下，碳材內裝造粒粒子的被覆層崩壞，內部的碳材核的一部分進行燃燒，藉此最高達到溫度上昇。

另外，圖4中表示碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量與碳材內裝燒結礦的被還原性及碳材內裝燒結礦的殘留碳濃度的關係。如圖4所示，於水分含量為6質量%、7質量%、11質量%的條件下，殘留碳濃度下降。可知，包含所述圖3的結果在內，於水分含量為6質量%、7質量%、11質量%的條件下，內部的碳材核的一部分進行燃燒。另外，因碳材內裝燒結礦的殘留碳濃度減少而導致被還原性下降。 [實施例2]

進行如下試驗：以預先添加至造粒前的混合粉中的水分、與造粒時利用噴霧噴嘴而添加的水分的合計值成為實施例1的試驗中表示高的壓壞強度的9質量%的方式，將兩者的比變更為水準11～水準14這四種，利用與實施例1相同的方法來製作兩層結構的碳材內裝造粒粒子，並調查所製作的碳材內裝造粒粒子的壓壞強度。關於碳材內裝造粒粒子的原料，碳材核、含鐵原料的粉及含CaO的原料的粉均與實施例1中使用的原料相同。

表2中表示水準11～水準14中的預先添加至混合粉中的水分及造粒時利用噴霧噴嘴而添加的水分的詳細內容。

[表2]

圖5中表示水準11～水準14中的碳材內裝造粒粒子的壓壞強度。根據圖5可明確地可知於任一水準下碳材內裝造粒粒子的壓壞強度均無大的變化。因而，可知碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量可為混合粉預先包含的水分，亦可為造粒時添加的水分等任一者，重要的是其合計值。

1‧‧‧造粒設備

2a、2b、2c‧‧‧料斗

3a、3b、3c、3d‧‧‧搬送機

4‧‧‧混煉機

5‧‧‧造粒機

6‧‧‧供水用泵

圖1是表示用以製造碳材內裝燒結礦製造用的碳材內裝造粒粒子的造粒設備的一例的概略圖。 圖2是表示碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量與壓壞強度的關係的圖表。 圖3是表示碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量與燒結層內下層的最高達到溫度的關係的圖表。 圖4是表示碳材內裝造粒粒子的造粒時的水分含量與碳材內裝燒結礦的被還原性及碳材內裝燒結礦的殘留碳濃度的關係的圖表。 圖5是表示實施例2的水準11～水準14的碳材內裝造粒粒子的壓壞強度的圖表。

Claims (6)

1. 一種燒結礦的製造方法，其是於燒結機的托盤中對碳材內裝造粒粒子進行燒成來製造碳材內裝燒結礦，所述碳材內裝造粒粒子具有以含有含鐵原料的粉與作為熔點調整劑的含CaO的原料的粉的混合粉被覆碳材核而成的兩層結構，且所述燒結礦的製造方法中，所述碳材核的直徑為3mm~10mm、被覆層的厚度為7mm以下、粒子直徑為8.0mm以上且24.0mm以下的大小，所述碳材內裝造粒粒子中造粒時的水分的含量為所述碳材核與所述混合粉及水分的合計質量的8質量%~10質量%。
2. 如申請專利範圍第1項所述的燒結礦的製造方法，其中所述含鐵原料的粉為鐵礦石粉，所述混合粉包含鐵礦石粉與作為熔點調整劑的含CaO的原料的粉。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的燒結礦的製造方法，其使所述碳材內裝造粒粒子與在含鐵原料、作為熔點調整劑的含CaO的原料、固體燃料中添加水、混合並造粒而成的模擬粒子的燒結原料一同於所述燒結機的托盤中進行燒成。
4. 如申請專利範圍第3項所述的燒結礦的製造方法，其中所述模擬粒子的燒結原料進而包含作為熔點調整劑的含CaO的原料以外的作為熔點調整劑的副原料。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的燒結礦的製造方法，其中所述碳材內裝造粒粒子中所含有的水分的一部分預先包含於造粒前的所述混合粉中。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的燒結礦的製造方法，其中所述碳材內裝造粒粒子中所含有的水分的一部分於造粒時重新添加。