TWI689598B - 燒結礦的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可實現燒結礦良率提高的燒結礦的製造方法。一種燒結礦的製造方法，其利用燒結機對經造粒的燒結原料進行燒結，燒結原料包含含有相對於燒結原料的質量而成為5質量%以上的量的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料；含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭且相對於燒結原料的質量而成為3質量%以上、7質量%以下的範圍內的量的凝結材；及含CaO的原料；並且在對燒結原料進行造粒之前，至少將所述含鐵的原料加以攪拌，當將燒結原料的整個造粒期間設為0%~100%時，在50%~95%的造粒期間將凝結材的一部分或全部加以混合而進行造粒。

Description

燒結礦的製造方法

本發明是有關於一種利用燒結機對經造粒的燒結原料進行燒結來製造燒結礦的燒結礦的製造方法。

燒結礦可藉由如下方式來製造：向分別將適量的石灰石或矽石、蛇紋岩等副原料；塵、鏽垢(scale)、返礦等雜原料及粉焦炭等凝結材調配於多種品名的粉鐵礦石中而成的燒結原料中添加水分，並加以混合、造粒，利用燒結機對所獲得的造粒原料進行燒結。燒結原料因水分而在造粒時彼此凝聚而形成準粒子。該經準粒子化的造粒原料有助於確保裝入至燒結機的托板而成的裝入層的良好透氣性，藉由使用經準粒子化的造粒原料，可順利地進行燒結反應。

圖1的(a)、(b)是對燒結礦的良率分佈進行說明的圖。圖1的(a)表示裝入層上層部、中層部、下層部的溫度記錄圖(heat pattern)，圖1的(b)是表示燒結餅的良率分佈的剖面示意圖。圖1的(b)中的四方框內的數值表示燒結餅的各層的良率。

如圖1的(a)所示，與裝入層下層部相比，裝入層上層部的溫度難以上升，且超過1200℃的高溫範圍保持時間亦變短。如此，在裝入層上層部，高溫保持時間變短，燃燒熔融反應(燒結化反應)變得不充分，而燒結餅的強度變低。由於該燒結 餅的強度降低，故而如圖1的(b)所示般裝入層上層部的燒結礦的良率變低，其成為導致燒結礦生產性降低的因素。

針對此種裝入層上層部中的燒結礦的良率降低，專利文獻1中揭示有：可藉由使用燃燒速度快於焦炭的氣體燃料來提高裝入層上層部中的燒結礦的良率。根據專利文獻1，藉由使用氣體燃料，可以短時間提高裝入層上層部的溫度，因此在不僅包括因熱量不足而燒結礦的冷強度容易變低的裝入層上層部，而且亦包括裝入層中層部的廣範圍的部分，燒結礦的強度變高，從而燒結礦的良率得到提高。

非專利文獻1中揭示有一種使用可將粉焦炭裝入至托板上層部的裝置來將碳材裝入至托板上層部的技術。根據非專利文獻1，揭示有：藉由將0.2%的碳材裝入至托板的上層部，可使裝入層上層部的最高溫度上升並延長上層部的高溫保持時間。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2007/052776號

[非專利文獻]

[非專利文獻1]石脇、其他5人、「加古川燒結機中的碳材上部裝入技術的應用結果」、CAMP-ISIJ、VOl.14(2001)-956

實施專利文獻1中所揭示的技術時，除凝結材以外，亦準備 氣體燃料，進而在燒結機上部需要吹入氣體燃料的設備。因此，需要追加的設備投資，並且亦產生氣體燃料的費用，因此燒結礦的製造成本增加。實施非專利文獻1中所揭示的技術時，需要將碳材裝入至托板上層部的裝置，因此需要追加的設備投資。

本發明是鑒於此種現有技術的問題點而成，其目的在於提供一種可不導入新的設備而提高裝入至裝入層上層部的凝結材的比例，藉此延長裝入層上層部的高溫保持時間來實現裝入層上層部的燒結礦的良率提高的燒結礦的製造方法。

解決此種課題的本發明的特徵如下所述。

(1)一種燒結礦的製造方法，其利用燒結機對經造粒的燒結原料進行燒結，所述燒結礦的製造方法中，所述燒結原料包含含有相對於所述燒結原料的質量而成為5質量%以上的量的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料；含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭且相對於所述燒結原料的質量而成為3質量%以上、7質量%以下的範圍內的量的凝結材；及含CaO的原料；並且在對所述燒結原料進行造粒之前，至少將所述含鐵的原料加以攪拌，當將所述燒結原料的整個造粒期間設為0%~100%時，在50%~95%的造粒期間將所述凝結材的一部分或全部加以混合而進行造粒。

(2)如(1)所述的燒結礦的製造方法，其中，於在所述50%~95%的造粒期間將所述凝結材的一部分加以混合的情況下，且於 對造粒後的所述燒結原料的粒徑進行測定，所述粒徑降低至低於預定的粒徑的情況下，增加在所述50%~95%的造粒期間混合的凝結材。

藉由實施本發明的燒結礦的製造方法，可不導入新的設備而提高裝入至裝入層上層部的凝結材的比例。藉此，裝入層上層部的高溫保持時間得以延長而燒結餅的強度變高，從而可實現裝入層上層部中的燒結礦的良率提高。

10:燒結礦製造裝置

12:貯存槽

14:含鐵的原料

16:貯存槽

18:含CaO的原料

20:搬送機

22:混合原料

24:高速攪拌裝置

26:攪拌葉片

28:容器

30:搬送機

32:水

34:滾筒混合機

36:凝結材

38:準粒子

40:搬送機

50:燒結機

60:模式

62:模式

64:模式

圖1的(a)、(b)是對燒結礦的良率分佈進行說明的圖。

圖2是表示可實施本實施形態的燒結礦的製造方法的燒結礦製造裝置的一例的示意圖。

圖3(a)、圖3(b)是表示離散單元法(Discrete Element Method，DEM)中所使用的模式的圖。

圖4是表示使用離散單元法(DEM)而模擬的對於托板的裝入狀況的圖。

圖5(a)、圖5(b)是表示根據使用離散單元法(DEM)而模擬的結果來算出托板的各層的準粒子徑及存在於各層中的凝結材的比例的結果的圖表。

圖6(a)、圖6(b)是表示對於燒結機的托板的裝入實驗的結果的圖。

圖7是表示藉由造粒試驗而造粒的準粒子的調和平均粒徑與由該準粒子形成的裝入層的JPU的關係的圖表。

以下，通過本發明的實施形態對本發明進行說明。圖2是表示可實施本實施形態的燒結礦的製造方法的燒結礦製造裝置10的一例的示意圖。分別運出規定量的貯存於貯存槽12中的含鐵的原料14及貯存於貯存槽16中的包含石灰石或生石灰等的含CaO的原料18而製成混合原料22。

本實施形態中所使用的含鐵的原料14包含粒徑10μm以下的粉鐵礦石、多種品名的鐵礦石、製鐵所內所產生的塵及燒結礦製造步驟中的成為篩下的粒徑5mm以下的返礦等。含鐵的原料14含有相對於燒結原料的質量而成為5質量%以上的量的粒徑10μm以下的粉鐵礦石。粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含量的測定可使用雷射繞射．散射式粒度分析計來測定。除了含鐵的原料14及含CaO的原料18以外，亦可將作為任意調配原料的包含白雲石(dolomite)或精煉鎳礦渣等的含MgO的原料混合於混合原料22中。

混合原料22藉由搬送機20而搬送至高速攪拌裝置24。高速攪拌裝置24具備以高速旋轉的攪拌葉片26與以傾斜的狀態旋轉的容器28。搬送至高速攪拌裝置24的混合原料22被投入至容器28，並藉由容器28的旋轉與攪拌葉片26的旋轉而被攪拌。作為本實施形態中的高速攪拌裝置24，示出了具備以傾斜的狀態 旋轉的容器28的例子，但容器28亦可不傾斜地旋轉，在不傾斜的情況下，亦可獲得相同的攪拌效果。

經高速攪拌裝置24攪拌的混合原料22藉由搬送機30而搬送至滾筒混合機34。將搬送至滾筒混合機34的混合原料22投入至滾筒混合機34，並添加適量的水32而進行造粒。在滾筒混合機34中，在造粒期間的後半程，混合凝結材36而進行造粒。所謂造粒期間的後半程，是指當將整個造粒期間設為0%~100%時，成為造粒期間的後半程的50%~95%的造粒期間。凝結材36更佳為在將整個造粒期間設為0%~100%時的成為70%~95%的期間進行混合。

在滾筒混合機34中，隨著造粒時間的經過，燒結原料朝向滾筒混合機34的排出口移動。因此，亦可特定造粒期間成為50%~95%的滾筒混合機34內的燒結原料的位置，並在所特定的位置混合凝結材36。在認為滾筒混合機34內的燒結原料的移動速度為固定的情況下，亦可在將自滾筒混合機34的投入口至排出口的長度設為0%~100%時的成為50%~95%的位置混合凝結材36。藉此，可對外側外裝有凝結材36的準粒子38進行造粒。利用滾筒混合機34的造粒例如實施300秒~400秒。在本實施形態中，將外側外裝有凝結材36的準粒子38的原料定義為燒結原料。

滾筒混合機34為對準粒子38進行造粒的造粒裝置的一例，亦可併用滾筒混合機34與圓盤式造粒機來代替滾筒混合機34。例如，在併用滾筒混合機34與圓盤式造粒機的情況下，可在 整個造粒期間的50%~95%內利用滾筒混合機34進行造粒，在剩餘的成為5%~50%的造粒期間利用圓盤式造粒機進行造粒，並在利用圓盤式造粒機的造粒時添加凝結材36。

準粒子38藉由搬送機40而搬送至燒結機50，並被裝入至該燒結機50的托板。藉由裝入至托板的準粒子38而形成裝入層，利用燒結機50對該裝入層進行燒結，並加以破碎、冷卻、篩分來製造燒結礦。本實施形態中所使用的燒結機50例如為德維-勞氏(Dwight Lloyd，DL)式燒結機。

在本實施形態的燒結礦的製造方法中，相對於燒結原料的質量而在3質量%以上、7質量%以下的範圍內混合含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材36。藉此，可提高裝入至燒結機50的托板上層部的凝結材36的比例，且可提高裝入層上層部中的燒結礦的良率及燒結礦的強度。粒徑1mm以下的粉焦炭相對於所有凝結材的含量是藉由以下方式而算出：使用依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards，JIS)Z 8801-1的孔徑1mm的篩進行篩選，測定成為篩下的質量，將該測定值除以所有凝結材的質量。粒徑1mm以下的粉焦炭的含量較佳為設為50質量%以上、75質量%以下，進而更佳為設為65質量%以上、75質量%以下。

繼而，對發現如下情況的過程進行說明：藉由使用含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材36，可提高燒結機50的托板上層部的凝結材36的比例。本發明者等人使用使 離散單元法(Discrete Element Method)應用於燒結機50的裝入部的模式，來模擬裝入至燒結機50的托板的準粒子38及凝結材36的狀況。圖3(a)、圖3(b)是表示離散單元法(DEM)中所使用的模式的圖。圖3(a)表示算出對個別粒子發揮作用的力的模式60，圖3(b)表示算出在粒子間發揮作用的力的模式62、模式64。如圖3(b)所示，將在粒子間發揮作用的力分成垂直方向與平移方向的成分，利用模式62來計算垂直方向的成分，利用模式64來計算平移方向的成分。

使用圖3(a)、圖3(b)所示的模式來每單位時刻解答各粒子的運動方程式，藉此模擬裝入至燒結機的托板的準粒子38及凝結材36的位置。圖4是表示使用離散單元法(DEM)而模擬的對於托板的裝入狀況的圖。圖5(a)、圖5(b)是表示根據使用離散單元法(DEM)而模擬的結果來算出托板的各層的準粒子徑及存在於各層中的凝結材的比例的結果的圖表。圖5(a)是表示托板的上層部、中層部、下層部的各層的準粒子相對於準粒子整體的平均粒徑的平均粒徑的圖表，圖5(b)是表示存在於托板的上層部、中層部、下層部的凝結材的比例的圖表。在圖5(a)、圖5(b)中，上層部為托板的層厚比(層厚/總層厚)成為0.17的位置，中層部為層厚比(層厚/總層厚)成為0.50的位置，下層部為層厚比(層厚/總層厚)成為0.83的位置。本實施形態中的準粒子的平均粒徑為調和算術平均粒徑且為由1/(ΣVi×di)(其中，Vi為處於第i的粒度範圍中的粒子的存在比率，di為第i的粒度 範圍的代表粒徑)定義的粒徑。

關於使用離散單元法而模擬的結果，如圖5(a)所示，平均粒子徑小於整體平均的準粒子大量存在於托板的上層部，平均粒子徑大於整體平均的準粒子大量存在於托板的下層部。如圖5(b)所示，若凝結材的平均粒徑相對於準粒子的平均粒徑的比變大，則存在於托板的上層部的凝結材的比例變低，存在於托板的下層部的凝結材的比例變高。另一方面，若凝結材的平均粒徑相對於準粒子的平均粒徑的比變小，則存在於托板的上層部的凝結材的比例變高，存在於托板的下層部的凝結材的比例變低。

如此，發明者等人發現如下可能性：根據使用離散單元法(DEM)的模擬結果來減小凝結材36的粒徑，藉此可提高裝入至托板的上層部的凝結材36的比例。為了利用實際的燒結機50來確認所述可能性，進行對於燒結機50的托板的裝入實驗。裝入實驗中，準備將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量調整為30質量%的凝結材與將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量調整為55質量%的凝結材，在混合原料中使用將各種凝結材加以外裝並造粒而成的準粒子。將準粒子裝入至燒結機50的托板，並測定裝入至托板的準粒子的層厚比成為0.17、0.50、0.83的位置的準粒子的平均粒徑與該準粒子中所含的凝結材的比例。

圖6(a)、圖6(b)是表示對於燒結機的托板的裝入實驗的結果的圖。圖6(a)是表示托板的各位置的準粒子的平均粒徑的圖表，圖6(b)是表示托板的各位置的凝結材的比例比的圖 表。在圖6(a)、圖6(b)中，所謂「-1mm比例」，是指粒徑1mm以下的粉焦炭相對於所有粉焦炭的含量。

在圖6(a)中，橫軸為準粒子的算術平均粒徑(mm)，縱軸為燒結機托板的層厚比(-)。如圖6(a)所示，不論包含30質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的燒結原料，還是包含55質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的燒結原料，算術平均粒徑小的準粒子均大量被裝入至層厚比大的托板的上層部，算術平均粒徑大的準粒子均大量被裝入至層厚比小的托板的下層部。

在圖6(b)中，橫軸為凝結材的比例比(-)，縱軸為燒結機托板的層厚比(-)。凝結材的比例比是由[各層中的凝結材的比例(質量%)]/[凝結材的比例(質量%)]算出的值。

如圖6(b)所示，在包含30質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的燒結原料中，凝結材的比例比在托板的上層部變小，在托板的下層部變大。另一方面，若使用包含55質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的燒結原料，則托板的上層部的凝結材的比例比增加，下層部的凝結材的比例比減少。其結果，在包含55質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的燒結原料中，在托板的上層部與下層部，凝結材的比例比大致相同。根據圖6(a)、圖6(b)，確認到：藉由使用包含相對於凝結材的質量而為50質量%以上即55質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材，與使用包含相對於凝結材的質量而未滿50質量%即30質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材的情況相比，使裝入至燒結機50的托板的上層部的凝結材的 量增加。

另一方面，若增加粒徑1mm以下的粉焦炭的含量，則混合原料22的造粒性降低。因此，在本實施形態的燒結礦的製造方法中，使含鐵的原料14含有相對於燒結原料的質量而為5質量%以上的粒徑10μm以下的粉鐵礦石。粒徑10μm以下的粉鐵礦石填埋藉由對粒徑大的原料進行造粒而形成的原料粒子間的空間，從而提高造粒物的強度。因此，藉由含有相對於燒結原料的質量而為5質量%以上的粒徑10μm以下的粉鐵礦石，可提高混合原料22的造粒性。然而，粒徑10μm以下的粉鐵礦石保持比表面積大的大量水分，因此在搬送過程中容易凝聚而進行凝聚粒子化。若粒徑10μm以下的粉鐵礦石進行凝聚粒子化，則無法填埋所述原料粒子間的空間，而無法提高混合原料22的造粒性。

因此，在本實施形態的燒結礦的製造方法中，使用高速攪拌裝置24來攪拌混合原料22。藉由該攪拌而將經凝聚粒子化的粒徑10μm以下的粉鐵礦石碎解，因此可抑制由凝聚粒子化引起的混合原料22的造粒性的降低。利用高速攪拌裝置24的攪拌的目的在於碎解經凝聚粒子化的粒徑10μm以下的粉鐵礦石，因此只要至少攪拌含鐵的原料14即可。高速攪拌裝置24較佳為在將攪拌葉片26的周速設為8m/sec~12m/sec、將容器28的轉速設為0.5m/sec~2.0m/sec、將處理時間設為60sec~120sec的攪拌條件下攪拌混合原料22，更佳為在將攪拌葉片26的周速設為9m/sec、將容器28的轉速設為1.0m/sec、將處理時間設為90sec 的攪拌條件下攪拌混合原料22。

為了確認混合原料22的造粒性，實施混合原料22的造粒試驗。將造粒試驗的條件及結果示於下述表1中。圖7是表示藉由造粒試驗而造粒的準粒子的調和平均粒徑與由該準粒子形成的裝入層的JPU的關係的圖表。JPU是針對藉由將準粒子裝入至托板而形成的裝入層，在低溫下朝下抽吸大氣而測定的透氣性指數JPU。透氣性指數JPU是使用下述(1)式來算出。

JPU=V/[S×(h×△P)^0.6]…(1)

其中，在(1)式中，V為風量(Nm³/min)，S為裝入層的剖面面積(m²)，h為裝入層高度(mm)，△P為壓力損失(mmH₂O)。若裝入層的透氣性高，則透氣性指數JPU變大，若透氣性低，則透氣性指數JPU變小。

在評價透氣性的情況下，較佳為使用調和平均粒徑。下述(2)式所表示的額爾古納(Ergun)式用於預測裝入層的壓力損失，該式中使用調和平均粒徑。該式所預測的壓力損失表示裝入層的透 氣性，因此在本實施形態的準粒子的粒徑的評價中，使用與透氣性相關聯的調和平均粒徑。

在所述(2)式中，△P/L為每1m的壓力損失(Pa/m)，ε為空隙率(-)，u為流速(m/s)，μ為氣體黏度(Pa．s)，Dp為調和平均粒徑(m)，ρ為氣體密度(kg/m³)。

在表1中，「燒結原料」一行表示包含8質量%的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料與凝結材的混合比例。「凝結材混合」一行中所記載的「預先混合」表示在利用滾筒混合機34進行造粒之前混合凝結材，「後混合」表示在利用滾筒混合機34對準粒子進行造粒的造粒期間的後半程混合凝結材，並外裝凝結材。本試驗中的造粒期間的後半程為當將整個造粒期間設為0%~100%時成為50%~95%的造粒期間。

「攪拌處理」一行中所記載的「無」表示不利用高速攪拌裝置24進行攪拌，「有」表示利用高速攪拌裝置24進行攪拌。「-1mm粉焦炭」一行中所記載的數值表示粒徑1mm以下的粉焦炭相對於凝結材的質量的含量。「JPU」一行中所記載的數值為由所述(1)式算出的透氣性指數JPU的值。

在圖7中，橫軸為準粒子的調和平均粒徑(mm)，縱軸為透氣性指數JPU。比較例1為使用將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量設為40質量%的凝結材的造粒試驗例。比較例1中所使用的凝結材中，使造粒性惡化的粒徑1mm以下的粉焦炭的含量少，因此準粒子的調和平均粒徑成為2.22mm，透氣性指數JPU亦大。然而，由於使用將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量設為40質量%的凝結材，故而無法增加裝入層上層部的凝結材的量，從而無法提高裝入層上層部的良率。

比較例2為使用將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量設為65質量%的凝結材的造粒試驗例。比較例2中所使用的凝結材中，使造粒性惡化的粒徑1mm以下的粉焦炭的含量多於比較例1。因此，比較例2的準粒子的調和平均粒徑成為1.73mm，而小於比較例1的準粒子的調和平均粒徑。藉由比較例2的準粒子的調和平均粒徑變小，比較例2的透氣性指數JPU小於比較例1，從而與比較例1相比，比較例2的裝入層的透氣性降低。

比較例3為使用將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量設為65質量%的凝結材並在造粒期間的後半程混合凝結材的造粒試驗例。雖然比較例3中所使用的凝結材中的粒徑1mm以下的粉焦炭的含量與比較例2中所使用的凝結材相同，但比較例3的準粒子的調和平均粒徑成為1.92mm，而大於比較例2的準粒子的調和平均粒徑。比較例2與比較例3的不同在於是否在造粒期間的後半程混合凝結材。根據其結果，認為：藉由在造粒期間的後半程混 合凝結材，比較例3的準粒子的調和平均粒徑大於比較例2的準粒子的調和平均粒徑。藉由比較例3的準粒子的調和平均粒徑變大，比較例3的透氣性指數JPU大於比較例2，與比較例2相比，比較例3的裝入層的透氣性得到提高。

比較例4為使用將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量設為65質量%的凝結材與利用高速攪拌裝置24進行了攪拌處理的含鐵的原料的造粒試驗例。雖然比較例4中所使用的凝結材中的粒徑1mm以下的粉焦炭的含量與比較例2中所使用的凝結材相同，但比較例4的準粒子的調和平均粒徑成為2.10mm，而大於比較例2的準粒子的調和平均粒徑。比較例4與比較例2的不同在於是否利用高速攪拌裝置24攪拌含鐵的原料。根據其結果，認為：藉由利用高速攪拌裝置24攪拌含鐵的原料並將經凝聚粒子化的粒徑10μm以下的粉鐵礦石碎解，比較例4的準粒子的調和平均粒徑大於比較例2。藉由比較例4的準粒子的調和平均粒徑變大，比較例4的透氣性指數JPU大於比較例2，與比較例2相比，比較例4的裝入層的透氣性得到提高。

發明例1為使用將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量設為65質量%的凝結材與利用高速攪拌裝置24進行了攪拌的含鐵的原料並且在造粒期間的後半程混合凝結材的造粒試驗例。在發明例1中，在造粒期間的後半程混合凝結材並且將經凝聚粒子化的粒徑10μm以下的粉鐵礦石碎解，因此發明例1的準粒子的調和平均粒徑成為2.65mm，而大於比較例1~比較例4的準粒子的調和平均 粒徑。藉由發明例1的準粒子的調和平均粒徑大於比較例1~比較例4，發明例1的透氣性指數JPU亦大於比較例1及比較例4，與比較例1~比較例4相比，發明例1的裝入層的透氣性得到提高。

如此，確認到：藉由利用高速攪拌裝置24來攪拌包含5質量%以上的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料，可增大準粒子的調和平均粒徑，且可提高裝入層的透氣性。進而確認到：藉由在造粒期間的後半程混合凝結材36，可增大準粒子的調和平均粒徑，且可提高裝入層的透氣性。而且確認到：藉由使用該些，與將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量設為40質量%的比較例1相比，可增大準粒子的調和平均粒徑，且亦可提高裝入層的透氣性。

在本實施形態的燒結礦的製造方法中，藉由使用含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材，從而提高裝入至燒結機50的托板上層部的凝結材的比例。進而，使用包含5質量%以上的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料，利用高速攪拌裝置24對含鐵的原料進行攪拌處理及在造粒期間的後半程混合凝結材，藉此解決由使用含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材引起的造粒性的降低。藉此，可不導入新的設備而提高裝入至托板上層部的凝結材的比例，藉此可延長裝入層上層部的高溫保持時間而實現裝入層上層部中的燒結礦的良率提高。

在本實施形態中，示出了在造粒期間的後半程混合全部凝結材36的例子，但並不限定於此。在造粒期間的後半程混合的 凝結材亦可為混合於燒結原料中的凝結材的一部分。在造粒期間的後半程混合的凝結材較佳為相對於混合於燒結原料中的凝結材的質量而設為50質量%以上。藉由將在造粒期間的後半程混合的凝結材設為50質量%以上，預先混合於混合原料22中的凝結材的量變少，因此混合原料22的造粒性得到提高。

進而，於在造粒期間的後半程混合一部分凝結材的情況下，測定造粒後的準粒子徑，在準粒子徑降低至低於預定的臨限值的情況下，為了增大在測定該粒徑之後經造粒的準粒子徑，可根據準粒子的粒徑降低至低於臨限值以後的燒結礦的生產，來增加在造粒期間的後半程混合的凝結材的量。如表1的比較例3所示，若在造粒期間的後半程混合凝結材，則準粒子的調和平均粒徑變大。如圖7所示，準粒子徑的降低使裝入層的透氣性降低。裝入層的透氣性的降低導致燒結時間的延長而使燒結礦生產率降低。因此，預先設定可維持目標燒結礦生產率的準粒子徑的臨限值，在粒徑降低至低於該臨限值的情況下，增加在造粒期間的後半程混合的凝結材的量來增大準粒子徑。藉此，可維持目標燒結礦生產率。

[實施例]

繼而，對本發明的實施例進行說明。在實施例中，使用燒結礦製造裝置10來準備變更了粒徑1mm以下的粉焦炭的含量的凝結材與變更了粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含量的含鐵的原料，利用滾筒混合機進行造粒而製成準粒子，並利用燒結機50對 該準粒子進行燒結來製造燒結礦。將燒結礦的製造條件及評價結果示於表2中。

在表2中，「凝結材外裝比率」表示在造粒期間的後半程所混合的凝結材的比率。該凝結材外裝比率為50表示在造粒前混合50質量%的凝結材，在造粒期間的後半程混合50質量%的凝結材。「TI強度」表示依據日本工業標準(JIS)K 2151而測定的燒結礦的轉鼓強度。

比較例11為使用含有40質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材與含有3質量%的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料來製造燒結礦的製造例。在比較例11中，粒徑1mm以下的粉焦炭的混合量少，無法提高托板上層部的凝結材的比例。因此，比較例11的良率低於其他製造例，藉此，燒結礦生產率亦低於其他製造例。比較例11中所製造的燒結礦的TI強度亦低於 其他燒結礦的製造例。

比較例12為使用含有65質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材與含有3質量%的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料來製造燒結礦的製造例。在比較例12中，使用含有65質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材，因此裝入層上層部的凝結材的比例變高，與比較例11相比，比較例12的燒結礦的良率及比較例12中所製造的燒結礦的TI強度得到提高。然而，粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含量少至3質量%，雖然使用含有65質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材，但未在造粒期間的後半程混合凝結材。因此，與比較例11相比，燒結原料的造粒性降低，準粒子的調和平均粒徑變小，裝入層的透氣性降低。藉由該透氣性的降低，比較例12的燒結時間長於其他製造例，其結果，比較例12的燒結礦生產率與比較例11相同。

比較例13為使用含有65質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材與含有3質量%的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料來製造燒結礦的製造例。在比較例13中，在造粒期間的後半程混合凝結材，因此造粒性的降低得到抑制，與比較例12相比，準粒子的調和平均粒徑變大，裝入層的透氣性得到提高。比較例13的燒結時間短於比較例12表示與比較例12相比，比較例13的裝入層的透氣性得到提高。雖然比較例13中所製造的燒結礦的TI強度降低至稍微低於比較例12，但比較例13的良率提高至高於比較例12。其結果，比較例13的燒結礦生產率提高至高於比 較例12。然而，由於未使用含有5質量%以上的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料，因此未提高燒結原料的造粒性，比較例13的良率及燒結礦生產率低於後述的實施例1~實施例3，且燒結時間長於實施例1~實施例3。

比較例14為使用含有65質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材與含有7質量%的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料，並不外裝凝結材地製造燒結礦的製造例。在比較例14中，使用高速攪拌裝置24來進行含鐵的原料的攪拌處理，因此造粒性的降低得到抑制，與比較例12相比，準粒子的調和平均粒徑變大，裝入層的透氣性得到提高。比較例14的燒結時間短於比較例12表示與比較例12相比，比較例14的裝入層的透氣性得到提高。比較例14中所製造的燒結礦的TI強度提高至高於比較例12，且比較例14的良率提高至高於比較例12。其結果，比較例14的燒結礦生產率提高至高於比較例12。然而，未在造粒期間的後半程混合凝結材，因此比較例14的良率及燒結礦生產率低於後述的實施例1~實施例3，且燒結時間長於實施例1~實施例3。

實施例1~實施例3為使用含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材與含有7質量%的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料來製造燒結礦的製造例。在實施例1、實施例2中，使用含有65質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材，在實施例3中，使用含有75質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材，因此可提高裝入層上層部的凝結材的比率。藉此，比較例 12的燒結礦的良率及比較例12中所製造的燒結礦的TI強度提高至高於比較例11。

實施例1~實施例3中，使用含有7質量%的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料，並利用高速攪拌裝置24進行攪拌來提高造粒性，因此與未進行攪拌的比較例11~比較例13相比，準粒子的調和平均粒徑變大。進而，在實施例1中，在造粒期間的後半程混合凝結材的50質量%，在實施例2、實施例3中，在造粒期間的後半程混合凝結材的100質量%，因此與未在造粒期間的後半程混合凝結材的比較例14相比，準粒子的調和平均粒徑變大。

藉由實施例1~實施例3的準粒子的調和平均粒徑大於比較例11~比較例14，裝入層的透氣性得到提高，並且實施例1~實施例3的燒結時間短於比較例11~比較例14。該些結果，實施例1~實施例3的良率及燒結礦生產率高於比較例11~比較例14。如此，確認到：藉由使用本實施形態的燒結礦的製造方法，可提高裝入層的透氣性且實現裝入層上層部中的燒結礦的良率提高，藉此，可提高燒結礦生產率及燒結礦的TI強度。

觀察實施例1~實施例3時，在實施例2中，將凝結材的外裝比率設為100質量%，因此與凝結材的外裝比率為50質量%的實施例1相比，準粒子的調和平均粒徑變大，良率亦得到提高，從而燒結礦的生產率變高。在實施例3中，使用含有75質量%的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材，因此與使用含有65質量 %的粒徑1mm以下的粉焦炭的凝結材的實施例2相比，良率得到提高。然而，由於包含大量的粒徑1mm以下的粉焦炭，因此造粒性降低，且準粒子的調和平均粒徑小於實施例2。其結果，實施例3的燒結礦生產率與實施例2相同。根據其結果，預想到：即便使粒徑1mm以下的粉焦炭的含量多於75.0質量%，造粒性降低亦會與良率提高效果相抵消，從而無法期待燒結礦的生產率提高的效果。根據該些結果，得知：較佳為將粒徑1mm以下的粉焦炭的含量的上限設為75質量%。

10:燒結礦製造裝置

12:貯存槽

14:含鐵的原料

16:貯存槽

18:含CaO的原料

20:搬送機

22:混合原料

24:高速攪拌裝置

26:攪拌葉片

28:容器

30:搬送機

32:水

34:滾筒混合機

36:凝結材

38:準粒子

40:搬送機

50:燒結機

Claims (2)

1. 一種燒結礦的製造方法，其利用燒結機對經造粒的燒結原料進行燒結，所述燒結礦的製造方法中，所述燒結原料包含含有相對於所述燒結原料的質量而成為5質量%以上的量的粒徑10μm以下的粉鐵礦石的含鐵的原料；含有50質量%以上的粒徑1mm以下的粉焦炭且相對於所述燒結原料的質量而成為3質量%以上、7質量%以下的範圍內的量的凝結材；及含CaO的原料；並且在利用造粒裝置對所述燒結原料進行造粒之前，至少將所述含鐵的原料加以攪拌，當將所述燒結原料的利用所述造粒裝置的整個造粒期間設為0%~100%時，在50%~95%的造粒期間將所述凝結材的一部分或全部加以混合而進行造粒。
2. 如申請專利範圍第1項所述的燒結礦的製造方法，其中，於在所述50%~95%的造粒期間將所述凝結材的一部分加以混合的情況下，且於對造粒後的所述燒結原料的粒徑進行測定，所述粒徑降低至低於預定的粒徑的情況下，增加在所述50%~95%的造粒期間混合的凝結材。

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