專利名稱：燒結用模擬粒子原料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用下方吸引的德懷特-勞埃德(Dwight-loyd)式燒結機制造高爐用燒結礦時所用的燒結用模擬粒子原料及其制造方法。
背景技術：
用作高爐用原料的燒結礦一般經(jīng)如下的燒結原料的處理方法而制造。如

圖16所示，首先用鼓式混合機把由粒徑10mm以下的鐵礦石、粒粒10mm以下的石英、蛇紋石或鎳礦渣等組成的含SiO2原料、含有粉狀CaO的石灰石系粉原料及粉狀的焦炭或無煙煤等成為熱源的固體燃料系粉原料混合，并在其中添加適當量的水進行混合、造粒從而形成被稱為模擬粒子的造粒物。
把由該造粒物組成的配合原料裝入德懷特-勞埃德燒結機的燒結用小車上，使之成為適當?shù)暮穸?00～700mm，對表層部分的固體燃料點火，點火后一邊向下方吸引空氣一邊使固體燃料燃燒，利用其燃燒熱使配合的燒結原料燒結而成為燒結餅。將該燒結餅破碎、調整粒度，得到一定粒徑以上的燒結礦，另一方面比其粒徑小的燒結礦成為返礦，作為燒結原料再使用。
這樣制造的成品燒結礦的被還原性，如歷來所指出的那樣，尤其成為極大地左右高爐作業(yè)的因素。通常，燒結礦的被還原性用JISM8713(JIS日本工業(yè)標準，以下稱JIS)定義，此處，把燒結礦的被還原性記為JIS-RI。如圖8所示，在燒結礦的被還原性(JIS-RI)與高爐中氣體利用率(ηco)之間存在正比關系，又如圖9所示，在高爐中的氣體利用率(ηco)與燃料比之間存在反比關系。為此，燒結礦的被還原性(JIS-RI)通過高爐中的氣體利用率(ηco)與燃料比存在良好反比關系，如使燒結礦的被還原性提高，則高爐中的燃料比降低。再者，此處，氣體利用率(ηco)與燃料比定義如下。
ηco＝CO2(％)/(CO(％)+CO2(％)再者，CO2(％)、CO(％)均是高爐爐頂氣體中的體積％。
燃料比＝(煤+焦炭的使用量(kg/天))/生鐵的產量(噸/天)另外，被制造的成品燒結礦的冷強度也是在確保高爐中的通氣性方面的重要因素，在各高爐中設定冷強度的下限基準進行操作。因此，對高爐來講，所謂理想的燒結礦可以說是被還原性優(yōu)良的、冷強度高的燒結礦。表1中示出了作為形成燒結礦的主要礦物組織的鈣鐵礦(CF)nCaO·Fe2O3、赤鐵礦(He)Fe2O3、含有FeO的鈣硅礦(CS)CaO·xFeO·ySiO2、磁鐵礦(Mg)Fe3O4這四種物質的被還原性、拉伸強度。如表1所示，被還原性高的是赤鐵礦(He)，拉伸強度高的是鈣鐵礦(CF)。再者，制作圓盤形的礦石試驗片，用壓裂拉伸試驗方法(徑向壓縮試驗或巴西式壓縮試驗)中規(guī)定的方法測定拉伸強度。所謂作為本發(fā)明人目的的理想燒結組織，如圖5所示那樣，是選擇性地使在燒結塊表面上生成強度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦(He)，盡可能避免生成含有被還原性及強度低的FeO的鈣硅礦(CS)?？墒牵跉v來大部分的燒結機中，如前所述，由于把鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料、固體燃料系粉原料同時地進行混合，因此，如圖6所示，在模擬粒子結構中，在粗粒的核礦石周圍混在著粉礦石、石灰、焦炭，由燒結而獲得的燒結礦結構中，混在著赤鐵礦(He)、鈣鐵礦(CF)、含有FeO的鈣硅礦(CS)、磁鐵礦(Mg)這四種礦物結構。
因此，迄今為止一直在嘗試多量生成鈣鐵礦(CF)和赤鐵礦(He)的方法。例如，由于在高溫燒結時多量生成含有FeO的鈣硅礦(CS)，故在特開平63-149331號公報提出了在粉狀的鐵礦石中添加粘結劑和石灰石造粒后，通過在表面上被覆作為熱源的粉焦炭來改善焦炭的燃燒性，在低溫下燒結從而提高被還原性的技術。
然而，在前述特開平63-149331號公報提出的以往方法中，由于CaO與鐵系原料中的SiO2及SiO2系原料相接近，因此多量生成總是含F(xiàn)eO的鈣硅礦(CS)，大多數(shù)情況不一定是以鈣鐵礦(CF)和赤鐵礦(He)為主體的結構。
本發(fā)明目的在于為了解決前述歷來的問題點而提供燒結用模擬粒子原料及其制造方法，即作為制造燒結礦的工藝的前處理不需要龐大的設備，將鐵礦石和含有SiO2原料從石灰石系粉原料和固體燃料系原料分開，階段性地制成模擬粒子，由此制造選擇性地在燒結塊表面上生成強度高的鈣鐵礦(CF)、而另一方面向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦(He)的結構的燒結礦，使冷強度提高，而且能改善燒結礦的被還原性。

發(fā)明內容
為實現(xiàn)前述目的的第1發(fā)明是一種燒結用模擬粒子原料，其特征在于通過將鐵礦石及含SiO2原料從石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料中分離而制備模擬粒子，向不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的鐵礦石及含SiO2原料被覆石灰石系粉原料。
又，第2發(fā)明是根據(jù)第1發(fā)明的燒結用模擬粒子原料，其特征在于前述鐵礦石及含SiO2原料是確保不與石灰石系粉原料反應的未熔融的鐵礦石的量。
又，第3發(fā)明是根據(jù)第1或第2發(fā)明的燒結用模擬粒子原料，其特征在于固體燃料系粉原子與前述石灰石系粉原料一起被覆，或者被覆在前述石灰石系粉原料的更外層。
又，第4發(fā)明是一種燒結用模擬粒子原料，其特征在于作為制造高爐用燒結礦的燒結用模擬粒子原料，它具有以粗粒鐵礦石為核的第一層；使不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料并且顆粒比前述粗粒鐵礦石細的鐵礦石以及含SiO2原粒粘附，包覆在前述第一層外表面的第二層；還具有使石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料粘附而形成的第三層以上的層。
又，第5發(fā)明是一種燒結用模擬粒子原料，其特征在于作為制造高爐用燒結礦的燒結用模擬粒子原料，具有以平均粒徑2mm以上的粗粒的鐵礦石為核的第一層，具有為了被覆其第一層的外表面而粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的平均粒徑小于2mm的細粒的鐵礦石及含SiO2原料的第二層，同時，作為第三層以后的層是粘附石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料。
又，第6發(fā)明是根據(jù)第5發(fā)明的燒結用模擬粒子原料，其特征在于前述第三層是石灰石粉原料與固體燃料系粉原料的混合層。
又，第7發(fā)明是根據(jù)第5發(fā)明的燒結用模擬粒子原料，其特征在于前述第三層是石灰石系粉原料層，在其石灰石系粉原料層的外層部分具有固體燃料系粉原料的粘附層。
又，第8發(fā)明是一種用燒結用模擬粒子原料制備的高爐用燒結礦，所述燒結用模擬粒子原料通過將鐵礦石及含SiO2原料從石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料中分離而制備模擬粒子，向不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的鐵礦石及含SiO2原料被覆石灰石系粉原料。
又，第9發(fā)明是根據(jù)第8發(fā)明的高爐用燒結礦，其特征在于選擇性地使在燒結塊表面生成強度高的鈣鐵礦CF，向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦He。
又，第10發(fā)明是一種燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為使用下方吸引的德懷特-勞埃德式燒結機制造高爐用燒結礦的工藝的前處理，在將由鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料組成的燒結原料進行造粒時，以粗粒鐵礦石為核，使其周圍粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料并且顆粒比前述粗粒鐵礦石細的鐵礦石以及含SiO2原粒，造粒形成第二層后，作為第三層以后，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料，造粒形成三層以上的被覆的模擬粒子。
又，第11發(fā)明是燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為使用下方吸引的德懷特-勞埃德式燒結機制造高爐用燒結礦的工藝的前處理，在將由鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料組成的燒結原料進行造粒時，以平均粒徑2mm以上的粗粒的鐵礦石為核，在其周圍粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的平均粒徑小于2mm的細粒的鐵礦石及含SiO2的原料，造粒形成第二層后，作為第三層以后的層，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料，造粒形成三層以上的被覆的模擬粒子。
又，第12發(fā)明是根據(jù)第11發(fā)明的燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于使前述第三層粘附石灰石系粉原料與固體燃料系粉原料的混合粉，造粒形成被覆三層的模擬粒子。
又，第13發(fā)明是根據(jù)第11發(fā)明的燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為第三層，在粘附石灰石系粉原料后，再在石灰石系粉原料層的外層部分上粘附固體燃料系粉原料而造粒，從而形成被覆四層的模擬粒子。
又，第14發(fā)明是根據(jù)第11-13發(fā)明的燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒鐵礦石和前述細粒鐵礦石及含SiO2的原料裝入另外設置的造粒機中，用該造粒機使粗粒鐵礦石成為核，使其周圍粘附細粒的燒結原料進行造粒后，再將其與石灰石系粉原料及成為熱源的固體燃料系粉原料裝入混合機進行造粒。
又，第15發(fā)明是根據(jù)第11-13發(fā)明的燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒的鐵礦石和前述細粒的鐵礦石及含SiO2原料裝入混合機的前端部分，以前述粗粒的鐵礦石為核，使其周圍粘附前述細粒的鐵礦石及含SiO2原料，一邊造粒一邊從該混合機的后端部分裝入石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料進行造粒。
又，第16發(fā)明是根據(jù)第11-13發(fā)明的燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于把前述粗粒的鐵礦石和前述細粒的鐵礦石及含SiO2原料從多個混合機的前端一側的混合機裝入，以前述粗粒的鐵礦石為核，使其周圍粘附前述細粒的鐵礦石及含SiO2原料，一邊造粒一邊從該多個混合機的最后尾的混合機的前端部分或后端部分裝入石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料進行造粒。
附圖的簡單說明圖1是進行有關本發(fā)明例的燒結原料的混合、造粒處理的流程圖(方法A)。
圖2是進行有關本發(fā)明例的其他燒結原料的混合、造粒處理的流程圖(方法B)。
圖3是進行有關本發(fā)明例的其他燒結原料的混合、造粒處理的流程圖(方法C)。
圖4是比較顯示在采用本發(fā)明法與歷來法處理燒結原料時的燒結礦的被還原性JIS-RI(％)、生產率(t/hr·m2)、落下強度(％)的曲線圖。
圖5是表示本發(fā)明中理想燒結礦結構的模式圖。
圖6是表示有關歷來例的模擬粒子結構及燒結礦結構的模式圖。
圖7是表示本發(fā)明中理想模擬粒子結構的模式圖。
圖8是表示高爐中燒結礦的被還原性JIS-RI(％)與氣體利用率ηco(％)的關系的曲線圖。
圖9是表示高爐中氣體利用率ηco(％)與燃料比(kg/t-pig)的關系的曲線圖。
圖10是表示采用本發(fā)明法與歷來法處理的模擬粒子的結構的照片。
圖11是表示用電子探針微量分析儀測定切開了由本發(fā)明法處理的模擬粒子的截面的Ca與Fe的分布的照片。
圖12是表示用電子探針微量分析儀測定切開了由本發(fā)明法與歷來法形成的模擬粒子燒結體的截面的Ca與Fe的分布的照片。
圖13是表示采用本發(fā)明法與歷來法形成的模擬粒子的燒結體外觀的照片。
圖14是比較、顯示燒結了采用本發(fā)明法與歷來法所得的模擬粒子的燒結體的氣孔徑(μm)與氣孔量(cc/g)的關系的曲線圖。
圖15是比較、顯示將采用本發(fā)明法(方法c)及歷來法所處理的模擬粒子燒結時的燒結礦的被還原性JIS-RI(％)、生產率(t/hr·m2)和落下強度(％)的圖。
圖16是進行有關歷來例的燒結原料的混合、造粒處理的流程圖。
圖17是表示熔融深度的測定方法的圖。
圖18是表示采用氣孔率15％的一般鐵礦石時，其熔融深度與反應時間的關系的圖。
圖19是表示采用氣孔率35％的鐵礦石時，其熔融深度與反應時間的關系的圖。
圖20是表示本發(fā)明燒結用模擬粒子原料的含有比例與燒結礦的被還原性的關系的圖。
實施發(fā)明的最佳方案以下基于附圖詳細地說明完成本發(fā)明的歷程及本發(fā)明的具體實施方案。
本發(fā)明者反復進行種種研究的結果，如圖7所示，通過將多量含有SiO2的鐵礦石及含SiO2的原料從石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料分開來制造模擬粒子，從而抑制使CaO與SiO2的反應放慢、被還原性差、冷強度也低的含有FeO的鈣硅礦(CS)的生成。由此發(fā)現(xiàn)能形成選擇性地在燒結礦表面生成強度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結礦內部生成被還原性高的赤鐵礦(He)的燒結礦。此時，擔心燒結礦的冷強度降低，但由于在石灰石系粉原料與鐵礦石的界面所生成的鈣鐵礦(CF)系熔融液其粘度低，瞬時之間包覆鐵礦石的周圍，因而具有足夠的冷強度。
作為滿足上述條件的制造高爐用燒結礦的燒結用模擬粒子原料，通過具有以平均粒徑2mm以上的粗粒鐵礦石為核礦石的第一層，具有在其周圍粘附除了石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料以外的、平均粒徑不足2mm的細粒燒結原料系粉原料的第二層。從而抑制使CaO和SiO2的反應放慢、被還原性差、冷強度也低的含有FeO的鈣硅礦(CS)的生成。即在將鐵礦石及含SiO2原料從石灰石系粉原料分離的沒有石灰石的狀態(tài)下制造燒結用模擬粒子原料而實現(xiàn)。而且，通過作為包覆第二層外表面的第三層的石灰石系粉原料層，在石灰石系粉原料與鐵礦石的界面生成鈣鐵礦(CF)，通過包覆鐵礦石的周圍，來發(fā)揮足夠的冷強度。利用這種燒結用模擬粒子原料，如前所述，從而形成選擇性地在燒結塊表面上生成強度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦(He)的燒結礦。
再者，成為前述第三層的石灰石系粉原料層，可以只是石灰石系粉原料層，或者也可以是石灰石系粉原料與固體燃料系粉原料的混合層。這是因為利用在第三層中含有的石灰石成分，能在燒結決表面形成強度高的鈣鐵礦(CF)的緣故。再者，第三層只是石灰石系粉原料層時，作為第四層必須是固體燃料系粉原料層。本發(fā)明中使用的平均粒徑是利用由顯微鏡觀察進行的圖像解析法求得相當于各粒子投影面積圓的直徑(Heywood徑)，將其進行算術平均而得出的平均粒徑。
其次，以下描述成為核的粗粒鐵礦石的平均粒徑的限定理由。
本發(fā)明的特征在于具有不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的第一、第二層，增加不與石灰石反應的未熔融的鐵礦石(殘留原礦)的量。
因此，本發(fā)明人如圖17那樣，把石灰石(CaO)的壓塊(壓塊CaO)放在鐵礦石的壓塊(壓塊Fe2O3)上，使之在設定溫度下反應后，測定鐵礦石壓塊熔融的長度(熔融深度)。
其結果，發(fā)現(xiàn)熔融深度(X)如(1)式那樣表示。
x＝2φ·ΔCaO·D1/2·t1/2/(π1/2·ρ)此處，DCa的擴散系數(shù)(cm2/s)ρ反應層的密度(mol/cm3)ΔCaOCaO濃度梯度(mol/cm3)t反應時間(s)圖18表示使用作為通常的鐵礦石的氣孔率為15％的鐵礦石時的、熔融深度與反應時間的關系。
由此可知，在實機燒結工藝中，當在假定的燒結過程中的加熱條件即1250℃下保持360秒左右的條件下考慮時，鐵礦石的平均粒徑至少在2mm以上，在1300℃最高溫度條件下，最好沒有3mm以上的鐵礦石和不殘留鐵礦石的未熔融部分。
因此，將本發(fā)明中成為核的粗粒鐵礦石的平均粒徑定為2mm以上。而且，在成為該核的礦石的外層形成第二層并且粒徑增大，由第一、第二層確保未熔融鐵礦石(殘留原礦)的量。由此，如前述，抑制使CaO與SiO2的反應減慢、被還原性差、冷強度也低的含有FeO的鈣硅礦(CS)的生成。又，圖19表示使用作為高結晶水礦石的氣孔率為35％的鐵礦石時的熔融深度與反應時間的關系。使用高結晶水礦石作為核礦石時，通過規(guī)定平均粒徑4mm以上的鐵礦石粒徑，從而可實施本發(fā)明。
再者，由于使成為核的礦石的平均粒徑為2mm以上，所以，經(jīng)模擬粒子化形成的第二層由其平均粒徑比核礦石還小的即不足2mm的細粒的、除了石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料以外的燒結原料系粉原料所構成。
圖1表示用于制造本發(fā)明理想模擬粒子結構的造粒流程例(方法A)。在本發(fā)明的方法A中，例如，用另外的造粒機6，將含0.5～5.0％左右的SiO2、平均粒徑2mm以上的粗粒鐵礦石1和含SiO20.5～5.0％左右、平均粒徑不足2mm的例如0.1～1.0mm左右細粒的含SiO2原料2(鐵礦石、石英、蛇紋石、Ni爐渣等)進行預造粒，使得以粗粒的鐵礦石1為核，使其周圍粘附細粒的含SiO2原料2。然后，再添加石灰石系粉原料3或石灰石系粉原料3與成為熱源的固體燃料系粉原料4(焦炭、無煙煤等)，用鼓式混合機進行混合、造粒。
又圖2表示用于制造另一本發(fā)明理想模擬粒子結構的造粒流程例(方法B)。在本發(fā)明的方法B中，從鼓式混合機5的前端部分添加粗粒的鐵礦石1和細粒含SiO2的原料2(細粒的鐵礦石、石英、蚊紋石、Ni爐渣等)從而一邊形成模擬粒子一邊從鼓式混合機5的后端部分添加石灰石系粉原料3或石灰石系粉原料3與固體燃料系粉原料4(焦炭、無煙煤等)進行混合、造粒。又，圖3表示用于制造另一本發(fā)明理想模擬粒子結構的造粒流程例(方法C)。在本發(fā)明的方法C中，使鼓式混合機為多個的構成(本例中為2組)，一邊從前端一側的鼓式混合機5的前端部分添加粗粒的鐵礦石1和細粒的鐵礦石及含SiO2原料2(細粒的石英、蛇紋石、Ni爐渣等)，形成模擬粒子一邊從最尾端一側的鼓式混合機5’的用虛線表示的前端部分或從用實線表示的后端部分添加石灰石系粉原料3或石灰石系粉原料3與固體燃料系粉原料4(焦炭、無煙煤等)進行混合、造粒。當只添加石灰石系原料3時，只要在其后添加固體燃料系粉原料4(焦炭、無煙煤等)進行混合并進行第四層的造粒即可。石灰石系粉原料3及固體燃料系粉原料4通過使平均粒徑為0.5mm以下、優(yōu)選為0.25mm以下，從而容易粘附在第二層上，并能包覆其外表面。
采用本發(fā)明的方法A、方法B或方法C，以粗粒的鐵礦石1為核，在其周圍粘附細粒的鐵礦石及含SiO2原料2，還能在其周圍粘附石灰石系粉原料3和作為熱源的固體燃料系粉原料4(粉焦炭)，形成包覆造粒達三層以上的模擬粒子。由此，在由模擬粒子構成的燒結原料的燒結過程中，可抑制使CaO與SiO2的反應放慢的、冷強度低的鈣硅礦(CS)的生成，選擇性地在燒結塊表面上生成強度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦(He)、從而可穩(wěn)定地制造微細氣孔多、被還原性好的冷強度高的燒結礦。
又，本發(fā)明者，在改變本發(fā)明燒結用模擬粒子在全部燒結原料中的含有比例所情況下進行了燒結礦制造實驗，測定該實驗所得燒結礦的被還原性。將其結果的一例示于圖20。
由此可知，如果本發(fā)明的燒結用模擬粒子原料占全部燒結原料的20％以上，則發(fā)揮比以往燒結礦提高被還原性的效果。
因此，在燒結作業(yè)中確保本發(fā)明的模擬粒子原料在燒結原料中占20％以上，從而進行燒結礦的制造必須提高被還原性，當被還原性為70％時，在總的燒結原料中，只要本發(fā)明燒結用模擬粒子原料的含有比例優(yōu)選確保50％以上來制造燒結礦即可。
本發(fā)明燒結用模擬粒子原料的含有比例可如下調整。
(1)在歷來造粒法制的燒結原料中添加另外制造的本發(fā)明的燒結用模擬粒子原料，使之達到必需的含有比例。
(2)在用鼓式混合機制造燒結用模擬粒子原料時，可通過調整石灰石系原料的添加時期，來調整必需的含有比例。
例如，如果提前在鼓式混合機中的添加時期，則本發(fā)明的燒結用模擬粒子原料的含有比例變低，如果把石灰石系原料的添加時期定在用鼓式混合機進行的造粒末期，則可提高本發(fā)明燒結模擬粒子原料的含有比例。
由此，可得到具有所希望的被還原性、反應性更好的燒結礦。
實施例使用表2所示配合比例的燒結原料，用本發(fā)明圖1所示的方法A把造粒的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結機，裝到燒結用小車上。為了比較，進行如下操作采用把鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料、焦炭粉同時混合的處理方法進行造粒，將造粒的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結機，裝到燒結用小車上。
然后，在燒結用小車上進行燒結，測定礦物組成、比表面積、被還原性。將由本發(fā)明法、歷來法得到的結果示于表3。
如表3所示，通過采用本發(fā)明圖1所示的方法A，在礦物組織中被還原性高的赤鐵礦(He)增加，被還原性低的鈣硅礦(CS)減少，另外由于因赤鐵礦(He)所致的微細氣孔的增加，導致比表面積也增加，被還原性比歷來法提高15％。再者，此處，比表面積用Bet法(Brunner-Emmett-Teller method)測定，被還原性按JIS M8713標準測定。
又，同樣地把使用本發(fā)明圖2所示的方法B制造的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結機，裝在燒結用小車上。然后，進行燒結，測定生產率，落下強度(冷強度按JIS M8711標準測定)、被還原性。其結果發(fā)現(xiàn)如圖4所示，本發(fā)明圖2所示的方法B，與歷來法比較，被還原性JIS-RI增加約8％，生產率約提高0.19t/hr·m2，落下強度增加0.4％。
又，采用表2所示配合比例的燒結原料，把用本發(fā)明的3所示方法C進行造粒的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結機、裝在燒結用小車上。為了比較，進行如下操作用把鐵系原料、含SiO2原料、石灰石系粉原料、焦炭粉同時混合的處理方法所進行造粒的模擬粒子輸送到德懷特-勞埃德式燒結機、裝在燒結機用小車上。
然后，進行燒結，測定生產率、落下強度(冷強度按JIS M8711標準測定)、被還原性。其結果發(fā)現(xiàn)，如圖15所示，采用本發(fā)明的圖3所示的方法C，從最后端一側的鼓式混合機的后端部分添加石灰石系粉原料3和成為熱源的固體燃料系粉原料4(焦炭、無煙煤等)時，與歷來法比較，其被還原性JIS-RI約增加10％，生產率提高約0.19t/hr·m2，落下強度增加0.8％。另外，圖14表示與歷來法比較，采用本發(fā)明法所制造燒結礦的氣孔徑分布。氣孔徑分布采用由水銀孔率計進行的水銀壓入方式求出。采用本發(fā)明法制造的燒結礦，成為還原氣體流路的1μm以下的微細氣孔部分增加，變成適合改善被還原性的氣孔結構。
圖10比較顯示以粗粒鐵礦石為核礦，在其周圍粘附細粒含SiO2原料、再在其外側粘附石灰石和作為熱源的粉焦炭從而形成三層被覆的本發(fā)明法所得的模擬粒子結構與在模擬粒子內均勻混合了石灰石的歷來法所得的模擬粒子結構。
由此看出，采用本發(fā)明法所得的模擬粒子，由于把石灰石包覆在外，其表面比歷來法變得紅白。為了確認在采用本發(fā)明法所得的模擬粒子表面上是否粘附有石灰石，用電子探針微量分析儀(EPMA)對被切開的模擬粒子的截面測定Ca和Fe分布，結果示于圖11。由此可證實采用本發(fā)明法所得的模擬粒子，其表面確實包覆有石灰石。
將用EPMA測定本發(fā)明及歷來法所得的模擬粒子的燒結體截面的結果示于圖12。由于采用本發(fā)明法將石灰石包覆在外，可確認得到如前述圖5所示的選擇性地在燒結塊表面上生成強度高的鈣鐵礦(CF)、向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦(Fe)的燒結結構。圖13示出其燒結體的外觀。由此可知，歷來法所得燒結體成江米團狀，而本發(fā)明的特征是燒結體接合成葡萄的絮狀。
產生上利用的可能性如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的燒結原料的處理方法，用混合機將燒結原料混合、造粒時，以粗粒的鐵礦石為核礦石，使其周圍粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的細粒鐵礦石及含SiO2原料后，再使之粘附石灰石系粉原料和作為熱源的固體燃料系粉原料。為此，在采用德懷特-勞埃德式燒結機的燒結過程中，可抑制冷強度低的鈣硅礦(CS)的生成，選擇性地在燒結塊表面上生成強度高的鈣鐵礦(CF)，向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦(He)，可高生產率地制造微細氣孔多、被還原性好的冷強度高的燒結礦。
表1

表2

表3

權利要求
1.一種燒結用模擬粒子原料，其特征在于通過將鐵礦石及含SiO2原料從石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料中分離而制備模擬粒子，向不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的鐵礦石及含SiO2原料被覆石灰石系粉原料。
2.權利要求1記載的燒結用模擬粒子原料，其特征在于前述鐵礦石及含SiO2原料是確保不與石灰石系粉原料反應的未熔融的鐵礦石的量。
3.權利要求1或2記載的燒結用模擬粒子原料，其特征在于固體燃料系粉原子與前述石灰石系粉原料一起被覆，或者被覆在前述石灰石系粉原料的更外層。
4.一種燒結用模擬粒子原料，其特征在于作為制造高爐用燒結礦的燒結用模擬粒子原料，它具有以粗粒鐵礦石為核的第一層；使不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料并且顆粒比前述粗粒鐵礦石細的鐵礦石以及含SiO2原粒粘附，包覆在前述第一層外表面的第二層；還具有使石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料粘附而形成的第三層以上的層。
5.一種用燒結用模擬粒子原料制備的高爐用燒結礦，所述燒結用模擬粒子原料通過將鐵礦石及含SiO2原料從石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料中分離而制備模擬粒子，向不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料的鐵礦石及含SiO2原料被覆石灰石系粉原料。
6.權利要求5記載的高爐用燒結礦，其特征在于選擇性地使在燒結塊表面生成強度高的鈣鐵礦CF，向燒結塊內部生成被還原性高的赤鐵礦He。
7.一種燒結用模擬粒子原料的制造方法，其特征在于作為使用下方吸引的德懷特-勞埃德式燒結機制造高爐用燒結礦的工藝的前處理，在將由鐵礦石、含SiO2原料、石灰石系粉原料及固體燃料系粉原料組成的燒結原料進行造粒時，以粗粒鐵礦石為核，使其周圍粘附不含石灰石系粉原料和固體燃料系粉原料并且顆粒比前述粗粒鐵礦石細的鐵礦石以及含SiO2原粒，造粒形成第二層后，作為第三層以后，再使其上面粘附石灰石系粉原料和成為熱源的固體燃料系粉原料，造粒形成三層以上的被覆的模擬粒子。
全文摘要
本發(fā)明目的是制造被還原性好、冷強度高的燒結礦。具體的發(fā)明的制造方法是用造粒機使粗粒的鐵礦石1成為核，使其周圍粘附細粒的鐵礦石及含SiO
文檔編號C22B1/16GK1696318SQ20051005290
公開日2005年11月16日 申請日期2001年5月18日 優(yōu)先權日2000年5月29日
發(fā)明者大山伸幸, 井川勝利 申請人:杰富意鋼鐵株式會社