烧结矿的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种烧结矿的制造方法，在该方法中，将包括粉矿石和碳材料的烧结原料装入循环移动的托盘上，形成装入层，向该装入层内导入稀释至燃烧下限浓度以下的气体燃料，并在该装入层内使上述气体燃料和碳材料燃烧，制造烧结矿，通过在所述气体燃料供给区域的前侧1/2部分以超过供给气体燃料总量的50％供给所述气体燃料，即使是在烧结原料装入层的最表层部，也能稳定地确保保持在1200℃以上、1400℃以下的时间(高温区域保持时间)，从而能够以高成品率制造高强度且被还原性优异的高品质的烧结矿。
【专利说明】烧结矿的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及使用下方吸引式Dwight Lloyd(带式）烧结机制造高强度、被还原性 优异的高品质高炉原料用烧结矿的方法。
【背景技术】
[0002] 烧结矿是高炉炼铁法的主要原料，通常经图1所示的工序制造。烧结矿的原料是 铁矿石粉、烧结矿筛下粉、炼铁厂内产生的回收粉、石灰石和白云石等含CaO系副原料、生 石灰等制粒助剂、焦炭粉或无烟煤等，这些原料按规定比例从加料斗1· ··的各加料斗输 送到传送带上。输送的原料在通过筒式混合机2和3等添加适量的水后，混合、制粒，形成 平均粒径3?6mm的呈准粒子状的烧结原料。然后，将这些烧结原料从配设在烧结机上的 缓冲漏斗4、5输出，经筒式进料机6和出料槽7,以400?800_的厚度装到环状移动式烧 结机托盘（palette) 8上，形成亦称烧结床的载入层9。之后，用设置在装入层9上方的点火 炉10对装入层表层的碳材料进行点火，并通过配设在托盘8正下方的风箱11将装入层上 方的空气吸引到下方，从而使装入层内的碳材料依次燃烧，利用此时产生的燃烧热使上述 烧结原料熔化，得到烧结块。然后，对由这样得到的烧结块进行破碎、整粒，回收约5_以上 的成块物作为成品烧结矿，将其供给到高炉。
[0003] 在上述制造工序中，通过点火炉10点火的装入层内的碳材料之后利用在装入层 内被由上层向下层吸引的空气继续燃烧，形成在厚度方向上具有幅度的燃烧-熔融带（下 面也简称作"燃烧带"）。该燃烧带的熔融部分会阻碍上述被吸引的空气的流动，因而成为 烧结时间延长、导致生产效率降低的要因。此外，随着托盘8向下游侧移动，该燃烧带逐渐 从装入层的上层向下层转移，燃烧带通过后，产生烧结反应完成了的烧结块层（下面也简 称"烧结层"）。此外，随着燃烧带从上层向下层转移，烧结原料中所含的水分因碳材料的燃 烧热而汽化，在温度尚未上升的下层的烧结原料中浓缩，形成湿润带。该水分浓度达到一定 程度以上时，成为吸引气体的流路的、烧结原料的粒子间空隙会被水分埋没，与熔融带一样 成为使通气阻力增大的要因。
[0004] 然而，烧结机的生产量（t/hr) -般由生产率（t/hr ·πι2) X烧结机面积（m2)而定。 艮P，烧结机的生产量随着烧结机的机体宽度、机体长度、原料装入层的厚度、烧结原料的堆 积密度、烧结（燃烧）时间、成品率等而变化。因此，要增加烧结矿的生产量，被认为有效的 方法是：改善装入层的通气性（压损）以缩短烧结时间或者提高粉碎前的烧结块的冷强度 以提商成品率，等等。
[0005] 图2是显示在厚600mm的装入层中移动的燃烧带位于装入层内的托盘上约400mm 的位置（距装入层表面200mm处下方）时的装入层内的压损与温度分布的图，此时的压损 分布在湿润带中约为60 %，在燃烧带中约为40 %。
[0006] 图3是显示烧结矿的生产率高时和低时、即烧结机的托盘移动速度快时和慢时的 装入层内的某一点的温度与时间推移的图。保持在烧结原料的粒子开始熔融的1200°C以上 的温度的时间在生产率低的情况下用T 1、在生产率高的情况下用T2表示。生产率高时，托 盘的移动速度快，因而高温区域保持时间T2比生产率低时的T1短。但是，若在1200°C以上 的高温下的保持时间短，则会焙烧不足，烧结矿的冷强度下降，成品率降低。因此，为了在短 时间内以高成品率、良好的生产率制造高强度的烧结矿，需要采取某些手段来延长保持在 1200°C以上的高温的时间、提高烧结矿的冷强度。
[0007] 图4是示意性地显示用点火炉点火后的装入层表层的碳材料在被吸引的空气作 用下继续燃烧、形成燃烧带、该燃烧带从装入层上层顺次向下层移动、形成烧结块的过程的 图。此外，图5(a)是显示上述燃烧带存在于图4中的粗框内显示的装入层的上层部、中层 部和下层部各层内时的温度分布的图。烧结矿的强度受保持在1200°C以上的温度与时间之 乘积的影响，其值越大，烧结强度越高。因此，由于装入层上层部的碳材料的燃烧热由被吸 引的空气运送，装入层内的中层部和下层部得以被预热，从而长时间保持高温度，而装入层 上层部由于未经预热，相应地燃烧热不足，烧结所需要的燃烧熔融反应（烧结反应）容易不 充分。其结果，装入层的宽度方向截面内的烧结矿的成品率分布如图5(b)所示，越往装入 层上层部，成品率越低。此外，托盘两宽度端部也因经托盘侧壁的放热、通过的空气量多所 引起的过度冷却而无法充分确保在烧结所需的高温区域的保持时间，成品率也会低。
[0008] 针对这些问题，以往采取的是增加在烧结原料中添加的碳材料（粉焦）量的措施。 但是，增加焦炭的添加量，如图6所示，虽然能够提高烧结层内的温度、延长保持在1200°C 以上的时间，但与此同时，烧结时的最高到达温度会超过1400°C，由于以下说明的原因，会 导致烧结矿的被还原性、冷强度降低。
[0009] 在非专利文献1中，烧结过程中在烧结矿中生成的各种矿物的拉伸强度（冷强 度）和被还原性如表1所示。而且，在烧结过程中，如图7所示，在1200°C开始产生熔液， 生成烧结矿的构成矿物中强度最高、被还原性也较高的铁酸钙。这是必须将烧结温度设置 在1200°C以上的原因。但是，当进一步升温超过1400°C、准确地说超过1380°C时，铁酸钙就 开始分解成冷强度和被还原性最低的非晶质硅酸盐（硅酸钙）和容易还原粉化的骸晶状二 次赤铁矿。此外，根据矿物合成实验的结果，如图8的状态图所示，成为烧结矿还原粉化的 起点的二次赤铁矿会升温至Mag. ss+Liq.区域，冷却后析出，因此，不通过状态图上示出的 (1)路径、而通过（2)路径制造烧结矿被认为对抑制原粉化很重要。
[0010] 表 1
[0011]
【权利要求】
1. 烧结矿的制造方法，在该方法中，将包括粉矿石和碳材料的烧结原料装入循环移动 的托盘上，形成装入层，对该装入层表面的碳材料进行点火，并通过配设在托盘下方的风箱 吸引含有稀释至燃烧下限浓度以下的气体燃料的装入层上方的空气、将其导入装入层内， 在装入层内使所述气体燃料和碳材料燃烧，制造烧结矿， 其中，在供给所述气体燃料的区域的前侧1/2部分供给超过总供给气体燃料的50%。
2. 根据权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在供给所述气体燃料的区 域的前侧1/2部分供给超过总供给气体燃料的65%。
3. 根据权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在供给所述气体燃料的区 域的前侧1/3部分供给超过总供给气体燃料的40%。
4. 根据权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，在供给所述气体燃料的区 域的前侧1/3部分供给超过总供给气体燃料的50%。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，供给所述气体 燃料的区域为在仅利用碳材料的燃烧热进行烧结时的保持在1200°C以上、1380°C以下的高 温区域保持时间小于150秒的区域。
6. 根据权利要求1?5中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，供给所述气体 燃料的区域在从点火炉至排矿部之间的机体长度的40%以下。
7. 根据权利要求1?6中任一项所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，使导入所述装 入层内的空气中所含的气体燃料的浓度在燃烧下限浓度以下。
【文档编号】C22B1/20GK104364398SQ201280073945
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2012年11月20日 优先权日:2012年6月13日
【发明者】岩见友司, 山本哲也, 主代晃一, 泷川洋平 申请人:杰富意钢铁株式会社