专利名称：烧结矿的制造方法
技术领域：
本发明涉及用高炉等制造铁水时作为原料的烧结矿的制造方法，特别是，为了再利用回收的废铁屑作为高炉用原料的烧结矿的制造方法。
近年来，被称为来自汽车、家电、容器等的轻量屑的废铁屑(以下称为废屑)经常发生，并希望能将其利用。这种废屑可以用粉碎机或切断机进行细片化，但由于其体积大在电炉、转炉等中的使用不受欢迎，目前的现状是，称为质量好的重量屑的大尺寸废屑经常被利用。过去曾做过将轻量屑直接于高炉的试验，但是，由于存在着与矿石的分级、偏析严重，加之产生传送带的切断、供料装置内的堵塞，在高炉内中进一步在矿石堆积层中分级、偏析等问题，扰乱了高炉操作，稳定经常的使用十分困难。如果细片化的轻量废铁屑能与矿石、烧结矿相同以块状形式加入高炉、还原炉的话，就能消除上述高炉中的使用上的问题，制块的方法还没有公开过。
另一方面，来自产生量比较多的镀锌钢板的废屑，直接用于高炉时，在高炉内产生ZnO的休姆状粉末，并积集在炉壁的表面上形成附着物。基于以上原因，目前的现状是，将由矿石、焦炭引入的锌量限制在0.2kg/吨生铁以下。所以，没有进行过将含锌的废屑直接在高炉中更多使用的尝试。
以往的烧结矿的制造方法的工艺简图的例子示于
图1(a)中。
将主原料矿石从矿石给料斗1、副原料石灰石从石灰石给料斗3、燃料焦炭从焦炭给料斗2、返矿从返矿给料斗(图中未示出)分别定量放出，将其用造粒机4加入水分例如，6.8%，调湿造粒，作为烧结原料。将含有3.8%焦炭的烧结原料装入给料槽5中，从滚筒给料器6卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8中，形成充填层9。该充填层的厚度为550mm。
用点火炉10将充填层的表层部分的焦炭点火，下方吸引空气使焦炭燃烧，这种燃烧热将原料从上层到下层顺次烧结。
另外，还有使用比焦炭更便宜的无烟煤作为焦炭的替代品的方法。
或者，在特开昭61-99635号公报中提出了通过将焦炭干燥、减少焦炭的水分，来减少焦炭使用量的方法。
另外，在特开昭63-274723号公报中提出了将高金属化率的予备还原铁的放热用于烧结的方法。
根据以往的方法，由于作为热源是使用焦炭，焦炭的燃烧会产生CO2和NO2，从环境方面来说是不好的，另外，烧结原料的粒度小，由此充填层的密度变大，通气受到阻碍，导致烧结时间变长，生产率降低的问题。
另外，在用无烟煤代替焦炭的方法中，虽然NO2的产生变少，但CO2的产生无法抑制，另外，无烟煤埋藏量逐渐减少，供给量的难以确保等问题还未能解决。
另外，特开昭61-99635号公报的方法中，焦炭量的减少是有限度的，因此，还存在不能抑制CO2和NO2的产生，生产率提高较小等问题。
上述的特开昭61-274723号公报的方法中，由于在到利用于烧结所需的搬运时间中，在大气中发热，变成高温，搬运方法上存在着问题，再有其量很小，所以量的确保上也有问题。
另一方面，根据以往的方法，如图1(b)所示的那样，刚刚通过点火炉的烧结充填层表层，由于不是象下层那样由通过烧结行进带的高湿赤热部的高温空气来燃烧，而是吸引大气中的冷空气使焦炭燃烧，所以温度低。受到这种表层影响，上层的温度不会升高，由于低温不能充分熔融，因而形成强度小的烧结矿。另外，由于下层蓄积了上层的热量，变得高温熔融性大，会产生过熔融气味，和由于通气阻碍而产生不均匀烧焦。这样就造成破碎造粒时，细粒变多，5mm以上的制品的成品率降低的问题。
本发明的目的在于着眼于烧结矿的制造工艺来实现用高炉等制造铁水时，将细片化的轻量废屑作为原料使用，并且可以使产生量较多来自镀锌钢板的废屑的脱锌的方法。另外，本发明的另一目的在于减少热源焦炭的使用，从而抑制焦炭燃烧时CO2和NO2的产生，改善充填层的通气性，提高生产率。
另外，本发明的目的在于提供一种烧结矿的制造方法，该方法可以提高烧结充填层上层的在成品率，并且给下层的烧结以好的影响，从而提高烧结层整体的成品率和产品质量。
其要点如下所述(1)以废铁屑作为原料的烧结矿的制造方法，其特征是，使用下方吸引式烧结机制造烧结矿时，在烧结矿原料中添加废铁屑，或者是将废铁屑和烧结原料的混合物装入带式烧结小车上形成填充层之后，在填充层表层点火使之烧结。
(2)以第(1)项所述的废铁屑作为原料的烧结矿的制造方法，其中上述废铁屑包括最大厚度为5mm以下，最大长度为50mm以下的废薄铁片，或者最大厚度为10mm以下，最大长度为150mm以下的块状废铁屑。
(3)以第(1)或(2)项所述的以废铁屑作为原料的烧结矿的制造方法，其中与上述废铁屑和烧结原料的混合物，含有薄片状或块状的废铁屑及熔剂，相对于废薄铁片和熔剂的总重量，熔剂的比例为1～30%;或相对于块状废铁屑和熔剂的总重量，熔剂的比例为30-70%。
(4)以第(1)-(3)项中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，上述填充层是按以下方法填充在带式烧结小车上有一不含废铁屑的填充层，在该填充层的上侧填充其厚度占整个填充层50%以下的烧结矿原料中加有废铁屑的混合物，废铁屑的添加量，相对于烧结矿原料的总重量为100%以下。
(5)以第(1)-(3)项中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，上述填充层是按以下方法填充在带式烧结小车上有一不含废铁屑的填充层，在该填充层的下侧填充其厚度占整个填充层50%以下的烧结矿原料中加有废铁屑的混合物，废铁屑的添加量，相对于烧结矿原料的总重量为100%以下。
(6)以第(1)-(5)项中任一项所述的以废薄铁片为原料的烧结矿的制造方法，其中，作为上述混入的废铁屑是最大厚度为5mm以下，最大长度为50mm以下的废薄铁片，其混入量相对于废薄铁片和烧结矿原料的总重量为100%以下。
(7)以第(1)-(5)项中任一项所述的以废铁块为原料的烧结矿的制造方法，其中，作为上述混入的废铁屑是最大厚度为10mm以下，最大长度为150mm以下的废铁块，其混入量相对于废铁块和烧结矿原料的总重量为70%以下。
(8)以第(1)-(7)项中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，在烧结上述填充层的过程中，增加焦炭的添加量，将烧结层内的气体气氛条件规定为CO/CO2的分压比为0.15以上。
(9)含有废铁屑的烧结矿，其特征是，在烧结矿内残留有废铁屑的未熔部分在0.5%以上，100%以下。
图1为表示以往的烧结矿中(a)烧结矿的制造方法的工艺简图，(b)表示烧结层断面的上下层的温度和熔融性状况的图。
图2示出了本发明的第一实施方案。
图3示出了本发明的第二实施方案。
图4示出了本发明的第三实施方案。
图5示出了本发明的第四实施方案。
图6示出了从废屑配合量与废屑大小的关系看出的烧结可能界限。
图7示出了废屑大小不同的烧结矿中的废屑含有率和废屑熔融率与废屑配合量的关系。
图8为本发明和以往的烧结矿的光学显微镜的组织照片，(a)以往的烧结矿，(b)添加10%废屑的烧结矿，(c)添中80%废屑的烧结矿的烧结矿中的废屑残留状况。
由于在烧结层内废屑氧化放热，使烧结层的温度上升，这种废屑的氧化放热的产生，能大幅度地减少热源焦炭的使用量，由于能减少焦炭的使用，减少了由焦炭的烧结而产生的CO2和NO2，充填层的充填密度变小，改善了充填层的通气性，烧结时间缩短，另外，废屑流动化，废屑的熔融物成为烧结原料的烧结体的结合剂，烧结体的强度增大，成品率(5mm以上的成品块的收率)不降低，由此提高了生产率，另外，烧结层内的气氛条件CO/CO2的分压比为0.15以上，由此可以除去废屑的锌，即使使用锌含量高的废屑，锌也不会转移到烧结矿中，在烧结矿中不残留锌，制造出烧结矿，鉴于以上发现，而完成了本发明。
本发明能够在将数毫米以下的铁矿粉在烧结机烧固成块方法中，在传送机输送途中向由经滚筒式拌合机等造粒机造粒的矿石粉、焦炭粉组成的原料中添加50mm以下的废屑，使其混合后，在烧结机中进行烧结，制造烧结矿块内含有废屑的烧结矿。
根据本发明，由于废屑完全熔融在烧结矿内，或者一部分熔融在其中，或者以物理地埋藏于烧结矿原料形成的烧结体中的形式存在，几乎全部被固定，所以大幅度地改善了在输送途中引起偏析、浓缩，而划破输送带，在烧结机和高炉间的装入和卸出装置中产生堵塞的问题。另外，在高炉内，在炉断面方面上特定区域的偏析、浓缩现象也没有发生，能使其堆积。由此，对于为控制高炉内气体流速分布的矿石层厚分布的调整也没有带来坏的影响，与以往的烧结矿同样对待即可以使用废屑。
另外，可以使矿石粉烧结所必要的焦炭粉等的热供给量与废屑的使用比率成比例地减少。再有，由于发现了将废屑分布在带式烧结小车上的充填层上层的话，由废屑所具有的高热传导性带来的烧结层内的废铁屑具有保热性能，可以提高烧结成品率。另一方面，对于来自镀锌钢板的废屑，在高温还原气氛条件下，可以容易地使锌蒸发。由于这种条件很容易地在烧结矿原料的烧结过程中产生，只要在烧结矿原料中混入该废屑进行烧结的话，就可以容易地制造出含有低锌废屑的烧结矿。
一般来说，在制造高炉用烧结矿的德怀特-劳埃德式连续烧结机中，使用由数毫米以下的各种铁矿石粉、为烧固该矿石粉的焦炭粉和为调整矿石粉中的杂矿石组分的石灰石等的熔剂组成的原料(以下称烧结矿原料)。
如图1(a)的简图所示，矿石粉由矿石给料斗1，粉焦炭由粉焦炭给料斗2，熔剂由熔剂给料斗3，分别卸出后，在造粒机4上添加水分造粒。之后被送入烧结机上的原料供给槽5中，贮存之后，通过滚筒给料器6，滑槽7以一定的供给速度装入移动式烧结小车8中，在烧结小车上形成充填层9。一般在烧结小车面上充填的原料层的高度为300～600mm。烧结小车8上的充填层9在点火炉10内点火，使烧结矿原料烧结。
另外，该烧结机中，为防止烧结小车8的烧结，在烧结小车8的正上方，将作为铺底料的约8～15mm大小的烧结矿或矿石粒从铺底料给料斗11，通过铺底料供料槽12，装入烧结小车的底面上。将铺底料层的层高调节为50～70mm。烧结小车的移动速度为1～4米/分钟，通过为使铁矿石粉烧固而设在烧结小车底面的狭缝状通气孔从下方通风吸引空气，使矿石粉烧结。
被烧固的矿石粉称为烧结块，从排出部13排出，经破碎机14和筛子15将其调整在约10～50mm的粒度范围内，作为烧结矿装入高炉。该烧结矿中的Fe组分为55～57%，但是由于最近劣质矿石粉增加，Fe组分有降低的倾向。因此，使其含有废铁屑在提高烧结矿成品的Fe组分上也是有效的。
另外，薄片废铁屑和块状废铁屑是指饮料罐、废车铁板、废电气器具、炼铁厂中产生的细片铁等的产生用废弃物的切断物。再有，熔剂是指①铁矿石粉、石灰石粉、硅石粉、焦炭粉的混合物(以下称结合剂)，②最大厚度1mm以下，最长边20mm以下的废屑(以下称废屑条)，③结合剂与废屑的混合物三种。
薄片废铁屑、薄片废铁屑和熔剂的混合物、块状废铁屑和熔剂的混合物的充填层表层点火时，以薄片废铁屑和熔剂的废屑氧化热、熔剂的焦炭的燃烧热形式发热，使得废屑熔融。另外，向薄片铁屑中加入熔剂烧结时，熔剂起到浆糊的作用，以容易地烧结。
薄片废铁屑可以通过细断得到。该薄片废铁屑单独，即将100%薄片废铁屑装入烧结小车中，形成充填层后，向充填层表层点火可以进行烧结。
结合剂的粒度优选为3mm以下。超过3mm时，因热量不能传到粒的中心，而难以熔融，并且不能起到浆糊的作用。
熔剂的配比〔熔剂/(熔剂)+薄片废铁屑)〕随薄片废铁屑的尺寸的不同而不同。
薄片废铁屑的最大厚度在5mm以下，最长边50mm以下，从传热角度来说是优选的，比以上尺寸更大时，烧结不安定。对于薄片废铁屑的尺寸下限没有限定的必要，越细在传热、熔融性方面，就越优选。
由于接近于最大厚度5mm，最长边50mm的大薄片废铁屑的量增加时，传热性变坏，熔解变得不均一，有必要提高熔剂的配比，优选的是使熔剂的配比在1%～30%之间。其理由是配比率不到1%时熔融不足，超过30%时熔融过多。
块状废铁屑的大小在传热为方面优选的是最大厚度10mm以下，最长边150mm以下，将大块废屑切断。
由于块状废铁屑大，传热不好，熔融不均一，因此有必要配合大量的熔剂进行烧结，熔剂的配比随块状废铁屑的大小不同而变化。接近最大厚度10mm，最长边150mm的大块废铁屑的量增加时，传热性变坏，熔融不均一，所以有必要提高熔剂的配比，熔剂的配比优选为30%～70%。
配比不满30%时，熔融不足，超过70%时熔融过多的缘故。
没有必要限定块状废铁屑的尺寸的下限，越细传热性、熔融性方面来说就越优选。
废屑向烧结矿原料中的添加，如图2所示的那样，在烧结矿原料造粒的造粒机4的出料侧与烧结机上的原料供给槽5的前侧之间的传送带输送途中由废屑给料斗16供出进行添加。废屑或者添加在传送带上的烧结原料层上，或者用简单的机械混合机22混合之后装入到烧结机上的原料供给槽5中。从原料供给槽5放出烧结矿原料的过程中废屑被进一步混合。
烧结原料与废屑的混合在造粒机4和熔剂给料斗3之间的皮带传送机上，从废铁屑给料斗16供给废屑，由造粒机进行也可以。
但是，由于烧结矿原料和废屑的比重不同，从原料供给槽5向烧结机的小车8中装入时，易产生分级和偏析，废屑一般多半堆积在堆积层的下层。
因此，在烧结矿原料和废屑的混合物由一个供给槽同时供入小车时，为了抑制这种偏析，优选的是废屑在50mm以下。
避免在使用50mm或150mm以下的废铁屑时产生的这种偏析现象有效的方法是，如图3所示的那样，在以往的原料供给槽5的后侧设置与以往原料供给槽5不同的装入烧结原料和废铁屑混合物的专用供给槽18。即将从造粒机4出来的烧结矿原料在传送途中用分配器17以一定的量比分给以往的原料供给槽5和专用供给槽18，在向专用供给槽18输送的传送途中，将废铁屑从废屑给料斗6供出进行添加。
这样在从以往的供给槽装入的烧结矿原料的充填层的上层侧由另一个专用供给槽装入烧结矿原料和废屑的混合物的话，废屑的分布可以被限定在小车上的堆积层的上层侧，并且能使其以规定的厚度堆积。这种情况下，由于可以避免废屑在小车上的充填层下层侧的分级、偏析问题，尺寸直到150mm大小的废屑可以被使用，并且不会产生任何问题。通过专用供给槽向充填层上层侧充填的厚度优选的是充填层整体的50%以下。
如果超过上述厚度时，废屑的分级、偏析现象将再次变得明显，而引起烧结矿品质不均一的问题。本来，由于没有必要熔解废屑，为使矿石粉烧结添加的粉焦炭相对地多分布的充填层上部中，由于多充填了废屑，从减少粉焦炭的消费量的角度来说也是令人希望的。
另外，使小车上的烧结矿原料充填层在点火炉内移动，由CO2等气体点火，在充填层上层侧分布有许多废屑的状态下，发现这种废屑被预热具有作为热保持介质的性能，另外，废屑氧化发热熔融牢固地结合。因此，在以往的方法中由于烧结过程中吸引冷风，如图1(a)所示的那样，烧结层上层为低温，存在着绕结层的熔融性变弱的难点，用本发明的方法可以抑制该难点。其结果，不仅达到了减少粉焦炭使用量的效果，而且达到了提高烧结矿成品率〔废屑/(废屑+烧结矿原料)〕为100%也是可能的。
另一方面，对于镀锌的废屑片，使镀层中含有的锌实用地蒸发的烧结层内的条件为1200℃的高温，并且CO/CO2的分压比为0.15以上。在埋藏小车上充填层的下层侧的粉焦炭的粒子层内比上层更易于得到上述这些条件。因此，为达到有意脱锌，优选的是将废屑片装入下层侧。
另外，为了有意地提高CO/CO2的分压比，有效的方法是增加添加于烧结矿原料中的粉焦炭的使用量，并且提高粗粒部分比例，或者使粉焦炭多埋藏在由烧结矿原料中的矿石粉组成的造粒粒子的表层部分。作为实施手段，如图4所示的那样，通过在以往的供给槽5的前侧(铺底料供给槽12的后侧)设置为装入烧结矿原料和废屑的混合物的专用供给槽19，将该混合物装入，可以容易地使废屑充填于指定的下层区域。废屑向烧结矿原料中的添加在专用供给槽19前的输送途中进行。
通过专用供给槽装入的充填层的高度(从铺底矿充填层)，优选的是小车上的充填层整体的50%以下。另外，通过专用供给槽装入的废屑对烧结矿原料的配比〔废屑/(废屑+烧结矿原料)〕在100%以下均可行。废屑的配比〔废屑/(废屑+烧结矿原料)〕的上限随废屑的尺寸不同而不同。
废屑很小，当为最大厚度在5mm以下，最大长度在50mm以下的薄片废铁屑时，如图6所示，可以配合到废屑配比为100%，仍在可能烧结区域内。
这是由于废屑小，另外，充填层的充填密度没有变得太大，废屑间可以传热，废屑一部分熔融，如图7所示的那样废屑的30%左右熔融，烧结矿中的废屑含有率为70%左右，与烧结原料的熔融物一体化，维持了烧结矿的强度。
废屑很大，当它是最大厚度在10mm以下，最大长度在150mm以下的块状废铁屑时，如图6所示，直到配比为70%，均在可能烧结区域内，有必要把配比限制在70%。
这是由于废屑大，充填层的充填密度变大，废屑间的传热不充分，废屑的熔融率如图7所示，当废屑为70%左右时，几乎接近于0。
烧结矿中的废屑含有率几乎为100%左右，形成废屑被烧结原料的熔融物所埋藏的形式，烧结矿的强度被维持在界限处。
以下，通过实施例对本发明详细说明。
实施例1将表1中所示的废屑A以废屑配比为10%在拌合机之后的输送带上添加到烧结矿原料中之后，通过烧结机上的原料供给槽供入烧结小车中，形成层厚为600mm的充填层制造了烧结矿。
表1
本发明的烧结矿的粒度构成、成分、产品质量示于表2中。粉焦炭的消费量与通常情况下的50kg/吨烧结矿相比，进一步减少，并且与图14所示的以往的方法相比，比以往方法的成品率78.2%高了6.5%达到了84.7%。另外，其产品质量也有所提高，即比以往方法的冷强度88.1%高1.2%达到了89.3%。
表2
实施例2在烧结机烧结小车上的原料充填层上部通过另外设置的专用供给槽装入和充填废铁屑和烧结矿原料的混合物。使用的废屑为表1中所示的废屑B，通过专用供给槽装入的废屑的配比为30%。在造粒机出料侧到专用供给槽之间的输送带上添加指定的重量比的废屑。该废屑和烧结矿原料组成的混合物在烧结小车上的充填层的厚度为整个充填层600mm的50%，为300mm。
本烧结矿的粒度构成，成分，产品质量示于表2中。不仅粉焦集炭的消费量减少，而且由于废屑在烧结小车的烧结层的上层侧浓缩分布起到热保持介质的作用，与图1所示以往的方法相比较，比以往方法的成品率78.2%高7.6%，达到了85.8%，另外，成品质量冷强度也比以往方法的88.1%高3.1%，提高到了91.2%。
实施例3在以往的供给槽前侧设置另一个专用供给槽，通过该专用供给槽将废屑细片和烧结矿原料的混合物充填在烧结小车中的充填层下部。使用的废屑为表1所示的废屑C，通过专用供给槽装入的废屑对烧结矿原料的配比为50%。在造粒机出料侧到专用供给槽之间的输送带上添加指定重量比的废屑。所说的废屑和烧结矿原料组成的混合物在烧结小车上的充填厚度为整个充填层厚600mm的50%，为300mm。另外，在含有废屑的烧结矿原料中，将新的矿石粉与粗粒的返矿粉置换，使返矿粉增加10%，可以提高通气性。
另外，该烧结矿的粒度构成、成分、产品质量示于表2中。与以往方法的成品率78.2%高4.5%，达到了82.7%。再有产品质量也有所提高，比以往方法的冷强度88.1%高1.4%，达到了89.5%。
另外，能够制造出锌量几乎与实施例1和实施例2的烧结矿相同的烧结矿，在实施例1和实施例2中，废屑是在高温而且烧结层内CO/CO2的分压比为0.15%以上的条件下烧结的。
实施例4本发明的实施例4示于图5。
用已有的方法形成520mm厚的充填层9。将最大厚度为1mm以下，最长边为30mm以下的废铁屑从废铁屑给料斗16卸出，作为废铁屑原料一次贮存在废铁屑给料斗19中，从废铁屑滚筒给料机20中卸出，通过废铁屑滑槽21装入，形成30mm厚的、废铁屑为100%的烧结填充层表层。用点火炉10在这种废铁屑为100%的烧结填充层表层上点火，由下方吸入空气，使废铁屑的氧化热和焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
由于烧结填充层表层废铁屑的氧化热，使得废铁屑和下层烧结原料呈高温状态，从而改善熔融性，比图1示出的已有方法的成品率78.2%提高了6.1%，高达84.3%。
实施例5本发明的实施例5示于图3。
装在烧结填充层表层上厚度为70mm的废铁屑原料是3mm以下的烧结原料，和最大厚度为3mm以下、最长边为50mm以下的废铁屑，废铁屑的配比为70%。
3mm以下的烧结原料是将混合机4出来后立即选出10mm以下的烧结原料，用振动筛分级。超过3mm但不足10mm的烧结原料返回到混合机4前的皮带运输机，用已有的方法形成480mm厚的填充层9。
3mm以下的烧结原料，与废铁屑给料斗16卸出的废铁屑在混合机22中混合，作为废铁屑原料贮存在废铁屑给料斗18中，从废铁屑转筒给料机20卸出，通过废铁屑滑槽21装入填充层9上，形成厚为70mm的烧结填充层表层。
用点火炉11在烧结填充层表层上点火，由下方吸入空气使焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
烧结填充层表层由于废铁屑的氧化热和烧结原料的焦炭的燃烧热而呈现高温，从而改善熔融性，而且下层的烧结原料也相应于表层改善其熔融性，比图1示出的已有方法的成品率78.2%提高了7.4%，高达85.6%。
实施例6本发明的实施例6基本上是用图3所示方法来表示。
用已有方法形成350mm厚的填充层9。装在烧结填充层表层上厚度为200mm的废铁屑原料是粒径为10mm以下的烧结原料和最大厚度为5mm以下，最长边为50mm以下的废铁屑，废铁屑的配比为30%。
粒径10mm以下的烧结原料是从混合机4出来后立即选出的10mm以下的烧结原料。
粒径为10mm以下的烧结原料，与废铁屑给料斗16卸出的废铁屑原料在混合机22中混合，作为废铁屑原料贮存在废铁屑给料斗18中，从废铁屑转筒给料机20卸出，通过废铁屑滑槽21装入填充层9上，形成厚为200mm的烧结填充层。
用点火炉11在烧结填充层表层上点火，由下方吸入空气使焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
烧结填充层表层由于废铁屑的氧化热和烧结原料的焦炭的燃烧热而呈现高温，从而改善熔融性，而且下层的烧结原料也相应于表层改善其熔融性，比图1示出的已有方法的成品率78.2%提高4.8%，高达83.0%。
实施例7与图1所示的已有方法相同，将从原料给料斗卸出的原料在混合机4中添加6.8%的水分使之调湿造粒。
如图2所示，将厚度为5mm，其大小为最长边是50mm的废铁屑，按配比80%从废铁屑给料斗16卸出，在混合器22中与烧结原料混合。
含有废铁屑的烧结原料装入给料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成550mm厚的填充层9。
相对于包括焦炭和废铁屑的烧结原料1总重量，焦炭占1.3%。该数值比已有方法的3.8%少2.5%。
用点火炉10在填充层9的表层部分的焦炭上点火，由下方吸入空气使焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
由于焦炭用量减少，产生的CO2减少63%，产生的NO2减少61%。而且烧结时间缩短，因而生产率为45.2t/d/m2，比图1示出的已有方法的生产率32.4t/d/m2提高了12.8t/d/m2，而且产品质量也比已有方法的冷强度88.1%提高1.2%，高达89.3%。
实施例8与图1所示的已有方法相同，将从原料给料斗卸出的原料在混合机10中添加6.8%的水分使之调湿造粒。
如图2所示，将厚度为0.1mm-2mm的废铁屑压缩使之成为块径是15-30mm大小的成块的废铁屑，将这种废铁屑按配比为20%从废铁屑给料斗16卸出，在混合机22中与烧结原料混合。
含有废铁屑的烧结原料装入给料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成550mm厚的填充层9。
相对于包括焦炭和废铁屑的烧结原料1的总重量，焦炭占2.8%。该数值比已有方法的3.8%少1.0%。
用点火炉10在填充层9的表层部分的焦炭上点火，由下方吸入空气使焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
由于焦炭用量减少，产生的CO2减少22%，产生的NO2减少20%。而且烧结时间缩短，因而生产率为39.8t/d/m2，比图1示出的已有方法的生产率32.4t/d/m2提高了7.4t/d/m2。
实施例9
与图1所示的已有方法相同，将从原料给料斗卸出的原料在混合机4中添加6.8%的水分使之调湿造粒。
从焦炭给料斗2中卸出的焦炭量比已有方法的3.8%少1.8%，为2.0%。
如图2所示，将厚度为0.1mm-1.5mm，大小为最长边是30-50mm的方形废铁屑，按40%的配比从废铁屑给料斗16中卸出，在混合机22中与烧结原料混合。
含有废铁屑的烧结原料装入给料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成550mm厚的填充层9。
相对于包括焦炭和废铁屑的烧结原料1的总重量，焦炭占2.0%。该数值比已有方法的3.8%少1.8%。
用点火炉10在填充层9的表层部分的焦炭上点火，由下方吸入空气使焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
由于焦炭用量减少，产生的CO2减少45%，产生的NO2减少43%。而且烧结时间缩短，因而生产率为41.7t/d/m2，比图1示出的已有方法的生产率32.4t/d/m2提高了9.3t/d/m2。
实施例10与图1所示的已有方法相同，将从原料给料斗卸出的原料在混合机10中添加6.8%的水分使之调湿造粒。
如图2所示，将厚度为0.5mm-1.5mm的废铁屑压缩使之成为方形的、最长边为5-10mm的块状废铁屑，将这种废铁屑按配比为20%从废铁屑给料斗16中卸出，在混合机22中与烧结原料混合。
含有废铁屑的烧结原料装入聚料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成550mm厚的填充层9。
相对于包括焦炭和废铁屑的烧结原料1的总重量，焦炭占1.6%。该数值比已有方法的3.8%少2.2%。
用点火炉10在填充层9的表面部分的焦炭上点火，由下方吸入空使焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
由于废铁屑的氧化放热而使烧结层的温度上升，烧结原料的焦炭用量的减少，产生的CO2减少53%，产生的NO2减少51%。而且烧结时间缩短，因而生产率为43.6t/d/m2，比图1示出的已有方法的生产率32.4t/d/m2提高了11.2t/d/m2。
实施例11在本实施例中，将图2的铺底料给料斗11作为块矿石给料斗，将卸出的10-20mm块矿石装入块矿石给料斗12，在带式烧结小车的炉篦(图中未示出)上装填30mm的厚层，作为铺底料层。
将最大厚度为5mm以下，最长边为50mm以下的薄废铁片从薄废铁片给料斗16卸出，直接装入给料斗5，从转筒给料机6卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8，形成500mm厚的填充层9。在这种情况下不使用烧结原料。
用点火炉10加热废铁屑填充层9的表层部分的废薄铁片，由下方吸入空气使废薄铁片氧化，借助于这种氧化热，从上层到下层按顺序使废薄铁片熔融烧结。
由于没使用焦炭，因而不产生CO2和NO2。
实施例12与图1所示的已有方法相同，将从原料给料斗卸出的原料在混合机中添加6.8%的水分使之调湿造粒。
如图2所示，将厚度为10mm、最长边为150mm的废铁屑，按70%的配比从废铁屑给料斗16卸出，在混合机22中与烧结原料混合。
含有废铁屑的烧结原料装入给料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成550mm厚的填充层9。
相对于包括焦炭和废铁屑的烧结原料1的总重量，焦炭占1.8%。该数值比已有方法的3.8%少2.0%。
用点火炉10在填充层9的表层部分的焦炭上点火，由下方吸入空气使焦炭燃烧，借助于这种燃烧热，从上层到下层按顺序将原料烧结。
由于焦炭用量减少，产生的CO2减少50%，产生的NO2减少48%。而且烧结时间缩短，因而生产率为43.0t/d/m2，比图1示出的已有方法的生产率32.4t/d/m2提高了10.6t/d/m2。
实施例13与实施例11相同，将块矿石给料斗11卸出的10-20mm块矿石装入块矿石给料斗12中，在带式烧结小车的炉篦(图中未示出)上装填30mm的厚层，作为铺底料层。
将最大厚度为3mm以下、最长边为50mm以下的薄废铁片从废薄铁片给料斗16中卸出，并将粒度为3mm以下的结合剂从结合剂给料斗3中卸出，在混合机22中，以结合剂为基准添加12%的水分并混合之。
结合剂是铁矿石粉33%，石灰石粉58%，硅石粉0.5%，焦炭粉8.5%的混合物。而且，结合剂的配比为15%，其余的85%是废薄铁片。
将结合剂与废薄铁片混合而成的废铁屑原料装入给料斗5中，从转筒给料机6卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车12，形成500mm厚的填充层9。
用点火炉10加热废铁屑填充层的表层部分的废薄铁片，一边由下方吸入空气，借助于废薄铁片的氧化热和结合剂的焦炭燃烧热，从上层到下层按顺序将薄废铁片熔融烧结。
由于在结合剂中只混合了少量的焦炭，因此与图1中示出的已有方法相比较，产生的CO2减少62%，产生的NO2减少60%。
实施例14与实施例11相同，将块矿石给料斗11卸出的10-20mm的块矿石装入块矿石给料斗12中，在带式烧结小车的炉篦上装填30mm的厚层，作为铺底料层。
将最大厚度为3mm以下、最长边为30mm以下的废薄铁片从废薄铁片给料斗16中卸出，将熔剂和废铁碎屑从给料斗3中卸出，并在混合机22中混合。废铁碎屑的配比是30%，其余是薄废铁片。
将混有废铁碎屑的废薄铁片装入给料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成500mm厚的废铁屑填充层。
用点火炉10加热废铁屑填充层的表层部分的废铁碎屑和废薄铁片，由下方吸入空气，借助于废铁碎屑和废薄铁片的氧化热，从上层到下层按顺序使废铁碎屑和废薄铁片熔融烧结。
由于没使用焦炭，因而不产生CO2和NO2。
实施例15与实施例11相同，将块矿石给料斗11卸出的10-20mm的块矿石装入块矿石给料斗12中，在带式烧结小车的炉篦上装填30mm的厚层，作为铺底料层。
将最大厚度为3mm以下，最长边为50mm以下的废薄铁片从废薄铁片给料斗16中卸出，将粒度在3mm以下的结合剂从结合剂给料斗3中卸出，将废铁碎屑从废铁碎屑给料斗2中卸出，并在混合机22中，以结合剂为基准添加12%的水分并混合之。
结合剂是铁矿石粉31%，石灰石粉56%，焦炭粉13%的混合物。结合剂的配比为10%，废铁碎屑的配比为15%，其余的75%是废薄铁片。
将混合了复合剂的废铁屑原料装入给料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车12，形成厚度为500mm的填充层9。
用点火炉10加热填充层9的表层部分，由下方吸入空气，从上层到下层按顺序使废薄铁片熔融烧结。
由于在结合剂中只混合了少量的焦炭，因此与图1中示出的已有方法相比较，产生的CO2减少61%，产生的NO2减少58%。
实施例16与实施例11相同，将块矿石给料斗11卸出的10-20mm的块矿石装入块矿石给料斗12中，就可在带式烧结小车的炉篦(图上未示出)上装填30mm的厚层，作为铺底料层。
将最大厚度为10mm以下，最长边为150mm以下的块状废铁屑块给料斗16中卸出，将粒度3mm以下的结合剂从结合剂给料斗3中卸出，并在混合机22中，以结合剂为基准添加12%的水分混合之。
结合剂是矿石粉34%，石灰石粉60%，硅石粉0.5%，焦炭粉5.5%的混合物。而且，结合剂的配比为40%，其余的60%是废铁块。
将混有结合剂的废铁屑原料装入给料斗5中，从转筒给料机6卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成厚度为530mm的填充层9。通过压缩滚筒23将530mm层厚的填充层9压缩30mm，成为500mm层厚。
用点火炉10加热填充层的表层部分，由下方吸入空气使废铁块氧化，借助于这种氧化热和结合剂的焦炭燃烧热，从上层到下层按顺序使废铁块熔融烧结。
由于结合剂中只混合了少量的焦炭，因此与图1中未出的已有方法相比较，产生的CO2减少40%，产生的NO2减少38%。
实施例17与实施例11相同，将块矿石给料斗11卸出的10-20mm的块矿石装入块矿石给料斗12中，在带式烧结小车的炉篦上装填30mm的厚层，作为铺底料层。
将最大厚度为5mm以下，最长边为150mm以下的废铁块从废铁块给料斗16中卸出，将作为溶剂的废铁碎屑从废铁碎屑料斗3卸出，并在混合机22中混合。
废铁碎屑的配比为30%，其余的70%是废铁块。
将混有废铁碎屑的废铁屑原料装入给料斗5中，从转筒给料机6卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成厚度为530mm的填充层9，通过压缩滚筒23将530mm层厚的填充层9压缩30mm，成为500mm层厚。
用点火炉10加热填充层的表层部分，由下方吸入空气使废铁块氧化，借助于这种氧化热和废铁碎屑的氧化热，从上层到下层按顺序使废铁块熔融烧结。
由于没有使用焦炭，因而不产生CO2和NO2。
实施例18与实施例11相同，将块矿石给料斗11卸出的10-20mm的块矿石装入块矿石给料斗12中，在带式烧结小车的炉篦(图中未示出)上装填30mm厚层，作为炉底垫料层。
作为块状废铁屑，使用的是饮料用废钢罐。将形态变化小的废钢罐从废钢罐给料斗16卸出，将粒度为3mm以下的结合剂从结合剂给料斗3中卸出，将废铁碎屑从废铁碎屑给料斗2中卸出，取代混合机4改用压缩破孔机，在压缩破孔机中，以结合剂为基准一边添加12%的水分一边将废钢罐压缩破孔使之混合。
结合剂在矿石粉31%，石灰石粉56%，焦炭粉13%的混合物。结合剂的配比为15%，废铁碎屑的配比为15%，其余的70%是作为块状废铁屑的饮料用废钢罐。
将压缩破孔的废铁块和复合剂的混合物装入给料斗5中，从转筒给料机6中卸出，通过滑槽7装入带式烧结小车8上，形成厚度为550mm的填充层9。通过压缩滚筒23将550mm层厚的填充层9压缩50mm，成为500mm层厚。
用点火炉10加热填充层9的表层部分，由下方吸入空气，从上层到下层按顺序使废铁块熔融烧结。
由于在结合剂中只混合了少量的焦炭，因此与图1中示出的已有方法相比较，产生的CO2减少48%，产生的NO246%。
实施例19图8(b)示出按本发明的实施例1方法制得的烧结矿断面显微镜组织，图8(c)示出按实施例7方法制得的烧结矿断面显微镜组织。图8(a)示出以往的烧结矿。
如图8(b)所示，实施例1的烧结矿在烧结矿中残留9%的废铁屑。
如图8(c)所示，实施例7的烧结矿在烧结矿中残留48%的废铁屑。
于是，按照本发明方法，则可获得在烧结矿残留有废铁屑的烧结矿。
实施例20表3示出将本发明的实施例1方法制得的烧结矿装入高炉的使用实施例。按照表3，与已有方法相比较，由于本发明的烧结矿质量(冷强度)提高，因而焦比降低，生铁成本降低。而且由于铁水温度降低，生铁中的Si含量低，在炼钢过程中脱Si成本降低，因而炼钢成本降低。
表3A例 B例 对比例(已有方法)烧结矿的高炉 20 100 100使用比率(%)焦比 495 483 506(kg/吨生铁水)铁水温度 1513 1520 1524生铁中Si量 0.32 0.36 0.41按照本发明，可以在用高炉等设备冶炼生铁时，采用细片化的轻废铁屑作为原料，特别是可大量使用来源于产生量较多的镀锌钢板废屑。特别是，以烧结矿的形式在高炉中使用，因而大大改善送往高炉的输送途中或装入、卸出时出现的问题，其操作使用与从前的原料相同。另一方面，由于在烧结原料中使用了一部分废铁屑，在制备烧结矿石时，可使焦炭粉的单耗降低，或烧结矿制品的收率提高等，因而对烧结工序也是有利的。而且，按照本发明，由于借助废铁屑的氧化放热而使烧结层的温度提高，因而可降低焦炭用量。由于焦炭减少，产生的CO2、NO2也减少。而且，本发明是含铁量高的烧结矿，将它作为炼铁原料会获得优质生铁。
权利要求
1.以废铁屑作为原料的烧结矿的制造方法，其特征是，使用下方吸引式烧结机制造烧结矿时，在烧结矿原料中添加废铁屑，或者是将废铁屑和烧结原料的混合物装入带式烧结小车上形成填充层之后，在填充层表层点火使之烧结。
2.根据权利要求1所述的以废铁屑作为原料的烧结矿的制造方法，其中，上述废铁屑包括最大厚度为5mm以下，最大长度为50mm以下的废薄铁片，或者最大厚度为10mm以下，最大长度为150mm以下的块状废铁屑。
3.根据权利要求1或2所述的以废铁屑作为原料的烧结矿的制造方法，其中，与上述废铁屑的混合物，含有薄片状或块状的废铁屑及熔剂，相对于废薄铁片的熔剂的总重量，熔剂的比例为1-30%;或相对于块状废铁屑和熔剂的总重量，熔剂的比例为30-70%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，上述填充层是按以下方法填充在带式烧结小车上有一不含废铁屑的填充层，在该填充层的上侧填充其厚度占整个填充层50%以下的烧结矿原料中加有废铁屑的混合物，废铁屑的添加量，相对于烧结矿原料的总重量为100%以下。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，上述填充层是按以下方法填充在带式烧结小车上有一不含废铁屑的填充层，在该填充层的下侧填充其厚度占整个填充层50%以下的烧结矿原料中加有废铁屑的混合物，废铁屑的添加量，相对于烧结矿原料的总重量为100%以下。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，作为上述混入的废铁屑是最大厚度为5mm以下，最大长度为50mm以下的废薄铁片，其混入量，相对于废薄铁片的烧结矿原料的总重量为100%以下。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，作为上述混入的废铁屑是最大厚度为10mm以下，最大长度为150mm以下的废铁块，其混入量，相对于废薄铁片的烧结矿原料的总重量为80%以下。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的以废铁屑为原料的烧结矿的制造方法，其中，在烧结上述填充层的过程中，增加焦炭的添加量，将烧结层内的气体气氛条件规定为CO/CO2的分压比为0.15以上。
9.含有废铁屑的烧结矿，其特征是，在烧结矿内残留有废铁屑的未熔部分在0.5%以上，100%以下。
全文摘要
本发明涉及高炉等炼铁时作为原料的烧结矿制造过程中废铁屑的烧结方法。由于在烧结过程中除去废铁屑中的Zn，因此可在高炉中大量使用轻量的废铁屑，而且在烧结工序可提高烧结矿的收率。用德怀特型烧结机制造高炉用原料烧结矿时，将烧结矿原料中混有废铁碎片的混合物装入带式烧结小车上，制得含废铁屑的烧结矿。填充层中的配合方式，可采用全层、仅上层或仅下层配合方式。废铁屑固定在烧结矿里成为高炉原料。这种原料减少作为热源的焦炭用量，从而抑制了来源于焦炭燃烧产生的CO
文档编号C22B1/20GK1083867SQ9311724
公开日1994年3月16日 申请日期1993年8月31日 优先权日1992年8月31日
发明者奥野嘉雄, 藤本政美 申请人:新日本制铁株式会社