专利名称：铁矿石原料的粉碎方法
技术领域：
本发明涉及铁矿石原料的粉碎方法，详细地讲，涉及用于使铁矿石原料的微粉量增大的粉碎方法。
背景技术：
近年来，烧结机中使用的铁矿石原料与以往使用的铁矿石原料相比微粉较多。因此，在将近年来使用的铁矿石原料不进行事前处理而投入烧结机的情况下，阻碍烧结机的通气性，难以高生产率地制造高质量的烧结矿。因此，在将上述微粉多的铁矿石原料造粒后，将造粒物投入烧结机。可是，所述造粒物如果强度弱，则有在输送到烧结机的输送工序中或在烧结机内破碎的可能性，因此需要通过对具有适合造粒的粒度分布的铁矿石原料进行造粒，从而提高造粒物的强度。但是，为了得到如此的适合造粒的粒度分布，铁矿石原料的微粉中的特别是用于提高造粒性的微粉，例如几十微米以下、特别是几微米以下的微粉不足。以往，为了生成铁矿石原料的微粉，采用了用辊式粉碎机粉碎铁矿石原料的方法。 例如，在专利文献1、2中，公开了通过用辊式粉碎机粉碎铁矿石原料，生成具有适合造粒的 45 μ m以下的粒径的微粉的技术。此外，在专利文献3、4中，公开了通过用辊式粉碎机粉碎供给到造粒装置的铁矿石原料，生成具有适合造粒的22 μ m以下的粒径的微粉的技术。如上述专利文献1 4中所公开的，在以往的铁矿石原料的粉碎方法中，例如都用辊式粉碎机粉碎了如Marra Mamba矿石或高磷Brockman矿石这样的容易粉碎的铁矿石原料。可是，例如球团矿给料这样的难粉碎的铁矿石原料因粒径小且硬度高而难粉碎，粉碎的必要性较低，因此不投入辊式粉碎机，而在粉碎机的下游侧与上述粉碎了的铁矿石原料混
I=I ο现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007-162127号公报专利文献2 日本特开2007-138244号公报专利文献3 日本特开2005-350770号公报专利文献4 日本特开2008-240159号公报
发明内容
发明所要解决的问题可是，为了提高上述造粒物的强度，一直要求进一步增大粉碎后的铁矿石原料的微粉量。为了进一步增大该铁矿石原料的微粉量，例如，考虑提高辊压力等，通过增强设备使辊式粉碎机的粉碎性能过剩地强大。可是，要使辊式粉碎机的粉碎性能过剩地强大，则产生辊式粉碎机的成本上升等问题。所以，希望即使不进行通过使辊式粉碎机的粉碎性能过剩地强大来提高辊压力等的设备增强、也能使铁矿石原料的微粉量增大的方法。
因而，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于，提供一种在不进行辊式粉碎机的设备增强的情况下能使铁矿石原料的微粉量增大的新型且改良的铁矿石原料的粉碎方法。用于解决问题的手段本申请发明人等进行了锐意研究，结果判明通过在作为粉碎对象的铁矿石原料中混合硬度高、难粉碎的铁矿石原料作为粉碎辅助材料，且用辊式粉碎机粉碎该混合的铁矿石原料，能够使通过粉碎得到的铁矿石原料的微粉量增加。所以，本发明的一个形态是采用了辊式粉碎机的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，在作为粉碎对象的第1铁矿石原料中，混合硬度比该第1铁矿石原料高的第2铁矿石原料作为粉碎辅助材料，并将混合了的所述第1铁矿石原料及所述第2铁矿石原料投入所述辊式粉碎机进行粉碎。由此，硬度比第1铁矿石原料高的第2铁矿石原料促进作为粉碎对象的第1铁矿石原料的粉碎。所以，通过粉碎得到的铁矿石原料的微粉量增大，可得到适合造粒的粒度分布。此外，关于上述第1及第2铁矿石原料的粉碎特性，优选采用上述辊式粉碎机单独粉碎上述第2铁矿石原料时的粉碎比例小于单独粉碎上述第1铁矿石原料时的粉碎比例。 由此，第2铁矿石原料本身不易被辊式粉碎机粉碎，通过促进作为粉碎对象的第1铁矿石原料的粉碎，进一步增大铁矿石的微粉量，可得到适合造粒的粒度分布。再有，所谓上述粉碎比例，是与粉碎前相比粉碎后的铁矿石原料减小了多少的指标，可按照“粉碎前的平均粒径”与“粉碎后的平均粒径”的差相对于“粉碎前的平均粒径”的比例来定义。此外，优选上述第2铁矿石原料的粉碎前的平均粒径小于上述第1铁矿石原料的粉碎前的平均粒径。由此，第2铁矿石原料进入到第1铁矿石原料相互间的间隙，因此混合了的铁矿石原料的空隙率下降。所以，通过第2铁矿石原料进一步促进第1铁矿石原料的粉碎，可使铁矿石原料的微粉量进一步增大。再有，这里所说的平均粒径，是通过液层沉降法(利用安德烈森移液管(Andreasen pipet)的测定法)测定得到的质量平均粒径。此外，优选上述第2铁矿石原料的混合率为10 45质量％。由此，能够提高第2 铁矿石原料作为粉碎辅助材料的功能。再有，所谓混合率，是某铁矿石原料在全部铁矿石原料中占多少比例的指标，用全部铁矿石原料的质量与某铁矿石原料的质量的比例表示。此外，优选上述第2铁矿石原料是球团矿给料。此外，优选上述球团矿给料为Rio Doce-球团矿给料。
图1是表示本发明的第1实施方式的铁矿石原料的粉碎方法中采用的具备辊式粉碎机的烧结设备的整体构成的示意图。图2是表示铁矿石原料的微粉量与造粒物的强度的关系的曲线图。图3是表示本发明的第1实施方式的铁矿石原料的粉碎方法中采用的辊式粉碎机的示意图。图4是表示在本发明的第1实施方式的铁矿石原料的粉碎方法中只粉碎第1铁矿石原料的状态的示意图。
图5是表示在本发明的第1实施方式的铁矿石原料的粉碎方法中粉碎第1铁矿石原料和第2铁矿石原料的混合物的状态的示意图。图6是表示本发明的实施例的铁矿石原料的粉碎方法中采用的West Angelas单独粉碎前后的粒度分布的曲线图。图7是表示该实施例的铁矿石原料的粉碎方法中采用的Yandi单独粉碎前后的粒度分布的曲线图。图8是表示该实施例的铁矿石原料的粉碎方法中采用的蛇纹岩单独粉碎前后的粒度分布的曲线图。图9是表示该实施例的铁矿石原料的粉碎方法中采用的Rio Doce-球团矿给料单独粉碎前后的粒度分布的曲线图。图10是表示用该实施例的铁矿石原料的粉碎方法粉碎后的微粉量的曲线图。图11是表示用该实施例的铁矿石原料的粉碎方法粉碎后的微粉量的曲线图。发明的效果如以上所说明的，根据本发明，可在不提高辊式粉碎机的粉碎性能的情况下增大铁矿石原料的微粉量。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。再有，在本说明书及附图中，通过对实质上具有相同的功能构成的构成要素赋予相同的符号，省略重复说明。[1.烧结设备的整体构成]图1是表示本实施方式的具备辊式粉碎机的烧结设备的整体构成的示意图。如图1所示，本实施方式的烧结设备主要具备模拟造粒生产线20、球团矿造粒生产线30和烧结机40。球团矿造粒生产线30是用于制造将以微粉为主体的铁矿石原料造粒而得到的造粒物(以下称为“烧结原料球团”)的生产线。另一方面，模拟造粒生产线20 是通过对含有微粉及粗粒的铁矿石原料进行造粒，用于制造在成为核粒子的粗粒上附着微粉而得到的造粒物(以下称为“模拟造粒物”)的生产线。首先，对铁矿石原料进行说明。铁矿石原料作为用烧结机40制造烧结矿的烧结原料而利用。在本实施方式中，在球团造粒生产线30中，铁矿石原料由容易粉碎的第1铁矿石原料和不容易粉碎的第2铁矿石原料构成。第2铁矿石原料的硬度高于第1铁矿石原料。 此外，第2铁矿石原料的粒径小于第1铁矿石原料。第1铁矿石原料只要是容易粉碎的铁矿石原料，其种类不限定，例如，可列举出Marra Mamba矿石(品名West Angelas)、豆石(品名Yandi)、高磷Brockman矿石、蛇纹岩、Pilbarablend等结晶水多的铁矿石原料。此夕卜， 第2铁矿石原料只要是难粉碎的铁矿石原料，其种类不限定，例如，可列举出Rio Doce-球团矿给料这样的球团矿给料、MBR、MBR-PF、Rio Doce等。较多含有这些微粉的铁矿石原料因造粒性差、造粒物的强度低，在到烧结机40的输送工序中或在烧结机40内的烧结工序中出现造粒物破碎的现象。因此，在将较多含有上述微粉的铁矿石原料直接导入烧结机40的情况下，导致通气性的大幅度的恶化，阻碍烧结矿的生产率。所以，需要通过对上述铁矿石原料实施后述的造粒处理来提高造粒物的强度。此外，作为添加到混炼机中的粘合剂，从提高造粒性的观点出发，例如，可采用聚丙烯酸系等分散剂(用于促进固体交联的的分散剂，包含添加了分散剂的水溶液或胶体)、 生石灰、木质素中的至少1种以上。以上的铁矿石原料可根据其矿种或粒度进行分类，用模拟造粒生产线20及球团矿造粒生产线30这两个系统的造粒生产线分别进行造粒(模拟粒子化或球团矿化)，从而制造烧结原料球团矿和模拟造粒物。以下对各造粒生产线进行详述。首先，对模拟造粒生产线20进行详细说明。模拟造粒生产线20是用于制造在成为核粒子的铁矿石原料的粗粒(例如粒径为3mm以上)上附着了微粉(例如粒径为250 μ m 以下)而得到的模拟造粒物的生产线。该模拟造粒生产线20如图1所示，具备用于贮藏含有粗粒及微粉的铁矿石原料的原料槽21、筛选机22、将铁矿石原料与水溶性粘合剂等混炼的混炼机23、通过对混炼的铁矿石原料进行造粒而制造模拟造粒物的造粒机24。在原料槽21中，例如，贮藏有含有粗粒及微粉的铁矿石原料(例如豆石矿石)、或含有粉焦、石灰石等的铁矿石原料，采用筛选机22对该铁矿石原料进行筛选，选出规定粒径以上(例如3mm以上)的粗粒和低于规定粒径的微粉。其中粗粒可直接用作核粒子，因此被输送给造粒机24。另一方面，将微粉投入例如由Loedige搅拌机等构成的混炼机23 中，与粘合剂一同混炼，生成混炼物。作为混炼机23，能够使用Ploughshare搅拌机、艾里奇 (Eirich)搅拌机等叶片旋转式的混炼机。将通过混炼机23得到的混炼物和来自上述筛选机22的粗粒投入到由滚筒式搅拌机等构成的造粒机24中。该造粒机24例如能够使用滚筒式搅拌机或盘式制粒机等，通过上述造粒机24，铁矿石原料的混炼物被造粒(模拟粒子化)而成为模拟造粒物。具体而言，通过采用造粒机24的造粒处理，在粗粒即核粒子的周围附着粉焦、其它铁矿石、含在粘合剂中的微粉(例如粒径为250 μ m以下)，可制造模拟造粒物(例如粒径为1 IOmm)。接着，对球团造粒生产线30进行详细说明。球团造粒生产线30是用于制造将以规定粒径以下的微粉为主体的铁矿石原料进行造粒而得到的造粒物即烧结原料球团矿的生产线。烧结原料球团例如是粒径为1 10mm、平均粒径为5mm的造粒物。该球团矿造粒生产线30如图1所示，具备用于贮藏以微粉为主体的第1铁矿石原料的原料槽31、筛选机32、用于贮藏第2铁矿石原料的原料槽33、用于粉碎上述第1铁矿石原料及上述第2铁矿石原料的粉碎机50、用于混炼粉碎后的铁矿石原料和粘合剂等的混炼机34、通过对混炼的铁矿石原料进行造粒来制造烧结原料球团矿的造粒机35、筛选机36 和用于对造粒的烧结原料球团矿进行干燥的干燥机37。在上述球团矿造粒生产线30的原料槽31中，贮藏有较多含有微粉的第1铁矿石原料，例如Marra Mamba矿石(品名West Angelas)、高磷Brockman矿石等。作为该第1 铁矿石原料，从易于造粒及体现造粒物强度的观点出发，优选事先通过筛选机(未图示)等选出、除去规定粒径以上的粗粒，预先形成某程度的微粉(例如粒径为3mm以下)。从上述原料槽31供给的第1铁矿石原料首先通过筛选机32进行筛分，然后将规定粒径(例如3mm)以下的微粉供给粉碎机50。另一方面，为了将该规定粒径以上的粒子作为上述的模拟造粒物的核粒子而利用，将其供给到模拟造粒生产线20的造粒机24中。另一方面，以往将从原料槽33供给的第2铁矿石原料全部直接投入混炼机34中。 可是，对于本实施方式的第2铁矿石原料，例如将Rio Doce-PF(平均粒径为0. 05mm以下) 等微粉供给粉碎机50。粉碎机50例如由辊式粉碎机构成。粉碎机50将投入的第1铁矿石原料及第2铁矿石原料粉碎到规定的粒度分布。通过如此粉碎第1铁矿石原料及第2铁矿石原料来进行微粉化及整粒，能够使后段的造粒处理更容易。该粉碎机50为本实施方式的特征，详细情况后述。接着，在混炼机34中，通过添加粘合剂及水分进行了水分调整，混炼微粉状的铁矿石原料。在本实施方式中，作为该混炼机34，例如可使用Loedige搅拌机、Ploughshare 搅拌机等叶片旋转式的混炼机。如此，在本实施方式中，通过在造粒机35的前段设置混炼机34，形成提高了铁矿石原料和粘合剂的混炼能力的结构。将用混炼机34混炼后的烧结原料投入到造粒机35中造粒。作为造粒机35，例如能够使用滚筒式搅拌机或盘式制粒机等。通过利用上述造粒机35的造粒，例如可制造粒径为1 10mm、优选粒径为3 6mm(例如平均粒径为5mm)的大致球形的造粒物即烧结原料球团矿。关于该烧结原料球团矿的粒度分布，例如可以将粒径为3mm以上的烧结原料球团规定为70质量％。如此制造的烧结原料球团矿在用筛选机36选出规定粒径以上的造粒物后，用干燥机37进行干燥。按以上所述，将用模拟造粒生产线20造粒得到的模拟造粒物和用球团造粒生产线30造粒得到的烧结原料球团矿以规定的配合比例配合，供给到烧结机40。烧结机40通过对上述两种烧结原料造粒物进行烧结来制造烧结矿。该烧结矿经过利用破碎机(未图示)的破碎和利用烧结冷却器(未图示)的冷却，供给到高炉。以上，对本实施方式的烧结设备的整体构成进行了说明。在本实施方式中，在上述球团造粒生产线30中，为了增加微粉量，用粉碎机50将第1铁矿石原料及第2铁矿石原料的混合物粉碎。然后，将得到的微粉投入混炼机34中进行混炼。本实施方式在利用上述粉碎机50的铁矿石原料的粉碎方法中具有特征。以往的特征在于，在将直接投入混炼机34中的球团矿给料等第2铁矿石原料混合在第1铁矿石原料中后，用粉碎机50来粉碎铁矿石原料。关于本实施方式的特征的辊式粉碎机50的铁矿石原料的粉碎方法后述(参照图3 图5)。[2.铁矿石原料的微粉量与造粒物的关系]接着，参照图2，对通过增大铁矿石原料的微粉量来得到高强度的造粒物，进行详细的说明。图2是表示铁矿石原料的微粉量与造粒物的强度的关系的曲线图。这里，图2中的微粉是指粒径低于10 μ m的铁矿石的粒子。再有，图2所示的粒径通过液相沉降法(利用安德烈森移液管的测定法)、基于根据粒径变化的液层中的沉降速度进行测定。如图2所示，对于例举的3种铁矿石(铁矿石A、铁矿石B、铁矿石C)中的任一种， 都随着微粉量的增大，造粒物的强度提高。即，要提高造粒物的强度，增大铁矿石原料的微粉量是必要的。因而，本实施方式的粉碎方法不单独粉碎第1铁矿石原料，而将第2铁矿石原料混合在第1铁矿石原料中后进行粉碎。由此，第2铁矿石原料成为粉碎辅助材料，促进第1铁矿石原料的粉碎。[3.辊式粉碎机的构成]接着，参照图3，对第1实施方式中的铁矿石原料的粉碎方法中采用的辊式粉碎机 50进行说明。图3是表示本实施方式的铁矿石原料的粉碎方法中采用的辊式粉碎机50的示意图。
如图3所示，辊式粉碎机50是双轴辊形式的压缩粉碎机。辊式粉碎机50主要具备从动侧辊51、固定侧辊53和漏斗55。作为从动侧辊51及固定侧辊53，如图所示，能够采用表面光滑的辊，但也可以采用表面具有凹凸的辊。此外，从动侧辊51及固定侧辊53可以以相同的尺寸形成，也可以以一方大于另一方的方式形成。另外，从动侧辊51及固定侧辊53的各自的中心轴(未图示) 平行，优选相对于地面等设置场所的面也平行。即，优选从动侧辊51及固定侧辊53水平地设置。此外，从动侧辊51及固定侧辊53分别具有旋转轴部52及旋转轴部54。旋转轴部 52及旋转轴部M分别以贯通从动侧辊51及固定侧辊53的上述中心轴的方式形成。此外，漏斗55以其下部与旋转的辊表面具有微小的间隙的方式配置在从动侧辊 51及固定侧辊53上。作为漏斗55，只要能投入铁矿石原料，可具有任意的尺寸及形状。漏斗55的上部如图4所示，例如具有大致长方体形状。从动侧辊51通过旋转轴部52转动。此外，固定侧辊53也通过旋转轴部M转动。 使旋转轴部52及旋转轴部M转动的例如是由电动机及减速机等构成的驱动装置(未图示)。在各辊上各设置1台驱动装置，或者从一台电动机经由减速机，通过双轴的输出轴一同驱动从动侧、固定侧辊。此外，通过油压汽缸(未图示)对从动侧辊51施加辊压下力(图 3中的箭头的方向的力F)。漏斗55通过具有侧壁，使投入的铁矿石原料不从辊间溢出。在上述结构的辊式粉碎机50中，首先，向漏斗55投入铁矿石原料。从蓄积在漏斗 55的下方的铁矿石原料，依次在通过从动侧辊51及固定侧辊53之间时被粉碎。该粉碎是在从动侧辊51及固定侧辊53分别通过旋转轴部52及旋转轴部M旋转的状态下，对从动侧辊51施加辊压下力F而实现的。以下进行详细说明，但在本实施方式中，在将第1铁矿石原料和第2铁矿石原料混合后，将该混合了的第1铁矿石原料和第2铁矿石原料投入漏斗55。由于第1铁矿石原料容易粉碎，第2铁矿石原料为高硬度且不容易粉碎，因此第1铁矿石原料主要通过辊压下力被粉碎，第2铁矿石原料主要担负作为促进第1铁矿石原料的粉碎的粉碎辅助材料的功能。[4.铁矿石原料的粉碎状态]接着，参照图4及图5，对利用具有如此的构成的辊式粉碎机50的铁矿石原料的粉碎方法进行更详细地说明。图4是表示以往的铁矿石原料的粉碎方法的示意图。本实施方式的铁矿石原料的粉碎方法可通过辊式粉碎机50来实现。以下，参照图4及图5进行说明。如图4所示，将第1铁矿石原料投入辊式粉碎机50的漏斗55中。其结果是，第1 铁矿石原料将通过从动侧辊51与固定侧辊53之间。此时，第1铁矿石原料在被从动侧辊 51压缩的同时通过辊间，因而被粉碎。以往，作为被辊式粉碎机50粉碎的铁矿石原料，只采用容易粉碎的第1铁矿石原料。例如，混合采用Marra Mamba矿石(品名West Angelas)、豆石(品名Yandi)、蛇纹岩等。另外，除此以外，也可采用高磷Brockman矿石、Pilbarablend等结晶水多的铁矿石原料。上述Marra Mamki矿石是针铁矿-假象赤铁矿组织为主体的澳洲产铁矿石。此外， 上述的高磷Brockman矿石是赤铁矿-针铁矿组织为主体的澳洲产铁矿石。另一方面，Rio Doce-、MBR、球团矿给料等结晶水少、具有致密组织的难粉碎的铁矿石原料不进行粉碎，在用混炼机混炼的阶段被混入上述被粉碎的铁矿石原料中。这里，所谓球团矿给料，是在将矿石粉碎后，通过重力沉降法收集铁成分多的粒子而得到的，例如，可列举出Rio Doce-球团矿给料(与图、表中的RioDoce-PF相同)、MBR_PF等。此外，上述的MBR-PF，是赤铁矿组织为主体的巴西产铁矿石原料，硬度比较高，平均粒径低于0. 125mm。对于上述的利用以往的辊式粉碎机50的粉碎方法，为了提高造粒物的强度，一直要求进一步增大粉碎后的铁矿石原料的微粉量。以前，为了进一步增大该铁矿石原料的微粉量，只提高辊式粉碎机50的粉碎性能。更具体地讲，从动侧辊51产生的辊压下力越大， 越进行铁矿石原料的粉碎，但为了增大该辊压下力，需要提高油压汽缸(未图示)、或从动侧辊51或固定侧辊53、或支承它们的结构体(未图示)等的性能。即，需要花很大的成本， 来提高辊式粉碎机50的性能。接着，参照图5对本实施方式的铁矿石原料的粉碎方法进行说明。图5是表示本实施方式的铁矿石原料的粉碎方法的示意图。如图5所示，将铁矿石原料投入辊式粉碎机50的漏斗55中。与图4所示的例不同，在图5所示的例中，在将第2铁矿石原料即Rio Doce-球团矿给料混合在第1铁矿石原料即West Angelas, Yandi及蛇纹岩中后，将该混合了的铁矿石原料投入辊式粉碎机50的漏斗阳中。即，在将难以粉碎的第2铁矿石原料混合在容易粉碎的第1铁矿石原料中后， 用辊式粉碎机50进行粉碎。这里，铁矿石原料的硬度示于表1。表 权利要求
1.一种铁矿石原料的粉碎方法，其是采用辊式粉碎机的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，在作为粉碎对象的第1铁矿石原料中，混合硬度比该第1铁矿石原料高的第2铁矿石原料作为粉碎辅助材料，并将混合了的所述第1铁矿石原料及所述第2铁矿石原料投入所述辊式粉碎机进行粉碎。
2.根据权利要求1所述的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，所述第1及第2铁矿石原料的粉碎特性以按照粉碎后的平均粒径相对于粉碎前的平均粒径的减少率定义的粉碎比例作为指标计，采用所述辊式粉碎机单独粉碎所述第2铁矿石原料时的粉碎比例小于采用所述辊式粉碎机单独粉碎所述第1铁矿石原料时的粉碎比例。
3.根据权利要求1或2所述的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，所述第2铁矿石原料的粉碎前的平均粒径小于所述第1铁矿石原料的粉碎前的平均粒径。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，所述第2 铁矿石原料的混合率为10 45质量％。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，所述第2 铁矿石原料为球团矿给料。
6.根据权利要求5所述的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，所述球团矿给料为Rio Doce-球团矿给料。
全文摘要
本发明的目的是提供一种可使铁矿石原料的微粉量增大的铁矿石原料的粉碎方法。提供一种铁矿石原料的粉碎方法，其是采用辊式粉碎机的铁矿石原料的粉碎方法，其特征在于，在作为粉碎对象的第1铁矿石原料中，混合硬度比该第1铁矿石原料高的第2铁矿石原料作为粉碎辅助材料。将这样混合了的所述第1铁矿石原料及所述第2铁矿石原料投入所述辊式粉碎机进行粉碎。
文档编号C22B1/16GK102378821SQ20108001478
公开日2012年3月14日 申请日期2010年2月17日 优先权日2009年3月31日
发明者八代健一, 兼井玲, 安部洋一, 河内慎治, 长田淳治 申请人:新日本制铁株式会社