燒結(jié)礦的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燒結(jié)礦的制造方法，在該方法中，將包括粉礦石和碳材料的燒結(jié)原料裝入循環(huán)移動(dòng)的托盤上，形成裝入層，向該裝入層內(nèi)導(dǎo)入稀釋至燃燒下限濃度以下的氣體燃料，并在該裝入層內(nèi)使上述氣體燃料和碳材料燃燒，制造燒結(jié)礦，通過在所述氣體燃料供給區(qū)域的前側(cè)1/2部分以超過供給氣體燃料總量的50％供給所述氣體燃料，即使是在燒結(jié)原料裝入層的最表層部，也能穩(wěn)定地確保保持在1200℃以上、1400℃以下的時(shí)間(高溫區(qū)域保持時(shí)間)，從而能夠以高成品率制造高強(qiáng)度且被還原性優(yōu)異的高品質(zhì)的燒結(jié)礦。
【專利說明】燒結(jié)礦的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用下方吸引式Dwight Lloyd(帶式）燒結(jié)機(jī)制造高強(qiáng)度、被還原性 優(yōu)異的高品質(zhì)高爐原料用燒結(jié)礦的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)礦是高爐煉鐵法的主要原料，通常經(jīng)圖1所示的工序制造。燒結(jié)礦的原料是 鐵礦石粉、燒結(jié)礦篩下粉、煉鐵廠內(nèi)產(chǎn)生的回收粉、石灰石和白云石等含CaO系副原料、生 石灰等制粒助劑、焦炭粉或無(wú)煙煤等，這些原料按規(guī)定比例從加料斗1· ··的各加料斗輸 送到傳送帶上。輸送的原料在通過筒式混合機(jī)2和3等添加適量的水后，混合、制粒，形成 平均粒徑3?6mm的呈準(zhǔn)粒子狀的燒結(jié)原料。然后，將這些燒結(jié)原料從配設(shè)在燒結(jié)機(jī)上的 緩沖漏斗4、5輸出，經(jīng)筒式進(jìn)料機(jī)6和出料槽7,以400?800_的厚度裝到環(huán)狀移動(dòng)式燒 結(jié)機(jī)托盤（palette) 8上，形成亦稱燒結(jié)床的載入層9。之后，用設(shè)置在裝入層9上方的點(diǎn)火 爐10對(duì)裝入層表層的碳材料進(jìn)行點(diǎn)火，并通過配設(shè)在托盤8正下方的風(fēng)箱11將裝入層上 方的空氣吸引到下方，從而使裝入層內(nèi)的碳材料依次燃燒，利用此時(shí)產(chǎn)生的燃燒熱使上述 燒結(jié)原料熔化，得到燒結(jié)塊。然后，對(duì)由這樣得到的燒結(jié)塊進(jìn)行破碎、整粒，回收約5_以上 的成塊物作為成品燒結(jié)礦，將其供給到高爐。
[0003] 在上述制造工序中，通過點(diǎn)火爐10點(diǎn)火的裝入層內(nèi)的碳材料之后利用在裝入層 內(nèi)被由上層向下層吸引的空氣繼續(xù)燃燒，形成在厚度方向上具有幅度的燃燒-熔融帶（下 面也簡(jiǎn)稱作"燃燒帶"）。該燃燒帶的熔融部分會(huì)阻礙上述被吸引的空氣的流動(dòng)，因而成為 燒結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)、導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低的要因。此外，隨著托盤8向下游側(cè)移動(dòng)，該燃燒帶逐漸 從裝入層的上層向下層轉(zhuǎn)移，燃燒帶通過后，產(chǎn)生燒結(jié)反應(yīng)完成了的燒結(jié)塊層（下面也簡(jiǎn) 稱"燒結(jié)層"）。此外，隨著燃燒帶從上層向下層轉(zhuǎn)移，燒結(jié)原料中所含的水分因碳材料的燃 燒熱而汽化，在溫度尚未上升的下層的燒結(jié)原料中濃縮，形成濕潤(rùn)帶。該水分濃度達(dá)到一定 程度以上時(shí)，成為吸引氣體的流路的、燒結(jié)原料的粒子間空隙會(huì)被水分埋沒，與熔融帶一樣 成為使通氣阻力增大的要因。
[0004] 然而，燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)量（t/hr) -般由生產(chǎn)率（t/hr ·πι2) X燒結(jié)機(jī)面積（m2)而定。 艮P，燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)量隨著燒結(jié)機(jī)的機(jī)體寬度、機(jī)體長(zhǎng)度、原料裝入層的厚度、燒結(jié)原料的堆 積密度、燒結(jié)（燃燒）時(shí)間、成品率等而變化。因此，要增加燒結(jié)礦的生產(chǎn)量，被認(rèn)為有效的 方法是：改善裝入層的通氣性（壓損）以縮短燒結(jié)時(shí)間或者提高粉碎前的燒結(jié)塊的冷強(qiáng)度 以提商成品率，等等。
[0005] 圖2是顯示在厚600mm的裝入層中移動(dòng)的燃燒帶位于裝入層內(nèi)的托盤上約400mm 的位置（距裝入層表面200mm處下方）時(shí)的裝入層內(nèi)的壓損與溫度分布的圖，此時(shí)的壓損 分布在濕潤(rùn)帶中約為60 %，在燃燒帶中約為40 %。
[0006] 圖3是顯示燒結(jié)礦的生產(chǎn)率高時(shí)和低時(shí)、即燒結(jié)機(jī)的托盤移動(dòng)速度快時(shí)和慢時(shí)的 裝入層內(nèi)的某一點(diǎn)的溫度與時(shí)間推移的圖。保持在燒結(jié)原料的粒子開始熔融的1200°C以上 的溫度的時(shí)間在生產(chǎn)率低的情況下用T 1、在生產(chǎn)率高的情況下用T2表示。生產(chǎn)率高時(shí)，托 盤的移動(dòng)速度快，因而高溫區(qū)域保持時(shí)間T2比生產(chǎn)率低時(shí)的T1短。但是，若在1200°C以上 的高溫下的保持時(shí)間短，則會(huì)焙燒不足，燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度下降，成品率降低。因此，為了在短 時(shí)間內(nèi)以高成品率、良好的生產(chǎn)率制造高強(qiáng)度的燒結(jié)礦，需要采取某些手段來延長(zhǎng)保持在 1200°C以上的高溫的時(shí)間、提高燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度。
[0007] 圖4是示意性地顯示用點(diǎn)火爐點(diǎn)火后的裝入層表層的碳材料在被吸引的空氣作 用下繼續(xù)燃燒、形成燃燒帶、該燃燒帶從裝入層上層順次向下層移動(dòng)、形成燒結(jié)塊的過程的 圖。此外，圖5(a)是顯示上述燃燒帶存在于圖4中的粗框內(nèi)顯示的裝入層的上層部、中層 部和下層部各層內(nèi)時(shí)的溫度分布的圖。燒結(jié)礦的強(qiáng)度受保持在1200°C以上的溫度與時(shí)間之 乘積的影響，其值越大，燒結(jié)強(qiáng)度越高。因此，由于裝入層上層部的碳材料的燃燒熱由被吸 引的空氣運(yùn)送，裝入層內(nèi)的中層部和下層部得以被預(yù)熱，從而長(zhǎng)時(shí)間保持高溫度，而裝入層 上層部由于未經(jīng)預(yù)熱，相應(yīng)地燃燒熱不足，燒結(jié)所需要的燃燒熔融反應(yīng)（燒結(jié)反應(yīng)）容易不 充分。其結(jié)果，裝入層的寬度方向截面內(nèi)的燒結(jié)礦的成品率分布如圖5(b)所示，越往裝入 層上層部，成品率越低。此外，托盤兩寬度端部也因經(jīng)托盤側(cè)壁的放熱、通過的空氣量多所 引起的過度冷卻而無(wú)法充分確保在燒結(jié)所需的高溫區(qū)域的保持時(shí)間，成品率也會(huì)低。
[0008] 針對(duì)這些問題，以往采取的是增加在燒結(jié)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，如圖6所示，雖然能夠提高燒結(jié)層內(nèi)的溫度、延長(zhǎng)保持在1200°C 以上的時(shí)間，但與此同時(shí)，燒結(jié)時(shí)的最高到達(dá)溫度會(huì)超過1400°C，由于以下說明的原因，會(huì) 導(dǎo)致燒結(jié)礦的被還原性、冷強(qiáng)度降低。
[0009] 在非專利文獻(xiàn)1中，燒結(jié)過程中在燒結(jié)礦中生成的各種礦物的拉伸強(qiáng)度（冷強(qiáng) 度）和被還原性如表1所示。而且，在燒結(jié)過程中，如圖7所示，在1200°C開始產(chǎn)生熔液， 生成燒結(jié)礦的構(gòu)成礦物中強(qiáng)度最高、被還原性也較高的鐵酸鈣。這是必須將燒結(jié)溫度設(shè)置 在1200°C以上的原因。但是，當(dāng)進(jìn)一步升溫超過1400°C、準(zhǔn)確地說超過1380°C時(shí)，鐵酸鈣就 開始分解成冷強(qiáng)度和被還原性最低的非晶質(zhì)硅酸鹽（硅酸鈣）和容易還原粉化的骸晶狀二 次赤鐵礦。此外，根據(jù)礦物合成實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，如圖8的狀態(tài)圖所示，成為燒結(jié)礦還原粉化的 起點(diǎn)的二次赤鐵礦會(huì)升溫至Mag. ss+Liq.區(qū)域，冷卻后析出，因此，不通過狀態(tài)圖上示出的 (1)路徑、而通過（2)路徑制造燒結(jié)礦被認(rèn)為對(duì)抑制原粉化很重要。
[0010] 表 1
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 燒結(jié)礦的制造方法，在該方法中，將包括粉礦石和碳材料的燒結(jié)原料裝入循環(huán)移動(dòng) 的托盤上，形成裝入層，對(duì)該裝入層表面的碳材料進(jìn)行點(diǎn)火，并通過配設(shè)在托盤下方的風(fēng)箱 吸引含有稀釋至燃燒下限濃度以下的氣體燃料的裝入層上方的空氣、將其導(dǎo)入裝入層內(nèi)， 在裝入層內(nèi)使所述氣體燃料和碳材料燃燒，制造燒結(jié)礦， 其中，在供給所述氣體燃料的區(qū)域的前側(cè)1/2部分供給超過總供給氣體燃料的50%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，在供給所述氣體燃料的區(qū) 域的前側(cè)1/2部分供給超過總供給氣體燃料的65%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，在供給所述氣體燃料的區(qū) 域的前側(cè)1/3部分供給超過總供給氣體燃料的40%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，在供給所述氣體燃料的區(qū) 域的前側(cè)1/3部分供給超過總供給氣體燃料的50%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，供給所述氣體 燃料的區(qū)域?yàn)樵趦H利用碳材料的燃燒熱進(jìn)行燒結(jié)時(shí)的保持在1200°C以上、1380°C以下的高 溫區(qū)域保持時(shí)間小于150秒的區(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，供給所述氣體 燃料的區(qū)域在從點(diǎn)火爐至排礦部之間的機(jī)體長(zhǎng)度的40%以下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，使導(dǎo)入所述裝 入層內(nèi)的空氣中所含的氣體燃料的濃度在燃燒下限濃度以下。
【文檔編號(hào)】C22B1/20GK104364398SQ201280073945
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】巖見友司, 山本哲也, 主代晃一, 瀧川洋平 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社