專利名稱：燒結(jié)礦的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵制造過程中的燒結(jié)礦的制造方法，特別涉及將含有結(jié)晶水的鐵礦 石粉用于燒結(jié)原料的燒結(jié)礦的制造方法。
背景技術(shù)：
在燒結(jié)礦的制造過程中，作為燒結(jié)原料，使用鐵礦石粉及雜鐵源等主原料、以及造 渣材料(副原料)。雜鐵源包括在燒結(jié)工廠系統(tǒng)內(nèi)及燒結(jié)工廠系統(tǒng)外產(chǎn)生的篩下粉、灰塵、 軋制鐵磷等，含有鐵成分。造渣材料(副原料)是石灰石等。這樣，在燒結(jié)礦的制造過程 中，使用化學(xué)成分不同的多種燒結(jié)原料。所以，為了制造適合于高爐的作業(yè)的化學(xué)成分的燒 結(jié)礦，適當?shù)嘏浜蠠Y(jié)原料各自的使用比例。并且，將適當配合了多種燒結(jié)原料、再加上焦 炭、煤等的凝結(jié)材料后的物質(zhì)作為配合原料。在一般的德懷特-勞埃德(K 7 4卜口 4 K) (DL)式燒結(jié)機的燒結(jié)過程中，使由配合原料構(gòu)成的填充層的下方為負壓，使空氣從上方向 下方流通，使配合原料中的凝結(jié)材料燃燒。并且，通過產(chǎn)生的燃燒熱將鐵礦石粉等的含有鐵 成分的主原料和副原料燒結(jié)而制造成塊化的燒結(jié)礦。將該燒結(jié)礦在高爐中作為主要的原料 使用。揮發(fā)成分較高的煤不能原樣作為燒結(jié)礦的制造過程中的凝結(jié)材料使用，所以在與 粉狀的焦炭或無煙煤等混合后作為凝結(jié)材料使用。在凝結(jié)材料中使用的焦炭是將因粒徑較 小而不適合在高爐中使用的焦炭進一步粉碎而做成適合作為凝結(jié)材料的粒徑的焦炭。但 是，粒徑較小而不適合于高爐使用的焦炭的量相對于在燒結(jié)過程中需要的凝結(jié)材料的量較 少。因此，將不足的量用無煙煤補充。作為燒結(jié)礦的制造過程的主原料即鐵礦石粉，可以使用赤鐵礦石等。但是，近年來 赤鐵礦石等的供給量減少，作為鐵礦石粉，羅布河(口一 f 'J 〃一)(Robe River)礦石及楊 迪(乂 > fM々一夕f ) (Yandicoojina)礦石等的豆石(匕。乂，^卜)礦石、以及西安杰 利斯(々工7卜工(West Angeles)礦石等的瑪拉曼巴(，> K ) (Marra Mamba)礦石等的使用量增加。這些鐵礦石粉含有結(jié)晶水。如果將含有結(jié)晶水的鐵礦石粉作 為燒結(jié)礦的制造過程的主原料使用，則在鐵礦石粉中的結(jié)晶水的熱分解中需要大量的熱， 所以作為熱的供給源的凝結(jié)材料的使用量增大。即，在燒結(jié)礦的制造過程中增加含有結(jié)晶 水的鐵礦石粉的使用量，所以提高了凝結(jié)材料的比例(凝結(jié)材料比)。但是，如果提高凝結(jié)材料比，則通過凝結(jié)材料的燃燒產(chǎn)生的熱量變大，在由配合原 料構(gòu)成的填充層內(nèi)燒結(jié)反應(yīng)進行的過程中，通過凝結(jié)材料的燃燒發(fā)熱在填充層內(nèi)形成的高 溫區(qū)域擴大，熔融液過量地生成。因此，燒結(jié)層中的通氣阻力上升，阻礙了凝結(jié)材料的燃燒 所需要的空氣的供給而燒結(jié)礦的生產(chǎn)性下降。進而，通過過量生成的熔融液使燒結(jié)礦的氣 孔量減少，燒結(jié)礦的被還原性下降，導(dǎo)致高爐中的煉鐵所需要的還原材料的比例(還原材 料比)的上升，經(jīng)濟性下降。在專利文獻1中，作為與燒結(jié)礦的制造過程沒有關(guān)系的高爐作業(yè)方法，記載有使 用將含有結(jié)晶水的鐵礦石還原后的還原鐵作為高爐原料使用的技術(shù)。
但是，不能將該高爐作業(yè)方法的技術(shù)應(yīng)用到燒結(jié)礦的制造過程中。此外，在該技術(shù) 中，為了制造含有金屬鐵的還原率30%為以上的還原鐵的制造而需要使用還原能力較高的 還原氣體。因此，在還原氣體的制造中花費的成本較高，制造的還原鐵的價格較高。此外，凝結(jié)材料比的上升還帶來無煙煤的使用量的增大。但是，由于無煙煤的儲藏 量比煙煤及次煙煤少、市場較小，所以考慮穩(wěn)定的購入較困難，將來其絕對量不足。如果無 煙煤的供給量不足，則可以考慮將本來能夠在高爐中使用的大小的焦炭粉碎來確保凝結(jié)材 料的量。但是，在此情況下，有可能需要新建焦爐、或增加昂貴的粘接性高的原料炭的使用 量或增加焦炭生產(chǎn)量、或購入昂貴的焦炭。即，由于會導(dǎo)致費用的大幅的上升，所以將在高 爐中能夠使用的大小的焦炭用于凝結(jié)材料并不經(jīng)濟。專利文獻1 日本特開平9-165607號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低使用含有結(jié)晶水的鐵礦石的情況下的凝結(jié)材 料比、并且能夠提高生產(chǎn)性的燒結(jié)礦的制造方法。本發(fā)明為了解決上述問題，以以下為主旨。SP，本發(fā)明的主旨如下。(1) 一種燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，將含有結(jié)晶水的鐵礦石使用還原性氣體 還原，將得到的還原礦石用于燒結(jié)原料，制造燒結(jié)礦。(2)如上述(1)所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，上述含有結(jié)晶水的鐵礦石 是豆石礦石或瑪拉曼巴礦石的至少任一種。(3)如上述(1)或(2)所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，使用流動層進行上 述還原。(4)如上述⑴ ⑶中任一項所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上 述還原中使用的還原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。(5)如上述(4)所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，對上述部分氧化的高爐氣 體在事前添加從轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油氣、其他比高爐煤氣發(fā)熱量高的氣 體中選擇的一種以上。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式的使用還原礦石的燒結(jié)礦的制造方法的一例 的圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的燒結(jié)機主體上的燒結(jié)原料層的升溫曲線的一例 的圖。圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的實施例的使用還原礦石的燒結(jié)礦的制造方法的圖。
具體實施例方式在燒結(jié)礦的制造過程中使用的鐵礦石粉的粒徑通常是IOmm左右。在燒結(jié)礦的制 造過程中使用的鐵礦石粉中的、羅布河礦石及楊迪礦石等的豆石礦石、以及西安杰利斯礦 石等的瑪拉曼巴礦石含有結(jié)晶水。豆石礦石含有8%左右、瑪拉曼巴礦石含有3%左右的結(jié)晶水、這些鐵礦石粉例如在澳洲出產(chǎn)。本發(fā)明的燒結(jié)礦的制造方法的第1方案的特征在于，將含有結(jié)晶水的鐵礦石使用 還原性氣體還原，將得到的還原礦石用于燒結(jié)原料，制造燒結(jié)礦。如上所述，如果將含有結(jié)晶水的鐵礦石粉原樣作為燒結(jié)礦的制造過程的燒結(jié)原料 使用，則在鐵礦石粉中的結(jié)晶水的熱分解中需要熱，所以作為熱的供給源的凝結(jié)材料的使 用量增大。另一方面，如果對鐵礦石粉等的鐵礦石使用還原性氣體進行還原，則能夠在適合 于還原的溫度下將鐵礦石中的結(jié)晶水在還原的同時除去。因此，如果將得到的還原礦石用 于燒結(jié)原料，則不需要結(jié)晶水的熱分解，所以能夠減少凝結(jié)材料比。隨之，與將含有結(jié)晶水 的鐵礦石粉原樣作為燒結(jié)原料使用的情況相比，能夠削減昂貴的無煙煤的使用量，并且燒 結(jié)層中的通風(fēng)阻力減小，能夠改善燒結(jié)礦的生產(chǎn)性。進而，由于燒結(jié)礦的氣孔量增大，所以 能夠改善燒結(jié)礦的被還原性。此外，由于將還原礦石用于燒結(jié)原料而制造的燒結(jié)礦的被還原性良好，所以能夠 減小高爐中的還原材料比、減少昂貴的焦炭及煤粉的使用量。此外，作為用作燒結(jié)原料的含有結(jié)晶水的鐵礦石，優(yōu)選地使用包括豆石礦石或瑪 拉曼巴礦石的至少一種鐵礦石。此外，優(yōu)選的是使用流動層還原爐進行上述還原。在粒徑為IOmm左右或其以上的大小的塊狀的鐵礦石的還原中，使用豎爐或轉(zhuǎn)爐 等。但是，上述羅布河礦石及楊迪礦石等的豆石礦石、以及西安杰利斯礦石等的瑪拉曼巴礦 石(例如澳洲產(chǎn))為粒徑IOmm左右以下的粉狀，所以在將這些鐵礦石原樣還原而制造能夠 作為燒結(jié)原料使用的粉狀的還原礦石方面，流動層還原爐是適合的。這里，參照圖1，對本發(fā)明的實施方式進行說明。這里，對使用流動層還原爐的方法 進行說明。在圖1中，將原料的鐵礦石粉11供給到流動層還原爐1中，通過還原氣體15進行 還原。將在流動層還原爐1中得到的還原礦石19與其他原料(鐵礦石、雜鐵源、副原料、返 礦及凝結(jié)材料20)混合而做成配合原料21、裝入到燒結(jié)機主體5中。將從燒結(jié)機主體5排 出的燒結(jié)礦23破碎，用篩子7篩，分離成篩上的適合作為高爐原料的粒徑的成品燒結(jié)礦24 和篩下的細小的返礦25。另外，作為在還原中使用的還原性氣體，優(yōu)選地使用將高爐氣體部分氧化后的氣 體。作為在還原中使用的還原性氣體，也可以使用將轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油 氣部分氧化后的氣體，但特別優(yōu)選地使用將比轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油氣便 宜的高爐煤氣部分氧化后的氣體。如果將高爐煤氣部分燃燒，則能夠得到高溫的還原氣體， 所以容易將流動層反應(yīng)溫度升溫到鐵礦石的還原所需要的溫度。也可以將高爐煤氣原樣作 為還原氣體使用，但在此情況下，為了將流動層反應(yīng)溫度升溫到鐵礦石的還原所需要的溫 度，產(chǎn)生了將高爐煤氣的預(yù)熱溫度提高、或?qū)㈣F礦石預(yù)熱到高溫等的需要，設(shè)備負荷變大。 因此，與使用將高爐煤氣部分燃燒(部分氧化)后的氣體的情況相比，設(shè)備成本上升，并不 經(jīng)濟。此外，并不限于高爐煤氣，在使用上述轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣等的情況下，優(yōu)選的是與高 爐煤氣同樣地部分燃燒而作為高溫的還原氣體使用。在圖1所示的例子中，利用流動層還原爐排出氣體16的顯熱用熱交換器2將高爐 煤氣12預(yù)熱。使預(yù)熱后的預(yù)熱高爐煤氣13進一步在部分燃燒爐3中通過空氣14部分燃燒而得到還原氣體15。還原氣體15以CO氣體、CO2氣體及N2氣體為主成分。將這樣得到 的還原氣體15供給到流動層還原爐1中，在流動層還原爐1中將豆石礦石或瑪拉曼巴礦石 等的含有結(jié)晶水的鐵礦石粉11還原。將從流動層還原爐1的上部排出的流動層還原爐排出氣體16如上述那樣在熱交 換機2中用于高爐煤氣12的預(yù)熱，然后，將再殘留的熱交換器排出氣體17的顯熱在廢熱回 收裝置4中用于蒸氣回收，將廢熱回收裝置氣體18在系統(tǒng)外處理。此外，在想要提高還原氣體15的溫度、或提高還原能力的情況下，優(yōu)選的是對高 爐煤氣12或預(yù)熱高爐煤氣13的至少其一中添加從轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油 氣、其他比高爐煤氣發(fā)熱量高的氣體中選擇的一種以上。由于在比700°C左右低的溫度下還原速度較慢，所以將還原溫度設(shè)為700°C以上 對于得到較高的還原率更好。由于豆石礦石或瑪拉曼巴礦石等的結(jié)晶水從350°C左右開始 分解，所以通過在700°C以上的溫度下進行還原處理，將結(jié)晶水也同時除去。如果將礦石在 還原氣體環(huán)境中加熱到1200°C左右以上，則部分熔融而粒子彼此熔接，所以優(yōu)選的是在比 1200°C左右低的溫度下進行還原處理。由于將作為原料的高爐煤氣12在熱交換機2中升 溫而成為預(yù)熱高爐煤氣13，再在部分燃燒爐3中部分燃燒、使溫度上升而成為高溫的還原 氣體15，所以能夠?qū)⒃诖_保上述還原溫度的基礎(chǔ)上的熱量作為還原氣體15的顯熱供給。使高爐煤氣12部分燃燒而制造的還原氣體15由于CO2氣體成分比率相對于其CO 氣體成分比率的比高、并且H2O氣體成分比率相對于其H2氣體成分比率的比高，所以雖然沒 有將鐵礦石還原到金屬鐵的還原能力，但能夠還原到方鐵礦。但是，當還原溫度較低時，還 原速度較慢，所以雖然能夠從赤鐵礦迅速地還原到磁鐵礦，但在從磁鐵礦到方鐵礦的還原 中花費時間。因而，如果通過使高爐煤氣12部分燃燒而制造的還原氣體15將豆石礦石或 瑪拉曼巴礦石等的含有結(jié)晶水的鐵礦石粉11在流動層還原爐1中還原，則能夠得到結(jié)晶水 被除去、主要被還原到從磁鐵礦到方鐵礦之間的還原礦石19 (有在一部分中還存在鐵的情 況)。如上所述，為了將粒徑為IOmm左右以下的粉狀的羅布河礦石及楊迪礦石等的豆 石礦石、以及西安杰利斯礦石等的瑪拉曼巴礦石原樣還原而制造能夠作為燒結(jié)原料使用的 粉狀的還原礦石，流動層還原爐是適合的。但是，例如在澳洲產(chǎn)的豆石礦石及瑪拉曼巴礦石 中，雖然是少量的，但是有混雜有粒徑為IOmm以上20mm以下左右的塊的情況。作為將這樣 粒度分布幅度較大的鐵礦石粉還原的流動層還原爐，與氣泡流動層還原爐相比，循環(huán)流動 層還原爐更為適合。在氣泡流動層還原爐中，有需要將氣體流速控制為粒子的流動開始速 度以上且結(jié)束速度以下、良好地維持流動層內(nèi)的粒子的流動狀態(tài)并抑制粒子從流動層的飛 散的情況。因此，如果鐵礦石粉的粒度分布幅度較大則有不能應(yīng)對的情況。另一方面，在循 環(huán)流動層還原爐中，由于將飛散的粒子用旋流器捕集并使粒子在流動層內(nèi)循環(huán)，所以能夠 以較大的氣體流速運轉(zhuǎn)。循環(huán)流動層還原爐適合的理由是因為，由于能夠處理從旋流器的 捕集極限的微粒子到對應(yīng)于較大的氣體流速的粗大粒子，所以能夠使用粒度分布幅度較大 的粒子(鐵礦石粉)。在使用IOmm左右以下的粉狀的豆石礦石或瑪拉曼巴礦石在循環(huán)流動層還原爐中 還原的情況下，如果還原氣體的空塔速度過低則粗粒會偏倚堆積在流動層的下部，成為壓 力變動較大的狀態(tài)(結(jié)渣狀態(tài))，有還原效率下降的情況。另一方面，如果還原氣體的空塔速度過高，則流動層內(nèi)成為鐵礦石的粒子滯留量較少的稀薄的狀態(tài)，有還原效率下降的情 況。因而，為了得到穩(wěn)定的流動狀態(tài)，還原氣體的空塔速度優(yōu)選的是4m/s左右到15m/s左 右ο在本發(fā)明的實施方式中，如圖1所示，將含有結(jié)晶水的鐵礦石11使用還原性氣體 15還原，將得到的還原礦石19用于燒結(jié)原料，進行該還原礦石19的燒結(jié)，制造燒結(jié)礦23。 如果將還原礦石19用于燒結(jié)原料，則在燒結(jié)過程中燒結(jié)原料暴露在含有氧的高溫氣體環(huán) 境中，所以還原礦石19被氧化而放熱。因而，能夠?qū)⑼ㄟ^凝結(jié)材料的燃燒產(chǎn)生的熱量減少 對應(yīng)于作為基于還原礦石氧化的氧化熱被供給的熱量的量。即，通過將還原礦石用于燒結(jié) 原料，能夠減少燒結(jié)中的凝結(jié)材料的使用量。還原礦石的還原率越高，還原礦石的每單位質(zhì) 量的進行氧化時產(chǎn)生的熱量越大，所以當還原礦石的使用量為一定時還原率越高則減少凝 結(jié)材料的使用量的效果越大。此外，當還原礦石的還原率相同時，還原礦石的使用量越多則 氧化發(fā)熱量越大，所以減少凝結(jié)材料的使用量的效果較大。進而，由于在制造還原礦石的過 程中結(jié)晶水被除去，所以通過使用還原礦石，不再需要使用用來供給結(jié)晶水的分解所需要 的熱量的凝結(jié)材料的使用。因而，也能夠減少這部分凝結(jié)材料的使用量。在燒結(jié)過程中的還原礦石的氧化中，由于鐵礦石自身放熱，所以氧化反應(yīng)熱對鐵 礦石的溫度上升直接作用，相對于此，在凝結(jié)材料的燃燒中，通過來自高溫的燃燒氣體及燃 燒過程中的高溫的凝結(jié)材料粒子的傳熱，鐵礦石升溫。因此，需要比還原礦石的氧化帶來的 發(fā)熱量更多的凝結(jié)材料的發(fā)熱量和升溫時間。因而，與使用還原礦石的情況相比，在不使用還原礦石的情況下，通過燒結(jié)材料的 燃燒而在燒結(jié)層內(nèi)形成的高溫燃燒區(qū)域變大。即，關(guān)于燒結(jié)原料層中的升溫模式，如圖2所 示，與不使用還原礦石的情況下的升溫模式32相比，使用還原礦石的情況下的升溫模式31 的升溫速度更大、并且冷卻速度更大。結(jié)果，能夠抑制過量的熔融液的生成、抑制所生成的 熔融液引起的氣孔的堵塞，所以如果使用還原礦石，則能夠制造被還原性較高的燒結(jié)礦。進而，如果代替將含有結(jié)晶水的豆石礦石或瑪拉曼巴礦石原樣作為燒結(jié)原料使用 而使用還原礦石19，則在燒結(jié)中由來于結(jié)晶水的蒸氣的蒸發(fā)量減少，并且隨著結(jié)晶水的熱 分解所需要的凝結(jié)材料的使用量下降，通過凝結(jié)材料的燃燒和還原礦石的氧化形成的高溫 燃燒區(qū)域減少，抑制了過量的熔融液的生成。因此，圖1所示的燒結(jié)層22的壓力損失下降。 因此，在燒結(jié)主排出氣體吸引鼓風(fēng)機6的吸引負壓為一定的條件下，每單位時間被吸引到 燒結(jié)層22中的空氣量增加，燒結(jié)主排放氣體26的量增加。此外，通過還原礦石19的使用， 燒結(jié)層22中的升溫模式如圖2所示，升溫速度變大并且冷卻速度變大，所以燒結(jié)完成時間 變短。結(jié)果，能夠使燒結(jié)機主體5的臺車速度上升。因而，能夠提高燒結(jié)礦的生產(chǎn)性。如果還原礦石的還原率超過30%，則通常還原礦石較多地含有金屬鐵。在以比 800°C左右高的溫度下還原、制造了含有較多金屬鐵的還原率超過30%的還原鐵礦石的情 況下，在還原礦石中生成的金屬鐵成為氣孔率較低的嚴密的組織，還原礦石的再氧化速度 變慢，燒結(jié)層22中的加熱曲線變寬。另一方面，在以比800°C左右低的溫度還原、制造了含有較多金屬鐵的還原率超過 30%的還原鐵礦石的情況下，在還原礦石中生成的金屬鐵成為氣孔較多的組織，容易再氧 化，有可能在將還原礦石裝入到燒結(jié)機主體5中之前還原礦石燃燒。S卩，如果以還原溫度比800°C左右高的溫度制造還原率超過30%的還原礦石，則
8有在燒結(jié)礦的制造過程中燒結(jié)層22中的加熱曲線變寬的情況，如果以比800°C左右低的溫 度制造還原率超過30%的還原礦石，則在燒結(jié)礦的制造過程中在裝入到燒結(jié)機主體5之前 還原礦石燃燒。因而，還原礦石的還原率優(yōu)選的是30%以下。另外，如在專利文獻1中記載 那樣，通過將含有還原率超過30%的金屬鐵的還原礦石在高爐中使用，能夠降低在高爐中 使用的焦炭量。因而，含有還原率超過30%的金屬鐵的還原礦石與在燒結(jié)礦的制造過程中 使用相比，在高爐中使用經(jīng)濟性更好。還原氣體15的氧化度(0D % )可以使用還原氣體中的H2濃度(H2% :vol% )、 H2O 濃度(H20% :vol% )、CO 濃度(C0% :vol% )、以及 CO2 濃度(C02% :vol% )如以下這 樣定義。OD = (H2O% +CO2% )/(H2% +H2O% +CO% +CO2% ) XlOO當還原氣體15的氧化度OD較低時，還原氣體15中的H2濃度及CO濃度的和較大， 還原氣體15的還原能力較大。如果還原氣體15的氧化度OD比20%左右低，則在還原礦石 19中較多地含有金屬鐵。因而，為了抑制在還原礦石19中大量地生成金屬鐵、避免燒結(jié)層 22中的加熱曲線變寬、避免在裝入到燒結(jié)機主體5之前還原礦石19燃燒，優(yōu)選地使還原氣 體15的氧化度OD為20%左右以上，使在還原礦石19中含有的金屬鐵的量變少。由于高爐煤氣12的氧化度OD平均為40 50%，所以當將高爐煤氣12部分燃燒 而制造還原氣體15時，變得比高爐煤氣12的氧化度OD高，還原氣體15的OD不會比20% 左右小。此外，通過將比高爐煤氣12發(fā)熱量高的煉鐵副產(chǎn)氣體混合到高爐煤氣12中，能夠 制造相比僅由高爐煤氣12制造還原氣體15、氧化度OD小且還原能力好的還原氣體。結(jié)果， 能夠使流動層還原爐1中的還原礦石19的生產(chǎn)性上升。但是，為了使還原率不超過30%、 不會生成較多金屬鐵，優(yōu)選地使還原氣體15的氧化度OD為20%左右以上。另一方面，如果 還原氣體15的氧化度OD比70%左右高，則還原的進行變慢，還原礦石的還原率變低或還原 礦石的生產(chǎn)性下降。因而，優(yōu)選地使還原氣體15的氧化度OD為70%以下。接著，對本發(fā)明者實際進行的燒結(jié)礦的制造進行說明。這里，對不在本發(fā)明的范圍 內(nèi)的比較例及遵循上述實施方式的實施例進行說明。在實施例中，詳細情況在后面敘述， 將含有結(jié)晶水的鐵礦石粉的一部分進行預(yù)還原，將鐵礦石粉中的結(jié)晶水除去，并且將鐵礦 石粉中的赤鐵礦主要還原到磁鐵礦或方鐵礦，使用該預(yù)還原礦石粉制造出燒結(jié)礦。在比較 例及實施例的任意一個中，都使用由含有結(jié)晶水的鐵礦石粉、雜鐵源、副原料、返礦及凝結(jié) 材料構(gòu)成的物質(zhì)作為配合原料。此外，作為含有結(jié)晶水的鐵礦石粉，在比較例及實施例的任 意一個中都使用作為豆石礦石的一種的羅布河鐵礦石粉。羅布河鐵礦石粉占配合原料的 16maSS%。此外，作為表示燒結(jié)礦的被還原性的指標，通過JISM8713測量了還原率。(比較例)在比較例中，對鐵礦石粉不進行本發(fā)明那樣的還原，將鐵礦石粉原樣作為燒結(jié)原 料在燒結(jié)過程中使用。為了制造1噸成品燒結(jié)礦而使用的配合原料是1477kg。凝結(jié)材料每 1噸成品燒結(jié)礦使用60. 2kg。其中，無煙煤的使用量是每1噸成品燒結(jié)礦18. 4kg。還原率是65%，燒結(jié)礦的生產(chǎn)性是每單位時間及每單位燒結(jié)面積1. 50t/h/m2。當用高爐生產(chǎn)鐵水時，每1噸鐵水使用1620kg由燒結(jié)礦、鐵礦石塊及團礦構(gòu)成的 主原料，燒結(jié)礦是其中的1245kg。此時，對每1噸鐵水預(yù)先生產(chǎn)1402kg成品燒結(jié)礦，其差量 是在向高爐的裝入前被篩掉的篩下的燒結(jié)礦粉，將其作為燒結(jié)原料再使用。
為了在高爐中年生產(chǎn)400萬噸鐵水，年生產(chǎn)561萬噸成品燒結(jié)礦，年使用10. 3萬 噸無煙煤，年使用107. 8萬噸羅布河鐵礦石粉。此時，在高爐中使用的合計了焦炭及煤粉的 還原材料的使用量是每1噸鐵水490kg。(實施例)在圖3中表示實施例的概要。在實施例中，作為流動層還原爐而使用由第1流動 層還原爐42及第2流動層還原爐41構(gòu)成的循環(huán)流動層。設(shè)空塔速度為7m/s。在第1流動層還原爐42中將羅布河鐵礦石粉51在900°C下還原而成為還原礦石 1 (52)，在第2流動層還原爐41中將還原礦石1 (52)在900°C下還原而成為還原礦石2 (53)。將升壓高爐煤氣54通過熱交換器44預(yù)熱而成為預(yù)熱后的升壓高爐煤氣55，在部 分燃燒爐45中使用升壓空氣56使其部分燃燒而制造出還原氣體57，供給到第1流動層還 原爐42中。在上述熱交換器44中，使用將第2流動層還原爐42的排出氣體60用燃燒器 43通過升壓空氣61燃燒后的燃燒排出氣體62將升壓高爐煤氣54預(yù)熱。供給到第1流動層還原爐42中的羅布河鐵礦石粉51的結(jié)晶水在干燥后的狀態(tài)下 是8maSS%。該值是沒有通過降水、散水等而存在于鐵礦石粒子的表面、鐵礦石粒子間的空 隙、鐵礦石粒子內(nèi)的氣孔等中的水分(稱作附著水)的狀態(tài)，實際的附著水是4maSS%。在 實施例中，在將含有附著水4%的羅布河鐵礦石粉51的質(zhì)量1042kg在循環(huán)流動層中還原 時，使用1244Nm3溫度為975°C、氧化度OD為56%的還原氣體57。該1244Nm3的還原氣體 57是將升壓高爐煤氣(1140Nm3)54通過熱交換器44預(yù)熱到711°C、接著在部分燃燒爐中部 分燃燒而制造的。在第2流動層還原爐41中，通過該還原氣體57還原還原礦石1 (52)來制造864kg 還原率為22%的還原礦石2(53)。在第1流動層還原爐42中，導(dǎo)入第2流動層還原爐41的排出氣體58而作為還原 氣體使用，將羅布河鐵礦石粉51在900°C下還原而制造出還原礦石1 (52)。為了將第1流 動層還原爐42中的還原溫度保持為900°C，將升壓空氣59導(dǎo)入344Nm3到第1流動層還原 爐42中，使其部分燃燒。第1流動層還原爐42的排出氣體60包括羅布河鐵礦石粉51的結(jié)晶水及附著水， 為1667Nm3。該第1流動層還原爐42的排出氣體60包括未燃氣體成分，所以如上述那樣在 燃燒器43中通過6184Nm3的升壓空氣使其完全燃燒，升溫到989°C之后，在熱交換器44中 將升壓高爐煤氣54預(yù)熱，從熱交換器44作為熱交換器排出氣體63排出。關(guān)于熱交換器排 出氣體63，用廢熱回收裝置46進行蒸氣回收而成為廢熱回收裝置排出氣體64，接著在冷卻 除塵裝置47中處理而成為冷卻除塵裝置排出氣體65，進而通過在壓力回收裝置48中將壓 力變換為電力而進行電力回收，成為壓力回收后排出氣體66，將壓力回收后排出氣體66在 系統(tǒng)外處理。還原礦石2 (53)與鐵礦石、雜鐵源、副原料、返礦及凝結(jié)材料81混合而成為配合原 料82將配合原料82裝入到燒結(jié)機主體71中而形成燒結(jié)層83。將從燒結(jié)機主體71排出的 燒結(jié)礦84破碎并用篩子73篩選，分別為篩上的適合作為高爐原料的粒徑的成品燒結(jié)礦85 和篩下的細小的返礦86。將燒結(jié)主排出氣體87用燒結(jié)主排出氣體吸引鼓風(fēng)機72吸引，然 后進行除塵、脫硫、脫銷等的排出氣體處理。在實施例中，與比較例同樣，羅布河鐵礦石粉占配合原料的16maSS%。但是，在實施例中，將該羅布河鐵礦石粉如上述那樣還原，將這樣得到的還原礦石作為配合原料的一 部分配合。結(jié)果，能夠不使用無煙煤、僅使用41. 8kg的凝結(jié)材料制造燒結(jié)礦。S卩，每1噸成 品燒結(jié)礦的凝結(jié)材料的使用量為41. 8kg。該凝結(jié)材料的使用量對應(yīng)于從比較例的凝結(jié)材料 使用量除去了無煙煤的使用量之后的量。此時，通過表示燒結(jié)礦的被還原性的JISM8713測量出的還原率為68%，與比較例 的該還原率65%相比上升了 3個百分點。即，能夠提高燒結(jié)礦的被還原性。此外，燒結(jié)礦的 生產(chǎn)性為每單位時間及每單位燒結(jié)面積1. 58t/h/m2，與比較例的該生產(chǎn)性1. 50t/h/m2相比 上升了 0. 08t/h/m2。即，能夠提高生產(chǎn)性。將113. 2萬噸的羅布河鐵礦石粉如上述那樣預(yù)還原，通過將預(yù)還原后的還原礦石 作為配合原料的一部分制造燒結(jié)礦，能夠年生產(chǎn)589萬噸被還原性提高了 3個百分點的成 品燒結(jié)礦。結(jié)果，為了用高爐年生產(chǎn)400萬噸鐵水，每1噸鐵水可以使用1307kg燒結(jié)礦，與比 較例的每1噸鐵水的燒結(jié)礦的使用量1245kg相比能夠增加燒結(jié)礦的使用量并減少被還原 性較差的鐵礦石塊。通過燒結(jié)礦的被還原性的改善和燒結(jié)礦使用比例的上升，在高爐中使用的合計了 焦炭及微粉碳的還原材料的使用量為每1噸鐵水482kg，與比較例的還原材料使用量的每1 噸鐵水490kg相比，能夠?qū)⑦€原材料使用量降低每1噸鐵水8kg。在比較例中，每1噸成品燒結(jié)礦使用凝結(jié)材料60. 2kg，年生產(chǎn)561萬噸成品燒結(jié) 礦，年使用33. 8萬噸凝結(jié)材料。另一方面，在實施例中，每1噸成品燒結(jié)礦使用凝結(jié)材料 41. 8kg，年生產(chǎn)589萬噸成品燒結(jié)礦，年使用24. 6萬噸凝結(jié)材料。因而，相對于比較例，在 實施例中，將凝結(jié)材料的使用量年削減了 9. 2萬噸。在比較例中，每1噸鐵水使用490kg還原材料，年生產(chǎn)400萬噸鐵水，所以年使用 了 196萬噸還原材料。另一方面，在實施例中，每1噸鐵水使用482kg還原材料，年生產(chǎn)400 萬噸鐵水，所以年使用了 192. 8萬噸還原材料。因而，相對于比較例，在實施例中，將還原材 料的使用量年削減了 3. 2萬噸。在實施例中，相對于比較例，將作為CO2產(chǎn)生源的凝結(jié)材料和還原材料的使用量的 合計年削減了 12. 4萬噸，相應(yīng)地能夠削減CO2產(chǎn)生量。工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，能夠減少凝結(jié)材料比而提高燒結(jié)礦的生產(chǎn)性及被還原性。在燒結(jié)礦 的制造過程中，通過削減凝結(jié)材料比，能夠削減昂貴且有供給不穩(wěn)定的無煙煤的使用量。進 而，能夠增加被還原性良好的燒結(jié)礦的生產(chǎn)量，所以在高爐過程中，能夠降低還原材料比、 減少昂貴的焦炭及煤粉的使用量。此外，通過燒結(jié)過程中的凝結(jié)材料比的削減和高爐過程 中的還原材料比的降低，能夠抑制整個煉鐵過程的CO2產(chǎn)生量，有利于防止地球變暖。
1權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，將含有結(jié)晶水的鐵礦石使用還原性氣體還原， 將得到的還原礦石用于燒結(jié)原料，制造燒結(jié)礦。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，上述含有結(jié)晶水的鐵礦石是 豆石礦石或瑪拉曼巴礦石的至少任一種。
3.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，使用流動層進行上述還原。
4.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，使用流動層進行上述還原。
5.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的還 原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
6.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的還 原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
7.如權(quán)利要求3所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的還 原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
8.如權(quán)利要求4所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的還 原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
9.如權(quán)利要求5所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，對上述部分氧化的高爐煤氣 在事前添加從轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油氣、其他比高爐煤氣發(fā)熱量高的氣體 中選擇的一種以上。
10.如權(quán)利要求6所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，對上述部分氧化的高爐煤氣 在事前添加從轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油氣、其他比高爐煤氣發(fā)熱量高的氣體 中選擇的一種以上。
11.如權(quán)利要求7所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，對上述部分氧化的高爐煤氣 在事前添加從轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油氣、其他比高爐煤氣發(fā)熱量高的氣體 中選擇的一種以上。
12.如權(quán)利要求8所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，對上述部分氧化的高爐煤氣 在事前添加從轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、天然氣、液化石油氣、其他比高爐煤氣發(fā)熱量高的氣體 中選擇的一種以上。
13.一種燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，具有使用還原性氣體對含有結(jié)晶水的鐵礦石進行還原的工序；將通過上述還原得到的還原礦石燒結(jié)的工序。
14.如權(quán)利要求13所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，上述含有結(jié)晶水的鐵礦石 是豆石礦石或瑪拉曼巴礦石的至少一種。
15.如權(quán)利要求13所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，使用流動層進行上述還原。
16.如權(quán)利要求14所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，使用流動層進行上述還原。
17.如權(quán)利要求13所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的 還原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
18.如權(quán)利要求14所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的 還原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
19.如權(quán)利要求15所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的 還原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
20.如權(quán)利要求16所述的燒結(jié)礦的制造方法，其特征在于，作為在上述還原中使用的 還原性氣體，使用將高爐煤氣部分氧化后的氣體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燒結(jié)礦的制造方法，在燒結(jié)礦制造過程中，將作為燒結(jié)原料使用的豆石礦石或瑪拉曼巴礦石等的含有結(jié)晶水的鐵礦石粉的一部分或全部使用高爐煤氣等的還原性氣體在流動層等的還原爐中預(yù)還原，將鐵礦石粉中的結(jié)晶水除去，并且將鐵礦石粉中的赤鐵礦還原到磁鐵礦或方鐵礦。并且，將該預(yù)還原礦石粉與其他鐵礦石粉、雜鐵源、副原料、返礦及凝結(jié)材料配合的原料在燒結(jié)礦制造過程中使用。
文檔編號C22B1/16GK101999004SQ20098011264
公開日2011年3月30日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者矢部英昭, 高本泰 申請人:新日本制鐵株式會社