專利名稱：燒結礦的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用高爐等制造鐵水時作為原料的燒結礦的制造方法，特別是，為了再利用回收的廢鐵屑作為高爐用原料的燒結礦的制造方法。
近年來，被稱為來自汽車、家電、容器等的輕量屑的廢鐵屑(以下稱為廢屑)經(jīng)常發(fā)生，并希望能將其利用。這種廢屑可以用粉碎機或切斷機進行細片化，但由于其體積大在電爐、轉爐等中的使用不受歡迎，目前的現(xiàn)狀是，稱為質量好的重量屑的大尺寸廢屑經(jīng)常被利用。過去曾做過將輕量屑直接于高爐的試驗，但是，由于存在著與礦石的分級、偏析嚴重，加之產生傳送帶的切斷、供料裝置內的堵塞，在高爐內中進一步在礦石堆積層中分級、偏析等問題，擾亂了高爐操作，穩(wěn)定經(jīng)常的使用十分困難。如果細片化的輕量廢鐵屑能與礦石、燒結礦相同以塊狀形式加入高爐、還原爐的話，就能消除上述高爐中的使用上的問題，制塊的方法還沒有公開過。
另一方面，來自產生量比較多的鍍鋅鋼板的廢屑，直接用于高爐時，在高爐內產生ZnO的休姆狀粉末，并積集在爐壁的表面上形成附著物?；谝陨显?，目前的現(xiàn)狀是，將由礦石、焦炭引入的鋅量限制在0.2kg/噸生鐵以下。所以，沒有進行過將含鋅的廢屑直接在高爐中更多使用的嘗試。
以往的燒結礦的制造方法的工藝簡圖的例子示于

圖1(a)中。
將主原料礦石從礦石給料斗1、副原料石灰石從石灰石給料斗3、燃料焦炭從焦炭給料斗2、返礦從返礦給料斗(圖中未示出)分別定量放出，將其用造粒機4加入水分例如，6.8%，調濕造粒，作為燒結原料。將含有3.8%焦炭的燒結原料裝入給料槽5中，從滾筒給料器6卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8中，形成充填層9。該充填層的厚度為550mm。
用點火爐10將充填層的表層部分的焦炭點火，下方吸引空氣使焦炭燃燒，這種燃燒熱將原料從上層到下層順次燒結。
另外，還有使用比焦炭更便宜的無煙煤作為焦炭的替代品的方法。
或者，在特開昭61-99635號公報中提出了通過將焦炭干燥、減少焦炭的水分，來減少焦炭使用量的方法。
另外，在特開昭63-274723號公報中提出了將高金屬化率的予備還原鐵的放熱用于燒結的方法。
根據(jù)以往的方法，由于作為熱源是使用焦炭，焦炭的燃燒會產生CO2和NO2，從環(huán)境方面來說是不好的，另外，燒結原料的粒度小，由此充填層的密度變大，通氣受到阻礙，導致燒結時間變長，生產率降低的問題。
另外，在用無煙煤代替焦炭的方法中，雖然NO2的產生變少，但CO2的產生無法抑制，另外，無煙煤埋藏量逐漸減少，供給量的難以確保等問題還未能解決。
另外，特開昭61-99635號公報的方法中，焦炭量的減少是有限度的，因此，還存在不能抑制CO2和NO2的產生，生產率提高較小等問題。
上述的特開昭61-274723號公報的方法中，由于在到利用于燒結所需的搬運時間中，在大氣中發(fā)熱，變成高溫，搬運方法上存在著問題，再有其量很小，所以量的確保上也有問題。
另一方面，根據(jù)以往的方法，如圖1(b)所示的那樣，剛剛通過點火爐的燒結充填層表層，由于不是象下層那樣由通過燒結行進帶的高濕赤熱部的高溫空氣來燃燒，而是吸引大氣中的冷空氣使焦炭燃燒，所以溫度低。受到這種表層影響，上層的溫度不會升高，由于低溫不能充分熔融，因而形成強度小的燒結礦。另外，由于下層蓄積了上層的熱量，變得高溫熔融性大，會產生過熔融氣味，和由于通氣阻礙而產生不均勻燒焦。這樣就造成破碎造粒時，細粒變多，5mm以上的制品的成品率降低的問題。
本發(fā)明的目的在于著眼于燒結礦的制造工藝來實現(xiàn)用高爐等制造鐵水時，將細片化的輕量廢屑作為原料使用，并且可以使產生量較多來自鍍鋅鋼板的廢屑的脫鋅的方法。另外，本發(fā)明的另一目的在于減少熱源焦炭的使用，從而抑制焦炭燃燒時CO2和NO2的產生，改善充填層的通氣性，提高生產率。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燒結礦的制造方法，該方法可以提高燒結充填層上層的在成品率，并且給下層的燒結以好的影響，從而提高燒結層整體的成品率和產品質量。
其要點如下所述(1)以廢鐵屑作為原料的燒結礦的制造方法，其特征是，使用下方吸引式燒結機制造燒結礦時，在燒結礦原料中添加廢鐵屑，或者是將廢鐵屑和燒結原料的混合物裝入帶式燒結小車上形成填充層之后，在填充層表層點火使之燒結。
(2)以第(1)項所述的廢鐵屑作為原料的燒結礦的制造方法，其中上述廢鐵屑包括最大厚度為5mm以下，最大長度為50mm以下的廢薄鐵片，或者最大厚度為10mm以下，最大長度為150mm以下的塊狀廢鐵屑。
(3)以第(1)或(2)項所述的以廢鐵屑作為原料的燒結礦的制造方法，其中與上述廢鐵屑和燒結原料的混合物，含有薄片狀或塊狀的廢鐵屑及熔劑，相對于廢薄鐵片和熔劑的總重量，熔劑的比例為1～30%;或相對于塊狀廢鐵屑和熔劑的總重量，熔劑的比例為30-70%。
(4)以第(1)-(3)項中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，上述填充層是按以下方法填充在帶式燒結小車上有一不含廢鐵屑的填充層，在該填充層的上側填充其厚度占整個填充層50%以下的燒結礦原料中加有廢鐵屑的混合物，廢鐵屑的添加量，相對于燒結礦原料的總重量為100%以下。
(5)以第(1)-(3)項中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，上述填充層是按以下方法填充在帶式燒結小車上有一不含廢鐵屑的填充層，在該填充層的下側填充其厚度占整個填充層50%以下的燒結礦原料中加有廢鐵屑的混合物，廢鐵屑的添加量，相對于燒結礦原料的總重量為100%以下。
(6)以第(1)-(5)項中任一項所述的以廢薄鐵片為原料的燒結礦的制造方法，其中，作為上述混入的廢鐵屑是最大厚度為5mm以下，最大長度為50mm以下的廢薄鐵片，其混入量相對于廢薄鐵片和燒結礦原料的總重量為100%以下。
(7)以第(1)-(5)項中任一項所述的以廢鐵塊為原料的燒結礦的制造方法，其中，作為上述混入的廢鐵屑是最大厚度為10mm以下，最大長度為150mm以下的廢鐵塊，其混入量相對于廢鐵塊和燒結礦原料的總重量為70%以下。
(8)以第(1)-(7)項中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，在燒結上述填充層的過程中，增加焦炭的添加量，將燒結層內的氣體氣氛條件規(guī)定為CO/CO2的分壓比為0.15以上。
(9)含有廢鐵屑的燒結礦，其特征是，在燒結礦內殘留有廢鐵屑的未熔部分在0.5%以上，100%以下。
圖1為表示以往的燒結礦中(a)燒結礦的制造方法的工藝簡圖，(b)表示燒結層斷面的上下層的溫度和熔融性狀況的圖。
圖2示出了本發(fā)明的第一實施方案。
圖3示出了本發(fā)明的第二實施方案。
圖4示出了本發(fā)明的第三實施方案。
圖5示出了本發(fā)明的第四實施方案。
圖6示出了從廢屑配合量與廢屑大小的關系看出的燒結可能界限。
圖7示出了廢屑大小不同的燒結礦中的廢屑含有率和廢屑熔融率與廢屑配合量的關系。
圖8為本發(fā)明和以往的燒結礦的光學顯微鏡的組織照片，(a)以往的燒結礦，(b)添加10%廢屑的燒結礦，(c)添中80%廢屑的燒結礦的燒結礦中的廢屑殘留狀況。
由于在燒結層內廢屑氧化放熱，使燒結層的溫度上升，這種廢屑的氧化放熱的產生，能大幅度地減少熱源焦炭的使用量，由于能減少焦炭的使用，減少了由焦炭的燒結而產生的CO2和NO2，充填層的充填密度變小，改善了充填層的通氣性，燒結時間縮短，另外，廢屑流動化，廢屑的熔融物成為燒結原料的燒結體的結合劑，燒結體的強度增大，成品率(5mm以上的成品塊的收率)不降低，由此提高了生產率，另外，燒結層內的氣氛條件CO/CO2的分壓比為0.15以上，由此可以除去廢屑的鋅，即使使用鋅含量高的廢屑，鋅也不會轉移到燒結礦中，在燒結礦中不殘留鋅，制造出燒結礦，鑒于以上發(fā)現(xiàn)，而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明能夠在將數(shù)毫米以下的鐵礦粉在燒結機燒固成塊方法中，在傳送機輸送途中向由經(jīng)滾筒式拌合機等造粒機造粒的礦石粉、焦炭粉組成的原料中添加50mm以下的廢屑，使其混合后，在燒結機中進行燒結，制造燒結礦塊內含有廢屑的燒結礦。
根據(jù)本發(fā)明，由于廢屑完全熔融在燒結礦內，或者一部分熔融在其中，或者以物理地埋藏于燒結礦原料形成的燒結體中的形式存在，幾乎全部被固定，所以大幅度地改善了在輸送途中引起偏析、濃縮，而劃破輸送帶，在燒結機和高爐間的裝入和卸出裝置中產生堵塞的問題。另外，在高爐內，在爐斷面方面上特定區(qū)域的偏析、濃縮現(xiàn)象也沒有發(fā)生，能使其堆積。由此，對于為控制高爐內氣體流速分布的礦石層厚分布的調整也沒有帶來壞的影響，與以往的燒結礦同樣對待即可以使用廢屑。
另外，可以使礦石粉燒結所必要的焦炭粉等的熱供給量與廢屑的使用比率成比例地減少。再有，由于發(fā)現(xiàn)了將廢屑分布在帶式燒結小車上的充填層上層的話，由廢屑所具有的高熱傳導性帶來的燒結層內的廢鐵屑具有保熱性能，可以提高燒結成品率。另一方面，對于來自鍍鋅鋼板的廢屑，在高溫還原氣氛條件下，可以容易地使鋅蒸發(fā)。由于這種條件很容易地在燒結礦原料的燒結過程中產生，只要在燒結礦原料中混入該廢屑進行燒結的話，就可以容易地制造出含有低鋅廢屑的燒結礦。
一般來說，在制造高爐用燒結礦的德懷特-勞埃德式連續(xù)燒結機中，使用由數(shù)毫米以下的各種鐵礦石粉、為燒固該礦石粉的焦炭粉和為調整礦石粉中的雜礦石組分的石灰石等的熔劑組成的原料(以下稱燒結礦原料)。
如圖1(a)的簡圖所示，礦石粉由礦石給料斗1，粉焦炭由粉焦炭給料斗2，熔劑由熔劑給料斗3，分別卸出后，在造粒機4上添加水分造粒。之后被送入燒結機上的原料供給槽5中，貯存之后，通過滾筒給料器6，滑槽7以一定的供給速度裝入移動式燒結小車8中，在燒結小車上形成充填層9。一般在燒結小車面上充填的原料層的高度為300～600mm。燒結小車8上的充填層9在點火爐10內點火，使燒結礦原料燒結。
另外，該燒結機中，為防止燒結小車8的燒結，在燒結小車8的正上方，將作為鋪底料的約8～15mm大小的燒結礦或礦石粒從鋪底料給料斗11，通過鋪底料供料槽12，裝入燒結小車的底面上。將鋪底料層的層高調節(jié)為50～70mm。燒結小車的移動速度為1～4米/分鐘，通過為使鐵礦石粉燒固而設在燒結小車底面的狹縫狀通氣孔從下方通風吸引空氣，使礦石粉燒結。
被燒固的礦石粉稱為燒結塊，從排出部13排出，經(jīng)破碎機14和篩子15將其調整在約10～50mm的粒度范圍內，作為燒結礦裝入高爐。該燒結礦中的Fe組分為55～57%，但是由于最近劣質礦石粉增加，F(xiàn)e組分有降低的傾向。因此，使其含有廢鐵屑在提高燒結礦成品的Fe組分上也是有效的。
另外，薄片廢鐵屑和塊狀廢鐵屑是指飲料罐、廢車鐵板、廢電氣器具、煉鐵廠中產生的細片鐵等的產生用廢棄物的切斷物。再有，熔劑是指①鐵礦石粉、石灰石粉、硅石粉、焦炭粉的混合物(以下稱結合劑)，②最大厚度1mm以下，最長邊20mm以下的廢屑(以下稱廢屑條)，③結合劑與廢屑的混合物三種。
薄片廢鐵屑、薄片廢鐵屑和熔劑的混合物、塊狀廢鐵屑和熔劑的混合物的充填層表層點火時，以薄片廢鐵屑和熔劑的廢屑氧化熱、熔劑的焦炭的燃燒熱形式發(fā)熱，使得廢屑熔融。另外，向薄片鐵屑中加入熔劑燒結時，熔劑起到漿糊的作用，以容易地燒結。
薄片廢鐵屑可以通過細斷得到。該薄片廢鐵屑單獨，即將100%薄片廢鐵屑裝入燒結小車中，形成充填層后，向充填層表層點火可以進行燒結。
結合劑的粒度優(yōu)選為3mm以下。超過3mm時，因熱量不能傳到粒的中心，而難以熔融，并且不能起到漿糊的作用。
熔劑的配比〔熔劑/(熔劑)+薄片廢鐵屑)〕隨薄片廢鐵屑的尺寸的不同而不同。
薄片廢鐵屑的最大厚度在5mm以下，最長邊50mm以下，從傳熱角度來說是優(yōu)選的，比以上尺寸更大時，燒結不安定。對于薄片廢鐵屑的尺寸下限沒有限定的必要，越細在傳熱、熔融性方面，就越優(yōu)選。
由于接近于最大厚度5mm，最長邊50mm的大薄片廢鐵屑的量增加時，傳熱性變壞，熔解變得不均一，有必要提高熔劑的配比，優(yōu)選的是使熔劑的配比在1%～30%之間。其理由是配比率不到1%時熔融不足，超過30%時熔融過多。
塊狀廢鐵屑的大小在傳熱為方面優(yōu)選的是最大厚度10mm以下，最長邊150mm以下，將大塊廢屑切斷。
由于塊狀廢鐵屑大，傳熱不好，熔融不均一，因此有必要配合大量的熔劑進行燒結，熔劑的配比隨塊狀廢鐵屑的大小不同而變化。接近最大厚度10mm，最長邊150mm的大塊廢鐵屑的量增加時，傳熱性變壞，熔融不均一，所以有必要提高熔劑的配比，熔劑的配比優(yōu)選為30%～70%。
配比不滿30%時，熔融不足，超過70%時熔融過多的緣故。
沒有必要限定塊狀廢鐵屑的尺寸的下限，越細傳熱性、熔融性方面來說就越優(yōu)選。
廢屑向燒結礦原料中的添加，如圖2所示的那樣，在燒結礦原料造粒的造粒機4的出料側與燒結機上的原料供給槽5的前側之間的傳送帶輸送途中由廢屑給料斗16供出進行添加。廢屑或者添加在傳送帶上的燒結原料層上，或者用簡單的機械混合機22混合之后裝入到燒結機上的原料供給槽5中。從原料供給槽5放出燒結礦原料的過程中廢屑被進一步混合。
燒結原料與廢屑的混合在造粒機4和熔劑給料斗3之間的皮帶傳送機上，從廢鐵屑給料斗16供給廢屑，由造粒機進行也可以。
但是，由于燒結礦原料和廢屑的比重不同，從原料供給槽5向燒結機的小車8中裝入時，易產生分級和偏析，廢屑一般多半堆積在堆積層的下層。
因此，在燒結礦原料和廢屑的混合物由一個供給槽同時供入小車時，為了抑制這種偏析，優(yōu)選的是廢屑在50mm以下。
避免在使用50mm或150mm以下的廢鐵屑時產生的這種偏析現(xiàn)象有效的方法是，如圖3所示的那樣，在以往的原料供給槽5的后側設置與以往原料供給槽5不同的裝入燒結原料和廢鐵屑混合物的專用供給槽18。即將從造粒機4出來的燒結礦原料在傳送途中用分配器17以一定的量比分給以往的原料供給槽5和專用供給槽18，在向專用供給槽18輸送的傳送途中，將廢鐵屑從廢屑給料斗6供出進行添加。
這樣在從以往的供給槽裝入的燒結礦原料的充填層的上層側由另一個專用供給槽裝入燒結礦原料和廢屑的混合物的話，廢屑的分布可以被限定在小車上的堆積層的上層側，并且能使其以規(guī)定的厚度堆積。這種情況下，由于可以避免廢屑在小車上的充填層下層側的分級、偏析問題，尺寸直到150mm大小的廢屑可以被使用，并且不會產生任何問題。通過專用供給槽向充填層上層側充填的厚度優(yōu)選的是充填層整體的50%以下。
如果超過上述厚度時，廢屑的分級、偏析現(xiàn)象將再次變得明顯，而引起燒結礦品質不均一的問題。本來，由于沒有必要熔解廢屑，為使礦石粉燒結添加的粉焦炭相對地多分布的充填層上部中，由于多充填了廢屑，從減少粉焦炭的消費量的角度來說也是令人希望的。
另外，使小車上的燒結礦原料充填層在點火爐內移動，由CO2等氣體點火，在充填層上層側分布有許多廢屑的狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)這種廢屑被預熱具有作為熱保持介質的性能，另外，廢屑氧化發(fā)熱熔融牢固地結合。因此，在以往的方法中由于燒結過程中吸引冷風，如圖1(a)所示的那樣，燒結層上層為低溫，存在著繞結層的熔融性變弱的難點，用本發(fā)明的方法可以抑制該難點。其結果，不僅達到了減少粉焦炭使用量的效果，而且達到了提高燒結礦成品率〔廢屑/(廢屑+燒結礦原料)〕為100%也是可能的。
另一方面，對于鍍鋅的廢屑片，使鍍層中含有的鋅實用地蒸發(fā)的燒結層內的條件為1200℃的高溫，并且CO/CO2的分壓比為0.15以上。在埋藏小車上充填層的下層側的粉焦炭的粒子層內比上層更易于得到上述這些條件。因此，為達到有意脫鋅，優(yōu)選的是將廢屑片裝入下層側。
另外，為了有意地提高CO/CO2的分壓比，有效的方法是增加添加于燒結礦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燒結礦原料中的礦石粉組成的造粒粒子的表層部分。作為實施手段，如圖4所示的那樣，通過在以往的供給槽5的前側(鋪底料供給槽12的后側)設置為裝入燒結礦原料和廢屑的混合物的專用供給槽19，將該混合物裝入，可以容易地使廢屑充填于指定的下層區(qū)域。廢屑向燒結礦原料中的添加在專用供給槽19前的輸送途中進行。
通過專用供給槽裝入的充填層的高度(從鋪底礦充填層)，優(yōu)選的是小車上的充填層整體的50%以下。另外，通過專用供給槽裝入的廢屑對燒結礦原料的配比〔廢屑/(廢屑+燒結礦原料)〕在100%以下均可行。廢屑的配比〔廢屑/(廢屑+燒結礦原料)〕的上限隨廢屑的尺寸不同而不同。
廢屑很小，當為最大厚度在5mm以下，最大長度在50mm以下的薄片廢鐵屑時，如圖6所示，可以配合到廢屑配比為100%，仍在可能燒結區(qū)域內。
這是由于廢屑小，另外，充填層的充填密度沒有變得太大，廢屑間可以傳熱，廢屑一部分熔融，如圖7所示的那樣廢屑的30%左右熔融，燒結礦中的廢屑含有率為70%左右，與燒結原料的熔融物一體化，維持了燒結礦的強度。
廢屑很大，當它是最大厚度在10mm以下，最大長度在150mm以下的塊狀廢鐵屑時，如圖6所示，直到配比為70%，均在可能燒結區(qū)域內，有必要把配比限制在70%。
這是由于廢屑大，充填層的充填密度變大，廢屑間的傳熱不充分，廢屑的熔融率如圖7所示，當廢屑為70%左右時，幾乎接近于0。
燒結礦中的廢屑含有率幾乎為100%左右，形成廢屑被燒結原料的熔融物所埋藏的形式，燒結礦的強度被維持在界限處。
以下，通過實施例對本發(fā)明詳細說明。
實施例1將表1中所示的廢屑A以廢屑配比為10%在拌合機之后的輸送帶上添加到燒結礦原料中之后，通過燒結機上的原料供給槽供入燒結小車中，形成層厚為600mm的充填層制造了燒結礦。
表1
本發(fā)明的燒結礦的粒度構成、成分、產品質量示于表2中。粉焦炭的消費量與通常情況下的50kg/噸燒結礦相比，進一步減少，并且與圖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%達到了84.7%。另外，其產品質量也有所提高，即比以往方法的冷強度88.1%高1.2%達到了89.3%。
表2
實施例2在燒結機燒結小車上的原料充填層上部通過另外設置的專用供給槽裝入和充填廢鐵屑和燒結礦原料的混合物。使用的廢屑為表1中所示的廢屑B，通過專用供給槽裝入的廢屑的配比為30%。在造粒機出料側到專用供給槽之間的輸送帶上添加指定的重量比的廢屑。該廢屑和燒結礦原料組成的混合物在燒結小車上的充填層的厚度為整個充填層600mm的50%，為300mm。
本燒結礦的粒度構成，成分，產品質量示于表2中。不僅粉焦集炭的消費量減少，而且由于廢屑在燒結小車的燒結層的上層側濃縮分布起到熱保持介質的作用，與圖1所示以往的方法相比較，比以往方法的成品率78.2%高7.6%，達到了85.8%，另外，成品質量冷強度也比以往方法的88.1%高3.1%，提高到了91.2%。
實施例3在以往的供給槽前側設置另一個專用供給槽，通過該專用供給槽將廢屑細片和燒結礦原料的混合物充填在燒結小車中的充填層下部。使用的廢屑為表1所示的廢屑C，通過專用供給槽裝入的廢屑對燒結礦原料的配比為50%。在造粒機出料側到專用供給槽之間的輸送帶上添加指定重量比的廢屑。所說的廢屑和燒結礦原料組成的混合物在燒結小車上的充填厚度為整個充填層厚600mm的50%，為300mm。另外，在含有廢屑的燒結礦原料中，將新的礦石粉與粗粒的返礦粉置換，使返礦粉增加10%，可以提高通氣性。
另外，該燒結礦的粒度構成、成分、產品質量示于表2中。與以往方法的成品率78.2%高4.5%，達到了82.7%。再有產品質量也有所提高，比以往方法的冷強度88.1%高1.4%，達到了89.5%。
另外，能夠制造出鋅量幾乎與實施例1和實施例2的燒結礦相同的燒結礦，在實施例1和實施例2中，廢屑是在高溫而且燒結層內CO/CO2的分壓比為0.15%以上的條件下燒結的。
實施例4本發(fā)明的實施例4示于圖5。
用已有的方法形成520mm厚的充填層9。將最大厚度為1mm以下，最長邊為30mm以下的廢鐵屑從廢鐵屑給料斗16卸出，作為廢鐵屑原料一次貯存在廢鐵屑給料斗19中，從廢鐵屑滾筒給料機20中卸出，通過廢鐵屑滑槽21裝入，形成30mm厚的、廢鐵屑為100%的燒結填充層表層。用點火爐10在這種廢鐵屑為100%的燒結填充層表層上點火，由下方吸入空氣，使廢鐵屑的氧化熱和焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
由于燒結填充層表層廢鐵屑的氧化熱，使得廢鐵屑和下層燒結原料呈高溫狀態(tài)，從而改善熔融性，比圖1示出的已有方法的成品率78.2%提高了6.1%，高達84.3%。
實施例5本發(fā)明的實施例5示于圖3。
裝在燒結填充層表層上厚度為70mm的廢鐵屑原料是3mm以下的燒結原料，和最大厚度為3mm以下、最長邊為50mm以下的廢鐵屑，廢鐵屑的配比為70%。
3mm以下的燒結原料是將混合機4出來后立即選出10mm以下的燒結原料，用振動篩分級。超過3mm但不足10mm的燒結原料返回到混合機4前的皮帶運輸機，用已有的方法形成480mm厚的填充層9。
3mm以下的燒結原料，與廢鐵屑給料斗16卸出的廢鐵屑在混合機22中混合，作為廢鐵屑原料貯存在廢鐵屑給料斗18中，從廢鐵屑轉筒給料機20卸出，通過廢鐵屑滑槽21裝入填充層9上，形成厚為70mm的燒結填充層表層。
用點火爐11在燒結填充層表層上點火，由下方吸入空氣使焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
燒結填充層表層由于廢鐵屑的氧化熱和燒結原料的焦炭的燃燒熱而呈現(xiàn)高溫，從而改善熔融性，而且下層的燒結原料也相應于表層改善其熔融性，比圖1示出的已有方法的成品率78.2%提高了7.4%，高達85.6%。
實施例6本發(fā)明的實施例6基本上是用圖3所示方法來表示。
用已有方法形成350mm厚的填充層9。裝在燒結填充層表層上厚度為200mm的廢鐵屑原料是粒徑為10mm以下的燒結原料和最大厚度為5mm以下，最長邊為50mm以下的廢鐵屑，廢鐵屑的配比為30%。
粒徑10mm以下的燒結原料是從混合機4出來后立即選出的10mm以下的燒結原料。
粒徑為10mm以下的燒結原料，與廢鐵屑給料斗16卸出的廢鐵屑原料在混合機22中混合，作為廢鐵屑原料貯存在廢鐵屑給料斗18中，從廢鐵屑轉筒給料機20卸出，通過廢鐵屑滑槽21裝入填充層9上，形成厚為200mm的燒結填充層。
用點火爐11在燒結填充層表層上點火，由下方吸入空氣使焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
燒結填充層表層由于廢鐵屑的氧化熱和燒結原料的焦炭的燃燒熱而呈現(xiàn)高溫，從而改善熔融性，而且下層的燒結原料也相應于表層改善其熔融性，比圖1示出的已有方法的成品率78.2%提高4.8%，高達83.0%。
實施例7與圖1所示的已有方法相同，將從原料給料斗卸出的原料在混合機4中添加6.8%的水分使之調濕造粒。
如圖2所示，將厚度為5mm，其大小為最長邊是50mm的廢鐵屑，按配比80%從廢鐵屑給料斗16卸出，在混合器22中與燒結原料混合。
含有廢鐵屑的燒結原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成550mm厚的填充層9。
相對于包括焦炭和廢鐵屑的燒結原料1總重量，焦炭占1.3%。該數(shù)值比已有方法的3.8%少2.5%。
用點火爐10在填充層9的表層部分的焦炭上點火，由下方吸入空氣使焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
由于焦炭用量減少，產生的CO2減少63%，產生的NO2減少61%。而且燒結時間縮短，因而生產率為45.2t/d/m2，比圖1示出的已有方法的生產率32.4t/d/m2提高了12.8t/d/m2，而且產品質量也比已有方法的冷強度88.1%提高1.2%，高達89.3%。
實施例8與圖1所示的已有方法相同，將從原料給料斗卸出的原料在混合機10中添加6.8%的水分使之調濕造粒。
如圖2所示，將厚度為0.1mm-2mm的廢鐵屑壓縮使之成為塊徑是15-30mm大小的成塊的廢鐵屑，將這種廢鐵屑按配比為20%從廢鐵屑給料斗16卸出，在混合機22中與燒結原料混合。
含有廢鐵屑的燒結原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成550mm厚的填充層9。
相對于包括焦炭和廢鐵屑的燒結原料1的總重量，焦炭占2.8%。該數(shù)值比已有方法的3.8%少1.0%。
用點火爐10在填充層9的表層部分的焦炭上點火，由下方吸入空氣使焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
由于焦炭用量減少，產生的CO2減少22%，產生的NO2減少20%。而且燒結時間縮短，因而生產率為39.8t/d/m2，比圖1示出的已有方法的生產率32.4t/d/m2提高了7.4t/d/m2。
實施例9
與圖1所示的已有方法相同，將從原料給料斗卸出的原料在混合機4中添加6.8%的水分使之調濕造粒。
從焦炭給料斗2中卸出的焦炭量比已有方法的3.8%少1.8%，為2.0%。
如圖2所示，將厚度為0.1mm-1.5mm，大小為最長邊是30-50mm的方形廢鐵屑，按40%的配比從廢鐵屑給料斗16中卸出，在混合機22中與燒結原料混合。
含有廢鐵屑的燒結原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成550mm厚的填充層9。
相對于包括焦炭和廢鐵屑的燒結原料1的總重量，焦炭占2.0%。該數(shù)值比已有方法的3.8%少1.8%。
用點火爐10在填充層9的表層部分的焦炭上點火，由下方吸入空氣使焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
由于焦炭用量減少，產生的CO2減少45%，產生的NO2減少43%。而且燒結時間縮短，因而生產率為41.7t/d/m2，比圖1示出的已有方法的生產率32.4t/d/m2提高了9.3t/d/m2。
實施例10與圖1所示的已有方法相同，將從原料給料斗卸出的原料在混合機10中添加6.8%的水分使之調濕造粒。
如圖2所示，將厚度為0.5mm-1.5mm的廢鐵屑壓縮使之成為方形的、最長邊為5-10mm的塊狀廢鐵屑，將這種廢鐵屑按配比為20%從廢鐵屑給料斗16中卸出，在混合機22中與燒結原料混合。
含有廢鐵屑的燒結原料裝入聚料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成550mm厚的填充層9。
相對于包括焦炭和廢鐵屑的燒結原料1的總重量，焦炭占1.6%。該數(shù)值比已有方法的3.8%少2.2%。
用點火爐10在填充層9的表面部分的焦炭上點火，由下方吸入空使焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
由于廢鐵屑的氧化放熱而使燒結層的溫度上升，燒結原料的焦炭用量的減少，產生的CO2減少53%，產生的NO2減少51%。而且燒結時間縮短，因而生產率為43.6t/d/m2，比圖1示出的已有方法的生產率32.4t/d/m2提高了11.2t/d/m2。
實施例11在本實施例中，將圖2的鋪底料給料斗11作為塊礦石給料斗，將卸出的10-20mm塊礦石裝入塊礦石給料斗12，在帶式燒結小車的爐篦(圖中未示出)上裝填30mm的厚層，作為鋪底料層。
將最大厚度為5mm以下，最長邊為50mm以下的薄廢鐵片從薄廢鐵片給料斗16卸出，直接裝入給料斗5，從轉筒給料機6卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8，形成500mm厚的填充層9。在這種情況下不使用燒結原料。
用點火爐10加熱廢鐵屑填充層9的表層部分的廢薄鐵片，由下方吸入空氣使廢薄鐵片氧化，借助于這種氧化熱，從上層到下層按順序使廢薄鐵片熔融燒結。
由于沒使用焦炭，因而不產生CO2和NO2。
實施例12與圖1所示的已有方法相同，將從原料給料斗卸出的原料在混合機中添加6.8%的水分使之調濕造粒。
如圖2所示，將厚度為10mm、最長邊為150mm的廢鐵屑，按70%的配比從廢鐵屑給料斗16卸出，在混合機22中與燒結原料混合。
含有廢鐵屑的燒結原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成550mm厚的填充層9。
相對于包括焦炭和廢鐵屑的燒結原料1的總重量，焦炭占1.8%。該數(shù)值比已有方法的3.8%少2.0%。
用點火爐10在填充層9的表層部分的焦炭上點火，由下方吸入空氣使焦炭燃燒，借助于這種燃燒熱，從上層到下層按順序將原料燒結。
由于焦炭用量減少，產生的CO2減少50%，產生的NO2減少48%。而且燒結時間縮短，因而生產率為43.0t/d/m2，比圖1示出的已有方法的生產率32.4t/d/m2提高了10.6t/d/m2。
實施例13與實施例11相同，將塊礦石給料斗11卸出的10-20mm塊礦石裝入塊礦石給料斗12中，在帶式燒結小車的爐篦(圖中未示出)上裝填30mm的厚層，作為鋪底料層。
將最大厚度為3mm以下、最長邊為50mm以下的薄廢鐵片從廢薄鐵片給料斗16中卸出，并將粒度為3mm以下的結合劑從結合劑給料斗3中卸出，在混合機22中，以結合劑為基準添加12%的水分并混合之。
結合劑是鐵礦石粉33%，石灰石粉58%，硅石粉0.5%，焦炭粉8.5%的混合物。而且，結合劑的配比為15%，其余的85%是廢薄鐵片。
將結合劑與廢薄鐵片混合而成的廢鐵屑原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車12，形成500mm厚的填充層9。
用點火爐10加熱廢鐵屑填充層的表層部分的廢薄鐵片，一邊由下方吸入空氣，借助于廢薄鐵片的氧化熱和結合劑的焦炭燃燒熱，從上層到下層按順序將薄廢鐵片熔融燒結。
由于在結合劑中只混合了少量的焦炭，因此與圖1中示出的已有方法相比較，產生的CO2減少62%，產生的NO2減少60%。
實施例14與實施例11相同，將塊礦石給料斗11卸出的10-20mm的塊礦石裝入塊礦石給料斗12中，在帶式燒結小車的爐篦上裝填30mm的厚層，作為鋪底料層。
將最大厚度為3mm以下、最長邊為30mm以下的廢薄鐵片從廢薄鐵片給料斗16中卸出，將熔劑和廢鐵碎屑從給料斗3中卸出，并在混合機22中混合。廢鐵碎屑的配比是30%，其余是薄廢鐵片。
將混有廢鐵碎屑的廢薄鐵片裝入給料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成500mm厚的廢鐵屑填充層。
用點火爐10加熱廢鐵屑填充層的表層部分的廢鐵碎屑和廢薄鐵片，由下方吸入空氣，借助于廢鐵碎屑和廢薄鐵片的氧化熱，從上層到下層按順序使廢鐵碎屑和廢薄鐵片熔融燒結。
由于沒使用焦炭，因而不產生CO2和NO2。
實施例15與實施例11相同，將塊礦石給料斗11卸出的10-20mm的塊礦石裝入塊礦石給料斗12中，在帶式燒結小車的爐篦上裝填30mm的厚層，作為鋪底料層。
將最大厚度為3mm以下，最長邊為50mm以下的廢薄鐵片從廢薄鐵片給料斗16中卸出，將粒度在3mm以下的結合劑從結合劑給料斗3中卸出，將廢鐵碎屑從廢鐵碎屑給料斗2中卸出，并在混合機22中，以結合劑為基準添加12%的水分并混合之。
結合劑是鐵礦石粉31%，石灰石粉56%，焦炭粉13%的混合物。結合劑的配比為10%，廢鐵碎屑的配比為15%，其余的75%是廢薄鐵片。
將混合了復合劑的廢鐵屑原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車12，形成厚度為500mm的填充層9。
用點火爐10加熱填充層9的表層部分，由下方吸入空氣，從上層到下層按順序使廢薄鐵片熔融燒結。
由于在結合劑中只混合了少量的焦炭，因此與圖1中示出的已有方法相比較，產生的CO2減少61%，產生的NO2減少58%。
實施例16與實施例11相同，將塊礦石給料斗11卸出的10-20mm的塊礦石裝入塊礦石給料斗12中，就可在帶式燒結小車的爐篦(圖上未示出)上裝填30mm的厚層，作為鋪底料層。
將最大厚度為10mm以下，最長邊為150mm以下的塊狀廢鐵屑塊給料斗16中卸出，將粒度3mm以下的結合劑從結合劑給料斗3中卸出，并在混合機22中，以結合劑為基準添加12%的水分混合之。
結合劑是礦石粉34%，石灰石粉60%，硅石粉0.5%，焦炭粉5.5%的混合物。而且，結合劑的配比為40%，其余的60%是廢鐵塊。
將混有結合劑的廢鐵屑原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成厚度為530mm的填充層9。通過壓縮滾筒23將530mm層厚的填充層9壓縮30mm，成為500mm層厚。
用點火爐10加熱填充層的表層部分，由下方吸入空氣使廢鐵塊氧化，借助于這種氧化熱和結合劑的焦炭燃燒熱，從上層到下層按順序使廢鐵塊熔融燒結。
由于結合劑中只混合了少量的焦炭，因此與圖1中未出的已有方法相比較，產生的CO2減少40%，產生的NO2減少38%。
實施例17與實施例11相同，將塊礦石給料斗11卸出的10-20mm的塊礦石裝入塊礦石給料斗12中，在帶式燒結小車的爐篦上裝填30mm的厚層，作為鋪底料層。
將最大厚度為5mm以下，最長邊為150mm以下的廢鐵塊從廢鐵塊給料斗16中卸出，將作為溶劑的廢鐵碎屑從廢鐵碎屑料斗3卸出，并在混合機22中混合。
廢鐵碎屑的配比為30%，其余的70%是廢鐵塊。
將混有廢鐵碎屑的廢鐵屑原料裝入給料斗5中，從轉筒給料機6卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成厚度為530mm的填充層9，通過壓縮滾筒23將530mm層厚的填充層9壓縮30mm，成為500mm層厚。
用點火爐10加熱填充層的表層部分，由下方吸入空氣使廢鐵塊氧化，借助于這種氧化熱和廢鐵碎屑的氧化熱，從上層到下層按順序使廢鐵塊熔融燒結。
由于沒有使用焦炭，因而不產生CO2和NO2。
實施例18與實施例11相同，將塊礦石給料斗11卸出的10-20mm的塊礦石裝入塊礦石給料斗12中，在帶式燒結小車的爐篦(圖中未示出)上裝填30mm厚層，作為爐底墊料層。
作為塊狀廢鐵屑，使用的是飲料用廢鋼罐。將形態(tài)變化小的廢鋼罐從廢鋼罐給料斗16卸出，將粒度為3mm以下的結合劑從結合劑給料斗3中卸出，將廢鐵碎屑從廢鐵碎屑給料斗2中卸出，取代混合機4改用壓縮破孔機，在壓縮破孔機中，以結合劑為基準一邊添加12%的水分一邊將廢鋼罐壓縮破孔使之混合。
結合劑在礦石粉31%，石灰石粉56%，焦炭粉13%的混合物。結合劑的配比為15%，廢鐵碎屑的配比為15%，其余的70%是作為塊狀廢鐵屑的飲料用廢鋼罐。
將壓縮破孔的廢鐵塊和復合劑的混合物裝入給料斗5中，從轉筒給料機6中卸出，通過滑槽7裝入帶式燒結小車8上，形成厚度為550mm的填充層9。通過壓縮滾筒23將550mm層厚的填充層9壓縮50mm，成為500mm層厚。
用點火爐10加熱填充層9的表層部分，由下方吸入空氣，從上層到下層按順序使廢鐵塊熔融燒結。
由于在結合劑中只混合了少量的焦炭，因此與圖1中示出的已有方法相比較，產生的CO2減少48%，產生的NO246%。
實施例19圖8(b)示出按本發(fā)明的實施例1方法制得的燒結礦斷面顯微鏡組織，圖8(c)示出按實施例7方法制得的燒結礦斷面顯微鏡組織。圖8(a)示出以往的燒結礦。
如圖8(b)所示，實施例1的燒結礦在燒結礦中殘留9%的廢鐵屑。
如圖8(c)所示，實施例7的燒結礦在燒結礦中殘留48%的廢鐵屑。
于是，按照本發(fā)明方法，則可獲得在燒結礦殘留有廢鐵屑的燒結礦。
實施例20表3示出將本發(fā)明的實施例1方法制得的燒結礦裝入高爐的使用實施例。按照表3，與已有方法相比較，由于本發(fā)明的燒結礦質量(冷強度)提高，因而焦比降低，生鐵成本降低。而且由于鐵水溫度降低，生鐵中的Si含量低，在煉鋼過程中脫Si成本降低，因而煉鋼成本降低。
表3A例 B例 對比例(已有方法)燒結礦的高爐 20 100 100使用比率(%)焦比 495 483 506(kg/噸生鐵水)鐵水溫度 1513 1520 1524生鐵中Si量 0.32 0.36 0.41按照本發(fā)明，可以在用高爐等設備冶煉生鐵時，采用細片化的輕廢鐵屑作為原料，特別是可大量使用來源于產生量較多的鍍鋅鋼板廢屑。特別是，以燒結礦的形式在高爐中使用，因而大大改善送往高爐的輸送途中或裝入、卸出時出現(xiàn)的問題，其操作使用與從前的原料相同。另一方面，由于在燒結原料中使用了一部分廢鐵屑，在制備燒結礦石時，可使焦炭粉的單耗降低，或燒結礦制品的收率提高等，因而對燒結工序也是有利的。而且，按照本發(fā)明，由于借助廢鐵屑的氧化放熱而使燒結層的溫度提高，因而可降低焦炭用量。由于焦炭減少，產生的CO2、NO2也減少。而且，本發(fā)明是含鐵量高的燒結礦，將它作為煉鐵原料會獲得優(yōu)質生鐵。
權利要求
1.以廢鐵屑作為原料的燒結礦的制造方法，其特征是，使用下方吸引式燒結機制造燒結礦時，在燒結礦原料中添加廢鐵屑，或者是將廢鐵屑和燒結原料的混合物裝入帶式燒結小車上形成填充層之后，在填充層表層點火使之燒結。
2.根據(jù)權利要求1所述的以廢鐵屑作為原料的燒結礦的制造方法，其中，上述廢鐵屑包括最大厚度為5mm以下，最大長度為50mm以下的廢薄鐵片，或者最大厚度為10mm以下，最大長度為150mm以下的塊狀廢鐵屑。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的以廢鐵屑作為原料的燒結礦的制造方法，其中，與上述廢鐵屑的混合物，含有薄片狀或塊狀的廢鐵屑及熔劑，相對于廢薄鐵片的熔劑的總重量，熔劑的比例為1-30%;或相對于塊狀廢鐵屑和熔劑的總重量，熔劑的比例為30-70%。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，上述填充層是按以下方法填充在帶式燒結小車上有一不含廢鐵屑的填充層，在該填充層的上側填充其厚度占整個填充層50%以下的燒結礦原料中加有廢鐵屑的混合物，廢鐵屑的添加量，相對于燒結礦原料的總重量為100%以下。
5.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，上述填充層是按以下方法填充在帶式燒結小車上有一不含廢鐵屑的填充層，在該填充層的下側填充其厚度占整個填充層50%以下的燒結礦原料中加有廢鐵屑的混合物，廢鐵屑的添加量，相對于燒結礦原料的總重量為100%以下。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，作為上述混入的廢鐵屑是最大厚度為5mm以下，最大長度為50mm以下的廢薄鐵片，其混入量，相對于廢薄鐵片的燒結礦原料的總重量為100%以下。
7.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，作為上述混入的廢鐵屑是最大厚度為10mm以下，最大長度為150mm以下的廢鐵塊，其混入量，相對于廢薄鐵片的燒結礦原料的總重量為80%以下。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的以廢鐵屑為原料的燒結礦的制造方法，其中，在燒結上述填充層的過程中，增加焦炭的添加量，將燒結層內的氣體氣氛條件規(guī)定為CO/CO2的分壓比為0.15以上。
9.含有廢鐵屑的燒結礦，其特征是，在燒結礦內殘留有廢鐵屑的未熔部分在0.5%以上，100%以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及高爐等煉鐵時作為原料的燒結礦制造過程中廢鐵屑的燒結方法。由于在燒結過程中除去廢鐵屑中的Zn，因此可在高爐中大量使用輕量的廢鐵屑，而且在燒結工序可提高燒結礦的收率。用德懷特型燒結機制造高爐用原料燒結礦時，將燒結礦原料中混有廢鐵碎片的混合物裝入帶式燒結小車上，制得含廢鐵屑的燒結礦。填充層中的配合方式，可采用全層、僅上層或僅下層配合方式。廢鐵屑固定在燒結礦里成為高爐原料。這種原料減少作為熱源的焦炭用量，從而抑制了來源于焦炭燃燒產生的CO
文檔編號C22B1/20GK1083867SQ9311724
公開日1994年3月16日 申請日期1993年8月31日 優(yōu)先權日1992年8月31日
發(fā)明者奧野嘉雄, 藤本政美 申請人:新日本制鐵株式會社