專利名稱：燒結(jié)用原料的制造方法及其制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用下方吸引的帶式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦時(shí)使用的燒結(jié)用原料的制造方法及其制造裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)作高爐用原料使用的燒結(jié)礦，通常經(jīng)過下述燒結(jié)原料的處理方法制造而成。正如圖1所示，首先用滾筒攪拌機(jī)4把適量的水分添加到粒徑為10mm以下的鐵礦石M1、以及由硅石、蛇紋巖或鎳礦渣構(gòu)成的含SiO2原料M2、石灰石等含CaO的石灰石類粉料M3、以及粉焦炭或無煙煤等形成熱源的固體燃料類粉料M4中之后通過混合、制造顆粒形成稱之為模擬顆粒的顆粒物。
把由該顆粒物構(gòu)成的配合原料，以適當(dāng)?shù)暮穸壤?00～700mm，裝到帶式燒結(jié)機(jī)的平板架上之后使表層部的固體燃料著火，著火后邊朝下吸引空氣邊使固體燃料燃燒，利用其燃燒熱使配合的燒結(jié)原料燒結(jié)，形成燒結(jié)塊。把該燒結(jié)塊破碎、整粒后即得到一定粒徑以上的燒結(jié)礦。另一方面，達(dá)不到上述粒徑的則可作為回流礦重新作為燒結(jié)原料使用。
采用此種方法制造出的成品燒結(jié)礦的還原性，正如以往被指出的那樣，構(gòu)成左右高爐操作的重要因素。一般情況下，燒結(jié)礦的還原性由JIS M8713(JIS日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以下稱為JIS)定義，此處則把燒結(jié)礦的還原性稱之為JIS-RI。
如圖2所示，在燒結(jié)礦的還原性(JIS-RI)與高爐的氣體利用率(η co)之間存在正相關(guān)性，此外，如圖3所示，高爐的氣體利用率(η co)與燃料比之間存在負(fù)相關(guān)性。因此，燒結(jié)礦的還原性(JIS-RI)以高爐的氣體利用率(η co)為中介，與燃料比之間存在很好的負(fù)相關(guān)性，若提高燒結(jié)礦的還原性，高爐的燃料比就會(huì)降低。
而氣體利用率(η co)與燃料比可按如下定義。
氣體利用率(η co)＝CO2(％)/[CO(％)+CO2(％)]這里的CO2(％)、CO(％)均為高爐的爐頂氣體中的體積％。
燃料比＝(煤+焦炭的使用量(kg)/生鐵(1噸)此外制造出的成品燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度也是確保高爐通氣性方面的重要因素，各個(gè)高爐均設(shè)有冷強(qiáng)度的下限標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。因此，對于高爐而言，可以說，理想的燒結(jié)礦既有良好的還原性，也有很高的冷強(qiáng)度。表1給出下列4種構(gòu)成燒結(jié)礦的主要礦物成分的還原性與拉伸強(qiáng)度鐵酸鈣(CF)n CaO·Fe2O3，赤鐵礦(He)Fe2O3，含F(xiàn)eO的硅酸鈣(CS)CaO·xFeO·ySiO2、磁鐵礦(Mg)Fe3O4。如表1所示，還原性好的為赤鐵礦(He)，拉伸強(qiáng)度大的為鐵酸鈣(CF)。
作為本發(fā)明目的的理想的燒結(jié)礦的構(gòu)成如圖4所示，是在塊狀體的表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，而在塊狀體內(nèi)選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)，而對于還原性差、強(qiáng)度又低的硅酸鈣，則應(yīng)盡可能限制其生成。
但是，正如上述，由于以往把鐵礦石M1、含SiO2原料M2、石灰石類粉料M3、固體燃料類粉料M4同時(shí)混合并顆?；?，因而正如圖5所示，在模擬顆粒的成分中，在大顆粒核心礦石周圍，同時(shí)存在粉礦石、石灰、焦炭，燒結(jié)而成的燒結(jié)礦的成分之中，存在著赤鐵礦(He)、鐵酸鈣(CF)、硅酸鈣(CS)、磁鐵礦(Mg)等4種礦物成分。
因此，在此之前我們試驗(yàn)了生成更多鐵酸鈣(CF)、和赤鐵礦的方法。例如，根據(jù)高溫?zé)Y(jié)時(shí)生成的硅酸鈣(CS)更多，在特開昭63-149331號(hào)公報(bào)中提出下述方案在粉狀鐵礦石中加入粘結(jié)劑及石灰石并顆?；?，通過在其表面被覆作為熱源的粉狀焦炭，以改善焦炭的燃燒性能，使之在低溫下燒結(jié)，提高其還原性的技術(shù)。
然而，在上述特開昭63-149331號(hào)公報(bào)中提出的以往方法中，由于CaO和鐵類原料中的SiO2及SiO2類原料彼此靠近，結(jié)果無論怎樣操作仍然會(huì)生成很多硅酸鈣(CS)，多數(shù)情況下并不一定能形成鐵酸鈣(CF)和赤鐵礦(He)為主的結(jié)構(gòu)。
此外，在特開昭63-69926號(hào)公報(bào)中還有下述提議把粉狀鐵礦石和/或回流礦混合后，在該混合的粉狀鐵礦石和/或回流礦中添加石灰石、粉狀焦炭以及鐵鱗·硅石等輔料，通過模擬顆?；?，使更多的粉狀焦炭附著到模擬顆粒周圍，加快粉狀焦炭的燃燒速度，縮短燒結(jié)時(shí)間的技術(shù)。
然而，在上述特開昭63-69926號(hào)公報(bào)中提出的現(xiàn)有方法之中，由于石灰石和輔助原料中的硅石混在一起，因而往往生成許多拉伸強(qiáng)度最弱的硅酸鈣(CS)，存在著形成強(qiáng)調(diào)低的脆弱的燒結(jié)礦的問題。
此外特開平11-241124號(hào)公報(bào)中公開了一種具有下述特征的低SiO2燒結(jié)礦的制造方法把鐵礦石粉、回流礦、生石灰、部分或全部石灰石以及部分或全部SiO2性原料在一次攪拌機(jī)混合并制造成顆粒后，把從另外的系統(tǒng)提供的粉焦炭以及硅石、石灰等造渣(也稱為爐渣)源添加到上述混合顆粒原料之中，燒結(jié)用二次攪拌機(jī)顆?；?，使之在顆粒表層形成由粉焦炭以及造渣源構(gòu)成的層的原料。
然而，特開平11-241124號(hào)公報(bào)中公開的技術(shù)仍存在含低SiO2的原料混入造粒顆粒(相當(dāng)于本發(fā)明的模擬顆粒)的外包裝部的可能性，如表1所示，形成構(gòu)成燒結(jié)礦的構(gòu)成礦物之中拉伸強(qiáng)度最低的硅酸鈣(CS)，從而使冷強(qiáng)度即墜落強(qiáng)度(Chatter Index)及轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度(Tumbler Index)低下。此外，由于含有部分石灰石的原料混進(jìn)造粒顆粒內(nèi)部，因而在燒結(jié)礦內(nèi)部不僅形成了具有良好還原性的赤鐵礦(He)，還形成了還原性不如赤鐵礦(He)的鐵酸鈣(CF)以及還原性極差的硅酸鈣(CS)，存在著并不能獲得還原性大幅度提高效果的問題。
此外，特開昭61-163220號(hào)公報(bào)中還公開了具有下述特征的燒結(jié)原料的前處理方法把未配合粉焦炭而是混合了顆粒料的燒結(jié)原料用一次攪拌機(jī)調(diào)濕混合，接著在該調(diào)濕顆粒料中添加粉焦炭，用二次攪拌機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)制造顆粒。
然而，在上述特開昭61-163220號(hào)公報(bào)中公開的技術(shù)之中，由于模擬顆粒內(nèi)混入了含有石灰石的原料，因而在燒結(jié)礦的內(nèi)部不僅形成了具有良好還原性的赤鐵礦(He)，還形成了還原性不如赤鐵礦(He)的鐵酸鈣(CF)以及還原性極差的硅酸鈣(CS)，不僅不能獲得還原性大幅度提高的效果，反而在理應(yīng)確保其冷強(qiáng)度的燒結(jié)礦的外表面上形成燒結(jié)礦的構(gòu)成成分中拉伸強(qiáng)度最差的硅酸鈣(CS)，存在著冷強(qiáng)度即墜落強(qiáng)度及轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度低下的問題。
另外，如特開昭61-163220號(hào)公報(bào)、特開昭63-69926號(hào)公報(bào)、特開平11-241124號(hào)公報(bào)中公開的那樣，在保有一次攪拌機(jī)，二次攪拌機(jī)，進(jìn)行混合與制造顆粒的燒結(jié)原料的預(yù)處理方法或燒結(jié)原料的制造方法之中，基本上是用一次攪拌機(jī)進(jìn)行以混合燒結(jié)原料為主的混合與制造顆粒，然后用二次攪拌機(jī)制造顆粒。正如上述，在具有一次攪拌機(jī)和二次攪拌機(jī)(合計(jì)有兩臺(tái)攪拌機(jī))的情況下，通常燒結(jié)原料在一次攪拌機(jī)中的混合與制造顆粒時(shí)間保證在120秒左右，而在二次攪拌機(jī)中的制造顆粒時(shí)間保證在180秒左右。
此外，關(guān)于后續(xù)添加粉焦炭以及石灰石，與本發(fā)明為同一人的專利申請人已在特開2002-285250號(hào)公報(bào)中公開了本發(fā)明的目的的燒結(jié)原料的制造方法。也就是說，提出一種通過后續(xù)添加粉焦炭以及石灰石獲得所謂三層模擬顆粒的制造顆粒的方案。后續(xù)添加該粉焦炭以及石灰石的目的在于使后續(xù)添加的粉焦炭以及石灰石構(gòu)成的輔助原料附著到模擬顆粒的表面。相對于由粗粒構(gòu)成第1層，以及在其外表面由細(xì)粒構(gòu)成的第2層的模擬顆粒而言，形成了粉焦炭及石灰石含量豐富的模擬顆粒表面的第3層，即可提高燒結(jié)礦的還原性JIS-RI值。
然而，現(xiàn)在也已證明在特開2002-285250號(hào)公報(bào)所述的方法中，如果在制造顆粒的過程中后續(xù)添加粉焦炭以及石灰石，由于在滾筒攪拌機(jī)內(nèi)，除了由于滾筒攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的顆?；饔弥猓谵D(zhuǎn)動(dòng)的過程中，不斷發(fā)生模擬顆粒的崩潰，在該崩潰過程中，粉焦炭以及石灰石被摻雜到模擬顆粒內(nèi)部，并不能把粉焦炭以及石灰石被覆到模擬顆粒表面。
此外，關(guān)于粉焦炭以及石灰石的后續(xù)添加方法，在特開2002-285250號(hào)公報(bào)中還可通過把傳送帶插入滾筒攪拌機(jī)內(nèi)添加來進(jìn)行。
然而，特開2002-285250公報(bào)記載的后續(xù)添加方法，尤其是使用傳送帶的方法仍存在下述問題也就是說，現(xiàn)已證明在滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的燒結(jié)原料的制造顆粒過程之中，附著在內(nèi)壁上的堆積物掉落到傳送帶上，附著并堆積到傳送帶上。要想去除該附著及堆積物，需花費(fèi)很多人力。此外，有時(shí)還會(huì)損傷傳送帶的驅(qū)動(dòng)部分，導(dǎo)致作業(yè)中斷。此外，如果附著在傳送帶上的附著物體積過大，附著物與滾筒攪拌機(jī)的內(nèi)壁接觸，或因附著物的重量使傳送帶彎曲，與滾筒攪拌機(jī)的內(nèi)壁接觸。滾筒攪拌機(jī)內(nèi)壁與附著物的接觸會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷滾筒攪拌機(jī)的內(nèi)壁，除了使作業(yè)中止之外，在安全方面也存在很大的問題。
此外，作為其它后續(xù)添加手段，特開昭58-189335號(hào)公報(bào)中還列舉了從滾筒攪拌機(jī)的原料流動(dòng)方向的中間部位到排礦一側(cè)(排出一側(cè))的范圍內(nèi)利用氣流從滾筒攪拌機(jī)的排礦一側(cè)進(jìn)行噴射添加的方法。
然而，若采用特開昭58-189335號(hào)公報(bào)中所述的方法，由于需要添置用于后續(xù)添加輔料的氣流產(chǎn)生裝置、后續(xù)添加物的傳送裝置、噴射裝置等附屬設(shè)備，設(shè)備費(fèi)用過大。此外，在噴射裝置伸入滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的部分，由于因附著物從滾筒攪拌機(jī)內(nèi)壁掉落，或因粉塵附著在該裝置的局部位置上，所以也會(huì)妨礙進(jìn)行順利操作。此外，在該方法之中，由于是利用氣流把后續(xù)添加的輔料噴射添加到滾筒攪拌機(jī)的進(jìn)料口一側(cè)的，因而該后續(xù)添加的輔料會(huì)飛散到滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的各個(gè)地方，甚至?xí)w散到滾筒攪拌機(jī)的進(jìn)料口一側(cè)。由于此種甚至?xí)w散到裝入口一側(cè)的輔料，在滾筒攪拌機(jī)的制造顆粒過程中會(huì)摻雜到燒結(jié)原料之中，因而存在不能實(shí)現(xiàn)使后續(xù)添加輔料附著到模擬顆粒表面的目的的問題。
此外，作為其它后續(xù)添加手段，特開2002-20820號(hào)公報(bào)中還有下述提案利用氣流把生石灰粉及熟石灰等構(gòu)成的粘結(jié)劑分散添加到滾筒攪拌機(jī)內(nèi)燒結(jié)原料裝入口一側(cè)的規(guī)定區(qū)域的方法。
然而，即使在特開2002-20820號(hào)公報(bào)中所述的方法之中，由于投射后續(xù)添加輔料的裝置的一部分經(jīng)常處于滾筒攪拌機(jī)內(nèi)，因而滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的粉塵(生石灰等)會(huì)附著并固定到上述裝置的一部分之上，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)失靈。正因如此，需要定期中止運(yùn)轉(zhuǎn)，把上述裝置的一部分拉到外面實(shí)施去除附著物的維修作業(yè)。而在該維修作業(yè)之中，由于把上述裝置的一部分拉到外面很能困難，因而需要為維修作業(yè)花費(fèi)大量時(shí)間。
此外，與上述特開昭58-189335號(hào)公報(bào)相同，后續(xù)添加的輔料在滾筒攪拌機(jī)內(nèi)四處飛散，甚至?xí)w散到滾筒攪拌機(jī)的裝入口一側(cè)。由于此種飛散到裝入口一側(cè)的輔料在攪拌機(jī)制造顆粒的過程中會(huì)摻雜到燒結(jié)原料之中，因而存在不能實(shí)現(xiàn)使后續(xù)添加的輔料附著到模擬顆料表面的目的的問題。
為了解決上述現(xiàn)存問題，本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)原料的制造方法及制造裝置，其特征在于不需要配置用來實(shí)施制造燒結(jié)礦的前處理工序的龐大的設(shè)備，通過把鐵礦石M1與含有SiO2的原料M2從石灰石類原料M3及固體燃料類原料M4中分離出來通過制造顆粒形成模擬顆粒，以及通過選擇后續(xù)添加石灰石類原料M3和固體燃料類原料M4的時(shí)間，分階段制作模擬顆粒，使模擬顆粒的表層形成石灰石類原料M3和固體燃料類M4含量豐富的層，制造出具有在塊狀體表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，在塊狀體內(nèi)選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)的結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦，從而使其冷強(qiáng)度提高，并可改善燒結(jié)礦的還原性。
而在本發(fā)明中，所謂燒結(jié)用原料的鐵礦石，其中包含粗粒、粉狀鐵的礦石以及可作為燒結(jié)原料利用的回流礦，把這些統(tǒng)稱為鐵礦石來說明本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的第1個(gè)發(fā)明是一種燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于作為使用下方吸引的帶式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦的前處理工序，用滾筒攪拌機(jī)制造由鐵礦石M1、含SiO2原料M2、石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4構(gòu)成的燒結(jié)原料制造顆粒時(shí)，從上述滾筒攪拌機(jī)的狀料口裝入除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的燒結(jié)原料后，制造顆粒的同時(shí)在該燒結(jié)原料到達(dá)上述滾筒攪拌機(jī)排出口的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域，添加石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4，在到達(dá)排出口期間，使石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4(下面在本發(fā)明中把石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4稱之為后續(xù)添加輔料8)附著并形成燒結(jié)原料的外包裝部。
此外，第2個(gè)發(fā)明是根據(jù)第1發(fā)明的燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于從上述滾筒攪拌機(jī)的裝入口裝入除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的燒結(jié)原料之后制造顆粒的同時(shí)，在該燒結(jié)原料到達(dá)上述滾筒攪拌機(jī)的排出口的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域內(nèi)，添加石灰石類粉料M3之后添加固體燃料類粉料M4，在到達(dá)排出口期間在燒結(jié)原料的外表層上依次附著與形成石灰石類粉料M3與固體燃料類粉料M4。
此外，第3個(gè)發(fā)明，在第1及第2發(fā)明中，作為把上述滾筒攪拌機(jī)分割為復(fù)數(shù)個(gè)的滾筒攪拌機(jī)，最后一個(gè)滾筒攪拌機(jī)設(shè)定為從裝入口到排出口的滯留時(shí)間為10～90秒范圍內(nèi)設(shè)定的滾筒攪拌機(jī)的長度。
此外，第4個(gè)發(fā)明是一種燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于在上述第1及第2發(fā)明之中，作為把上述滾筒攪拌機(jī)分割為復(fù)數(shù)個(gè)的滾筒攪拌機(jī)，在該燒結(jié)原料到達(dá)最后一個(gè)滾筒攪拌機(jī)排出口的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域內(nèi)添加石灰石類粉料M3及固體燃料類粉料M4，到達(dá)排出口期間使石灰石類粉料M3及固體燃料類粉料M4附著并形成燒結(jié)原料的外包裝部。
此外，第5個(gè)發(fā)明是一種燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于在配置有邊轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)送燒結(jié)原料邊制造模擬顆粒的滾筒攪拌機(jī)以及在把上述燒結(jié)原料制作成模擬顆粒期間，把后續(xù)添加輔料8投射到上述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的后續(xù)添加傳送帶的燒結(jié)原料制造裝置之中，在滾筒攪拌機(jī)的排出口一側(cè)，把后續(xù)添加傳送帶的排出口設(shè)置為朝著上述滾筒攪拌機(jī)的排出口。
此外，第6個(gè)發(fā)明是一種燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于在第5個(gè)發(fā)明之中，上述后續(xù)添加傳送帶可以調(diào)整往上述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)投射后續(xù)添加的后續(xù)添加輔料的初始速度和/或仰角。
此外，第7個(gè)發(fā)明是一種燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于在第5個(gè)發(fā)明之中，設(shè)置了使上述后續(xù)添加傳送帶移動(dòng)的移動(dòng)裝置，以便上述后續(xù)添加傳送帶的排出端在上述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置與上述滾筒攪拌機(jī)的排出口的外側(cè)位置之間移動(dòng)。
此外，第8個(gè)發(fā)明是一種燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于在第6個(gè)或第7個(gè)發(fā)明之中，設(shè)置了調(diào)整上述后續(xù)添加傳送帶的帶速的速度調(diào)整裝置，可調(diào)整投射到上述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的后續(xù)添加輔料8的投射初始速度。
此外，第9個(gè)發(fā)明是一種燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于在第8個(gè)發(fā)明之中，上述后續(xù)添加傳送帶的排出端所處的上述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置以及上述后續(xù)添加傳送帶的皮帶速度，可調(diào)整到上述后續(xù)添加輔料8的投射位置處于上述燒結(jié)原料到達(dá)上述滾筒攪拌機(jī)的排出口的滯留時(shí)間為10～90秒范圍內(nèi)的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域。


圖1是與現(xiàn)有例有關(guān)的燒結(jié)原料的混合與制造顆粒的系統(tǒng)圖。
圖2是高爐中的燒結(jié)礦的還原性JIS-RI(％)和氣體利用率η co(％)的關(guān)系圖。
圖3是高爐中的氣體利用率η co(％)和燃料比(kg/t-pig)的關(guān)系圖。
圖4是本發(fā)明的理想的燒結(jié)礦的成分構(gòu)成的說明圖。
圖5是與現(xiàn)有例有關(guān)的模擬顆粒結(jié)構(gòu)和燒結(jié)礦的成分構(gòu)成的說明圖。
圖6是石灰石類粉料和固體燃料類粉料的外包裝試驗(yàn)方法的說明圖。
圖7是表示外包裝時(shí)間和燒結(jié)礦的還原性JIS-RI(％)以及氣孔量(cc/g)關(guān)系的特性圖。
圖8是表示改變外包裝時(shí)間的情況下模擬顆粒中的Ca和Fe的分布狀態(tài)的圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式的簡要說明圖。
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式(方法A)的圖。
圖11A是表示本發(fā)明的另一種實(shí)施方式(方法B)的圖。
圖11B是表示本發(fā)明的另一種實(shí)施方式(方法B)的圖。
圖12A是表示本發(fā)明的另一種實(shí)施方式(方法C)的圖。
圖12B是表示本發(fā)明的另一種實(shí)施方式(方法C)的圖。
圖13是表示本發(fā)明涉及的燒結(jié)礦中的氣孔分布狀況與現(xiàn)有例的比較的圖。
圖14是表示用EPMA測定本發(fā)明以及采用現(xiàn)有方法的模擬顆粒的燒結(jié)體的剖面的結(jié)果的圖。
圖15是表示本發(fā)明涉及的還原性JIS-RI(％)、材料利用率、生產(chǎn)效率與現(xiàn)有例的比較的圖。
圖16是本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及的燒結(jié)原料的制造裝置的簡要側(cè)視圖。
圖17A是表示拓展后續(xù)添加輔料的分散范圍的手段的一例的俯視圖。
圖17B是表示拓展后續(xù)添加輔料的分散范圍的手段的另一例的俯視圖和局部剖視圖。
圖18是后續(xù)添加傳送帶的排出端位于滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置時(shí)的，燒結(jié)原料制造裝置的滾筒攪拌機(jī)排出口一側(cè)的側(cè)視圖。
圖19是后續(xù)添加傳送帶的排出端位于滾筒攪拌機(jī)排出口外側(cè)位置時(shí)的，燒結(jié)原料制造裝置的滾筒攪拌機(jī)排出口一側(cè)的側(cè)視圖。
圖20是圖18的A-A箭頭視點(diǎn)的剖視圖。
圖21是后續(xù)添加輔料的投射試驗(yàn)裝置的簡要側(cè)視圖。
圖22是比較投射距離的測定值和計(jì)算值的曲線圖。
圖23是表示把皮帶速度設(shè)為300m/s、把投射仰角設(shè)為0度，投射輸送量8kg/s(焦炭3kg/s、石灰石5kg/s)的后續(xù)添加輔料時(shí)的分散性的調(diào)查結(jié)果的曲線圖。
圖24是使后續(xù)添加傳送帶的排出端位于滾筒攪拌機(jī)的排出口外側(cè)時(shí)的燒結(jié)原料制造裝置的簡要側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)介紹實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程以及本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的簡要情況。
在本發(fā)明中，為了使石灰石類粉料M3和固體燃料類粉料M4附著并形成燒結(jié)原料的外包裝部而設(shè)定其添加時(shí)間，也就是說，對于處于制造顆粒過程中的燒結(jié)原料后續(xù)添加石灰石類粉料M3和固體燃料類粉料M4之后，通過設(shè)定該燒結(jié)原料到達(dá)滾筒攪拌機(jī)的排出口前的添加后的滯留時(shí)間，即所謂用來使石灰石類粉料M3和固體燃料類粉料M4附著并形成燒結(jié)原料外包裝部的添加后的制造顆粒時(shí)間(下面簡稱為外包裝時(shí)間)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其效果有很大差別。
如圖6所示，實(shí)施了下述試驗(yàn)把除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的燒結(jié)原料(鐵礦石M1以及含SiO2原料M2)的制造顆粒時(shí)間設(shè)為固定值(240秒)，并使石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4的外包裝時(shí)間在60秒到360秒之間變化。
其結(jié)果，如圖7所示，隨著外包裝時(shí)間的延長，對還原性提高有效的0.5mm以下的微小氣孔減少，還原性下降，從而證明外包裝時(shí)間最好在90秒以下。而氣孔數(shù)量的測定則是采用水銀孔隙計(jì)壓入水銀的方式求取的。此外，通過另外的試驗(yàn)證明，如果外包裝時(shí)間不足10秒，則會(huì)因外包裝時(shí)間不足，添加的石灰石類粉料以及固體燃料粉料會(huì)在原料中的局部產(chǎn)生偏析，無法得到均勻的燒結(jié)狀態(tài)，不能發(fā)揮本發(fā)明應(yīng)有的效果。
這里的外包裝時(shí)間為10秒到90秒的攪拌機(jī)內(nèi)的外包裝區(qū)域若換算為燒結(jié)原料在攪拌機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，則相當(dāng)于轉(zhuǎn)兩圈至36圈，相當(dāng)于距滾筒攪拌機(jī)4的排出口35，0.5m～5m。不過只要把攪拌機(jī)內(nèi)的外包裝時(shí)間調(diào)整到10秒至90秒的范圍內(nèi)即可，并不局限于上述外包裝區(qū)域的尺寸。
圖8示出采用微量分析儀(下面簡稱其為EPMA)分析燒結(jié)原料的模擬顆粒中的Ca和Fe的分布狀態(tài)的結(jié)果。由此證明若采用適當(dāng)?shù)耐獍b時(shí)間(本發(fā)明例中為60秒)，則Ca的分布呈外環(huán)形，實(shí)現(xiàn)了外包裝化。但是若延長外包裝時(shí)間(比較例中為360秒)，則由于滾筒內(nèi)的顆粒破損，石灰石摻雜到模擬顆粒內(nèi)部，因而Ca呈現(xiàn)出整體性分布，與現(xiàn)用方法并無區(qū)別。
即，由于在滾筒攪拌機(jī)內(nèi)不僅在制造顆粒，同時(shí)也在破壞模擬顆粒，因而如果外包裝時(shí)間過長，為了外包裝而添加的石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4就會(huì)因模擬顆粒的破碎而摻雜到內(nèi)部，內(nèi)外包裝同時(shí)存在，無法獲得具有在塊狀體的表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，而在塊狀體內(nèi)選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦，從而證明選擇適當(dāng)?shù)耐獍b時(shí)間極為重要。
此外，正如上述，如果外包裝時(shí)間過短，添加的石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4就會(huì)在燒結(jié)原料中產(chǎn)生偏析，從而造成燒結(jié)機(jī)上的燒結(jié)原料的不均勻燒結(jié)。因此，經(jīng)本發(fā)明人調(diào)查的結(jié)果證明要想不出現(xiàn)偏析，外包裝時(shí)間需在10秒以上。也就是說，外包裝時(shí)間處于嚴(yán)密的條件之下，如果簡單地把輔料添加到滾筒攪拌機(jī)的后半部分，存在該輔料會(huì)摻雜到模擬顆粒內(nèi)部的缺點(diǎn)。
通過滿足本明的上述外包裝時(shí)間的條件，石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4即不會(huì)摻雜到內(nèi)部(內(nèi)裝化)，而真正外包裝化，是可以在模擬顆粒內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)含SiO2原料M2與石灰石類粉料M3分離的無石灰石的狀態(tài)下制造燒結(jié)原料的。這樣即可通過推遲CaO和SiO2的反應(yīng)，抑制生成還原性差、冷強(qiáng)度也低的硅酸鈣(Cs)。
而且，本發(fā)明是通過在外包裝化的石灰石類粉料和鐵礦石的界面上生成鐵酸鈣(CF)類融合液，覆蓋在鐵礦石的周圍，而使之發(fā)揮足夠冷強(qiáng)度的。通過使用該燒結(jié)原料進(jìn)行燒結(jié)，即可形成在塊狀體的表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，而在塊狀體內(nèi)部選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)的燒結(jié)礦。
圖9以及圖10示出本發(fā)明的制造顆粒流程的例示(方法A)。如圖9所示，從滾筒攪拌機(jī)4的裝料一側(cè)裝入除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4即石灰石與粉焦炭之外的燒結(jié)原料(鐵礦石M1以及含SiO2原料M2)，此外，為了控制外包裝時(shí)間，上述石灰石、粉焦炭可從滾筒攪拌機(jī)排出口一側(cè)添加。
如上所述，要想得到適合做燒結(jié)礦的燒結(jié)原料，滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4的輔料后續(xù)添加的位置很重要。如果輔料的后續(xù)添加位置是滾筒攪拌機(jī)4的前端，由于作為核心的模擬顆粒尚未形成與成長到足夠大的程度，因而后續(xù)添加的輔料就會(huì)摻雜到模擬顆粒內(nèi)部。此外，輔料的后續(xù)添加位置即使在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的中間部分，由于在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)燒結(jié)原料的顆粒制造作用(模擬顆粒化)與破壞作用同時(shí)進(jìn)行，會(huì)因后續(xù)添加輔料8摻雜進(jìn)破損的模擬顆粒內(nèi)部，而不能實(shí)現(xiàn)制造具有最外層含有豐富的粉焦炭的三層結(jié)構(gòu)的模擬顆粒的目的。此外，如果輔料的后續(xù)添加位置過于偏滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的后端，由于后續(xù)添加的輔料未能均勻地附著在模擬顆粒的最外層，而是以未附著的狀態(tài)形成團(tuán)粒，因而也會(huì)妨礙燒結(jié)順利進(jìn)行。因此，最好在燒結(jié)原料到達(dá)上述滾筒攪拌機(jī)排出口35前的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域內(nèi)后續(xù)添加輔料。
要想進(jìn)行這樣的后續(xù)添加，雖然也可通過從滾筒攪拌機(jī)的后端35投入后續(xù)添加輔料8，但也可如圖16所示，設(shè)置可從靠近滾筒攪拌機(jī)的排出口的后續(xù)添加傳送帶10的排出端D，把后續(xù)添加輔料8投射到滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行后續(xù)添加的后續(xù)添加傳送帶10。圖10即是其理想的具體實(shí)施例，與設(shè)置在燒結(jié)原料到達(dá)排出口35前的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的滾筒攪拌機(jī)4的下游一側(cè)途中設(shè)置的無外包裝區(qū)域相一致，可把配置在從下游一側(cè)的排出口35沿滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的長度方向進(jìn)退自如的帶式傳送帶10的端部位置D調(diào)整到10～90秒范圍中例如相當(dāng)于60秒的外包裝區(qū)域的中間位置上。
并通過帶式傳送帶10，把石灰石類粉料M3(例如粉石灰石)以及固體燃料類粉料M4(例如粉焦炭)添加到規(guī)定區(qū)域(此處為外包裝區(qū)域的中間位置)，從而制造出具有使石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)到達(dá)外包裝區(qū)域前已形成顆粒的模擬顆粒周圍附著并形成具有外包裝部的模擬顆粒。通過把石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4的平均粒徑設(shè)定為1.5mm以下，最好在1.0mm以下，很容易就可使之附著到外包裝部分，覆蓋其外表面。該方法A是使用單一滾筒攪拌機(jī)的例子。
此外，圖11A以及圖11B示出另一種用來制造本發(fā)明的理想模擬顆粒結(jié)構(gòu)的制造流程的例子(方法B)。顆粒制造流程(方法B)是把上述圖10所示的滾筒攪拌機(jī)4在其長度方向上分割為復(fù)數(shù)段使用的方法，本例為2分割型。在圖11A之中，串聯(lián)配置了裝入除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的燒結(jié)原料之后通過造粒得到模擬顆粒的第1滾筒攪拌機(jī)4A，以及制造具有使石灰石類粉料M3和固體燃料類粉料M4附著到用第1滾筒攪拌機(jī)4A制造出的模擬顆粒周圍的外包裝部的模擬顆粒的第2滾筒攪拌機(jī)4B。第1滾筒攪拌機(jī)4A的長度設(shè)定為可制造模擬顆粒的長度，此外，第2滾筒攪拌機(jī)4B的長度設(shè)定為可把石灰石類粉料M3以及作為熱源的固體燃料類粉料M4附著到模擬顆粒外周的長度，也就是說，第2滾筒攪拌機(jī)4B的長度設(shè)定為模擬顆粒從裝入口到達(dá)排出口35前的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的相當(dāng)于外包裝區(qū)域的尺寸。
在此情況下，從第1滾筒攪拌機(jī)4A的裝入口裝入除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的鐵礦石M1和含SiO2原料M2(硅石、蛇紋石、鎳礦渣等含有較多SiO2的原料)。在從第1滾筒攪拌機(jī)4A的裝入口到達(dá)排出口前的過程中，一邊重復(fù)造粒與破損，一邊以大粒鐵礦石M1為核心，使小粒鐵礦石及含SiO2原料M2附著到它的周圍即可制造出模擬顆粒。然后在把該模擬顆粒裝入第2滾筒攪拌機(jī)4B的裝入口時(shí)，把石灰石類粉料M3和形成熱源的固體燃料類粉料M4提供給第2滾筒攪拌機(jī)4B的裝入口。這樣即可在第2滾筒攪拌機(jī)4B中制造出使石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4附著并外包裝到模擬顆粒周圍的顆粒。
圖11B示出現(xiàn)有的滾筒攪拌機(jī)4為2分割型時(shí)的本發(fā)明的適用例，后半部分的滾筒攪拌機(jī)4B的長度比相當(dāng)于外包裝時(shí)間90秒的長度長時(shí)，與圖10的例示相同，從后半部分的滾筒攪拌機(jī)4B的排出口一側(cè)，用帶式傳送帶10把石灰石類粉料M3和形成熱源的固體燃料類粉料M4提供并添加到外包裝區(qū)域。
此外，圖12A以及圖12B是燒結(jié)原料制造方法(方法C)的具體例，其特征在于在滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的外包裝區(qū)域內(nèi)添加石灰石類粉料M3之后再添加固體燃料類粉料M4，在到達(dá)排出口35期間，按照石灰石類粉料M3、固體燃料類粉料M4的順序附著并形成燒結(jié)原料的模擬顆粒的外包裝部分，圖12A示出從單一滾筒攪拌機(jī)4的排出口一側(cè)35，用傳送帶10A把石灰石類粉料M3提供并添加到外包裝區(qū)域，以及用傳送帶10B把形成熱源的固體燃料類粉料M4提供并添加到外包裝區(qū)域的方式。此外，圖12B表示2分割型時(shí)的具體例，在設(shè)定為相當(dāng)于10～90秒范圍的外包裝區(qū)域的尺寸的滾筒攪拌機(jī)4B的裝入口一側(cè)提供并添加石灰石類粉料M3，從滾筒攪拌機(jī)4B排出口一側(cè)35用傳送帶10把形成熱源的固體燃料類粉料M4提供并添加給外包裝區(qū)域的方式。通過添加到外包裝區(qū)域，在石灰石類粉料M3之后固體燃料類粉料M4相繼附著并形成模擬顆粒的外包裝部分。在該添加方式中，通過添加石灰石類粉料M3后，在具有10秒以上的時(shí)間差的位置上添加固體燃料類粉料M4，即可在模擬顆粒的外包裝部分形成石灰石類粉料附著層后繼續(xù)附著并形成固體燃料類粉料M4。
若采用本發(fā)明的方法A或方法B，即可把大粒鐵礦石作為核心，在其周圍附著小粒鐵礦石M1及含SiO2原料M2進(jìn)而在其周圍附著并形成石灰石類粉料M3和形成熱源的固體燃料類粉料M4(焦炭)構(gòu)成的外包裝部分。此外，若采用本發(fā)明的方法C，即可在使石灰石類粉料M3和形成熱源的固體燃料M4附著并形成外包裝部分時(shí)，使形成熱源的固體燃料類粉料M4附著并形成最外層的包裝部分。
這樣，在本發(fā)明中，首先從滾筒攪拌機(jī)4的裝入口裝入除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的燒結(jié)原料，制造顆粒的同時(shí)，在該燒結(jié)原料到達(dá)上述滾筒攪拌機(jī)4的排出口35前的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)設(shè)定的區(qū)域內(nèi)添加石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4。因此，由于本發(fā)明的特征在于到達(dá)排出口35期間使石灰石類粉料M3和固體燃料類粉料M4附著并形成燒結(jié)原料的外包裝部分，因而在燒結(jié)原料的燒結(jié)過程中，可延遲CaO和SiO2的反應(yīng)，抑制生成冷強(qiáng)度低的硅酸鈣(CS)。因此可在塊狀體表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，在塊狀體內(nèi)部選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)，可穩(wěn)定地制造出微氣孔多、還原性能好，冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。
此外，作為用下方吸引的帶式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦的前處理工序，當(dāng)使用滾筒攪拌機(jī)4把鐵礦石M1、含SiO2原料M2、石灰石類粉料M3以及固體燃料M4構(gòu)成的燒結(jié)原料顆粒化時(shí)，首先從上述滾筒攪拌機(jī)4的裝入口裝入除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的燒結(jié)原料，制造顆粒的同時(shí)，在該燒結(jié)原料到達(dá)上述滾筒攪拌機(jī)4排出口35前的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域內(nèi)，添加石灰石類粉料M3后再添加固體燃料類粉料M4，即可在到達(dá)排出口期間在燒結(jié)原料的外包裝部分依次附著并形成石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4。在具有上述特征的燒結(jié)原料制造方法之中，正如上述，可在塊狀體內(nèi)部選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)，穩(wěn)定制造出微氣孔多、還原性好、冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。此外，還可使形成熱源的固體燃料類粉料M4附著并形成外包裝部分的最外層，從而可提高添加的固體燃料類粉料M4的燃燒性能。
下面介紹制造裝置。
圖16是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式涉及的燒結(jié)原料制造裝置的簡要情況的側(cè)視圖。
在圖16之中，燒結(jié)原料制造裝置1由下述各部分構(gòu)成傳送燒結(jié)原料7的原料傳送帶2；把傳送來的除石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4之外的燒結(jié)原料7滑送到滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的滑槽3；邊轉(zhuǎn)動(dòng)、運(yùn)送燒結(jié)原料7邊模擬顆?；臐L筒4；在燒結(jié)原料7模擬顆?；陂g把后續(xù)添加輔料(石灰石類粉料M3以及固體燃料類粉料M4)8投射到滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的后續(xù)添加傳送帶10；用來排出滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的粉塵的風(fēng)斗(吸塵裝置)5；把模擬顆?；蟮臒Y(jié)原料9傳送給燒結(jié)機(jī)的出料傳送帶6。后續(xù)添加傳送帶10以及出料傳送帶6設(shè)置在滾筒攪拌機(jī)4的排出口35近旁。燒結(jié)原料7通常包括粒徑10mm以下的鐵礦石(含回流礦)、以及由硅石、蚊紋巖、或鎳礦渣等構(gòu)成的含SiO2原料M2。另外，后續(xù)添加輔料8則由生石灰、石灰石等含CaO的石灰石類粉料M3以及粉焦炭或無煙煤等形成熱源的固體燃料類粉料M4構(gòu)成。
下面舉例詳細(xì)說明本發(fā)明的裝置。在圖16的裝置之中，后續(xù)添加傳送帶10上設(shè)有使該后續(xù)添加傳送帶10基本沿滾筒攪拌機(jī)4的長度方向移動(dòng)的移動(dòng)裝置32，設(shè)定為后續(xù)添加傳送帶10的排出端D在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置(前進(jìn)位置)與滾筒攪拌機(jī)4的排出口35的外側(cè)位置(后退位置，用雙點(diǎn)虛線表示)之間移動(dòng)。后續(xù)添加傳送帶10的排出端D設(shè)定為可在前進(jìn)位置和后退位置之間的任意位置上停止。
下面參照圖18至圖20詳細(xì)說明該移動(dòng)裝置的構(gòu)成。圖18是后續(xù)添加傳送帶10的排出端D位于滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置時(shí)的，燒結(jié)原料制造裝置的滾筒攪拌機(jī)排出口一側(cè)的側(cè)視圖。圖19是后續(xù)添加傳送帶10的排出端D位于滾筒攪拌機(jī)4的排出口35的外側(cè)位置時(shí)的，燒結(jié)原料制造裝置的滾筒攪拌機(jī)排出口一側(cè)的側(cè)視圖，圖20是圖18的A-A箭頭視點(diǎn)的剖視圖。
后續(xù)添加傳送帶10，如圖18及圖19所示，具有基本沿滾筒攪拌機(jī)4的長度方向朝前后方向延伸的傳送帶主體11，在該傳送帶主體11的排出端D(前端)設(shè)有可靈活旋轉(zhuǎn)的皮帶輪12，在傳送帶主體11與排出端相反一側(cè)的端部C(后端)設(shè)有驅(qū)動(dòng)皮帶輪13。后續(xù)添加傳送帶10正如圖20所示，配置為其寬度方向的中心線CL相對于滾筒攪拌機(jī)4的中心線CL，偏置了距離e。驅(qū)動(dòng)皮帶輪13連接著旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪13的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)33(參照圖16)。并在皮帶輪12以及驅(qū)動(dòng)皮帶輪13的外周上卷繞著無接頭的皮帶14，該皮帶14設(shè)定為靠驅(qū)動(dòng)皮帶輪13的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)33連接著調(diào)整后續(xù)添加傳送帶10的皮帶14速度的速度調(diào)整裝置34(參照圖16)，設(shè)定為可調(diào)整投射到滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的后續(xù)添加輔料8的投射初始速度。并在傳送帶主體11的長度方向的大體中央部位，以復(fù)數(shù)根支柱17為中介，設(shè)置了一對車輪19，在傳送帶主體的后端C，以復(fù)數(shù)根支柱18為中介，設(shè)置了一對車輪20。這些車輪19、20設(shè)定為可在軌道21上朝前后方向移動(dòng)。軌道21的前端設(shè)有限制設(shè)置在前側(cè)的車輪19朝前移動(dòng)的前車檔22，軌道21的后端設(shè)有限制設(shè)置在后測的車輪20朝后移動(dòng)的后車檔23。此外，豎立在地面上的底座25之上設(shè)置有未圖示的與旋轉(zhuǎn)控制裝置連接的旋轉(zhuǎn)滾筒26。該旋轉(zhuǎn)滾筒26上卷繞著鋼纜29，鋼纜29的的一端通過前側(cè)皮帶輪27，固定在設(shè)在支柱18前側(cè)的固定件30之上，另一方面，鋼纜29的另一端通過后側(cè)皮帶輪28固定在設(shè)置在支柱18后測的固定件31之上。支柱17、18、車輪19、20、軌道21、車檔22、23、底座25、旋轉(zhuǎn)滾筒26、前側(cè)以及后測皮帶輪27、28、鋼纜29共同構(gòu)成移動(dòng)裝置32。而在圖18至20之中，標(biāo)號(hào)15、16為輸送輥。
下面參照圖16至圖20說明燒結(jié)原料的制造裝置1的作用。
由原料傳送帶2傳送來的燒結(jié)原料7由滑槽3滑出，從其裝入口裝入滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)。于是，燒結(jié)原料7在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)邊朝圖16中的右方轉(zhuǎn)動(dòng)，邊以大顆粒為核心，使微粒附著到其周圍，形成模擬顆粒。
并在模擬顆粒幾乎進(jìn)展到最后工序的位置上，也就是說，在滾筒攪拌機(jī)4的排出口35附近的位置上，如圖16及圖20所示，從后續(xù)添加傳送帶10把后續(xù)添加輔料8投射到正在形成模擬顆粒期間的燒結(jié)原料7上。這時(shí)，可利用移動(dòng)裝置32使后續(xù)添加傳送帶10移動(dòng)到后續(xù)添加傳送帶10的排出端D處于滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口35一側(cè)的規(guī)定位置(圖16的實(shí)線位置，圖18的位置)。通過該后續(xù)添加操作，后續(xù)添加輔料8即可附著到模擬顆粒的外包裝部分，形成模擬顆粒的外殼。模擬顆粒的外殼一旦形成，直接關(guān)系到模擬顆粒的形狀穩(wěn)定化及其強(qiáng)度的提高。
而最好把后續(xù)添加傳送帶10的排出端D位于上述滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口35一側(cè)的規(guī)定位置以及后續(xù)添加傳送帶10的皮帶14的速度調(diào)整為后續(xù)添加輔料8的投射位置在燒結(jié)原料7到達(dá)滾筒攪拌機(jī)4排出口前的滯留時(shí)間為10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域內(nèi)。這樣即可在燒結(jié)原料的燒結(jié)過程中延遲CaO和SiO2的反應(yīng)，抑制生成冷強(qiáng)度低的硅酸鈣(CS)，在塊狀體表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，在塊狀體內(nèi)部，選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)，即可穩(wěn)定地制造出微氣孔多、還原性好、冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。
還有，從安全角度而言，如果連續(xù)進(jìn)行后續(xù)添加輔料8的投射，由于后續(xù)添加傳送帶10的排出端D處于滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)，滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的粉塵(生石灰等)附著并固定到后續(xù)添加傳送帶10的排出端D上，會(huì)引起傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)障礙。因此，當(dāng)滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的粉塵在后續(xù)添加傳送帶10的排出端D上附著到一定程度時(shí)，操作人員可利用旋轉(zhuǎn)控制裝置，使旋轉(zhuǎn)滾筒26朝圖18的箭頭a所示方向旋轉(zhuǎn)，把后續(xù)添加傳送帶朝圖18的箭頭b方向拉出，正如圖19所示，使后續(xù)添加傳送帶10的排出端D處于滾筒攪拌機(jī)4的排出口35外側(cè)位置(圖16中的雙點(diǎn)虛線位置)。如果使旋轉(zhuǎn)滾筒26朝上述箭頭a所示方向旋轉(zhuǎn)，則鋼纜30位于旋轉(zhuǎn)滾26后方的部分即卷繞到旋轉(zhuǎn)滾筒26之上，通過鋼纜30，后續(xù)添加傳送帶10朝箭頭b方向移動(dòng)。并且如圖19所示，操作人員可在后續(xù)添加傳送帶10的排出端D處于滾筒攪拌機(jī)4的排出口35外側(cè)位置上的狀態(tài)下清除粉塵附著的后續(xù)添加傳送帶10的部件，去除該附著物。
清除完畢后，操作人員利用旋轉(zhuǎn)手段，使旋轉(zhuǎn)滾筒26朝圖19的箭頭C所示方向旋轉(zhuǎn)，使后續(xù)添加傳送帶10朝圖19的箭頭d方向移動(dòng)，如圖18所示，使后續(xù)添加傳送帶10的排出端D處于滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置。一使旋轉(zhuǎn)滾筒26朝上述箭頭c所示方向旋轉(zhuǎn)，鋼纜30位于旋轉(zhuǎn)滾筒26前方的部分即卷繞到滾筒26之上，通過鋼纜30，后續(xù)添加傳送帶10朝箭頭d方向移動(dòng)。并且如圖18所示，后續(xù)添加傳送帶10的排出端D即在處于滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置上的狀態(tài)下進(jìn)行后續(xù)添加輔料8的投射。
如上所述，在圖16至圖20所示的燒結(jié)原料的制造裝置1之中，由于設(shè)置了使后續(xù)添加傳送帶10移動(dòng)的移動(dòng)裝置32以便后續(xù)添加傳送帶10的排出端D在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置和滾筒攪拌機(jī)4的排出口35的外側(cè)位置間移動(dòng)而，因而當(dāng)進(jìn)行去除附著在后續(xù)添加傳送帶10上的附著物的維修作業(yè)時(shí)，很容易就能把后續(xù)添加傳送帶10拉出，在短時(shí)間內(nèi)就可輕松完成上述維修作業(yè)。
而且如圖16所示，由于設(shè)置了調(diào)整后續(xù)添加傳送帶10的皮帶14速度的速度調(diào)整裝置34，可調(diào)整投射到滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的輔料8的投射初始速度，因而可預(yù)先把后續(xù)添加傳送帶10的排出端D位于滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的位置設(shè)定為更加靠近排出口35，通過加大后續(xù)添加輔料8的投射初始速度，仍然可獲得使后續(xù)添加輔料8的投射位置與投射初始速慢時(shí)同樣的效果。正因如此，由于可把后續(xù)添加傳送帶10的排出端D在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)排出口一側(cè)的位置設(shè)定為更加靠近排出口35，因而可減慢附著在后續(xù)添加傳送帶10上的附著物的附著速度，可減少去除附著在后續(xù)添加傳送帶10上的附著物的維修作業(yè)的次數(shù)。
另外，為了防止粉塵附著到后續(xù)添加傳送帶10的排出端D上，正如圖24所示，也可以使后續(xù)添加傳送帶10的排出端D不伸入滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)，而是一直處于滾筒攪拌機(jī)4的排出口35的外側(cè)，通過進(jìn)一步加大往滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)投射的后續(xù)添加輔料8的投射初始速度進(jìn)行投射，使后續(xù)添加輔料8到達(dá)滾筒攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行后續(xù)添加。
上面介紹了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不受此限制，還可進(jìn)行種種變更與改進(jìn)。
例如圖18以及圖19所示的移動(dòng)裝置32，只要是能使后續(xù)添加傳送帶移動(dòng)的裝置，以便后續(xù)添加傳送帶10的排出端D可在滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置與滾筒攪拌機(jī)4排出口35的外側(cè)位置間移動(dòng)，則未必由支柱17、18、車輪19、20、軌道21、車擋22、23、底座25、旋轉(zhuǎn)滾筒26、前側(cè)及后側(cè)皮帶輪27、28、鋼纜29構(gòu)成。
此外，只要是能使后續(xù)添加傳送帶10伸進(jìn)滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)進(jìn)行后續(xù)添加形態(tài)的裝置，也未必設(shè)置調(diào)整后續(xù)添加傳送帶10的皮帶14的速度的速度調(diào)整裝置34。
此外，在上述輔料的后續(xù)添加試驗(yàn)中，傳送帶10未設(shè)仰角，但是后續(xù)添加傳送帶10最好有仰角控制裝置，以便不僅可調(diào)整初始速度，還可調(diào)整仰角。此外，如果把后續(xù)添加傳送帶10的后續(xù)添加角度和/或滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的寬度方向的后續(xù)添加位置設(shè)定為可變，則可進(jìn)一步拓寬后續(xù)添加輔料8的分散范圍。圖17例示出拓寬后續(xù)添加輔料的分散范圍的手段的一例。圖17A是表示相對于滾筒攪拌機(jī)4的軸向而言，通過斜向設(shè)置后續(xù)添加傳送帶10進(jìn)行后續(xù)添加，拓寬了后續(xù)添加輔料8的分散范圍的情況的俯視圖。圖17B是表示相對于滾筒攪拌機(jī)的中心軸，通過偏心設(shè)置后續(xù)添加傳送帶10，拓寬了后續(xù)添加輔料8的分散范圍情況的俯視圖和A-A箭頭視點(diǎn)剖視圖。
實(shí)施例(實(shí)施例1)使用表2所示配比的燒結(jié)原料，把采用本發(fā)明的顆粒制造流程(方法A)制造出的模擬顆粒輸送給帶式燒結(jié)機(jī)，裝到平板架上。為了進(jìn)行比較，把用同時(shí)混合鐵礦石M1、含SiO2原料M2、石灰石類原料M3、焦炭粉M4的處理方法制造出的模擬顆粒輸送給帶式燒結(jié)機(jī)，實(shí)施了裝到平板架上的操作。然后在平板架上進(jìn)行燒結(jié)，測定其礦物成分以及還原性。表3示出本發(fā)明法以及現(xiàn)用方法的測定結(jié)果。而該測定是使用具有日產(chǎn)9300t生產(chǎn)能力的帶式燒結(jié)機(jī)上獲得的燒結(jié)礦進(jìn)行的。
如表3所示，由于采用本發(fā)明的顆粒制造方法，在其礦物成分之中，還原性好的赤鐵礦(He)增加，還原性差的硅酸鈣(CS)減少，此外，正如圖13所示，由于源于赤鐵礦(He)的微氣孔增加，與現(xiàn)用方法相比，還原性提高了5％。
此外，把用本發(fā)明的顆粒制造方法(方法B)制造出的模擬顆粒同樣提供給帶式燒結(jié)機(jī)，燒結(jié)結(jié)果也一樣。
此外，圖14示出用EPMA測定采用本發(fā)明以及現(xiàn)用方法制成的模擬顆粒的燒結(jié)體的剖面的結(jié)果。圖14為EPMA的照片描繪圖，把有Ca的位置填上黑色，把有Fe的位置留白，以便更容易看清Ca的分布狀態(tài)。采用現(xiàn)有方法時(shí)，Ca(黑色部分)呈整體性分布，與之相反，采用本發(fā)明時(shí)，則僅局限于外包裝部分，通過采用本發(fā)明使石灰石外包裝化，可確認(rèn)赤鐵礦保留在燒結(jié)礦的塊狀體內(nèi)部，而在其周圍生成了鐵酸鈣，同時(shí)可確認(rèn)獲得了在上述圖4所示的塊狀體表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，而在塊狀體內(nèi)部選擇性生成了還原性好的赤鐵礦(He)的燒結(jié)結(jié)構(gòu)。
此外，把用本發(fā)明的顆粒制造方法(方法C)制造出的模擬顆粒同樣提供給帶式燒結(jié)機(jī)，燒結(jié)結(jié)果用EPMA測定的結(jié)果也相同。
圖15示出還原性(JIS-RI)、材料利用率、生產(chǎn)效率的測定結(jié)果。本發(fā)明的方法與現(xiàn)用方法相比，還原性JIS-RI方面增加了5％，材料利用率提高0.5％，生產(chǎn)效率提高了18％。
(實(shí)施例2)用圖21所示的裝置進(jìn)行了后續(xù)添加輔料的投射試驗(yàn)。圖21所示的裝置一端配置驅(qū)動(dòng)皮帶輪12，另一端配置可靈活旋轉(zhuǎn)的皮帶輪13，在驅(qū)動(dòng)皮帶輪12以及皮帶輪13的外周上卷繞著無接頭形的皮帶14。驅(qū)動(dòng)皮帶輪12上連接著旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪12的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)33，皮帶14設(shè)定為通過驅(qū)動(dòng)皮帶輪12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)33連接著調(diào)整后續(xù)添加傳送帶的皮帶14速度的速度調(diào)整裝置34，可調(diào)整后續(xù)添加輔料8的投射初始速度。而且，驅(qū)動(dòng)皮帶輪12的中心到地面的垂直距離設(shè)定為1750mm(1.75m)，驅(qū)動(dòng)皮帶輪12和皮帶輪13之間的距離為10000mm(10m)。
在該投射試驗(yàn)之中，測定了把皮帶14的速度設(shè)定為60m/分鐘、180m/分鐘、240m/分鐘、300m/分鐘的4種，把投射仰角設(shè)為0°投射后續(xù)添加輔料8時(shí)從驅(qū)動(dòng)皮帶輪12的中心軸線到地面的投射距離。
此外，投射后續(xù)添加輔料8時(shí)，從驅(qū)動(dòng)皮帶輪12的中心軸線到地面的投射距離和從驅(qū)動(dòng)皮帶輪12的中心到地面下落距離的理論值，若不考慮空氣阻力進(jìn)行計(jì)算的話，則可用下述式(1)以及式(2)表示。
投射距離＝V·cosθ·t (1)下落距離＝V·sinθ·t-g·t2/2 (2)其中，θ為投射仰角，V為皮帶速度，t為時(shí)間。g為重力加速度。
并比較了上述投射距離的測定值和計(jì)算值。比較結(jié)果示于圖22。而在圖22之中，計(jì)算上述下落距離以及投射距離的計(jì)算時(shí)，把投射仰角設(shè)定為0°進(jìn)行了計(jì)算。
若參照圖22，就可知道把下落距離設(shè)定為1.75m時(shí)的投射距離的側(cè)定值(主流范圍)和計(jì)算值無論皮帶速度為下述4種60m/分鐘、180m/分鐘、240m/分鐘、300m/分鐘中的任何一種，二者均重迭。
因此，在圖16至圖20所示的燒結(jié)原料制造裝置1之中，后續(xù)添加傳送帶10的排出端D處于滾筒攪拌機(jī)4內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置以及后續(xù)添加傳送帶10的皮帶14的速度只要根據(jù)上述式(1)以及式(2)進(jìn)行調(diào)整即可。
(實(shí)施例3)此外，調(diào)查了使用圖21所示的裝置，把輸送量設(shè)定為8kg/s(焦炭3kg/S，石灰石5kg/s)的后續(xù)添加輔料8，以300m/s的皮帶速度，0°的投射仰角投射時(shí)的分散性。其結(jié)果示于圖23。
參照圖23就可理解在投射距離3000mm(3m)附近，300mm的寬度內(nèi)存在90％以上的重量。因此，圖16至圖20所示的燒結(jié)原料制造裝置1，從后續(xù)添加傳送帶10投射出的輔料8在投射位置上后續(xù)添加時(shí)不需要刻意追求分散，完全可作為把石灰石類粉料以及形成熱源的固體燃料類粉料添加到燒結(jié)原料的模擬顆粒到達(dá)滾筒攪拌機(jī)的排出口前的下游一側(cè)途中設(shè)定的外包裝區(qū)域的裝置使用。
工業(yè)實(shí)用性若采用以上介紹的本發(fā)明的燒結(jié)原料制造方法，通過在模擬顆粒到達(dá)滾筒攪拌機(jī)排出口前的下游一側(cè)途中設(shè)定的外包裝區(qū)域添加，石灰石類粉料以及形成熱源的固體燃料類粉料即可制造出石灰石類粉料以及形成熱源的固體燃料類粉料附著并形成外包裝部的燒結(jié)用模擬顆粒原料。因此，可在采用帶式燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)過程中抑制生成冷強(qiáng)度低的硅酸鈣(CS)，在塊狀體表面選擇性生成強(qiáng)度高的鐵酸鈣(CF)，在塊狀體內(nèi)部選擇性生成還原性好的赤鐵礦(He)，高效制造出微氣孔多、還原性好，冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦。
除此而外，還可提供一種用來制造適用于燒結(jié)礦的燒結(jié)原料的制造裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，而且便于進(jìn)行維修操作。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于作為使用下方吸引的帶式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦的前處理工序，用滾筒攪拌機(jī)制造由鐵礦石、含SiO2原料、石灰石類粉料以及固體燃料類粉料構(gòu)成的燒結(jié)原料顆粒時(shí)，從所述滾筒攪拌機(jī)的裝入口裝入除石灰石類粉料以及固體燃料類粉料之外的燒結(jié)原料后，制造顆粒的同時(shí)，在該燒結(jié)原料到達(dá)所述滾筒攪拌機(jī)的排出口前的滯留時(shí)間在10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域，添加后續(xù)添加輔料，在到達(dá)排出口期間使后續(xù)添加輔料附著并形成燒結(jié)原料的外包裝部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于所述后續(xù)添加輔料是石灰石類粉料以及固體燃料類粉料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于從所述滾筒攪拌機(jī)的裝入口裝入除石灰石類粉料以及固體燃料類粉料之外的燒結(jié)原料后，制造顆粒的同時(shí)，在該燒結(jié)原料到達(dá)所述滾筒攪拌機(jī)的排出口前的滯留時(shí)間在10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域，添加石灰石類粉料之后再添加固體燃料類粉料，到達(dá)排出口期間使燒結(jié)原料石灰石類粉料、固體燃料類粉料依次附著并形成燒結(jié)原料的外包裝部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于作為把所述滾筒攪拌機(jī)分割為復(fù)數(shù)個(gè)的滾筒攪拌機(jī)，把最后一個(gè)滾筒攪拌機(jī)設(shè)定為從裝入口到排出口的滯留時(shí)間在10～90秒范圍內(nèi)的滾筒攪拌機(jī)長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的燒結(jié)用原料的制造方法，其特征在于作為把所述滾筒攪拌機(jī)分割為復(fù)數(shù)個(gè)的滾筒攪拌機(jī)，在該燒結(jié)原料到達(dá)最后一個(gè)滾筒攪拌機(jī)的排出口前的滯留時(shí)間在10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域，添加后續(xù)添加輔料，在到達(dá)排出口期間，使后續(xù)添加輔料附著并形成燒結(jié)原料的外包裝部。
6.一種燒結(jié)原料的制造裝置，配置了邊轉(zhuǎn)動(dòng)、運(yùn)送燒結(jié)原料邊使其模擬顆粒化的滾筒攪拌機(jī)，以及在所述燒結(jié)原料的模擬顆?；陂g把后續(xù)添加輔料投射到所述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的后續(xù)添加傳送帶，其特征在于在滾筒攪拌機(jī)的排出口一側(cè)，把后續(xù)添加傳送帶的排出端設(shè)置為朝著所述滾筒攪拌機(jī)的排出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于所述后續(xù)添加傳送帶，可以調(diào)整投射后續(xù)添加到所述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的后續(xù)添加輔料的初始速度和/或仰角。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于設(shè)置了使所述后續(xù)添加傳送帶移動(dòng)的移動(dòng)裝置，以便所述后續(xù)添加傳送帶的排出端在所述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置與所述滾筒攪拌機(jī)的排出口的外側(cè)位置之間移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6～8中的任一項(xiàng)所述的燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于設(shè)置了調(diào)整所述后續(xù)添加傳送帶的皮帶速度的速度調(diào)整裝置，可調(diào)整投射到所述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的后續(xù)添加輔料的投射初始速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燒結(jié)原料的制造裝置，其特征在于所述后續(xù)添加傳送帶的排出端所處的所述滾筒攪拌機(jī)內(nèi)的排出口一側(cè)的規(guī)定位置以及所述后續(xù)添加傳送帶的皮帶速度，可調(diào)整到所述后續(xù)添加輔料的投射位置位于所述燒結(jié)原料到達(dá)所述滾筒攪拌機(jī)的排出口前的滯留時(shí)間在10～90秒范圍的下游一側(cè)途中設(shè)定的區(qū)域。
全文摘要
提供一種用來制造適合制造還原性好、冷強(qiáng)度高的燒結(jié)礦的燒結(jié)原料的既簡單又經(jīng)濟(jì)的燒結(jié)原料的制造方法與制造裝置。作為使用下方吸引的帶式燒結(jié)機(jī)制造高爐用燒結(jié)礦的前處理工序，在由鐵礦石、含SiO
文檔編號(hào)C22B1/14GK1628180SQ0380186
公開日2005年6月15日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者大山伸幸, 相澤完二, 植木貴之 申請人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社