TWI299363B - Method for manufacturing sintered dre - Google Patents

Description

1299363 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ·、本％明係關於用以作為高爐等之主原料的燒結礦之製 造方法。 【先前技術】 冋爐的主原料之燒結礦，通常可如下述般製造。首先， 於粉鐵礦石中配合以石灰粉等之含Ca0之副原料、石夕石或 蛇，岩等之含S1Q2之副原料及焦炭粉等之碳材，對其加入 適里的水進行此合並造粒。將此造粒成之配合原料（燒結 原❹真充到德外特洛伊德式燒結機之墊板（pallet)上至 无疋的厚度冑此填充床表層部的碳材點火後，一邊由下 方吸引空氣’-邊使填充床内部的碳材燃燒，藉由此辦燒 熱對配合原料進行燒結得到燒結餅（cake)。然後，再對此 燒結餅進行粉碎並整粒，得到粒徑為數丽以上之成品燒 結礦。 為女疋地進行尚爐作業，須有高品質的燒結礦。通常， 品質· shu 11 er強度（冷間強度）、還原粉化指 ㈣DI) '被㈣性（RI)等作為指標，以此等為指標之成 品燒結礦的品質，對高爐操作之原料饋料狀態之安定性、 爐内通氣性與通液性、礦石之還原效率、高溫性狀等有大 的影響。因此，於燒結礦的製程中須進行嚴格的品質管 f。又，為減低燒結礦之製造成本，須謀求燒結 ^提高，並_求燒結礦®造狀效率化與生產性之提 312XP/發明說明書(補件)/94_丨2/94 m】79 5 1299363 然而，燒結礦之原料鐵礦石，以往主要係使用赤鐵礦 (hematite)與磁鐵礦（magnetite)，最近，由於此等良質 的鐵礦石之供給量逐漸減少，以致於使用褐鐵礦礦石與馬 拉曼巴（Marra Mamba)礦石（皆為澳洲產鐵礦石）等之結晶 ^ 水含有量高的鐵礦石之必要性日益迫切，將來其使用量勢 必曰益增大。此處，所謂馬拉曼巴礦石係產自澳洲的馬拉 曼巴礦床的鐵礦石之總稱。通常為以針鐵礦（Goethite) • (Fe2〇3· H2O)與赤鐵礦（martite)(具有磁鐵礦構造之Fe2〇3) 為主要礦物，且以5%左右之高含有率含有結晶水的礦石。 以品名稱之則有西安吉拉斯（West Angel as)礦、MAC礦等 代表性的鐵礦石。又，褐鐵礦礦石的代表例為豆石 (pisolite)礦石。此豆石礦石，通常為含有在魚卵狀的赤 鐵礦（Fe2〇3)的間隙埋入著針鐵礦（Fe2〇3 · H2〇)之内部構 造、且以8%左右之高含有率含有結晶水的礦石。以品名 稱之則有羅布立巴（Robe River)礙、揚迪克吉那 (Yandicoogina)礦等代表性的鐵鑛石。 ^ 又，相對於上述各種鐵礦石般之P含有量未滿0. 10質 量％(通常為0.06質量％以下）的鐵礦石，通常，將P含有 量0 · 10質量％以上之鐵礦石稱為高構礦石。以此種P含有 量高的鐵礦石作為高爐原料使用時，所製造的鐵水之P濃 " 度較高，會使脫磷處理的負荷增大，故以往幾乎不被使 - 用。然而，由於如上述般良質的鐵礦石之供給量日益減 少，於燒結原料中配合相當量的此種高磷礦石亦受到檢討 中〇 6 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 1299363 ; 门、、、口日日水礦石作為燒結原料之情況下，被指出 問題’其為：⑴由於對於燒結時結晶水脫離時之 應須有熱補償，故相應於此部》，配合之碳原料 ^ 厌等）必柄量；⑵因結晶水之脫離，於溶融反 中生成的炫融液會引起局部的過炫融反應，其結果 g v致生產性與成品產率降低。 又’曾被指出之問題為：尤其於馬拉曼巴礦石中，由 於微粉份大多造粒性差劣，致使燒結床（燒結原料層）内的 性變差而降低成品強度，並伴隨著引發生產率盥 產率降低等之問題。 丨〜玍座手一成.口

士又白知於使用微粉份多的馬拉曼巴礦石製造燒結礦 日寸’為強化藉由混合㈣之造粒，曾有提案提出對配合^ 馬拉曼巴礦石的燒結原料進行高速㈣以進行混合、造球 的技術（專利文獻丨：日本專利特開平7_331342號公報） 然而，由於專利文獻1之技術必須特別的攪拌手抨， =有設備成本與處理成本增加之問題。又，依據本發則 等之檢討’發現：即使如專利文獻丨般使配合有馬拉 礦石的燒結原料之造粒強化，未必能提高生產性與成^ 率’又’尤其於多量配合馬拉曼巴礦石之情況下 到冷間強度（shutter強度）非常低的燒結礦。” b ' 又’關於高鱗礦石，由於以往幾乎沒有作為燒 之使用實績’故於燒結原料中配合相當量的情形下=、姓 礦的品質與生產性、成品產率的影響之相關檢討 = 如。因此’本發明者料對高翻狀配合料燒結礦的 312ΧΡ/發明說明書(補件)/9木12/94134179 7 1299363 品質等之影響進行查察與檢討，結果發現高磷礦石的配合 量若增加，燒結礦的冷間強度與生產性有降低之傾向。 【發明内容】 本發明之目的在於提供燒結礦之製造方法，其係與配 合於燒結原料中的原料礦石種類無關而可製造高品質燒 結礦者，亦即，即使於配合相當量的高磷礦石或馬拉曼巴 礦石之時，亦能以高生產性與高成品產率製造冷間強度高 的南品質燒結礦。

如上述般於燒結原料中配合多量的馬拉曼巴礦石時， 以專利文獻1所示之強化燒結原料的造粒之方法，成品燒 結礦的冷間強度、生產性與成品產率之改善未必有充分的 效果，此情形意味著本質上的問題並非在原料的造粒性， 而是在於其他的因素。因此，本發明者等為探究此部分而 做了各種實驗，同時亦針對高磷礦石的配合對於成品燒結 礦的品質等之影響及其改善對策也做了各種檢討，結果發 現下述之事實： (1)作為燒結原料之鐵礦石，不論其種類為何，原本礦 石粒子内部具有微細氣孔，而馬拉曼巴礦石之微細氣孔量 較其他礦石格外多。因此，燒結過程中所生成的熔融液會 浸透到原本即有的微細氣孔中，使得用以結合礦石粒子間 之熔融液不足，其結果使得成品燒結礦之冷間強度大幅降 低0 (2)由於上述般的礦石粒子内部的微細氣孔與熔融液 的關係，成品燒結礦的冷間強度係依存於配合在燒結原料 8 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 1299363 中的原料礦石之平均氣孔量，因而，不論 燒'=中之綱石的平均氣孔量成 下可有效地提咼成品燒結礦的冷間強 度0 2因而，即使於多量配合馬拉曼巴礦石之情況下，夢 广當地選擇、調整所配合的其他礦石之種類或其配人9 率’使配合於燒結補中的原料礦石之平均氣孔量在既口 白勺水準以下，則可依高生產性與高成品產率 度的高品質燒結礦。 〇 7間強 (4)另一方面，於燒結原料中配合高磷礦石時，配人 碟礦石對成品燒結礦的品f等之影響並無法單從該礦^ 的氣孔量來評估。亦即’高鄉石的平均氣孔量雖大 ，鐵=與馬拉曼巴礦石之中間程度，但即使依據此種㈣ 乳孔量將高鱗礦;5㈣上述⑶的基準配合 充分的冷間強度。 …、去件到 • (5)其理由在於’高磷礦石除了微粉的比例較多之外， 與其他礦石相較其微粉中Ah〇3含有量相當高，由於此等 j因使得燒結床内通氣性變差，而導致燒結礦的冷間強戶 變差。因而，於配合高磷礦石時，除了該氣孔量：影塑： 外上述諸點之影響亦須加以斟酌。 、 〜本發明係基於上述發現而作成者，其特徵如下· -[1]-種燒結礦之製造方法’係由配合了作為原料礦石 的至少一部份之選自：鐵礦石A，係以水銀壓入測定法 疋之平均氣孔量為0. 03〜〇. 〇5cm3/g(其中，丸粒礦料’ 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 9 1299363 (pellet feed)除外）；鐵 〇」〇〜。.崎;鐵礦石 0.07〜o.ow/g;中之至少、之平均氣孔量為 B、C為排除p含有量為 的旦鐵礦石(其中，鐵礦石A、 2.0質量%以上者)、與；含有：里:以上且Al2。1含有量為 含有量為2.〇 f量％以 =G.1Q質量％以上且Al2〇3 礦者；其特徵在於，、载廣石D之燒結原料製造燒結

以由下述式（1): x [Βο/〇] + 0· 〇8 · ···式⑴ χ 平均氣孔量χ=0· 04 x [A%] + 0· u [C%] + 2. Ο x 0. 〇6 χ [〇%] (其中， [A%]:[鐵礦石Α量]/[鐵鑛石Α、β、c、k [B%]:[鐵礦石B量]/[鐵確石A、β、c、d之: [c%]:[鐵礦石c量]/[鐵礦石a、b、c、d之二十量 [鐵礦石D量]/[鐵礦石A、B、c、D^f十量]) •所定義之鐵礦石的平均氣孔量χ成為〇 〇9cm3/g以下之方 式，以配合了鐵礦石之燒結原料製造燒結礦。 [2] 於上述Π]之製造方法中，燒結原料中係配 石B。 八 [3] 於上述[1]之製造方法中，燒結原料中係配合鐵礦 ‘石A、鐵礦石b及鐵礦石C。 八 〃 [4]於上述[2]或[3]之製造方法中，鐵礦石6對於鐵礦 石A、鐵礦石β、鐵礦石c及鐵礦石])之合計量的比例為 20質量％以上。鐵礦石Β的比例以20〜70質量％為佳，尤 1 】2ΧΡ/發明說明書(補件)/94-12/94134179 1299363 以20〜60質量％為更佳。 [5]於上述[2]〜[4]之任一製造方法中，鐵礦石D對於 鐵礦石A、鐵礦石B、鐵礦石C及鐵礦石D之合計量的比 例為20質量％以上。鐵礦石D的比例以20〜60質量％為佳， “ 尤以20〜50質量％為更佳。 此處，本發明所規定的鐵礦石之平均氣孔量，為針對 粒徑4〜7mm的礦石，藉由使用水銀壓入式細孔分布測定裝 置之水銀壓入測定法（壓入壓力：0. 007〜412MPa)測得之微 鲁細氣孔量之平均值（N=10的平均值）。又，上述壓入壓力 範圍為可測定細孔徑0.035〜200 //m之氣孔量的壓力，藉 由在此壓力範圍内進行測定，使用通常的水銀壓入式細孔 分布測定裝置，可正確地測定本發明對象之鐵礦石A〜C及 鐵礦石D的微細氣孔量。 依據本發明，藉由調整屬於燒結原料中所配合之原料 礦石的平均氣孔量且考慮高磷礦石的特殊性所定義之特 定平均氣孔量，不論原料礦石的種類皆可製造高品質之燒 ®結礦；亦即，即使於配合相當量的高磷礦石及/或馬拉曼 巴礦石時，亦能以高生產性與高成品產率製造高冷間強度 之高品質燒結礦。 【實施方式】 。茲針對高磷礦石以外的鐵礦石（鐵礦石A〜C)之配合條 ^ 件加以說明。 圖1表示於使用實機之燒結礦的製造試驗中，改變原 料礦石中的馬拉曼巴礦石之配合比例，調查燒結礦的生產 312XP/發明說明書(補件)/94· 12/94134179 1299363 :中^馬;krf率之、、"果。此作業（全程3日）中，使原料礦石 2所」、、又巴礦石與普通礦石之赤鐵礦石之配合比，如圖 '質旦y :作下述3種水準之變化：（a)赤鐵礦礦石：1〇〇 20貝赤鐵礦礦石：⑽請、馬拉曼巴礦石： 造粒^法及造粒條件將燒結原料 屬礦係使用貿因心ΐ 係使用MAc礦，又，赤鐵 條件俜一^〜（M°untNewman)礦。其他製造與作業 機料::生石灰比例:2·。·、燒結 度.580·，又，調整燒結原料中的石灰 風細I: 查、白雲石之配合比例以使燒結礦之化 =量％。、二 Sl〇2. 5/1 質量％、CaO: 10.2 質 f：%、MgO: 1.〇 :圖、1’隨著原料礦石中之馬拉曼巴礦石的配合比例 二加’成品燒結石廣之生產率與產率降低。就其理由進行 厂丁、之結果’可確認得知：若馬拉曼巴礦石之配合比例增 ° ’則燒結叙冷間強度降低’其結果會導致生產率之降 °表示使用只機之燒結礦之製造中，使原料礦石中 之H以下述2種水準進行操化：⑷微粉之赤鐵礦：約 貝里％其他礙石·（以赤鐵礦礦石為主體之普通礦石）： 約9〇質m)馬拉曼巴礦石：約1G f量％、其他礦石（以 赤鐵礦礦石為主體之普通礦石）：約90質量％，就成品燒 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 12 1299363 « 爆 # 強度)與生產率等之變化進行查 粒^ n中’係將衆原料姨石中的微粉镇（丸 換成原 =。::二1τ %的燒結原料，=1« 之❹比例為約10質量 造粒性的造粒法（所謂卿法）紅^^用強化原料之 造燒結礦。 HPS法）進仃燒結原料之造粒以製 依據圖3之結果，相對於原料礦 丸粒礦料)的(她-，於;其::： 冷間強度一強度)大幅降低，幾二 由以^圖丨及圖3的結果可確認得知：與造粒方法 或^立條件無關，於以-定程度的配合比例配合了馬拉曼 巴，石時，成品燒結礦的冷間強度會降低。此處，已知馬 f ^ =礦石與其他鐵衫比較，其礦石粒子㈣之微細氣 孔非吊多’認為此等存在於礦石粒子内部之微細氣孔，會 影響燒結過程中所生成的溶融液之行為，而對成品燒結礦 的冷間強度造成不良影響。因此，使用具備試驗_1〇〇_ χ__)與X射線α裝置之圖4所示之試驗裝置，對配合 了表1所示之原料礦石的燒結原料進行燒成（燒結中風 速.0. 29Nm/s、焦炭比：5, 5%、混合原料中㈤比：9. ^、 混合原料中Si〇4 : 5.0%、原料粒度：_3腿），將燒結過 程中之原料礦石及燒結餅的氣孔構造與炫融液流 動狀況 312XP/發明說明書(補件)/94_ 12/94134179 1299363 進行解析。 [表1 ]

Μ:貿恩特紐曼 *2 ： MAC *3 :揚迪克吉那 ^此試驗中，針對以配合了表。.卜n〇 3之各原 =石的燒結簡，取得由燒結開始至燒結完了而經過— 二=後之料過程巾之原料❹及燒結餅的x射線 CT圖像。圖5中表示各燒結餅之χ射線CT圖像的一編 成完了後者）。根據此#x射線α圖像，以下述的手法这 打燒結中之各原料礦石及燒結餅的氣孔構造之解析與炫 融液流動狀態之解析。 於乳孔構造之解析中，如圖6所示般將乂射線^圖傳 二值化成固體部與氣孔部，再對此等進行細線化處理，由 此細線化處理圖像求出分枝（branch)(氣孔）之總面積 ymni2)與總長Lbt(mm)，藉由分枝寬度=Ap/U)t求出分枝 寬度。此分枝寬度係相當於存在於燒結_内部的空洞大 /1、 〇 又，熔融液流動狀況之解析中，係如圖7所示般，將 隔開時間間隔的2個X射線α圖像（χ射線α圖像i=ti 秒’X射線CT圖像2=t2秒）二值化成為固體部與氣孔部， 根據此二值化圖像，求出在[t2_tl秒]間自固體部變化成 312XP/發明說明書(補件)/94·12/94134179 1299363 =部^面積S1、與同樣地由氣孔部變化成固體部的面 = = = 喷卿（㈣）求出炼融 :纟“虫液流動指數為在原料礦石粒子間的熔 W液的移動量（备i & pq ^母早位蚪間的移動量）之指標。 ㈣8表不燒結過程中之甩4 之解析結果。依此，二原 石及賴 礦石：60質量％)與N〇3(=f :4〇質量％、馬拉曼巴 皙旦G/W+人 ·（赤鐵礦· 40質量％、褐鐵礦：⑼ 車，與11(赤_:_質量％)的試驗例相 :即刀ί 成長速度與燒結餅的分枝寬度皆相當小。 10〇所二=Γ Ν〇·2與Ν〇·3的情況下，與Νο.1 (赤鐵礦： 00;f)相幸交，成長速度較慢，且氣孔不易變大。又，

No 3(i:t . 40質量%、馬拉曼巴礦石：6。質量%)與 No. 3(赤鐵礦·· 4〇質晋％、说/ 較No ?夕“/ 鐵礦：60質量％)相較，No.3 較0.2之坎結餅的分枝寬度為大。 ::堯結過程中生成的氣孔，主要是因礦石粒子間的熔 融液私動而形成（亦即，炫 為氣孔)，因而，分枝寬度的成的部分形成 t声夫f每力丄、+ 成長速度大且燒結餅的分枝 動；大。固9 A係思味著在礦石粒子間之熔融液的移 枝寬戶的m 數與根據圖8結果之分 枝=度的成長速度的關係，明白地顯示出上述 如上述，針_配合㈣石種類與其^ 之 相異㈣進行檢 存於礦石粒子原來所具有的微量二:大幅依 J12XP/翻說明書(補件)/94-12/94134179 15 1299363 以馬拉曼巴礦石與赤鐵礦礦石為例並依據圖10之示意圖 加以呪明，於圖10(a)所示之馬拉曼巴礦石的情況下，與 、，，礦礦石相較，由於在礦石粒子内部存在著非常多的微 、細氣孔，故於礦石粒子周圍生成的熔融液之相當量會被吸 收微細氣孔内，其結果，於礦石粒子間之熔融液的移 $里、交少。又，由於於燒結過程中生成的熔融液會成為結 •:礦石粒子間之黏合劑，若熔融液之相當量被吸收於微細 氣孔内則用以結合礦石粒子間的黏結劑的量不足，其結 •果會導致燒結礦的冷間強度降低。相對於此，於圖1〇(b) 所示之赤鐵礦礦石的情況下，由於礦石粒子内部的微細氣 孔幸乂 ^，在礦石粒子的周圍生成的熔融液之大部分不會被 及收到彳放細氣孔内而留在礦石粒子間，故於礦石粒子間之 熔融液的移動量會變多，其結果亦使氣孔變大。又，由於 留在此礦石粒子間的多量熔融液會成為使礦石粒子間結 合之黏合劑，故可得到冷間強度高的燒結礦。 φ 由以上的結果可知：欲提高成品燒結礦的冷間強度， 限制燒結原料中所配合之原料礦石的平均氣孔量係為有 效，不論礦石的種類，皆可得到具有既定水準以上之冷間 強度的成品燒結礦。因而，即使於多量配合馬拉曼巴礦石 的情形下，藉由適當地調整、選擇所配合之其他礦石的種 •類與其配合比例下，以限制原料礦石之平均氣孔量，則可 •得到冷間強度高的高品質成品燒結礦。 圖11為表示以水銀壓入測定法（用水銀壓入式細孔分 布測定裝置，於壓入壓力：〇·⑽7〜412Mpa下測定）測定之 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 16 1299363 赤^礦石、馬拉曼巴礦石及褐鐵礦礦石（ 之礦石）之氣孔徑分布一例之曲線圖久強搜4〜7_ =樣=孔徑分布，根據該氣孔徑分布求 ，礦石除外)依對炫融液的行為上:’後述 W寡加以分類，可大致分為下述3種：。之化細氣孔 鐵礦石A平均氣孔量：0.03〜〇.〇5cmVg 鐵礦石B平均氣孔量：〇1〇〜〇12cm3/g 鐵礦石C平均氣孔量：〇.〇7〜〇.09cmVg 此處:鐵礦石A所包含之主要礦石可舉出 =鐵礦寻，又’鐵礦石B所包含之主要礦石可舉出：馬 又巴石廣石等；鐵礦石c所包含之主要礦石可舉出·以^石 :石為代表之褐鐵礦礦石等。用此3種類的鐵礦石A吒反 覆進行燒結試驗，得知：針對其等之微細氣孔量與 結鑛的冷㈣度之關加以整理之結果，在配合於燒結原= I的鐵礦石中，與熔融液的行為有關之鐵礦石的平均氣孔 里可用下式（a)定義，且藉由將此平均氣孔量χ定為 〇.〇9Cm3/g以下，可有效地提高成品燒結礦之冷間強度。 又，上述平均氣孔量為對粒徑4〜7mm的礦石，藉由使用水 銀壓入式細孔分布測定裝置之水銀壓入測定法（壓入壓 力·· 〇· 007〜412MPa)測得之微細氣孔量之平均值（N=1〇的 平均值）。 平均氣孔量 Χ=〇· 〇4χ[Α%] + 〇· 11χ[Β%] + 0· 〇8χ[α] ……（a) 312Xp/發明說明書(補件)/94-12/94134179 17 1299363 (其中， L:;丨.丨：礦石A*]/[鐵礦石A、B、C、D之合計量] 量]/[鐵礦石 A、B、C、k_]

又奸知：與斗八成 ，王J 礦石的-部份之丸粒礦料係使用作為燒結用原料 磁鐵礦，惟，由於料於礦！上係屬於赤鐵礦及 右私夫旦/鄉 、、〜、，故其微細氣孔對炼融液的行為 =i:r。因而於本發明中丸粒礦料被排除於鐵礦石Α 上述為配合鐵礦石a、b、c時之適當條件，而如下述 般，於配5向磷礦石時則有若干不同。 性::組：：!?:、馬拉曼巴礦石，將其代表 質量減小(/、、，，σ日日水s有量之相關性高的加熱後 乂布：二r平:於表2 ’同樣地將代表性粒度構成(粒度 二Γ?)示於表3。依據此，高磷礦石的p 丨：旦：u廣石尚出甚多，相對於通常其他礦石的p含 !:為〇.06質量%以下’其含有0.10質量%以上的P。又， ㈣礦石之祕含有量較高，為2 G質量％以上，⑽雖 較褐鐵礦礦石為低’但為赤鐵礦礦石的約2倍。又〜 礦石的粒度構成之特徵為，粒徑㈣ ^ 為3職’與馬拉曼巴礦石-樣高，算 1.86_，為與馬拉曼巴礦石—樣的細粒。… 由上述之所謂高鱗礦石的特徵，可知高鱗礦石可由p 含有量與Ah〇3含量而與其他礦石（先前所列舉之鐵礦石 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 18 1299363 A〜C)區別出，因此，於本發明中，將P含有量：0. 10質 量％以上、Al2〇3含有量：2. 0質量％以上的礦石定義為「高 磷礦石」。

312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 19 1299363 i 1ΌΙ *6 (質1» 4 40 ai 10· 40 1.54 LO τ—1 od 〇 1—Η 寸· 化學組成(質1%) T-H CD r—Η 〇· 0.00 τ—Η CD CD CD CD CD τ·—H czi τ· η, < CD 1—Η CD 1 < CZ5 g pL-ι 0.47 0.10 0.14 0.27 0.93 r—Η CO 0.033 0.014 0.015 0.002 0.005 0.008 Oh 0.123 0.041 0.036 0.024 0.039 0.052 A1A CO T—H 03 oi OO oo r—H 0.60 1.36 2.03 cS 00 3.47 5.52 oo CX) 寸· 3.11 2.68 CO CO T.Fe 62.70 57.11 58.33 66.60 66.35 62.32 ψ 南石粦石廣石 梅載礦(1) *1 褐鐵瞻(2)柁 南美產赤4載礦礦石*3 澳洲產赤鐵礦礦石*4 馬拉曼巴礦石*5 s ¥虑*囊 9* 9* s* I* 6卜 i 寸e i 寸6/π46/ffsi)_s?iis餾/dxn ε 1299363 1 1 iNi(im) 1.86 CO r—H CO CO 2.66 3.36 1.96 ψ\ 麵c 衾 -0.125mm 〇〇 1 < CO CO CNJ CQ CJD r—H LO CNJ +0· 125mm LO T—H CJD CO 卜 寸 +0.25mm CO r-H CO r-H 0 T—< CO CO +0.5mm r-H 1 < D— r—H r-H 00 00 τ—Η +1刪 00 t—H LO oa 00 oa CH) t—< 贫 r-H r-H +3imi CO t—H CO r—H 00 t—H CO τ—Η 卜 +5nm t—H r—H CO r—H CO r-H r—H CH) +8mn r-H CD 00 CNI 卜 CO +10nm CD 寸 卜 1—H CO CO .Aftiij ψ 向石粦石廣石 < /^N r-H 赛 褐鐵礦(2)柁 南美產赤4載礦礦石*3 澳洲產赤鐵礦礦石*4 馬拉曼巴礦石*5 9兴 Co* ¾3 I*

I 6卜 I 寸ε I 寸6/3 r寸 6/ff}ffi)_^?is^/dxrNll e 1299363 %:::=石::=石(，5"量 質量比例與化學組& ° /石4Q貝量％)之每粒度的 〇. 063_以下二 IV依此’高鱗鑛石中粒徑 祕含有旦二 例夕達24質量％，且其微粉中之

Ai2〇3；：；：；^ 原二表石4 ?〇. 1〜N〇, 3所表示之褐鐵礦礦石1 °°質細 配合於燒結中石取代之原料㈣ X ： 3〇〇"Φ 衣ι此丨月形下之原料裝填密 ;二!! 中風速及燒結時間示於圖13。其他的 兀、、、“木件疋為吸引壓力：i〇〇〇_h2〇,焦炭比：5 3%、混 =枓中ca0比：9%、混合原料中Si〇2比：5%、原料粒度： 。得到之成品燒結礦的品質、生產率及產率示於圖 籲[表4]

No. 高磷礦石 褐鐵礦礦石（2) 1 - 100質量％ 2 冗》量% 70質量％ 3 60質量％ —-—-__ 40質量％ 依據圖13 ’隨著相對於No· 1的褐鐵礦礦石i 〇〇質量％ 增加高磷礦石配合量（取代量）（Ν〇· 2 + Ν〇· 3)，由於係以比 重i且粗粒之褐鐵礦礦石進行取代，故裝入容積密度增 加，同時假粒徑降低。又，隨著高磷礦石配合量之增加， 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 22 !299363 燒結中之風速（通氣性）會降低，燒結時間變長。又佑 圖14，儘管增加高磷礦石的配合量，而以 所、據 、载j礦石予以取代，成品燒結礦的生產率與產率亦降低。 具體而言，將高磷礦石每以丨〇質量％之褐鐵礦礦石予以取 代，生產率會降低〇.〇lt/hr · m2。就其理由進行查察之姓 確認得知：高磷礦石的配合量若增加，燒結礦：冷： 3度T降低，其結果會導致成品產率與生產率降低。再 者L隨著高磷礦石的配合量增加，被還原性雖變化 但還原粉化性變差。 圖15為配合了褐鐵礦礦石1〇〇質量％之燒結原料（表4 所旦:.1)、與配合了高鱗礦石60質量％、褐鐵礦礦石40 G ^ 表4之N Q ·3)之上述燒結試驗中，就燒 '，、。中的通氣性變化進行查察者。依此可知：相對於N 〇 i 褐鐵礦礦石1〇〇質量%之燒結原料，以相當量配 變=戶、石之No. 3的燒結原料的燒結時間變長，通氣性 化，:二入右’主目於燒結過程中之通氣性(氣體風速)的變 :氣力:Γ廣石之燒結原料中，於主要爾 特別3 + 的&、、、°别+部中，其通氣性變差，而 中，γ、ρ要炫融帶下之通氣阻力為支配性的燒結後半部 性惡化的影響為:由廣… 由造粒之假粒徑不^么廣石為細粒，故造粒性降低（經 w的通氣性變差，但其影響小；另一方面，於主要高鱗 3】2XP/發明說明書(補件购2/94134179 23 !299363 顯著，此對冷間強 礦石熔融狀態（熔融帶）下之通氣性惡化 度與生產性有重大的不良影響。 成=她與圖15同樣的燒結原料燒成時之排氣組 仃一祭之結果。依此，相對於、、’ 石雇石1 η η #曰。 · 1之配合了褐鐵礦 Ν:二貝！%的燒綱’配合了高鱗礦;Μ目當量之'、 • 3的k結原料的排氣中之C0濃度上昇 1 to丄I 反上汁，C〇2濃度降低。 :由在於隨著高磷礦石之配合而焦炭的燃燒性被阻礙 稻角等曾有報告指出：熔融液的流動性若變 差，則焦厌被熔融液包圍住而進行燃燒的比例增高，其結 果，會阻礙焦炭之燃燒性（鐵與鋼，vol.78 (1 99 /、、° P· 1 053) 〇 ’ 上述之通氣性惡化（圖15)與焦炭燃燒性惡化（圖丨〇之 原因，據推測係因高磷礦石之配合導致燒成時之熔融液流 動性降低之故。本發明者等，著眼於先前舉出之高磷礦石 的成分組成及粒度構成上的特徵，亦即，著眼於微粉的比 φ例多且在此微粉中之Al2〇3含有量非常高之特徵，而推測 認為··作為熔融液生成的基點且為熔融液生成來源的主要 部分之微粉中含有多量的Al2〇3，為配合有高磷礦石之情 形下之導致纟谷融液流動性變差的原因，為了確認此論點， 係進行了下述實驗。 ，於CaO : 20質量％、Fe2〇3 : 80質量％之CaO-Fe2〇3系熔融 液中，分別以〇· 5質量％、1質量％、2質量。/。、6質量％、8 質量％的比例添加Al2〇3試藥，測定於l30〇°c、1350°c、14〇〇 °C各溫度之各熔融液的黏度。 24 312XP/發明說明書(補件)/94·12/94134179 1299363 ^，通常，130(TC相當於燒結床之上層溫度，14〇〇它 相虽於燒結床之下層溫度。此溶融液之黏度測定係採用圖 • Η所不的球拉上法。此測定方法，係依據於將吊下至熔 .融液中的球拉上時天平指針在區間之移動速度來算 出黏，三圖18表示其結果，可知：與熔融液的溫度無補 地，隨著Al2〇3添加量增大，熔融液的黏度也上昇。 ★然後，使用上述試驗中顯示各種黏度之熔融液，測定 鲁此等炫融液於填充層中之浸透速度，調纽融液的黏度與 填充層中之熔融液的浸透速度之關係。此浸透速度之測定 係用f 19所示的浸透試驗裝置。此試驗裝置，係於縱長 的圓筒容器内形成玻璃珠之填充層’自此填充層上部滴下 溶融液而測定熔融液於填充層内之浸透速度。圖20為根 據測得之熔融液之浸透速度而顯示熔融液的黏度與浸透 速度之關係者’可知:熔融液的黏度上昇之同時，熔融液 的/又透速度(流動性）下降。 • 由以上之結果可推斷：於高磷礦石的情形下，由於因 A 12〇3合有濃化之多量的微粉所致，熔融液黏度變大之故， 使得炫融液之流動性降低（亦即，於礦石粒子間之炫融液 的移動量減少），阻礙燒結餅中之氣孔的成長，因此而導 致通氣!·生又差與焦炭燃燒性惡化，而使得成品燒結鑛之冷 ,間強度降低與生產率、產率降低。 口而-於配合兩磷礦石時之配合條件，除了須與鐵礦 f A〜C同樣地考慮前述之平均氣孔量對於冷間強度的影 曰卜亦須考慮因微粉（A12〇3濃化之微粉）所致之溶融液 312XP/發明說明書(補件)/9(12/94134179 25 1299363 _動性降低所引起的冷間強度降低等。 入百先，藉由與圖11同樣的水銀壓入測定法（用水銀壓 、j細孔分布測定裝置，於壓入壓力：0 007〜412M阳下 ::)就高磷礦石之氣孔徑分布加以查察，依據該氣孔徑 ::未出加重平均氣孔量之結果，得知；高磷礦石(鐵礦 旦之平均氣孔量（與熔融液的行為有相關性之微細 I)為下述之範圍内。 • 鐵礦石D平均氣孔量·· 〇.〇5〜〇 〇7cmVg 又’用此高填石廣石（鐵礦石D)與上述3種類的鐵礦石 的牲2進行燒結試驗’對上述般的高磷礦石(鐵礦石D) 究之外’並對其等之微細氣孔量與成品燒 冷間強度的關係加以整理之結果，得知：於配 ::=鐵:廣石_情形下，與炫融液的行為有相關性： = 氣孔量可用下述式⑴定義，且藉由 ，孔1 X定為，可有效 由使用水㈣人式細孔分布㈣裝置之水 測疋法(壓入壓力：0.00wl2Mpa)測得之 均值（N=l〇的平均值） 、，矾孔里之平 ^均氣孔量 X--0.04x u%]+011 x [叫 [C/〇]i2. Ο x 0. 06 X [D%] , r甘由 」 ……式⑴ (其中， β之合計量] D之合計量] [A%] ··[鐵礦石A量]/[鐵礦石Α、β、c [B%] ··[鐵礦石β量]/[鐵礦石A、β、c 3】2ΧΡ/發明說明書(補件)/94-12/94】34179 26 1299363 [c%]:[鐵礦石c量]/[鐵礦石Α、β、c、D之人叶 [W:[鐵礦石D量]/[鐵礦石a、b、c、d之：計 圖21係將上述試驗之結果整理者，顯*燒結原料中所 配合之鐵礦石（包含高磷礦石之鐵礦石）的平均氣孔量 1(二述式⑴定義之平均氣孔量x)與成品燒結礦的冷間 強度（shutter強度）之關係。如同圖所示般可知：藉 燒結原料中所配合的鐵礦石之平均氣孔量X定為 dVg以下’可使成品燒結礦的冷間強度（shutter強 度）在管理值89.5%以上的水準。平均氣孔量χ尤以 〇· 04〜0· 08cm3/g 為佳。 因而，於本發明中’係由作為原料礦石之至少一部份 述鐵礦石A〜c中之至少2種的鐵礦石、與鐵礦石 =石只石）配合成之燒結原料製造燒結石廣時，使於燒結 0〇q ^以上述式⑴定義的鐵礦石之平均氣孔量X成為 石廣。CD1⑼下而配合鐵礦石’再由此燒結原料製造燒結 屬^1 之本發明之燒結礦的製造方法，於配合相當量的 it又巴礦石之鐵礦石B、與高鱗石廣石之鐵礦石_ 二寺別有用’例如，⑴對鐵礦石A、鐵礦石B、鐵礦 :鐵礦石D之合計量（其係包含未配合人鐵礦石a〜c 上壬—者的情形）的鐵礦石B之配合比例為2〇 f量0/〇以 鐵配合量配合鐵礦石㈣情形；（2)對鐵礦石A、 入^ 鐵礦石C、冑礦石D之合計量（其係包含未配合 。K石A C中之任一者的情形）的鐵礦石D之配合比例 XP/發明說鴨(翻12/94134179 27 1299363 為20質量％以上之以高配合量配合鐵礦石D的情形；（” 對鐵礦石A、鐵礦石B、鐵礦石c、鐵礦石邛之合計量（其 係包含未配合人鐵鑛石K中之任—者的㈣/的鐵 itr合比例為2G質量％以上、鐵礦石D之配合比例為2〇 貝1 %以上之以同配合量配合鐵礦石B、鐵福石D的情形 等’即使於此等情形中亦可製得在高成品產率與高生產率 下製造冷間強度高的高品質燒結礦。 【圖式簡單說明】 圖1為表示原料礦石中之馬拉曼巴礦石的配合比例與 成品燒結礦的生產率及產率之關係的曲線圖。 、 圖2為表示圖1的試驗中原料礦石之配合比例的說明 圖。 圖3表示針對燒結原料中配合了微粉礦石+普通礦石的 刼作例、與配合了馬拉曼巴礦石+普通礦石之操作例，焦 炭比及燒結礦的冷間強度變化之曲線圖。 圖4表示用於進行燒成中的原料礦石及燒結餅的氣孔 構造與溶融液流動狀況之解析所用之試驗裝置的說明圖。 圖5表示以圖4的試驗裝置得到的燒結餅之X射線CT 圖像之一例的圖式。 圖6為表不用於進行燒成中的原料礦石及燒結餅的氣 孔構造之解析所採取的手法之說明圖。 圖7為表不用於進行燒結中的原料礦石及燒結餅的熔 融液流動之解析所採取的手法之說明圖。 圖8為表示燒成中之原料礦石及燒結餅之分枝（氣孔） 312XP/發明說明書(補件)/94·〗2/94〗^ 28 1299363 寬度的變化之曲線圖。 圖9為圖8所得之分枝寬度 指數之關係的曲線圓。 長速度與熔融液流動 圖1 〇(a)、（b)為針對燒結過程中生 1拉Λ巴^與赤鐵石廣石為例而表示之行為， 圖11為表示以水銀麗入法測定 石廣石及褐鐵礦石之氣孔徑分布之一例的曲線圖。馬拉又巴 圖12表示高磷礦石與摻合礦石 旦 學組成的曲線圖。 八 才' 度的貝夏比例與化 圖13為表示將表4的N〇 1〜N 於房料中田迠从 .No. 3的原料礦石分別配合 行燒結石廣之製造時之原料 衣:徑、燒結中風速及燒結時間之曲線圖: 於二々料：不：：4的N。·1〜N。· 3的原料礦石分別配合 產燒結試驗銷所製造之燒結礦的品質、生 產率及產率之曲線圖。 王 圖15為表示分別配合了表4的No. i與Νο. 3之原料礦 石之燒結原料中，苴燒姓中 ” 4廣 、、"之通氣性的變化之曲線圖。 圖16為表示將分別配合了表4的版 礦石门之燒結原料，進行燒成時的排氣組成之曲線圖 圖圖Π表祕融液之黏度測定所用的球拉上法之說明 二 …1 203試藥的⑽，203編 4占度之曲線圖。 圖19表示用以測定在炫融液的填充層中之浸透速度的 312XP/發明說明書(補件)/94-12/94134179 29 1299363 裝置之說明圖。 圖20為表示熔融液之黏度與填充層中之浸透速度的關 係之曲線圖。 圖21為表示配合於燒結原料中之鐵礦石的平均氣孔量 X與成品燒結礦之冷間強度（shut ter強度）的關係之曲線 圖0

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Claims (1)

1299363 十、申請專利範圍·· 1.—種燒結礦之製造方法，係由配合了作為 :至^ ’份之選自··鐵礦石A，係以水銀壓入測定、、: 定之平均氣孔量為0.03〜0.05cmVg(其中，丸粒礦料〜 =i et f eed)除外），·鐵礦石B，係同上之平均氣孔量為 〜0.i2cm3/g;鐵礦石c，係同上之平均氣孔量為— 0. 07〜〇. 〇9Cm3/g;中之至少2種的鐵礦石(其中，鐵礦石A、 B、C為排除p含有量為〇1〇質量%以上且Ai2〇3含有 =〇^量％以上者）、與P含有量為〇1〇質量％以上且Ah〇3 含有置為2.0質量％以上之鐵礦石D之燒結原料製造燒結 礦者；其特徵在於， ° 以由下述式（1 ): Ψ 平均氣孔量 X = 0.04 X [Α%]+0·11 X [Β%]+〇·〇8 X [C%]+2.〇 χ 0.06 χ [D〇/〇] ······式⑴ (其中， [7] •[鐵礦石A量]/[鐵礦石A、B、C、D之合計量] [抓]·[鐵礦石B量]/[鐵礦石A、B、C、D之合計量] [C/g ][鐵礦石C量]/ [鐵礦石a、b、C、D之合計量] [W、：[鐵礦石D量]/[鐵礦石A、B、C、D之合計量]) 所定義之鐵礦石的平均氣孔量X成為〇 〇9cmVg以下之方 式，由配合了鐵碌石之燒結原料製造燒結礦。 2·如申睛專利範圍第1項之燒結礦之製造方法，其中， 燒結原料中係配合鐵礦石B。 3·如申請專利範圍第1項之燒結礦之製造方法，其中， 312XP/發明說明書(補件)脉丨2/9413川9 ^299363 燒結原料φ # 4如 τ'配合鐵礦石A、鐵礦石β及鐵礦石c。 鐵一二專:二圍第2項之燒結礦之製造方法，其中， 人舛θ 戥礦石Α、鐵礦石Β、鐵礦石C及鐵礦石 …之比例為20質量%以上。 W石D的 .如申凊專利範圍第2項之燒 鐵礦石D對钙成r Λ 檢之製造方法，其中， 對鐵礦石A、鐵礦石Β、鐵礦石Γ穷朽戚^ n 合計量之比例為2〇質量％以上。及鐵礦石D的

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