烧结矿的制造方法及粉化抑制方法技术

提出了不需要高额的设备投资，能够通过原料设计

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烧结矿的制造方法及粉化抑制方法


[0001]本专利技术设计涉及作为直接还原工艺、高炉工艺用原料使用的还原粉化特性优异的烧结矿的制造方法及粉化抑制方法。

技术介绍

[0002]制铁业所使用的高炉是从炉顶将作为铁源的块状矿石、烧结矿等与焦炭一起装入，另一方面通过从炉下部吹入还原气体对前述铁源进行熔融、还原，从而生产铁水的设备。为了促进还原气体与铁源的反应，需要使高炉内有足够量的气体流动，通过提高炉内的通气性来实现提高铁水的生产率、降低成本是重要的。
[0003]一般而言，已知前述烧结矿由于在高炉内的还原而强度降低，容易粉化，这称为还原粉化。为了提高高炉内的通气性，特别是需要抑制作为原料的烧结矿的粉化，希望抑制上述还原粉化。
[0004]另一方面，近年来，在为了减少CO2而开发的逆流床型的直接还原工艺(MIDREX：注册商标)中，通气性与在高炉工艺中同样地重要，特别是若还原中的粉化增加，则在炉内产生进行烧结的聚簇(clustering)，该聚簇使原料的排出恶化，很可能成为重大的作业故障的主要原因。
[0005]因此，在以往的直接还原工艺及高炉工艺的基础上，要求不发生还原粉化的烧结矿作为原料。已知烧结矿的还原粉化是该烧结矿中的赤铁矿在还原中成为磁铁矿，导致体积膨胀而产生龟裂，从而成为强度降低、粉化促进的原因。因此，以往提出了抑制二次赤铁矿的技术作为抑制烧结矿的还原粉化的方法。
[0006]作为抑制生成二次赤铁矿的技术，专利文献1、2中提出了通过微波照射磁铁矿矿石进行烧结的技术，通过这样的烧结法能够制造磁铁矿主体的烧结矿。另外，专利文献3中提出了通过减少烧结矿中的赤铁矿而还原成维氏体来减少包含二次赤铁矿的赤铁矿量的技术。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2020
‑
41222号公报
[0010]专利文献2：日本特表2018
‑
510970号公报
[0011]专利文献3：日本特开2003
‑
293045号公报

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]但是，专利文献1、2中公开的方法只能应用作为铁源在市场上流通量少的磁铁矿(Fe3O4)系矿石，存在设备及运营成本高的问题。另外，专利文献3中公开的方法需要使用还原气体进行铁源的还原。因此，烧结机需要具备还原装置，存在用于进行还原的运营成本变高的问题。
[0014]本专利技术的目的在于提出不需要高额的设备投资，能够通过原料设计
·
温度控制得到低还原粉化性的烧结矿的烧结矿的制造方法及粉化抑制方法。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]在解决前述以往技术中存在的问题，实现前述目的的研究中，本申请的专利技术人首先着眼于Fe2O3、CaO的状态图(参见图1)。在此情况下，通过调整固相从熔液中结晶时的Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比，从而发现主要存在铁酸钙结晶的区域。但是，烧结矿通常从烧结机出来后用冷却机冷却回到室温，因此认为最终是赤铁矿结晶，所以到目前为止，没有进行上述区域的烧成。
[0017]因此，本专利技术着眼于烧结机急速冷却的工艺，开发了通过使上述结晶的铁酸钙在变成赤铁矿前冷却来减少二次赤铁矿的生成的方法。具体而言，除了对温度、成分进行了各种研究，还发现通过将烧成前的准粒子的表面调整为前述那样的成分，能够减少还原粉化性(RDI)。
[0018]即，本专利技术是烧结矿的制造方法，其特征在于，在对烧结配合原料进行造粒来制作烧结用造粒原料、并对该烧结用造粒原料进行烧成而得到烧结矿的烧结矿的制造方法中，作为前述烧结配合原料使用其中包含的Fe2O3及CaO之比Fe2O3/(Fe2O3+CaO)在0.76～0.84的范围内的物质进行烧结。
[0019]另外，本专利技术是烧结矿的粉化抑制方法，其特征在于，作为烧结配合原料使用其中包含的Fe2O3及CaO之比Fe2O3/(Fe2O3+CaO)在0.76～0.84的范围内的物质进行烧结，从而得到低还原粉化性的烧结矿。
[0020]需要说明的是，在前述这样构成的本专利技术涉及的烧结矿的制造方法中，更优选的方式为：
[0021](1)前述铁源原料中包含的Fe2O3及CaO的Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比为0.76～0.80；
[0022](2)从前述Fe2O3及CaO以外的烧结配合原料的造粒中的后段起添加前述烧结配合原料中包含的将Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比制备为0.76～0.84的Fe2O3及CaO。
[0023]专利技术效果
[0024]根据本专利技术，通过着眼于烧结配合原料中包含的Fe2O3及CaO，使它们之比、即Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比为0.76～0.84，从而能够不需要高额的设备投资而得到低还原粉化性的烧结矿。另外，根据本专利技术，能够采用投资相对较低的造粒工艺，能够进行二次赤铁矿的抑制。需要说明的是，本申请中记载的Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比为重量比。
附图说明
[0025][图1]是Fe2O3及CaO的状态图。
[0026][图2](a)、(b)是用于说明用本专利技术的制造方法制造的烧结矿中的粒子的状态的一个实施方式的图。
[0027][图3](a)、(b)是用于说明用本专利技术的制造方法制造的烧结矿中的粒子的状态的其它实施方式的图。
具体实施方式
[0028]以下对本专利技术涉及的烧结矿的制造方法及烧结矿的粉化抑制方法进行说明。
[0029]图1是示出烧结矿的Fe2O3及CaO的状态图。通常的烧结矿是通过对包含Fe2O3及CaO的造粒后的烧结造粒原料升温、降温并进行烧成，从而成为图1所示的成分构成。在此，在经过图1中的(1)的过程时，若升温至约1350℃以上，则成为磁铁矿生成区域，烧结矿中的残留赤铁矿成为磁铁矿。若由此进行降温，则该磁铁矿变为赤铁矿，并且从约1350℃以下开始，赤铁矿结晶。该结晶的赤铁矿称为二次赤铁矿。已知二次赤铁矿会从其形状、组成上使还原粉化恶化。需要说明的是，在图1中的(2)的低温烧成的过程中也同样，虽然熔融物少，能够抑制结晶量，但是在降温过程中会生成二次赤铁矿。
[0030]在此，在对图1的状态图进行详细研究时，发现Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比在0.74～0.85区域、并且烧成温度在1150℃～1200℃附近时，赤铁矿不会结晶，从而本专利技术着眼于此。即，Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比在0.74～0.80的区域时，生成CF(铁酸一钙)作为初晶，然后C2F(铁酸二钙)结晶。Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比在0.80～0.85的区域时，虽然赤铁矿结晶作为初晶，但是当达到1200℃以下时，与上述同样地成为CF及C2F稳定相。
[0031]因此，本专利技术着眼于以下方法：通过使Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比为0.74～0.85，从而不会使赤铁矿结晶，但即使结晶，也通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.烧结矿的制造方法，其特征在于，在对烧结配合原料进行造粒来制作烧结用造粒原料、并对该烧结用造粒原料进行烧成而得到烧结矿的烧结矿的制造方法中，作为所述烧结配合原料使用其中包含的Fe2O3及CaO之比Fe2O3/(Fe2O3+CaO)在0.76～0.84的范围内的物质进行烧结。2.如权利要求1所述的烧结矿的制造方法，其特征在于，使所述烧结配合原料中包含的Fe2O3及CaO的Fe2O3/(Fe2O3+CaO)比为0.76～0.80。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹原健太，樋口隆英，山本哲也，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：