JPH0136880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、転炉で鋼を精錬する際の溶銑温度を
上昇せしめることを目的とする製鋼炉用コークス
団鉱の製造方法に関するものである。 （発明が解決しようとする課題） 従来、一貫製鉄所においては、約1350℃の高炉
溶銑を転炉（以下製鉄炉の例として転炉について
述べる）で石炭、蛍石、マンガン鉱石、合金鉄等
の副原料を添加して酸素ガスを吹き込み、溶銑の
硅素、燐、炭素等の不純物を除いて鋼としていた
が、かかる精錬に於ては、脱硅時等の酸化発熱反
応で炉内温度が上がるため、予め鉄鉱石或は製鉄
後の加工工程で発生する鋼の切断屑等の屑鉄を装
入しておいて、その溶解或いは反応での吸熱を利
用して最適温度が維持されていた。従つて製鉄所
全体としての鉄の歩留が良く、又溶銑不足等にお
いては転炉で出鋼量を増すことも容易であつた。 しかし、最近の最適製鉄法では、前述の炉での
脱硅、脱燐を炉外で酸化鉄及び石灰等を不活性ガ
スと共に吹き込みスラグの発生量を押え、かつ転
炉精錬時間の短縮による増産をねらいとした炉外
脱硅脱燐法が実施されるようになり、然るとき
は、吹込材の溶解吸熱、及び不活性ガスの持ち去
る顕熱等で溶銑温度が約100℃下り、従つて転炉
内精錬では、前記鉄鉱石或いは屑鉄の装入量が制
約されることとなり、製鉄所内での総合鉄の歩留
低下及び製鉄所内における屑鉄在庫の増加、或い
は溶銑不足時への対応が不可能であるなどの問題
があつた。 一方、本発明で云う強粘結炭コークス材（以下
コークス粉という）は、高炉使用を主目的とし強
粘結炭を乾留して作られた硬いコークスを、破
砕、篩分して篩上を高炉へ供給し、篩下のコーク
ス粉は発生量に較べ用途が少くかつ嵩比重が小さ
いため、在庫量の逐次増加で広い貯蔵場を必要と
し、環境面から風による飛散防止対策等の貯蔵場
管理に苦慮していた。尚、前記コークス粉を転炉
で溶銑温度の昇温用として用いたが、転炉装入前
のホツパーで棚かけによる供給不足を起し易く、
又炉内においては、炉内上昇流による飛散損失等
で50％程度の熱効率となり、エネルギー損失が多
く、従つてコークス粉の塊化が要望されるに至つ
た。 又、本発明で用いる製鋼スラグ粉は、例えば転
炉精錬において発生する製鋼スラグを、有効利用
の見地から破砕、篩分或いは磁選等を行なつて、
鉄を回収し、スラグは路盤材、骨材等に利用され
るようになつたが、その各工程で発生する粉じん
は環境対策のため集じん機を設けて粉じんを回収
している。この回収された粉じんは、粒径が0.15
mm（100メツシユ）以下でかつ平均粒径が0.03mm
の乾燥微粉状であるため現在利用法がなく、専ら
粉じんの飛散を起さないような措置を施こして投
棄されている。 （課題を解決するための手段） 本発明は、上述問題点及び要望等に応えんとす
る転炉内昇温用に用いることを主目的とした製鋼
炉用コークス団鉱の製造方法を提供せんとするも
ので、その要旨は、 強粘結炭コークス粉の粘度構成を、３mm以下80
重量部以上と残部の20重量部以下が10〜３mm超と
なる如く整粒し、次に整粒したコークス粉乾燥重
量100部に対して製鋼スラグ粉を５〜20重量部と、
有機粘結剤を固形換算で0.15〜２重量部とを添加
し、尚該混合物の乾燥重量100部に対して水分を
６〜12重量部に調整して混合し、得られた混合物
を連続圧縮成形機で成形して通気養生せしめるこ
とを特徴とする製鋼炉用コークス団鉱の製造方法
である。 本発明について更に詳しく図面を参照して説明
する。 第１図は本発明の製造法を示す一実施例の工程
図である。予め含水率（乾燥重量100部に対する
水分の重量割合を示し、以下文中では単に重量部
と表示する。）を検知したコークス粉は、受入ホ
ツパー１及び下部のベルトフイーダー２によつて
定量に切出され、ベルトコンベヤー３で乾燥装置
付振動コンベヤー４へ送られて含水率を約８重量
部とすると共に５mm目の篩網で篩分け、篩上は篩
上産物箱５へ、篩下はベルトコンベヤー６を介し
てサブホツパー７で仮置し、間欠的にかつ定量的
に混合機８に供給する。一方製鋼スラグ粉と、有
機物粘結剤は、ホツパー７、フイダー１０及びタ
ンク１１、定量器１２より夫々コークス粉の量に
応じて混合機８へ切出して、混合し、得られた混
合物を連続圧縮成形機１３に供給して連続的にコ
ークス団鉱とする。成形されたコークス団鉱は下
部のネツトコンベヤー１４で未成形物を篩分け、
ベルトコンベヤー１５で成品箱１６へ収納する。
ネツトコンベヤー１４の篩下は、再びロール圧縮
成形機１３へヒレ付コンベヤー１７で送り返し、
前記混合物と共に圧縮成形される。１８は熱風発
生装置、１９は排気フアンである。尚成品箱１６
は下面がネツト状の通気性のもので成品置場２０
でコークス団鉱は転炉装入用として適した強度を
有す迄通気養生される。 本発明の方法で、コークス粉を含水率約８重量
部迄乾燥するのは、コークスが多孔質であるため
コークス製造時の水冷或いは屋外貯蔵場での吸水
により、通常の含水率が13〜17重量部と高く、含
水率が高いと成形時水分により圧縮が緩和されて
弱い団鉱となり、又連続圧縮成形材のロール型枠
面での表面張力により団鉱を吸着して型ばなれを
悪くし成形不良を起し易く成形歩留を低下させる
要因となる。又成形直後の強度を維持するため有
機粘結剤を添加するが、過剰水分により粘結剤が
希釈されるため成形直後の粘結効果を阻害するな
どの欠点を解消するため本発明では水分調整を必
要とする。 本発明に於ける含水率の適正範囲は、転炉工場
の規模により団鉱の必要強度は異なる。例えば運
搬或いは装入での落差によつて強度が決定される
もので、その落下に耐える程度の強合でよい。従
つて成形時の圧縮力は概ね600Kg／cm²〜1600Kg／
cm²の範囲であれば通常使用に耐える団鉱となるの
で、この条件における成品の気孔率を全水分範囲
の基準とし、実施例においては、別に添加する粘
結剤の水分をも考慮して決定する。本発明で限定
する含水率６〜12重量部の範囲内であれば満足す
べき団鉱強度を得ることが出来る。又含水率が６
重量部以下となつた場合は、湿つたコークス粉を
添加して本発明の方法に従えばよい。 次に、振動コンベヤー４で５mmに篩分けるの
は、圧縮成形後の団鉱強度が前記含水率のほか原
料の粒度構成にも影響があり、顧客の団鉱強度に
応じて粒度構成を整えた例である。コークス粉は
置場で山積で貯蔵されているため、粒度分布は偏
析を起しており、従つて粗い粒子群の場合は圧縮
成形においては空隙率が高いため粒子間の接合力
が弱いため壊れ易いので、成形歩留が悪く又弱い
団鉱となり易い。従つて均一な強度を有する団鉱
を作るためには、篩分を行つて均一な最適粒度構
成としたもので、３mm以下のものがコークス粉
100重量部に対し80重量部を超えると３mm超〜10
mmのものがあつても粉の干渉作用で団鉱強度の影
響は少ない。尚粒径が10mmを超えると、圧縮成形
で上述要因で団鉱強度を弱くする原因ともなるの
で本発明では10mmを超えない大きさとする。 第３図は一実施例の振動コンベヤー４で回収し
た粒径５〜10mmの篩上コークスを篩下に混合し、
粒径３mm以下の分布を変化させて成形したときの
成形歩留と成形直後の圧潰強度との関係を示す図
である。本実験では、５mm以上の篩状コークスを
混合して本発明第１図のコンベヤー６より供給
し、コークス粉乾燥重量100重量部に対し、100メ
ツシユ以下の乾燥製鋼スラグ微粉を10重量部、及
びリグニン水溶液を乾燥固形分換算で２重量部相
当を添加混合して第１図の工程に従つて成形し、
ベルトコンベヤー１５より排されるものを一定時
間全量採取して完全に成形を保つたものの重量割
合を歩留とし、又数個の圧潰強度を測定した結果
を第３図に示す。なお、前記成形前の含水率は約
９重量部であつた。なお、連続圧縮成形機１３の
圧縮力は1000Kg／cm²で、団鉱の形状は厚さ21mm、
幅35mm、長さ46mmの豆炭状に成形した。 第３図のＡ区は成形歩留の区域、Ｂ区は圧潰強
度の区域を示す。第３図より成形直後の取扱いを
容易となるためには圧潰強度を3.5Kg以上確保す
る必要があり、従つてコークス粉100重量部に対
し粒径３mm以下の占める割合が80重量部以上必要
であることが判明した。尚、圧潰強度とは、本発
明のコークス団鉱が楕円形の球形からなる豆炭状
であるためその球面を押圧して団鉱の潰れるとき
の押圧荷重である。 又本発明で製鋼スラグ粉を添加混合するのは、
コークス粉が多孔質であり而もその面は細い非結
晶の球面の溶着群であるため、コークス粉のみで
は粒子間の接合力が弱く、圧縮成形には多量の強
力な接着力のある結合剤を必要とする欠点があ
る。従つて結晶質の製鋼スラグを加えてコークス
粒子面を取り囲み結晶質粒子を絡らませて圧縮成
形し、緻密な強い団鉱を成形するためである。因
みに、製鋼スラグ粉末添加のコークス団鉱の見掛
比重は1.26であるが、製鋼スラグ粉を添加するこ
とにより、見掛比重は1.54となり重くて強い団鉱
となる。又成形後の養生において団鉱中の水分の
影響で製鋼スラグ中の未さい化石灰及びカルシウ
ムシリケート等からライムの溶出或いは晶出、並
びに含有する鉄分からウースタイトの溶出がある
ため、これが団鉱中の微細な気孔に浸透して、更
に粒子間の接合に寄与するなど自硬効果を有する
利点がある。又転炉装入において、製鋼スラグは
転炉発生物であるため転炉精錬では成分的には無
害であり、団鉱としては製鋼スラグの軟化効果に
より急激な熱解裂を防止し、又団鉱の比重を重く
するため炉内での浮遊流動を防止することから熱
効率を高める効果がある。 従つて、上述団鉱の強度を高めるために用いる
製鋼スラグは比較的細いものが微細間隙への充填
性が良く、又養生中の自硬反応においても被表面
量の大きい小さい粒子が良いことから、粒子構成
としては、製鋼スラグ粉100重量部中100メツシユ
以下の占める割合が80重量部以上のものがその効
果は顕著である。又添加量は、コークスの被表面
を覆いかつ成形時の粒子空隙を埋める程度で良
く、多量の添加は徒らに粒子群の被表面積を増加
させるため、成形直後の強度を維持するために添
加する有機粘結剤の効果を妨げる要因ともなるの
で、実施例ではコークス粉100重量部に対し５〜
20重量部の範囲の添加においてその目的を得るこ
とが出来た。すなわち、製鋼スラグのコークス分
に対する添加を20重量部以上とすると団鉱のカロ
リーが落ち、又５重量部以下であると結合力が弱
くなる。 有機粘結剤の添加は、上述製鋼スラグ粉のみで
は成形直後で圧縮破壊には強いが脆い欠点を補
い、成形後の取扱での落下に耐える程度の量を添
加する。従つて粘結剤は、即効性で接着力があ
り、而も転炉精錬に無害な成分を有するものが望
まれるため、炭素、水素、酸素を主成分とした有
機物高分子系例えば、リグニンを主成分とするも
のや糖蜜（これらのものは水溶液100重量部に対
し固形分が通常20〜50重量部の濃縮液である）、
或いはポリビニールアルコールなどの高分子樹脂
等がよい。尚有機物であるため、発熱量を有する
ことから団鉱の熱量に寄与することが出来る。添
加量は上述の如く、成形直後の取扱に耐える量で
よく、添加する物質の接着力によつて異る。例え
ば、実施例ではコークス粉100重量部に対しリグ
ニン水溶液を４重量部（固形では２重量部）添加
して成形直後満足すべき強度を得ることが出来
た。輸送中の破壊、経済性、粘結性を発揮する最
少値を考慮してコークス100重量部に対し有機物
粘結剤0.3〜４重量部（固形換算0.15〜２重量部）
の範囲でよい。 第２図は、コークス粉の全量を成形する他の実
施例の製造工程を示すもので、前記実施例の振動
コンベヤー４と混合機８を乾燥機２１及びフレツ
トミル２２に置き替え、コークス粉を乾燥後フレ
ツトミル２２で３mm以下の粒子コークス粉100重
量部に対し80重量部以上となる迄で粉砕しながら
製鋼スラグを混合し、粘結剤を加えて成形したも
ので団鉱の強度は前記実施例と殆んど変わりな
い。従つて、コークス粉の整粒は分級或いは粉砕
何れの方法でもよい。 本発明の方法で製造したコークス団鉱の、成形
直後の落下強度は鉄板上へ１〜２ｍより１回の落
下で耐えられる程度であつたが、７日間成品箱１
６に500mmの深さに収納し、湿度50〜70％の屋内
で自然通気養生を行うと製鋼スラグ粉の水分との
反応での自硬効果と有機粘結剤の効果により第４
図に示すように強い団鉱となつた。 第４図は、第１図の工程によつて第１表No.３に
示す配合で混合し、連続圧縮成形機１３の圧縮力
を1000Kg／cm²で成形した本発明のコークス団鉱を
製品箱１６に収納して成品置場２０で通気養生中
その経過時毎の落下強度を示す図である。落下強
度はコークス団鉱１Kgを袋に入れ10ｍの高さより
鉄板上へ３回繰返し落下させた後、５mm網目の篩
で篩分けた篩上の重量歩留で示す。第４図の横軸
に養生経過日数を示し、縦軸には上述測定の５mm
網目の重量歩留を示すもので、養生日数の経過に
より５mm以上の歩留が多くなり７日でほぼ通常の
大型転炉の使用に耐える団鉱となる。従つて製鋼
スラグの自硬効果の反応成生期間及び反応熱或い
は通気での乾燥期間が７日間に至ると考えられ
る。 団鉱の大きさとしては、大きくなれば自重によ
る落下衝撃で壊れ易く、又転炉内で短時間で昇温
する目的に使えない、例えば製錬途中で昇温を必
要とする場合は５〜７分程度の短時間での燃焼が
要求され、燃え残りを生じるとエネルギー損失と
もなり、小さければ取扱いにおいて壊れて５mm以
下となり転炉内で飛散し易い欠点があるため、大
きさとしては、巾、長さ及び厚さが10〜50mmの範
囲が好ましい。又形状は角のない球面が落下衝撃
に対して強いので通常の楕円形の豆炭状のものが
良い。 実施例のコークス団鉱の形状は、巾35mm、長さ
46mm、厚さ21mmの寸法で各稜線及びコーナーを球
形状とした豆炭状のものである。 （実施例） 以下実施例を第１表に示す。

【表】

【表】 （発明の効果） 上述の如く、本発明の方法で製造したコークス
団鉱は、従来未利用であつた製鋼スラグ粉を加え
ることによつて、殆んど塊コークスと変わらない
効果を有するものとなり、熱エネルギーへの寄
与、及び製鋼歩留の向上或いは製鋼増産へも安価
に寄与できるものである。而も最近の新製鉄法に
於ては、特に要望される極めて有用なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコークス団鉱の製造工程図、
第２図は本発明の他の製造工程図、第３図は圧縮
成形前のコークスの粒度分布と成形歩留及び圧潰
強度を示す図、第４図は実施例の養生経過におけ
る落下強度を示す図である。 １；受入れホツパー、２；ベルトフイーダー、
３，６，１３，１５，１７；ベルトコンベヤー、
４；振動コンベヤー、５；篩上産物箱、７；サブ
ホツパー、８；混合機、９；ホツパー、１０；フ
イーダー、１１；タンク、１２；定量器、１３；
ロール圧縮成形機、１４；ネツトコンベヤー、１
６；成品箱、１８；熱風発生装置、１９；排気フ
アン、２０；成品置場、２１；乾燥機、２２；フ
レツトミル、Ａ；受入コークス粉の粒度構成範
囲、Ｂ；整粒後のコークス粉の粒度構成範囲、
Ｃ；成形歩留、Ｄ；圧潰強度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 強粘結炭コークス粉の粒度構成を、３mm以下
   80重量部以上と残部の20重量部以下が10〜３mm超
   となる如く整粒し、次に整粒したコークス粉の乾
   燥重量100部に対して製鋼スラグ粉を５〜20重量
   部と、有機粘結剤を固形換算で0.15〜２重量部と
   を添加し、尚該混合物の乾燥重量100部に対して
   水分を６〜12重量部に調整して混合し、得られた
   混合物を連続圧縮成形機で成形して通気養生せし
   めることを特徴とする製鋼炉用コークス団鉱の製
   造方法。