JPH0364571B2 - - Google Patents

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JPH0364571B2
JPH0364571B2 JP10441784A JP10441784A JPH0364571B2 JP H0364571 B2 JPH0364571 B2 JP H0364571B2 JP 10441784 A JP10441784 A JP 10441784A JP 10441784 A JP10441784 A JP 10441784A JP H0364571 B2 JPH0364571 B2 JP H0364571B2
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JP
Japan
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iron ore
roll
powder
experimental example
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JP10441784A
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Masaru Shirasaka
Hajime Nagayama
Shohei Suzuki
Junsuke Haruna
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<技術分野> 本発明は鉄鉱石粉末又は酸化鉄粉末を高炉で製
銑する際高炉装入時の粉末の飛散を防止し且つ炉
内の通気性を保持して精錬反応を円滑に進行せし
めるための原料鉄鉱石粉末の予備処理に関する。 <従来技術> 近年は出銑比の増大あるいはコークス比の低減
等の要請から高炉に装入する鉄鉱石の粒度が更に
小さくなる傾向にある事、富鉱の涸渇化による低
品位鉱の利用の必要性から粉鉱石の取り扱い量が
増大している事、また製銑工場での粉塵公害防止
のためダストの回収が強化されている事、等のた
めに鉄鉱石粉末の使用量は益々増加する傾向にあ
る。これらの鉄鉱石粉末をそのまま高炉に装入す
ると、通気性の不良や不均一、ガス灰発生量の増
加、および荷下りの不良等を生じ、コークス比の
増大あるいは出銑比の低下等高炉の操業に著るし
い悪影響を及ぼすため鉄鉱石粉末は適当な方法で
塊成化して用いる必要がある。 鉄鉱石粉末又は酸化鉄粉末などの原料を塊成化
する方法として現在工業的に実施されているもの
には次の方法がある。 (1) 焼結法 約5mm以下の鉄鉱石粉末に適当な粒度のコー
クスと必要に応じて石灰石粉末とを混合し、格
子上で1200〜1400℃の温度下にて焼成し、鉄鉱
石の一部を溶融させて焼結させ、冷却後破砕し
て適当な粒とする方法。 (2) ペイツタイジング−焼成法 微粉砕した鉄鉱石粉末に適当量の水分および
必要に応じてベントナイト、石灰等を加え回転
ドラム、回転皿等を用いて造粒しその後ロータ
リーキルンで焼成し焼結させて充分な強度を得
る方法。 (3) ペレタイジング−冷間硬化法 俗にコールドボンド法と言われるもので微粉
砕した鉄鉱石粉末とポルトランドセメントある
いはポルトランドセメントクリンカー粉末の混
合物に適当量の水分を加えて、回転ドラムある
いは回転皿などを用いて造粒しその後養生して
充分な強度を得る方法。 以上の3法に大別されるが、(1)および(2)の方法
は何れも鉄鉱石粉末の粒状物あるいはペレツトに
強度を付与させるため、何等かの方法でこれらの
粒状物あるいはペレツトを焼成している。この焼
成には大規模な設備を必要とするばかりでなく、
焼成炉より発生するSOx、NOxあるいは粉塵等
が公害源になるという問題がある。このため非焼
成の塊成化方法として上記(3)の方法が開発されて
いるが、上記(3)の方法には次のような欠点があり
未だ充分ではない。 (イ) 強度発現までに長期間(通常7〜10日)を
要するために大規模な養生設備を必要とす
る。 (ロ) ペレツトは球状であるため安息角が小さ
く、高炉に投入した時炉の中央部に偏在する
ため高炉操業が著るしく不安定になる。これ
を避けるために使用量が非常に少量に限定さ
れる(通常10〜20重量%)。 (ハ) 充分な強度を達成させるにはセメントを多
量(通常7%以上)に添加する必要があるた
め、高炉の操業中にスラグ比が高くなるた
め、出銑比、コークス比および炉前作業性等
が悪くなる。 (ニ) ペレツトは球状且つトポ化学的に還元反応
が進行するため内部に未還元FeOが残留し易
い。 (ホ) セメントの水和水(結合水)の存在により
燃料比か高くなると共に炉頂で凝縮を生ずる
ことになり、操業上不都合である。 (ヘ) セメント水和物は加熱により結合が破壊さ
れ、このため500〜800℃での熱間強さが著し
く低下する。 <発明の目的> 本発明の予じめ焼結する事なしに成形後短時間
で強度を発現すると共に耐水性を有しそして高炉
中での被還元性に優れ、且つ鉄鉱石粉末が溶融温
度に達するまで自形を保持するに充分な強度を有
する非焼成塊成鉱を簡単な設備で製造する方法を
提供することを目的とする。 <発明の構成> 上記目的を達成するため、本発明の構成は、鉄
鉱石粉末に粘着性炭化水素混合物を添加混合した
後外混合物を圧縮成形し、硬化させることを特徴
とする。 本発明で使用する鉄鉱石粉末はヘマタイト系、
マグネタイト系およびリモナイト系いずれでも良
い。 本発明は上記鉄鉱石粉末に粘着性炭化水素混合
物を所定量添加する。ここで粘着性炭化水素混合
物とはアスフアルト、ピツチ又は溶剤抽出炭
(SRC)の一種又は二種以上からなるものを云
う。これらはいずれも粘着性を有し炭化水素を主
体とした混合物であり、常温下で固体ないし半固
体状をなし通常100℃以上の加熱下で溶融する。
更に中性又は還元雰囲気下で加熱すると揮発分が
蒸発し粘度は大きくなり遂にはガラス状炭素そし
て黒鉛になる。これら粘着性炭化水素混合物の添
加量は1重量%〜6重量%とするのがよい。1重
量%未満の場合は成形物の強度が小さく、又、6
重量%以上の場合には成形物表面に該粘着性炭化
水素が滲みだし相互に粘着したり、あるいは50℃
以上に加熱した際成形物が軟化するので好まし
い。 該粘着性炭化水素混合物を鉄鉱石粉末に添加す
るには溶融状の上記炭化水素混合物をスプレー等
で添加するのが好ましく、混合はパグミル等で行
なうとよい。鉄鉱石粉末へのバインダーの添加か
ら圧縮成形までの時間は出来るだけ短かくするの
が好ましい。この時間が長くなるとバインダーが
固化し成形性が低下するため好ましくない、この
ような場合は鉄鉱石粉末を加熱する必要がある。 鉄鉱石粉末に上記粘着性炭化水素混合物を添加
すると、該粘着性炭化水素混合がバインダーとし
て作用し、圧縮成形後常温まで冷却すると成形物
はバインダーの固化作用により強度を発現し高強
度を示す。この時回転皿型あるいは回転ドラム型
等の造粒機による造粒はバインダー量を多くせね
ば造粒出来ず、その結果50℃以上に加熱すると軟
化現象を示すため好ましくない。一方ロールによ
る圧縮成形によればバインダーの添加量を少なく
する事が出来るだけでなく成形体の強度が大きく
成形むらが小さい、大量処理が可能である等の理
由が好ましい。ロールで圧縮成形する時、ロール
上部に振動板を付属させたホツパーを設けホツパ
ー中の成形原料に振動を与えて成形するとロール
への原料の喰込みが良くなり又原料中の空気も脱
気されるので成形性が向上し、更に成形体の強度
も増加するので好ましい。この他原料に振動を与
えることによりホツパー中での原料の棚つり現象
も防止できる利点もある。 尚、ロール成形の際、鉄鉱石粉末は粒径が大き
過ぎると成形ロールへの喰込みが悪く成形性が低
下する。従つて粒子の最大径は成形ロール間隙よ
り小さくするのがよく、通常5mm以下が好まし
い。フレーク(成形物)の厚さは7mm以上15mm以
下が好ましく、ロール間隙を変化する事によりフ
レークの厚さをコントロールする事が出来る。得
られたフレークは必要に応じて解砕機で所要の粒
径(通常10〜50mm)まで解砕される。 次に、中性雰囲気又は還元雰囲気下て成形体を
加熱していくと約200℃程度からバインダー中の
揮発分が蒸発しバインダーの粘度が大きくなるた
め成形体の強度が増加する、約800℃になると揮
発分の蒸発はほぼ修了しガラス状の炭素が鉄鉱石
粒子を結合し成形体の強度は更に増加する。 炭素は中性又は還元性雰囲気下では非常に化学
的に不活性且つ熱間強度が大であるため、上記成
形時の加熱下においては成形体の熱間強度は低下
しない。一方製錬時には成形体中に残存した炭素
は最終的に鉄鉱石粉末と化学的に反応し鉄鉱石を
還元して消失する。 <発明の効果> 以上説明した本発明の製造方法は次の効果を有
する。 (1) 成形体の冷間強度はバインダーの固化により
達成されるため、成形直後に高強度を有する塊
成鉱を製造出来る。即ち、成形後の焼成設備お
よび養生設備を必要とせず成形後30分以内で冷
間落下強度が80%以上の強度を示すため直ちに
高炉に装入出来且つ熱間強度にも優れている。
このため良質な成形体を安価にかつ容易に大量
製造出来る。 (2) バインダーとしてセメントを使用しないた
め、スラグ比が高くならない塊成鉱を得ること
ができる。 (3) ロールによる圧縮成形法により製造される塊
成鉱はフレーク状であるため従来の非焼成ペレ
ツトよりも安息角が大きく且つ被還元性状に優
れている。 (4) 成形体中に残存する炭素は鉄鉱石を還元する
ため高炉操業でコークス比を小さくする等の利
点がある。 <実験例> 次に本発明の実験例を以下に示す。 実験例 1 1mm以下に粉砕したブラジルリオドセ産鉄鉱石
(ヘマタイト系)粉末を150℃に加熱した後、150
℃で溶融したストレートアスフアルトを1.0重量
%〜8.0重量%添加し、パグミルで混合した後、
一対の加圧成形用ロールでフレーク状に圧縮成形
した。成形物を室温まで放冷した後JISM8711に
準じて冷間落下強度を測定し第1図の結果を得
た。 尚、ロールの成形条件は以下の通りである。 ロール径:450mm ロール巾:300mm 成形圧:800〜1000Kg/cm2 ロール回転数:2rpm フレーク厚さ:10mm 第1図から明らかなように鉄鉱石粉末へのセメ
ントの添加量は2重量%〜6重量%が好ましいこ
とが解る。2重量%以下のときは強度が小さく、
又6重量%以上のときは強度向上の効果が小さい
ばかりか余分のアスフアルトが成形体の表面に滲
み出し、固壊化し易くなる現象がみられる。 実験例 2 実験例1で使用したリオドセ産鉄鉱石粉末に
150℃で溶融したストレートアスフアルトを4重
量%添加し、パグミルで混合した後実験例1で使
用したと同じロール機を使用し、ロール間隙を変
更して種々の厚さのフレークを成形した。フレー
クを常温まで放冷した後JIS M8711に準じて冷間
落下強度を、JIS M8713に準じて最終還元率を測
定し第2図の結果を得た。 第2図から明らかなように成形されるフレーク
の厚さは6mm以上15mm以下が好ましい事が解る。
即ち6mm以下の時は落下強度が小さく、又15mm以
上の時はフレークの被還元性が不良となるため好
ましくない。 実験例 3 140〜150℃に加熱した3mm以下のオーストラリ
アハスマレー産鉄鉱石(ヘマタイト系)粉末に
180〜210℃で加熱溶融したタールピツチを4重量
%添加しパグミルで混合した後実験例1で使用し
た加圧成形用ロール機のロール上部に振動板を設
けたホツパーを用い、成形原料に振動を与えて空
気を脱気しながらロールで圧縮成形した。 成形条件は次の通りである。 ロール間隙:6mm、成形圧900Kg/cm2フレーク
を室温まで冷却した後、収率および冷間落下強度
を測定し表−1の結果を得た。比較のため同一原
料をブリケツトマシンで成形した成形物について
も測定した。
【表】 表−1の結果から本発明のロール成形は従来の
ブリケツトマシン成形よりも製品収率および成形
物の強さの点で優れている事が判る。 又本発明のロール成形において、ロール上部の
原料ホツパー原料に振動を与えて原料中の空気を
分離した後ロール成形すると、ロールへの原料の
喰い込みが向上しその結果製品収率および成形物
強度が向上する事が明らかである。 実験例 4 実験例3で原料に振動を与えてロールで成形し
たフレークを室温まで冷却した後N2ガス雰囲気
の電気炉で所定温度で所定時間加熱し炉内で放冷
した後JIS M8711に従つて冷間落下強度を測定し
第3図の結果を得た。尚フレークの1水準当り加
熱量は25Kg、加熱温度は300〜900℃、加熱時間は
5時間であつた。 第3図の結果から本発明の成形物は加熱により
強度が低下しない事が判る。 実験例 5 150〜170℃で加熱した1mm以下のオーストラリ
アローブリバー産鉄鉱石粉末に150〜170℃で加熱
溶融したアスフアルトを5重量%添加しパグミル
で混合した後実験例1で使用したロール成形機で
原料に振動を与えながら成形圧600Kg/cm2で圧縮
成形した。フレークを冷却後JISに準じて冷間落
下強度、最終還元率およびふくれ指数を測定し次
の結果を得た。尚フレークの厚さは8mmであつ
た。 冷間落下強度 91% 最終還元率 97% ふくれ指数 3.5% 上記結果から明らかなように本発明の塊成鉱は
冷間強度、最終還元率とも大きく、高炉装入用原
料として優れている事が判る。 実験例 6 140〜150℃に加熱した1mm以下のカナダタツス
産鉄鉱石粉末に88μ全通の石灰石粉末を2重量%
添加混合した後180〜210℃で加熱溶融したタール
ピツチを3重量%添加しパグミルで混合した後、
実験例1で使用した伸銅板付きロール成形機で成
形圧900Kg/cm2で圧縮成形した。フレークを室温
まで冷却した後JISに従つて冷間落下強度、最終
還元率およびふくれ指数を測定し次の結果を得
た。 冷間落下強度88% 最終還元率97% ふくれ指数 3.7% 本実験例から明らかなように本発明の製造法で
は石灰石粉末を混合して成形しても何等差しつか
えなくむしろより良好な非焼成塊成鉱が製造出来
る。 実験例 7 実験例1で使用したブラジルリオドセ産鉄鉱石
粉末に1mm以下のコークス粉末を7重量%混合し
180〜200℃に加熱した後、290〜310℃で加熱溶融
したSRC(灰分0.6重量%、揮発力49.7重量%)を
6重量%添加しパグミルで混合した後実験例1で
使用した振動板付きロール成形機で成形圧500
Kg/cm2で圧縮成形した。フレークを室温まで冷却
した後JISに従つて冷間落下強度、最終還元率お
よびふくれ指数を測定し次の結果を得た。 冷間落下強度 92% 最終還元率 98% ふくれ指数 3.8% 本実験例から明らかなように本発明の製造法で
はコークス粉末を混合して成形しても差し支えな
くむしろ良好な非焼成塊成鉱が製造出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の製造方法による
成形体の性状を示すグラフであり、第1図はセメ
ント添加量と冷間落下強度との関係を示すグラ
フ、第2図はフレーク厚さと冷間落下強度、最終
還元率との関係を示すグラフ、第3図は冷間落下
強度と加熱温度との関係を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鉄鉱石粉末に粘着性炭化水素混合物を添加混
    合した後、該混合物を圧縮成形し、硬化させるこ
    とを特徴とする非焼成塊成鉱の製造方法。 2 上記粘着性炭化水素混合物としてアスフアル
    ト、ピツチ又は溶剤抽出炭の一種あるいは二種以
    上を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の非焼成塊成鉱の製造方法。 3 上記粘着性炭化水素混合物の添加量が1重量
    %〜6重量%であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の非焼成塊成鉱の製造方法。
JP10441784A 1984-05-25 1984-05-25 非焼成塊成鉱の製造方法 Granted JPS60248831A (ja)

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JPS60248831A JPS60248831A (ja) 1985-12-09
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CN100386560C (zh) * 2006-06-30 2008-05-07 刘柱艳 烧结机混合料外裹液态燃剂装置用液态燃剂
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