JPH0365412B2 - - Google Patents

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炭石粉末とを混合し、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) ペレツタイジング−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、石炭等を加え回転
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) 製造過程で原料の鉄鉱石を微粉砕する必要が
あるため、粉砕動力費が高い。 ＜発明の目的＞ 本発明は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、セメントおよび水の混合物を加圧成形
ロールによりフレーク状に圧縮成形した後、養生
す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
く、又使用するセメントはポルトランドセメン
ト、混合セメント、アルミナ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いずれでも使
用出来る。 鉄鉱石粉末の粒度は、使用するロール成形機の
ロール間隙より小さいほうが良く、通常５mm以下
が好ましい。 次にバインダーとして鉄鉱石粉末に添加される
セメントの添加量は少量な程好ましいが、２重量
％以下では冷間落下強度が小さくなるため好まし
くなく、又８重量％以上ではこれ以上添加しても
強度はそれ程向上せず従つて添加量としては２重
量％以上８重量％未満が好ましい。 鉄鉱石粉末、セメントおよび水の混合は、鉄鉱
石の粉砕時に混合しても良く、又通常のコンクリ
ートミキサー等により混合しても良い。 鉄鉱石粉末とセメントの混合物への水の添加量
は、鉄鉱石粉末の粉末度により変化するが、通常
４重量％以上〜８重量％未満が好ましい、４重量
％以下では非焼成塊成鉱の冷間落下強度が小さ
く、また８重量％以上では添加した水量が成形時
に成形物の系外に滲みだすため好ましくない。 一対の加圧成形ロールにより上記混合原料を圧
縮成形すると、成形物はフレーク状に連続して製
造される。又ロール間隙を変化する事によりフレ
ークの厚さがコントロール出来る。フレークの厚
さは６mm以上15mm未満が好ましい、６mm以下では
冷間落下強度が小さく、一方15mm以上では非焼成
塊成鉱の被還元性状が不良となるので各々好まし
くない。 成形物は必要に応じ解砕機により所定の粒径、
通常10〜50mmまで解砕された後、養生される。成
形物の養生は、１日以内の養生で高炉に装入する
場合には蒸気養生が良く、又、１日以上養生する
場合には常温養生でも良い。尚、蒸気養生あるい
は常温養生いずれの場合も養生後100℃以上で強
制乾燥処理すると良い。強制乾燥により成形物の
強度が増加し、又高炉へ侵入する水分量も減少で
きるので好ましい。 ＜発明の効果＞ 以上説明した本発明によれば次の利点がある。 イ 鉄鉱石粉末を冷間で塊成化するため、SOx、
NOxおよび粉塵等に対する大気汚染防止対策
が必要ない。 ロ フレーク状として製造されるため、従来の非
焼成ペレツトよりも安息角が大きく高炉投入時
の偏在現象が防止できる。 ハ 従来の非焼成ペレツトよりも養生時間を著る
しく短縮出来る。 ニ 従来の非焼成ペレツトよりもセメント使用量
を減少出来、高炉操業時のスラグ比を抑制でき
る。 ホ 従来の非焼成ペレツトよりも粉砕動力費を低
減出来る。 ヘ 被還元性にすぐれ、製錬効果が向上する。 ＜実験例＞ 以下に本発明の実験例を示す。 実験例 １ 105℃で乾燥しその後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）粉末に早
強ポルトランドセメントを１重量％〜10重量％添
加混合したものを１水準各150Kg調製した。その
後混合物100重量部と水６重量部をコンクリート
ミキサーで混合し、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20℃相対湿度
80％以上で１日および７日養生した後JIS M8711
に準じて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％〜８重量％が好ましいこ
とが解る。 実験例 ２ 実施例１で使用したリオドセ産鉄鉱石粉末94重
量部、早強ポルトランドセメント６重量部および
水を５重量部を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
ークを常温で１日養生後JIS M8711に準じて落下
強度を、JIS M8713に準じて最終還元率を測定し
第２図、第３図の結果を得た。 第２図および第３図から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生が不良となるため好ま
しくない。 実験例 ３ オーストラリアハマスレー産鉄鉱石（ヘマタイ
ト系）を５mm以下に粉砕しその後普通ポルトラン
ドセメントを6wt％、水を6wt％添加しパグミル
で混合した後、実験例−１で使用した成形ロール
機で圧縮成形した。フレークを種々の条件で養生
しその後安息角、落下強度、最終還元率及び最大
圧損値を測定し表−１〜表−４の結果を得た。 比較のためブリケツトマシン成形物および非焼
成ペレツト（普通ポルトランドセメント10wt％
をハマスレー鉄鉱石に添加した後88μふるい残分
1.2％に粉砕し皿型造粒機で13〜15mm径に造粒）
についても調製して試験した。

【表】 本発明によるロール成形は製品収率が著るしく
高い事が明らかである。

【表】 数発生しているため試験を中止した。
表−２から本発明のロールによる圧縮成形物は
冷間落下強度が、他の成形物に較べ著るしく大で
ある事が解る。 一方ブリケツトマシンによる成形物は促進養生
あるいは長期養生の効果が小さい。これは成形圧
力が成形物に均一に作用しないために生じる成形
物の不均一性が養生により解消されないためと考
えられる。 又、皿型造粒物の非焼成ペレツトは95％の落下
強度を達成するには常温７時間の養生を必要と
し、これを短縮するため80℃蒸気養生を３時間行
うと、表面にクラツクが発生し製品を損う問題が
ある。ところが本発明の成形物は80℃蒸気養生３
時間により落下強度が91％に達し、短時間の強度
発現が可能である。

【表】 次に被還元性についてみると、ブリケツトマシ
ン成形物あるいは従来の皿型造粒物に比べ、本発
明に係る成形物の被還元率は、表−３から明らか
なように最終還元率95％であり大幅に向上してい
ることが判る。これは本発明の成形物はフレーク
状をなし、その厚みが10mmと薄いため内部まで還
元反応が進行した結果であると考えられる。又本
発明の成形物のふくれ指数も従来のものと同等で
あり、この点の不都合もないことが判る。

【表】 筒を引き抜いた後の安息角を測定した。
更に本発明の成形物と比較例の成形物について
安息角を測定した。この結果を表４に示す。表−
４から明らかなように本発明の成形物の安息角は
従来の成形物の安息角に比べ大きく、高炉に装入
した際好都合であることが判る。 実験例 ４ カナダタツス産鉄鉱石（マグネタイト系）を１
mm以下に粉砕し普通ポルトランドセメントを７重
量％コークス粉を５重量％添加混合した後混合物
100重量部に対して６重量部の水を添加しパグミ
ルで混合した後実験例１で使用したロール成形機
を使用し成形圧1500Kg／cm²で成形した。フレーク
の厚さは13mmであつた。成形物を常温１日養生、
80℃４時間蒸気養生および50℃４時間蒸気養生後
250℃で２時間乾燥の各々の水準で養生し、その
後JISに準じて冷間落下強度、最終還元率、ふく
れ指数を測定して表−５の結果を得た。

【表】 表−５から明らかなように本実験例においても
最終還元率はいずれも91〜92％であり、実験例−
３の場合と同様、従来のものより大きな被還元性
を示していることが判る。 実施例 ５ オーストラリアローブリバー産鉄鉱石（リモナ
イト系）を３mm以下に粉砕しその後早強ポルトラ
ンドセメント25重量％、88μ全通石炭石粉５重量
％を添加し混合した後、混合物100重量部に対し
て水７重量部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を使用し、成形圧500Kg／
cm²で成形した。フレーク厚さは8.0mmであつた。 成形物を常温１日養生、90℃２時間蒸気養生、
90℃２時間蒸気養生後200℃で２時間乾燥の各々
の水準で養生した後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表−６の
結果を得た。

【表】 表−６から明らかなように本実験例においても
最終還元率はいずれも95％〜96％であり、実験例
３の場合と同様、従来より大きな被還元性を示し
ていることが判る。又、蒸気養生により短期強度
の発現も可能であることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の成形物に係り、
第１図はセメント添加量と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落下強度との
関係を示すグラフ、第３図はフレーク厚さと最終
還元率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、セメントおよび水の混合物を加
   圧成形ロールによりフレーク状に圧縮成形した
   後、養生することを特徴とする非焼成塊成鉱の製
   造方法。 ２ 上記混合物においてセメントの添加量が２重
   量％〜８重量％、水の添加量が４重量％〜８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。