JPH0377853B2

JPH0377853B2 -

Info

Publication number: JPH0377853B2
Application number: JP29457487A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sugyama; Akiji Shirochi; Kunihiko Tokukasa
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1991-12-11
Also published as: JPH01136936A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明は、高炉装入用の鉄原料として、高温
の還元率（以下、これを単に還元率という）が高
い自溶性ペレツトの製造方法に関する。（従来の技術）例えば、鉄鉱石の微粉は、そのままの状態では
高炉に装入できないため、これらを一旦、生ペレ
ツトに造粒した後、焼成して自溶性ペレツトと
し、これを高炉装入用原料とすることが行われて
いる。そして、このような自溶性ペレツトには製
銑効率を向上させるために、高い被還元性を有す
ることが要求される。（発明が解決しようとする問題点）ところで、上記従来の自溶性ペレツトは還元率
が75〜80％程度であり、更に被還元性の高いもの
を得る上で、その製造方法に改善の余地が残され
ている。（発明の目的）この発明は、上記のような事情に注目してなさ
れたもので、物理的性状に問題を生じない範囲で
被還元性の高い自溶性ペレツトを製造できるよう
に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のこの発明の特徴とす
るところは、ペレツト原料として44μｍ〜１mmの
粒径のものを90％以上含有するドロマイトと石灰
石の少なくともいずれか一方を粉鉄鉱石に添加
し、これを生ペレツトとした後、1220℃〜1300℃
の焼成温度で焼成してCaO／SiO₂の値が0.8以上
となるようにした点にある。（実施例）以下、この発明の実施例を説明する。自溶性ペレツトを成形するためのペレツト原料
として、44μｍ〜１mmの粒径のものを90％以上含
有するドロマイトと石灰石の少なくともいずれか
一方を粉鉄鉱石（スラツク等副原料を含む）に添
加し、これをパン型ペレタイザー等で生ペレツト
とする。次に、この生ペレツトを1220℃〜1300℃
の焼成温度で焼成してCaO／SiO₂の値が0.8以上
となるようにする。上記の場合、ペレツト原料として、44μｍ〜１
mmの粒径のものを90％以上含有させることとした
のは、次の理由による。即ち、仮に44μｍ以下と
すると、成形した自溶性ペレツトの気孔率（cm³／
ｇ）が低下して所望の被還元性を得られないおそ
れがあるためである。また、１mm以上にすると、
スラグ層が生成しにくくなり、このため、十分な
圧潰強度が得られないという物理的性状の点で問
題を生じるためである。また、前記のように焼成温度を1220℃〜1300℃
としたのは次の理由による。即ち、仮に、上記温
度を1220℃以下にすると、焼成不足となつてスラ
グ層が生成しにくくなり、上記と同じく十分な圧
潰強度が得られないとい不都合を生じるからであ
る。また、1300℃以上にすると、焼成が過ぎて気
孔率が低下し、即ち、所望の被還元性が得られな
いという不都合を生じるためである。更に、成形される自溶性ペレツトのCaO／
SiO₂（塩基度）の値を0.8以上としたのは、この
0.8以上の値によつて被還元性が顕著に上昇する
ためである。また、上記自溶性ペレツトのMgO／SiO₂の値
はこれを0.47以上にすれば、更に被還元性が顕著
に向上する。自溶性ペレツトに含有されるSiO₂量（％）を
少なくすれば、これを高炉に投入した場合、融液
生成量が少なくなり、即ち、被還元性の向上する
ことが知られている。この場合、SiO₂量（％）
を次式を満足させる量にすれば、所望の被還元性
を得ることができる。 SiO₂（％）＜1.14・（CaO／SiO₂）＋1.65 また、前記ペレツト原料における鉄鉱石に、ブ
レーン比表面積（JISの測定法による）が1000
cm²／ｇ以下である鉱石を25％以上含有させ、か
つ、このペレツト原料のブレーン比表面積を1800
〜3800cm²／ｇとする。上記の場合、鉄鉱石にブレ
ーン比表面積が1000cm²／ｇ以下のものを多く含有
させたのは、鉄鉱石をある程度粗くし、即ち、こ
れにより、自溶性ペレツトの気孔率を高めて被還
元性を向上させるためである。また、ペレツト原
料のブレーン比表面積を1800〜3800cm²／ｇとした
のはペレツト製造および高炉使用に必要な強度を
発現させるためである。次に、上記製造方法にて成形された自溶性ペレ
ツトにつき、図面を参照して説明する。第１図において、１は本発明の自溶性ペレツト
で、この自溶性ペレツト１の内部には無数の気孔
２が形成されている。この気孔２のうち、自溶性
ペレツト１の外部にまで通じているものを開気孔
２ａといい、自溶性ペレツト１内で閉じているも
のを閉気孔２ｂという。そして、この自溶性ペレツト１には、直径5μ
ｍ以上の開気孔２ａ量を0.045cm³／ｇ以上存在さ
せてある。開気孔２ａ量を上記のようにすると、
還元率が80％以上となり、従来ペレツトの還元率
が75〜80％以下であることに比較して被還元性の
向上が達成される。また、直径5μｍ以上の気孔２の周辺にはカル
シウム・フエライト組織である脈石相３が存在し
ている。この脈石相３は化学式がCaO・Fe₂O₃の
ものや、CaO・2Fe₂O₃（ヘミカルシウム・フエラ
イト）のものがある。また、この脈石相３は厚さ
が100μｍ以上であり、CaO／SiO₂（塩基度）の値
は1.4以上である。上記の場合、脈石相３の厚さ
は気孔２の周辺の全域にわたつて100μｍ以上で
あつてもよく、部分的であつてもよい。このよう
に気孔２の周辺にある程度以上の厚さを有する脈
石相３を存在させたのは、これにより被還元性が
向上するためである。更に、この自溶性ペレツト１は全体として
CaO／SiO₂の値が0.8以上となつており、また、
MgO／SiO₂の値は0.47以上となつている。ここで、前記した直径5μｍ以上の開気孔２ａ
量を算出する方法につき説明する。まず、自溶性ペレツト１の見掛け密度（Sa）
（ｇ／cm³）を水銀置換法（JIS M8716）で測定す
る。また、真の密度（Ｓ）（ｇ／cm³）をピクノメ
ータ法（JIS M8717）で測定する。次に、上記測定値により、気孔率（Ｐ）（％）
を次式により算出する。Ｐ＝Ｓ−Sa／Ｓ×100（％）一方、自溶性ペレツト１について閉気孔２ｂを
含んだ見掛け密度（Sc）（ｇ／cm³）を測定する。
この測定方法は前記した真の密度の測定と同様で
あるが、この場合、自溶性ペレツト１の周りの雰
囲気を0.01mmH₂Oに減圧し、開気孔２ａをキシレ
ンにて置換することにより、上記見掛け密度
（Sc）が求められる。そして、上記各数値に基づき、閉気孔率（Pc）
（％）を次式により算出する。 Pc＝（Ｓ−Sc／Ｓ）×Sa／Sc×100（％）更に、上記各数値により、開気孔量（Vop）
（cm³／ｇ）を次式により算出する。 Vop＝Ｐ−Pc／Sa×１／100 次に、気孔２の直径の分布を測定する。この測
定には、水銀圧入ポロシメータ（イタリー国カル
ロエルバ社製）を用いる。測定範囲は0.074μｍ〜
125μｍであり、0.074μｍ未満は無視している。上
記範囲におけるいずれかの直径から125μｍまで
の開気孔２ａ量（cm³／ｇ）が求められる。即ち、
例えば、5μｍ〜125μｍの開気孔２ａ量（cm³／ｇ）
が求められる。ここで、上記水銀圧入式ポロシメータの測定理
論を説明する。即ち、開気孔２ａの断面が円形で
あると仮定し、その半径をγ、水銀の表面張力を
σ、ぬれ角をθ、加えられる圧力をＰとして、開
気孔２ａに水銀を圧入しようとすれば、次式が成
立する。 γ＝2σcosθ／Ｐ従つて、圧力を徐々に変化させて測定すれば、
上記のように、ある気孔の直径の範囲における開
気孔２ａ量を求めることができる。上記ポロシメータにより、5μｍ以下の開気孔
２ａ量（V_-5）（cm³／ｇ）を求めれば、初期目的
の5μｍ以上の開気孔２ａ量（V₊₅）（cm³／ｇ）は
次式により算出される。 V₊₅（cm³／ｇ）＝Vop−V_-5 一方、前記被還元性の評価法につき説明する。高炉内の温度が950℃以下では、装入された鉱
石類の大部分はFe₁−x0までの還元に留まり、こ
れ以上の温度では、急速昇温下でFe₁−x0→Ｍ・
Feへ還元される。この還元条件を簡便化した条
件で被還元性を評価することが妥当である。そこで、還元条件を、 900℃（還元ガスCO／CO₂＝60／40）にて還元
時間２時間 1250℃（還元ガスCO／N₂＝30／70）にて還元
時間２時間の２段階還元とし、 W₁を還元前の重量、W₂を1250℃還元後の重
量、Ｔ・Fe（％）とFeO（％）を還元前試料のも
のとして、次式により還元率を測定する。 RI（1250）＝W₁−W₂／W₁ ×１×10⁴／｛0.430・（Ｔ・Fe）−0.112・（FeO）｝
（％）なお、上記のように自溶性ペレツト１を成形す
れば、還元率が向上して好ましいが、更にこれら
自溶性ペレツト１を次のようにして高炉に投入す
れば、更にその効果が向上する。即ち、自溶性ペレツト１を成形する場合に複数
の生ペレツトに炭素分を付着させて焼成する。す
ると、これらが互いに付着し、複数の自溶性ペレ
ツト１群が１つのブロツクとなる。このため、各
自溶性ペレツト１の粒子径は小さくできるのであ
り、よつて、この点でも被還元性を向上させるこ
とができる。また、これを炉内に投入したときに
は、これは転がりにくいため、安息角を大きくと
ることができ、よつて、所定の傾斜角を保つて炉
内に積層できることから、ガスの偏流を防止でき
る。次に、自溶性ペレツト１の製造方法について、
具体的実施例を説明する。（第１具体的実施例）ペレツト原料として、下記第１表の粒径範囲で
示すようにある範囲にある粒度のものを90％以上
含有するドロマイトを添加し、これを生ペレツト
とした後、1250℃と1275℃の各温度でそれぞれ焼
成し自溶性ペレツト１を成形した。第２図の各図は焼成温度を1250℃とした場合の
自溶性ペレツト１の断面写真であり、第３図の各
図は焼成温度を1275℃とした場合の自溶性ペレツ
ト１の断面写真である。これらの写真は３倍の拡
大写真で、第１表に示すように各粒径範囲のもの
をそれぞれ撮影して示してある。

【表】上記各図によれば、ドロマイトの粒径を粗くす
るに従つて、気孔２量が増加することがわかる。上記により成形した自溶性ペレツト１につい
て、開気孔２ａ量と、還元率（RI）との関係を
第４図に示してある。この図によれば、直径5μ
ｍ以上の開気孔２ａ量を0.045cm³／ｇ以上存在さ
せれば、従来の還元率の最高水準（80％）を越え
て、この還元率が顕著に向上することが理解され
る。また、上記のように成形された自溶性ペレツト
１は、その断面形状が第５図と、この第５図の一
部を拡大した第６図とで示すようなものとなつて
いる。第６図中、気孔２の周辺には厚さｌが
100μｍ以上の脈石相３が存在している。４は
Fe₂O₃と低塩基度スラグである。下記第２表は、焼成温度を1250℃とした場合の
もので、上記第５図と第６図中、脈石相３と、符
号５で示す部分の各成分を重量％で示し、かつ、
各部分におけるCaO／SiO₂（塩基度）の値を示し
てある。

【表】また、下記第３表は、焼成温度を1275℃とした
場合のものである。

【表】なお、第７図は、ペレツト原料に微粉のドロマ
イトを添加した場合の従来例であり、この図は上
記第６図に相当している。この場合には、気孔
２′の周辺には脈石相３が存在していない。また、
下記第４表は上記第７図中符号５′で示す部分の
成分と、それに対応する塩基度とを焼成温度別に
示してある。

【表】上記第２、第３表と、第４表とを対比すれば、
実施例の気孔２近傍のCaO／SiO₂（塩基度）が従
来のものよりも高くなつていることが理解され、
これにより被還元性の向上が達成される。第８図と第９図は、焼成温度を1250℃として自
溶性ペレツト１を成形した場合のもので、第８図
は、この自溶性ペレツト１の脈石相３における
CaO／SiO₂の値と、還元率との関係を示すグラ
フ図であり、このCaO／SiO₂の値に対する還元
率の値は自溶性ペレツト１の開気孔率がほぼ一定
であるにもかかわらずCaO／SiO₂の値によつて
変化する。なお、脈石相３は均一組織ではないた
め、CaO／SiO₂の値には幅が出る。そのため、
高い還元率を得る上では、この値を1.4以上にす
ることが妥当であることがわかる。第９図は自溶性ペレツト１全体としてのCaO／
SiO₂と、還元率との関係を示すグラフ図であり、
ペレツト原料として44μｍ以下の微粉ドロマイト
を用いた場合の従来例も併記してある（図中鎖線
図示）。図によれば、粒径が0.1〜0.5mmである粗
粒のドロマイトを原料とすれば、還元率の上昇す
ることが理解される。そして、CaO／SiO₂の値
を0.8以上にすれば、粒径0.1〜0.5mmのドロマイト
を添加することによつて高い還元率の得られるこ
とがわかる。第１０図は、粒径が0.1mm〜0.5mmである粗粒ド
ロマイトを原料として、焼成温度を1250℃と1275
℃として自溶性ペレツト１を成形した場合のもの
で、MgO／SiO₂の値と、還元率との関係を示す
グラフ図である。現在、工業生産されているペレ
ツトの中で最も高い還元率は80％である。そこ
で、これ以上の還元率を得るためには、MgO／
SiO₂の値を0.40以上にするだけのMgOの添加が
必要であることがわかる。（第２具体的実施例）ペレツト原料として、下記第５表の粒径範囲で
示すようにある範囲にある粒度のものを90％以上
含有する石灰石を添加し、これを生ペレツトとし
た後、1250℃と1275℃の各温度でそれぞれ焼成し
自溶性ペレツト１を成形した。第１１図の各図は焼成温度を1250℃とした場合
自溶性ペレツト１の断面写真であり、第１２図の
各図は焼成温度を1275℃とした場合の自溶性ペレ
ツト１の断面写真である。これら写真は３倍の拡
大写真で、第５表で示すように各粒径範囲のもの
をそれぞれ撮影して示してある。

【表】上記各図によれば、石灰石の粒径を粗くするに
従つて、気孔２の量が増加することがわかる。上記により成形した自溶性ペレツト１につい
て、開気孔２ａ量と、還元率との関係を第１３図
に示してある。この図によれば、直径5μｍ以上
の開気孔２ａ量を0.045cm³／ｇ以上存在させれば、
従来の還元率の最高水準である80％を越えて、こ
の還元率が顕著に向上することが理解される。また、上記のように成形された自溶性ペレツト
１は、その断面形状が第１４図と、この第１４図
の一部を拡大した第１５図とで示すようなものと
なつている。第１５図中、気孔２の周辺には厚さ
ｌが150〜400μｍの脈石相３が存在している。４
はFe₂O₃である。下記第６表は焼成温度を1250℃とした場合のも
ので、上記第１４図と第１５図中、脈石相３と、
符号５で示す部分の各成分を重量％で示し、か
つ、各部分におけるCaO／SiO₂（塩基度）の値を
示してある。

【表】また、下記第７表は、焼成温度を1275℃とした
場合のものである。

【表】なお、第１６図は、ペレツト原料に微粉の石灰
石を添加した場合の従来例であり、こ図は上記第
１５図に相当している。この場合には、気孔２′
の周辺には脈石相３が存在していない。また、下
記第８表は、上記第１２図中符号５′で示す部分
の成分と、それに対応する塩基度とを焼成温度別
に示してある。

【表】上記第６、７表と、第８表とを対比すれば、こ
の実施例のCaO／SiO₂が従来のものよりも高く
なつていることが理解される。そして、これは前
記第１具体的実施例と同じく、還元率を向上させ
る結果となる。（発明の効果）この発明によれば、ペレツト原料として44μｍ
〜１mmの粒径のものを90％以上含有するドロマイ
トと石灰石の少なくともいずれか一方を粉鉄鉱石
に添加し、これを生ペレツトとした後、1220℃〜
1300℃の焼成温度で焼成してCaO／SiO₂の値が
0.8以上となるようにしたため、還元率が従来の
ペレツトでは75〜80％であるのに対し、本発明に
より製造した自溶性ペレツトでは80％以上とな
り、高炉装入用原料としての品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は自溶性
ペレツトの概略断面図、第２図から第１０図は第
１具体的実施例で、第２図と第３図は自溶性ペレ
ツトの粒子構造を示す断面写真、第４図はグラフ
図、第５図は自溶性ペレツトの断面図、第６図は
第５図の一部拡大図、第７図は従来例で第６図に
相当する図、第８図から第１０図はグラフ図、第
１１図から第１６図は第２具体的実施例で、第１
１図と第１２図は自溶性ペレツトの粒子構造を示
す断面写真、第１３図はグラフ図、第１４図は自
溶性ペレツトの断面図、第１５図は第１４図の一
部拡大図、第１６図は従来例で第１５図に相当す
る図である。１……自溶性ペレツト、２……気孔、２ａ……
開気孔、２ｂ……閉気孔、３……脈石相（カルシ
ウム・フエライト系組織）。

Claims

【特許請求の範囲】１ペレツト原料として44μｍ〜１mmの粒径のも
のを90％以上含有するドロマイトと石灰石の少な
くともいずれか一方を粉鉄鉱石に添加し、これを
生ペレツトとした後、1220℃〜1300℃の焼成温度
で焼成してCaO／SiO₂の値が0.8以上となるよう
にしたことを特徴とする高炉装入用自溶性ペレツ
トの製造方法。２生ペレツトの焼成後におけるMgO／SiO₂の
値が0.40以上となるようにしたことを特徴とする
とする特許請求の範囲第１項に記載の高炉装入用
自溶性ペレツトの製造方法。３生ペレツトの焼成後におけるSiO₂量が SiO₂（％）＜1.14・（CaO／SiO₂）＋1.65 を満足するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項もしくは第２項に記載の高炉装入用
自溶性ペレツトの製造方法。４ペレツト原料にブレーン比表面積が1000cm²／
ｇ以下である鉄鉱石を25％以上含有させ、このペ
レツト原料のブレーン比表面積を1800〜3800cm²／
ｇとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
から第３項のいずれか１つに記載の高炉装入用自
溶性ペレツトの製造方法。