JPS5819730B2 - シヨウケツコウノセイゾウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は焼結鉱の品質（強度、粒度、成分）の向上と
半還元焼結鉱の製造を目的とする焼結鉱の製造法に関す
る。

近年高炉の大型化に伴い高炉生産性の増大、コークス比
の減少を目的として高強度還元粉化等の高品質の焼結鉱
を安定して大量に供給することが要請されるようになり
、従来は磁鉄鉱の配合増、コークス配合の増加、焼結原
料の給鉱密度増大、予熱空気の利用等の手段が施されて
きた。

この発明は上記した従来の方法とは内容を全く異にする
もので、焼結鉱の強度の向上、高炉炉況の安定化、高炉
燃料比の低減等の効果が太き（見込まれる焼結鉱製造法
であり、その特徴とするところは、焼結機パレットの稼
動域の中間部より後方位置において重油、コークス等の
還元剤を添加し焼結鉱を再還元する、いわゆる二次還元
焼結法を採用した点にある。

次にこの発明の実施の態様を第１図および第２図に示す
。

第１図は焼結機の概略図で、焼結機パレットの床敷ゲー
ト１より床敷原料をパレット下部に敷きロールフィーダ
ー２によって焼結原料をパレット上に供給し、点火炉３
で点火しこれで徐々に排鉱部４に向って移動する。

この発明は十部排鉱部前に還元剤である重油の供給装置
５を設け、パレット上の焼結鉱内部に重油を浸漬させ燃
焼推持と還元ガス生成用として粉コークス供給装置６よ
り焼結鉱の表面にコークスを供給した後、前記コークス
供給装置６より後方に設けた再点火装置１により前記重
油、コークスに点火して二次還元を行なう方法である。

この方法によれば焼結鉱の表面より内部に到る間に還元
が進行し、未焼結鉱石帯８、酸化帯９が狭くなり、還元
帯雰囲気１０がパレット全体に拡がり上記効果を得るこ
とが可能となる。

以下、この発明と従来法の各実施例について説明する。

第２図２−１は焼結機上焼結進行状況模型図、第２図２
−２は模型図に対応する形で表示したヒートパターン、
第２図２−３は負圧パターン、第３図はパレット断面模
型図で、Ｘ図は第２図Ｘ−Ｘ線上の、ｙ図は同上Ｙ−Ｙ
線上の、２図は同上Ｚ−Ｚ線上のそｎぞれの断面図であ
り、イは二次還元進行帯、唱ま重油浸透帯、ハは一次焼
結後の冷却帯、二は一次焼結後の赤熱冷却帯、ホはコー
クス燃焼帯、へは原料乾燥燃焼帯、トは生原料、チは二
次還元後の再酸化帯、すは二次還元後の赤熱冷却帯であ
る。

また、各焼結法による鍋試験結果の一覧を表１に、その
試験条件を表２にそれぞれ示す。

すなわち、第２図において従来の焼結法はヒートパター
ン（同図２−２）と負圧パターン（同図２−３）におい
て、それぞ、？”ＬＩのようなパターンを示し、こわを
経時変化的に焼結の進行状態を示せば同図２−１の点線
表示したごとくなり、かつその排鉱部での状態は第３図
２のごとくとなる。

ここで第２図においてＡ−Ｅは原料の乾燥開始線、Ａ−
Ｄは原料中コークスの燃焼開始線でＡ−Ｃはその終了線
をそれぞれ示し、（Ａ−Ｄ）−（Ａ−Ｃ）間の範囲が還
元反応進行帯である。

また、Ａ−Ｂは赤熱層の冷却終了線であり、（Ａ−Ｃ）
−（Ａ−Ｂ）間の範囲が再酸化帯で、焼結鉱はこの部分
で冷却空気（予熱燃焼空気）により再酸化を起こし二次
へマタイトを形成する。

したがって、この酸化を極力防止する為に実操業ではＩ
のほぼピーク値に当る位置ｚ’−ｚ’近傍で焼結機より
排鉱する操業を行なっている。

こｎに対し、この発明の二次還元焼結法は（Ａ−Ｃ）−
（Ａ−Ｂ）間の赤熱冷却帯の再酸化を防止するとともに
、（Ａ−Ｂ）−（Ａ−Ｗ）間のすでに再酸化されている
領域の再還元を行なうことを特徴とするものである。

すなわち、点Ｆ（第２図２−２■位置）において、還元
剤として重油、または廃油と粉コークスを散布し、それ
に着火せしめその燃焼熱と還元ガスにより再還元を行な
わせようとするものである。

したがって、図中Ｆ −Ｇは重油浸透線、Ｆ−Ｈ−Ｇ−
Ｎ−Ｍ−Ｃ−Ｒ−Ｑの領域は還元剤の燃焼に伴う再還元
進行域である。

しかしながら、Ｑ−Ｒ−Ｔ−８の領域はパレット上に散
布した還元剤の燃焼消滅に伴い逐次酸化雰囲気となり赤
熱酸化域となる。

Ｓ −Ｔ −Ｕ領域はこれのさらに進んだ冷却帯である
。

すなわち、二次還元焼結における排鉱時のパレット断面
は第３図のｙ断面のようになり、排鉱後の赤熱焼結鉱は
冷却空気による伝熱冷却（従来法はパレット上での強制
空冷の為強制酸化が起こる）を実施し酸化を防止する。

また、第２図２−１のコークスの燃焼等については還元
剤の散布およびガスバーナーによる着火等により、Ｉ−
ＣはＩ−に−Ｃに、Ｊ−りはＪ−Ｌ−Ｍに、０−Ｅは０
−Ｐのように変化するものと推定さえる。

また、二次還元焼結時のヒートパターンと負圧パターン
は第２図２−２および第２図２−３にそｎぞれ■および
■として表示したごとく、特徴としては排鉱直前までヒ
ートパターンでの温度は上昇せず、また負圧は高負圧を
維持している。

次に、成品品質について表１および表２をもとに説明す
る。

■ 成品強度 （Ａ） 落下強度： 従来法焼結（Ｚ−Ｚ）に比較して、二次還元焼結（Ｙ−
Ｙ）は６８．５％→７１．２係〜７３．５％と向上して
いる。

これは二次還元時の再加熱によるクラックの溶着と徐冷
効果によるものと考えられる。

（Ｂ）還元粉化： 従来焼結（Ｚ−Ｚ）に比較して、二次還元焼結（Ｙ−Ｙ
）は９２．７％→９８．７％〜９７．７係と向上してお
り、通常の還元粉化試験ではほとんど粉化は生じなかっ
た。

これは二次還元焼結鉱が後述する検鏡組織から見た場合
ヴイスタイトおよびカルシフェラスマグネタイト結晶性
スラグ（メリライト）、マグネタイト等からなり、二次
へマタイト、原鉱へマタイト、気孔等が少ないことに起
因していると考えられる。

（Ｃ） 還元率： 従来焼結鉱に比較して、二次還元焼結鉱は６０．９％→
６１．６％〜６１．８％と幾分向上している。

通常の場合、還元率と還元粉化指数は相反する傾向を示
すものであるが、二次還元焼結鉱は両者共に向上する結
果を示している。

これは従来焼結鉱がへマタイトおよび気孔（多孔質の為
）により還元率が維持され、その為還元の進行に伴い変
態膨張とクランク発生により還元粉化を招きその指数を
低下せしめることになるものと考えられる（第６図写真
ｍ、ｎ 、ｏ参照）０ （Ｄ） 高温荷重軟化試験： 従来焼結鉱（２−２）と二次還元焼結 鉱（Ｙ−Ｙ）の両者の試験結果を第４図 に示す。

この図表より、従来焼結鉱は７５０°Ｃ近傍から急激に
軟化しガス圧もこれとともに上昇しているが、二次還元
焼結鉱は９５０℃近傍まで膨張域にあり、ガス圧の上昇
も小さく安定しており、１０００℃以上において急激な
軟化を開始する形態を示している。

１１００℃の近傍においては両者のガス圧上昇はほぼ一
致するが、軟化縮少量は後者は前者の約に程度を示して
いる。

以上の結果より、二次還元焼結鉱は成品の強度において
従来焼結鉱よりも一段とすぐれた性状を示すことが明確
である。

２ 化学成分 （Ａ）Ｆｅｄ： 表１の分析値欄に示したごとく、従来焼結鉱は試験鍋上
層部（９，１１％）、中層部（１３，２０％）、下層部
（１５，７２％）であるのに対し、二次還元焼結鉱の場
合は例えば試験ＡＣ３において、各々９，４１％、１８
．３９％、４４．４０％と、下層になるにつれて飛躍的
に増大している。

この焼結鉱ＦｅＯと高炉のコークス比との関係を第５図
に示す。

この図表より、ＦｅＯ２０％の増加により高炉のコーク
ス比は５ｋｇ／を低減でき、かつ約２００ｔ／Ｄの出銑
量が見込まｎる。

（Ｂ）Ｃ，Ｓ： 成品中のＣ２Ｓは焼結段階での酸化状況を示す要因であ
るが、二次還元焼結鉱は従来焼結鉱に比較して、上、中
の各層ではほとんどその差は認めら孔ないが、下層部で
は著しく増大している。

これは第４図に示したごと（、下層部では再酸化工程を
有しないため脱硫率が低下し、残留硫黄が増大すること
に由来している。

それ故、二次還元焼結原料としては高炉装入硫黄を押え
る観点から低硫黄原料の使用が望ましい。

３ 検鏡組織 従来焼結鉱の上、中、下各層の検鏡組織を第６図写真ａ
、ｂ、ｃ、ｄに、二次還元焼結鉱の上、中、下各層の検
鏡組織を写真ｅ＋ｆｔｇｔｈに、同下層部のエツチング
組織を写真ｉ、ｊ。

ｋ、ｌにそれぞわ示し、ざらにそわらの結果を表３に比
較表示した。

すなわち、従来焼結鉱の組織は二次へマタイト、カルシ
ュームフェライト、ガラス質スラグ、マグネタイト等が
主体であり、気孔が多くかつ未溶解石灰と原鉱へマタイ
トが多く存在する内容となっている。

これに対し、二次還元焼結鉱の組織はヴイスタイト、カ
ルシフェラスマグネタイト、結晶性スラグ、マグネタイ
ト等が主体であり、二次および原鉱のへマタイト、カル
シウムフェライト、未溶解石灰、気孔等が少なく非常に
異なった組織を呈している。

また、この傾向は上層から下層部に到るにしたがい顕著
に現われている。

この傾向を表３に→印をもって表示した。

第６図写真ｍ、ｎ、ｏは従来焼結鉱と二次還元焼結鉱の
還元粉化試験後の組織を示した。

この写真から従来のものには多数のクラックが認められ
、そのクラックも大きく成長している。

これに対し二次還元焼結鉱の方はクラックは全く認めら
れず、エツチング後の組織拡大観察により刀ルシフエラ
スマグネタイト組織が見らｎた。

さらに、この発明の効果として、二次還元焼結鉱は第４
図および表１に示したごとく焼結所要時間が短かく、か
つ成品の強度が高いため鍋歩留りが向上すること等から
その生産率も向上している。

以上述べたごとく、この発明による二次還元焼結鉱は従
来法に比べ生産率が高く、しかも成品焼結鉱の品質は落
下強度、還元粉化、還元率のいずれにおいてもすぐｎｌ
特に高温荷重軟化を起こしに（（良好であり、高炉の通
気性の向上（炉況の安定化）に有利である。

また、成品中ＦｅＯが高く、高炉のコークス比の低減と
出銑増が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施するための焼結機設備を示す概
略図と焼結機上酸化および還元帯模型図、第２図２−１
はこの発明の一実施例における焼結機上焼結進行状況模
型図、同上２−２図はヒートパターンを示す図表、同上
２−３図は負圧パターンを示す図表、第３図は同上にお
けるパレット断面模型図でＸ図は第２図２−ＩＸ−Ｘ線
上の断面図、ｙ図は同上Ｙ−Ｙ線上の断面図、２図は同
上Ｚ−Ｚ線上の断面図、第４図は同上における高温荷重
軟化試験の結果を示す図表、第５図は同上における焼結
鉱ＦｅＯと高炉のコークス比との関係を示す図表、第６
図は従来焼結鉱と二次還元焼結鉱の検鏡組織を示すもの
で、写真ａ、ｂは従来焼結鉱（ＣａｓｅＺ−Ｚ）の中、
下層部、同ｃ、ｄは上層部の各検鏡組織、写真ｅ、ｆは
二次還元焼結鉱（ＣａｓｅＹ−Ｙ）の中層部、同ｇ、ｈ
は上層部の各検鏡組織、写真ｉは二次還元焼結鉱（Ｃａ
ｓｅ Ｙ−Ｙ）の下層部、同ｊは同上下層部のＡ部の拡
大写真（沸酸腐食後）、同には８部拡大写真（沸酸腐食
後）、同１は同上各部の塩酸腐食後の拡大写真、写真ｍ
は従来焼結鉱の、同ｎは二次還元焼結鉱のそれぞｎの還
元粉化試験後の検鏡組織を示し、同０は写真ｎのＡ部拡
大写真である。 図中、１・・・・・・床敷ゲート、２・・・・・・ロー
ルフィーダー、３・・・・・・点火炉、４・・・・・・
排鉱部、５・・・・・・重油供給装置、６・・・・・・
コークス供給装置、７・・・・・・再点火装置、８・・
・・・・未焼結鉱石帯、９・・・・・・酸化帯、１０・
・・・・・還元帯雰囲気。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 焼結機パレットの稼動域の中間部より後方位置に設
   けた還元剤供給装置により焼結鉱表面に還元剤を添加し
   、前記還元剤供給装置の後方に設げた再点火装置により
   前記還元剤に点火し、その燃焼熱と還元ガスにより再酸
   化領域を再還元することにより２次還元焼結鉱を得るこ
   とを特徴とする焼結鉱の製造法。