JPS5847458B2

JPS5847458B2 - 非焼成塊成鉱の製造方法

Info

Publication number: JPS5847458B2
Application number: JP8463681A
Authority: JP
Inventors: 稔一伊達; 千歳塩谷; 洋二戸沢; 達彦重松
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1983-10-22
Also published as: JPS57200528A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、高炉に使用する非焼戊塊或鉱の製造方法に
関し、安息角の増大とともに良好な高温性状を付与する
ことを目的とするものである。

高炉に使用する非焼或塊或鉱に要求される性状としては
、■冷間強度が大であること、■安息角が犬であること
、■還元時の粉化が小であること、■硬化温度が高いこ
との４点が挙げられるが、従来これらの性状を十分に満
足する非焼或塊或鉱は得られていない。

非焼或塊或鉱としては、微粉鉱石にバインダーと適当な
水分を加えて製造されるコールドボンドペレットが代表
的であり、その製造フローは第１図に示すとおりである
。

すなわち、従来のコールドボンドペレソトの製造方法は
、０．４ｍｍ以下の粒径を有する粉鉱石にセメント
と水を加えペレタイザーで造粒し、得られたペレントを
養生しハンドリングに十分耐え得る強度になった後、高
炉装入物として用いる。

しかるに、このような方法で製造されたペレットは、球
形であるため安息角が小さく高炉内での分布が不均一と
なる欠点があった。

周知のとおり、高炉装入物は炉内で好ましい分布、すな
わち堆積状態が良好であることが、高炉操業の安定に必
要である。

そのため、ペレソト等の高炉装入物は、高炉に装入され
る時点において所定の堆積状態になるように調整される
が、球形の場合は安息角が小さいため調整の効果が小さ
く、多量使用時には問題を惹起する。

また、ガス流れは、粒子形状、充填率に依存し、高炉装
入物の高温性状は還元性状、ガス流れに影響を受けるた
め、均一なガス流れを与える必要がある。

しかし、安息角が小さいコールドボンドペレソトは、高
炉装入時に中１Ｄ部に集まるためガス流れが不均一とな
る。

かかる対策として、焼或ペレ′ノトで採用されている破
砕によってコールドボンドペレソトの形状？改善する方
法があるが、ペレットを破砕することは、■ペレットは
余り大きくできないため高炉装入物としては小さくなる
傾向があること、■ペレタイザーによる造粒ではペレッ
ト表面は良く締っているが、内部が締っていないために
、コールドボンドペレットでは粉化し易いという点で、
破砕による形状改善は好ましくない。

また、コールドボンドペレットの高温性状の改善方法と
しては、（１）脈石組或を改善する方法、（２）被還元
性を改善する方法が知られている。

しかし、これらの方法では次のような問題があてた。

〔１〕脈石組或の改善この方法は脈石組或を調整して、■高塩基性とする、■
塩基性でＭｇＯを含有させる、■脈石量を少なくするこ
とにより高温性状を改善する方法である。

一般に、コールドボンドペレットは８〜１０％のセメン
トを添加し、セメントは約２２％のＳｉＯ２、５％のＡ
１２０３、６５％のＣａＯを含む。

このため、脈石組或が増加するのみならず、ＳｉＯ、Ａ
Ｉ２０３の酸性酸化物が混合され、塩基度を高くするた
めに多量の石灰石が添加する必要がある。

しかし、多量の石灰石を添加すると脈石量が増加するこ
ととなり、ペレソト自体の品位の低下となるだけでなく
、高温での溶融部の量が増加し軟化収縮に対する変形抵
抗が小さくなり高温性状が悪化する。

このため、コールドボンドペレソトでは高品位鉱石の使
用が必要となる。

（９）被還元性の改善被還元性の改善には、気孔を大として粒子内への還元ガ
ス流れを良くする方法と、コークス粉等の還元剤を添加
してＦｅＯから金属鉄への還元を促進する方法がある。

しかし、気孔率を犬とする方法は、被還元性は高ぐなる
が、気孔率が高くなるにつれ冷間強度、還元過程での強
度が低くなり粉化の原因となり好ましくない。

方、コークス粉等を混合する方法においても、冷間強度
の低下、還元時の粉化が大で高炉装入物としては好まし
くない。

このように、コールドボンドペレソトの被還元性を向上
することは、金属鉄の発生が早くなり、ＦｅＯ量が少な
くなるため、高温性状の改善には有利であっても、冷間
強度の低下、還元時の粉化等の問題が生じ、他の改善方
法の検討が必要であった。

この発明は従来の前記実情に鑑みてなされたもので、相
対的に低品位鉱石の使用を可能とし、かつ大きな安息角
が得られ、良好なガス流れが与えられ、良好な高温性状
を有するコールドボンド鉱を製造し得る方法を提案する
ものである。

この発明は、鉄鉱石を主体とする粉粒鉱石にバインダー
と必要なら副原料そして、適当な水分を加えて団塊化さ
せて非焼戊塊或鉱を製造する方法において、粒径が１０
１ＩＬ１ＩＬ以下で１１Ｉｔ１ＩＬ以上の鉱石粒を１０
〜７０％含む粉粒鉄鉱石を用い、ブロック状に或型、硬
化した後、所定粒径に破砕することを特徴とする非焼或
塊戊鉱の製造方法である。

コールドボンドペレットを加重下で昇温還元を行なうと
、ｉｏｏｏ〜１１００℃で収縮を開始する。

この場合、ペレットの表面と内部は第２図に示すごとく
、表面は金属鉄まで還元された金属部Ｆとなり、内部は
ＦｅＯまで還元された酸化鉄部Ｏとなる。

この発明者らは、高温での収縮にいずれの相が関与する
かを調査した結果、金属鉄部Ｆは高温まで収縮せず、酸
化鉄部Ｏが低温から収縮することが明らかとなった。

酸化鉄部の軟化はＦｅＯと脈石の反応による低融点の溶
融物の生戊σこよる溶融軟化である。

この溶融軟化は組戊に影響されることが知られている。

第３図は塩基度と軟化開始温度の関係を示す図表であり
、塩基度が高くなる程軟化開始温度は高く、高温性状は
良好となる。

また、高温性状は軟化速度にも関係し、軟化速度は第４
図に示すととく組或のみならずスラグ量に大きく依存す
る。

以上の結果より、コールドボンドペレソトの高温性状の
改善には、従来から実施されているように高塩基度にす
ることと、脈石組或を少なくすることが有効である。

しかし、この方法では当然のことながら、原料鉱石の品
位が制限される。

そこで、この発明者らは、原料鉱石の使用拡大をはかる
ため種々研究した結果、粒径が１０１ｆｔｍ以下で１皿
以上を１０〜７０％含む鉱石であれば、良好な高温性状
が得られることが判明した。

すなわち、１２００〜１２５０℃における種々の大きさ
の鉱石を含むコールドボンド鉱の昇温還元試料を観察し
た結果、０．５〜１間坦下の鉱石はセメント、副原料と
反応し均一な溶融組戊となつているが、１間以上の鉱石
はそのままの状態で残留し、軟化収縮にはほとんど寄与
しないことを見い出した。

第８図は−５．６ｍｍ鉱石を使用した場合のＦｅＯ
相の状況を示すコールドボンド鉱の高温で溶融したとこ
ろの粒子構造を示す顕微鏡写真とその説明図であり、１
ｍｒｎ９上の鉱石がそのままの状態で残留しているこ
とがわかる。

その理由は、鉱石粒とセメントとの反応は表面でおこり
、鉱石内部までセメントの組或が拡散しないこと、鉱石
自体は脈石量が著しく少ないことによると推察される。

次に、セメントと反応しない１１１Ｌ７ｆｔ以上の鉱石
量を変化させて高温性状を調査した結果、第５図に示す
ごとく、鉱石中に１間以上の粒径のものが１０％以上あ
れば、通常の高炉原料と同等の軟化性状が得られること
が判明した。

また、１間以上の鉱石量と回転強度の関係を調べた結果
、第６図に示すごとく、１ｍｍ以上の鉱石粒の比率が７
０％を越えると、実用に耐えうる目標値の回転強度８５
％より低くなり実用に耐えないものとなる。

これは、高温性状は■ｍｙｎ以上の鉱石粒の比率が犬と
なる程良好となる一方、微粉鉱石が減少するにともない
充填性が悪化することがその原因と推察される。

以上の知見より、この発明では粒径が１．０ｍｍ以下で
ｌｍｍ以上の鉱石粒を１０〜７０％含む粉粒鉱石を用い
ることとした。

なお、鉱石粒の上限を１０ｍｒｎ以下としたのは、１０
ｍｒｎ以上の鉱石は何等塊或化する必要がないからであ
る。

次に、この発明では前記粒径が１．Ｏｍｒｒｔ以下で１
間以上の鉱石粒の比率が１０〜７０％の粉粒鉱石を用い
、ブロ゛ノク状に戊型、硬化後、所定の粒径に破砕する
ことを特徴とする。

すなわち、この発明では１間以上の鉱石粒子を多量に含
む鉱石を用いるため、従来のようにペレクイザーで造粒
することはできない。

ペレクイザーで造粒してペレットにするためには、少な
くとも０．５ｍｒｎ坦下、好ましくは０．２〜０．
３ｎ以下に磨砕しなければならず、コストが高くつく。

また、ペレタイザーで造粒したものは球形であるため大
きな安息角が得られない。

この発明はブロック状に或型したものを砕砕することに
より安息角の向上をはかる点に特徴を有するものである
。

主たる高炉装入物であるペレソト、焼結鉱の安息角はそ
れぞれ２５゜，３０゜であるが、ブロック状に或型して
破砕したものは３１゜程度の安息角を有し、良好な形状
である焼結鉱の安息角に近づき、従来のペレ′ノトに比
べ良好な装入分布が得られる。

また、通気抵抗の改善にも犬なる効果を奏する。

第Ｔ図はこの発明者らが実験によって求めた各種形状の
コールド・ボンド鉱充填層の空塔風速と圧力損失の関係
を示す図表である。

この図表から明らかなごとく、この発明法による不定形
のコールドボンド鉱の充填層の圧力損失は低く、良好な
ガス流れとなる。

安息角を大きくしてガス流れを改善するには、充填率を
低くする、すなわち破砕により空隙率を０．５〜０．５
５にすることにより焼結鉱並のガス流れとすることが可
能である。

なお、粗粒鉱石をブロンク状に成型することは、例えば
コンクリート分野で行っている技術により容易である。

また、ブロック状に或型したものを所定の粒径に砕砕す
ることも、例えば焼結鉱の破砕に用いられている鬼歯破
砕機により容易にできる。

従来法の場合はペレタイザーで造粒するため、鉱石の粒
径は厳密さが要求される。

そのため、従来の磨砕機はこの発明で用いる破砕機より
高性能のものが必要であり、かつ磨砕刃を頻繁に取替え
なければならない。

従って、鉱石はペレ゛ントの製造が可能な粒径に磨砕す
ることはコストが高くなるとともに、エネルギー消費も
犬となる。

しかし、この発明の場合は、従来はど粒径の厳密さは要
求されないため、普通の粉鉱石、破砕機でよく、コスト
は安価につく、以上説明したごとく、この発明法によれば、ｌｒＩＬ（
転）抹上の鉱石粒子を多量に含む原料の使用が可能とな
り、使用鉱石の品位の制限を緩和することができ、また
安息角の犬なるコールドボンド鉱を得ることができ、良
好なガス流れを与えることができる。

なお、この発明では、バインダーとして固形の粉状セメ
ントを用いる場合は水分を加えなければならないが、液
状のバインダーを用いる場合は水分を加えなくてもよい
ので、水分は必要に応じて加えることとした。

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例第ｌ表に示す組戊ヲ有し、第２表に示す粒度構戊の原料
を混合し、巾５００關×長さ１０００ｍｍ×厚さ２００
關の大きさのブロックに或型し、１０日間養生した後、
破砕機により平均粒径１５關に破砕したコールドボンド
鉱の性状を第３表に示す。

第３表には従来例として、ペレクイザーで造粒したコー
ルドボンド鉱および焼戊ペレット、焼結鉱本本の性状を
併記した。

第３表から明らかなごとく、この発明法では相対的に低
品位の鉄鉱石を用い若干スラグ量が高いにもかかわらず
、鉱石中の＋１間が高いため、被還元性、圧力損失等の
高温性状が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコールドボンドペレットの製造フローの
一例を示すブロ１ンク図、第２図はコールドボンドペレ
ットの昇温還元時の状況を示す説明図、第３図は同上ペ
レットにおける塩基度と軟化開始温度の関係を示す図表
、第４図は同上ペレットにおけるスラグ量と収縮速度の
関係を示す図表、第５図は同上ペレットにおける粒径１
山以上の鉱石量と収縮速度の関係を示す図表、第６図は
同上ペレットにおける粒径ｌｍｒｎ以上の鉱石量と回転
強度の関係を示す図表、第７図は各種形状のコールド・
ボンド鉱充填層の窒塔風速と圧力損失の関係を示す図表
、第８図はコールドボンド鉱の高温で溶融したところの
粒子構造を示す顕微鏡写真とその説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１鉄鉱石を主体とした粉粒鉱石にバインダーと必要な
ら水分を加えて団塊化させて非焼戊塊成鉱を製造する方
法において、粒径が１０ｍ７ＩＬ以下で１ｍｙｎ以上を
１０〜７０％含む鉱石を用い、ブロック状に戚型、硬化
した後、所定の大きさに破砕することを特徴とする非焼
或塊或鉱の製造方法。