JPS5852446A

JPS5852446A - 非焼成塊成鉱の製造方法

Info

Publication number: JPS5852446A
Application number: JP15122481A
Authority: JP
Inventors: Yoji Tozawa; 戸沢　洋二; Minoru Ichidate; 一伊達　稔; Tatsuhiko Shigematsu; 重松　達彦; Chitose Shiotani; 塩谷　千歳; Kenji Kitamura; 喜多村　健治
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-09-24
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1983-03-28
Also published as: JPH0154414B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、高炉に使用する非焼成塊成鉱の製造方法に
関し、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成塊成鉱に要求される性状としては
、■冷間強度が大であること、■還元時の粉化が小であ
ること、０軟化温度が高いことの３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成塊成鉱は得ら
れていない。

非焼成塊成鉱としては、微粉鉱石にノ（イングーと適当
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ットの製造方
法は、０．４　ｆｉ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、得られたペレット
を養生し、ｌＸンドリン灼ζ十分耐え得る強度になった
後、高炉装入物として用いる。

このような方法で製造される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）脈石組成を改善す
る方法、（２）被還元性を改善する方法カヱ知られてい
る。しかし、これらの方法では、次のような問題があっ
た。

＋１）脈石組成の改善この方法は、脈石組成を調整しての高塩基性とする、■
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ｓ、ｒｐ方法でｊ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
、そのセメントは約２２％の５ｉｎｓ、　５％のｋｌｓ
Ｏ−１６５％（７）　ｃａｏを含んでいる。このため、
脈石組成が増加するのみならず、Ｓｌｏｗ、Ａｊ＊０３
の酸性酸化物が混合され、塩基度を高くするために多量
の石灰石を添加する必要がある。しかし、多量の石灰石
を添加すると、脈石量が増大することとなり、ペレット
自体の品位が低下するのみならず、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ｔこめ、コールドボンドペレット
では脈石量の少ない高品位鉱石の使用が必要となる。

（り被還元性の改善被還元性の改善には、気孔を大に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、気孔率を大にする方法は゛、被還元性は高くな
るが、冷間強度および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。一方、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ッ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ＦｅＯｊｌ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あ
り、低品位鉱石の使用を可能とし、かつ良好な高温性状
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。

この発明の要旨は、鉄鉱石を主体とする粉粒鉱石にバイ
ンダーと必要なら水分を添加して団塊化させて非焼成塊
成鉱を製造する方法において、粒径が１０ｆｆ以下で１
ｍ以上を１０〜７０５％含む鉱石を用い必要ならＣａＯ
または８１缶を含む副原料を添加して、塩基度を０．８
〜２．０に調整し、ブロック状に成型・硬化、または成
型・硬化後所定の大きさに破砕することを特徴とする非
焼成塊成鉱の製造方法である。

以下、乙の発明法について詳細に説明する。

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
、１０００〜１１００°Ｃ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（、表面は
金属鉄まで還元された金属鉄部（Ｆ）となるが、内部は
ＦｅＯまで還元された酸化鉄部（Ｏｙなる。そこで、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（０）は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
点の溶融物の生成による溶融軟化である。この溶融軟化
は、組成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
軟化速度にも関係し、軟化速度は第４図に示すごとく組
成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ットの高温性状の
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、脈石組成を少なくすることが有効である。し
かし、このような方法では、当然のことながら、原料鉱
石が制限され脈石量の多い低品位鉱石を使用することが
できない。

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１０１１１１以下で１
鱈以上を１０〜７０％含む鉱石を用い、しかも塩基度を
０．８〜２．０の範囲にすることにより良好な高温性状
が得られることを見い出した。

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（タブレット状に成型し
硬化させた）の昇温還元試料を観察した結果、０．５〜
ｌ　ＭＭ以下の鉱石はセメント、副原料と反応し均一な
溶融組織となっているが、１■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が
判明した。その理由としては、鉱石粒とセメント、副原
料との反応は表面でおこり、鉱石内部までセメント、副
原料の組成が拡散しないこと、鉱石自体は脈石量が看し
く少ないことによると推察される。このことより、ｌ１
以上の鉱石粒子を多量に含ませることにより、高温性状
を改善できる可能性が明らかとなった。

そこで、１鱈以上の鉱石粒子を多量に含ませたコールド
ボンドタブレットについて、ＩＩＷＩＩ以上の鉱石比率
と圧縮強度の関係を調べた結果、第５図に示すごとく、
１ｓ＋ｚ以上の鉱石粒子量が１０〜７０％の範囲におい
て圧縮強度が目標値の１２０　＃／ｄを越え、良好な冷
間強度を示すことが判明した。

この理由としては、１ｍ以上の鉱石粒子が骨材的な役割
をし充填性の向上に寄与するが、７０％を越えると逆に
微粉鉱石が少なすぎて充填性を悪化させるものと推定さ
れる。

次に、この発明者らは、還元雰囲気中での軟化開始温度
を測定して高温性状を調べた。その結果、１＋ｗ以上の
鉱石粒子を１０９６以上含む場合は、第６図に示すごと
く、塩基度が０．８以上の場合、通常の高炉原料と同じ
＜　１１００℃以上の温度で軟化し、またＩＮ以上の鉱
石粒子を多く含むほど軟化開始温度は高くなる仁とが判
明した。なお、ＩＩＷ以上の粗粒鉱石を含まない従来の
コールドボンドペレットは、塩基度が１．２〜１．３以
上でないと軟化開始温度が１１００℃に達しない。

すなわち、セメント、副原料と反応して溶融するのは微
粉鉱石粒子であるため、この発明のようにＩＭＩＩ以上
の粗大粒子を多く含む場合は、塩基度が低い場合でも微
粉鉱石部の塩基度は高くなって溶融し難くなること、お
よび粗大粒子が骨材的役割を持ち軟化を妨げることがそ
の理由と推定される。

なお、塩基度の上限を２．０としたのは、塩基度が２．
０を越えると、Ｃ＆０系の添加剤の量が増え脈石量が増
大するのみならず、コストのアタブを招き不経済である
からである。また、この発明法において、鉱石粒の上限
を１０１１１以下としたのは、１０Ｍ以上の鉱石は何等
塊成化する必要がないからである。

以上の知見により、この発、明では粒径が１００以下で
１ｓａｗ以上の鉱石粒を１０〜７０％含む粉粒鉱石を用
い、かつ塩基度をｏ、８〜２．０の範囲に調整すること
とした。なお、鉱石とバインダーのみで塩基度が０．８
以上になることもあるため（低Ｓｔｏｗ鉱石を用いた場
合）、副原料は必要に応じて加えることとした。

また、この発明では前記したとおり、１Ｍ以上の鉱石粒
子を多量に含む鉱石を用いるため、従来のようにペレタ
イザーで造粒することはできない。

そのため、ブロック状に成型・硬化させたものをそのま
ま用いるか、またはブロック状に成型・硬化させたもの
を破砕して用いることとした。成型方法としては、型枠
を用いて加圧する方法、振動を与えながら加圧成型する
方法等を用いることができる。また、破砕方法としては
、焼結鉱の破砕に用いられている丸歯破砕機等を用いる
ことができる。

以上説明したごとく、この発明法によれば、１ｎ以上の
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る必要があるが、液状の
バインダーを用いる場合は水分を加えな（でもよいので
、水分は必要に応じて加えることとした。

次に・、この発・明の実九例について説明する。

〔実施例〕

第１表に示す組成を有し、第２表に示す粒度構成の原料
を第３表に示す配合割合で混合し、巾２５０ｎ×長さ４
　Ｑ　Ｑ　ＩＩＩ　Ｘ厚さ１００３１７の大きさに振動
を与えながら加圧成型し、ｌＯ日間養生したのら、破・
）砕機により平均粒径１５ｍｇに破砕して得られたコー
ルドボンド鉱の性状を第４表に示す。なお、第４表には
、従来例として、ペレタイザーで造粒したコールドボン
ド鉱、焼成ペレットおよび焼結鉱の性状を併記した。

第４表より明らかなごと（、この発明法では低品位鉱で
若干スラグ量が高いにもかかわらず、鉱石中の＋１１１
１１１比率が高く、塩基度を０．８以上としているため
、被還元性、圧力損失等の高温性状が良好である。

第１表　使用原料の組成第２表　使用原料の粒度構成第３表　原料配合割合（％）第４表　結　　果

【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
一例を示すブロック図、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図は同上ベレ
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図は乙の発明に係るコールドボンド
鉱における粒径１１ＩＩ以上の鉱石比率と圧縮強度の関
係を示す図表、第６図は同上コールドボンド鉱の還元雰
囲気中における軟化開始温度と塩基度の関係を示す図表
である。出願人　　住友金属工業株式会社第１図１２図第３図第４図２００　　　　３００　　　４００又ラグ量ＩＫｇ／Ｔｏｎ−Ｆｅ）

Claims

【特許請求の範囲】

鉄鉱石を主体とする粉粒鉱石にバインダーと必〜７０９
６含む鉱石を用い、必要ならＣ１０または８１αを含む
副原料を添加して、塩基度を０．８〜２．．０に調整し
、ブロック状に成型・硬化、または成型・硬化後所定の
大きさに破砕することを特徴とする非焼成塊成鉱の製造
方法。