JPS62192596A - 焼結原料の事前処理方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被還元性、耐還元粉化性および冷間強度に優
れた自溶性焼結鉱製造のための原料事前処理方法に関し
、特に、成品焼結繁の被還元性および冷間強度を損なう
ことなく、耐還元粉化性をさらに改善することのできる
焼結原料の事前処理方法に関する。　　　・ 〔従来の技術〕 自溶性焼結鉱は、周知のとおり、鉄鉱石、コークス等の
原料に石灰石を添加して配合した原料を焼成することに
よシ、石灰石の分解とスラグ化を　□行なって焼結せし
めることによって製造さ′れる。

ところが、被還元性、耐還元粉化性および冷間強度の３
つの品質をすべて備えた成品を得ることは容易でない。

すなわち、耐還元粉化性を改善すれば冷間強度もしくは
被還元性が悪化するだめ、この３つの品質を同時に改善
することが困難であることによる。

この焼結鉱の３つの品質について成品ＣａＯ成分でみる
と、第１図に示すような関係がある。すなわち、冷間強
度にＣａＯ成分の増加とともに改善され、耐還元粉化性
はＣａＯ成分が１５ｗｔ％付近で最低点となり、被還元
性はＣａＯ成分が６ｗｔ１付近で最低点となる。一方、
高炉で使用する焼結鉱の場合は、高炉の制限からＣａＯ
成分は６，５〜１　：２ｗｔ％程度に抑えられている。

従って、高炉用焼結銅のＣａＯ成分６．５〜１２ｗｔ％
の範囲内では、ＣａＯ成分滑を変更しても、前記３つの
品質を同時に改善することは困難である。

ところが、高炉の要求するＣａＯ成分はマクロ的なもの
であり、一方晶質を決定するＣａＯ成分はミクロ的なも
のである。そこで、焼結鉱のミクロ的なＣａＯ成分を高
い側と低い側とに分けて偏在させるとともに１．マクロ
的には高炉の要求するＣａＯ成分となるような焼結鉱を
製造し、焼結鉱還元性状（被還元性および耐還元粉化性
）を改善する方法が、たとえば、特開昭６０−１６２７
３４号により提案されている。

この方法は、焼結原料事前処理において、ＣａＯ成分の
高い擬似粒子とＣａＯ成分の低い擬似粒子とを作成し、
これら２種類の擬似粒子を混合焼成することによシ、Ｃ
ａＯ成分をミクロ的に偏在せしめ、成品還元粉化の最大
原因である２次へマタイトとカルシウムフェライトの共
存組織の形成を防止して、冷間強度および被還元性を維
持しつつ耐還元粉化性を改善しようとするものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の方法は、ＣａＯ成分をミクロ的に偏在させ、
これにより２次へマタイトとカルシウムフェライトの共
存組織形成を防止する点において、耐還元粉化性改善の
効果を有するものである。ところが、成品冷間強度を維
持するためには、結合ボンドとなるＣａＯ成分をマクロ
的に分散させる必要があり、高ＣａＯ成分擬似粒子と低
ＣａＯ成分擬似粒子とを混合させる必要があった。しか
し、これら高ＣａＯ成分擬似粒子と低ＣａＯ成分擬似粒
子との混合過程において、これら擬似粒子の一部分に崩
壊が生じる。これが再造粒されると、擬似粒子間のＣａ
Ｏ濃度偏在が弱まることとなり、所期の目的である２次
へマタイトとカルシウムフェライトの共存組織防止効果
が少なくなり、耐還元粉化性改善の効果が低下する問題
がある。

そこで、本発明の主たる目的は、高ＣａＯ擬似粒子と低
ＣａＯ擬似粒子の混合過程での擬似粒子崩壊を防止して
、より強固な擬似粒子の形成を図るとともに、高ＣａＯ
擬似粒子と低ＣａＯ擬似粒子の焼成過程におけるＣａＯ
同化反応抑制のために径の大きな擬似粒子を形成せしめ
ることによって、マクロ的にはＣａＯ組成は均一となり
、ミクロ的にはＣａＯ成分が偏在し、もって被還元性・
冷間強度の低下の防止を図りつつ、耐還元粉化性の優れ
た焼結鉱の製造を達成できる焼結原料の事前処理方法を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本第１発明は、少くとも、
Ａｌ２Ｏ３を２ｗｔ％以上含む鉄鉱石と石灰石とベレッ
トフィード鉄鉱石とを含むＡ系原料を事前に混合・調湿
・造粒し、他方で別途残原料としてのＢ系原料を事前に
混合・調湿・造粒し、その後人系原料処理Ｖ系原料処理
物の乾燥重量比を１５／８５〜５０１５０となるよう混
合し、焼結に供することを特徴とするものである。

また、第２発明は、少くとも、Ａｔ２ｏ３を２　ｗｔ％
以上含む鉄鉱石と、粒度として０．２５　＝ｍ以下のも
のが３５　ｗｔ％以上有する石灰石と、ベレットフィー
ド鉄鉱石とを含むＡ系原料において、そのＡ系原料中の
前記各３原料要素が２０　ｗｊ％以上としたものを事前
に混合・調湿・造粒し： 他方で別途残原料としてのＢ系原料を事前に混合・調湿
・造粒し： その後Ａ系原料処理物／Ｂ系原料処理物の乾燥重量比を
１５／８５〜５０１５０となるよう混合し、焼結に供す
る： ことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明者らは、ＣａＯ濃度が異なる擬似粒子の高湿状態
における溶融流動状態を調査した結果、第２図のように
、ＣａＯ濃度に応じて変化することを知見した。すなわ
ち、ＣａＯ成分が１３ｗｔ％以上では・きわめて流動性
が良好であるのに対して、ＣａＯ成分が低い状態では溶
融性がきわめて悪い。そこで、本発明者らは、高ＣａＯ
成分の擬似粒子は粒子自体が溶融し融液が流動化できる
のに対して、低ＣａＯ成分の擬似粒子は粒子自体が溶融
流動化することは困難で、高ＣａＯ擬似粒子が溶融した
融液と低ＣａＯ擬似粒子の外周とが反応することによっ
て、溶融し冷却して焼結するという反応機構があると考
えた。したがって、高ＣａＯ擬似粒子径を大きくしても
溶融性に問題はないのに対して、低ＣａＯ擬似粒子径を
大きくし過ると、低ＣａＯ擬似粒子の内部は未反応状態
で残り、冷間強度の低下をもたらす。一方で、ＣａＯ成
分の原料段階でのミクロ偏在を強化するためには、擬似
粒子径を大きくすればよいが、上記観点からは、高Ｃａ
Ｏ擬似粒子および低ＣａＯ擬似粒子の径を共に増大させ
ることには問題があることが判る。

そこで、本発明に従って、高ＣａＯ擬似粒子の方集中的
にたとえば２〜１０１Ｗ！Ｒ程度の大径化を図る一方で
、低ＣａＯ擬似粒子の径を小さくすると、低ＣａＯ擬似
粒子内部での上記未反応を解消できるとともに、ＣａＯ
成分の原料段階でのミクロ偏在も併せて達成できる。

また、本発明では、高ＣａＯ成分側（Ａ系原料）と低Ｃ
ａＯ成分側（Ｂ系原料）とに分類し、それぞれ別々に混
合・調湿・造粒し、その後これらを混合して焼結するよ
うにしである。これに対して、従来のように、どちらか
一方がわだけを混合・調湿・造粒し、その後桟原料と共
に混合・調湿・造粒する方法では、高ＣａＯ擬似粒子周
囲に低ＣａＯ成分のものが取り囲んでしまい、初期の目
的であるＣａＯ成分のミクロ的偏在を達成できない。し
かるに、本発明法では、別々に混合・調湿・造粒してい
るので、ミクロ的偏在を確実に達成できる。

〔発明の具体例〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明においては、少くともＡｌ２Ｏ３を２　ｗｔ％以
上含む鉄鉱石と石灰石とベレットフィード鉄鉱石とを含
むＡ系原料（高ＣａＯ成分原料）と、残原料たる゛Ｂ系
原料（低ＣａＯ成分原料）とに分けておく。

Ａ系原料としては、径の大きなかつ強固な擬似粒子を形
成させるために、粘着性の良好な鉄鉱石および擬似粒子
外周部に付着し造粒成長し易い微粉鉱石を選択するのが
望まれる。配合される焼結原料銘柄から選べば、Ａｌ２
Ｏ３が２　ｗｔ％以上含む高アルミナ鉄鉱石、ペレット
フィード鉄鉱石（はぼ−０，２５ｍ５＋以下粒度が８０
ｗｔ％以上）が用いられる。

このペレットフィード鉄鉱石が良好である理由は前記微
粉であるためでありＡｌ２Ｏ３が２　ｗｔチ以上含む高
アルミナ鉄鉱石が良好である理由は、アルミナ成分の源
となる粘土成分が多く含まれ粘着性を高めるからである
。特に鉄鉱石中のＡｌ２Ｏ．が２ｗｔ％を超えると、粘
着性が大巾に改善される。。

以上の理由から、高ＣａＯ擬似粒子の形成を図るＡ糸処
理銘柄選択にあたって、ＣａＯ源として石灰石、造粒成
長させるのに必要な微粉鉱石としてベレットフィード鉄
鉱石、擬似粒子形成のバインダーとして高アルミナ鉄鉱
石が用いられる。これらの銘柄のどれか一つが欠けても
改善効果が少い。

また、これらの銘柄がＡ系原料中に２０　ｗｔ　％以上
台まれていないと、同様に効果が少い。使用する石灰石
の粒度に関しては、０．２５ｍ＋以下のものが３５ｗｔ
Ｔｏ以上有する細粒のものが、耐還元粉化性の改善効果
が大きい。なお細粒径の石灰石の方が改善効果が大きい
理由はＡ系擬似粒子内での分散が良く粗粒径使用に較べ
溶融性が良好なためであることと石灰石が微粉であるた
めより造粒が進むためである。また、石灰石の一部代替
として、生石灰や消石灰を用いてもよい。

一方、これらのＡ系原料の混合・調湿・造粒のＡ糸処理
に轟りて、微粉１が多く、また求める造粒物の径もでき
る限り、大きなものが望まれる。

シカるに、通常用いられるドラムミキサや／＃　ン＜レ
タイデーによる処理では、造粒に関しては問題は無いも
のの、混合・調湿に関しては設備への付着や造粒ムラが
発生し、望まれる均一分散組成で強固な径の大きな造粒
物を形成するには適していない。これに対して、粘着性
が高く、微粉比率の高い原料を効率よく混合・調湿する
ためには、ミキサー内部に装入された攪拌環がミキサー
運動とは別に７０　ｒｐｍ以上の回転数で攪拌し、中の
原料を攪拌する機能を有する高速攪拌ミキサー、たとえ
ばアイリッヒミキサー（商品名）が、短時間に微粉を多
く含む原料を大量に混合・調湿するのに優れており、ま
た造粒に関しても適している。

高速攪拌ミキサーによる混合・調湿・造粒後、もし必要
ならば２段目の造粒を行ってもよい。この２段目の造粒
には、ドラムミキサーで十分である。また、Ｂ系原料の
混合・調湿・造粒には、高速攪拌ミキサーでもよいが、
ドラムミキサーを１段または２段設けるもので十分であ
る。

本発明におけるＢ系原料としては、その他の鉱石、返鉱
や粉コークス等を挙げることができる。

他方、第２図に示すように、Ａ系原料中のＣａＯ成分濃
度はｔ８ｗｔ％以上であるが、前述のように、高炉使用
焼結鉱のＣａＯ成分濃度は高炉がわの要求から６．５〜
１２ｗｔ％の範囲に抑えられているので、Ａ系原料処理
物／Ｂ系原料処理物の混合重量比は１５／８５〜５０１
５０とするのが望ましい。この混合重量比をもって混合
するが、この場合の混合機としては、ソフトな混合でき
るものであれば限定されず、たとえばドラムミキサーを
用いることができる。また、もし焼結パレット装入まで
の搬送過程において、ハンドリングが多ければ、これを
利用して混合してもよく、この場合、混合機を省略する
こともできる。

最終的な混合物は焼結に供される。

〔実施例〕

次に実施例を示し、本発明の効果を明らかにする。

本実施例では、直径３００震φ、高さ５００ｍｍの焼結
試験調装置を用い、表１に示す条件で焼成を行った。試
験に用いた原料物性を表２に、造粒フローを第３図に、
配合条件を表３〜表７にそれぞれ示した。なお、第３図
において、１はドラムミキサー、２は高速攪拌ミキサー
としてのアイリッヒミキサーを示す。また、表２等にお
いて、ＳＦは焼結フィード、ＰＦは被しットフイードヲ
意味する。

表−１焼結鍋テスト焼成条件 表−２（原料物性衣） 表−４（原料配合表） かくして、本発明に係る、変動要素について、種々の検
討を行った。これを以下に述べる。

（Ａ糸処理に被レットフィードを添加する効果）表−８
に示す条件で焼成テストを行い、得られた成品について
品質テスト（ＲＤＩ　、　ＲＩ　、ＴＩ）を実施した。

その結果表−８に示すように従来の高アルミナ鉱石と石
灰石（返鉱）のＡ糸処理に較べ、微粉であるベレットフ
ィードの添加によ、９ＲＤＩの品質改善効果がより著る
しいのがわかる。

表−８（ペレットフィード添加効果） （Ａ糸処理鉄鉱石が高アルミナ鉱である効果）バインダ
ーとなるＡ糸処理鉄鉱石の銘柄を変更して、その品質改
善効果を調査した。その結果、表−９に示すごとく高Ａ
ｌ２Ｏ３鉱石程、ＲＤＩの改善効果は著るしくＡ糸処理
鉄鉱石のＡｌ２Ｏ３の組成が２．０以上であることが望
ましいことがわかる０表−９（高アルミナ鉱である効果
） （Ａ糸処理鉱石の配合比率適正化効果）その結果、表−
１０、表−１１に示すごとく、石灰石が２０％未満であ
ればＣａＯ組成の偏在を達成できないことから、また高
Ａｌ２Ｏ３鉱が２０％未満であればバインダ不足から、
ペレットフィード鉱が２０％未満であれば造粒成長させ
る微粉不足から、高ＣａＯ組成の粗大な擬似粒子を形成
できず、還元粉化性の改善効果は低下する。したがって
、これら３つ銘柄は、Ａ系処理原料内において、各各２
０　ｗｔ％以上存在することが望ましいことが判る。

（’Ａ系処理における高速攪拌ミキサーの選択および事
前処理フロー効果） 次に高速攪拌ミキサーの混合・調湿における機能改善に
より品質改善効果の上がることを検討した。その結果表
−１２に示すごとくペレットフィードの含まれるＡ糸処
理において高速攪拌ミキサーを用いることによって還元
粉化性の改善効果が上がることが理解できる。またＡ系
、Ｂ系共に別別に造粒した後、混合することが重要であ
ることが理解される。

（石灰石粒度の細粒化による効果） 石灰石粒度を変更して品質改善効果への影響を調査した
。結果を表−１３にまとめる。その結果石灰石粒度が微
粉である程、耐還元粉化性の改善効果が大きく、特に石
灰石粒度−０，２５ｍ微粉が３５ｗｔ％　以上の時改善
効果が著るしい。

表−１３（石灰石粒度細粒化の効果） （総合的結果） 本発明法によると、表１４に示すように、ＲＤＩの改善
効果がきわめて大きくなる。

表−１４ 〔発明効果〕 以上の通り、本発明によれば、強固でかつ径の大きな擬
似粒子を形成できるとともに、被還元性、冷間強度およ
び冷間強度の３特性が共に優れた焼結鉱を製造できる。

ちなみに、本発明法に従えば、少くとも通気性（生産性
）で約２０チ、還元粉化性で約５チの改善効果がもたら
される口

【図面の簡単な説明】

第１図は焼結鉱の特性と成品ＣａＯｗｔチとの関係図、
第２図はＣａＯ濃度と溶融流動性との関係図、第３図（
、）〜（ｅ）は実施例の造粒フロー図である。 第１１１１Ｉ 第２図 ＣａＯ；ｌ皮（％） 第３図 テストのΔを述プロー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも、Ａｌ＿２Ｏ＿３を２ｗｔ％以上含む鉄
   鉱石と石灰石とペレットフィード鉄鉱石とを含むＡ系原
   料を事前に混合・調湿・造粒し、他方で別途残原料とし
   てのＢ系原料を事前に混合・調湿・造粒し、その後Ａ系
   原料処理物Ｂ系原料処理物の乾燥重量比を１５／８５〜
   ５０／５０となるよう混合し、焼結に供することを特徴
   とする焼結原料の事前処理方法。
2. （２）少くとも、Ａｌ＿２Ｏ＿３２ｗｔ％以上含む鉄鉱
   石と、粒度として０．２５ｍｍ以下のものが３５ｗｔ％
   以上有する石灰石と、ペレットフィード鉄鉱石とを含む
   Ａ系原料において、そのＡ系原料中の前記各３原料要素
   が２０ｗｔ％以上としたものを事前に混合・調湿・造粒
   し； 他方で別途残原料としてのＢ系原料を事前に混合・調湿
   ・造粒し： その後Ａ系原料処理物／Ｂ系原料処理物の乾燥重量比を
   １５／８５〜５０／５０となるよう混合し、燃焼に供す
   る； ことを特徴とする焼結原料の事前処理方法。