JP2000303121A

JP2000303121A - 焼結原料の事前処理方法

Info

Publication number: JP2000303121A
Application number: JP11110776A
Authority: JP
Inventors: Yohei Ito; 洋平伊藤; Daisuke Shibata; 大介柴田; Akiyoshi Oshio; 昭義大塩; Tetsuzo Haga; 徹三芳我; Shunji Kasama; 俊次笠間
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】粗粒褐鉄鉱に必要なだけ多くのアルミナ含有
量の低い微粉鉱石と石灰石を付着させることで、褐鉄鉱
多量使用時の悪影響を抑制し、焼結品質、歩留を向上す
るか、又は、褐鉄鉱を多量に使用することを可能とす
る。【解決手段】鉄鉱石、石灰石、副原料、固体燃料をド
ラムミキサー１１で疑似粒子化して焼結機１２に装入す
る方法において、褐鉄鉱を篩分機８で篩分け、篩分けた
篩上の粗粒褐鉄鉱をドラムミキサー１１の上流側に供給
すると共に、篩分機８での篩下の微粉褐鉄鉱を造粒し、
この造粒物をドラムミキサー１１の下流側に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、褐鉄鉱を使用する
高炉用焼結原料の事前処理に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉の主要原料である焼結鉱は、以下の
ようにして製造されるのが一般的である。まず１０ｍｍ
以下の鉄鉱石に石灰石、ドロマイトなどの含ＣａＯ系原
料と硅石、蛇紋岩などの含ＳｉＯ₂ 系原料及び粉コーク
ス、無煙炭、などの固体燃料、さらに適量の水分を加え
て、造粒機、例えば、ドラムミキサーにより混合・造粒
して擬似粒化する。次に、この擬似粒化した焼結原料を
火格子移動式の焼結パレット上に５００ｍｍ前後の高さ
に充填し、この充填ベッド表層部の固体燃料に点火し、
下方に向けて空気を吸引しながら前記固体燃料を燃焼さ
せて、その時に発生する燃焼熱によって焼結原料を焼結
し、焼結ケーキを製造し、この焼結ケーキを粉砕・整粒
するものである。前記鉄鉱石は、従来、結晶水、アルミ
ナ（ＡＬ₂ Ｏ₃ ）含有量が共に低い、良質な赤鉄鉱（ヘ
マタイト、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）と磁鉄鉱（マグネタイト、Ｆｅ
₃ Ｏ₄ ）を主体としたものであったが、これら良質な鉄
鉱石は枯渇に向かっており、アルミナ含有量の高い赤鉄
鉱の使用比率が増加している。さらに、安価ではあるが
結晶水、アルミナ含有量が共に高い、褐鉄鉱（ゲーサイ
ト鉱石）の使用比率が次第に増大している。結晶水を多
く含有した褐鉄鉱は、前記焼結パレット上で２５０〜５
００℃前後になると、結晶水が脱水分解を起こして、亀
裂を多く発生させて多孔質なものとなる。特に重量比率
で５％以上の結晶水を多く含む褐鉄鉱（高ゲーサイト鉱
石）は、焼結ベッド内で脱水されて多孔質化し、歩留、
強度を低下、還元性状（ＲＤＩ）を上昇させる問題を引
き起こす。

【０００３】従来はアルミナ含有量の低い赤鉄鉱、磁鉄
鉱と石灰石等ＣａＯ系原料が焼結過程で約１２００℃に
なると反応して粘性の低い融液になり、この融液が前記
高ゲーサイト鉱石の亀裂に浸入し、亀裂を閉塞させてい
た。その結果、多孔質化による歩留、強度の低下、還元
性状（ＲＤＩ）の上昇を抑制することが可能であった。
近年、アルミナ含有量の高い赤鉄鉱の使用比率が増加し
つつあるが、この鉱石中のアルミナ成分量の増加（特に
微粉部分のアルミナ成分の増加）は、焼結時に生成され
る融液の融点を上昇させるため、前記融液生成量が不足
し、高ゲーサイト鉱石の悪影響が顕在化しており、特に
高ゲーサイト鉱石の粗粒（３ｍｍ以上）部分に焼結過程
において亀裂が多く発生している。この様な問題を抱え
ているため、褐鉄鉱の大幅な使用増は、困難な状況にあ
る。しかし、前述のような良質な鉄鉱石の枯渇という鉱
石事情に鑑み、高ゲーサイト鉱石を多量に使用すること
が試みられている。

【０００４】この方法として、例えば、特開昭６０−１
３８０２０号公報の提案がある。これは図２に示すよう
にホッパー１に高ゲーサイト鉱石の一例であるローブリ
バーを貯蔵し、赤鉄鉱、磁鉄鉱はホッパー２、石灰石は
ホッパー３、副原料はホッパー４、固体燃料はホッパー
５、返鉱はホッパー６に各々貯蔵している。そしてホッ
パー１から切り出されたローブリバーは篩分機８に送ら
れる。この篩分機８は特公平５−３４０７７号公報に記
載されているリーピング・スクリーンを使用し篩網目サ
イズは３〜５ｍｍである。そして、前記篩上の粗粒部分
は直接ドラムミキサー１１へ供給される。一方、篩下の
微粉は混練機９に送られ、ここで水分を添加しながら混
練された後、パンペレタイザー等の造粒機１０に送られ
２〜５ｍｍの擬似粒子となる。この擬似粒子と前記篩分
機８からの篩上の粗粒鉱石とホッパー２から切り出した
鉄鉱石、ホッパー３、４、５、６から切り出した石灰
石、副原料、固体燃料、返鉱とを配合して、ドラムミキ
サー１１に導入し、このドラムミキサー１１で造粒して
焼結機１２へ供給し、焼結鉱とするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、上記特開
昭６０−１３８０２０号公報の提案では、前記篩下の高
ゲーサイト鉱石の造粒物と、篩上の高ゲーサイト粗粒鉱
石の両方へＡｌ₂ Ｏ₃ 含有量の低い微粉鉱石と石灰石が
付着することから、必然的に高ゲーサイト粗粒鉱石に付
着するアルミナ含有量の低い微粉鉱石と石灰石の量が少
なくなるために焼結時に生じる亀裂を閉塞させる融液が
不足し、高ゲーサイト鉱石の使用量に上限が生じる問題
点があった。本発明は高ゲーサイト粗粒鉱石に必要なだ
け多くのアルミナ含有量の低い微粉鉱石と石灰石を付着
させることで、高ゲーサイト鉱石多量使用時の悪影響を
抑制し、焼結品質、歩留を向上するか、又は、高ゲーサ
イト鉱石を多量に使用することを可能とする焼結原料の
事前処理方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者は実験炉を用いて多量の高ゲーサイトを使
用するための実験、検討を重ねた結果、高ゲーサイト鉱
石を分級機で篩い分け、篩下の粉鉱石を造粒し、得られ
た造粒物を昇温して、焼結状況を観察したところ、通
常、高ゲーサイト鉱石が脱水反応を起こす２５０〜５０
０℃前後にて、脱水現象が発生するものの、造粒物が壊
れる現象は起こらないことが分かった。さらにミクロに
観察をしたところ、造粒物を形成している微粉鉱石の中
で、やや粒径の大きい１〜３ｍｍ粒子に関しては、脱水
時に個々の粒子に亀裂が生じるが、亀裂は個々の粒子内
に止まり、造粒物全体としては、亀裂の発生は無いこと
を知見した。また、造粒物全体としては亀裂が発生しな
いので、焼結の際に造粒物の周りにあるアルミナ含有量
の低い微粉鉱石と石灰石から作られる融液は造粒物内部
には、ほとんど浸入しないことを知見した。一方、高ゲ
ーサイト鉱石を分級機で篩い分けた篩上の粗粒鉱石は、
前記のように２５０〜５００℃前後で脱水反応を起こ
し、多くの亀裂が発生した。さらに、粗粒鉱石の周りに
あるアルミナ含有量の低い微粉鉱石と石灰石から作られ
た融液は、高ゲーサイト粗粒鉱石の亀裂部に瞬時に浸入
して亀裂部を埋めることを知見した。これらの知見に基
づいて、本発明は成されたものであり、その特徴とする
手段は、鉄鉱石、石灰石、副原料、固体燃料をドラムミ
キサーで疑似粒子化して焼結機に装入する方法におい
て、褐鉄鉱を篩分機で篩分け、篩分けた篩上の粗粒褐鉄
鉱を前記ドラムミキサーの上流側に供給すると共に、前
記篩分機での篩下の微粉褐鉄鉱を造粒し、この造粒物を
前記ドラムミキサーの下流側に供給するものである。な
お、造粒用ドラムミキサーとしては、焼結工程で一般に
使用されている構造のものでよい。また、混練機として
は、フレットミル、潤式ボールミル、アイリッヒミキサ
ー、双軸ニーダー等で、造粒機としてはパンペレタイザ
ー等を用いることが出来る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態に係る焼結
原料の事前処理方法を図１を用いて以下に説明する。図
１は本発明の一実施の形態に係る焼結原料の事前処理方
法を実施する設備フロー図である。ホッパー１には表１
に示す粒度構成の高ゲーサイト鉱石を貯留し、その他の
鉄鉱石はホッパー２、石灰石はホッパー３、副原料はホ
ッパー４、固体燃料はホッパー５、返鉱はホッパー６に
各々貯留している。

【０００８】

【表１】

【０００９】ホッパー１から切り出された高ゲーサイト
鉱石は篩分機８に送られる。この篩分機８は例えば特公
平５−３４０７７号公報に記載されているリーピング・
スクリーンを使用し、篩網目は３〜５ｍｍである。この
篩分機８により分級された篩上の粗粒鉱石（粗粒褐鉱鉱
石）は、ベルトコンベアによりホッパー２、３で切り出
された鉄鉱石と石灰石が載ったベルトコンベアに供給さ
れ、さらにホッパー４、５、６で切り出された副原料、
固体燃料、返鉱と共にドラムミキサー１１に供給され
る。一方、篩下の微粉（微粉褐鉱鉱石）は混練機９に送
られ、水分を加えられながら混練された後、パンペレタ
イザー等の造粒機１０にて造粒され擬似粒子となる。こ
の擬似粒子はドラムミキサー１１の下流側にあるドラム
ミキサー１３に供給されて造粒される。尚、この際、ド
ラムミキサー１３は必ずしも設置する必要はないが、設
置した方が好ましい。

【００１０】かくして、前記篩上の高ゲーサイト粗粒鉱
石にはアルミナ含有量が低い微粉鉄鉱石とＣａＯ源であ
る石灰石を多量に付着させることが可能となる。即ち、
高ゲーサイト粗粒鉱石の周囲には、低融点の付着物が多
量に存在することになる。高ゲーサイト鉱石であるロー
ブリバーの使用量と、このローブリバー粗粒量に対する
アルミナ含有微粉鉱石及び石灰石の付着量の関係を図３
に示す。この図から分かる様に、従来はローブリバーの
使用量の増加と共にローブリバー粗粒量に対する前記ア
ルミナ含有微粉鉱石及び石灰石の付着量は低下していた
が、本発明の処理を実施した例ではローブリバー粗粒量
に対するアルミナ含有微粉鉱石及び石灰石の量の比率
が、同一のローブリバー使用量（新原％）に対して従来
よりも増加し、ローブリバー粗粒の周囲に多量の鉄鉱石
と石灰石を付着させることが出来ていることが分かる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を表２に基づいて説明する、
なお焼結機はパレット幅５ｍで、層厚５００〜６００ｍ
ｍで操業したものであり、実施例１、２は図１に示す設
備フローで焼結原料を事前処理した例であり、従来例
１、２は図２に示す設備フローで焼結原料を事前処理し
た例である。

【００１２】

【表２】

【００１３】実施例１は高ゲーサイト鉱石であるローブ
リバーを５０％使用した例、実施例２はローブリバーを
６５％使用した例、従来例１はローブリバーを５０％使
用した例、従来例２はローブリバーを６５％使用した例
である。実施例１と従来例１、実施例２と従来例２はロ
ーブリバーの粗粒鉱石量は各々同一であるが、実施例
１、２の方がローブリバー粗粒鉱石量に対するローブリ
バー粗粒鉱石に付着する微粉量の比率が多くなり、ロー
ブリバー粗粒に付着する鉄鉱石と石灰石の付着量は実施
例１、２の方が従来例１、２より多くなり、本実施例
１、２は融液量を充分確保できており、前記した高ゲー
サイト鉱石の使用による悪影響を抑制する効果を発揮
し、焼結還元性状が改善している。また、実施例２と従
来例１は、ローブリバー粗粒鉱石量に対する付着微粉量
の比率は同一であるが、実施例２の方が従来例１よりも
安価なローブリバーをより多く使用することが出来てお
り、焼結鉱の歩留、品質を一定に確保出来ている。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、安価であるが、結晶水とアル
ミナ含有量が多い褐鉄鉱の粗粒部へ優先的にアルミナ含
有量の低い鉄鉱石と石灰石を付着させ、粗粒褐鉄鉱へ生
じる亀裂を多量の融液で閉塞させることにより焼結鉱の
歩留、生産性、品質を向上させることが可能となった。
また、焼結鉱の歩留、生産性、品質を従来と同等にした
場合には、安価な褐鉄鉱を多量に使用することが可能と
なる等の多大の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る焼結原料の事前処
理方法を実施するための設備フロー図である。

【図２】従来技術の設備フロー図である。

【図３】ローブリバー粗粒鉱石量に対するローブリバー
粗粒鉱石に付着する微粉量の比率とローブリバー使用比
率の関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１：高ゲーサキト鉱石用ホッパー、２：鉄鉱石用ホッパ
ー、３：石灰石用ホッパー、４：副原料用ホッパー、
５：固体燃料用ホッパー、６：返鉱用ホッパー、８：篩
分機、９：混練機、１０：造粒機、１１：ドラムミキサ
ー、１２：焼結機、１３：ドラムミキサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大塩昭義大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者芳我徹三大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者笠間俊次大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内Ｆターム(参考） 4K001 AA10 BA01 CA01 CA02 CA33 CA35 CA39 GA10 GB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄鉱石、石灰石、副原料、固体燃料をド
ラムミキサーで疑似粒子化して焼結機に装入する方法に
おいて、褐鉄鉱を篩分機で篩分け、篩分けた篩上の粗粒
褐鉄鉱を前記ドラムミキサーの上流側に供給すると共
に、前記篩分機での篩下の微粉褐鉄鉱を造粒し、この造
粒物を前記ドラムミキサーの下流側に供給することを特
徴とする焼結原料の事前処理方法。