JP2001262240A

JP2001262240A - 含銑鉄粒焼結鉱の製造方法

Info

Publication number: JP2001262240A
Application number: JP2000072605A
Authority: JP
Inventors: Yozo Hosoya; 陽三細谷; Yoshio Okuno; 嘉雄奥野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高炉の燃料比低減と出銑比大幅向上を実現す
る、高炉内での還元性の優れた含銑鉄粒焼結鉱を製造す
る。【解決手段】炭素を３質量％以上含有し、好ましくは
７０％以上が粒径５ｍｍ〜２０ｍｍのもので構成されて
いる銑鉄粒を焼結原料に５質量％以上２０質量％以下添
加し、混合及び造粒した後、焼結機に装入して焼結す
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、高炉原料用の焼結
鉱を製造する方法に関し、特に焼結鉱中に炭素を３質量
％以上含有する銑鉄粒を多量に含有する含銑鉄粒焼結鉱
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高炉用原料である焼結鉱は、粉
鉱石や篩下粉、副原料、スケール、粉コークス、無煙
炭、返鉱などを配合して焼結機で焼成して製造される
が、焼結時の通気性を悪化させないために、これらの原
料を事前に一次ミキサー、二次ミキサーで混合、造粒し
て焼結機に装入している。従来から焼結時の通気性を良
好にするために焼結原料の造粒を強化したり、例えば、
特公昭５５−１５５３６号公報に開示されているよう
に、焼結原料を焼結する際の粉コークス・無煙炭の燃焼
効率を向上するために焼結原料の擬似粒子の表面に粉コ
ークス、無煙炭を多く存在させるなどの工夫がなされて
きた。

【０００３】また、焼結原料に金属鉄含有物を配合させ
て焼結する方法としては、特開平６−３３０１９２号公
報に、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石を焼結鉱製造時の配合原料の一部
として使用する際に、還元鉄粉、粒銑、ダライ粉または
鉄スクラップ細片の１種または２種以上を焼結原料充填
層の層高方向の表層より２００mm以上下方に、そのＡｌ
₂Ｏ₃含有量に応じて０．５〜５．０重量％の範囲で添加
する焼結鉱の製造方法が開示されている。しかしなが
ら、この特開平６−３３０１９２号公報記載の発明は、
Ａｌ₂Ｏ₃成分を２．０重量％以上含有する高アルミナ鉄
鉱石を焼結鉱製造時の配合原料の一部として使用する際
の焼結過程で生じる融液の流動性低下に起因した成品焼
結鉱の歩留り及び品質の低下を防止するために、融液流
動性の向上効果があるＦｅＯ生成源である金属鉄含有物
を添加する方法であり、添加した金属鉄のほとんどはＦ
ｅＯとなるため、焼結鉱中に残存する金属鉄は少なく、
銑鉄粒を多量に含有する含銑鉄粒焼結鉱を製造すること
はできないものである。

【０００４】したがって、従来から高炉の燃料比を低減
し、出銑比を大幅に向上させることが期待される銑鉄粒
を多量に含有する高温荷重軟化溶融性状に優れた含銑鉄
粒焼結鉱の製造法の開発が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術の問題
点に鑑みて、本発明は、これまで実用化されなかった焼
結鉱中に多量の銑鉄粒を含有する含銑鉄粒焼結鉱の製造
方法を提供するものである。本発明の製造方法により製
造した含銑鉄粒焼結鉱を高炉原料として使用することに
より、高炉の炉下部反応にとって重要な焼結鉱の高温還
元・軟化溶融性状を向上させ、よって、高炉の燃料比を
低減し、出銑比を大幅に向上させることが可能になる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するものであり、以下の（１）〜（７）の通りであ
る。

【０００７】（１）炭素を３質量％以上含有する銑鉄粒
を焼結原料に５質量％以上２０質量％以下添加し、混合
及び造粒した後、焼結機に装入して焼結することを特徴
とする含銑鉄粒焼結鉱の製造方法。

【０００８】（２）前記炭素を３質量％以上含有する銑
鉄粒は、その７０％以上が粒径５ｍｍ〜２０ｍｍのもの
で構成されていることを特徴とする前記（１）の含銑鉄
粒焼結鉱の製造方法。

【０００９】（３）予め、炭素を３質量％以上含有する
銑鉄粒とバインダーとを混合、または混合及び造粒し
て、表層部が前記バインダーでコーティングされた銑鉄
粒を形成後、該コーティングされた銑鉄粒を混合前の焼
結原料に添加し、混合及び造粒した後、焼結機に装入し
て焼結することを特徴とする含銑鉄粒焼結鉱の製造方
法。

【００１０】（４）予め、炭素を３質量％以上含有する
銑鉄粒とバインダーとを混合、または混合及び造粒し
て、表層部が前記バインダーでコーティングされた銑鉄
粒を形成後、該コーティングされた銑鉄粒を混合、また
は混合、造粒後の焼結原料に添加し、それらを混合、造
粒した後、焼結機に装入して焼結することを特徴とする
含銑鉄粒焼結鉱の製造方法。

【００１１】（５）前記炭素を３質量％以上含有する銑
鉄粒の添加量を１００とした場合に、これに添加する前
記バインダーの割合が５以上であることを特徴とする前
記（３）または（４）の含銑鉄粒焼結鉱の製造方法。

【００１２】（６）前記バインダーが石灰乳、石灰水、
生石灰、消石灰、及び無機性または有機性バインダーの
うちの１種または２種以上からなることを特徴とする前
記（３）〜（５）の何れかの含銑鉄粒焼結鉱の製造方
法。

【００１３】（７）前記コーティングされた銑鉄粒を形
成する際に、ドラムミキサー、ディスクペレタイザー、
パッグミルのうちの１種または２種以上を用いることを
特徴とする前記（３）〜（６）の何れかの含銑鉄粒焼結
鉱の製造方法。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明を
詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明を実施するための焼結鉱製
造プロセスフローを示す工程図である。

【００１６】まず、通常の焼結原料である主原料（；
粉鉱石、篩下粉等）、副原料（；石灰石、蛇紋岩
等）、粉コークス・無煙炭（）などの他の焼結原料
に、炭素を３質量％以上含有する銑鉄粒（）を添加
し、その後これらの通常の焼結原料と銑鉄粒とを１次ミ
キサー（）、２次ミキサー（）で混合、造粒した
後、焼結機（）に装入して焼成する。

【００１７】図２は、本発明を実施するための別の焼結
鉱製造プロセスフローを示す工程図である。

【００１８】予め別ラインにおいて炭素を３質量％以上
含有する銑鉄粒（）と、石灰乳、石灰水、生石灰、消
石灰、無機性または有機性バインダーの内の１種または
２種以上（；以下、バインダーという）とをドラムミ
キサーやディスクペレタイザー、パッグミル等を用い
て、混合または、混合・造粒する（）ことにより、前
記銑鉄粒の表面部を前記バインダーでコーティングす
る。さらに、このコーティングされた銑鉄粒を、通常の
焼結原料である主原料（；粉鉱石、篩下粉等）、副原
料（；石灰石、蛇紋岩等）、粉コークス・無煙炭
（）などの他の焼結原料に添加し、その後、これらの
コーティングされた銑鉄粒および焼結原料を１次ミキサ
ー（）で混合し、さらに２次ミキサー（）で造粒し
た後、焼結機（）に装入して焼成する。

【００１９】または、通常の焼結原料である主原料
（；粉鉱石、篩下粉等）、副原料（；石灰石、蛇紋
岩等）、粉コークス・無煙炭（）などを１次ミキサー
（）で混合、または混合、造粒後に、上記のコーティ
ングされた銑鉄粒を添加して、その後、さらに２次ミキ
サー（）で混合、造粒した後、焼結機（）に装入し
て焼成する。

【００２０】この際、前記炭素を３質量％以上含有する
銑鉄粒の内の７０％以上が５〜２０ｍｍの粒度になるよ
うに篩い分けで粒度調整するのが好ましい。

【００２１】図５に図２のプロセスで製造したコーティ
ングされた銑鉄粒、図６に図２のプロセスで製造したコ
ーティングされた銑鉄粒に通常の焼結原料が付着した状
況を示す。本発明において銑鉄粒Ａはその表層部がバイ
ンダーＢでコーティングされているので、これらを通常
の焼結原料Ｃとともに混合、造粒後、焼成する場合、こ
れらのコーティングされた銑鉄粒は、高温の焼成過程で
焼結原料から生成するカルシウムフェライト融液やシリ
ケートスラグ融液と強固に接合する。したがって、本発
明は、銑鉄粒を焼結鉱中に多量に内蔵するとともに、破
砕工程や輸送工程でも破壊しない銑鉄粒と融液接合部の
接合強度を有する含銑鉄粒焼結鉱を製造することが可能
である。

【００２２】上記含銑鉄粒焼結鉱を形成させるためのコ
ーテング効果は、バインダーを添加した水溶液の粘度が
２ｍＰａ・ｓ以上になると生じ始めるが、１０，０００
ｍＰａ・ｓを越えると塊状造粒物が過大になるなどの悪
影響が顕著になる。したがって、本発明では、バインダ
ーを添加した水溶液の粘度は２〜１０，０００ｍＰａ・
ｓに制御するのが好ましい。また、水溶液中のバインダ
ーの粒度は細かい方がより効果が大きくなり、１ｍｍ以
下が好ましい。

【００２３】本発明で、上記の炭素を３質量％以上含有
する銑鉄粒の添加量を１００とし、それにバインダーを
外数で５以上の割合になるようにコーティングするの
は、これらのバインダーの添加割合が５以上になると炭
素を３質量％以上含有する銑鉄粒と焼結原料から生成す
るカルシウムフェライト融液やシリケートスラグ融液と
の接合の効果が顕著に出始めるからである。本発明で
は、その上限は特に規定する必要はないが、その割合が
８０を越えるとそれらの粒子同士の結合ならびに焼結原
料から生成する融液との接合の効果が頭打ちになるた
め、経済性の点からその割合の上限値を８０とするのが
好ましい。

【００２４】本発明で、銑鉄粒の炭素含有量を３質量％
以上と規定したのは、銑鉄の炭素量が３質量％以上にな
ると１３００℃のような低温で容易に溶融を開始できる
効果が顕著になるからである。

【００２５】本発明で、炭素を３質量％以上含有する銑
鉄粒の焼結原料への添加量を５〜２０質量％と規定した
のは、上記銑鉄量の添加量が５質量％以上になると、高
温軟化性状の改善が顕著になり始め、その添加量が２０
質量％を超えると、主原料や副原料、粉コ−クス・無煙
炭などの焼結原料の造粒を阻害する悪影響が顕著になり
始めるからである。

【００２６】本発明で、炭素を３質量％以上含有する銑
鉄粒の粒径分布を粒径５〜２０ｍｍのものが７０％以上
とするのが好ましいのは、粒径５〜２０ｍｍのものが７
０％未満になると、返鉱として焼結プロセス内を循環す
る量が増加し、むしろ成品歩留を悪化させる悪影響が大
きくなるからである。

【００２７】

【実施例】以下に示す条件にて含銑鉄粒焼結鉱の鍋試験
をおこなった。

【００２８】まず、炭素を４．５質量％含有する銑鉄粒
を製造し、それを篩分けた。そして、粒径が５ｍｍ〜２
０ｍｍのものが８０％以上からなる銑鉄粒を焼結原料中
に１０質量％配合し、ドラムミキサーの造粒条件で混
合、造粒した。

【００２９】また、上記の銑鉄粒の表層部に石灰乳（Ｃ
ａＯを２０％含有）をコーティングする場合には、銑鉄
粒に石灰乳を添加して１０００ｍｍφのディスクペレタ
イザーで５分間造粒した。そして、さらに、これらのコ
ーテングされた銑鉄粒と焼結原料とを一緒にして、下記
のドラムミキサーの造粒条件で混合、造粒した。

【００３０】表１に本鍋試験に使用した焼結鉱用の原料
の配合割合を示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】比較例では、表１の配合割合で焼成した。
本発明例１では、カーボンを４．５質量％含有し、５ｍ
ｍ〜２０ｍｍが８０％以上の銑鉄粒を焼結原料中に１０
外％混ぜて、混合、造粒したのち焼成した。本発明例２
では、カーボンを４．５質量％含有し、５ｍｍ〜２０ｍ
ｍが８０％以上の銑鉄粒と石灰乳をそれぞれ１００と７
０の割合で混合、造粒して銑鉄粒表面を石灰乳でコーテ
ィングしたのち、それを焼結原料に１０外％混ぜて、混
合、造粒したのち焼成した。

【００３３】主な試験条件としては、鍋試験装置（内径
３００ｍｍ）の装入量は約６５ｋｇ、層厚は６００ｍ
ｍ、床敷鉱の厚みは約２０ｍｍとし、吸引負圧９．８ｋ
Ｐａ（１０００ｍｍＡｑ）で焼成した。ドラムミキサー
の配合原料の造粒条件は、混合時間が１分、造粒時間が
７分とした。なお、すべての鍋試験において配合原料水
分が６．８質量％と一定になるように、ドラムミキサー
での添加水分量などをその都度調整した。また、コーク
ス粒や無煙炭粒に付着しているＣａＯ量については、配
合原料の配合割合の計算には考慮しなかった。

【００３４】表２には高温荷重軟化溶融試験方法の試験
条件を示した。

【００３５】

【表２】

【００３６】図３には比較例と本発明例の鍋試験結果と
して、（１）生産率、（２）成品歩留、（３）ＳＩ（冷
間強度）、（４）ＲＤＩ（還元粉化性、製銑部会法）、
（５）ＪＩＳ−ＲＩ（被還元性）を示した。また、図４
には高温荷重軟化溶融試験結果を示した。

【００３７】以上の試験の結果、本発明の実施により、
以下の効果が示された。

【００３８】（１）図３に示すように、すべての鍋試験
で本発明例の生産率や成品歩留は比較例（従来法）とほ
とんど変わらなかった。

【００３９】（２）図３に示すように、本発明例の冷間
強度（ＳＩ）や還元粉化性（ＲＤＩ）、被還元性（ＪＩ
Ｓ−ＲＩ）の焼結鉱の品質も比較例と比べて大きな差は
認められなかった。

【００４０】（３）図４に示すように、本発明例の高温
軟化溶融性状は比較例と比べて大幅に改善（１０００℃
以上の還元性向上、軟化開始温度上昇、軟化開始と溶融
滴下開始の温度差縮小（融着帯幅縮小））された。１０
００℃以上の還元率向上により、高炉燃料比の低減が期
待できる。また、軟化開始温度上昇と軟化開始と溶融滴
下開始の温度差縮小（融着帯幅縮小）は、図４に示すよ
うに圧損値を大幅に小さくする。すなわち、高炉炉下部
の通気抵抗を改善するので、出銑比を大幅に向上できる
ことになる。

【００４１】

【発明の効果】本発明により、焼結鉱中に多量の銑鉄粒
を含有させ、冷間強度や還元粉化性、被還元性等の焼結
鉱品質を維持しつつ、高炉下部反応にとって最も重要な
高温還元・軟化溶融性状の特性を大幅に向上できる。よ
って、本発明で得られる含銑鉄粒焼結鉱の適用により高
炉の燃料比低減と出銑比向上に寄与する効果は多大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するためのプロセスフローの一例
を示す工程図である。

【図２】本発明を実施するためのプロセスフローの他の
例を示す工程図である。

【図３】鍋試験結果を示す図である。

【図４】高温荷重軟化溶融試験結果を示す図である。

【図５】本発明法で形成したコーティングされた銑鉄粒
の構造の例を示す図である。

【図６】本発明法で形成したコーティングされた銑鉄粒
が焼結原料と造粒された構造の例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ銑鉄粒ＢバインダーＣ焼結原料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素を３質量％以上含有する銑鉄粒を焼
結原料に５質量％以上２０質量％以下添加し、混合及び
造粒した後、焼結機に装入して焼結することを特徴とす
る含銑鉄粒焼結鉱の製造方法。
【請求項２】前記炭素を３質量％以上含有する銑鉄粒
は、その７０％以上が粒径５ｍｍ〜２０ｍｍのもので構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の含銑鉄
粒焼結鉱の製造方法。
【請求項３】予め、炭素を３質量％以上含有する銑鉄
粒とバインダーとを混合、または混合及び造粒して、表
層部が前記バインダーでコーティングされた銑鉄粒を形
成後、該コーティングされた銑鉄粒を混合前の焼結原料
に添加し、混合及び造粒した後、焼結機に装入して焼結
することを特徴とする含銑鉄粒焼結鉱の製造方法。
【請求項４】予め、炭素を３質量％以上含有する銑鉄
粒とバインダーとを混合、または混合及び造粒して、表
層部が前記バインダーでコーティングされた銑鉄粒を形
成後、該コーティングされた銑鉄粒を混合、または混
合、造粒後の焼結原料に添加し、それらを混合、造粒し
た後、焼結機に装入して焼結することを特徴とする含銑
鉄粒焼結鉱の製造方法。
【請求項５】前記炭素を３質量％以上含有する銑鉄粒
の添加量を１００とした場合に、これに添加する前記バ
インダーの割合が５以上であることを特徴とする請求項
３または４に記載の含銑鉄粒焼結鉱の製造方法。
【請求項６】前記バインダーが石灰乳、石灰水、生石
灰、消石灰、及び無機性または有機性バインダーのうち
の１種または２種以上からなることを特徴とする請求項
３〜５の何れか１項に記載の含銑鉄粒焼結鉱の製造方
法。
【請求項７】前記コーティングされた銑鉄粒を形成す
る際に、ドラムミキサー、ディスクペレタイザー、パッ
グミルのうちの１種または２種以上を用いることを特徴
とする請求項３〜６の何れか１項に記載の含銑鉄粒焼結
鉱の製造方法。