JP2003113425A

JP2003113425A - 焼結原料の製造方法

Info

Publication number: JP2003113425A
Application number: JP2001309753A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Okada; 務岡田; Kazuyuki Shinagawa; 和之品川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】難造粒性原料の粉鉱石，副原料，炭材を混合
・造粒して擬似粒化物の高い焼結原料を製造する。【解決手段】微粉の粉鉱石等の鉱石原料、副原料、コ
ークス等の炭材を配合した後、混合工程を経て造粒した
擬似粒子を焼結して製鉄用原料を製造する方法におい
て、鉱石原料、副原料、炭材の焼結原料の一部を予め混
合、造粒して平均粒径１ｍｍ以上の核粒子となる事前造
粒物を製造し、残部の焼結原料を混合し水分を添加して
擬似造粒物を造粒する工程の終期（工程の７０〜９０％
を経過した時点）に、事前造粒物を装入する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉等の原料とな
る焼結鉱の製造方法に関し、特に粉鉱石の造粒プロセス
（焼結鉱製造工程）を改善した方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高炉等に用いられる焼結鉱は粉鉱石を部
分溶融して塊成鉱としたものであり、製鉄原料として大
量に用いられている。

【０００３】この塊成鉱である焼結鉱は、原料である粉
鉱石等、石灰石等の副原料、燃料である粉コークス等の
炭材を配合した後、アイリッヒミキサーなどの混合機で
混合し、水を加えながらペレタイザー，ドラムミキサー
などの造粒機で調湿造粒して一般に１〜３ｍｍの核粒子
に１ｍｍ以下の微粒子が付着した擬似粒子を得、これを
焼結機に装入し焼成して得られるものであり、焼結時の
原料充填層の通気性が焼結鉱成品の生産性に大きく影響
し、近年は焼結原料が微粉化する傾向にあることから、
焼結原料の造粒性を高めること、擬似粒化性を改善して
造粒した粒子の崩壊を防ぐことが求められている。

【０００４】このための従来提案としては、例えば
（１）：粒径の大きな粗粒鉱石の周囲に粉鉱石を付着さ
せて擬似粒子を製造する方法があり、具体的には、ドラ
ムミキサーに粗粒鉱石と微粉鉱石を混合した焼結原料を
投入して水を散布しつつ造粒する方法、複数のディスク
ペレタイザーに粗粒鉱石と微粉鉱石の混合物を投入する
と共に、水分を添加して粗粒鉱石のまわりに微粉鉱石を
付着させて擬似粒子を製造する方法、（２）：平均粒径
＋１ｍｍの原料（核原料となる粗粒鉱石）をドラムミキ
サー内に直接投入し、平均粒径−１ｍｍの原料（付着原
料となる粉鉱石）をミキサーの軸方向に延びた搬送装置
により投入しつつ散水して、ミキサーが転動しているう
ちに微粉原料の付着が増加するようにした方法（特開平
５−３３１５９号公報）、（３）：１次ドラムミキサー
と２次ドラムミキサーの２台のドラムミキサーを使用
し、１次と２次の間で事前造粒物を混合する方法、など
が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）の方法によるものは、粗粒鉱石下量と微粉鉱石原
料を混合して造粒機に投入するものであるため、粗粒、
微粉の双方に水が付着して微粉同士の付着粒子が増加
し、粗粒の周囲に微粉が付着した擬似粒子の割合が少な
くなり、全体として均一な造粒とならないという問題点
がある。上記（２）の方法によるものは、事前造粒物が
＋１ｍｍ以上となるために、ドラムミキサーの初めの段
階で事前造粒物を投入することになるため、ミキサーの
転動中にこの事前造粒物が機械的に崩壊してしまうとい
う問題がある。更に上記（３）の方法によるものは、２
次ミキサーを通過する間（一般にドラムミキサーの通過
時間は約３〜４分）に事前造粒物が崩壊するという問題
があり、２次ミキサーを小型化、短長化することも考え
られるが、２台のドラムミキサーを使用するための設備
費、ランニングコストが嵩むことは避けられないという
問題がある。

【０００６】以上のように、従来の造粒化性を改善する
上記（１）〜（３）の方法にはそれぞれ問題があった。

【０００７】そこで本発明者は、以上のような従来技術
の問題点を解決することができる新たな技術的改良ため
に更に検討を進め、難造粒性原料の粉鉱石，副原料，炭
材を混合・造粒した際の焼結原料を配合し混合すること
を、１台の混合機で、事前造粒物の崩壊や付着鉱石の剥
離の虞が少ない新たな方法として本発明をなすに至った
ものである。

【０００８】すなわち本発明は、焼結機に焼結炉に装入
するために難造粒性原料を事前造粒し、その事前造粒物
を残りの原料に混合して焼結鉱原料を得るに際して、事
前造粒物に対する機械的な影響を軽減し、焼結鉱の生産
性を向上させることを目的とするものである。

【０００９】図２は、事前に製造した平均粒径１ｍｍ以
上の擬似粒子と、残部の微粉原料とを混合してドラムミ
キサー１０に投入し、水添加して混合・造粒する従前の
代表的な焼結原料の製造プロセスを示したものである。

【００１０】しかしこの方式により擬似粒化した焼結原
料を製造すると、事前造粒物の多くは１度崩壊した後、
再び造粒されるために、造粒されにくく、また擬似粒化
性の向上は得られにくく、後述の比較例の結果のように
満足な結果が得られないことが分かった。

【００１１】また、焼結炉に装入するための擬似粒化し
た焼結鉱原料を得るに際して造粒物を崩壊させる機械的
な影響を軽減させるためには、例えば、１次と２次の２
台のドラムミキサーを用いて、１次と２次のドラムミキ
サーの間で核粒子となる事前造粒物を混合する方式が考
えられるが、このようにしても、２次ドラムミキサーを
通過する途中（一般に３〜４分）の間に事前造粒物の崩
壊や、付着鉱石の剥離が生じて、焼結時の通気性を悪化
させるという問題の軽減は十分には得られないし、２次
ドラムミキサーを小型化，短縮化してその通過時間を短
かくすることも考えられるが、このようにすると設備コ
ストが嵩みまたランニングコストも嵩むという問題が別
に生じて必ずしも工業的に有効な方法とはならない。

【００１２】そこで本発明者は、難造粒性原料の粉鉱
石，副原料，炭材を用いて擬似粒化物を製造し、残部の
原料と混合する際に、１台の混合機で、事前造粒物の崩
壊や付着鉱石の剥離の虞れが少ない新たな方法である本
発明を開発するに至ったのである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現する本発
明の内容は以下の通りである。（１）微粉の粉鉱石等の鉱石原料、副原料、コークス等
の炭材を配合した後、混合工程を経て造粒した擬似粒子
を焼結して製鉄用原料を製造する方法において、前記鉱
石原料、副原料、炭材の焼結原料の一部を予め混合、造
粒して平均粒径１ｍｍ以上の擬似粒子となる事前造粒物
を製造し、残部の微粉焼結原料を混合し水分を添加して
造粒する工程の終期に、前記事前造粒物を混合すること
を特徴とする焼結原料の製造方法。

【００１４】（２）上記残部の焼結原料に事前造粒物を
装入して擬似造粒物を造粒・製造する工程が１台の混合
機又は造粒機で行われることを特徴とする上記発明
（１）に記載した焼結原料の製造方法。

【００１５】（３）上記事前造粒物の装入を、残部の焼
結原料を混合し造粒する工程の始期から７０％〜９０％
の工程時間を経過した時点で行うことを特徴とする上記
発明（１）又は（２）の焼結原料の製造方法。

【００１６】（４）上記事前造粒物の混合した後の焼結
原料の混合・造粒工程が１０秒〜２分間であることを特
徴とする上記発明（１）ないし（３）の３のいずれかの
焼結原料の製造方法。

【００１７】（５）上記事前造粒物と残部の焼結原料の
割合が、１０：９０〜５０：５０であることを特徴と
する上記発明（１）ないし（４）のいずれかの焼結原料
の製造方法。

【００１８】（６）上記残部の焼結原料に対する調湿の
ための水分添加は、事前造粒物を装入する前に行われる
ことを特徴とする上記発明（１）ないし（５）のいずれ
かの焼結原料の製造方法。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明においていう事前造粒物と
は、粉鉱石，副原料，炭材を造粒しても、これを残りの
焼結原料と混合して従前の造粒化プロセスにより擬似粒
化物とした場合には、多くは１度崩壊した後、再び造粒
されるという過程を経るために造粒化性が低い難造粒性
の原料をいい、具体的には、微粉原料、ペレットフィー
ド、ダスト、コークス、石灰石などが挙げられる。

【００２０】本発明の難造粒性原料からなる事前造粒物
（粒子）の製造は、アイリッヒミキサーなどの混合機で
混合し、水を加えながらペレタイザーなどで造粒するこ
とができる造粒化物をいい、より具体的には、粉鉱石等
の微粉の鉱石原料、石灰石等の副原料、コークス等の炭
材を混合し、水添加して、平均粒径１ｍｍ以上の事前造
粒物とすればよい。

【００２１】難造粒物は、造粒性が悪いことから、水分
を８〜１２％に増加（一般の造粒では６〜７．５％）し
たり、バインダーを加えたり、造粒時間を延ばしたりす
ることができる。もちろん、造粒機および造粒方法は、
原料の特性に合わせて設定すれば良く、ドラムミキサー
のように大量処理できなくても、その混合・撹拌力等か
ら選定することができる。

【００２２】本発明においては、特に粉鉱石等、副原
料、燃料の粉コークス等の炭材を配合した焼結原料の１
部を混合・造粒した事前造粒物を得、残部の焼結原料を
１台の造粒機において、混合・造粒する工程の終期にお
いてこの事前造粒物を、上記の残部微粉焼結原料の混合
物に更に混合（装入）することが好ましい。

【００２３】このようにすることで、複数の造粒機を配
置する無駄を除くことができ、また造粒時の崩壊を軽減
して残部の原料に均一に混合でき、焼結時の通気性を十
分に確保できるようにした擬似粒化性の高い造粒物を製
造することができる。

【００２４】本発明においては、１台の造粒機で擬似造
粒物を製造することにより、バラツキの少ない造粒物を
安定的に、低ランニングコストで得られる。

【００２５】ここで１台の造粒機というのは、代表的に
はドラムミキサーを挙げることができるが、これに限定
されるものではなく、例えば、レーディゲミキサー、移
行式の流動層型造粒機等の造粒機を用いることもでき
る。

【００２６】また本発明において事前造粒物を造粒機の
混合・造粒工程に混合（挿入）する時期（終期）は、残
部の焼結原料（微粉原料）を混合し造粒する工程の始期
から７０％〜９０％の工程時間を経過した時点とするの
が好ましい。この事前造粒物の装入時点が、造粒機の混
合・造粒工程の７０％未満の段階であると疑似粒子の崩
壊を招くという不具合があり、また９０％を越えて装入
を行うと均一に混合されないという傾向が大きくなるた
めである。より好ましくは、７０〜８０％の工程時間を
経過した時点で行うことがよい。

【００２７】上記のようにして行う事前造粒物を混合
（装入）した後の焼結原料の混合・造粒は、一般的には
１０秒〜２分間の時間とすることがよく、より好ましく
は１５〜９０秒の時間である。１０秒以下では混合不足
という傾向が大きくなり、反対に２分を越えると粒子の
崩壊が大きくなって好ましくない。

【００２８】事前造粒物と残部の焼結原料の割合は、１
０：９０〜５０：５０であることがよく、この割合より
も事前造粒物が少ないと事前造粒物による通気改善の効
果が現れない傾向になり、反対にこの割合よりも事前造
粒物が多いと事前造粒物が主原料となって難造粒物の事
前処理の意味が失われるので好ましくない。

【００２９】また、残部の焼結原料に対する調湿のため
の水添加は、事前造粒物を装入する前に行われることが
よく、添加水量は事前造粒物を加えた後の最終水分が６
〜８％とすることがよい。添加水量がこれよりも少ない
と全体原料の造粒不足という傾向が大きくなり、反対に
添加水量がこれよりも多いと水分過多により、焼結ベッ
ドでの水分滞留による通気悪化や、コンベアや装入シュ
ート等の原料付着という傾向が大きくなるという問題が
ある。

【００３０】本発明において事前造粒物を製造する造粒
機としては、限定されるものではないが、アイリッヒミ
キサ及び／又はパンペレタイザーを用いることが均一混
合と付着性という点で好ましく、また、残部の焼結原料
と事前造粒物の装入する造粒機は、ドラムミキサーが原
料を大量処理できるという点で好ましい。

【００３１】実施形態１本発明の代表的な実施形態は図１に示され、例えば、事
前造粒物を製造するための難造粒性原料の配合物の１部
（例えば３０％）を、アイリッヒミキサー２で混合し、
パンペレタイザー３で水を添加しながら事前造粒して平
均粒径１ｍｍ以上の事前造粒物を製造する。

【００３２】そして難造粒性原料の残り（７０％）をド
ラムミキサー１に投入し水を添加しながら混合・造粒す
ると共に、混合・造粒工程の終期において、上記事前造
粒物を混合（装入）して焼結原料の擬似粒化物（疑似粒
子）を製造する。

【００３３】このようにして得られた擬似粒化物である
焼結原料は、焼結機に投入されて焼結鉱として製造され
る。

【００３４】本例によるこの焼結原料の焼結機での焼結
によれば、擬似粒化物の崩壊は少なく、高い生産性をも
って焼結鉱が製造されることは、後記実施例１，比較例
１の対比から明かである。

【００３５】

【実施例】実施例１図１の装置を用いて、以下の条件で焼結原料を製造し、
焼結機で焼結して焼結鉱を得た。操業は、層厚を５５０
ｍｍ一定、吸引堂圧１５００ｍｍＨｇ一定とし、焼結完
了点が排鉱部になるようにパレットスピードを調整し
た。

【００３６】焼結原料の配合組成（下記表１参照）

【００３７】

【表１】

【００３８】事前造粒物造粒時間：３分平均粒径：３．５ｍｍパンペレタイザーでの水添加割合：８％ドラムミキサーへの混合（装入）装入位置：造粒工程の始期から７５％の時間を経過し
た場所配合割合：事前造粒物：残原料＝３０：７０混合（装入）後の造粒時間：１分ドラムミキサーでの水添加割合：７％（最終水分）以上により得られた疑似造粒物の性状を下記表２に示
す。

【００３９】比較例１また比較のために、図２の装置を用いて、以下の条件で
焼結原料を製造し、焼結機で焼結して焼結鉱を得た。

【００４０】焼結原料の配合組成（表１参照）事前造粒物（造粒時間、平均粒径、パンペレタイザーで
の水添加割合は実施例１と同じ）ドラムミキサーへの装入装入位置：造粒公知の始期から装入配合割合：実施例１と同じ装入後の造粒時間：４分ドラムミキサーでの水添加割合：７分以上により得られた疑似造粒化物の性状を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】なお上記性状の測定は、造粒操作を行って
得られた疑似粒子を篩を用いて分級することにより、そ
の粒度（疑似粒度）並びに平均粒径を求めた。造粒され
た疑似粒子のＧＩ指数とは、製鉄研究第２８８号（１９
７６）第９頁に開示されている評価方法の一つであり、
外粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示す。

【００４３】また「崩壊率」の測定は、本例において
は、疑似粒子を３ｋｇ採取し、鉄板の上に２ｍの高さか
ら４回自然落下させ、その前後の０．５ｍｍ以下粒子の
下記式による増減割合から計算した。

【００４４】崩壊率（％）＝（（［落下前０．５ｍｍ以
下（％）］−［落下後０．５ｍｍ以下（％）］）／
［［落下前０．５ｍｍ以下（％）］）×１００（％）

【００４５】この表２の結果から分かるように、実施例
１では、事前造粒物の崩壊率は低く、残部原料（微粉）
に均一に混合され、擬似粒化性（ＧＩ，ＭＳ）が向上
し、焼結機の生産性が向上することが確認された。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、焼結原料である造粒物
の擬似粒化性を大幅に向上させることができ、その結果
として、焼結鉱の生産性を高めることができるという効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焼結鉱の製造プロセスの概要一例を示
したフロー図。

【図２】従来の焼結鉱の製造プロセスの概要一例を示し
たフロー図。

【符号の説明】

１：ドラムミキサー２：アイリッヒミキサー３：パンペレタイザー１０：ドラムミキサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微粉の粉鉱石等の鉱石原料、副原料、コ
ークス等の炭材を配合した後、混合工程を経て造粒した
擬似粒子を焼結して製鉄用原料を製造する方法におい
て、前記鉱石原料、副原料、炭材の焼結原料の一部を予
め混合、造粒して平均粒径１ｍｍ以上の擬似粒子となる
事前造粒物を製造し、残部の微粉焼結原料を混合し水分
を添加して擬似造粒物を造粒する工程の終期に、前記事
前造粒物を装入することを特徴とする焼結原料の製造方
法。
【請求項２】前記残部の焼結原料に事前造粒物を混合
して擬似造粒物を造粒・製造する工程が１台の混合機又
は造粒機で行われることを特徴とする請求項１に記載し
た焼結原料の製造方法。
【請求項３】前記事前造粒物の混合を、残部の焼結原
料を混合し造粒する工程の始期から７０％〜９０％の工
程時間を経過した時点で行うことを特徴とする請求項１
又は２に記載した焼結原料の製造方法。
【請求項４】前記事前造粒物の混合した後の焼結原料
の混合・造粒工程時間が１０秒〜２分間であることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載した焼結原
料の製造方法。
【請求項５】前記事前造粒物と残部の焼結原料の割合
が、１０：９０〜５０：５０であることを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載した焼結原料の製造方
法。
【請求項６】前記残部の焼結原料に対する調湿のため
の水分添加は、事前造粒物を混合する前に行われること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載した焼
結原料の製造方法。