JP2003293045A - 耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法 - Google Patents
耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、高炉炉頂部から装入される低スラ
グ焼結鉱の高炉内での粉化を抑制した、被還元性及び耐
還元粉化性の双方に優れた高品質焼結鉱を製造する方法
を提供する。 【解決手段】 低スラグ焼結鉱を高炉装入前に予備還元
するに際し、還元ガス組成と還元温度が該ガス組成と温
度によって決まるウスタイトの生成する平衡値曲線領域
内に存するように、還元ガス組成と還元温度を調整して
供給し、前記焼結鉱中のヘマタイト相の大半がウスタイ
トに相変化するまで還元する耐還元粉化性の優れた低ス
ラグ焼結鉱の製造方法。
グ焼結鉱の高炉内での粉化を抑制した、被還元性及び耐
還元粉化性の双方に優れた高品質焼結鉱を製造する方法
を提供する。 【解決手段】 低スラグ焼結鉱を高炉装入前に予備還元
するに際し、還元ガス組成と還元温度が該ガス組成と温
度によって決まるウスタイトの生成する平衡値曲線領域
内に存するように、還元ガス組成と還元温度を調整して
供給し、前記焼結鉱中のヘマタイト相の大半がウスタイ
トに相変化するまで還元する耐還元粉化性の優れた低ス
ラグ焼結鉱の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉炉頂部から装
入される焼結鉱の高炉内での粉化を抑制した耐還元粉化
性の優れた焼結鉱の製造方法に関する。
入される焼結鉱の高炉内での粉化を抑制した耐還元粉化
性の優れた焼結鉱の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉原料として使用される焼結鉱の品質
特性としては、冷間強度、被還元性および耐還元粉化性
等が重要であり、高炉操業の安定化および効率化に大き
く影響を及ぼすので、常時管理されている。上記特性の
評価方法として、冷間強度はＪＩＳ法タンブラー強度
（ＴＩ）やＪＩＳ法落下強度（ＳＩ）等、被還元性はＪ
ＩＳ還元率（ＲＩ）、そして耐還元粉化性は日本鉄鋼協
会・製銑部会法の還元粉化指数（ＲＤＩ）が用いられて
いる。
特性としては、冷間強度、被還元性および耐還元粉化性
等が重要であり、高炉操業の安定化および効率化に大き
く影響を及ぼすので、常時管理されている。上記特性の
評価方法として、冷間強度はＪＩＳ法タンブラー強度
（ＴＩ）やＪＩＳ法落下強度（ＳＩ）等、被還元性はＪ
ＩＳ還元率（ＲＩ）、そして耐還元粉化性は日本鉄鋼協
会・製銑部会法の還元粉化指数（ＲＤＩ）が用いられて
いる。
【０００３】ＲＤＩは、粒径１５〜２０ｍｍの焼結鉱５
００ｇを内径７５ｍｍの反応管に充填し、ＣＯ：３０ｖ
ｏｌ．％及びＮ2 ：７０ｖｏｌ. ％からなる還元ガスを
充填層下部から流して５５０℃で３０分間還元した後冷
却し、回転筒内で３０ｒｐｍで３０分間回転させた後篩
分けを行い、３ｍｍ以下の粉の重量割合で表す指数であ
る。
００ｇを内径７５ｍｍの反応管に充填し、ＣＯ：３０ｖ
ｏｌ．％及びＮ2 ：７０ｖｏｌ. ％からなる還元ガスを
充填層下部から流して５５０℃で３０分間還元した後冷
却し、回転筒内で３０ｒｐｍで３０分間回転させた後篩
分けを行い、３ｍｍ以下の粉の重量割合で表す指数であ
る。
【０００４】一般的に焼結鉱の冷間強度（ＴＩ）、被還
元性（ＲＩ）や高温性状（Ｓ値）を改善する方法として
は、焼結鉱製造工程において焼結鉱中のスラグ含有率を
低減すること、すなわち、ＳｉＯ2 の含有量を低下する
こと、具体的には焼結鉱原料中の蛇紋岩の配合量を低減
することが効果的であることが知られている（例えば、
ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ，Ｖｏｌ．１３（２０００）−７０
６）。しかしながら、蛇紋岩の配合量を低減すると耐還
元粉化性（ＲＤＩ）が悪化する惧れがある。
元性（ＲＩ）や高温性状（Ｓ値）を改善する方法として
は、焼結鉱製造工程において焼結鉱中のスラグ含有率を
低減すること、すなわち、ＳｉＯ2 の含有量を低下する
こと、具体的には焼結鉱原料中の蛇紋岩の配合量を低減
することが効果的であることが知られている（例えば、
ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ，Ｖｏｌ．１３（２０００）−７０
６）。しかしながら、蛇紋岩の配合量を低減すると耐還
元粉化性（ＲＤＩ）が悪化する惧れがある。
【０００５】上記の冷間強度（ＴＩ）、被還元性（Ｒ
Ｉ）や高温性状（Ｓ値）を改善して、かつ耐還元粉化性
にも優れた高品質焼結鉱を製造するための焼結鉱製造技
術として多数の特許が提案されている。例えば、焼結鉱
中に添加する珪石を１ｍｍ未満に粒度調整することによ
り、生産率を低下させずに焼結鉱中のＳｉＯ2 を低減す
る方法（特公昭５８−１１８０号公報）、擬似粒子の調
製原料としてＮｉ製錬時に発生する微粉Ｎｉスラグを添
加することにより、低ＳｉＯ2 化によるＲＤＩの悪化を
抑制しようとする方法（特公昭５２−７２１号公報）、
ゲーサイトを含む多孔質低ＳｉＯ2 鉱石と、含ＣａＯ副
原料との特殊な調整により、低ＳｉＯ2 焼結鉱を製造す
る技術（特開平５−５９９７２号公報）等が開示されて
いる。
Ｉ）や高温性状（Ｓ値）を改善して、かつ耐還元粉化性
にも優れた高品質焼結鉱を製造するための焼結鉱製造技
術として多数の特許が提案されている。例えば、焼結鉱
中に添加する珪石を１ｍｍ未満に粒度調整することによ
り、生産率を低下させずに焼結鉱中のＳｉＯ2 を低減す
る方法（特公昭５８−１１８０号公報）、擬似粒子の調
製原料としてＮｉ製錬時に発生する微粉Ｎｉスラグを添
加することにより、低ＳｉＯ2 化によるＲＤＩの悪化を
抑制しようとする方法（特公昭５２−７２１号公報）、
ゲーサイトを含む多孔質低ＳｉＯ2 鉱石と、含ＣａＯ副
原料との特殊な調整により、低ＳｉＯ2 焼結鉱を製造す
る技術（特開平５−５９９７２号公報）等が開示されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記先行技
術では、特殊な原料および副原料を調達したり、それら
を予備処理したり、その他特別な工程で調整をしたりし
なければならないという問題があった。そこで、本発明
者らはこれらの問題の解決を図った焼結鉱の製造方法を
開発することを課題とした。したがって、本発明の目的
は、この課題を容易に解決することにあり、焼結鉱の低
スラグ化を指向したうえで、被還元性及び耐還元粉化性
の双方に優れた高品質焼結鉱を製造する方法を提供する
ものである。
術では、特殊な原料および副原料を調達したり、それら
を予備処理したり、その他特別な工程で調整をしたりし
なければならないという問題があった。そこで、本発明
者らはこれらの問題の解決を図った焼結鉱の製造方法を
開発することを課題とした。したがって、本発明の目的
は、この課題を容易に解決することにあり、焼結鉱の低
スラグ化を指向したうえで、被還元性及び耐還元粉化性
の双方に優れた高品質焼結鉱を製造する方法を提供する
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は従来方法におけ
る上記の問題点を解決するためになされたものであっ
て、その要旨するところは、下記手段にある。 （１） 低スラグ焼結鉱を高炉装入前に予備還元するに
際し、還元ガス組成と還元温度が該ガス組成と温度によ
って決まるウスタイトの生成する平衡値曲線領域内に存
するように、還元ガス組成と還元温度を調整して供給
し、前記焼結鉱中のヘマタイト相の大半がウスタイトに
相変化するまで還元する耐還元粉化性の優れた低スラグ
焼結鉱の製造方法。 （２） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当たり、
予備還元炉へ供給するガス組成は還元炉炉頂から排出さ
れる還元ガス組成を基準とし、その還元ガス組成が所定
値を維持するよう還元ガス組成を調整する（１）記載の
耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 （３） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当たり、
予備還元炉へ供給するガス組成はそのηＣＯが７０％以
下である（１）または（２）記載の耐還元粉化性の優れ
た低スラグ焼結鉱の製造方法。
る上記の問題点を解決するためになされたものであっ
て、その要旨するところは、下記手段にある。 （１） 低スラグ焼結鉱を高炉装入前に予備還元するに
際し、還元ガス組成と還元温度が該ガス組成と温度によ
って決まるウスタイトの生成する平衡値曲線領域内に存
するように、還元ガス組成と還元温度を調整して供給
し、前記焼結鉱中のヘマタイト相の大半がウスタイトに
相変化するまで還元する耐還元粉化性の優れた低スラグ
焼結鉱の製造方法。 （２） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当たり、
予備還元炉へ供給するガス組成は還元炉炉頂から排出さ
れる還元ガス組成を基準とし、その還元ガス組成が所定
値を維持するよう還元ガス組成を調整する（１）記載の
耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 （３） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当たり、
予備還元炉へ供給するガス組成はそのηＣＯが７０％以
下である（１）または（２）記載の耐還元粉化性の優れ
た低スラグ焼結鉱の製造方法。
【０００８】（４） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元す
るに当たり、７５０℃以上の還元ガス温度で予備還元す
る（１）ないし（３）のいずれかに記載の耐還元粉化性
の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 （５） 前記低スラグ焼結鉱の予備還元炉へ供給する還
元ガスの組成および温度の調整は、予備還元炉へ供給す
る還元ガス供給羽口より手前に位置せしめた還元ガス部
分燃焼室で行う（１）ないし（４）のいずれかに記載の
耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 （６） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当たり、
バッチ式の予備還元炉を用いる（１）ないし（５）のい
ずれかに記載の耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の
製造方法。 （７） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに際し、バ
ッチ式の予備還元炉を用いだ場合、予備還元の進行に応
じて還元ガス組成を変化せしめる（６）記載の耐還元粉
化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。
るに当たり、７５０℃以上の還元ガス温度で予備還元す
る（１）ないし（３）のいずれかに記載の耐還元粉化性
の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 （５） 前記低スラグ焼結鉱の予備還元炉へ供給する還
元ガスの組成および温度の調整は、予備還元炉へ供給す
る還元ガス供給羽口より手前に位置せしめた還元ガス部
分燃焼室で行う（１）ないし（４）のいずれかに記載の
耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 （６） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当たり、
バッチ式の予備還元炉を用いる（１）ないし（５）のい
ずれかに記載の耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の
製造方法。 （７） 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに際し、バ
ッチ式の予備還元炉を用いだ場合、予備還元の進行に応
じて還元ガス組成を変化せしめる（６）記載の耐還元粉
化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明者は、上記課題を解決し、
高品質焼結鉱の製造方法を開発するに当たり鋭意研究を
重ねた結果、焼結鉱中のスラグ含有量を低減したうえで
被還元性及び耐還元粉化性を改善するための方策とし
て、焼結鉱を高炉装入前に予備還元することを思い付
き、多くの実験を行い焼結鉱の低スラグ化を図ると同時
に、耐還元粉化性と被還元性との双方に優れた高品質焼
結鉱を得るためには、低スラグ焼結鉱を還元して、焼結
鉱組織中のヘマタイト相をウスタイトまで予備還元すれ
ばよいとの知見を得た。
高品質焼結鉱の製造方法を開発するに当たり鋭意研究を
重ねた結果、焼結鉱中のスラグ含有量を低減したうえで
被還元性及び耐還元粉化性を改善するための方策とし
て、焼結鉱を高炉装入前に予備還元することを思い付
き、多くの実験を行い焼結鉱の低スラグ化を図ると同時
に、耐還元粉化性と被還元性との双方に優れた高品質焼
結鉱を得るためには、低スラグ焼結鉱を還元して、焼結
鉱組織中のヘマタイト相をウスタイトまで予備還元すれ
ばよいとの知見を得た。
【００１０】すなわち、焼結鉱は高炉上部で還元されて
焼結鉱中のヘマタイト（Ｆｅ2 Ｏ3）がマグネタイト
（Ｆｅ3 Ｏ4 ）になる。この相変化には体積膨張を伴う
ため、焼結鉱中に歪または亀裂が発生して脆くなり、焼
結鉱は自壊して粉化する。しかし、焼結鉱中のヘマタイ
ト（Ｆｅ2 Ｏ3 ）およびマグネタイト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）を
ウスタイト（ＦｅＯ）まで予備還元するならば、耐還元
粉化性を向上させることができる。因みに還元率で云え
ばマグネタイトは１１％、ウスタイトは３０％である。
焼結鉱中のヘマタイト（Ｆｅ2 Ｏ3）がマグネタイト
（Ｆｅ3 Ｏ4 ）になる。この相変化には体積膨張を伴う
ため、焼結鉱中に歪または亀裂が発生して脆くなり、焼
結鉱は自壊して粉化する。しかし、焼結鉱中のヘマタイ
ト（Ｆｅ2 Ｏ3 ）およびマグネタイト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）を
ウスタイト（ＦｅＯ）まで予備還元するならば、耐還元
粉化性を向上させることができる。因みに還元率で云え
ばマグネタイトは１１％、ウスタイトは３０％である。
【００１１】ここで本発明を開発に至った根拠となる焼
結鉱の予備還元について、各種実験結果を図１〜３を基
に説明する。図１は焼結鉱（ＲＤＩ：４０）の還元粉化
実験結果を示したもので、還元ガスとしてＣＯ：２５
％，ＣＯ2 ：２５％，Ｎ2 ：２５％のガスを用い、１２
０分間還元した。還元温度を５５０℃から６５０℃に、
さらに７５０℃に上げて還元すると粉化率が低減し、３
ｍｍ以下の粉率を１５％までに減少することが可能とな
った。これは還元率の上昇に伴い、マグネタイトの割合
が減少し、ウスタイトの割合が増加したからである。還
元ガスに安価な高炉発生ガス（ＢＦＧ）を主燃料として
使用することを前提とすれば、還元ガスのガス利用率
（ηＣＯ）＝（ＣＯ2 ／（ＣＯ＋ＣＯ2 ））は５０％程
度であり、実際の高炉で前記還元が行われている領域の
還元ガス組成と略類似する値である。
結鉱の予備還元について、各種実験結果を図１〜３を基
に説明する。図１は焼結鉱（ＲＤＩ：４０）の還元粉化
実験結果を示したもので、還元ガスとしてＣＯ：２５
％，ＣＯ2 ：２５％，Ｎ2 ：２５％のガスを用い、１２
０分間還元した。還元温度を５５０℃から６５０℃に、
さらに７５０℃に上げて還元すると粉化率が低減し、３
ｍｍ以下の粉率を１５％までに減少することが可能とな
った。これは還元率の上昇に伴い、マグネタイトの割合
が減少し、ウスタイトの割合が増加したからである。還
元ガスに安価な高炉発生ガス（ＢＦＧ）を主燃料として
使用することを前提とすれば、還元ガスのガス利用率
（ηＣＯ）＝（ＣＯ2 ／（ＣＯ＋ＣＯ2 ））は５０％程
度であり、実際の高炉で前記還元が行われている領域の
還元ガス組成と略類似する値である。
【００１２】図２はウスタイトの生成する還元ガス（Ｃ
Ｏで代表）の濃度と温度との平衡値曲線を示したもの
で、図に示されるように平衡値は還元ガス濃度と温度に
よって決まり、５５０℃までは平衡論的にウスタイトが
生じない領域であり、これより還元ガス温度が高くなる
と平衡論的にもウスタイトが生じる領域となり、かつ速
度論的にも反応速度が大きくなる。
Ｏで代表）の濃度と温度との平衡値曲線を示したもの
で、図に示されるように平衡値は還元ガス濃度と温度に
よって決まり、５５０℃までは平衡論的にウスタイトが
生じない領域であり、これより還元ガス温度が高くなる
と平衡論的にもウスタイトが生じる領域となり、かつ速
度論的にも反応速度が大きくなる。
【００１３】図３はＲＤＩ＝４０の焼結鉱の還元実験結
果を示したもので、還元ガス組成としてはηＣＯが５０
％のガス（図１での実験に使用した還元ガスと同等）を
用い、１２０分間還元した。図に示されるように７５０
℃で還元することにより、マグネタイトを低減しウスタ
イトを増加せしめることができることが明らかであり、
その結果、粉率の低下に寄与することが予測できる。
果を示したもので、還元ガス組成としてはηＣＯが５０
％のガス（図１での実験に使用した還元ガスと同等）を
用い、１２０分間還元した。図に示されるように７５０
℃で還元することにより、マグネタイトを低減しウスタ
イトを増加せしめることができることが明らかであり、
その結果、粉率の低下に寄与することが予測できる。
【００１４】本発明において還元ガス組成の還元力の程
度をηＣＯで示したが、還元ガス中Ｈ2 も還元力を有す
るが、本発明において使用する還元ガス（主にＢＦＧお
よびコークス炉発生ガス（ＣＯＧ））中に含有されるＨ
2 の還元力はηＨ2 （（Ｈ2Ｏ％）／（Ｈ2 Ｏ％＋Ｈ2
％）×１００）で決定される酸素分圧によって定まる
が、この酸素分圧はηＣＯで決定される酸素分とほぼ等
しく、ηＣＯで還元力を評価しても大きな誤差は生じな
い。
度をηＣＯで示したが、還元ガス中Ｈ2 も還元力を有す
るが、本発明において使用する還元ガス（主にＢＦＧお
よびコークス炉発生ガス（ＣＯＧ））中に含有されるＨ
2 の還元力はηＨ2 （（Ｈ2Ｏ％）／（Ｈ2 Ｏ％＋Ｈ2
％）×１００）で決定される酸素分圧によって定まる
が、この酸素分圧はηＣＯで決定される酸素分とほぼ等
しく、ηＣＯで還元力を評価しても大きな誤差は生じな
い。
【００１５】しかして、本発明においては焼結鉱の鉱物
組織中、ヘマタイトをウスタイトに還元しようとするも
のであるが、この還元処理は焼結鉱の焼成が完了した後
に行えば独立的に行うことができ、焼結鉱の被還元性を
高水準に維持したまま耐還元粉化性を向上させることが
できる。また、焼成工程におけるよりも焼結鉱を予備還
元炉において還元ガスを供給する方が、焼成工程でのコ
ークスの焼成反応や充填層内の各種反応の影響を受けな
いため、還元炉内で任意の還元雰囲気を醸し出すための
調整が容易であり、また、還元ガス濃度の調整や吹込み
ガスのリサイクルおよび排熱回収も可能であり、コスト
を低減できる。
組織中、ヘマタイトをウスタイトに還元しようとするも
のであるが、この還元処理は焼結鉱の焼成が完了した後
に行えば独立的に行うことができ、焼結鉱の被還元性を
高水準に維持したまま耐還元粉化性を向上させることが
できる。また、焼成工程におけるよりも焼結鉱を予備還
元炉において還元ガスを供給する方が、焼成工程でのコ
ークスの焼成反応や充填層内の各種反応の影響を受けな
いため、還元炉内で任意の還元雰囲気を醸し出すための
調整が容易であり、また、還元ガス濃度の調整や吹込み
ガスのリサイクルおよび排熱回収も可能であり、コスト
を低減できる。
【００１６】この場合、予備還元炉をシャフト型の密閉
式とすると炉内雰囲気調整が容易となり、酸素による再
酸化を排除できるため、より効果的に高品質焼結鉱の製
造が可能となる。なお、焼結鉱において低スラグ化を指
向した場合、前述したように被還元性は向上するがＲＤ
Ｉが劣化するため、高炉では良好な操業効果を得ること
ができない。しかし、低スラグ化焼結鉱を予備還元処理
すると、ＲＤＩが改善され良好な被還元性を保持した状
態で使用できるので、その効果を享受でき、高炉での操
業性を向上することができる。
式とすると炉内雰囲気調整が容易となり、酸素による再
酸化を排除できるため、より効果的に高品質焼結鉱の製
造が可能となる。なお、焼結鉱において低スラグ化を指
向した場合、前述したように被還元性は向上するがＲＤ
Ｉが劣化するため、高炉では良好な操業効果を得ること
ができない。しかし、低スラグ化焼結鉱を予備還元処理
すると、ＲＤＩが改善され良好な被還元性を保持した状
態で使用できるので、その効果を享受でき、高炉での操
業性を向上することができる。
【００１７】次に、本発明の実施形態例を説明する。図
４は本発明を実施するための焼結鉱の予備還元炉の１例
の概略を示したものである。予備還元炉の方式は特に限
定しないが、例えば、シャフト型予備還元炉１が望まし
い。予備還元炉１には還元ガス部分燃焼室２へ供給され
た燃焼用空気３、および予備還元用燃料ガス４の一部の
燃焼によって、予備還元ガス８を所定の還元ガス組成お
よび温度に保持することができる。なお、シャフト型予
備還元炉１においては、炉頂からの排ガス７を熱交換器
で排熱回収後、該排ガス（排ガス組成にもよるが）の一
部を循環させて予備還元ガス製造用に再利用すると共
に、発電用燃料ガスとして再利用すれば排ガスの有効利
用を図ることができる。
４は本発明を実施するための焼結鉱の予備還元炉の１例
の概略を示したものである。予備還元炉の方式は特に限
定しないが、例えば、シャフト型予備還元炉１が望まし
い。予備還元炉１には還元ガス部分燃焼室２へ供給され
た燃焼用空気３、および予備還元用燃料ガス４の一部の
燃焼によって、予備還元ガス８を所定の還元ガス組成お
よび温度に保持することができる。なお、シャフト型予
備還元炉１においては、炉頂からの排ガス７を熱交換器
で排熱回収後、該排ガス（排ガス組成にもよるが）の一
部を循環させて予備還元ガス製造用に再利用すると共
に、発電用燃料ガスとして再利用すれば排ガスの有効利
用を図ることができる。
【００１８】予備還元炉１に装入された焼結鉱５は、還
元ガスにより焼結鉱組織中ヘマタイトが還元されてマグ
ネタイトになり、さらにウスタイトまで還元される。還
元ガス組成としてはηＣＯを目安（実施に際して容易）
とした場合、温度９００℃までは７０％以下、温度７５
０℃までは６５％以下の還元ガス組成となるように調節
する必要がある。このように還元ガス組成を調節するこ
とにより、焼結鉱の鉱物組織におけるマグネタイト相を
５％以下となすことができる。予備還元炉１から排出さ
れた焼結鉱６を篩によって粒度を調整し、所定粒度範囲
内のものを成品とし、それ未満の粒度のものは返鉱とし
て焼結機へリターンさせる。
元ガスにより焼結鉱組織中ヘマタイトが還元されてマグ
ネタイトになり、さらにウスタイトまで還元される。還
元ガス組成としてはηＣＯを目安（実施に際して容易）
とした場合、温度９００℃までは７０％以下、温度７５
０℃までは６５％以下の還元ガス組成となるように調節
する必要がある。このように還元ガス組成を調節するこ
とにより、焼結鉱の鉱物組織におけるマグネタイト相を
５％以下となすことができる。予備還元炉１から排出さ
れた焼結鉱６を篩によって粒度を調整し、所定粒度範囲
内のものを成品とし、それ未満の粒度のものは返鉱とし
て焼結機へリターンさせる。
【００１９】予備還元炉における還元に際しては、予備
還元炉に装入した焼結鉱が炉内で移動することにより、
その移動時に何らかの衝撃によって焼結鉱に亀裂が入
り、それが起因となって粉化する惧れがあることを考慮
すると、予備還元時に焼結鉱が動くことのないバッチ式
の予備還元炉で処理することが好ましい。前述したシャ
フト型予備還元炉では、下部（または上部）より還元ガ
スが送り込まれ還元炉内に装入された焼結鉱を下部（ま
たは上部）から還元ガスにより順次還元し、還元炉炉頂
部（または炉底部）の排ガス排出部から排出される。
還元炉に装入した焼結鉱が炉内で移動することにより、
その移動時に何らかの衝撃によって焼結鉱に亀裂が入
り、それが起因となって粉化する惧れがあることを考慮
すると、予備還元時に焼結鉱が動くことのないバッチ式
の予備還元炉で処理することが好ましい。前述したシャ
フト型予備還元炉では、下部（または上部）より還元ガ
スが送り込まれ還元炉内に装入された焼結鉱を下部（ま
たは上部）から還元ガスにより順次還元し、還元炉炉頂
部（または炉底部）の排ガス排出部から排出される。
【００２０】本発明においては、予備還元炉内へ供給す
る還元ガス組成は還元炉炉頂から排出される還元ガス組
成を基準とし、そのガス組成が所定の範囲、すなわちη
ＣＯが予め決められた所定値を維持するよう予備還元炉
に供給する還元ガス組成を調整する。この還元ガス組成
および還元ガス温度の調整は、予備還元炉へ供給する還
元ガス供給羽口より手前に位置せしめた還元ガス部分燃
焼室で行う。該ガス燃焼室には燃焼用空気と還元ガスと
してＣＯＧ、ＢＦＧが供給されており、これら還元ガス
と空気とを混合調整し部分燃焼することによって、還元
ガス組成と還元ガス温度が平衡論で焼結鉱組織をウスタ
イトの生成する領域内に在るようになすことができる。
る還元ガス組成は還元炉炉頂から排出される還元ガス組
成を基準とし、そのガス組成が所定の範囲、すなわちη
ＣＯが予め決められた所定値を維持するよう予備還元炉
に供給する還元ガス組成を調整する。この還元ガス組成
および還元ガス温度の調整は、予備還元炉へ供給する還
元ガス供給羽口より手前に位置せしめた還元ガス部分燃
焼室で行う。該ガス燃焼室には燃焼用空気と還元ガスと
してＣＯＧ、ＢＦＧが供給されており、これら還元ガス
と空気とを混合調整し部分燃焼することによって、還元
ガス組成と還元ガス温度が平衡論で焼結鉱組織をウスタ
イトの生成する領域内に在るようになすことができる。
【００２１】本発明においては、被還元性及び耐還元粉
化性に優れた焼結鉱を製造するために、上記還元ガスの
組成および温度は前述した図１〜３に示された結果から
その適切な範囲を求めたもので、還元ガス組成としては
ηＣＯとして温度９００℃までは７０％以下、温度７５
０℃までは６５％以下で予備還元炉内での還元状況の進
行に応じて調節する。前記したように、高炉装入前に予
備還元して焼結鉱の鉱物組織をヘマタイト相からウスタ
イト相まで組織変化させることにより、高炉内において
ヘマタイト相からマグネタイト相への還元変態時の体積
膨張に起因する還元粉化を抑制することができる。
化性に優れた焼結鉱を製造するために、上記還元ガスの
組成および温度は前述した図１〜３に示された結果から
その適切な範囲を求めたもので、還元ガス組成としては
ηＣＯとして温度９００℃までは７０％以下、温度７５
０℃までは６５％以下で予備還元炉内での還元状況の進
行に応じて調節する。前記したように、高炉装入前に予
備還元して焼結鉱の鉱物組織をヘマタイト相からウスタ
イト相まで組織変化させることにより、高炉内において
ヘマタイト相からマグネタイト相への還元変態時の体積
膨張に起因する還元粉化を抑制することができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の高品質焼結鉱の製造方法を実
施例によって詳細に説明する。実施に当たっては、図４
に示した予備還元炉を用いた。表１には予備還元前の焼
結鉱の組成を示し、表２にはその焼結鉱を用いて予備還
元を行ったときに予備還元炉に供給した還元ガス組成お
よび還元時の条件を示し、表３には還元された焼結鉱の
組成と該焼結鉱の性質（ＲＤＩ）を示した。また、予備
還元を実施するに際して本発明範囲内で行ったもの（実
施例）と、範囲外で行ったもの（比較例）および予備還
元を行わなかった従来例についても比較のため示した。
施例によって詳細に説明する。実施に当たっては、図４
に示した予備還元炉を用いた。表１には予備還元前の焼
結鉱の組成を示し、表２にはその焼結鉱を用いて予備還
元を行ったときに予備還元炉に供給した還元ガス組成お
よび還元時の条件を示し、表３には還元された焼結鉱の
組成と該焼結鉱の性質（ＲＤＩ）を示した。また、予備
還元を実施するに際して本発明範囲内で行ったもの（実
施例）と、範囲外で行ったもの（比較例）および予備還
元を行わなかった従来例についても比較のため示した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】本発明の実施例によれば、低スラグ焼結鉱
の基で焼結鉱中のヘマタイト相の大半がウスタイト相ま
で組織変化し、ＲＤＩが２０％以下と良好な結果が得ら
れ、また、還元率が予備還元前に比べ格段に向上してい
る。これに対し比較例では、ヘマタイト相がマグネタイ
ト相までしか還元されておらず、ＲＤＩが５０％以上と
悪化し、両者を比較した時、本発明の実施例では被還元
性及び耐還元粉化性の優れた焼結鉱が得られていること
が明白である。本発明製造方法による焼結鉱を高炉原料
として使用するならば、高炉内での通気性を良好に維持
し、高炉内でのガス流分布を適正化して、高炉内での焼
結鉱の被還元性を確保することにより、高炉のコークス
比を低下させ、生産性を向上させることができる。
の基で焼結鉱中のヘマタイト相の大半がウスタイト相ま
で組織変化し、ＲＤＩが２０％以下と良好な結果が得ら
れ、また、還元率が予備還元前に比べ格段に向上してい
る。これに対し比較例では、ヘマタイト相がマグネタイ
ト相までしか還元されておらず、ＲＤＩが５０％以上と
悪化し、両者を比較した時、本発明の実施例では被還元
性及び耐還元粉化性の優れた焼結鉱が得られていること
が明白である。本発明製造方法による焼結鉱を高炉原料
として使用するならば、高炉内での通気性を良好に維持
し、高炉内でのガス流分布を適正化して、高炉内での焼
結鉱の被還元性を確保することにより、高炉のコークス
比を低下させ、生産性を向上させることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、鉄
鉱石原料及び副原料の特殊な調達や調整をすることな
く、さらに高炉の燃料比低減、スラグ比低減および高微
粉炭吹き込みにおいても、安定操業を行い得る被還元性
及び耐還元粉化性の優れた焼結鉱の製造方法が可能とな
り、工業上有用な効果が期待できる。
鉱石原料及び副原料の特殊な調達や調整をすることな
く、さらに高炉の燃料比低減、スラグ比低減および高微
粉炭吹き込みにおいても、安定操業を行い得る被還元性
及び耐還元粉化性の優れた焼結鉱の製造方法が可能とな
り、工業上有用な効果が期待できる。
【図１】焼結鉱（ＲＤＩ：４０）の還元粉化実験結果を
示した図。
示した図。
【図２】ウスタイトの生成する還元ガス（ＣＯで代表）
の濃度と温度との平衡値曲線を示した図。
の濃度と温度との平衡値曲線を示した図。
【図３】ＲＤＩ＝４０％の焼結鉱の還元実験結果を示し
た図。
た図。
【図４】本発明を実施するための焼結鉱の予備還元炉の
概略を示した図。
概略を示した図。
１ 予備還元炉
２ 還元ガス部分燃焼室
３ 燃焼用空気
４ 予備還元用燃料ガス
５ 焼結鉱（予備還元前）
６ 焼結鉱（予備還元後）
７ 排ガス
８ 予備還元用燃料ガス
Claims (7)
- 【請求項１】 低スラグ焼結鉱を高炉装入前に予備還元
するに際し、還元ガス組成と還元温度が該ガス組成と温
度によって決まるウスタイトの生成する平衡値曲線領域
内に存するように、還元ガス組成と還元温度を調整して
供給し、前記焼結鉱中のヘマタイト相の大半がウスタイ
トに相変化するまで還元することを特徴とする耐還元粉
化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 - 【請求項２】 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当
たり、予備還元炉へ供給するガス組成は還元炉炉頂から
排出される還元ガス組成を基準とし、その還元ガス組成
が所定値を維持するよう還元ガス組成を調整することを
特徴とする請求項１記載の耐還元粉化性の優れた低スラ
グ焼結鉱の製造方法。 - 【請求項３】 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当
たり、予備還元炉へ供給するガス組成はそのηＣＯが７
０％以下であることを特徴とする請求項１または２記載
の耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 - 【請求項４】 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当
たり、７５０℃以上の還元ガス温度で予備還元すること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の耐還
元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 - 【請求項５】 前記低スラグ焼結鉱の予備還元炉へ供給
する還元ガスの組成および温度の調整は、予備還元炉へ
供給する還元ガス供給羽口より手前に位置せしめた還元
ガス部分燃焼室で行うことを特徴とする請求項１ないし
４のいずれかに記載の耐還元粉化性の優れた低スラグ焼
結鉱の製造方法。 - 【請求項６】 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに当
たり、バッチ式の予備還元炉を用いることを特徴とする
請求項１ないし５のいずれかに記載の耐還元粉化性の優
れた低スラグ焼結鉱の製造方法。 - 【請求項７】 前記低スラグ焼結鉱を予備還元するに際
し、バッチ式の予備還元炉を用いだ場合、予備還元の進
行に応じて還元ガス組成を変化せしめることを特徴とす
る請求項６記載の耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002103203A JP2003293045A (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002103203A JP2003293045A (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003293045A true JP2003293045A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29242543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002103203A Withdrawn JP2003293045A (ja) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | 耐還元粉化性の優れた低スラグ焼結鉱の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003293045A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104142063A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-11-12 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种图示化的烧结生产操作方法 |
| WO2022208985A1 (ja) | 2021-03-31 | 2022-10-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結鉱の製造方法および粉化抑制方法 |
-
2002
- 2002-04-05 JP JP2002103203A patent/JP2003293045A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104142063A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-11-12 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种图示化的烧结生产操作方法 |
| WO2022208985A1 (ja) | 2021-03-31 | 2022-10-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結鉱の製造方法および粉化抑制方法 |
| KR20230154318A (ko) | 2021-03-31 | 2023-11-07 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 소결광의 제조 방법 및 분화 억제 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |