JP2009167466A - Method for producing sintered ore - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉の主原料である焼結鉱をブラジル産緻密質鉄鉱石を用いて製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing sintered ore, which is a main raw material of a blast furnace, using dense iron ore from Brazil.
我が国における最終エネルギー消費量の１１％強を占める鉄鋼業では、京都議定書の発効に伴い、エネルギー使用量の削減、二酸化炭素排出量の抑制を意識した自主行動計画に基づき、持続可能な社会の構築に向けた活動を展開している。このような背景の中にあって、製鉄所の製銑工程は、製鉄所ＣＯ２全排出量の６０％強を占める部門であり、この工程におけるＣＯ２削減技術の開発は焦眉の急務である。 In the steel industry, which accounts for more than 11% of final energy consumption in Japan, the establishment of a sustainable society based on the voluntary action plan with a view to reducing energy consumption and controlling carbon dioxide emissions with the entry into force of the Kyoto Protocol We are developing activities aimed at. In the inside of such a background, ironmaking processes of steelworks is a sector, which accounts for over 60% of the steel plant CO 2 total emissions, the development of CO 2 reduction technologies in this step is urgent need Tsutomu .
近年、鉄鉱石の需要は、中国における鉄鋼生産量の増大を受けて、大きく伸びている。ところで、我が国鉄鋼各社では、その鉄鉱石の約６０ｍａｓｓ％を主にオーストラリアから輸入している。しかし、そのオーストラリアでは、焼結鉱の製造に好適な高品位へマタイト鉱石が次第に枯渇しており、そのため最近では、多量のゲーサイトを含有するマラマンバ鉱石、ピソライト鉱石あるいはリンを多量に含有するへマタイト鉱石などが、出荷の主力になりつつあるのが現状である。しかしながら、結晶水を多量に含有するゲーサイト鉱石やマラマンバ鉱石を多量に用いることは、結晶水を除去するための凝結材や特別の処理が必要でありＣＯ２排出量削減の観点には逆行する。 In recent years, the demand for iron ore has grown significantly due to the increase in steel production in China. By the way, steel companies in Japan import about 60 mass% of the iron ore mainly from Australia. However, in Australia, matite ore is gradually depleted to a high grade suitable for the production of sintered ore, and recently, it has become rich in maramamba ore, pisolite ore containing a large amount of goethite. At present, matite ore is becoming the main shipping factor. However, the use of a large amount of goethite or maramba ore containing a large amount of crystal water requires a coagulant and a special treatment to remove the crystal water, which is contrary to the viewpoint of reducing CO 2 emissions. .
一般に、鉄鉱石のサプライヤーとしては、オーストラリアの他にブラジル、インド等の山元を上げることができる。そのインドにおいては、Ｆｅ含有量が６０ｍａｓｓ％以上の鉄鉱石は国内での使用を優先している。そのため、Ｆｅが６０ｍａｓｓ％以上の高品位鉄鉱石は、世界全体として見ると著しく不足傾向にあるのが実情である
ブラジル鉱石は、Ｆｅ含有量６０ｍａｓｓ％以上の高品位で結晶水も少なく焼結工程において凝結材削減に効果があるのみならず、低Ａｌ２Ｏ３鉱石であるため、焼結鉱の還元粉化性、被還元性を向上させる。従って、ブラジル鉱石を効率的に使用する技術の開発が強く望まれている。
In general, as an iron ore supplier, we can raise the mountains in Brazil, India, etc. in addition to Australia. In India, iron ore with an Fe content of 60 mass% or more is given priority for domestic use. Therefore, high-grade iron ore with Fe of 60 mass% or more is actually in a shortage when viewed as a whole. Brazil ore is a high-grade Fe content of 60 mass% or more with less crystal water and a sintering process. In addition to being effective in reducing the coagulant, the low-Al 2 O 3 ore improves the reduced powdering property and reducibility of the sintered ore. Therefore, development of technology for efficiently using Brazilian ore is strongly desired.
従来、低品位鉄鉱石を製鉄用原料、とくに焼結鉱製造用原料として用いる幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献１では、鉄鉱石等に生石灰を配合し、水を加えて１次造粒を行った後、さらに粘度が５〜１００ｍＰａ・ｓの液状バインダーを加えて造粒する方法を開示している。この方法によって得られた焼結造粒粒子は、焼結機内における加熱乾燥、焼成の過程において崩壊や微粉放出による通気性低下を招くことなく、焼結鉱の生産性を高める技術が示されている。
しかしながら、特許文献１に開示の技術は、高価な有機バインダーを用いる方法であるから、製造コストがかかると共に、有機物の輸送費、貯留、添加の設備も必要となり、製品コストを上げるという問題がある。 However, since the technique disclosed in Patent Document 1 is a method using an expensive organic binder, the manufacturing cost is high, and transportation costs, storage, and addition facilities for organic substances are also required, which increases the product cost. .
そこで、本発明は、ブラジル産高品位鉄鉱石を用いて、新規の設備や高価な添加剤を使用せずに、高品位焼結鉱を有利に製造するための方法を提案する。 Therefore, the present invention proposes a method for advantageously producing high-quality sintered ore using Brazilian high-grade iron ore without using new equipment and expensive additives.
本発明は、上記目的の実現に有効な手段として、下記の要旨構成からなる方法を提案する。即ち、本発明は、鉄鉱石と副原料を含む配合原料に炭材を加え、焼結機にて焼結することにより、焼結鉱を製造する方法において、前記配合原料として、嵩密度が３．７〜４．３ｇ／ｃｍ３のブラジル産緻密質鉄鉱石を３０ｍａｓｓ％以上混合してなるブレンド鉱石を、この配合原料中に６０ｍａｓｓ％以上配合したものを用いることを特徴とする焼結鉱の製造方法である。
The present invention proposes a method comprising the following gist as an effective means for realizing the above object. That is, the present invention provides a method for producing a sintered ore by adding a carbonaceous material to a blended raw material containing iron ore and auxiliary materials, and sintering with a sintering machine. the .7~4.3g / cm 3 Brazilian
また、本発明において、
ａ．前記ブラジル緻密質鉄鉱石が、Ｆｅ含有量が６５ｍａｓｓ％以上、平均粒径が１．８〜２．３ｍｍ、気孔率が２０％以下のイタビライト鉄鉱石であること、
ｂ．前記イタビライト鉄鉱石は、脈石中のＳｉＯ２が石英であること、
ｃ．前記焼結鉱中のＣａＯ含有量は、９．０ｍａｓｓ％以上に調整すること、
ｄ．前記焼結鉱中のＣａＯ含有量は、少なくとも生石灰を使用して調整すること、
ｅ．前記焼結鉱中のＣａＯ含有量は、生石灰の他、炭酸カルシウムなどのＣａＯ源副原料あるいはＣａ含有造粒バインダーの配合によって調整すること、
ｆ．前記生石灰は、返鉱を除く新原料中においてブラジル緻密質鉄鉱石に対して２．５ｍａｓｓ％以上を配合すること、
が、より有効な解決手段となると考えられる。
In the present invention,
a. The Brazilian dense iron ore is an itavilite iron ore having an Fe content of 65 mass% or more, an average particle size of 1.8 to 2.3 mm, and a porosity of 20% or less.
b. In the itabilite iron ore, SiO 2 in the gangue is quartz,
c. The CaO content in the sintered ore is adjusted to 9.0 mass% or more,
d. The CaO content in the sintered ore is adjusted at least using quick lime,
e. The CaO content in the sintered ore is adjusted by blending CaO source auxiliary materials such as calcium carbonate or Ca-containing granulated binder in addition to quick lime,
f. The said quicklime mix | blends 2.5 mass% or more with respect to a Brazilian dense iron ore in the new raw material except a return ore,
However, this is considered to be a more effective solution.
本発明によれば、配合原料、なかでもブレンド鉱石中に所定量のブラジル産緻密質鉄鉱石を使用することで、高品位鉄鉱石の枯渇という製鉄所が抱えている不可避の課題に対して、有効な解決手段を提供できると共に、新規の設備や高価な添加剤の使用なしに、高品質焼結鉱を高い生産量を維持して製造する技術を提供することができるようになる。 According to the present invention, by using a predetermined amount of Brazilian dense iron ore in the blended raw materials, especially blended ores, the inevitable problem that the steelworks of high-grade iron ore depletion has, In addition to providing an effective solution, it is possible to provide a technique for producing a high-quality sintered ore while maintaining a high production amount without using new equipment or expensive additives.
ブラジル産緻密質鉄鉱石は、表１に示すように、北部のカラジャス鉱山に代表される、Ｆｅ含有量が６５ｍａｓｓ％以上、平均粒径(算術平均)が２．０〜２．５ｍｍ、嵩密度が３．５〜４．０ｇ／ｃｍ３、気孔率が２０％以上のへマタイト鉱石（Ａ）であるカラジャス鉄鉱石と、南部のリオドセ鉱山に代表される、Ｆｅ含有量が６５ｍａｓｓ％以上、平均粒径(算術平均)が１．８〜２．３ｍｍ、嵩密度が３．７〜４．３ｇ／ｃｍ３、気孔率が２０％以下の緻密質鉱石（Ｂ）であるイタビライト鉄鉱石とに分けられる。 As shown in Table 1, the Brazilian dense iron ore has a Fe content of 65 mass% or more, an average particle size (arithmetic average) of 2.0 to 2.5 mm, and a bulk density, as represented by the northern Calajas mine. 3.5 to 4.0 g / cm 3 , a Carajas iron ore that is a hematite ore (A) having a porosity of 20% or more, and a Fe content of 65 mass% or more, represented by the southern Rio Doce mine It is divided into itavirite iron ore, which is a dense ore (B) having a particle size (arithmetic average) of 1.8 to 2.3 mm, a bulk density of 3.7 to 4.3 g / cm 3 , and a porosity of 20% or less. It is done.
表２にはこれらの鉄鉱石の真密度、嵩密度、気孔率を示す。これらの表に示すとおり、ブラジル産緻密質鉄鉱石であるイタビライト鉄鉱石、例えばリオドセは、カラジャス鉄鉱石に比べると、粒径がやや細かく、ＳｉＯ２含有量が高く、気孔率が低く嵩密度が高い緻密質鉄鉱石であるという特徴があり、これはイタビライト鉄鉱石は、脈石中のＳｉＯ２が石英質であることに由来しているものと考えられる。 Table 2 shows the true density, bulk density, and porosity of these iron ores. As shown in these tables, itabilite iron ore, for example, Riodose, which is a dense iron ore from Brazil, has a slightly finer particle size, higher SiO 2 content, lower porosity, and lower bulk density than Carajas iron ore. There is a feature that it is a high-density iron ore, and it is thought that itavirite iron ore is derived from the fact that SiO 2 in the gangue is quartz.
図１は、上記各鉄鉱石のうちのイタビライトとカラジャスについての粒度分布を示す。また、図２には、これらの２つの鉄鉱石の気孔率について、これまで典型的な焼結原料として用いられてきた豪州ヘマタイト鉱石である、マラマンバ鉱石（ヤンディー）、ゲーサイト鉱石（ニューマン、マック）と比較して示した。なお、見掛け密度の測定は、ＪＩＳ−Ｍ８７１６に準拠して行った。さらに、図３には、カラジャス鉄鉱石、イタビライト鉄鉱石の外観写真を示した。 FIG. 1 shows the particle size distribution of itabilite and carajas among the above iron ores. Fig. 2 shows the porosity of these two iron ores, the Australian hematite ore that has been used as a typical sintering raw material, Maramamba ore (Yandy), Goethite ore (Newman and Mack). ). The apparent density was measured according to JIS-M8716. Furthermore, the external appearance photograph of the carajas iron ore and itavilite iron ore was shown in FIG.
次に、前記カラジャス鉄鉱石とイタビライト鉄鉱石（リオドセ）を用いて、焼結試験を行ったので、その結果を示す。この試験では、成品焼結鉱中のＳｉＯ２を４．２ｍａｓｓ％、４．５ｍａｓｓ％、５．０ｍａｓｓ％となるように副原料で調整した。また、造粒用バインダーは、生石灰を配合原料(焼結鉱製造原料のうち燃料（粉コークス）除いたもの)に対し、２．０〜２．８ｍａｓｓ％添加した。この焼結試験の原料配合条件と、成品焼結鉱のＳＩ強度、成品歩留、生産率および乾燥擬似粒度について、表３（カラジャス）、表４（イタビライト）に分けて示した。 Next, since the sintering test was done using the said carajas iron ore and itavirite iron ore (riodose), the result is shown. In this test, SiO 2 in the product sintered ore was adjusted with the auxiliary raw material so as to be 4.2 mass%, 4.5 mass%, and 5.0 mass%. The granulating binder was added in an amount of 2.0 to 2.8 mass% with respect to the blended raw material (excluding fuel (powder coke) from the sintered ore production raw material). The raw material blending conditions of this sintering test, and the SI strength, product yield, production rate, and dry pseudo particle size of the product sintered ore are shown separately in Table 3 (Carajas) and Table 4 (Itavilite).
なお、この焼結試験は、直径４００ｍｍφの試験鍋で、層厚６００ｍｍとし、操業は下記の条件で行ったものである。
１．装入湿量(ｗｅｔ・ｋｇ) ：６７．７５〜７２．２０
２．装入湿密度(ｗｅｔ・ｔｏｎ/ｍ3) ：１．８３〜１．９５
３．装入乾量(dry・ｋｇ) ：６８．１６〜６３．６１
４．装入乾密度(dry・ｔｏｎ/ｍ３) ：１．７２〜１．８４
５．焼結中最低風量(ｍ３/min) ：０．５８〜０．８０
６．焼結中平均風量(ｍ３/min) ：０．９７〜１．１４
７．点火前風量(ｍ３/min) ：２．５２〜２．８７
８．点火前風圧（ｍｍＨ２Ｏ) ：１５００
９．層厚平均収縮量(ｍｍ) ：５７〜８８
１０．通気性指数（ＪＰＵ)…点火前：２１．０〜２３．４
１１．通気性指数（ＪＰＵ)…平均 ：１０．４〜１２．６
１２．排ガス温度（℃） ：４９５〜５１０
１３．焼成量(ｋｇ)：６０．１０〜６４．４０
This sintering test was performed using a test pan having a diameter of 400 mmφ, a layer thickness of 600 mm, and the operation was performed under the following conditions.
1. Charge moisture (wet kg): 67.75-72.20
2. Charging moisture density (wet / ton / m 3 ): 1.83 to 1.95
3. Charge dry weight (dry kg): 68.16 to 63.61
4). Charge dry density (dry · ton / m 3 ): 1.72-1.84
5. Minimum air volume during sintering (m 3 / min): 0.58 to 0.80
6). Average air volume during sintering (m 3 / min): 0.97 to 1.14
7). Pre-ignition air volume (m 3 / min): 2.52 to 2.87
8). Wind pressure before ignition (mmH2O): 1500
9. Layer thickness average shrinkage (mm): 57-88
10. Air permeability index (JPU): Before ignition: 21.0 to 23.4
11. Breathability index (JPU) ... Average: 10.4 to 12.6
12 Exhaust gas temperature (° C): 495-510
13. Firing amount (kg): 60.10 to 64.40
なお、焼結鉱の評価に当って、焼結鉱落下強度試験は、ＪＩＳ−Ｍ８７１１によりシャッター強度（ＳＩ）で示し、成品歩留りは＋１０ｍｍを用いた。また、表５に、それぞれの鍋試験で得られた焼結鉱の化学成分値を示した。 In evaluating the sintered ore, the sinter ore drop strength test was shown as shutter strength (SI) according to JIS-M8711, and the product yield was +10 mm. Table 5 shows the chemical component values of the sintered ore obtained in each pot test.
図４は、表３、表４に示した鍋試験の結果に基づき、焼結鉱中のＳｉＯ２ｍａｓｓ％と生産率およびＳＩとの関係を示した。また、図５は、焼結鉱中のＣａＯと生産率およびＳＩとの関係を示したものである。これらの図より、カラジャス鉄鉱石とイタビライト鉄鉱石（リオドセ、リオドセＢ２）を比較すると、強度には大きな差異は見られなかったが、生産率には大きな差が認められ、通常のイタビライト鉄鉱石（Ｂ：１．６６〜１．７３）を用いた場合には生産性が上がらないと言う問題があった。そのため、イタビライト鉄鉱石を混合したブレンド鉱石を使用した場合、イタビライト鉄鉱石のブレンド比率が増加するにつれ生産性が低下する傾向が見られた。 FIG. 4 shows the relationship between the SiO 2 mass% in the sintered ore, the production rate, and SI based on the results of the pan test shown in Tables 3 and 4. FIG. 5 shows the relationship between CaO in sintered ore, production rate, and SI. From these figures, when comparing carajas iron ore and itabilite iron ore (Riodose, Riodose B2), there was no significant difference in strength, but there was a large difference in production rate. When B: 1.66 to 1.73) is used, there is a problem that productivity does not increase. Therefore, when the blend ore mixed with itavilite iron ore was used, the productivity tended to decrease as the blend ratio of itavilite iron ore increased.
そして、カラジャス鉄鉱石とイタビライト鉄鉱石の違いは、表１、図１より化学成分的には、これらの両鉄鉱石ともＦｅ≧６５ｍａｓｓ％で高品位であるが、イタビライト鉄鉱石は、脈石成分としてＳｉＯ２を約３．４ｍａｓｓ％と比較的多量に含有しており、Ａｌ２Ｏ３は少なく、逆にカラジャス鉄鉱石は、脈石成分となるＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３は少ないものの、ＬＯＩが１．５ｍａｓｓ％程度含まれているのが特徴的であり、また、イタビライト鉄鉱石に比べて−１５０μｍ以下の微分の割合が少ないという結果を示した。 And the difference between the carajas iron ore and itabilite iron ore is chemical grade from Table 1 and Fig. 1, both of these iron ores are high grade with Fe ≧ 65 mass%, but itavilite iron ore is a gangue component SiO 2 is contained in a relatively large amount of about 3.4 mass%, and Al 2 O 3 is small. Conversely, Carajas iron ore has a small amount of SiO 2 and Al 2 O 3 as gangue components, but LOI Is about 1.5 mass%, and the result shows that the ratio of differentiation of −150 μm or less is small compared to itabilite iron ore.
また、図３の概観写真からは、カラジャス鉄鉱石は、表面に微粉が付着し凹凸を形成しており、かつ付着微粉自体もさらに細かい粉が凝集したもののように見える。造粒性の観点からは、表面形状は粗く、豪州鉱に近いため、水分保持能力も高く造粒性はよいものと考えられる。一方、イタビライト鉄鉱石は、表面が平滑で造粒時に水分を保持し難く造粒性も劣ると考えられる。このことから、イタビライト鉄鉱石は、カラジャス鉄鉱石に比べ造粒性が悪く、焼結鉱焼成時の通気性が悪化するものと考えられた。 Further, from the overview photograph of FIG. 3, the Calajas iron ore has fine powder attached to the surface to form irregularities, and the attached fine powder itself appears to be an aggregate of finer powder. From the viewpoint of granulation, the surface shape is rough and close to Australian ore, so it is considered that the water retention ability is high and the granulation is good. On the other hand, it is considered that itabilite iron ore has a smooth surface, hardly retains moisture during granulation, and has poor granulation properties. From this, it was thought that itabilite iron ore has poor granulation properties compared to carajas iron ore, and the air permeability during sintering ore firing is deteriorated.
また、前記カラジャス鉄鉱石は、表２の示す真密度、嵩密度、気孔率を見ると、これらはともに豪州ヘマタイト、マラマンバ鉱石に近く、一方、イタビライト鉄鉱石は、見掛け密度が高く、気孔率も少なく、非常に緻密質な鉱石であることがわかる。従って、イタビライト鉄鉱石を使用するには、造粒性を改善することと、溶融性を改善することが必要と考えられる。 In addition, the Carajas iron ore shows true density, bulk density, and porosity shown in Table 2, both of which are close to Australian hematite and Maramamba ore, while itabilite iron ore has high apparent density and porosity. It turns out that it is a very dense ore. Therefore, in order to use itabilite iron ore, it is considered necessary to improve the granulation property and the melting property.
以上の焼結試験結果からわかったことは、イタビライト鉄鉱石の造粒性を改善するには、焼結原料の造粒工程で、造粒助剤として用いられる生石灰(ＣａＯ)を増量添加することが有効であると窺える。それは、生石灰は、水と反応するとＣａ(ＯＨ)２の微細粒子を生成し、このＣａ(ＯＨ)２の微細な粒子が、造粒時に粉鉱石に付着し粒子間の間隙に充填され鉱石粒子を固定化して強固な擬似粒子を作るからである。 From the results of the above sintering test, it was found that in order to improve the granulating properties of itabilite iron ore, an increased amount of quick lime (CaO) used as a granulating aid was added in the granulating step of the sintering raw material. Can be said to be effective. It quicklime, when reacted with water to produce a Ca (OH) 2 fine particles, the Ca (OH) 2 fine particles are filled in a gap between adhering to fine ore during granulation particles ore particles This is because the pseudo-particles are made by immobilizing the particles.
図６はカラジャス鉄鉱石および図７はイタビライト鉄鉱石のＸ線回折試験結果を示す。この図に示すように、溶融性の改善に対しては、脈石の少ないカラジャス鉄鉱石では、ヘマタイト、ゲーサイト以外の鉱物は同定できなかったが、イタビライト鉄鉱石では、ヘマタイト、ゲーサイト以外にもＳｉＯ２が石英（クオーツ）として存在していることがわかった。 FIG. 6 shows the X-ray diffraction test results of the carajas iron ore, and FIG. 7 shows the itabilite iron ore. As shown in this figure, for the improvement of meltability, minerals other than hematite and goethite could not be identified in Carajas iron ore with less gangue, but in itabilite iron ore, other than hematite and goethite. It was also found that SiO 2 exists as quartz (quartz).
この点に関し、一般に、クオーツが鉱物組織中に存在する鉄鉱石では、Ｆｅ２Ｏ３とＣａＯとの反応による融液生成温度を上げることが知られている(参考文献 肥田ら：鉄と鋼 ｖｏｌ．７８(１９９２)１０１３)。また、同参考文献によれば気孔の少ない緻密質鉱石ではさらに生成融液が内部に浸透しにくいため、さらに、同化溶融しにくいことが報告されている。 In this regard, it is generally known that the iron ore in which quartz is present in the mineral structure increases the melt formation temperature due to the reaction of Fe 2 O 3 and CaO (reference document Hida et al .: Iron and steel vol. 78 (1992) 1013). Further, according to the reference, it has been reported that a dense ore with few pores is further difficult to assimilate and melt because the generated melt is less likely to penetrate inside.
以上のことからイタビライト鉄鉱石は、この緻密質で、脈石としてクオーツを鉱物中に含有する鉱石であることがわかった。そこで、このイタビライト鉄鉱石の焼成時の溶融性改善のためには、副原料である生石灰の添加量を増やして、塩基度を高く（Ｂ＝２．０）した原料配合条件を採用することが望ましいと考えられる。例えば、図４、図５に示すように、この配合条件の下では、生産性が大きく改善され、カラジャス鉄鉱石の生産性と比較しても全く遜色のないレベルとなることがわかった。とくに、Ｆｅ２Ｏ３とＣａＯとの反応による融液生成反応を促進させた場合、即ち、ＣａＯ増量分の一定割合を生石灰で増やすと、生産性向上の効果がより大きいこともわかった。これは、生石灰が水和してできるＣａ(ＯＨ)２の微細粒子が、イタビライト鉄鉱石粒子の周囲に付着したＢ鉱石粒子の微粉粒子と反応して、焼結反応で重要となる初期融液発生の起点を数多く作ることになり、初期融液が発生しやすくなるためと推察される。 From the above, it has been found that itabilite iron ore is a fine ore containing quartz as a gangue. Therefore, in order to improve the meltability at the time of firing this itabilite iron ore, it is possible to increase the addition amount of quick lime, which is a secondary raw material, and adopt raw material blending conditions with a high basicity (B = 2.0). It is considered desirable. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, it has been found that productivity is greatly improved under this blending condition, which is at a level comparable to that of carajas iron ore. In particular, it was also found that when the melt formation reaction by the reaction of Fe 2 O 3 and CaO was promoted, that is, when a certain proportion of the CaO increase was increased with quick lime, the productivity improvement effect was greater. This is because the fine particles of Ca (OH) 2 formed by hydration of quicklime react with the fine powder particles of B ore particles adhering to the periphery of itavirite iron ore particles, and the initial melt which is important in the sintering reaction It is presumed that many starting points of generation are made and the initial melt is likely to be generated.
次に、発明者らは、焼結原料中のＣａＯの効果を検証するために１００μｍ以下の炭酸カルシウムを生石灰に振り代えて使用する試験を実施した。その結果、炭酸カルシウムを使用した場合には、微細な粒子により原料装入層（充填層）内の通気が悪化し生産性が低下した。一方、生石灰を使用した場合には、水和して生成するＣａ(ＯＨ)２が鉄鉱石のまわりに微粉を付着させるような形で自らも付着し、擬似粒子化した状態で存在し続けるため、粒子が遊離し該充填層内の通気を悪化させることがなくなるのである。 Next, the inventors conducted a test in which calcium carbonate of 100 μm or less was used instead of quick lime in order to verify the effect of CaO in the sintered raw material. As a result, when calcium carbonate was used, ventilation in the raw material charging layer (filled layer) was deteriorated by fine particles, and productivity was lowered. On the other hand, when quicklime is used, Ca (OH) 2 produced by hydration adheres itself in such a way that fine powder adheres around iron ore and continues to exist in the form of pseudo particles. In other words, the particles are not released and the air flow in the packed bed is not deteriorated.
以上説明した条件を、焼結原料配合に取り入れること、即ち、カラジャス鉄鉱石とイタビライト鉄鉱石等からなるブレンド鉱石を主原料として、焼結鉱を生産した場合、生産性を損なうことなく高強度の焼結鉱を生産できると考えられる。この場合に、本発明では、成品焼結鉱中のＣａＯ含有量は、鉄鉱石中に脈石として取り込まれる前記クオーツを溶融させるため、少なくとも９．０ｍａｓｓ％以上になるように、ＣａＯ源副原料あるいは造粒バインダーを配合して製造することが重要である、ただし、このＣａＯ含有量をあまり多くすることは、ＣａＯ源副原料の石灰石や生石灰の増使用によるコスト増の問題および高炉主原料として用いる場合に、高炉スラグの塩基度調整にＳｉＯ２源の副原料が必要になること、および高炉スラグ量自体が増えることのコスト、スラグ処理上の問題があり、従って、ＣａＯ含有量の上限は１１ｍａｓｓ％程度に抑られるべきである。 Incorporating the above-described conditions into the sintering raw material blend, that is, when the sintered ore is produced using blend ore consisting of carajas iron ore and itabilite iron ore as the main raw material, high strength is obtained without impairing productivity. It is thought that sinter can be produced. In this case, according to the present invention, the CaO content in the product sintered ore is at least 9.0 mass% or more in order to melt the quartz incorporated as gangue in the iron ore, so that the CaO source auxiliary material is at least 9.0 mass% or more. Alternatively, it is important to mix and produce a granulated binder. However, if this CaO content is too large, the problem of increased costs due to the increased use of limestone and quicklime as a CaO source auxiliary material and as a blast furnace main raw material When using it, there is a problem in the cost and slag treatment that an additional raw material of SiO 2 source is required for adjusting the basicity of the blast furnace slag, and the amount of blast furnace slag itself increases. Therefore, the upper limit of the CaO content is It should be suppressed to about 11 mass%.
また、この生石灰は、ブラジル産緻密質鉄鉱石（イタビライト鉄鉱石）に対して、３．０ｍａｓｓ％以上配合とする。ただし、これについては、生石灰は高価なため、Ｍａｘ４．５ｍａｓｓ％程度に抑えるべきである。 Moreover, this quicklime is set to 3.0 mass% or more with respect to the Brazilian dense iron ore (italavirite iron ore). However, since quick lime is expensive about this, it should be suppressed to about Max4.5 mass%.
次に、発明者らの研究によると、上述したイタビライト鉄鉱石の使用は、ブラジル産カラジャス鉄鉱石やオーストラリア産鉄鉱石等とのブレンド鉱石にする場合、このイタビライトイト鉄鉱石のブレンド鉱石中に占める割合を３０ｍａｓｓ％以上６０ｍａｓｓ％以下配合することが有効である。この理由は、３０ｍａｓｓ％未満では、他の原料の影響が大きくなり、一方、６０ｍａｓｓ％超では、高価なブラジル鉱石の割合が多くなり、焼結鉱製造コストが高くなるからである。 Next, according to the study by the inventors, the use of the above-mentioned itabilite iron ore is the ratio of the itaviliteite iron ore in the blend ore when it is made into a blend ore with Brazilian Carajas iron ore or Australian iron ore. It is effective to blend 30 mass% or more and 60 mass% or less. The reason for this is that if it is less than 30 mass%, the influence of other raw materials becomes large, while if it exceeds 60 mass%, the proportion of expensive Brazilian ore increases and the production cost of sintered ore increases.
次に、所定量（３０〜６０ｍａｓｓ％）のイタビライト鉄鉱石を含む上記ブレンド鉱石は、全配合原料中に６０ｍａｓｓ％〜８０ｍａｓｓ％の割合で配合する。この理由は、配合原料中のブレンド鉱石の割合が６０ｍａｓｓ％未満になると、イタビライト鉄鉱石以外の他の原料の影響が大きくなり発明の効果が顕れにくく、一方、８０ｍａｓｓ％超になると、副原料や返鉱の配合調整が難しく、通常の焼結鉱原料配合とは、異なり、特殊な配合調整が必要となるからである。 Next, the blend ore containing a predetermined amount (30 to 60 mass%) of itabilite iron ore is blended in a ratio of 60 mass% to 80 mass% in all blended raw materials. The reason for this is that when the proportion of blended ores in the blended raw material is less than 60 mass%, the influence of other raw materials other than itavilite iron ore becomes large, and the effect of the invention is difficult to be manifested. This is because it is difficult to adjust the blending of the return ore and, unlike the ordinary sinter raw material blending, special blending adjustment is required.
次に、前記配合原料、即ち、上述したブレント鉱石、生石灰、石灰石等の副原料および／または造粒バインダー、その他原料および燃料としてコークスを混合したのち、その配合原料に水を加えてドラム式造粒機やディスクペレタイザーを使い、直径０．５〜１０ｍｍ程度の大きさの造粒（擬似）粒子に造粒して成形する。この造粒工程において、本発明では、副原料として、石灰石(ＣａＣＯ３)を１０００℃以上の温度で焼成し、生石灰(ＣａＯ)としたものを、−１ｍｍに微粉砕して用いる。その後、焼結鉱製造用原料であるこの造粒粒子は、焼結機のパレット上に５００ｍｍ〜７００ｍｍの層厚になるよう装入して装入層を形成し、次いで、その原料装入層の表面に点火炉を使って着火を行い、パレットの移動と共に該原料装入層を通じて空気を下方吸引する中で原料装入層中の粉コークスを燃焼させ、その燃焼熱により配合原料（粉鉄鉱石）を部分的に溶融させて塊成化し、これを破砕、冷却して成品焼結鉱とする。 Next, after mixing coke as the above-mentioned blended raw material, that is, the above-mentioned Brent ore, quick lime, limestone and other auxiliary raw materials and / or granulating binder, other raw materials and fuel, water is added to the blended raw material to form a drum type Using a granulator or a disk pelletizer, granulated (pseudo) particles having a diameter of about 0.5 to 10 mm are formed and molded. In this granulation step, in the present invention, limestone (CaCO 3 ) is calcined at a temperature of 1000 ° C. or higher and used as quick lime (CaO) as an auxiliary material, and pulverized to −1 mm. Thereafter, the granulated particles as a raw material for producing the sintered ore are charged on the pallet of the sintering machine so as to have a layer thickness of 500 mm to 700 mm to form a charging layer, and then the raw material charging layer The surface is ignited using an ignition furnace, and as the pallet is moved, air is sucked downward through the raw material charging layer, and the powder coke in the raw material charging layer is combusted. Stone) is partially melted and agglomerated, and this is crushed and cooled to obtain a product sintered ore.
本発明の効果を確認するため、配合原料中のブレンド鉱石として、豪州鉱石とブラジル産のカラジャス鉄鉱石およびイタビライトイト鉄鉱石を含む鉄鉱石を用い、表６に示す原料配合に従って、径３００ｍｍ、高さ６００ｍｍの鍋試験装置により焼成試験を行った。燃料として添加した粉コークスは、どの試験の場合も、４．５ｍａｓｓ％とした。原料の混合−造粒は、径１．０ｍのドラムミキサーを使用して５分間行った。造粒水分は、豪州鉱石使用量が増えるに従い増やすようにして、造粒後の擬似粒子水分が５．８ｍａｓｓ％〜６．５ｍａｓｓ％となるように調整した。原料装入層表面への着火後、焼成時下方の吸引圧は−１４５０ｍｍａｑで一定とした。 In order to confirm the effect of the present invention, as a blended ore in the blended raw material, an iron ore containing Australian ore and Brazilian carajas iron ore and itabiliteite iron ore were used. A firing test was conducted with a 600 mm pan testing apparatus. The powder coke added as fuel was 4.5 mass% in all tests. The raw material was mixed and granulated for 5 minutes using a drum mixer having a diameter of 1.0 m. The granulation moisture was adjusted so that the pseudo-particle moisture after granulation was 5.8 mass% to 6.5 mass% by increasing the amount of Australian ore used. After ignition of the raw material charge layer surface, the lower suction pressure during firing was made constant at -1450 mmaq.
この焼成試験は、繰返し２回行って焼結鉱の生産率を算出した。焼成後の焼結鉱シャッター強度（ＳＩ）は、前記のＪＩＳに則って測定した。焼結鉱生産率とシャッター強度（ＳＩ）の測定結果を図８に示した。さらに、試験後の焼結鉱の化学成分を分析し表６にその結果をまとめた。 This firing test was repeated twice to calculate the production rate of sintered ore. The sintered ore shutter strength (SI) after firing was measured according to the above JIS. The measurement results of the sinter production rate and shutter strength (SI) are shown in FIG. Furthermore, the chemical composition of the sintered ore after the test was analyzed, and the results are summarized in Table 6.
表６に示した配合と、表７の成品焼結鉱の化学成分および図８の結果を比較してみると、脈石中にＳｉＯ２をクオーツとして含有するブラジル産緻密質鉄鉱石（イタビライト鉄鉱石）を３０ｍａｓｓ％以上混合したブレンド鉄鉱石（以下、「Ｂ鉱石」と略記する）を、焼結鉱製造原料全体の６０ｍａｓｓ％以上使用して焼結鉱を製造した場合、しかも焼結鉱のＣａＯ量を少なくとも９．０ｍａｓｓ％以上になるよう調整すると共に、ＣａＯの調整の一部分については少なくとも、生石灰添加量を増やすことで調整した場合、一定の生産性を維持しかつ冷間強度に優れた焼結鉱を製造することが可能であることがわかった。また、生石灰の配合量を、ブラジル産緻密質鉄鉱石（イタビライト鉄鉱石）に対して少なくとも２．５ｍａｓｓ％以上を維持するよう調整することで、生産性、シャッター強度と大きく改善できることもわかった。 Comparing the composition shown in Table 6 with the chemical composition of the product sintered ore shown in Table 7 and the results shown in FIG. 8, Brazilian dense iron ore containing SiO 2 as quartz in the gangue (Itabirite iron ore) When a sintered ore is produced using a blended iron ore (hereinafter abbreviated as “B ore”) mixed with 30 mass% or more of stone) using 60 mass% or more of the entire raw material for producing the sintered ore, While adjusting the amount of CaO to be at least 9.0 mass%, and adjusting at least a part of the adjustment of CaO by increasing the amount of quicklime added, it maintains a constant productivity and is excellent in cold strength It has been found that it is possible to produce sinter. Moreover, it turned out that productivity and a shutter intensity | strength can be improved significantly by adjusting the compounding quantity of quicklime so that it may maintain at least 2.5 mass% or more with respect to the Brazilian dense iron ore (italavilite iron ore).
なお、焼結鉱中のＣａＯ量の調整は、ドロマイトや転炉滓等の高融点で滓化し難い化合物を除く、生石灰や炭酸カルシウムなどのＣａＯ源副原料あるいは造粒バインダーを配合して行うことができる。 The amount of CaO in the sintered ore is adjusted by blending CaO source auxiliary materials such as quick lime and calcium carbonate, or a granulating binder, excluding compounds with high melting point and difficult to hatch, such as dolomite and converter lees. Can do.
本発明は、主として製鉄所の焼結機の操業において、ブラジル産緻密質鉄鉱石を用いて、高品質の焼結鉱を効率的に生産する技術であるが、他の同様の鉄鉱石を用いる焼結機操業への適用も可能である。 The present invention is a technology that efficiently produces high-quality sintered ore using Brazilian dense iron ore mainly in the operation of a sintering machine in an ironworks, but other similar iron ores are used. Application to sintering machine operation is also possible.
Claims (7)
嵩密度が３．７〜４．３ｇ／ｃｍ３のブラジル産緻密質鉄鉱石を３０ｍａｓｓ％以上混合してなるブレンド鉱石を、この配合原料中に６０ｍａｓｓ％以上配合したものを用いることを特徴とする焼結鉱の製造方法。 In the method of manufacturing a sintered ore by adding a carbonaceous material to a blended raw material containing iron ore and auxiliary materials and sintering with a sintering machine, as the blended raw material,
The blend ore bulk density of a mixture of Brazilian dense iron ore 3.7~4.3g / cm 3 or more 30 mass%, is characterized by using a material obtained by blending more than 60 mass% in the formulation in the feed A method for producing sintered ore.
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