JP2009275270A - 製鉄用焼結原料の造粒処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】製鉄用焼結原料を粉コークス及び/又は無煙炭の存在下で造粒処理する方法であって、上記製鉄用焼結原料の造粒処理方法は、粉コークス及び/又は無煙炭を含む燃料を疎水性物質の水系エマルションで疎水処理した後、上記疎水処理後の燃料を、残りの製鉄用焼結原料の一部又は全部と共に造粒処理する工程を含む製鉄用焼結原料の造粒処理方法である。
【選択図】なし
Description
そこで、このような燃料への鉄鉱石微粉の付着を防止する対策手段として、粉コークスや無煙炭を予め疎水性物質で処理する方法が開示されている(例えば、特許文献3参照)。この方法は、燃料粒子の表面に流動パラフィン等の疎水性物質を事前に付着させておくことにより、その後の焼結原料の造粒工程において、水分を有する鉄鉱石微粉が付着しにくい状態とするものであり、粉コークスや無煙炭の燃焼性の改善に有効な技術となっている。しかしながら、焼結原料の造粒処理に更に好適に適用するための工夫の余地があった。
以下に本発明を詳述する。
上記粉鉄鉱石とは、そのままでは高炉原料として使用できないおおよそ10mm以下の粒度が主となる鉄鉱石であり、その他の鉄鉱石とは、当該粉鉄鉱石以外の鉄鉱石であって、通常の焼結原料で使用される鉄鉱石であればよい。
上記副原料とは、鉄鉱石や燃料等と共に焼結されるものであり、石灰石、ドロマイト、蛇紋岩、珪石、スラグ、ダスト、返し鉱等である。ダストとは、製鉄所において製鉄のプロセスにおける各工程で発生する微粒子廃棄物の総称であり、例えば、焼結プロセスで発生する焼結ダスト、高炉プロセスで発生する高炉ダスト、転炉プロセスで発生する転炉ダストや転炉グラファイト、冷延工場で発生する酸洗ダスト、その他、コークス消化沈殿粉、圧延戻り水ダスト、ラグーンダスト等が挙げられる。また、製鉄以外のプロセスで発生するダストを含むものであってもよく、具体的には、火力発電所で発生するダスト、例えば、フライアッシュや重油灰、製銅プロセスで発生するカラミ鉄精鉱や銅スラグ等のスラッジ、アルミナ製造工程で排出される赤泥、その他、排煙脱硫石膏やアスベスト粉塵等であってもよい。
すなわち、造粒処理に使用される燃料としては、少なくとも疎水処理に供された燃料(疎水処理後の燃料)を含むものであればよく、疎水処理後に新たに燃料を添加してもよい。中でも、造粒処理に使用される燃料の総量100質量%に対し、疎水処理に供された燃料が50質量%以上であることが好適である。より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは100質量%である。なお、疎水処理後に新たに添加してもよい燃料としては、粉コークスや無煙炭の他、後述するその他の燃料成分等が挙げられる。
なお、本発明でいう燃焼可能な炭素換算とは、全炭素含有量から、石灰石に含まれる炭素等の燃料として使用できない炭素含有量を差し引いた炭素含有量を意味する。したがって、燃焼可能な炭素含有量が5質量%以上のダストに関して、本発明の疎水性物質で処理した場合、燃料としてその質量を計算するときは、該ダストに含まれる燃焼可能な炭素換算の質量と使用した疎水性物質の質量との合計を使用することとなる。
上記疎水性物質の水系エマルション(疎水性物質と水との水系エマルション)としては、疎水性物質をエマルション化したものであればよい。その製造方法としても特に限定されず、水と、疎水性物質と、必要に応じて他成分とを、適当なせん断力を付与して混合する方法が挙げられる。好ましくは、水と疎水性物質とを、界面活性剤の存在下で、適当なせん断力の下で混合する方法である。
上記適当なせん断力を付与する装置としては、上述した高速回転する羽根を有する装置が挙げられ、その高速回転する羽根の先端周速度を2〜100m/sとすることが好適である。より好ましくは5〜30m/sである。
なお、先端周速度は、下記式;
先端周速度(m/s)=羽根直径(m)×π×撹拌回転数(rpm)/60
により求めることができる。
上記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル等のソルビタンエステル系化合物;ショ糖脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル;ポリオキシエチレンアルキルエステル;ポリグリセリンアルキルエステル;脂肪酸エステル;脂肪酸石鹸;アルキルアミンエチレンオキサイド付加体;コレステロール等のステロール類が好適であり、これらの1種又は2種以上を使用することができる。
これらの中でも、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20以上)アルキル(総炭素数15以上)エーテルや、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20以上)ソルビタンアルキル(総炭素数15以上)エステルを必須成分としてなるものであることが好ましい。このような必須成分において、エチレンオキサイドの付加モル数は20以上が適当であるが、好ましくは100以下、より好ましくは50以下であり、また、アルキル基の総炭素数は15以上が適当であるが、好ましくは40以下、より好ましくは30以下である。なお、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20以上)ソルビタンアルキル(総炭素数15以上)エステルの場合、モノアルキルエステル体がより好ましい。
上記疎水性物質としては、中でも、炭素数5以上のパラフィン鎖を有する化合物、ナフテン環を有する化合物及びシリコーンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含むものであることが好ましい。特に、上記疎水性物質が、炭素数5以上のパラフィン鎖を有する化合物、ナフテン環を有する化合物及びシリコーンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である形態は、本発明の好適な形態の1つである。より好ましくは、炭素数5以上のパラフィン鎖を有する化合物を含むことである。
上記炭素数5以上のパラフィン鎖を有する化合物としてはまた、安全面から、また、粉コークスの内装を抑制し、着火性及び燃焼性を改善する性能面から、引火点が50℃以上である化合物であることが好ましい。引火点としては、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは65℃以上である。なお、引火点が好ましい範囲未満にあっても、本発明の効果を充分に発揮することができるものであれば好適に用いることができる。
本発明で使用する疎水性物質の水系エマルションとしては、疎水性物質と水との使用割合が上記範囲内になるように、これらを適当なせん断力の下で混合する方法により製造することが好適である。なお、上記疎水性物質の水系エマルションは、粉コークスや無煙炭と混合する前に、適当な疎水性物質濃度となるように濃縮又は希釈して使用してもよい。
なお、ここでいう「燃料の総量」とは、本発明において用いられる燃料の全質量を意味する。すなわち、上記疎水処理工程から上記造粒処理工程を通して用いられる燃料の全質量(乾燥基準の質量)を意味し、具体的には、疎水性物質と同時添加される燃料の質量と、該疎水性物質が添加される前に配合(添加)される燃料の質量と、該疎水性物質が添加された後で添加される燃料の質量とを全てあわせた乾燥基準の質量である。
上記製鉄用粉コークス処理剤は、製鉄用焼結原料を焼結する際に使用する燃料である粉コークスや無煙炭等を疎水処理するため等に用いられる。当該処理を行うことにより、焼結原料の造粒処理時に粉コークスや無煙炭の表面に鉱石微粉等が付着することを抑制することが可能となるため、燃料の燃焼効率が向上し、所望する状態で焼結を行うことが可能になる。すなわち、焼結時の熱バランスの制御が容易となり、焼結層における局所的な焼結時の熱過多、熱不足が抑制され、生産性が向上し、得られた焼結鉱強度が向上することになる。
上記製鉄用粉コークス処理剤における疎水性物質と水と界面活性剤との合計量は、製鉄用粉コークス処理剤100質量%に対して、50質量%以上であることが好ましい。より好ましくは90質量%以上であり、更に好ましくは100質量%である。
なお、上記製鉄用粉コークス処理剤は、通常の製鉄工程で使用する他原料を含んでもよい。
なお、疎水性物質の水系エマルションで燃料を疎水処理するタイミングとしては、造粒開始前であればいつでも構わないが、焼結用粉コークスの粒度調整工程、例えば粉砕工程で添加する方法、運搬時にベルトコンベア上等で添加する方法が好ましい。
また乾燥方法としては、ベルト式乾燥機、ロータリー式乾燥機、流動層式乾燥機、マイクロ波式乾燥機等、汎用的な工業用乾燥機で乾燥する方法が好適である。特に、ランニングコストと乾燥能力が高いという点では、流動層乾燥機や、ロータリー式乾燥機を使用する方法が最も好ましい。
上記燃料を乾燥する時期としては、疎水性物質の水系エマルションの添加処理が終わった後、残りの製鉄用焼結原料の一部又は全部と混合するまでの間に行うことが好適である。
なお、上記疎水処理工程が、上述した好適な形態(添加・乾燥処理工程)である場合には、乾燥後の燃料100質量%中に、水分が4質量%以下となるように乾燥することが好ましい。
ここで、疎水処理した上記燃料を残りの製鉄用焼結原料の一部又は全部と混合する時期としては、造粒処理を開始する前であってもよく、造粒処理の開始後から終了するまでの間であってもよい。上記燃料と残りの製鉄用焼結原料の一部又は全部とを混合するには、該残りの製鉄用焼結原料の一部又は全部に、上記燃料を添加等することにより行うことができる。また、製鉄用焼結原料中に上記燃料を一回で混合してもよく、複数回に分けて混合してもよい。
なお、ここでいう「燃料の使用量」とは、本発明の造粒処理方法において用いる全燃料の総量を意味し、上述したように、疎水性物質と同時添加される燃料の質量と、該疎水性物質が添加される前に配合(添加)される燃料の質量と、該疎水性物質が添加された後で添加される燃料の質量とを全てあわせた乾燥基準の質量である。なお、疎水性物質で疎水処理してなる燃料の質量には、疎水性物質の質量が含まれる。
上記高分子化合物の使用量としては、焼結原料の造粒性や、該高分子化合物の種類、使用する装置の種類等に応じて適宜設定すればよいが、製鉄用焼結原料100質量部に対して高分子化合物を0.001質量部以上とすることが好ましく、また、2質量部以下とすることが好ましい。0.001質量部未満であると、造粒性をより高めることができないことがあり、また、2質量部を超えると、製鉄用焼結原料に対する高分子化合物の添加量が多くなりすぎて製鉄用焼結原料の大きな固まりができ、焼結されにくくなることがある。より好ましくは、0.003質量部以上であり、また、1質量部以下である。
上記高分子化合物以外の造粒処理剤としては、例えば、生石灰、ベントナイト、リグニン亜硫酸塩(パルプ廃液)、澱粉、砂糖、糖蜜、水ガラス、セメント、ゼラチン、コーンスターチ等を1種又は2種以上用いることができる。これら上記高分子化合物以外の造粒処理剤の使用量としては、製鉄用焼結原料100質量部に対して、0.05質量部以上とすることが好ましく、また、3質量部以下とすることが好ましい。
上記造粒処理工程はまた、上述した燃料の疎水処理工程における混合方法と同じ装置を用いて行うことが好適である。
上記GI指数とは、製鉄研究第288号(1976)9頁に開示されている評価方法の一つであり、核粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示すものである。なお、GI指数の測定は、造粒操作を行って得られた擬似粒子を80℃で1時間乾燥後、篩を用いて分級することにより、その粒度(擬似粒度)を求め、製鉄研究第288号(1976)9頁に記載の方法に準じて行い、下記の式により計算することができる。
GI指数={(造粒前の0.25mm以下の原料の比率−造粒後の0.25mm以下の原料の比率)/(造粒前の0.25mm以下の原料の比率)}×100
上記1mm以下の擬似粒子の炭素含有量は、以下の方法により測定することが好ましい。まず、擬似粒子の1mm以下の篩い分け部分を混合し、ミル等の粉砕機で全量粉砕する。容器に、粉砕後の擬似粒子約1gを採取し、正確に質量を測定する(Agとする)。蒸留水10gを添加して軽くなじませ、石灰石に含まれる炭素分を二酸化炭素として系外に除去するために、リン酸1.2gから1.3gを添加して、発砲が見られる間、容器を手で振とうした後、135℃に設定した減圧乾燥機にて充分乾燥する。容器から内容物を取り出して乳鉢に移し、粉砕し、130℃のオーブンで乾燥する。この乾燥物の質量を測定する(Bgとする)。元素分析にて該乾燥物のC(炭素)量を定量する(C%とする)。1mm以下の擬似粒子に含有する炭素量(粉コークス量)を以下のように算出する。
1mm以下の擬似粒子に含有する粉コークス量(%)=B(g)×C(%)/A(g)
本発明でいう炭素含有量とは、含有する全炭素量から、石灰石に含まれる炭素等の燃料として使用できない(燃焼しない)炭素を差し引いた炭素含有量である。
上記焼結鉱は、本発明の製鉄用焼結原料の造粒処理方法において得られる造粒物、すなわち製鉄用焼結原料の造粒性を向上すると同時に、焼結原料層への着火を維持して充分な焼結鉱の生産性が実現できる造粒物から製造されてなる有用なものである。
生産率(t/day/m2)=成品歩留まり評価後の粒径5mm以上の粒度を有する粒子の総質量(t)/焼結時間(day)/焼結機(鍋)の表面積(m2)
上記高分子化合物としては、カルボキシル基及び/又はその塩を有する高分子化合物、(2)スルホン酸基及び/又はその塩を有する高分子化合物、カルボキシル基及び/又はその塩、並びに、スルホン酸基及び/又はその塩を有する高分子化合物のいずれか1種又は2種以上が挙げられる。このような高分子化合物としては、カルボキシル基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体及びこれらの塩を有する単量体からなる群より選択される少なくとも1種の単量体を必須とする単量体成分で重合することにより得ることができるものが好ましい。なお、これら単量体は、それぞれ1種又は2種以上用いることができる。
上記高分子化合物として、特に好適な形態は、カルボキシル基を有する単量体及び/又はその塩を有する単量体を必須とする単量体成分を重合してなるものである。すなわち上記高分子化合物は、全単量体成分100モル%に対し、カルボキシル基を有する単量体及び/又はその塩を有する単量体を10モル%以上含有する単量体成分を重合してなるものであることが特に好ましい。より好ましくは30モル%以上であり、更に好ましくは50モル%以上である。
上記他の共重合性単量体としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシ−3−クロロプロピルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルホスフェート等の酸性リン酸エステル基を有する単量体;ビニルフェノール等の石炭酸系単量体等の酸基を有する単量体及びその塩等が好適である。
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸(N,N−ジメチルアミノエチル)、(メタ)アクリル酸(N,N−ジエチルアミノエチル)、(メタ)アクリル酸アミノエチル等の炭素数1〜18の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド及びその誘導体;酢酸ビニル;(メタ)アクリロニトリル;N−ビニル−2−ピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の塩基含有単量体;N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等の架橋性を有する(メタ)アクリルアミド系単量体;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、アリルトリエトキシシラン等の加水分解性を有する基がケイ素原子に直結しているシラン系単量体;グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルエーテル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有する単量体;2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−2−オキサゾリン等のオキサゾリン基を有する単量体;2−アジリジニルエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルアジリジン等のアジリジン基を有する単量体;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン基を有する単量体;(メタ)アクリル酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコールとのエステル化物等の分子内に不飽和基を複数有する多官能(メタ)アクリル酸エステル;メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の分子内に不飽和基を複数有する多官能(メタ)アクリルアミド;ジアリルフタレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート等の分子内に不飽和基を複数有する多官能アリル化合物;アリル(メタ)アクリレート;ジビニルベンゼン。
なお、本明細書中、重量平均分子量は、以下の測定条件で測定される値である。
カラム:水系GPCカラム「GF−7MHQ」(商品名、昭和電工社製)1本
キャリア液:リン酸水素二ナトリウム十二水和物34.5g及びリン酸二水素ナトリウム二水和物46.2gに超純水を加えて全量を5000gとする。
水溶液流速:0.5ml/min
ポンプ:「L−7110」(商品名、日立製作所社製)
検出器:紫外線(UV)検出器「L−7400」(商品名、日立製作所社製)、波長214nm
分子量標準サンプル:ポリアクリル酸ナトリウム(創和科学社より入手可能な重量平均分子量1300〜1360000のポリアクリル酸ナトリウム)
分析サンプルは、高分子化合物が固形分で0.1質量%となるように上記キャリア液で希釈することにより調整する。
機種:Waters LCM1
キャリア液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合液に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶解し、更に30%水酸化ナトリウム水溶液でpH6.0に調節した水溶液
流速:0.8ml/min
カラム:水系GPCカラム「TSKgel GuardColumnSWXL+G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL」(東ソー社製)
カラム温度:35℃
検出器:Waters 410 示差屈折検出器
分子量標準サンプル:ポリエチレングリコール
分析サンプルは、高分子化合物が固形分で0.1%となるように上記キャリア液で希釈することにより調製する。
なお、分散度とは、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)であり、分子量分布を表すものである。数平均分子量は、重量平均分子量と同様の方法で測定される。
これらの高分子化合物は、固形のまま添加しても構わないが、固形分濃度0.1〜70質量%の水溶液の形態で添加することが好ましい。
(擬似粒子のGI指数)
造粒操作を行って得られた擬似粒子を80℃で1時間乾燥後、篩を用いて分級することにより、その粒度(擬似粒度)を求めた。造粒された擬似粒子のGI指数とは、製銑研究第288号9頁に開示されている評価方法の一つであり、核粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示す。なお、GI指数の測定は、製鉄研究第288号(1976)9頁の記載の方法に準じて行った。
以下の各実施例及び比較例の測定においては、いずれも、造粒後の粒径が0.25mm以下の擬似粒子のGI指数を求めた。また、0.25mm以下の擬似粒子のGI指数(擬似粒化指数)は以下の式により計算した。
GI指数={(造粒前の0.25mm以下の原料の比率−造粒後の0.25mm以下の原料の比率)/(造粒前の0.25mm以下の原料の比率)}×100
成品歩留は、焼結鍋試験において、焼結後の焼結鉱(シンターケーキ)50kgを2mの高さから鉄板上に5回落下させたときの、粒径5mm以上の粒度を有する粒子の割合を測定することにより評価した。生産率は以下の式により算出した。
生産率(t/day/m2)=成品歩留まり評価後の粒径5mm以上の粒度を有
する粒子の総質量(t)/焼結時間(day)/焼結機(鍋)の表面積(m2)
(擬似粒子中の炭素含有量の定量化)
上記GI指数測定後の擬似粒子の1mm以下の篩い分け部分を混合し、ミル等の粉砕機で全量粉砕する。このとき、粉砕後の平均粒径が50μm以下になるようにする。篩い分け部分が多くて、一度に粉砕できない場合は、2回以上に分けて粉砕し、粉砕後に均一になるように混合する。
市販の容量120mlのPP(ポリプロピレン)容器に、粉砕後の擬似粒子約1gを採取し、正確に質量を測定する(Agとする)。蒸留水10gを添加し、軽くなじませる。石灰石に含まれる炭素分を二酸化炭素として系外に除去するために、リン酸1.2gから1.3gを添加して、発砲が見られる間、容器を手で振とうした後、135℃に設定した減圧乾燥機にて充分乾燥する。PP容器から内容物を取り出し、乳鉢に移し、粉砕し、130℃のオーブンで乾燥する。このとき、内容物が粉末状にならない場合、130℃のオーブンで乾燥後に再度粉砕、乾燥を行う。乾燥後の内容物の質量(組成物1とする)を測定する(Bgとする)。元素分析にて該組成物1のC量を定量する(C%とする)。1mm以下の擬似粒子に含有する炭素量を以下のように算出する。
1mm以下の擬似粒子に含有する粉コークス量(%)=B(g)×C(%)/A(g)
本発明における疎水性物質の水系エマルションとして、流動パラフィン(和光純薬工業社製)50質量部、蒸留水48.5質量部、界面活性剤としてポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20)ステアリルエーテル1.5質量部を、容器に投入した。羽根直径0.1mの高速攪拌機(T.K. AUTO HOMO MIXER DL−SL、特殊機化工業社(現プライミクス社)製)で、10分間かけて4000rpmまで攪拌回転数を増加し、そのままの回転数で更に10分間攪拌を続けることにより、疎水性物質の水系エマルション(粉コークス処理剤1)を製造した。表1に示す粒度分布を有する粉コークス10000部に対して、該エマルション40部と、蒸留水500部とを添加し、ミキサーで10分間撹拌した。更に、該処理を行った粉コークスを、ロータリー式乾燥機を用いて105℃の熱風で20分間乾燥した(粉コークス処理剤1で処理した粉コークスを処理粉コークス1とする)。
次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス1を使用した。
また、得られた擬似粒子から、均等に1kg程度サンプリングし、含まれる水分を測定すると共に、該擬似粒子を乾燥後、篩を用いて分級することにより、擬似粒子のGI指数を求めた。更に、GI指数測定後の擬似粒子の1mm以下の部分を再混合し、ハンマーミルを用い、平均粒径が50μm以下になるように、全量粉砕した。粉砕後の擬似粒子を上記方法により、1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量を測定した。これらの結果をまとめて表3に示す。
本発明における疎水性物質の水系エマルションとして、流動パラフィン(和光純薬工業社製)50質量部、蒸留水48.5質量部、界面活性剤としてポリオキシエチレン(エチレンオキサイド付加モル数20)ステアリルエーテル1.5質量部を、容器に投入した。羽根直径0.1mの高速攪拌機(T.K. AUTO HOMO MIXER DL−SL、特殊機化工業社(現プライミクス社)製)で、10分間かけて4000rpmまで攪拌回転数を増加し、そのままの回転数で更に10分間攪拌を続けることにより、水系エマルション(粉コークス処理剤2)を製造した。表1に示す粒度分布を有する粉コークス10000部に対して、該エマルション80部と、蒸留水500部とを添加し、ミキサーで10分間撹拌した。更に、該処理を行った粉コークスを、ロータリー式乾燥機を用いて105℃の熱風で20分間乾燥した。(粉コークス処理剤2で処理した粉コークスを処理粉コークス2とする)。
次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス2を使用した。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産性を測定した。結果を表3に示す。
実施例1で使用した処理粉コークス1を用いて、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。
上記の焼結原料70000部、生石灰840部をドラムミキサーに投入し、該組成物(焼結原料)に、水5600部を霧吹きを用いて約1.5分間かけて噴霧(添加)した。噴霧後、分散剤が添加された上記の組成物(造粒処理用最終組成物)を更に同回転速度で3分間撹拌することにより、造粒処理(擬似粒化)を行った。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率を測定した。結果を表3に示す。
実施例1に記載の処理粉コークス1の製造方法において、疎水性物質としての流動パラフィン100部に代えて、リサイクル油脂である植物混合油脂B規格(ハルオ社製)100部を使用する以外は、処理粉コークス1の製造方法と同様の方法で処理粉コークス3を得た。次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス3を使用した。
実施例1において、予め不揮発分0.4%に調整した重量平均分子量6000のポリアクリル酸ナトリウム水溶液5250部にかえて、予め不揮発分0.27%に調整した重量平均分子量33000のアクリル酸ナトリウム/アクリル酸メチル共重合体(アクリル酸ナトリウムの組成比が78.7mol%)水溶液5250部を用い、処理粉コークス1に変えて、処理粉コークス3を使用する他は実施例1と同様にして、GI指数、1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率の評価を行った。結果を表3に示す。焼結原料に対する該共重合体の添加量は0.02%であった。
実施例1に記載の処理粉コークス1の製造方法において、ロータリー式乾燥機における乾燥処理時間を20分から10分に代える以外は処理粉コークス1の製造方法と同様の方法で処理粉コークス4を得た。次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス4を使用した。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率を測定した。結果を表3に示す。
実施例1に記載の処理粉コークス1の製造方法において、ロータリー式乾燥機における乾燥処理時間を20分から6分に代える以外は処理粉コークス1の製造方法と同様の方法で処理粉コークス5を得た。次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス5を使用した。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率を測定した。結果を表3に示す。
実施例1に記載の処理粉コークス1の製造方法において、ロータリー式乾燥機における乾燥処理時間を20分から3分に変える以外は処理粉コークス1の製造方法と同様の方法で処理粉コークス6を得た。次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス6を使用した。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率を測定した。結果を表3に示す。
表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調製した。ここで粉コークスは未処理のもの(すなわち、疎水処理を行っていない粉コークス)を使用した。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産性を測定した。結果を表3に示す。
表1に示す粒度分布を有する粉コークス10000部に対して、流動パラフィン(和光純薬工業社製)20部を添加し、ミキサーで10分間撹拌することにより、処理粉コークス7を得た。次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス7を使用した。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率を測定した。結果を表3に示す。
表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調製した。ここで粉コークスは処理粉コークス7を使用した。
実施例3と同様にして、上記の焼結原料70000部、生石灰840部をドラムミキサーに投入し、該組成物(焼結原料)に、水5600部を霧吹きを用いて約1.5分間かけて噴霧(添加)した。噴霧後、分散剤が添加された上記の組成物(造粒処理用最終組成物)を更に同回転速度で3分間撹拌することにより、造粒処理(擬似粒化)を行った。実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率を測定した。結果を表3に示す。
実施例1に記載の処理粉コークス1の製造方法において、ロータリー式乾燥機における乾燥処理時間を20分から2分に代える以外は処理粉コークス1の製造方法と同様の方法で処理粉コークス8を得た。次に、表2に示す組成を有する焼結原料(製鉄用原料)を調整した。ここで粉コークスは処理粉コークス8を使用した。
実施例1と同様にして、GI指数と1mm以下の擬似粒子に含まれる粉コークス量、生産率を測定した。結果を表3に示す。
造粒処理剤としてポリアクリル酸ナトリウムを使用して造粒処理を行った実施例1、2、5〜7と、比較例1とを比較すると、疎水処理されていない粉コークスを用いて造粒処理を行った比較例1では、GI指数が「92.5%」、生産率が「26.9t/day/m2」となったのに対し、実施例1、2、5〜7では、GI指数が「93.1%」、生産率が「29.5〜31.9t/day/m2」と、GI指数及び生産率のいずれの点でも著しく高い結果となったことが分かる。
同様に、造粒処理剤として生石灰を使用して造粒処理を行った実施例3と比較例3との結果からも、同様のことがいえる。
更に造粒処理剤としてポリアクリル酸ナトリウムとアクリル酸メチルとの共重合体を用いた実施例4と比較例1〜3との比較によっても、実施例4では生産性が著しく向上したことが分かる。
Claims (5)
- 製鉄用焼結原料を粉コークス及び/又は無煙炭の存在下で造粒処理する方法であって、
該製鉄用焼結原料の造粒処理方法は、粉コークス及び/又は無煙炭を含む燃料を疎水性物質の水系エマルションで疎水処理した後、該疎水処理後の燃料を、残りの製鉄用焼結原料の一部又は全部と共に造粒処理する工程を含む
ことを特徴とする製鉄用焼結原料の造粒処理方法。 - 前記疎水性物質の使用量は、燃料の総量100質量部に対し、0.05〜0.5質量部である
ことを特徴とする請求項1記載の製鉄用焼結原料の造粒処理方法。 - 前記疎水性物質は、炭素数5以上のパラフィン鎖を有する化合物、ナフテン環を有する化合物及びシリコーンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の製鉄用焼結原料の造粒処理方法。 - 前記疎水処理は、疎水処理後の燃料100質量%中に、水分量が4質量%以下となるように行われる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製鉄用焼結原料の造粒処理方法。 - 製鉄用粉コークス及び/又は無煙炭を含む燃料を疎水処理するための処理剤であって、
該処理剤は、疎水性物質の水系エマルションにより構成され、
該疎水性物質は、炭素数5以上のパラフィン鎖を有する化合物、ナフテン環を有する化合物及びシリコーンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物である
ことを特徴とする製鉄用粉コークス及び/又は無煙炭処理剤。
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