JP2015137379A - 高炉用非焼成炭材内装鉱およびその製造方法 - Google Patents
高炉用非焼成炭材内装鉱およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015137379A JP2015137379A JP2014008574A JP2014008574A JP2015137379A JP 2015137379 A JP2015137379 A JP 2015137379A JP 2014008574 A JP2014008574 A JP 2014008574A JP 2014008574 A JP2014008574 A JP 2014008574A JP 2015137379 A JP2015137379 A JP 2015137379A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbonaceous material
- blast furnace
- ore
- binder
- organic binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 41
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 7
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000012256 powdered iron Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000011437 Amygdalus communis Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000220304 Prunus dulcis Species 0.000 description 1
- 235000020224 almond Nutrition 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011233 carbonaceous binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
【課題】
冷間圧潰強度が高くかつスラグ量が少ない高炉用の非焼成炭材内装鉱およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
微粉状鉄含有原料と微粉状炭材とバインダーを含む原料に水分を添加して混合、造粒して得られる非焼成炭材内装鉱において、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計含有量が１０質量％以下である有機バインダーを使用することを特徴とする高炉用非焼成炭材内装鉱。
【選択図】 図１
Description
本発明は、微粉状鉄鉱石や製鉄プロセスで発生する含鉄ダストなどからなる微粉状鉄含有原料と微粉状炭材を混合・造粒し製造する、高炉用の非焼成炭材内装鉱に関するものである。
近年、高炉操業における還元材比の低減を目的として、従来の焼結鉱やペレットよりも被還元性に優れる炭材内装鉱の製造が提案されている。
例えば、特許文献１には、焼結ダストや微粉状鉄鉱石の鉄含有原料と粉コークス、コークスダスト等の粉状炭材およびセメント等の水硬性バインダーとを混合・成型して冷間圧潰強度の高い非焼成含炭塊成鉱を製造する方法が提案されている。しかし、この方法では成型後の一次養生、二次養生さらにその後乾燥処理に多くの時間と費用がかかり、製造効率が悪いという問題がある。
また、バインダーとしてＣａＯやＳｉＯ２等の含有量が高いセメント等の水硬性バインダーを使用するため、炭材内装鉱中のスラグ量増加につながり、高炉での還元材比が上昇する恐れがある。
さらに高炉内ではバインダーの脱水反応によりシャフト部での昇温速度が低下するだけでなく、低温での還元停滞域を発生させ、高炉内での還元粉化を促進させるという問題がある。
特許文献２には、水硬性バインダーを使用せずに炭材の熱間での流動性を利用して粉状の鉄含有原料と炭材を熱間で成型することで冷間圧潰強度の高い炭材内装塊成化物を製造する方法が提案されている。
この方法では、水硬性バインダーを使用しないため、スラグ量は低く抑えられるものの、原料を５００℃程度に加熱し熱間で成型する必要があるため、非焼成のものに比べエネルギーロスが大きく、設備も複雑かつ高価になるという問題がある。
本発明は、上記従来技術の課題を解決する、冷間圧潰強度が高くかつスラグ量が少ない高炉用の非焼成炭材内装鉱およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、非焼成炭材内装鉱の高強度化について様々なバインダーを用いて検討した結果、ＣａＯやＳｉＯ２等のスラグ量の低い有機バインダーを用いることで、強度向上のための長期間の養生処理を省略しかつスラグ量の低い非焼成炭材内装鉱の製造が可能であることを見出した。
請求項１に記載の発明は、微粉状鉄含有原料と微粉状炭材とバインダーを含む原料に水分を添加して混合、造粒して得られる非焼成炭材内装鉱において、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計含有量が１０質量％以下である有機バインダーを使用することを特徴とする高炉用非焼成炭材内装鉱である。
請求項２に記載の発明は、前記有機バインダーの合計添加量は、固形分換算で全原料に対する割合（外数）で１．５〜１０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の高炉用非焼成炭材内装鉱である。
請求項３に記載の発明は、前記有機バインダーとして、パルプ廃液（リグニン亜硫酸塩）、糖蜜、澱粉およびＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）のいずれか１種または２種以上を用いることを特徴とする請求項１、２何れか１項に記載の高炉用非焼成炭材内装鉱である。
請求項４に記載の発明は、微粉状鉄含有原料と微粉状炭材およびバインダーを含む原料に水分を添加して混合、成型して得られる非焼成炭材内装鉱の製造方法において、バインダーとしてＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計含有量が１０％以下の有機バインダーを使用して混合、成型し、その後乾燥処理を行うことを特徴とする高炉用非焼成炭材内装鉱の製造方法である。
本発明によれば、高炉用の非焼成炭材内装鉱を短時間でかつ広大なヤード面積を使用することなく製造できる。さらに、高炉内での吸熱反応を抑制しかつ高炉に装入されるスラグ量を低減することができるため、高炉操業における還元材比を大幅に削減できる。
本発明は微粉状鉄含有原料と微粉状炭材およびバインダーを有する原料に水分を添加して混合、造粒することにより製造される高炉用の非焼成炭材内装鉱で、バインダーとしてＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計が１０質量％以下の有機バインダーを用いることを特徴としている。
微粉状鉄含有原料としてはペレットフィード等の微粉状鉄鉱石、焼結ダストおよびスケール等が用いられるが特にこれらに限定されるものではない。炭材としては粉コークス、一般炭、無煙炭、コークスダスト、高炉１次灰などが用いられるが、特に限定されるものではない。
有機バインダーは無機バインダーに比べ、ＣａＯ,ＳｉＯ２等のスラグ量が低いものが多いが、その中でもＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計含有量が１０質量％以下の有機バインダーを炭材内装鉱のバインダーとして用いると、炭材内装鉱中のスラグ量が低くなり、高炉の還元材比低減効果が小さくなる。
使用する有機バインダーの種類は、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計含有量が１０質量％以下であれば特に限定されるものではなく、パルプ廃液（リグニン亜硫酸塩）や糖蜜、でんぷん、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等が使用される。
高炉に装入される原料は、高炉までの搬送および装入時に崩壊しないために高い強度が求められるが、圧潰強度で０．５ｋＮ以上の強度があれば、搬送および装入過程での粉化を抑制できる。このため、本発明においては、炭材内装鉱の目標冷間圧潰強度を０．５ｋＮ以上とする。
図１に微粉状鉄含有原料として南米産鉄鉱石Ａまたは南米産鉄鉱石Ｂ、微粉状炭材として粒径が１ｍｍ以下の粉コークス、バインダーとしてパルプ廃液由来のバインダーまたは糖蜜を使用しブリケットマシンを用いて成形した場合の冷間圧潰強度とバインダー量の関係を示す。なお、本バインダーは水分を数十％含有しているが、バインダー量は固形分の値である。１．５質量％未満では目標とする０．５ｋＮ以上の強度が得られず、１０質量％を超えると、強度上昇効果が飽和するだけでなく、製造コスト上昇にもつながる。
原料の造粒手段としては、一対の成型ロールを有するブリケットマシンでピロー型ブリケットやアーモンド型ブリケットを製造する圧縮造粒法、パンペレタイザーで球形に成型する転動造粒法等があるが、これらに限定されるものではない。
成型直後の非焼成炭材内装鉱は、高炉までの輸送および高炉装入時の粉化に耐えるため、一定の強度が必要である。そのため、成型後の生の非焼成炭材内装鉱は、強度向上のため乾燥処理を行う必要がある。乾燥条件は特に限定されるものではないが、例えば１００〜３００℃の熱風で水分含有量が３％以下になるように行う。
表１に実験に用いた鉄鉱石の化学成分を示す。
表２に実験に用いた鉄鉱石の粒度分布を示す。
表３に示す実験に用いたバインダーの化学成分を示す。これらはいずれも無水ベースの値である。有機バインダーはいずれもＣａＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯ量が無機系のセメントやベントナイトに比べて大幅に低く、いずれも１０質量％以下である。
実施例および比較例配合比の原料に水分を添加しながら混練機で混合した後、ブリケットマシンを用い、圧縮成型した。ブリケットは２５×１８×１０ｍｍのアーモンド型である。生ブリケットを１０５℃で２時間乾燥させた後、冷間圧潰強度を１０個測定し、その平均値を求めた。圧潰強度は加圧速度５ｍｍ／ｍｉｎで被測定試料１個を破壊させた時の荷重値を測定した。なお、バインダーが液体の場合は、バインダー量は固形分換算の値とした。ブリケットの水分については乾燥前後の重量測定により算出した。
Ｎｏ.１からＮｏ.１０まではＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯの含有量が少ない有機バインダーを１．５質量％以上添加しており、冷間圧潰強度もいずれも０．５ｋＮ以上であり、目標を満足している。
一方、Ｎｏ１１、１２はバインダーの添加量が１．５質量％未満であり、冷間強度の目標である０．５ｋＮを満たさない。また、Ｎｏ.１０、１１はスラグ量の高い無機バインダーを使用しているため、炭材内装鉱中のスラグ量が高くなる。また、１０５℃での乾燥処理では圧潰強度が０．５ｋＮ以下であり、目標を満足していない。
Claims (4)
- 微粉状鉄含有原料と微粉状炭材とバインダーを含む原料に水分を添加して混合、造粒して得られる非焼成炭材内装鉱において、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計含有量が１０質量％以下である有機バインダーを使用することを特徴とする高炉用非焼成炭材内装鉱。
- 前記有機バインダーの合計添加量は、固形文官算で全原料に対する割合で１．５〜１０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の高炉用非焼成炭材内装鉱。
- 前記有機バインダーとして、パルプ廃液（リグニン亜硫酸塩）、糖蜜、澱粉およびＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）のいずれか１種または２種以上を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の高炉用非焼成炭材内装鉱。
- 微粉状鉄含有原料と微粉状炭材およびバインダーを含む原料に水分を添加して混合、成型して得られる非焼成炭材内装鉱の製造方法において、バインダーとしてＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯの合計含有量が１０％以下の有機バインダーを使用して混合、成型し、その後乾燥処理を行うことを特徴とする高炉用非焼成炭材内装鉱の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014008574A JP2015137379A (ja) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 高炉用非焼成炭材内装鉱およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014008574A JP2015137379A (ja) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 高炉用非焼成炭材内装鉱およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015137379A true JP2015137379A (ja) | 2015-07-30 |
Family
ID=53768605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014008574A Pending JP2015137379A (ja) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 高炉用非焼成炭材内装鉱およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015137379A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105483370A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-13 | 滦县永恒粘合剂有限公司 | 铁粉冷压球团免烘干粘合剂 |
| WO2018123750A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結鉱の製造方法 |
| CN112553388A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-26 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种高品位钒钛磁铁矿的炉料及冶炼方法 |
| JP2021147655A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 日本製鉄株式会社 | 塊成化物製造用バインダー、それを用いた塊成化物の製造方法、及び還元鉄の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013082972A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 非焼成含炭塊成鉱の製造方法 |
-
2014
- 2014-01-21 JP JP2014008574A patent/JP2015137379A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013082972A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 非焼成含炭塊成鉱の製造方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105483370A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-13 | 滦县永恒粘合剂有限公司 | 铁粉冷压球团免烘干粘合剂 |
| CN105483370B (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 滦县永恒粘合剂有限公司 | 铁粉冷压球团免烘干粘合剂 |
| WO2018123750A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結鉱の製造方法 |
| JPWO2018123750A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-12-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼結鉱の製造方法 |
| AU2017388174B2 (en) * | 2016-12-28 | 2020-03-12 | Jfe Steel Corporation | Sintered ore manufacturing method |
| JP2021147655A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 日本製鉄株式会社 | 塊成化物製造用バインダー、それを用いた塊成化物の製造方法、及び還元鉄の製造方法 |
| JP7445122B2 (ja) | 2020-03-18 | 2024-03-07 | 日本製鉄株式会社 | 塊成化物の製造方法、及び還元鉄の製造方法 |
| CN112553388A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-26 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种高品位钒钛磁铁矿的炉料及冶炼方法 |
| CN112553388B (zh) * | 2020-11-23 | 2022-07-29 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种高品位钒钛磁铁矿的炉料及冶炼方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101649392B (zh) | 钛精矿的造球方法和球团粘结剂 | |
| CN101270410A (zh) | 一种冷固结球团及其制备方法 | |
| CN106591575A (zh) | 低能耗冷压球团及其制备方法 | |
| CN101691621B (zh) | 一种利用碳素除尘灰及铁鳞生产海绵铁的方法 | |
| CN105331808B (zh) | 一种铁矿粉造块的方法 | |
| JP2015137379A (ja) | 高炉用非焼成炭材内装鉱およびその製造方法 | |
| JP5803540B2 (ja) | 非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP2009161791A5 (ja) | ||
| CN104630459B (zh) | 一种应用于感应炉铸造的自热含碳球/块 | |
| CN103131818B (zh) | 一种转炉炼钢用造渣剂及其制备方法 | |
| JP6228101B2 (ja) | 炭材内装鉱の製造方法 | |
| CN103409619A (zh) | 冷固球团及其制备方法 | |
| JP6228149B2 (ja) | 炭材内装鉱の製造方法 | |
| JP5786668B2 (ja) | 非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| KR101185362B1 (ko) | 제강공정 부산물을 이용한 브리켓 제조방법 | |
| JP5835144B2 (ja) | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP5454505B2 (ja) | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP6939667B2 (ja) | 炭材内装鉱及びその製造方法 | |
| CN106350632A (zh) | 转炉炼钢用轻烧压球及其制备方法 | |
| JP6326074B2 (ja) | 炭材内装鉱およびその製造方法 | |
| JP5825180B2 (ja) | 石炭チャーを使用した高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP5517501B2 (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
| CN107385206B (zh) | 铬铁原料预处理工艺 | |
| CN106381407B (zh) | 一种用于一步法硅钙合金冶炼的碳质还原剂与石灰复合炉料制备方法 | |
| CN102912067A (zh) | 一种赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170113 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171110 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171121 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180522 |