JP2018510970A - マグネタイト系焼結鉱およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
マグネタイト鉱石またはマグネタイト鉱石の混合物にマイクロウェーブを照射して製造されるマグネタイト系焼結鉱であって、最大圧縮強度が約1.281kN以上であるか、最大圧縮応力が16.31MPa以上であるマグネタイト系焼結鉱を提供する。
a)マグネタイト粉鉱またはマグネタイト粉鉱の混合物に圧力を加えて塊に成形するステップと、
b)前記ステップa)の成形されたマグネタイトにマイクロウェーブを照射して、1100℃以上の温度で加熱し焼結するステップとを含むマグネタイト系焼結鉱の製造方法を提供する。
本発明は、マグネタイト鉱石またはマグネタイト鉱石の混合物にマイクロウェーブを照射して製造されるマグネタイト系焼結鉱およびその製造方法に関する。
被還元性が良くない極微粉形態(約0.2mm以下)のマグネタイト鉱石3gを、250MPaの圧力で成形(直径10mm、高さ10mm)した後、2.45GHz、1.8kWのマイクロウェーブを照射して、1200℃まで加熱して焼結鉱を製造した。
試料の処理条件は次の通りである。
試料の重量:〜3g
試料の粒度:<0.2mm
成形圧力:250MPa(5分間維持)
最高温度:1200℃
昇温速度:125〜160℃/分
前記実施例1で使用されたマグネタイド鉱石に、一般的な焼結方法である一般的な抵抗炉で焼結処理して、マグネタイト系焼結鉱を製造した。
試料の重量:〜3g
試料の粒度:<0.2mm
成形圧力:250MPa(5分間維持)
最高温度:1200℃
昇温速度:10℃/分
前記実施例1および比較例1のマグネタイト系焼結鉱に対して、密度と気孔率をガスピクノメトリー(Gas Pycnometry)測定法とドライフローピクノメトリー(DryFlo Pycnometry)測定法を用いて測定した。絶対密度はガスピクノメトリー分析により測定することができる。2つの同じ体積を有する反応容器に、一方は分析する試料を入れ、他の一方は空けておいた状態で、それぞれに同じ体積のヘリウムガスを注入する。この時の2つの容器間の圧力の差から試料の体積を求める。この時、ヘリウムガスが試料内の微細な気孔までも完全に満たすため、気孔などが排除された純粋な試料のみの体積を測定することができ、これから試料の絶対密度を求めることができる。見掛け密度はドライフローピクノメトリー分析により測定することができる。ここで、分析媒質のDryFlowは、乾燥状態の微粉末の自由流動体であり、気孔入口の直径が約25μm以下の気孔内には侵入できない。測定方法はDryFlowのみを入れて一定圧力を加えた時と、試料がDryFlowに取り囲まれた後に同じ圧力で充填した時との体積の差から見掛け密度を求めることができる。気孔率は、前記2つの方式を利用して絶対密度と見掛け密度との差を用いて求めることができ、その結果は次の表1の通りである。
マグネタイト鉱石の成形のために加えられた圧力を30〜500MPaの範囲とし、マイクロウェーブ照射による加熱温度を1050℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃に設定した点を除き、前記実施例1と同様の方法でマイクロウェーブ照射を用いてマグネタイト系焼結鉱を製造した。
マグネタイト鉱石の成形のために加えられた圧力を30〜500MPaの範囲とし、マイクロウェーブ照射による加熱温度を1050℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃に設定した点を除き、前記実施例1と同様の方法でマイクロウェーブ照射を用いてマグネタイト系焼結鉱を製造した。
試料の形態:円筒状の焼結鉱(直径:10mm/高さ:10mm)
測定器具:万能試験機(Universal testing machine)
測定条件:1分あたり0.5mmの速度で圧縮
測定方向:底面方向および側面方向の圧縮(図4参照)
その結果を表2に示した。
マグネタイト鉱石の成形のために加えられた圧力を30および500MPaの範囲とし、マイクロウェーブ照射による加熱温度を1100℃、1200℃、1300℃に設定した点を除き、前記実施例1と同様の方法でマイクロウェーブ照射を用いてマグネタイト系焼結鉱を製造した。
還元率の計算は下記式1を用いて計算した。
[式1]
[還元率](%)=[鉄鉱石中の還元された酸素の量]/[反応前の鉄鉱石中の鉄と結合した酸素の量]×100
マイクロウェーブ焼結鉱に対して被還元性を評価した結果を図2に示した。
ヘマタイト鉱石とマグネタイト鉱石(粉鉱)とを混合して製造した点と、マイクロウェーブ照射による加熱温度を1000℃、1100℃に設定した点を除き、実施例1と同様の方法でヘマタイト−マグネタイト混合焼結鉱を製造した。
これに対して、実験例2と同様の方法で冷間強度評価を実施して、結果を表4に示した。
Claims (14)
- マグネタイト鉱石またはマグネタイト鉱石の混合物にマイクロウェーブを照射して製造されるマグネタイト系焼結鉱であって、1000℃、40%CO−60%N2ガス雰囲気で還元速度0.7%/分以上の被還元性を有するマグネタイト系焼結鉱。
- 前記マグネタイト系焼結鉱は、直径5〜50mmのペレット;または直径5〜50mmおよび高さ5〜50mmのブリケット状の形態を有する、請求項1に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- 前記マグネタイト系焼結鉱は、KS E3714基準を満たす、請求項1に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- マグネタイト系焼結鉱は、底面方向の最大圧縮強度が約1.281kN以上であり、最大圧縮応力が16.31MPa以上である、請求項1に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- 側面方向の最大圧縮強度が0.4011kN以上である、請求項4に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- マイクロウェーブを1100℃以上の温度となるように照射することを特徴とする、請求項1に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- 前記マグネタイト鉱石の混合物は、マグネタイト鉱石に、ヘマタイト鉱石、炭材および添加剤のうちの1つ以上がさらに含まれたものである、請求項1に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- 前記炭材は、前記混合物の総重量に対して4重量%以下で含まれ、前記添加剤は、前記混合物の総重量に対して15重量%以下で含まれることを特徴とする、請求項7に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- 前記ヘマタイト鉱石は、マグネタイト粉鉱およびヘマタイト鉱石の総計の重量中にマグネタイト粉鉱の重量が60重量%以上となるように含まれたものであることを特徴とする、請求項7に記載のマグネタイト系焼結鉱。
- a)マグネタイト粉鉱またはマグネタイト粉鉱の混合物に30〜500MPaの圧力を加えて塊に成形するステップと、
b)前記ステップa)の成形されたマグネタイトにマイクロウェーブを照射して、1100℃以上の温度で加熱焼結するステップとを含むマグネタイト系焼結鉱の製造方法。 - 製造されたマグネタイト系焼結鉱の底面方向の最大圧縮強度が約1.281kN以上であり、最大圧縮応力が16.31MPa以上である、請求項10に記載のマグネタイト系焼結鉱の製造方法。
- 製造されたマグネタイト系焼結鉱の側面方向の最大圧縮強度が0.4011kN以上である、請求項11に記載のマグネタイト系焼結鉱の製造方法。
- 前記マグネタイト粉鉱の混合物は、マグネタイト粉鉱に、ヘマタイト鉱石、炭材および添加剤のうちの1つ以上がさらに含まれたものである、請求項10に記載のマグネタイト系焼結鉱の製造方法。
- 前記ヘマタイト鉱石は、マグネタイト粉鉱およびヘマタイト鉱石の総計の重量中にマグネタイト粉鉱の重量が60重量%以上となるように含まれたものであることを特徴とする、請求項13に記載のマグネタイト系焼結鉱の製造方法。
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