JP2020084201A - Production method of molded product of sintering raw material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼結機に装入される焼結原料の成型物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a molded product of a sintering raw material to be charged into a sintering machine.
特許文献１では、焼結用原料を造粒した擬似粒子と、焼結用原料を圧縮成型した成型物とを合わせて焼結機に装入している。ここで、成型物の直径を１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とし、成型物の圧潰強度を３６．３Ｎ以上４１．２Ｎ以下としている。上述した擬似粒子及び成型物を用いて焼結鉱を製造することにより、焼結機の原料層中での通気性を向上させて、焼結鉱の歩留及び生産率を向上させている。 In Patent Document 1, pseudo particles obtained by granulating a sintering raw material and a molded product obtained by compression-molding the sintering raw material are put together in a sintering machine. Here, the diameter of the molded product is 15 mm or more and 20 mm or less, and the crush strength of the molded product is 36.3 N or more and 41.2 N or less. By manufacturing a sintered ore using the above-mentioned pseudo particles and a molded product, the air permeability in the raw material layer of the sintering machine is improved, and the yield and the production rate of the sintered ore are improved.
特許文献１によれば、圧縮成型によって成型物を製造するときにラミネーティング現象が発生することにより、焼結の成品歩留が低下したと考えている。すなわち、成型物の＋５ｍｍ歩留（目開きが５ｍｍである篩の篩上残留率）を測定し、＋５ｍｍ歩留が低下していたことに基づいて、焼結の成品歩留の低下がラミネーティング現象に起因していると考えている。 According to Patent Document 1, it is considered that the product yield of sintering is lowered due to the occurrence of a laminating phenomenon when a molded product is manufactured by compression molding. That is, the +5 mm yield of the molded product (residual ratio on the screen of the sieve having an opening of 5 mm) was measured, and based on the fact that the +5 mm yield was decreased, the decrease in the product yield of sintering was laminating. I think that it is due to the phenomenon.
しかし、本願発明者によれば、成品歩留の低下をもたらした成型物の＋５ｍｍ歩留の低下が、単にラミネーティング現象のみに起因するものではないことが分かった。すなわち、適切にバインダを使用すれば、成型物のラミネーティング現象によって生成された破断物を積極的に使用しても、焼結の成品歩留を向上できることが分かり、本願発明を完成するに至った。 However, the inventor of the present application has found that the decrease in the +5 mm yield of the molded product, which has caused the decrease in the product yield, is not simply due to the laminating phenomenon. That is, if the binder is used properly, the yield of the sintered product can be improved even if the fractured product generated by the laminating phenomenon of the molded product is positively used, and the present invention is completed. It was
本願発明は、焼結原料を造粒した擬似粒子とともに焼結機に装入される、焼結原料の成型物を製造する方法である。長径が１５〜３０ｍｍである完全成型物を製造するための圧縮成型機を用いて、５０質量％以上の微粉鉱石及び５〜２０質量％のバインダを含む焼結原料を圧縮成型する。そして、圧縮成型機での圧縮力によって完全成型物にラミネーティング現象を発生させることにより、焼結機に装入される半割成型物を製造する。 The present invention is a method for producing a molded product of a sintering raw material, which is charged into a sintering machine together with pseudo particles obtained by granulating the sintering raw material. Using a compression molding machine for producing a completely molded product having a major axis of 15 to 30 mm, a sintering raw material containing 50% by mass or more of fine ore and 5 to 20% by mass of a binder is compression molded. Then, a half-molded product to be loaded into the sintering machine is manufactured by causing a laminating phenomenon in the completely molded product by the compression force of the compression molding machine.
圧縮成型機での圧縮力としては、４ｔ／ｃｍ以上の線圧とすることができる。また、圧縮成型される焼結原料の平均粒径を１ｍｍ以下とすることができる。 The compression force in the compression molding machine may be a linear pressure of 4 t/cm or more. Moreover, the average particle diameter of the sintering raw material to be compression molded can be 1 mm or less.
本願発明である焼結鉱の製造方法では、上述した成型物の製造方法によって製造された半割成型物と、焼結原料を造粒した擬似粒子とを焼結機に装入して焼結鉱を製造する。 In the method of manufacturing a sintered ore according to the present invention, a half-molded product manufactured by the above-described method of manufacturing a molded product and pseudo particles obtained by granulating a sintering raw material are charged into a sintering machine and sintered. Produce ore.
本願発明によれば、擬似粒子とともに焼結機に装入される成型物として、焼結鉱の成品歩留や生産率を向上させることができる成型物（半割成型物）を製造することができる。ここで、５〜２０質量％のバインダを用いることにより、半割成型物を製造しやすくなる。また、半割成型物の外形によって焼成中の通気性を確保できるため、焼結原料としては、微粉鉱石を積極的に使用することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a molded product (half-molded product) capable of improving a product yield and a production rate of a sintered ore as a molded product to be charged into a sintering machine together with pseudo particles. it can. Here, by using a binder of 5 to 20 mass %, it becomes easy to manufacture a half-molded product. Further, since the outer shape of the half-molded product can ensure air permeability during firing, finely powdered ore can be positively used as a sintering raw material.
本実施形態では、焼結機に装入される焼結用の原料（以下、焼結原料という）として、配合原料から造粒された擬似粒子と、配合原料を圧縮成型することによって製造された半割成型物との混合物を用いる。これにより、焼結鉱の成品歩留や生産率が向上することが分かった。また、本実施形態では、半割成型物を効率良く製造するために、所定の配合原料を用いている。 In the present embodiment, as a raw material for sintering (hereinafter referred to as a sintering raw material) to be charged into the sintering machine, pseudo particles granulated from the mixed raw material and the mixed raw material were produced by compression molding. Use a mixture with half molding. It was found that this improves the product yield and production rate of the sintered ore. Further, in this embodiment, a predetermined blended raw material is used in order to efficiently produce a half-molded product.
（配合原料）
擬似粒子を造粒するための配合原料としては、鉄鉱石（粉鉱石や微粉鉱石を含む）、副原料、炭材、返鉱及び雑原料を含む。半割成型物を製造するための配合原料としては、少なくとも微粉鉱石及びバインダを含んでいればよく、これに加えて副原料、炭材、返鉱及び雑原料を含んでいてもよい。
(Blended raw materials)
The compounding raw materials for granulating the pseudo particles include iron ore (including fine ore and fine ore), auxiliary raw materials, carbonaceous materials, returned ore and miscellaneous raw materials. The compounding raw material for producing the half-molded product may contain at least fine ore and a binder, and in addition to this, an auxiliary raw material, a carbonaceous material, a return ore and a miscellaneous raw material may be contained.
粉鉱石とは、高炉の操業に適さない粒径（例えば１０ｍｍ以下）を有する粉状の鉄鉱石である。微粉鉱石とは、製鉄原料に適さない鉄品位の低い鉄鉱石原石（原鉱やＲＯＭと呼ばれる）を選鉱処理して鉄品位を高めた鉄鉱石であり、精鉱（コンセントレート）又はペレットフィードとも呼ばれる。一般的に、微粉鉱石では、鉄分が６４％以上であり、平均粒径が１ｍｍ以下である。ここで、平均粒径は、粒度区分の中央値を代表値とし、それを粒度区分ごとの質量比率で加重平均した値である。微粉鉱石の粒度分布は、ＪＩＳ Ｚ８９０１に基づいて測定することができる。 The powdered ore is a powdered iron ore having a particle size (for example, 10 mm or less) not suitable for the operation of the blast furnace. Fine ore is an iron ore obtained by beneficiation processing of raw iron ore with a low iron quality (called raw ore or ROM) that is not suitable as a raw material for iron making, to increase the iron quality, and also as a concentrate (concentrate) or pellet feed. be called. In general, fine ore has an iron content of 64% or more and an average particle size of 1 mm or less. Here, the average particle diameter is a value obtained by using the median value of the particle size classifications as a representative value and performing a weighted average with the mass ratio for each particle size classification. The particle size distribution of the fine ore can be measured based on JIS Z8901.
副原料は、主に焼結鉱の成分調整を目的として添加される原料であり、副原料としては、例えば、カルシウム源である石灰石や生石灰や、マグネシウム源であるドロマイトやカンラン石等が挙げられる。炭材は、原料層内で燃焼発熱させることにより、鉄鉱石や副原料の溶融同化反応を生起させるために用いられる。返鉱は、焼結機で焼結されたケーキを破砕整粒したときの篩下の原料であり、再利用される。雑原料は、リサイクル原料としてのスラグやダスト類であり、鉄分やカルシウム分を回収して再利用するために用いられる。 The auxiliary raw material is a raw material that is added mainly for the purpose of adjusting the components of the sintered ore, and examples of the auxiliary raw material include limestone and quicklime that are calcium sources, and dolomite and olivine that are magnesium sources. .. The carbonaceous material is used for causing a melt assimilation reaction of the iron ore and the auxiliary raw material by causing combustion and heat generation in the raw material layer. The return ore is a raw material under the sieve when the cake sintered by the sintering machine is crushed and sized, and is reused. Miscellaneous raw materials are slag and dusts as recycled raw materials, and are used for recovering and reusing iron and calcium.
（焼結原料の製造プロセス）
図１は、焼結原料の製造プロセスを示す概略図である。この製造プロセスは、主ライン及び副ラインを有する。主ラインは、配合原料から擬似粒子を製造し、この擬似粒子を焼結機に供給するラインである。副ラインは、配合原料から半割成型物を製造し、この半割成型物を主ラインの途中に供給するラインである。
(Manufacturing process of sintering raw material)
FIG. 1 is a schematic view showing a manufacturing process of a sintering raw material. This manufacturing process has a main line and a sub line. The main line is a line for producing pseudo particles from the blended raw material and supplying the pseudo particles to the sintering machine. The sub-line is a line for manufacturing a half-molded product from the blended raw material and supplying the half-molded product in the middle of the main line.
まず、主ライン上でのシステム構成について、以下に説明する。 First, the system configuration on the main line will be described below.
各原料槽１１には原料（配合原料）が装入されており、各原料槽１１からは所定の配合割合の原料が切り出される。所定の配合割合は、目標とする成分や性状を考慮して予め決められる。コンベア１２は、各原料槽１１から切り出された原料をドラム造粒機１３に搬送する。ドラム造粒機１３は、コンベア１２から搬送された原料を混合して造粒することにより、擬似粒子を製造する。ここで、ドラム造粒機１３には、原料の造粒に適した水分量に調整された水が添加される。この水分量は、原料の粒度分布や保水性に基づいて予め決めることができる。ドラム造粒機１３によって製造された擬似粒子は、コンベア１４によって焼結機３０に搬送される。 Raw materials (blended raw materials) are charged in the raw material tanks 11, and raw materials having a predetermined blending ratio are cut out from the raw material tanks 11. The predetermined blending ratio is determined in advance in consideration of target components and properties. The conveyor 12 conveys the raw material cut out from each raw material tank 11 to the drum granulator 13. The drum granulator 13 manufactures pseudo particles by mixing and granulating the raw materials conveyed from the conveyor 12. Here, water adjusted to a water content suitable for granulating the raw material is added to the drum granulator 13. This water content can be determined in advance based on the particle size distribution of the raw material and the water retention. The pseudo particles produced by the drum granulator 13 are conveyed to the sintering machine 30 by the conveyor 14.
次に、副ライン上でのシステム構成について、以下に説明する。 Next, the system configuration on the sub line will be described below.
各原料槽２１には原料（配合原料）が装入されており、各原料槽２１からは所定の配合割合の原料が切り出される。所定の配合割合は、目標とする成分や性状を考慮して予め決められる。コンベア２２は、各原料槽２１から切り出された原料を撹拌ミキサ２３に搬送する。撹拌ミキサ２３は、コンベア２２から搬送された原料を撹拌して混合し、撹拌ミキサ２３には、後述する圧縮成型に適した水分量に調整された水が添加される。この水分量は、原料の粒度分布や保水性に基づいて予め決めることができる。 Raw materials (blended raw materials) are charged in the raw material tanks 21, and raw materials having a predetermined blending ratio are cut out from the raw material tanks 21. The predetermined blending ratio is determined in advance in consideration of target components and properties. The conveyor 22 conveys the raw material cut out from each raw material tank 21 to the stirring mixer 23. The stirring mixer 23 stirs and mixes the raw material conveyed from the conveyor 22, and the stirring mixer 23 is added with water adjusted to a water content suitable for compression molding described later. This water content can be determined in advance based on the particle size distribution of the raw material and the water retention.
コンベア２４は、撹拌ミキサ２３で混合された原料を圧縮成型機２５に搬送する。圧縮成型機２５は、一対の成型ロール２５ａを有しており、各成型ロール２５ａの表面（原料と接触する面）には、凹状のカップが形成されている。このカップに原料が収容された後、一対の成型ロール２５ａによってカップ内の原料が圧縮されることにより、成型物（ブリケット）が製造される。 The conveyor 24 conveys the raw materials mixed by the stirring mixer 23 to the compression molding machine 25. The compression molding machine 25 has a pair of molding rolls 25a, and a concave cup is formed on the surface (the surface in contact with the raw material) of each molding roll 25a. After the raw material is stored in this cup, the raw material in the cup is compressed by the pair of molding rolls 25a, whereby a molded product (briquette) is manufactured.
圧縮成型機２５を通過した後の原料の形態としては、完全成型物と、半割成型物と、粉体物とが含まれる。完全成型物とは、成型ロール２５ａのカップに沿った形状に形成された圧縮成型物である。互いに直交する３つの軸を規定したとき、完全成型物では、１つの軸方向の長さ（以下、長径という）が、他の２つの軸方向の長さのそれぞれよりも長くなる。 The form of the raw material after passing through the compression molding machine 25 includes a completely molded product, a half molded product, and a powdered product. The perfect molded product is a compression molded product formed in a shape along the cup of the molding roll 25a. When three axes that are orthogonal to each other are defined, the length of one axial direction (hereinafter referred to as the major axis) is longer than the lengths of the other two axial directions in the completely molded product.
半割成型物とは、後述するラミネーティング現象によって、完全成型物の長径方向の中央から完全成型物が２つに破断した圧縮成型物である。粉体物とは、圧縮成型機２５を通過した原料のうち、上述した完全成型物及び半割成型物のいずれにも属さないものである。完全成型物、半割成型物及び粉体物は、作業者の目視によって区別することができる。 The half-molded product is a compression-molded product in which the completely-molded product is broken into two from the center in the major axis direction of the fully-molded product due to a laminating phenomenon described later. The powdered material is a material that does not belong to any of the above-described completely molded product and half-molded product among the raw materials that have passed through the compression molding machine 25. The completely molded product, the half-molded product, and the powdered product can be visually distinguished by the operator.
コンベア２６は、圧縮成型機２５によって製造された半割成型物をコンベア１４に搬送する。上述したように、圧縮成型機２５からは、完全成型物、半割成型物及び粉体物が得られることがあるが、本実施形態では半割成型物だけが用いられる。完全成型物、半割成型物及び粉体物のなかから、例えば、作業者の手作業又は機械的な操作によって、半割成型物だけを取り出すことができる。 The conveyor 26 conveys the half-molded product manufactured by the compression molding machine 25 to the conveyor 14. As described above, the compression molding machine 25 may obtain a completely molded product, a half molded product, and a powdered product, but in the present embodiment, only the half molded product is used. From the completely molded product, the half-molded product and the powdery product, for example, only the half-molded product can be taken out by a manual operation of a worker or a mechanical operation.
半割成型物を、コンベア２６を介してコンベア１４に搬送することにより、ドラム造粒機１３からの擬似粒子と、圧縮成型機２５からの半割成型物とが、コンベア１４を介して焼結機３０に搬送される。擬似粒子及び半割成型物は、焼結機３０に装入されるまでの移動経路において混合される。例えば、擬似粒子及び半割成型物を焼結機３０のサージ槽（不図示）に装入したり、サージ槽からシュートを介して焼結機パレットに擬似粒子及び半割成型物を装入したりするとき、擬似粒子及び半割成型物が混合される。焼結機３０では、擬似粒子及び半割成型物が混合された状態において焼成が行われ、焼結ケーキが製造される。焼結ケーキを所定の粒度に破砕することにより、焼結鉱が得られる。 By conveying the half-molded product to the conveyor 14 via the conveyor 26, the pseudo particles from the drum granulator 13 and the half-molded product from the compression molding machine 25 are sintered via the conveyor 14. It is transported to the machine 30. The pseudo particles and the half-molded product are mixed in the moving path until they are charged into the sintering machine 30. For example, the pseudo particles and the half-molded product are loaded into a surge tank (not shown) of the sintering machine 30, or the pseudo particles and the half-molded product are loaded into the sintering machine pallet from the surge tank through the chute. At the same time, the pseudo particles and the half-molded product are mixed. In the sintering machine 30, firing is performed in a state where the pseudo particles and the half-molded product are mixed to produce a sintered cake. The sinter ore is obtained by crushing the sinter cake to a predetermined particle size.
（半割成型物の原料）
半割成型物を製造するための原料（配合原料）の平均粒径は、この原料を成型ロール２５ａのカップに収容できるサイズであればよい。ここで、平均粒径は１ｍｍ以下とすることができる。原料の平均粒径を１ｍｍ以下とすることにより、原料を成型ロール２５ａのカップに収容させやすくして、圧縮成型機２５での圧縮成型を円滑に行うことができる。
(Raw material for half molding)
The average particle diameter of the raw material (blended raw material) for producing the half-molded product may be any size as long as the raw material can be contained in the cup of the molding roll 25a. Here, the average particle diameter can be 1 mm or less. By setting the average particle size of the raw material to 1 mm or less, the raw material can be easily stored in the cup of the molding roll 25a, and the compression molding by the compression molding machine 25 can be smoothly performed.
原料に含まれる鉄鉱石としては、主に微粉鉱石を用いることができる。また、微粉鉱石の配合割合は、５０質量％以上とする。後述するように、半割成型物が焼結機の原料層中での通気性を確保するために用いられることを考慮すると、微粉鉱石よりも粒度が粗く、原料層中の通気性を確保しやすい粉鉱石については、半割成型物の原料として敢えて用いる必要性が低い。そこで、原料である鉄鉱石としては、微粉鉱石を積極的に用いることができる。なお、本実施形態では、原料に粉鉱石が含まれていてもよい。 Fine iron ore can be mainly used as the iron ore contained in the raw material. Moreover, the compounding ratio of the fine powder ore is 50% by mass or more. As will be described later, considering that the half-molded product is used to ensure air permeability in the raw material layer of the sintering machine, the particle size is coarser than that of fine ore, and the air permeability in the raw material layer is ensured. It is less necessary to intentionally use powdered ore as a raw material for half-molded products. Therefore, fine iron ore can be positively used as the iron ore as the raw material. In the present embodiment, the raw material may include powdered ore.
原料には、湿潤状態のバインダが添加される。このバインダは、半割成型物を圧縮成型機２５から焼結機３０に搬送する間、半割成型物の強度を確保するために用いられる。バインダとしては、例えば、生石灰や、ベントナイトなどの粘土系バインダ、糖蜜などの有機系バインダ、鉄鉱石を湿式粉砕した鉄鉱石スラリ（例えば、国際公開第２０１３／０５４４７１号パンフレットに記載の鉄鉱石スラリ）を用いることができる。 A wet binder is added to the raw material. This binder is used to secure the strength of the half-molded product while the half-molded product is conveyed from the compression molding machine 25 to the sintering machine 30. Examples of the binder include quick lime, clay-based binder such as bentonite, organic binder such as molasses, and iron ore slurry obtained by wet-milling iron ore (for example, iron ore slurry described in WO 2013/054471). Can be used.
バインダの添加量は、５質量％以上であって２０質量％以下とする。これにより、半割成型物を製造しやすくなる。バインダとして鉄鉱石スラリを用いる場合、鉄鉱石スラリを完全に乾燥させた後の質量が上述したバインダの添加量の範囲内にあればよい。 The added amount of the binder is 5% by mass or more and 20% by mass or less. This makes it easier to manufacture a half-molded product. When the iron ore slurry is used as the binder, the mass after the iron ore slurry is completely dried may be within the range of the above-mentioned binder addition amount.
（完全成型物のサイズ）
完全成型物の長径は、成型ロール２５ａのカップのサイズに依存するものであり、本実施形態では、１５ｍｍ以上であって３０ｍｍ以下である。完全成型物の長径は、より好ましくは、２０ｍｍ以上であって３０ｍｍ以下である。本実施形態では、半割成型物を用いるため、半割成型物のサイズを確保する上では、完全成型物の長径を１５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、圧縮成型機２５による成型性を考慮すると、完全成型物の長径は３０ｍｍ以下であることが好ましい。
(Size of completely molded product)
The major axis of the completely molded product depends on the size of the cup of the molding roll 25a, and is 15 mm or more and 30 mm or less in this embodiment. The major axis of the completely molded product is more preferably 20 mm or more and 30 mm or less. In the present embodiment, since a half-molded product is used, in order to secure the size of the half-molded product, it is preferable that the major axis of the completely-molded product is 15 mm or more. Further, considering the moldability by the compression molding machine 25, the major axis of the completely molded product is preferably 30 mm or less.
本実施形態では、完全成型物ではなく、完全成型物から得られる半割成型物を主ラインの原料（擬似粒子）に混ぜて焼結機３０に装入している。これにより、完全成型物を擬似粒子とともに焼結機３０に装入する場合と比べて、焼結鉱の成品歩留や生産率を向上させることができる。 In the present embodiment, not a completely molded product, but a half molded product obtained from the completely molded product is mixed with the raw material (pseudo particles) of the main line and charged into the sintering machine 30. As a result, the product yield and production rate of the sintered ore can be improved as compared with the case where the completely molded product is charged into the sintering machine 30 together with the pseudo particles.
（圧縮成型機の成型条件）
圧縮成型機２５において原料を圧縮成型するときの条件としては、いわゆるラミネーティング現象が発生する条件とする。ラミネーティング現象とは、長径方向における完全成型物の中央を起点として、完全成型物が２つに破断する現象である。ラミネーティング現象を発生させる成型条件としては、圧縮成型機２５での線圧を４ｔ／ｃｍ以上とすることができる。線圧が４ｔ／ｃｍよりも低いと、ラミネーティング現象が発生せず、半割成型物を製造することができなくなることがある。なお、ラミネーティング現象の発生は、バインダの添加量に依存することもあるため、圧縮成型機２５での線圧は、４ｔ／ｃｍ以上に限らず、ラミネーティング現象を発生させることができる線圧であればよい。
(Molding conditions of compression molding machine)
The conditions for compression-molding the raw material in the compression-molding machine 25 are such that a so-called laminating phenomenon occurs. The laminating phenomenon is a phenomenon in which the perfect molded product is broken into two starting from the center of the perfect molded product in the major axis direction. As a molding condition for causing the laminating phenomenon, the linear pressure in the compression molding machine 25 can be set to 4 t/cm or more. When the linear pressure is lower than 4 t/cm, the laminating phenomenon does not occur and the half-molded product may not be manufactured. Since the occurrence of the laminating phenomenon may depend on the addition amount of the binder, the linear pressure at the compression molding machine 25 is not limited to 4 t/cm or more, and the linear pressure at which the laminating phenomenon can occur is not limited to 4 t/cm. If
本実施形態によれば、完全成型物と比べて異形状である半割成型物を擬似粒子とともに焼結機に装入することにより、焼結ベッドにおいて、半割成型物に形成された破断面（略平面）と擬似粒子（球体）との間に空隙を発生させやすくなる。この空隙により、通気性を向上させることができ、焼結鉱の成品歩留や生産率を向上させることができる。また、半割成型物が骨材として機能することにより、焼成中におけるケーキの収縮を抑制でき、焼結鉱の気孔率を向上させることができる。結果として、被還元性に優れた焼結鉱を製造することができる。 According to the present embodiment, the fractured surface formed in the half-molded product is sintered in the sintering bed by charging the half-molded product, which has a different shape compared to the complete molded product, into the sintering machine together with the pseudo particles. It becomes easy to generate a void between the (substantially flat surface) and the pseudo particle (sphere). The voids can improve the air permeability, and can improve the product yield and the production rate of the sintered ore. Further, since the half-molded product functions as an aggregate, shrinkage of the cake during firing can be suppressed, and the porosity of the sintered ore can be improved. As a result, it is possible to produce a sintered ore having excellent reducibility.
上述した半割成型物は、圧縮成型機２５での線圧を調整してラミネーティング現象を発生させるだけであるため、完全成型物と同様の製造工程において、半割成型物を容易に製造することができる。 Since the above-mentioned half-molded product only adjusts the linear pressure in the compression molding machine 25 to generate the laminating phenomenon, the half-molded product can be easily manufactured in the same manufacturing process as the completely molded product. be able to.
（圧縮成型機の線圧）
圧縮成型機２５での線圧を異ならせながら、成型物を製造し、ラミネーティング現象の有無を確認した。線圧としては、３，４，５，６ｔ／ｃｍにそれぞれ設定した。原料としては、鉄鉱石としてブラジル産の微粉鉱石を用い、バインダとして生石灰を用いた。９５質量％である微粉鉱石と５質量％である生石灰を配合し、配合原料の水分を約５％に調湿したものを圧縮成型機２５に供給した。成型ロール２５ａのカップは、アーモンド型に形成されており、このカップの内容積は１．７ｃｍ３である。
(Linear pressure of compression molding machine)
While varying the linear pressure in the compression molding machine 25, a molded product was manufactured and the presence or absence of the laminating phenomenon was confirmed. The linear pressure was set to 3, 4, 5, 6 t/cm. As raw materials, fine iron ore from Brazil was used as iron ore, and quick lime was used as a binder. A fine ore of 95% by mass and a quick lime of 5% by mass were blended, and the raw material of which the moisture was adjusted to about 5% was supplied to the compression molding machine 25. The cup of the molding roll 25a is formed in an almond shape, and the internal volume of this cup is 1.7 cm 3 .
上述した試験の結果を下記表１に示す。下記表１において、完全成型物の割合とは、圧縮成型機２５に供給した配合原料の総量において、完全成型物の総量が占める割合（質量％）である。 The results of the above-mentioned tests are shown in Table 1 below. In Table 1 below, the ratio of the completely molded product is the ratio (mass %) of the total amount of the completely molded product to the total amount of the blended raw materials supplied to the compression molding machine 25.
線圧が３ｔ／ｃｍであるときには、完全成型物と粉状に崩れたものとが得られただけであり、ラミネーティング現象の発生を確認することができなかった。線圧が４，５，６３ｔ／ｃｍであるときには、完全成型物と粉状に崩れたものの他に、半割成型物が得られ、ラミネーティング現象の発生を確認することができた。このため、線圧を４ｔ／ｃｍ以上にすれば、ラミネーティング現象を発生させることができる。 When the linear pressure was 3 t/cm, only a completely molded product and a powdery product were obtained, and the occurrence of the laminating phenomenon could not be confirmed. When the linear pressure was 4,5,63 t/cm, a half-molded product was obtained in addition to the completely-molded product and the powdery product, and it was possible to confirm the occurrence of the laminating phenomenon. Therefore, if the linear pressure is 4 t/cm or more, the laminating phenomenon can be generated.
（バインダの添加量）
バインダの添加量を異ならせながら、圧縮成型機２５を通過した後の各種成型物について、圧縮成型機２５に供給した配合原料の総量において各種成型物の総量が占める割合（質量％）を測定した。この成型物には、完全成型物と、半割成型物と、完全成型物及び半割成型物を除いた残り（粉体物という）とがある。
(Amount of binder added)
The ratio (mass %) of the total amount of the various moldings in the total amount of the blended raw materials supplied to the compression molding machine 25 was measured for each of the various moldings after passing through the compression molding machine 25 while varying the addition amount of the binder. .. This molded product includes a completely molded product, a half-molded product, and the rest (called a powder product) excluding the completely molded product and the half-molded product.
原料としては、鉄鉱石としてブラジル産の微粉鉱石を用い、バインダとして、鉄鉱石スラリを完全に乾燥させたものを用いた。これらの原料を配合し、配合原料の水分を約５％に調湿したものを圧縮成型機２５に供給した。成型ロール２５ａのカップは、アーモンド型に形成されており、このカップの内容積は１．７ｃｍ３である。 As the raw material, fine iron ore produced in Brazil was used as the iron ore, and as the binder, a completely dried iron ore slurry was used. These raw materials were blended, and the blended raw materials whose moisture was adjusted to about 5% were supplied to the compression molding machine 25. The cup of the molding roll 25a is formed in an almond shape, and the internal volume of this cup is 1.7 cm 3 .
バインダ（鉄鉱石スラリの固形分）の添加量は、０，５，１０，２０，３０質量％のそれぞれに設定した。微粉鉱石の配合量は、微粉鉱石及びバインダの総量が１００質量％となるように、バインダの添加量に応じて変更した。すなわち、微粉鉱石の配合量は、１００，９５，９０，８０，７０質量％のそれぞれに設定した。圧縮成型機２５の線圧は、上記表１の結果に基づいて、４ｔ／ｃｍに設定した。 The addition amount of the binder (solid content of iron ore slurry) was set to each of 0, 5, 10, 20, and 30 mass %. The compounding amount of the fine ore was changed according to the added amount of the binder so that the total amount of the fine ore and the binder was 100% by mass. That is, the compounding amount of fine ore was set to 100, 95, 90, 80, and 70 mass%, respectively. The linear pressure of the compression molding machine 25 was set to 4 t/cm based on the results of Table 1 above.
上述した試験の結果を下記表２に示す。 The results of the above tests are shown in Table 2 below.
上記表２によれば、バインダの添加量が０質量％であるときには、半割成型物がほとんど製造されず、粉体物の割合が最も高くなった。バインダの添加量が５，１０，２０質量％であるときには、半割成型物を製造しやすくなり、バインダの添加量が多いほど、粉体物の割合が低下した。バインダの添加量が３０質量％であるときには、半割成型物がほとんど製造されず、完全成型物の割合が最も高くなった。これにより、半割成型物を効率良く製造するためには、バインダの添加量を５質量％以上であって２０質量％以下とすればよいことが分かる。 According to Table 2 above, when the added amount of the binder was 0% by mass, almost no half-molded product was produced, and the ratio of the powder material was the highest. When the added amount of the binder was 5, 10 and 20% by mass, it became easier to produce a half-molded product, and the larger the added amount of the binder was, the lower the ratio of the powder substance was. When the addition amount of the binder was 30% by mass, almost no half-molded product was produced, and the ratio of the completely molded product was the highest. From this, it is understood that the amount of the binder added should be 5% by mass or more and 20% by mass or less in order to efficiently produce the half-molded product.
（焼結鍋試験）
上記表１の試験で用いられた配合原料（９５質量％の微粉鉱石と５質量％の生石灰）を用い、線圧が４ｔ／ｃｍであるときに製造された完全成型物又は半割成型物を用いて、焼結鍋試験を行った。焼結鍋試験は、焼結プロセスを実験室規模でシミュレートするものであり、この焼結鍋試験によって、燃焼前線降下速度（ＦＦＳ；Flame Front Speed）と、焼結鉱の成品歩留及び生産率とを測定した。
(Sintering pot test)
Using the compounded raw materials (95% by mass of fine ore and 5% by mass of quick lime) used in the test of Table 1 above, a completely molded product or a half molded product manufactured when the linear pressure was 4 t/cm was used. A sintering pot test was performed using The sinter pot test simulates the sintering process on a laboratory scale. The sinter pot test shows the combustion front descent rate (FFS) and the product yield and production of sinter. The rate and was measured.
焼結鍋試験では、まず、任意の直径及び高さを有する円筒形状の焼結鍋に焼結原料を充填した。ここで、焼結鉱（２．０ｋｇ）を床敷として焼結鍋にセットした後、床敷上に焼結原料を充填した。そして、焼結鍋内の焼結原料層の表面を点火するとともに、焼結鍋の下部に設置された風箱からブロワによって空気を吸引した。これにより、焼結原料層での焼結プロセスをシミュレートすることができる。 In the sintering pot test, first, a cylindrical sintering pot having an arbitrary diameter and height was filled with a sintering raw material. Here, after the sinter ore (2.0 kg) was set as a bedding in a sintering pot, the sintering raw material was filled on the bedding. Then, the surface of the sintering raw material layer in the sintering pot was ignited, and air was sucked by a blower from a wind box installed in the lower part of the sintering pot. Thereby, the sintering process in the sintering raw material layer can be simulated.
本実施例では、直径が３００ｍｍであり、高さが５００ｍｍである焼結鍋を用いた。９．８ｋＰａの負圧で空気を吸引しながら、焼結鍋内の焼結原料層の表面をバーナによって１分間点火することにより、焼結を開始した。風箱に設置した温度センサによって排ガスの温度を測定し続け、排ガスの温度が最大値に到達したタイミングから３分が経過したときに焼結を終了した。 In this example, a sintering pot having a diameter of 300 mm and a height of 500 mm was used. Sintering was started by igniting the surface of the sintering raw material layer in the sintering pot for 1 minute with a burner while sucking air at a negative pressure of 9.8 kPa. The temperature of the exhaust gas was continuously measured by the temperature sensor installed in the wind box, and the sintering was completed when 3 minutes passed from the timing when the temperature of the exhaust gas reached the maximum value.
焼結鉱の配合原料及び各原料の配合比率（質量％）は、下記表３に示す通りである。下記表３に示すように、完全成型物及び半割成型物としては、２種類のサイズを用意した。具体的には、完全成型物としては、長径が１８，２５ｍｍである成型物をそれぞれ用意した。また、半割成型物としては、長径が１８，２５ｍｍである完全成型物から得られた成型物をそれぞれ用意した。 The blended raw materials of sinter and the blending ratio (mass %) of each raw material are as shown in Table 3 below. As shown in Table 3 below, two types of sizes were prepared as a completely molded product and a half molded product. Specifically, as the completely molded products, molded products each having a major axis of 18, 25 mm were prepared. As the half-molded product, a molded product obtained from a complete molded product having a major axis of 18,25 mm was prepared.
上記表１の試験で使用された成型ロール２５ａのカップ（内容積が１．７ｃｍ３）を用いることにより、長径が１８ｍｍである完全成型物や、この完全成型物から得られる半割成型物を製造した。また、成型ロール２５ａのカップ（内容積が２．８ｃｍ３）を用いることにより、長径が２５ｍｍである完全成型物や、この完全成型物から得られる半割成型物を製造した。 By using the cup (internal volume: 1.7 cm 3 ) of the molding roll 25a used in the test of Table 1 above, a completely molded product having a major axis of 18 mm and a half-molded product obtained from this completely molded product can be obtained. Manufactured. Further, by using a cup (internal volume: 2.8 cm 3 ) of the molding roll 25a, a completely molded product having a major axis of 25 mm and a half molded product obtained from this completely molded product were manufactured.
焼結鍋における焼結原料の充填密度は、焼結鍋に充填された焼結原料の重量を、焼結鍋における焼結原料の占有体積で除算した値である。焼結原料の占有体積は、焼結原料層の層厚と、焼結鍋の鍋底面積とを乗算した値である。 The packing density of the sintering raw material in the sintering pot is a value obtained by dividing the weight of the sintering raw material filled in the sintering pot by the volume occupied by the sintering raw material in the sintering pot. The occupied volume of the sintering raw material is a value obtained by multiplying the layer thickness of the sintering raw material layer by the pot bottom area of the sintering pot.
ＦＦＳは、焼結鍋に焼結原料を充填したときの焼結原料層の層厚（焼結鍋の高さ方向のサイズ）を、焼結原料層の点火を開始した時刻から燃焼帯が焼結原料層の最下部に到達した時刻（到達時刻という）までの時間で除算した値である。本実施例では、到達時刻として、排ガスの温度の立ち上がり時刻とした。 The FFS measures the layer thickness (size in the height direction of the sintering pot) of the sintering raw material layer when the sintering raw material is filled in the sintering pot from the time when ignition of the sintering raw material layer is started. It is a value divided by the time until the time when it reaches the bottom of the binder layer (called the arrival time). In this embodiment, the arrival time is the rising time of the temperature of the exhaust gas.
焼結鉱の成品歩留については、以下のように算出した。焼結後のケーキを、２．０ｍの高さから４回落下させた後、落下物を篩（直径５ｍｍ）で分級し、篩上の重量から床敷の重量（２．０ｋｇ）を減算した値を焼結鉱の重量とした。この焼結鉱の重量を、ケーキの重量から床敷の重量（２．０ｋｇ）を減算した値で除算した値を成品歩留とした。 The product yield of the sintered ore was calculated as follows. The cake after sintering was dropped from a height of 2.0 m four times, and the fallen material was classified by a sieve (diameter 5 mm), and the weight of the bedding (2.0 kg) was subtracted from the weight on the sieve. The value was taken as the weight of the sinter. The product yield was calculated by dividing the weight of this sinter by the value obtained by subtracting the weight of the bedding (2.0 kg) from the weight of the cake.
焼結時間は、焼結原料層の表面の点火を開始した時刻から、排ガスの温度が最大値に到達した時刻までの時間とした。焼結鉱の生産率は、成品である焼結鉱の重量を焼結時間で除算し、この除算値を焼結鍋の鍋底面積で除算した値である。 The sintering time was the time from the time when the ignition of the surface of the sintering raw material layer was started to the time when the temperature of the exhaust gas reached the maximum value. The production rate of the sinter is the value obtained by dividing the weight of the product, the sinter, by the sintering time, and dividing this division value by the pot bottom area of the sinter pot.
上述した鍋試験の結果を下記表４に示す。 The results of the above-mentioned pot test are shown in Table 4 below.
実施例１（半割成型物）では、比較例１（完全成型物）と比べて充填密度が低くなり、良好な通気性が得られたため、ＦＦＳが高くなった。また、実施例１では、比較例１よりも成品歩留及び生産率が高くなった。同様に、実施例２（半割成型物）では、比較例２（完全成型物）と比べて充填密度が低くなり、良好な通気性が得られたため、ＦＦＳが高くなった。また、実施例２では、比較例２よりも成品歩留及び生産率が高くなった。 In Example 1 (half-molded product), the packing density was lower than that in Comparative Example 1 (completely molded product), and good air permeability was obtained, so that the FFS was high. In addition, in Example 1, the product yield and production rate were higher than in Comparative Example 1. Similarly, in Example 2 (half-molded product), the packing density was lower than in Comparative Example 2 (completely-molded product), and good air permeability was obtained, so that the FFS was high. In addition, in Example 2, the product yield and the production rate were higher than in Comparative Example 2.
充填密度が同一である比較例１，２を比較すると、比較例２では、比較例１と比べて完全成型物のサイズが大きいため、通気抵抗を低減することができ、ＦＦＳが上昇した。一方、比較例２では、比較例１に対して、ＦＦＳの上昇差に比べて成品歩留が大きく低下し、結果として生産率が低下した。この理由としては、完全成型物のサイズが増加すると、ＦＦＳの上昇に伴い焼成中の高温保持時間が低下し、完全成型物の中心部まで焼成が十分に進まず、脆弱な焼成体が製造されたためであると考えられる。 Comparing Comparative Examples 1 and 2 having the same packing density, in Comparative Example 2, since the size of the completely molded product was larger than that of Comparative Example 1, the ventilation resistance could be reduced and the FFS increased. On the other hand, in Comparative Example 2, as compared with Comparative Example 1, the product yield was significantly lower than the difference in FFS increase, and as a result, the production rate was decreased. The reason for this is that when the size of the completely molded product increases, the high temperature holding time during firing decreases with the increase in FFS, the baking does not proceed sufficiently to the center of the completely molded product, and a brittle fired body is produced. It is considered to be due to
充填密度が同一である実施例１，２を比較すると、実施例２では、実施例１と比べて半割成型物のサイズが大きいため、通気抵抗を低減することができ、ＦＦＳが上昇した。一方、比較例１，２の関係とは異なり、実施例２では、実施例１に対して、ＦＦＳの上昇差に比べて成品歩留の低下が抑制され、結果として生産率が上昇した。この理由としては、半割成型物を用いることにより、比較例１，２のような完全成型物と比べて、半割成型物の内部まで焼成が十分に進行し、成品歩留の低下が抑制されたためであると考えられる。したがって、半割成型物を用いる場合には、半割成型物の元になる完全成型物の長径が大きいほど、生産率を向上させることができると考えられる。 Comparing Examples 1 and 2 having the same packing density, in Example 2, since the size of the half-molded product was larger than that in Example 1, the ventilation resistance could be reduced and the FFS was increased. On the other hand, unlike the relationship between Comparative Examples 1 and 2, in Example 2, as compared with Example 1, the decrease in the product yield was suppressed as compared with the difference in FFS increase, and as a result, the production rate increased. The reason for this is that by using the half-molded product, as compared with the completely-molded products such as Comparative Examples 1 and 2, firing is sufficiently advanced to the inside of the half-molded product, and reduction in product yield is suppressed. It is thought that this is because it was done. Therefore, when the half-molded product is used, it is considered that the production rate can be improved as the major axis of the completely-molded product that is the basis of the half-molded product is larger.
１１：原料槽、１２：コンベア、１３：ドラム造粒機、１４：コンベア、２１：原料槽、
２２：コンベア、２３：撹拌ミキサ、２４：コンベア、２５：圧縮成型機、
２５ａ：成型ローラ、２６：コンベア、３０：焼結機
11: raw material tank, 12: conveyor, 13: drum granulator, 14: conveyor, 21: raw material tank,
22: conveyor, 23: stirring mixer, 24: conveyor, 25: compression molding machine,
25a: molding roller, 26: conveyor, 30: sintering machine
Claims (4)
長径が１５〜３０ｍｍである完全成型物を製造するための圧縮成型機を用いて、５０質量％以上の微粉鉱石及び５〜２０質量％のバインダを含む焼結原料を圧縮成型し、
前記圧縮成型機での圧縮力によって前記完全成型物にラミネーティング現象を発生させることにより、前記焼結機に装入される半割成型物を製造することを特徴とする成型物の製造方法。 A method for producing a molded product of a sintering raw material, which is charged into a sintering machine together with pseudo particles obtained by granulating a sintering raw material,
Using a compression molding machine for producing a completely molded product having a major axis of 15 to 30 mm, a sintering raw material containing 50% by mass or more of fine ore and 5 to 20% by mass of a binder is compression molded,
A method for producing a molded product, characterized in that a half-molded product to be loaded into the sintering machine is manufactured by causing a laminating phenomenon in the completely molded product by a compression force in the compression molding machine.
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