JP2020158833A - Method for manufacturing raw material for iron manufacture, and method for manufacturing pig iron - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、製鉄原材料の製造方法およびこの製鉄原材料を使用した銑鉄の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a steelmaking raw material and a method for producing pig iron using the ironmaking raw material.
製鉄においては、一般的に鉄鉱石とコークスを高炉に入れ、コークスを高温で燃焼させて鉄鉱石の酸化鉄を溶解および還元する。鋼鉄を得るためには鉄と炭素が結合することが必要であるが、コークスはその炭素元でもある。 In iron making, iron ore and coke are generally placed in a blast furnace, and coke is burned at a high temperature to dissolve and reduce iron oxide in iron ore. In order to obtain steel, iron and carbon need to be bonded, and coke is also the carbon source.
また、特許文献1〜5などには、鉄鉱石の粉末や砂鉄をフェノール樹脂などのバインダー材と混合し、形成および加熱してペレット状の製鉄用原材料にすることが記載されている。この製鉄用原材料を高炉に投入して製鉄する。
Further,
従来の高炉を用いた製鉄方法では、コークスなどの高品質の石炭を大量に消費しなければならない。しかし、高品質の石炭は限りある資源であり、また高価になりつつある。さらに、製鉄の原料である鉄鉱石も大きな塊を必要とし、粉状になった鉄鉱石の利用も望まれる。 In the conventional steelmaking method using a blast furnace, a large amount of high quality coal such as coke must be consumed. However, high quality coal is a limited resource and is becoming more expensive. Further, iron ore, which is a raw material for steelmaking, also requires a large mass, and it is desired to use powdered iron ore.
特許文献2〜5には、鉄鉱石をリグニンスルホネートのバインダーを混合し、焼結して高炉に投入するための焼結鉱を製造することが記載されている。しかし、これらも焼成鉱の製造や、その後の製鉄工程で石炭を必要とするものである。さらに、高品質の銑鉄が得られることが望まれる。
この発明は、石炭を用いることなく製鉄ができ、さらに高品質の銑鉄を製造できる製鉄原材料の製造方法および銑鉄の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing a raw material for ironmaking and a method for producing pig iron, which can produce iron without using coal and can produce high-quality pig iron.
上記の課題を解決するために、この発明の製鉄原材料の製造方法は、赤鉄鉱石の粉末と、赤鉄鉱石の粉末に対して0.1以上0.15以下の重量比のリグニンスルホネートを含むバインダーと、水を含む混合物を50kgw/cm2以上60kgw/cm2以下の圧力で加圧成型し、500℃以上の温度に加熱して固形化する。特に、材料を収納する筒状の型と、型を加圧する部材と、型の側面に対して複数の方向から接触および通電して型を加熱する電極を備えた多軸通電焼結機を使用し、赤鉄鉱石の粉末と、赤鉄鉱石の粉末に対して0.1以上0.15以下の重量比のリグニンスルホネートを含むバインダーと、水を含む混合物を型に入れて50kgw/cm2以上60kgw/cm2以下の圧力で加圧しながら、電極により型に通電して500℃以上の温度で10〜15分間加熱焼結させて固形化することが好ましい。 In order to solve the above problems, the method for producing a raw material for steelmaking of the present invention includes hematite ore powder and lignin sulfonate having a weight ratio of 0.1 or more and 0.15 or less with respect to hematite ore powder. a binder, a mixture comprising water and pressure-molded at 50 kgw / cm 2 or more 60kgw / cm 2 or less of pressure and solidified by heating to a temperature above 500 ° C.. In particular, a multi-axis energizing sintering machine equipped with a tubular mold for storing materials, a member for pressurizing the mold, and electrodes for heating the mold by contacting and energizing the side surface of the mold from multiple directions is used. Then, put a mixture containing hematite powder, a binder containing lignin sulfonate having a weight ratio of 0.1 or more and 0.15 or less with respect to hematite powder, and water in a mold, and 50 kgw / cm 2 or more. While pressurizing at a pressure of 60 kgw / cm 2 or less, it is preferable to energize the mold with an electrode and heat-sinter at a temperature of 500 ° C. or higher for 10 to 15 minutes to solidify.
また、本発明の銑鉄の製造方法は、上述の製鉄原材料の製造方法により得られる製鉄原材料を石炭を使用することなく電気炉により加熱して銑鉄を製造する。 Further, in the method for producing pig iron of the present invention, the iron-making raw material obtained by the above-mentioned method for producing a steel-making raw material is heated by an electric furnace without using coal to produce pig iron.
この発明の製鉄原材料の製造方法および銑鉄の製造方法によれば、高品質の製鉄原材料が得られ、さらに、コークスなどの石炭を使用することなく製鉄できる。この発明によって、純度の高い高品質の銑鉄を製造できる。 According to the method for producing iron-making raw materials and the method for producing pig iron of the present invention, high-quality iron-making raw materials can be obtained, and iron can be produced without using coal such as coke. According to the present invention, high-purity and high-quality pig iron can be produced.
本発明を実施するための形態について説明する。銑鉄製造方法の例を示すフローチャートである。 A mode for carrying out the present invention will be described. It is a flowchart which shows the example of the pig iron manufacturing method.
まず、製鉄原材料の製造方法について説明する。鉄鉱石の粉末とリグニンスルホネートを含むバインダーと、水を混合する。ここで、バインダーはリグニンスルホネートを主成分とするものである。本例では、日本製紙の粉鉱ブリケット用粘結剤であるサンエキス(登録商標)を使用した。また、鉄鉱石としては、赤鉄鉱石を使用した。ここで、バインダーの量は、鉄鉱石に対してリグニンスルホネートの重量比が0.1以上0.15以下になるように設定する。この範囲にすることによって、石炭を使用しない製鉄が可能になり、しかも高品質の銑鉄を製造できることが判明した。特に、リグニンスルホネートは0.1以上であることによって得られる製鉄原材料および銑鉄の品質が高くなる。しかし、0.15を超える量を配合しても、もうそれ以上は品質の向上が見られないことも判明した。特に重量比が概ね0.12の配合が、最も好ましい。 First, a method for manufacturing ironmaking raw materials will be described. Water is mixed with a binder containing iron ore powder and lignin sulfonate. Here, the binder is mainly composed of lignin sulfonate. In this example, Sun Extract (registered trademark), which is a binder for powder ore briquettes of Nippon Paper Industries, was used. Hematite ore was used as the iron ore. Here, the amount of the binder is set so that the weight ratio of lignin sulfonate to iron ore is 0.1 or more and 0.15 or less. It was found that within this range, coal-free steelmaking becomes possible and high-quality pig iron can be produced. In particular, when the lignin sulfonate is 0.1 or more, the quality of the iron-making raw material and pig iron obtained is high. However, it was also found that even if an amount exceeding 0.15 was blended, no further improvement in quality was observed. In particular, a formulation having a weight ratio of approximately 0.12 is most preferable.
この鉄鉱石とバインダーを含む混合物を、円板形やペレット形状など焼結鉱の形状に加圧成型し、焼結する。加圧成型および焼結の工程は、多軸通電焼結機により同時に行ってもよい。これにより、一つの工程で短時間に製鉄原材料を得ることができる。また、加圧成型を行った後に、その成型物を炉で加熱して焼結してもよい。この場合、安価な設備で量産することことができる。 This mixture containing iron ore and a binder is pressure-molded into a shape of sintered ore such as a disk shape or a pellet shape, and sintered. The steps of pressure molding and sintering may be performed simultaneously by a multi-axis current-carrying sintering machine. As a result, the raw material for steelmaking can be obtained in a short time in one process. Further, after the pressure molding is performed, the molded product may be heated in a furnace and sintered. In this case, mass production can be performed with inexpensive equipment.
加圧成型時の圧力としては、50kgw/cm2以上60kgw/cm2以下程度が好ましく、本例では50kgw/cm2である。また、特許文献1〜5においては、焼結は低温でなされているが、本発明においては焼結の温度は500℃以上にする必要がある。これにより、強熱減量の小さい、優れた製鉄原材料を得ることができ、さらに高品質の銑鉄が製造できる。加圧成型および焼結は、別々の工程で行う外に、同時に行ってもよい。特に、材料を収納する筒状の型と、それを加圧する部材と、型の側面に対して複数の方向から接触および通電して型を加熱する電極を備えた多軸通電焼結機を使用することが好ましい。これにより、本発明の製鉄原材料は初めて製品化が可能になった。図2は多軸通電焼結機の基本構造を概念的に示す縦断面図、図3は同平面図である。多軸通電焼結機1は材料xを収納する筒状の型2を備える。この例では型2は円筒状であり、上パンチ3と下パンチ4により材料を閉じ込める。下パンチ4は上下動可能である。上パンチ3を加圧する型加圧棒5と下パンチを上下動させる型リフト棒6によって型2の内部の材料xを加圧する。また、型の側面の外部に電極7が設けられている。この電極は、同一軸線上で対抗する電極7a、電極7bの対と、これに直行する軸線上で対抗する電極7c、電極7dの対を備えている。これらの電極6は型2に通電して内部の材料xを加熱することができる。この型に前述の鉄鉱石とバインダーを含む混合物を入れ、加圧しながら材料xを加熱する。本例では、550℃で10〜15分加熱焼結を行い、製鉄原材料を製造した。本例の製鉄原材料についてJIS A1226に準拠した試験を愛媛県産業技術試験場で行ったところ、強熱減量が3.26%であった。本発明の範囲内であれば、いずれも3.50%以下となり、製鉄原材料に求められる基準を満たすことができた。
The pressure during the pressure molding is preferably degree 50 kgw / cm 2 or more 60kgw / cm 2 or less, in the present example is 50 kgw / cm 2. Further, in
次に、この製鉄原材料を用いた銑鉄の製造方法について説明する。この製鉄原材料を用いた製銑は高炉やキューポラによって行うこともできるが、電気炉を使用することが好ましい。コークスを使用する必要はなく、本発明の製鉄原材料を投入し、約1200℃から溶解し、1500℃で融解する。 Next, a method for producing pig iron using this raw material for steelmaking will be described. Iron making using this ironmaking raw material can be carried out by a blast furnace or a cupola, but it is preferable to use an electric furnace. It is not necessary to use coke, and the iron-making raw material of the present invention is charged and melted at about 1200 ° C. and melted at 1500 ° C.
得られた銑鉄について愛媛県産業技術試験場にてエネルギー分散型蛍光X線分析装置を用いて成分分析を行った。測定条件および測定結果は以下の表1に示す。
この測定では、Fe成分は、質量でもモルでも98%を超えており、極めてFe成分の高い高品質な銑鉄が得られることが確認できる。また、この試験以外でも本願発明の範囲内であれば、96%以上の鉄成分率が得られている。
The obtained pig iron was subjected to component analysis at the Ehime Prefectural Industrial Technology Research Institute using an energy dispersive fluorescent X-ray analyzer. The measurement conditions and measurement results are shown in Table 1 below.
In this measurement, the Fe component exceeds 98% in both mass and mole, and it can be confirmed that high-quality pig iron having an extremely high Fe component can be obtained. In addition to this test, an iron component ratio of 96% or more has been obtained within the scope of the present invention.
以上、製鉄原材料の製造においても、その後の銑鉄の製造においても、コークスなどの石炭を一切使用することなく銑鉄を製造できる。コークスは限りある天然資源であり、また、輸入相手の国も限定されて、供給が不安定になりやすいが、本願発明によれば、そのような問題は解決される。しかも、電気炉やキューポラなど小規模で安価な設備でも製鉄できる。得られる銑鉄は鉄成分が高い高品質なものである。 As described above, pig iron can be produced without using any coal such as coke in both the production of raw materials for iron making and the subsequent production of pig iron. Coke is a limited natural resource, and the importing countries are limited, and the supply tends to be unstable. According to the present invention, such a problem is solved. Moreover, small-scale and inexpensive equipment such as electric furnaces and cupolas can also make iron. The obtained pig iron is of high quality with a high iron component.
1.多軸通電焼結機
2.型
3.上パンチ
4.下パンチ
5.型加圧棒
6.型リフト棒
7.電極
x.材料
1. 1. Multi-axis
Claims (3)
赤鉄鉱石の粉末と、赤鉄鉱石の粉末に対して0.1以上0.15以下の重量比のリグニンスルホネートを含むバインダーと、水を含む混合物を型に入れて50kgw/cm2以上60kgw/cm2以下の圧力で加圧しながら、電極により型に通電して500℃以上の温度で10〜15分間加熱焼結させて固形化する製鉄原材料の製造方法。 Using a multi-axis energizing sintering machine equipped with a tubular mold for storing materials, a member for pressurizing it, and electrodes for heating the mold by contacting and energizing the side surfaces of the mold from multiple directions.
A mixture containing hematite powder, a binder containing lignin sulfonate having a weight ratio of 0.1 or more and 0.15 or less with respect to hematite powder, and a mixture containing water is placed in a mold and placed in a mold at 50 kgw / cm 2 or more and 60 kgw /. A method for producing a raw material for iron making, which solidifies by energizing a mold with an electrode while pressurizing at a pressure of cm 2 or less and heating and sintering at a temperature of 500 ° C. or higher for 10 to 15 minutes.
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