JP2020204078A - 高炉用非焼成塊成鉱の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)微粉状鉄含有原料及びバインダーを含む配合原料を水分調整した後に塊成物に成形し、所定の期間で養生して高炉用非焼成塊成鉱を製造する方法であって、
前記バインダーとして、セメント及びポゾラン反応性物質を用いて、セメント水和反応の水和熱により加温された塊成物の温度よりも高い温度に加熱する加熱養生処理を、養生が開始された後の養生期間の途中に含めるようにすることを特徴とする高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
(2)前記加熱養生処理が、セメント水和反応の水和熱により加温される塊成物の温度上昇が飽和した以降に行われることを特徴とする(1)に記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
(3)前記加熱養生処理により塊成物の温度を70℃以上100℃未満にすることを特徴とする(1)又は(2)に記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
(4)前記加熱養生処理の時間が18時間以上30時間以下であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
(5)前記加熱養生処理が山積みした塊成物の下方から蒸気を噴射して行われることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
(6)前記養生が、解砕処理を介して行われる一次養生と二次養生とを有しており、前記加熱養生処理を一次養生において行うか、又は二次養生において行うことを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
(7)前記加熱養生処理が、塊成物を高さ3〜5mに山積みする一次養生において行う場合、塊成物の積み付け開始から18〜30時間が経過した後に加熱養生処理を行うことを特徴とする(6)に記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
(8)前記加熱養生処理が、塊成物を高さ3〜5mに山積みする一次養生において行う場合、塊成物1トン当たり13〜17トンの蒸気使用量で蒸気を吹き込む加熱養生処理を行うことを特徴とする(6)又は(7)に記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
本発明は、微粉状鉄含有原料及びバインダーを含む配合原料を水分調整した後に塊成物に成形し、所定の期間で養生して高炉用非焼成塊成鉱を製造するにあたり、塊成物の配合原料におけるバインダーとして、セメント及びポゾラン反応性を有する物質(ポゾラン反応性物質)を用いるようにしたものである。なお、配合原料には微粉状炭材を含めてもよい。その場合には、特に、非焼成含炭塊成鉱(含炭非焼成塊成鉱と呼ぶこともある)が得られるようになる。
一次養生後は、塊成物を解砕して、高炉での使用に耐え得る強度が発現するまで二次養生を行う。例えば、一次養生後、山積みされた塊成物の積み重ね(ペレット等のパイル)を崩すことで、個々の塊成物を分離させつつ、塊成物を一次養生ヤードから二次養生ヤードへ移動させる。その際、一次養生後の塊成物を二次養生のヤード等に積み付けるときに解砕されるようにしてもよい。二次養生によって最終的に必要となる強度は、具体的には、塊成物1個あたりの圧壊強度で言えば100kg/p以上であるのがよい。また、一般的には、二次養生の養生時間(期間)は2週間程度である。このように、軽微な相互付着のとき(一次養生)に解砕操作(解砕処理)を含めることで、その後は付着が起こらないため、ヤード等への直接の積み付けで養生(二次養生)が可能になる。
表1に示す原料を用いて、下記のようにして非焼成塊成鉱(含炭非焼成塊成鉱)を製造する実験I(実験No.1〜9)を行った。図1には、レーザー回折・散乱法により測定した各種原料の粒度分布が示されている。原料配合比率は、鉱石を66mass%、コークス粉を20mass%、早強セメントを3mass%、フライアッシュを1mass%、水を10mass%とした。一方で、比較例としてフライアッシュを添加しない条件では、鉱石を67mass%、コークス粉を20mass%、早強セメントを3mass%、水を10mass%とした。これらの配合比率において、内径15mmのダイスを用いて一軸圧縮成形により実験に用いる塊成物を作製した。成形条件は、ダイスへの試料装入量を7.5gとし、成形圧を50MPa、成形時間を30秒とした。このとき、得られた成形体(塊成物)の高さは15mmであった。
このうち、実験No.1は、従来の典型的な製造条件であり、フライアッシュを添加せず、しかも、加熱養生処理を含めずに一次養生と二次養生を行って、非焼成塊成鉱を製造したものである。実験No.2では、フライアッシュを添加せずに、一次養生を全て加熱養生処理としており、実験No.1と比べて、一次養生後の強度と最終強度がともに低下した。実験No.3は、一次養生の期間中(0〜48時間)、後半の24時間(24〜48時間の間)で加熱養生処理を行ったものであり、実験No.1と比較して、強度の向上は若干認められたが、フライアッシュの添加がないため、発明例に比べて強度改善効果は僅かであった。実験No.4では、フライアッシュを1mass%添加しており、実験No.1に比べて若干の強度向上が認められたが、加熱養生処理を行っていないため、発明例に比べてその強度改善効果は小さかった。
実験Iと同様の原料を使用して、下記のようにして非焼成塊成鉱を製造する実験II(実験No.10〜13)を行った。この実験IIでは、上記実験Iにおける基本製造での一次養生の時間を72時間とした以外は同様としたものを基本製造とした。実験IIでは、基本製造に対して、表3に示したように、二次養生の期間中(開始から第14日目終了まで)の塊成物に加熱養生処理を付加するタイミングと時間を変えて実験を行った。具体的には、70℃の恒温槽に容器を移して二次養生中の塊成物に対して加熱養生処理を行い、加熱養生処理中は容器の中心部に位置する塊成物の温度が70℃になるようにした。そして、二次養生後に乾燥処理をして得られた非焼成塊成鉱の最終強度を実験Iと同様にして測定した。結果を表3にまとめて示す。
このうち、実験No.10は、従来の典型的な製造条件であり、フライアッシュを添加せず、しかも、加熱養生処理を含めずに一次養生と二次養生とを行って、非焼成塊成鉱を製造したものである。実験No.11では、フライアッシュを添加せずに、二次養生の期間中(0〜14日)、最後の2日間(第13日及び第14日)で加熱養生処理を行ったものであり、実験No.10と比較して、若干の強度向上が認められたが、フライアッシュの添加がないため、発明例に比べて強度改善効果は僅かであった。実験No.12では、フライアッシュを1mass%添加しており、実験No.10に比べて若干の強度向上が認められたが、加熱養生処理を行っていないため、発明例に比べてその強度改善効果は小さかった。
これに対して、実験No.13では、フライアッシュを1mass%添加しており、しかも、先の実験Iで確認したとおり、塊成物の温度上昇が既に飽和している二次養生において加熱養生処理を行っており、実験No.10〜12に比べて最終強度は大幅に向上した。
表4に示す原料を用いて、下記のようにして非焼成塊成鉱を製造する実験IIIを行った。
Claims (8)
- 微粉状鉄含有原料及びバインダーを含む配合原料を水分調整した後に塊成物に成形し、所定の期間で養生して高炉用非焼成塊成鉱を製造する方法であって、
前記バインダーとして、セメント及びポゾラン反応性物質を用いて、セメント水和反応の水和熱により加温された塊成物の温度よりも高い温度に加熱する加熱養生処理を、養生が開始された後の養生期間の途中に含めるようにすることを特徴とする高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。 - 前記加熱養生処理が、セメント水和反応の水和熱により加温される塊成物の温度上昇が飽和した以降に行われることを特徴とする請求項1に記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
- 前記加熱養生処理により塊成物の温度を70℃以上100℃未満にす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塊成鉱の製造方法。
- 前記加熱養生処理の時間が18時間以上30時間以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
- 前記加熱養生処理が山積みした塊成物の下方から蒸気を噴射して行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
- 前記養生が、解砕処理を介して行われる一次養生と二次養生とを有しており、前記加熱養生処理を一次養生において行うか、又は二次養生において行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
- 前記加熱養生処理が、塊成物を高さ3〜5mに山積みする一次養生において行う場合、塊成物の積み付け開始から18〜30時間が経過した後に加熱養生処理を行うことを特徴とする請求項6に記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
- 前記加熱養生処理が、塊成物を高さ3〜5mに山積みする一次養生において行う場合、塊成物1トン当たり13〜17トンの蒸気使用量で蒸気を吹き込む加熱養生処理を行うことを特徴とする請求項6又は7に記載の高炉用非焼成塊成鉱の製造方法。
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