JP2024064028A - Method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, method for manufacturing iron ore pellets, and iron ore pellets - Google Patents
Method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, method for manufacturing iron ore pellets, and iron ore pellets Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024064028A JP2024064028A JP2022172312A JP2022172312A JP2024064028A JP 2024064028 A JP2024064028 A JP 2024064028A JP 2022172312 A JP2022172312 A JP 2022172312A JP 2022172312 A JP2022172312 A JP 2022172312A JP 2024064028 A JP2024064028 A JP 2024064028A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron ore
- temperature
- pellets
- mass ratio
- cao
- 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
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 557
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims abstract description 291
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 277
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 62
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 168
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 84
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 83
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 46
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 30
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 29
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 27
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 22
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 22
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 22
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 12
- WETINTNJFLGREW-UHFFFAOYSA-N calcium;iron;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Ca].[Fe].[Fe] WETINTNJFLGREW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 121
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 57
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 57
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 55
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 25
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 13
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 6
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910002596 FexO Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229940080313 sodium starch Drugs 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/16—Sintering; Agglomerating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
【課題】鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法及びこの判定方法を用いた鉄鉱石ペレットの製造方法を提供する。【解決手段】高炉操業に用いる自溶性の鉄鉱石ペレットの製造方法であって、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上となるようにＣａＯ及びＭｇＯを含む副原料を鉱石原料に配合する工程と、混合原料から生ペレットを造粒する工程と、生ペレットに強度を付与する塊成化工程とを備え、式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上又は式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする。Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５・・・１Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００・・・２Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯはＦｅＯの割合［質量％］、Ｃ／ＳはＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／ＳはＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは総鉄分の割合［質量％］である。【選択図】図１[Problem] To provide a method for determining high-temperature properties of iron ore pellets and a method for manufacturing iron ore pellets using said method. [Solution] A method for manufacturing self-fluxed iron ore pellets for use in blast furnace operation, comprising a step of blending an auxiliary material containing CaO and MgO with an ore raw material so that the CaO/SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/SiO2 mass ratio is 0.4 or more, a step of granulating raw pellets from the mixed raw material, and agglomerating step of imparting strength to the raw pellets, in which temperature T1 shown in formula 1 is 1100°C or more, or temperature T2 shown in formula 2 is 1350°C or more. T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2Po is the porosity [%] of the iron ore pellet, FeO is the proportion of FeO [mass %], C/S is the CaO/SiO2 mass ratio, M/S is the MgO/SiO2 mass ratio, and TFe is the proportion of total iron [mass %]. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法、鉄鉱石ペレットの製造方法及び鉄鉱石ペレットに関する。 The present invention relates to a method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, a method for manufacturing iron ore pellets, and iron ore pellets.
高炉操業として、高炉の上部から酸化鉄類を含む鉄鉱石や焼成鉱及び炭素源のコークスを装入し、下部の羽口から空気や酸素を送風して炉内にて一酸化炭素の発生や酸化鉄から酸素を除去する還元反応を進行させ炉下部から銑鉄を取り出す方法が公知である。 A known method of operating a blast furnace is to charge iron ore containing iron oxides, calcined ore, and coke as a carbon source into the top of the furnace, blow air or oxygen into the furnace through the tuyeres at the bottom to promote a reduction reaction that generates carbon monoxide and removes oxygen from the iron oxide, and then extract pig iron from the bottom of the furnace.
その連続操業を円滑に進行させるためには、送風を円滑に行うことが重要である。そのためには送風圧力が低く安定していること、つまり通気性が良いことが望ましい。この送風圧力は、装入物の性状に依存する。装入物の中でも鉄鉱石、焼結鉱、鉄鉱石ペレット類は、高温かつ還元雰囲気に晒されて還元反応を受けて金属鉄と酸化物の混合体となる。同時に高炉内の荷重を受けて軟化し変形する。この軟化変形により装入物粒子間の空隙を埋めて炉内の通気性が妨げられる。この現象が主たる原因となる事象を炉下部圧損と呼び、これを低減することが志向されている。 To ensure smooth continuous operation, it is important to blow air smoothly. To achieve this, it is desirable to have a low and stable blast pressure, in other words, good ventilation. This blast pressure depends on the properties of the charge materials. Among the charge materials, iron ore, sintered ore, and iron ore pellets are exposed to high temperatures and a reducing atmosphere, undergoing a reduction reaction and becoming a mixture of metallic iron and oxides. At the same time, they soften and deform under the load inside the blast furnace. This softening and deformation fills the gaps between the charge particles, hindering ventilation inside the furnace. The phenomenon that is the main cause of this is called pressure loss in the lower furnace, and efforts are being made to reduce this.
この炉下部圧損を低減できる鉄鉱石ペレットとして、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上、ＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上であって、所定の粒径分布を有する自溶性ペレットが公知である（特開２００８－２８０５５６号公報参照）。 Known iron ore pellets capable of reducing the pressure loss in the lower furnace include self-fluxed pellets having a CaO/ SiO2 mass ratio of 0.8 or more, an MgO/ SiO2 mass ratio of 0.4 or more, and a predetermined particle size distribution (see JP 2008-280556 A).
上記鉄鉱石ペレットでは、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を０．８以上、ＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比を０．４以上とすることで高温における被還元性を高め、粒径分布を制御することで通気性を確保している。 In the iron ore pellets, the reducibility at high temperatures is increased by setting the CaO/ SiO2 mass ratio to 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio to 0.4 or more, and the air permeability is ensured by controlling the particle size distribution.
高炉操業は、高温で行われ多量のエネルギーを必要とするため、低エネルギー化が求められている。高炉操業を低エネルギー化するためには、炉壁から外界に伝わり、炉内反応に関係しない熱（炉壁熱損）を減らすことが重要である。高炉の熱損は、炉壁が高温であるほど大きくなる。炉壁の温度は、壁付近の炉内ガスが高温であり流量が多い場合に高温となるから、炉壁付近のガスの流量を減らすことが重要である。 Blast furnace operation is carried out at high temperatures and requires a large amount of energy, so there is a demand for energy reduction. To reduce energy consumption in blast furnace operation, it is important to reduce heat that is transferred from the furnace walls to the outside and is not related to the reaction inside the furnace (furnace wall heat loss). The higher the furnace wall temperature, the greater the heat loss in a blast furnace. The temperature of the furnace wall becomes high when the furnace gas near the wall is hot and has a high flow rate, so it is important to reduce the flow rate of gas near the furnace wall.
高炉内の通気は、高温軟化により鉱石類が形成する融着帯を境に大きく異なる。融着帯より低温側、つまり炉の上部の領域では、固体の鉱石類などの装入物が存在し、装入物制御により炉壁付近に通気性の低い装入物を配置することで、炉壁付近のガスの流量を減らせることが知られている。 The ventilation inside a blast furnace differs greatly at the boundary of the cohesive zone, which is formed by ores softening at high temperatures. On the cooler side of the cohesive zone, i.e., in the upper region of the furnace, solid ores and other burden materials are present, and it is known that the gas flow rate near the furnace walls can be reduced by controlling the burden material and placing less permeable burden materials near the furnace walls.
一方、融着帯よりも高温側、つまり炉の下部の領域では、液体の鉄及びスラグと固体のコークスが存在するのみで、ガスの流路を制御することは難しい。従って、高炉操業の低エネルギー化には、融着帯を下方に位置させ、装入物により炉壁付近のガスの流量を減らせる領域を拡大することが有効である。 On the other hand, in the area higher than the cohesive zone, i.e., the lower part of the furnace, only liquid iron and slag and solid coke are present, making it difficult to control the flow path of gas. Therefore, to reduce the energy required for blast furnace operation, it is effective to position the cohesive zone lower and expand the area where the gas flow rate near the furnace wall can be reduced by using charging materials.
ＣａＯ及びＭｇＯを含む鉄鉱石ペレットでは、ＣａＯ－ＦｅＯ系化合物が溶融することにより軟化変形して融着帯が形成され始める。この融着帯を形成し始める温度は、荷重還元試験において１０％の収縮率を示す融着開始温度で代表できる。さらに高温になると、固体として存在していたＭｇＯ－ＦｅＯ系化合物も溶融して急速に収縮し、融着帯の形成は終了する。この急速に収縮する温度を急速収縮温度という。 In iron ore pellets containing CaO and MgO, the CaO-FeO compounds melt, causing softening and deformation, and a cohesive zone begins to form. The temperature at which this cohesive zone begins to form is represented by the fusion start temperature, which shows a 10% shrinkage rate in a load reduction test. At higher temperatures, the MgO-FeO compounds that existed as solids also melt and shrink rapidly, and the formation of the cohesive zone ends. The temperature at which this rapid shrinkage occurs is called the rapid shrinkage temperature.
融着帯の形成が終了すると、炉壁付近のガスの流量を減らす手段がなくなり、壁の温度が高くなるから、高炉操業の低エネルギー化を図るには、融着開始温度又は急速収縮温度が高温であるとよいと考えられる。しかし、鉄鉱石ペレットの融着開始温度又は急速収縮温度を高温化する技術は確立されているとは言えない。 Once the formation of the cohesive zone is complete, there is no way to reduce the gas flow rate near the furnace wall, and the wall temperature rises, so in order to reduce the energy required for blast furnace operation, it is considered desirable to have a high fusion start temperature or rapid shrinkage temperature. However, it cannot be said that the technology for raising the fusion start temperature or rapid shrinkage temperature of iron ore pellets has been established.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、融着開始温度又は急速収縮温度が高温であることを判断可能な鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法、この高温性状判定方法を用いた鉄鉱石ペレットの製造方法及び鉄鉱石ペレットの提供を目的とする。 The present invention was made based on the above-mentioned circumstances, and aims to provide a method for determining the high-temperature properties of iron ore pellets that can determine whether the fusion start temperature or rapid shrinkage temperature is high, a manufacturing method for iron ore pellets using this high-temperature property determination method, and iron ore pellets.
本発明の一態様に係る鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法は、高炉操業に用いられ、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上である自溶性の鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法であって、融着開始温度Ｔ１としての下記式１又は急速収縮温度Ｔ２としての下記式２を用いる。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
A method for determining high-temperature properties of iron ore pellets according to one embodiment of the present invention is a method for determining high-temperature properties of self-fluxed iron ore pellets used in blast furnace operation, having a CaO/ SiO2 mass ratio of 0.8 or more and a MgO/ SiO2 mass ratio of 0.4 or more, using the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
本発明の別の一態様に係る鉄鉱石ペレットの製造方法は、高炉操業に用いられる自溶性の鉄鉱石ペレットの製造方法であって、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上となるように、ＣａＯ及びＭｇＯを含む副原料を鉱石原料に配合する原料配合工程と、上記原料配合工程で得られた混合原料から生ペレットを造粒する造粒工程と、上記生ペレットに強度を付与する塊成化工程とを備え、下記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上、又は下記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
A manufacturing method of iron ore pellets according to another embodiment of the present invention is a manufacturing method of self-fluxed iron ore pellets used in blast furnace operation, and includes a raw material blending step of blending an auxiliary material containing CaO and MgO with an ore raw material so that the CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more, a granulation step of granulating raw pellets from the mixed raw material obtained in the raw material blending step, and an agglomeration step of imparting strength to the raw pellets, wherein a temperature T1 represented by the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
本発明のさらに別の一態様に係る鉄鉱石ペレットは、高炉操業に用いられる自溶性の鉄鉱石ペレットであって、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上であり、下記式１で示される温度Ｔ１が１１００℃以上、又は下記式２で示される温度Ｔ２が１３５０℃以上である。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
According to yet another embodiment of the present invention, the iron ore pellets are self-fluxed iron ore pellets used in a blast furnace operation, the CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more, and the temperature T1 represented by the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1 T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
本発明の鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法は、融着開始温度又は急速収縮温度が高温であることを判断可能である。この鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法を利用する本発明の鉄鉱石ペレットの製造方法は、融着開始温度又は急速収縮温度が高温である鉄鉱石ペレットを製造できる。また、本発明の鉄鉱石ペレットは、融着開始温度又は急速収縮温度が高温である。 The method for determining high-temperature properties of iron ore pellets of the present invention can determine whether the fusion start temperature or rapid shrinkage temperature is high. The method for manufacturing iron ore pellets of the present invention, which utilizes this method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, can manufacture iron ore pellets with a high fusion start temperature or rapid shrinkage temperature. In addition, the iron ore pellets of the present invention have a high fusion start temperature or rapid shrinkage temperature.
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法は、高炉操業に用いられ、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上である自溶性の鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法であって、融着開始温度Ｔ１としての下記式１又は急速収縮温度Ｔ２としての下記式２を用いる。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
[Description of the embodiments of the present invention]
A method for determining high-temperature properties of iron ore pellets according to one embodiment of the present invention is a method for determining high-temperature properties of self-fluxed iron ore pellets used in blast furnace operation, having a CaO/ SiO2 mass ratio of 0.8 or more and a MgO/ SiO2 mass ratio of 0.4 or more, using the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
本発明者らが、融着開始温度Ｔ１について、鋭意検討したところ、融着開始温度Ｔ１は、気孔率及びＦｅＯの割合を用いて近似できることを知得した。すなわち、上記式１を用いることで、融着開始温度Ｔ１を精度よく推定することが可能である。また、急速収縮温度Ｔ２について、鋭意検討したところ、急速収縮温度Ｔ２は、Ｃ／Ｓ、Ｍ／Ｓ及びＴＦｅを用いて近似できることを知得した。すなわち、上記式２を用いることで、急速収縮温度Ｔ２を精度よく推定することが可能である。従って、上記式１又は上記式２を用いることで、高炉操業における融着帯の形成温度を容易に判定することができる。
The inventors have thoroughly investigated the fusion start temperature T1 and found that it can be approximated using the porosity and the FeO ratio. In other words, by using the
上記式１及び上記式２を共に用いるとよい。このように上記式１及び上記式２を共に用いることで、融着帯の形成温度をさらに精度よく判定することができる。
It is advisable to use both the
本発明の別の一態様に係る鉄鉱石ペレットの製造方法は、高炉操業に用いられる自溶性の鉄鉱石ペレットの製造方法であって、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上となるように、ＣａＯ及びＭｇＯを含む副原料を鉱石原料に配合する原料配合工程と、上記原料配合工程で得られた混合原料から生ペレットを造粒する造粒工程と、上記生ペレットに強度を付与する塊成化工程とを備え、下記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上、又は下記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
A manufacturing method of iron ore pellets according to another embodiment of the present invention is a manufacturing method of self-fluxed iron ore pellets used in blast furnace operation, and includes a raw material blending step of blending an auxiliary material containing CaO and MgO with an ore raw material so that the CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more, a granulation step of granulating raw pellets from the mixed raw material obtained in the raw material blending step, and an agglomeration step of imparting strength to the raw pellets, wherein a temperature T1 represented by the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、上記式１で示される温度Ｔ１又は上記式２で示される温度Ｔ２を上記下限以上とする。上記式１で求められるＴ１は、融着開始温度を精度よく近似するので、上記Ｔ１を上記下限以上とすることで、製造される鉄鉱石ペレットの融着開始温度を容易に高温化することができる。また、上記式２で求められるＴ２は、急速収縮温度を精度よく近似するので、上記Ｔ２を上記下限以上とすることで、製造される鉄鉱石ペレットの急速収縮温度を容易に高温化することができる。このため、上記Ｔ１又は上記Ｔ２のいずれかを所定温度以上とする当該鉄鉱石ペレットの製造方法を用いることで、低エネルギーの高炉操業を可能とする鉄鉱石ペレットを製造することができる。
In the method for producing iron ore pellets, the temperature T1 shown in the
上記温度Ｔ１を１１００℃以上とし、かつ上記温度Ｔ２を１３５０℃以上とするとよい。このように上記温度Ｔ１を１１００℃以上とし、かつ上記温度Ｔ２を１３５０℃以上とすることで、さらに低エネルギーの高炉操業を可能とする鉄鉱石ペレットを製造することができる。 It is preferable that the temperature T1 is 1100°C or higher and the temperature T2 is 1350°C or higher. By setting the temperature T1 to 1100°C or higher and the temperature T2 to 1350°C or higher in this way, it is possible to produce iron ore pellets that enable even lower energy blast furnace operation.
上記原料配合工程で、ＣａＯ量、ＭｇＯ量、ＳｉＯ２量及び鉄量を調整するとよい。このように上記原料配合工程で、ＣａＯ量、ＭｇＯ量、ＳｉＯ２量及び鉄量を調整することで、Ｔ２の値を制御することができる。 In the raw material blending process, it is preferable to adjust the amount of CaO, the amount of MgO, the amount of SiO2 , and the amount of iron. In this way, by adjusting the amount of CaO, the amount of MgO, the amount of SiO2 , and the amount of iron in the raw material blending process, the value of T2 can be controlled.
上記塊成化工程での強度付与が、上記生ペレットの焼成によるものであり、焼成温度によりＦｅＯ量を調整するとよい。焼成温度を高くすると、ＦｅＯ量が増加するので、Ｔ１の値を制御することができる。また、鉄鉱石ペレットに占める酸素の割合が低減し、鉄分（ＴＦｅ）が増加するので、Ｔ２の値を制御することもできる。 The strength imparted in the agglomeration process is achieved by firing the raw pellets, and the amount of FeO can be adjusted by the firing temperature. Increasing the firing temperature increases the amount of FeO, making it possible to control the value of T1. In addition, the proportion of oxygen in the iron ore pellets decreases and the iron content (TFe) increases, making it possible to control the value of T2.
上記焼成温度を１２００℃以上１３００℃以下とするとよい。このように焼成温度を上記範囲内とすることで、高温焼成により鉄鉱石ペレットの表面張力が強化される焼き締め効果で気孔率を低減することができる。これによりＴ１の値を高めることができる。 The firing temperature should be between 1200°C and 1300°C. By setting the firing temperature within the above range, the porosity can be reduced by the tightening effect, which strengthens the surface tension of the iron ore pellets through high-temperature firing. This allows the T1 value to be increased.
上記副原料が、カルシウムフェライト系鉱物、マグネシウムフェライト系鉱物、及び結合剤を含み、上記原料配合工程で、ＦｅＯ量を調整するとよい。このように上記副原料がカルシウムフェライト系鉱物及びマグネシウムフェライト系鉱物、及び結合剤を含む場合、上記原料配合工程で、カルシウムフェライト系鉱物及びマグネシウムフェライト系鉱物の量により直接的にＦｅＯ量を調整できるので、Ｔ１の制御性が高い。 The auxiliary raw materials may contain calcium ferrite minerals, magnesium ferrite minerals, and a binder, and the amount of FeO may be adjusted in the raw material blending process. In this way, when the auxiliary raw materials contain calcium ferrite minerals, magnesium ferrite minerals, and a binder, the amount of FeO can be adjusted directly by the amount of calcium ferrite minerals and magnesium ferrite minerals in the raw material blending process, so that the controllability of T1 is high.
本発明のさらに別の一態様に係る鉄鉱石ペレットは、高炉操業に用いられる自溶性の鉄鉱石ペレットであって、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上であり、下記式１で示される温度Ｔ１が１１００℃以上、又は下記式２で示される温度Ｔ２が１３５０℃以上である。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
According to yet another embodiment of the present invention, the iron ore pellets are self-fluxed iron ore pellets used in a blast furnace operation, the CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more, and the temperature T1 represented by the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1 T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
当該鉄鉱石ペレットは、自溶性でＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を０．８以上とし、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比を０．４以上とするので、被還元性が高い。上記式１で求められるＴ１は、融着開始温度を精度よく近似するので、上記Ｔ１が上記下限以上であることは、鉄鉱石ペレットの融着開始温度が高いことを意味する。また、上記式２で求められるＴ２は、急速収縮温度を精度よく近似するので、上記Ｔ２が上記下限以上であることは、当該鉄鉱石ペレットの急速収縮温度が高いことを意味する。このため、上記Ｔ１又は上記Ｔ２のいずれかを所定温度以上である当該鉄鉱石ペレットを用いることで、低エネルギーの高炉操業を可能とする。
The iron ore pellets are self-fluxed, have a CaO/ SiO2 mass ratio of 0.8 or more, and have a MgO/ SiO2 mass ratio of 0.4 or more, and therefore have high reducibility. Since T1 calculated by the
上記温度Ｔ１が１１００℃以上であり、かつ上記温度Ｔ２が１３５０℃以上であるとよい。このように上記温度Ｔ１が１１００℃以上であり、かつ上記温度Ｔ２が１３５０℃以上である当該鉄鉱石ペレットを用いることで、さらに低エネルギーの高炉操業を可能とする。 It is preferable that the temperature T1 is 1100°C or higher and the temperature T2 is 1350°C or higher. By using the iron ore pellets in which the temperature T1 is 1100°C or higher and the temperature T2 is 1350°C or higher, it is possible to operate the blast furnace with even lower energy.
なお、本発明における鉄鉱石ペレットの形状は、球状に限定されるものではなく、任意の立体形状を採用することができる。 The shape of the iron ore pellets in the present invention is not limited to a spherical shape, and any three-dimensional shape can be adopted.
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法、鉄鉱石ペレットの製造方法及び鉄鉱石ペレットについて、適宜図面を参照しつつ説明する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, a method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, a method for manufacturing iron ore pellets, and iron ore pellets according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
〔鉄鉱石ペレットの製造方法〕
［第１実施形態］
図１に示す鉄鉱石ペレットの製造方法は、原料配合工程Ｓ１と、造粒工程Ｓ２と、塊成化工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４とを備える。当該鉄鉱石ペレットの製造方法において、塊成化工程Ｓ３での強度付与は、生ペレットの焼成によるものであり、製造されるペレットはいわゆる焼成ペレットである。
[Method of manufacturing iron ore pellets]
[First embodiment]
The manufacturing method of iron ore pellets shown in Fig. 1 includes a raw material blending step S1, a granulation step S2, an agglomeration step S3, and a cooling step S4. In the manufacturing method of iron ore pellets, the strength is imparted in the agglomeration step S3 by firing the green pellets, and the produced pellets are so-called fired pellets.
当該鉄鉱石ペレットの製造方法は、高炉操業に用いられる自溶性の鉄鉱石ペレット１を、グレートキルン方式の製造装置（以下、単に「製造装置２」ともいう）を用いて製造することができる。製造装置２は、パンペレタイザ３と、グレート炉４と、キルン５と、アニュラクーラ６とを備える。
The iron ore pellet manufacturing method can produce self-fluxed
＜原料配合工程＞
原料配合工程Ｓ１では、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上となるように、ＣａＯ及びＭｇＯを含む副原料を鉱石原料に配合する。
<Raw material mixing process>
In the raw material blending step S1, auxiliary raw materials containing CaO and MgO are blended with the ore raw material so that the CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more.
塊成化工程Ｓ３での強度付与が生ペレットの焼成によるものである場合、上記副原料としてＣａＯ源となる石灰石と、ＭｇＯ源となるドロマイトとを配合する。 When the strength is imparted in the agglomeration step S3 by firing the raw pellets, limestone, which serves as a CaO source, and dolomite, which serves as an MgO source, are mixed as the auxiliary raw materials.
上記鉱石原料及び上記副原料は、必要に応じて、事前に又は配合後にボールミル等で粉砕して、上記鉱石原料及び上記副原料が混合された混合原料の粒度を調整するとよい。 If necessary, the raw ore material and the auxiliary materials may be crushed in a ball mill or the like before or after mixing to adjust the particle size of the mixed raw material in which the raw ore material and the auxiliary materials are mixed.
このとき、原料粒度指数を適切に制御すれば、生ペレットＰの気孔率が制御される。ここで、「原料粒度指数」は、以下の方法により特定できる。まず、混合原料の粒度分布を測定する。この測定には、ＪＩＳ－Ａ－１２０４：２０１０、ＪＩＳ－Ａ－８８１５：１９９４、ＪＩＳ－Ｚ－８８２５：２０２２のうちの１つを用いることができる。次に、各粒度範囲Ｐｉ（代表値）における質量比率もしくは体積比率ｍｉを用い、３μｍから１０００μｍの範囲までの総和Σ３／Ｐｉ・ｍｉを計算し、これを原料粒度指数とする。 At this time, if the raw material particle size index is appropriately controlled, the porosity of the raw pellets P can be controlled. Here, the "raw material particle size index" can be determined by the following method. First, the particle size distribution of the mixed raw material is measured. For this measurement, one of JIS-A-1204:2010, JIS-A-8815:1994, and JIS-Z-8825:2022 can be used. Next, the mass ratio or volume ratio mi in each particle size range Pi (representative value) is used to calculate the sum Σ3/Pi·mi from 3 μm to 1000 μm, and this is the raw material particle size index.
この原料粒度指数と生ペレットＰの気孔率との関係は、同一銘柄の鉄鉱石と副原料とを同一比率で配合した混合原料において成立するが、例えば鉄鉱石の銘柄が異なると、表面形状や濡れ性等の影響により、その比例係数は変化し得る。従って、原料粒度指数の好適値は以下の方法により特定できる。まず、特定の混合比率の混合原料において少なくとも２種類の原料粒度指数の原料を準備し、生ペレットＰを作製し気孔率を測定する。この結果から、原料粒度指数と気孔率との関係を算出できる。そうすると、鉄鉱石ペレット１に必要な気孔率となる原料粒度指数を決定することができるから、この原料粒度指数となるように原料の粒度を調整する。なお、粒度の調整には、そのような粒度を有する原料を購入することも含まれる。
This relationship between the raw material particle size index and the porosity of the raw pellets P is valid for a mixed raw material in which the same brand of iron ore and auxiliary raw materials are mixed in the same ratio. However, if the brand of iron ore is different, for example, the proportional coefficient may change due to the influence of the surface shape, wettability, etc. Therefore, the suitable value of the raw material particle size index can be determined by the following method. First, raw materials with at least two types of raw material particle size indexes are prepared in a mixed raw material with a specific mixing ratio, raw pellets P are produced, and the porosity is measured. From this result, the relationship between the raw material particle size index and the porosity can be calculated. Then, the raw material particle size index that will result in the porosity required for the
あるいは、原料粒度の指標としてブレーン指数による比表面積を用いることもできる。上記比表面積の下限としては、１０００ｃｍ２／ｇが好ましく、２０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。一方、上記比表面積の上限としては、５０００ｃｍ２／ｇが好ましく、４０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。上記比表面積が上記下限未満であると、後述する急速収縮温度の指標であるＴ２を１３５０℃以上とすることが困難となるおそれがある。逆に、上記比表面積が上記上限を超えると、塊成化工程Ｓ３においてバースティング現象を引き起こすおそれがある。ここで、「比表面積」とは、ＪＩＳ－Ｒ５２０１（２０１５）に準拠して測定される値を意味する。 Alternatively, the specific surface area by the Blaine index can be used as an index of the raw material particle size. The lower limit of the specific surface area is preferably 1000 cm 2 /g, more preferably 2000 cm 2 /g. On the other hand, the upper limit of the specific surface area is preferably 5000 cm 2 /g, more preferably 4000 cm 2 /g. If the specific surface area is less than the lower limit, it may be difficult to set T2, which is an index of the rapid shrinkage temperature described later, to 1350°C or more. Conversely, if the specific surface area exceeds the upper limit, a bursting phenomenon may occur in the agglomeration step S3. Here, the "specific surface area" refers to a value measured in accordance with JIS-R5201 (2015).
上記混合原料には、製造工程内の搬送で必要な生ペレットＰの強度を得るために適宜ベンナイト等のバインダーを配合してもよい。 The above mixed raw materials may be mixed with a binder such as bentonite as appropriate to provide the raw pellets P with the strength required for transportation during the manufacturing process.
＜造粒工程＞
造粒工程Ｓ２では、原料配合工程Ｓ１で得られた混合原料から生ペレットＰを造粒する。生ペレットＰの造粒には、転動造粒機が用いることができる。上記転動造粒機としては、図２に示すパンペレタイザ３やドラムペレタイザ、ディスクペレタイザなどを用いることができる。
<Granulation process>
In the granulation step S2, raw pellets P are granulated from the mixed raw material obtained in the raw material blending step S1. A rolling granulator can be used to granulate the raw pellets P. As the rolling granulator, a
具体的には、造粒工程Ｓ２では、上記混合原料に水分（造粒水）を添加した後、この造粒水含有混合物（造粒水を含有した上記混合原料）をパンペレタイザ３に投入及び転動させて、泥団子状の生ペレットＰを製造する。
Specifically, in the granulation process S2, water (granulation water) is added to the mixed raw materials, and then this granulation water-containing mixture (the mixed raw materials containing granulation water) is fed into a
生ペレットＰの気孔率の下限としては、１５％が好ましく、１７％がより好ましい。一方、上記気孔率の上限としては、２５％が好ましく、２０％がより好ましい。上記気孔率が上記下限未満であると、塊成化工程Ｓ３においてバースティング現象を引き起こすおそれがある。逆に、上記気孔率が上記上限を超えると、後述する融着開始温度の指標であるＴ１を１１００℃以上とすることが困難となるおそれがある。 The lower limit of the porosity of the raw pellets P is preferably 15%, more preferably 17%. On the other hand, the upper limit of the porosity is preferably 25%, more preferably 20%. If the porosity is below the lower limit, there is a risk of bursting occurring in the agglomeration step S3. Conversely, if the porosity exceeds the upper limit, there is a risk of it being difficult to achieve T1, an index of the fusion start temperature described below, of 1100°C or higher.
上記気孔率は、原料配合工程Ｓ１における原料粒度及び造粒工程Ｓ２における転動時間により制御するとよい。このように気孔率を制御することで、気孔率を所望の値に制御し易く、より確実にＴ１を１１００℃以上とすることができる。なお、細孔径分布における２０μｍ以下の容積割合を好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上とすることで、さらに確実にＴ１を１１００℃以上とすることができる。ここで、「細孔径分布における２０μｍ以下の容積割合」は、ＪＩＳ－Ｒ－１６５５：２００３により測定することができる。 The porosity can be controlled by the raw material particle size in the raw material blending step S1 and the rolling time in the granulation step S2. By controlling the porosity in this way, it is easier to control the porosity to the desired value, and T1 can be more reliably set to 1100°C or higher. In addition, by setting the volume fraction of pores of 20 μm or less in the pore size distribution to preferably 80% or more, more preferably 85% or more, T1 can be more reliably set to 1100°C or higher. Here, the "volume fraction of pores of 20 μm or less in the pore size distribution" can be measured according to JIS-R-1655:2003.
また、塊成化工程Ｓ３後の粒径が４ｍｍ以上２０ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以上１５ｍｍ以下となるように、造粒工程Ｓ２で生ペレットＰの粒度範囲を調整するとよい。このように塊成化工程Ｓ３後の粒径を上記範囲内とすることで、高温における被還元性を維持しつつ、高炉の上部通気抵抗が低下することを抑止できる。 In addition, it is advisable to adjust the particle size range of the raw pellets P in the granulation process S2 so that the particle size after the agglomeration process S3 is 4 mm or more and 20 mm or less, more preferably 6 mm or more and 15 mm or less. By keeping the particle size after the agglomeration process S3 within the above range in this way, it is possible to prevent a decrease in the upper air flow resistance of the blast furnace while maintaining reducibility at high temperatures.
生ペレットＰの粒度範囲の調整に、予め決められた篩目に調整されたオーバーサイズスクリーン（上限篩）及びシードスクリーン（下限篩）を有する篩群による分級を用いるとよい。このように生ペレットＰの粒度範囲の調整を分級により行うことで、容易かつ確実に塊成化工程Ｓ３後の粒径を調整できる。なお、分級操作において外れた規格外品は解砕されて再度、混合原料として用いられることが好ましい。 To adjust the particle size range of the raw pellets P, classification using a sieve group having an oversize screen (upper limit sieve) and a seed screen (lower limit sieve) adjusted to a predetermined sieve size may be used. By adjusting the particle size range of the raw pellets P in this way by classification, the particle size after the agglomeration step S3 can be easily and reliably adjusted. In addition, it is preferable that non-standard products that are not classified in the classification operation are crushed and used again as mixed raw material.
＜塊成化工程＞
塊成化工程Ｓ３では、生ペレットＰに強度を付与する。当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、塊成化工程Ｓ３で、生ペレットＰを焼成する。図２に示す製造装置２では、塊成化工程Ｓ３に、グレート炉４及びキルン５が用いられている。
<Agglomeration process>
In the agglomeration step S3, strength is imparted to the green pellets P. In the manufacturing method of the iron ore pellets, in the agglomeration step S3, the green pellets P are fired. In the
（グレート炉）
グレート炉４は、図２に示すように、トラベリンググレート４１と、乾燥室４２と、離水室４３と、予熱室４４とを備える。
(Great Furnace)
As shown in FIG. 2 , the
トラベリンググレート４１は、無端状に構成され、このトラベリンググレート４１上に載置された生ペレットＰを、乾燥室４２、離水室４３及び予熱室４４の順に移動させることができる。
The traveling
乾燥室４２、離水室４３及び予熱室４４では、加熱用ガスＧ１によって生ペレットＰを乾燥、離水及び予熱し、キルン５での転動に耐えうる強度を生ペレットＰに付与した予熱ペレットＨを得る。
In the drying
具体的には以下の手順による。まず、乾燥室４２で、生ペレットＰを２５０℃程度の雰囲気温度で乾燥させる。次に、離水室４３で、乾燥後の生ペレットＰを４５０℃程度に昇温し、主に鉄鉱石中の結晶水を分解除去する。さらに、予熱室４４で、生ペレットＰを１１００℃程度まで昇温し、石灰石、ドロマイト等に含まれる炭酸塩を分解し二酸化炭素を除去するとともに、鉄鉱石中のマグネタイトを酸化させる。これにより予熱ペレットＨが得られる。
Specifically, the process is as follows: First, in the drying
図２に示すように、乾燥室４２の加熱用ガスＧ１としては、離水室４３で使用された加熱用ガスＧ１が流用される。同様に離水室４３の加熱用ガスＧ１には予熱室４４の加熱用ガスＧ１が流用され、予熱室４４の加熱用ガスＧ１には、キルン５で使用された燃焼排ガスＧ２が流用される。このように下流側の高温の加熱用ガスＧ１又は燃焼排ガスＧ２を流用することで、加熱用ガスＧ１の加熱コストを削減できる。なお、各室にはバーナ４５を設け、加熱用ガスＧ１の温度を制御してもよい。図２では、離水室４３及び予熱室４４にバーナ４５が設けられている。また、乾燥室４２で使用された加熱用ガスＧ１は、最終的には煙突Ｃから排出される。
As shown in FIG. 2, the heating gas G1 used in the water-releasing
（キルン）
キルン５は、グレート炉４に直結されており、勾配をつけた円筒状の回転炉である。キルン５は、グレート炉４の予熱室４４から排出される予熱ペレットＨを焼成する。具体的には出口側に配設されたキルンバーナ（不図示）による燃焼により予熱ペレットＨを焼成する。これにより高温の鉄鉱石ペレット１が得られる。
(Kiln)
The
予熱ペレットＨを焼成する焼成温度の下限としては、１２００℃が好ましく、１２２０℃がより好ましい。一方、上記焼成温度の上限としては、１３００℃が好ましく、１２８０℃がより好ましい。上記焼成温度が上記下限未満であると、ペレットが焼き締まらないため、また上記焼成温度が上記上限を超えると、粗大結晶粒が生成し易くなるため、鉄鉱石ペレット１の気孔が大きくなるおそれがある。逆に、焼成温度を上記範囲内とすることで、高温焼成により鉄鉱石ペレット１の表面張力が強化される焼き締め効果で気孔率を低減することができる。これによりＴ１の値を高めることができる。
The lower limit of the firing temperature for firing the preheated pellets H is preferably 1200°C, more preferably 1220°C. On the other hand, the upper limit of the firing temperature is preferably 1300°C, more preferably 1280°C. If the firing temperature is below the lower limit, the pellets will not be sintered, and if the firing temperature exceeds the upper limit, coarse crystal grains are likely to be generated, which may result in larger pores in the
キルン５では、燃焼用空気としては、アニュラクーラ６で使用された冷却ガスＧ３である大気が用いられる。また、予熱ペレットＨの焼成用に使用された高温の燃焼排ガスＧ２は、加熱用ガスＧ１として予熱室４４へ送り込まれる。
In the
＜冷却工程＞
冷却工程Ｓ４では、塊成化工程Ｓ３で得られる高温の鉄鉱石ペレット１を冷却する。冷却工程Ｓ４では、アニュラクーラ６が用いられる。冷却工程Ｓ４で冷却された鉄鉱石ペレット１は集積され、高炉操業に用いられる。
<Cooling process>
In the cooling step S4, the high-temperature
アニュラクーラ６では、キルン５から排出された高温の鉄鉱石ペレット１を移動させながら、冷却ガスＧ３である大気を通風装置６１により通風することで鉄鉱石ペレット１を冷却することができる。
In the
なお、アニュラクーラ６で使用され温度が上昇した冷却ガスＧ３は、キルン５へ送り込まれ、燃焼用空気として使用される。
The cooling gas G3 used in the
＜急速収縮温度及び融着開始温度＞
当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、下記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上とし、かつ下記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
<Rapid shrinkage temperature and fusion start temperature>
In the method for producing iron ore pellets, the temperature T1 represented by the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
上記式１は、融着開始温度を推定する推定式であり、上記式２は、急速収縮温度を推定する推定式である。これらの推定式を用いることで、鉄鉱石ペレットの高温性状判定することができ、それ自体が本発明の一実施形態である。以下、これらの推定式を用いる鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法について説明する。
The
本発明の一態様に係る鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法は、高炉操業に用いられ、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上である自溶性の鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法であって、融着開始温度Ｔ１としての下記式１及び急速収縮温度Ｔ２としての下記式２を用いる。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
A method for determining high-temperature properties of iron ore pellets according to one embodiment of the present invention is a method for determining high-temperature properties of self-fluxed iron ore pellets used in blast furnace operation, having a CaO/ SiO2 mass ratio of 0.8 or more and a MgO/ SiO2 mass ratio of 0.4 or more, using the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
（融着開始温度）
本発明者らが、融着開始温度Ｔ１について、鋭意検討したところ、融着開始温度Ｔ１は、気孔率及びＦｅＯを用いて近似できることを知得した。図３に融着開始温度と、上記式１により推定した融着開始温度Ｔ１との相関を示す。図３に示すように、両者はよく一致している。すなわち、上記式１を用いることで、融着開始温度Ｔ１を精度よく推定することが可能であり、高炉操業における融着帯の形成温度を容易に判定することができる。
(Fusing start temperature)
The present inventors have intensively studied the fusion start temperature T1 and found that the fusion start temperature T1 can be approximated using porosity and FeO. FIG. 3 shows the correlation between the fusion start temperature and the fusion start temperature T1 estimated by the
本発明者らは、融着開始温度Ｔ１が上記式１で近似できるのは、１１００℃付近における鉄鉱石ペレット１の組織の緻密性で理解できると考えている。つまり、ＣａＯ－ＦｅＯ系化合物が溶融する１１００℃付近で、緻密な金属鉄殻が維持されている場合、鉄鉱石ペレット１の強度が維持され、融着開始温度Ｔ１が上昇する。緻密な金属鉄殻が維持されるには、還元反応における金属鉄の生成速度が遅いとよい。気孔率が小さい場合、還元ガスの拡散が停滞し、金属鉄の生成速度を遅くすることができる。また、ＦｅＯを含むペレット基地組織はガラス質であり気孔を含まない。従って、Ｔ１は気孔率Ｐｏが大きいと下がり、ＦｅＯが大きいと上がる傾向となる。
The inventors believe that the reason why the fusion start temperature T1 can be approximated by the
（急速収縮温度）
本発明者らが、急速収縮温度Ｔ２について、鋭意検討したところ、急速収縮温度Ｔ２は、Ｃ／Ｓ、Ｍ／Ｓ及びＴＦｅを用いて近似できることを知得した。図４に急速収縮温度と、上記式１により推定した急速収縮温度Ｔ２との相関を示す。図４に示すように、両者はよく一致している。すなわち、上記式２を用いることで、急速収縮温度Ｔ２を精度よく推定することが可能であり、高炉操業における融着帯の形成終了温度を容易に判定することができる。
(rapid shrink temperature)
The present inventors have intensively studied the rapid shrinkage temperature T2 and found that the rapid shrinkage temperature T2 can be approximated using C/S, M/S and TFe. FIG. 4 shows the correlation between the rapid shrinkage temperature and the rapid shrinkage temperature T2 estimated by the
本発明者らは、急速収縮温度Ｔ２が上記式２で近似できるのは、熱力学的な状態で理解できると考えている。つまり、ＣａＯ及びＭｇＯの量は、ＳｉＯ２との比率で効果が示され、酸化物の融点を近似している。ＣａＯ／ＳｉＯ２、ＭｇＯ／ＳｉＯ２が大きいほど高融点になる。また、ＴＦｅは鉄分が多いほど、ＣａＯ及びＭｇＯの効果が小さくなることを示し、還元途中のＦｅＯがＣａＯ及びＭｇＯの酸化物融点に及ぼす影響を近似している。詳説すると、ＣａＯが不足すると金属鉄への還元性が低下し、未還元酸化物であるＦｅＯが多く残存する。ＭｇＯは、残存ＦｅＯと高融点のＭｇＯ－ＦｅＯ系化合物を形成し、急速収縮温度Ｔ２を上昇させるが、ＭｇＯが不足するとＭｇＯ－ＦｅＯ系化合物を形成しない自由なＦｅＯが残存する。さらに、鉄鉱石ペレットにおいてＦｅＯが多いと総鉄分ＴＦｅは多くなる関係となる。ここで、ＣａＯ、ＭｇＯの量自体の効果は、Ｃ／Ｓ及びＭ／Ｓの係数として反映されるから、急速収縮温度Ｔ２にＴＦｅの項を加えるとＦｅＯの効果が表され、ＦｅＯが大きいほど、つまりＴＦｅが大きいほど低融点となる。
The inventors believe that the rapid shrinkage temperature T2 can be approximated by the
上記Ｔ１、Ｔ２の推定式は、マグネタイト及びウスタイトの融点である１５９７℃まで有効であると考えられる。鉄鉱石ペレット中のＴＦｅが５５質量％以上である範囲で精度が高く、細孔径分布における２０μｍ以下の容積割合が８０％以上である鉄鉱石ペレットで、特に精度が高い。 The above estimation formula for T1 and T2 is considered to be valid up to 1597°C, which is the melting point of magnetite and wustite. It is highly accurate when the TFe content in the iron ore pellets is 55% by mass or more, and is particularly accurate for iron ore pellets in which the volume fraction of pores 20 μm or less in the pore size distribution is 80% or more.
当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、上記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上とする。例えばＣａＯ－ＦｅＯ及びＡｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＦｅＯの化合物の融点が約１１００℃である。また、当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、上記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする。例えばＡｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＳｉＯ２系の化合物の一部の融点が約１３５０℃である。上記式１及び上記式２を所定温度以上とする制御は、このような融点を有する化合物の生成を抑制していると考えることもできる。この点、鉄鉱石ペレット１に含まれるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が一定量以下であることが好ましく、その含有量としては、３．０質量％以下が好ましい。
In the method for producing iron ore pellets, the temperature T1 shown in the
（Ｔ１及びＴ２の制御）
Ｔ１及びＴ２の値は、種々の方法で調整することができる。
(Control of T1 and T2)
The values of T1 and T2 can be adjusted in a variety of ways.
Ｔ１に含まれる気孔率Ｐｏは、上記原料配合工程で、微粉もしくは粗粉原料を使用すると、気孔率Ｐｏを低減できる。逆に、炭酸塩や水和物等を加えると焼成中に揮発し気孔率Ｐｏは増加する傾向となる。また、上述したように高温焼成により鉄鉱石ペレット１の表面張力が強化される焼き締め効果で気孔率Ｐｏは低減する。Ｐｏを低減するとＴ１は上昇し、Ｐｏを増加するとＴ１は低下する。
The porosity Po contained in T1 can be reduced by using fine or coarse powder raw materials in the raw material blending process. Conversely, if carbonates, hydrates, etc. are added, they volatilize during firing and the porosity Po tends to increase. Also, as mentioned above, high-temperature firing strengthens the surface tension of the
Ｔ１に含まれるＦｅＯは、ＦｅＯを含む原料であるマグネタイト鉱石や酸化鉄スケールの増減に合わせて変動するほか、高温焼成による鉄鉱石ペレット１の大気中還元と急冷によってＦｅＯが残存することでも増加する。ＦｅＯが増加するとＴ１は上昇し、ＦｅＯが減少するとＴ１は低下する。
The FeO contained in T1 varies according to the increase or decrease in the FeO-containing raw materials magnetite ore and iron oxide scale, and also increases when FeO remains due to the reduction in air of
原料配合工程Ｓ１で、ＣａＯ量、ＭｇＯ量、ＳｉＯ２量及び鉄量を調整すると、その増減に応じてＴ２の値を制御することができる。 In the raw material blending step S1, by adjusting the amount of CaO, the amount of MgO, the amount of SiO2 , and the amount of iron, the value of T2 can be controlled according to the increase or decrease.
ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２は、これらを含む原料の選定により量を調整することができる。例えばドロマイトには、ＣａＯ、ＭｇＯの炭酸塩が含まれ、マグネサイトにはＭｇＯ、ＳｉＯ２が含まれる。石灰石にはＣａＯの炭酸塩が含まれ、珪石にはＳｉＯ２が含まれる。これらの配合比率を調整することで、Ｃ／ＳやＭ／Ｓの値を調整することができる。Ｃ／Ｓ又はＭ／Ｓが増加するとＴ２は上昇し、Ｃ／Ｓ又はＭ／Ｓが減少するとＴ２は低下する。 The amounts of CaO, MgO, and SiO2 can be adjusted by selecting the raw materials that contain them. For example, dolomite contains carbonates of CaO and MgO, and magnesite contains MgO and SiO2 . Limestone contains carbonate of CaO, and silica stone contains SiO2. By adjusting the blending ratio of these, the values of C/S and M/S can be adjusted. When C/S or M/S increases, T2 increases, and when C/S or M/S decreases, T2 decreases.
ＴＦｅは、鉄鉱石選定と配合比率により量を調整することができる。例えばヘマタイトは高鉄分であり、脈石成分の多くは低鉄分である。また、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｉＯ２の合計量を増減させても、ＴＦｅの量は変動する。上記合計量を増加させると、ＴＦｅの量は減少する。あるいは、焼成温度を高くしてＦｅＯ量を増加させると、鉄鉱石ペレット１に占める酸素の割合が低減し、ＴＦｅが増加する。ＴＦｅが増加するとＴ２は低下し、ＴＦｅが減少するとＴ２は上昇する。
The amount of TFe can be adjusted by selecting the iron ore and the blending ratio. For example, hematite has a high iron content, and most gangue components have a low iron content. The amount of TFe also varies when the total amount of CaO, MgO, and SiO2 is increased or decreased. When the total amount is increased, the amount of TFe decreases. Alternatively, when the firing temperature is increased to increase the amount of FeO, the proportion of oxygen in the
＜利点＞
当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、上記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上、及び上記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする。上記式１で求められるＴ１は、融着開始温度を精度よく近似するので、上記Ｔ１を上記下限以上とすることで、製造される鉄鉱石ペレットの融着開始温度を容易に高温化することができる。また、上記式２で求められるＴ２は、急速収縮温度を精度よく近似するので、上記Ｔ２を上記下限以上とすることで、製造される鉄鉱石ペレットの急速収縮温度を容易に高温化することができる。このため、上記Ｔ１及び上記Ｔ２を所定温度以上とする当該鉄鉱石ペレットの製造方法を用いることで、低エネルギーの高炉操業を可能とする鉄鉱石ペレットを製造することができる。
<Advantages>
In the method for producing iron ore pellets, the temperature T1 shown in the
また、上記温度Ｔ１を１１００℃以上とし、かつ上記温度Ｔ２を１３５０℃以上とすることで、さらに低エネルギーの高炉操業を可能とする鉄鉱石ペレットを製造することができる。 Furthermore, by setting the temperature T1 to 1100°C or higher and the temperature T2 to 1350°C or higher, it is possible to produce iron ore pellets that enable even lower energy blast furnace operation.
［第２実施形態］
図５に示す鉄鉱石ペレットの製造方法は、原料配合工程Ｓ１１と、造粒工程Ｓ１２と、塊成化工程Ｓ１３とを備える。当該鉄鉱石ペレットの製造方法において、塊成化工程Ｓ３での強度付与は、結合剤によるものであり、製造されるペレットはいわゆる非焼成ペレットである。
[Second embodiment]
The manufacturing method of iron ore pellets shown in Fig. 5 includes a raw material blending step S11, a granulation step S12, and an agglomeration step S13. In the manufacturing method of iron ore pellets, the strength is imparted by a binder in the agglomeration step S3, and the manufactured pellets are so-called non-sintered pellets.
当該鉄鉱石ペレットの製造方法は、高炉操業に用いられる自溶性の鉄鉱石ペレットを製造することができる。 This iron ore pellet manufacturing method can produce self-fluxed iron ore pellets for use in blast furnace operations.
＜原料配合工程＞
原料配合工程Ｓ１１では、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上となるように、ＣａＯ及びＭｇＯを含む副原料を鉱石原料に配合する。
<Raw material mixing process>
In the raw material blending step S11, auxiliary raw materials containing CaO and MgO are blended with the ore raw material so that the CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more.
原料配合工程Ｓ１１では、上記副原料は、ＣａＯ及びＭｇＯに加え、カルシウムフェライト系鉱物（ＣａＯ・ＦｅｘＯ）、マグネシウムフェライト系鉱物（ＭｇＯ・ＦｅｘＯ）、及び結合剤を含む（ここで０．６６７≦ｘ≦１．０）。上記副原料は、上記鉱石原料である鉄鉱石（ペレットフィード）の鉄品位に応じて配合される。なお、副原料にフェライト系鉱物が含まれる場合、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を定めるＣａＯには、単体のＣａＯに加えＣａＯ・ＦｅｘＯに含まれるＣａＯも加味され、ＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比を定めるＭｇＯには、単体のＭｇＯに加えＭｇＯ・ＦｅｘＯに含まれるＭｇＯが加味される。 In the raw material blending step S11, the auxiliary materials include calcium ferrite minerals ( CaO.FexO ), magnesium ferrite minerals ( MgO.FexO ), and binders in addition to CaO and MgO (where 0.667≦x≦1.0). The auxiliary materials are blended according to the iron grade of the iron ore (pellet feed), which is the ore raw material. When the auxiliary materials include ferrite minerals, the CaO that determines the CaO/ SiO2 mass ratio includes not only CaO but also CaO contained in CaO.FexO , and the MgO that determines the MgO/ SiO2 mass ratio includes not only MgO but also MgO contained in MgO.FexO .
上記カルシウムフェライト系鉱物及びマグネシウムフェライト系鉱物は、すでに合成されたものを用いる。カルシウムフェライト系鉱物及びマグネシウムフェライト系鉱物の合成は、電気炉や焼結炉等で、酸化鉄、石灰石、ドロマイト、マグネサイトを高温で焼成、又は溶融させて反応させた後に冷却し解砕する方法で行うことができる。このときの温度履歴により酸化鉄の価数が異なり、ｘの値は０．６６７以上１．０以下の範囲で変化する。このｘの値は、ＦｅＯ濃度を表すことになる。ｘ＝０．６６７であれば全ての鉄がＦｅ３＋イオンで占められていることを示し、ｘ＝１であれば全ての鉄がＦｅ２＋イオンで占められていることを示す。ｘがその中間値である場合は、両者のイオンが混在しており、ｘ＝０．６６７に近いほどＦｅ３＋イオンの割合が高く、ｘ＝１に近いほどＦｅ２＋イオンの割合が高い。 The calcium ferrite mineral and magnesium ferrite mineral are used as previously synthesized minerals. The calcium ferrite mineral and magnesium ferrite mineral can be synthesized by a method of firing or melting iron oxide, limestone, dolomite, and magnesite at high temperatures in an electric furnace or sintering furnace, etc., reacting them, and then cooling and crushing them. The valence of the iron oxide varies depending on the temperature history at this time, and the value of x varies in the range of 0.667 to 1.0. This value of x represents the FeO concentration. If x = 0.667, it indicates that all iron is occupied by Fe 3+ ions, and if x = 1, it indicates that all iron is occupied by Fe 2+ ions. If x is an intermediate value, both ions are mixed, and the closer to x = 0.667, the higher the proportion of Fe 3+ ions, and the closer to x = 1, the higher the proportion of Fe 2+ ions.
また、上記結合剤としては、セメント、珪酸ナトリウム、デンプン、合成高分子剤などを挙げることができる。なお、上記合成高分子材としては、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エーテル系セルロース（カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ））などを挙げることができる。 The binder may be cement, sodium silicate, starch, or a synthetic polymer. The synthetic polymer may be acrylic resin, urethane resin, or ether-based cellulose (carboxymethyl cellulose (CMC)).
なお、第１実施形態の原料配合工程Ｓ１１と同様に、必要に応じて、粉砕により上記混合原料の粒度を調整するとよい。 As in the raw material blending step S11 of the first embodiment, the particle size of the mixed raw materials may be adjusted by grinding, if necessary.
＜造粒工程＞
造粒工程Ｓ１２では、原料配合工程Ｓ１１で得られた混合原料から生ペレットを造粒する。
<Granulation process>
In the granulation step S12, raw pellets are granulated from the mixed raw material obtained in the raw material blending step S11.
生ペレットの造粒方法としては、第１実施形態の造粒工程Ｓ２と同様にパンペレタイザやドラムペレタイザ、ディスクペレタイザなどを用いた転動造粒法を用いることができるほか、金型等の型に上記混合原料を入れて圧密する圧接法、押出機に上記混合原料を入れて押出型から圧出し、適宜切断して成型する成型法などがある。なお、非焼成ペレットの場合、転動造粒法では、第１実施形態の場合と同様に原料粒度指数及び転動時間を適切に制御すれば、生ペレットの気孔率が制御される。圧接法及び成形法では、圧密又は成型する際の圧力条件により生ペレットの気孔率が制御される。 As a method for granulating raw pellets, a rolling granulation method using a pan pelletizer, drum pelletizer, or disk pelletizer can be used as in the granulation step S2 of the first embodiment, as well as a pressing method in which the mixed raw materials are placed in a mold such as a metal die and compressed, and a molding method in which the mixed raw materials are placed in an extruder and pressed out of an extrusion mold, and then appropriately cut and molded. In the case of non-sintered pellets, the rolling granulation method allows the porosity of the raw pellets to be controlled by appropriately controlling the raw material particle size index and rolling time as in the first embodiment. In the pressing and molding methods, the porosity of the raw pellets is controlled by the pressure conditions during compression or molding.
いずれの方法においても、生ペレットの気孔率及び粒度範囲は、第１実施形態の場合と同様の範囲とすることが好ましい。 In either method, it is preferable that the porosity and particle size range of the raw pellets be in the same range as in the first embodiment.
＜塊成化工程＞
塊成化工程Ｓ１３では、生ペレットＰに強度を付与する。
<Agglomeration process>
In the agglomeration step S13, the green pellets P are given strength.
当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、塊成化工程Ｓ１３で、結合剤の種類に応じて大気養生法、蒸気養生法などが選択される。大気養生法は、所定の強度となるまで大気中に生ペレットを静置する方法であり、例えば結合剤がセメントである場合に用いることができる。蒸気養生法は、所定の強度となるまで高温蒸気中に生ペレットを静置する方法であり、例えば結合剤が珪酸ナトリウムやセメントである場合に用いることができる。 In the manufacturing method of the iron ore pellets, in the agglomeration step S13, air curing, steam curing, etc. are selected depending on the type of binder. Air curing is a method in which the raw pellets are left to stand in the air until they reach a predetermined strength, and can be used, for example, when the binder is cement. Steam curing is a method in which the raw pellets are left to stand in high-temperature steam until they reach a predetermined strength, and can be used, for example, when the binder is sodium silicate or cement.
塊成化工程Ｓ１３は、造粒工程Ｓ１２と同時に行われる場合もある。例えば結合剤の種類によっては造粒とともに十分な強度が付与される。この場合、造粒工程Ｓ１２に改めて塊成化工程Ｓ１３を行う必要はなく、造粒工程Ｓ１２の間に塊成化工程Ｓ１３を完了することができる。 The agglomeration process S13 may be performed simultaneously with the granulation process S12. For example, depending on the type of binder, sufficient strength may be imparted during granulation. In this case, there is no need to perform the agglomeration process S13 separately after the granulation process S12, and the agglomeration process S13 can be completed during the granulation process S12.
＜急速収縮温度及び融着開始温度＞
当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、下記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上とし、かつ下記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
<Rapid shrinkage temperature and fusion start temperature>
In the method for producing iron ore pellets, the temperature T1 represented by the following
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the
In the
当該鉄鉱石ペレットの製造方法においても、上記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上とし、かつ上記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とすることで、第１実施形態で説明したと同様の効果が得られる。このため詳細説明は省略する。
In this method for producing iron ore pellets, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained by setting the temperature T1 shown in the
（Ｔ１及びＴ２の制御）
Ｔ１及びＴ２の値は、種々の方法で調整することができる。
(Control of T1 and T2)
The values of T1 and T2 can be adjusted in a variety of ways.
Ｔ１に含まれる気孔率Ｐｏは、上記原料配合工程で、微粉もしくは粗粉原料を使用すると、気孔率Ｐｏを低減できる。Ｐｏを低減するとＴ１は上昇し、Ｐｏを増加するとＴ１は低下する。 The porosity Po contained in T1 can be reduced by using fine or coarse powder raw materials in the raw material blending process. Reducing Po increases T1, and increasing Po decreases T1.
Ｔ１に含まれるＦｅＯは、ＦｅＯを含む原料であるカルシウムフェライト系鉱物及びマグネシウムフェライト系鉱物に合わせて変動する。ＦｅＯが増加するとＴ１は上昇し、ＦｅＯが減少するとＴ１は低下する。カルシウムフェライト系鉱物及びマグネシウムフェライト系鉱物の量により直接的にＦｅＯ量を調整できるので、Ｔ１の制御性が高い。 The FeO contained in T1 varies according to the calcium ferrite minerals and magnesium ferrite minerals, which are raw materials containing FeO. As FeO increases, T1 increases, and as FeO decreases, T1 decreases. The amount of FeO can be adjusted directly by the amount of calcium ferrite minerals and magnesium ferrite minerals, so T1 is highly controllable.
また、原料配合工程Ｓ１１で、ＣａＯ量、ＭｇＯ量、ＳｉＯ２量及び鉄量を調整すると、その増減に応じてＴ２の値を制御することができる。 Furthermore, by adjusting the amounts of CaO, MgO, SiO2 , and iron in the raw material blending step S11, the value of T2 can be controlled according to the increase or decrease.
ＴＦｅは、鉄鉱石選定と配合比率により量を調整することができる。例えばヘマタイトは高鉄分であり、脈石成分の多くは低鉄分である。また、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｉＯ２の合計量を増減させても、ＴＦｅの量は変動する。上記合計量を増加させると、ＴＦｅの量は減少する。あるいは、カルシウムフェライト系鉱物及びマグネシウムフェライト系鉱物の配合量を高くしてＦｅＯ量を増加させると、鉄鉱石ペレット１に占める酸素の割合が低減し、ＴＦｅが増加する。ＴＦｅが増加するとＴ２は低下し、ＴＦｅが減少するとＴ２は上昇する。
The amount of TFe can be adjusted by selecting the iron ore and the blending ratio. For example, hematite has a high iron content, and most of the gangue components have a low iron content. The amount of TFe also varies when the total amount of CaO, MgO, and SiO2 is increased or decreased. When the total amount is increased, the amount of TFe decreases. Alternatively, when the amount of calcium ferrite minerals and magnesium ferrite minerals is increased to increase the amount of FeO, the proportion of oxygen in the
＜利点＞
第１実施形態と同様、上記Ｔ１及び上記Ｔ２を所定温度以上とする当該鉄鉱石ペレットの製造方法を用いることで、低エネルギーの高炉操業を可能とする鉄鉱石ペレットを製造することができる。
<Advantages>
As in the first embodiment, by using the iron ore pellet manufacturing method in which the above T1 and T2 are equal to or higher than a predetermined temperature, it is possible to manufacture iron ore pellets that enable low-energy blast furnace operation.
〔鉄鉱石ペレット〕
本発明のさらに別の一態様に係る鉄鉱石ペレットは、高炉操業に用いられる自溶性の鉄鉱石ペレットである。当該鉄鉱石ペレット１は、微粉鉱石を造粒し、焼成して、あるいは結合剤を添加して強度の高い塊成鉱としたものであり、例えば上述の鉄鉱石ペレットの製造方法により製造することができる。
[Iron ore pellets]
The iron ore pellets according to yet another embodiment of the present invention are self-fluxed iron ore pellets for use in blast furnace operation. The
鉄鉱石ペレット１の製造において、鉱石原料に石灰石などのＣａＯ含有化合物を添加し、鉄鉱石ペレット１のＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を高めると、鉄鉱石ペレット１の被還元性が向上することが知られている。この知見に基づき、当該鉄鉱石ペレット１のＣａＯ／ＳｉＯ２質量比は０．８以上である。
In the production of
原料が鉄鉱石（酸化鉄）と石灰石（ＣａＯ含有化合物）である場合、焼成過程において、熱分解によって生成したＣａＯと酸化鉄との固相反応によって、カルシウムフェライト系化合物が生成され、同時にその接点で固相拡散接合によって結合していく。この結合は局所的なものであり、焼成前に存在していた微細気孔が焼成後も維持され、鉄鉱石ペレット１は、微細気孔が比較的均一に存在する多孔質体となる。
When the raw materials are iron ore (iron oxide) and limestone (CaO-containing compound), calcium ferrite compounds are produced during the firing process by a solid-phase reaction between the CaO produced by thermal decomposition and the iron oxide, and at the same time, they are bonded at their contact points by solid-phase diffusion bonding. This bonding is localized, and the micropores that existed before firing are maintained after firing, and the
高炉操業時には、この微細気孔に還元ガスが拡散侵入していくことで、鉄鉱石ペレット１の外表面から内部へと還元反応が進行していく。還元反応により酸化鉄から酸素が除去されることによって、既存の微細気孔の拡大と新規微細気孔の生成が進行すると同時に金属鉄が生成する。この金属鉄の凝集によって鉄鉱石ペレット１の外形が収縮していく過程において微細気孔は減少に転じる。その結果、鉄鉱石ペレット１の内部への還元ガスの拡散が抑制され、還元が停滞し易くなる。
During blast furnace operation, reducing gas diffuses into these micropores, causing a reduction reaction to progress from the outer surface of the
この還元停滞を抑制するには、金属鉄の凝集過程で微細気孔消失を抑制する高融点成分の添加が有効である。特に高融点成分であるＭｇＯ源としてドロマイトを添加し、鉄鉱石ペレット１のＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比を高めると、高い還元停滞抑制効果が得られることが知られている。この知見に基づき、当該鉄鉱石ペレット１のＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比は０．４以上である。
In order to suppress this reduction stagnation, it is effective to add a high melting point component that suppresses the disappearance of micropores during the aggregation process of metallic iron. In particular, it is known that a high reduction stagnation suppression effect can be obtained by adding dolomite as a source of MgO, which is a high melting point component, and increasing the MgO/ SiO2 mass ratio of the
当該鉄鉱石ペレット１は、自溶性である。このように当該鉄鉱石ペレット１を自溶性とすることで、還元された鉄の溶け落ちが促進され易い。なお、鉄鉱石ペレット１の自溶性は、副原料等により決まる。
The
当該鉄鉱石ペレット１は、下記式１で示される温度Ｔ２が１３５０℃以上である。
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・１
上記式１において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。
The
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 1
In the
また、当該鉄鉱石ペレット１は、下記式２で示される温度Ｔ１が１１００℃以上である。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・２
上記式２において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
Moreover, the
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 2
In the
＜利点＞
当該鉄鉱石ペレット１は、自溶性でＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を０．８以上とし、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比を０．４以上とするので、被還元性が高い。上記式１で求められるＴ１は、融着開始温度を精度よく近似するので、上記Ｔ１が上記下限以上であることは、鉄鉱石ペレットの融着開始温度が高いことを意味する。また、上記式２で求められるＴ２は、急速収縮温度を精度よく近似するので、上記Ｔ２が上記下限以上であることは、当該鉄鉱石ペレットの急速収縮温度が高いことを意味する。このため、上記Ｔ１又は上記Ｔ２のいずれかを所定温度以上である当該鉄鉱石ペレットを用いることで、低エネルギーの高炉操業を可能とする。
<Advantages>
The
さらに、上記温度Ｔ１が１１００℃以上であり、かつ上記温度Ｔ２が１３５０℃以上である当該鉄鉱石ペレットを用いることで、さらに低エネルギーの高炉操業を可能とする。 Furthermore, by using the iron ore pellets in which the temperature T1 is 1100°C or higher and the temperature T2 is 1350°C or higher, blast furnace operation can be performed with even lower energy.
［その他の実施形態］
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
[Other embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment.
上記鉄鉱石ペレットの製造方法の第１実施形態では、鉄鉱石ペレットをグレートキルン方式の製造装置を用いて製造する方法を説明したが、ストレートグレート方式の製造装置を用いて製造することもできる。ストレートグレート方式の製造装置では、グレート炉は、トラベリンググレートと、乾燥室と、離水室と、予熱室と、焼成室とを備え、グレート炉のみで塊成化工程が完了する。具体的には、乾燥室、離水室及び予熱室で、加熱用ガスによって生ペレットを乾燥、離水及び予熱し、焼成室で最後の焼成に至る。 In the first embodiment of the method for producing iron ore pellets, a method for producing iron ore pellets using a grate kiln-type production apparatus has been described, but it can also be produced using a straight grate-type production apparatus. In a straight grate-type production apparatus, the grate furnace is equipped with a traveling grate, a drying chamber, a water-release chamber, a preheating chamber, and a firing chamber, and the agglomeration process is completed using only the grate furnace. Specifically, the raw pellets are dried, water-released, and preheated by heating gas in the drying chamber, water-release chamber, and preheating chamber, and then finally fired in the firing chamber.
上記実施形態では、鉄鉱石ペレットの製造方法においてＴ１を１１００℃以上とし、かつＴ２を１３５０℃以上とする場合を説明したが、Ｔ１及びＴ２の両者を所定温度以上とすることは必須の構成要件ではない。Ｔ１を１１００℃以上とするのみ、あるいはＴ２を１３５０℃以上とするのみでも、高炉操業の低エネルギー化を図ることができる。 In the above embodiment, a case where T1 is 1100°C or higher and T2 is 1350°C or higher in the iron ore pellet manufacturing method has been described, but it is not an essential component that both T1 and T2 are set to a predetermined temperature or higher. Only by setting T1 to 1100°C or higher or T2 to 1350°C or higher, it is possible to reduce the energy required for blast furnace operation.
同様に、上記実施形態で説明した鉄鉱石ペレットについても、Ｔ１を１１００℃以上とし、かつＴ２を１３５０℃以上とすることは必須の構成要件ではない。Ｔ１のみが１１００℃以上であっても、あるいはＴ２のみが１３５０℃以上とするのみであっても、高炉操業の低エネルギー化を図ることができる。 Similarly, for the iron ore pellets described in the above embodiment, it is not essential that T1 is 1100°C or higher and T2 is 1350°C or higher. Even if only T1 is 1100°C or higher, or even if only T2 is 1350°C or higher, it is possible to reduce the energy required for blast furnace operation.
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
［Ｎｏ．１］
鉱石原料としての鉄鉱石と、副原料としての石灰石、ドロマイト及びベンナイトを準備した。ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比（Ｃ／Ｓ）、ＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比（Ｍ／Ｓ）がそれぞれ表１に示す値となるように、上記副原料を上記鉱石原料に配合し、混合原料を得た。
[No. 1]
Iron ore was prepared as the ore raw material, and limestone, dolomite and bentonite were prepared as auxiliary raw materials. The CaO/ SiO2 mass ratio (C/S) and MgO/ SiO2 mass ratio (M/S) were as shown in Table 1. The auxiliary material was mixed with the ore material so as to obtain a mixed material.
上記混合原料をボールミル粉砕機で粉砕した後、ディスクペレタイザ造粒機に粉砕原料を投入し、水分を添加しつつ転動させ、粒径１０ｍｍ以上１２ｍｍ以下に造粒し、生ペレットを作製した。 The above mixed raw material was pulverized in a ball mill pulverizer, and then the pulverized raw material was fed into a disk pelletizer granulator, where it was rolled while adding moisture, granulated to a particle size of 10 mm to 12 mm, and raw pellets were produced.
上記生ペレットをグレート炉に入れて、高温空気を加熱用ガスとして生ペレットを加熱して乾燥及び予備焼成した。予熱焼成した予熱ペレットをキルン炉に入れて加熱し、Ｎｏ．１の鉄鉱石ペレットを得た。 The raw pellets were placed in a grate furnace, and the raw pellets were heated using high-temperature air as the heating gas, dried, and pre-calcined. The pre-calcined pellets were placed in a kiln furnace and heated to obtain No. 1 iron ore pellets.
このＮｏ．１の鉄鉱石ペレットのＴＦｅ、ＦｅＯ、気孔率、融着開始温度及び急速収縮温度の実測値、並びに上述の式２及び式１に基づくＴ１、Ｔ２の値は表１に示すとおりであった。なお、実測値は、荷重還元試験により求めた。融着開始温度は、収縮率が１０％となる温度を算出した。また、急速収縮温度は、最大圧損を示す温度から溶け落ち終了（収縮率１００％）までの温度範囲で、最初に収縮率が１％／分以上となる温度とした。
The measured values of TFe, FeO, porosity, fusion start temperature, and rapid shrinkage temperature of this iron ore pellet No. 1, as well as the values of T1 and T2 based on the above-mentioned
［Ｎｏ．２］
Ｃ／Ｓ及びＭ／Ｓを表１に示す値となるように、混合原料を調整した以外は、Ｎｏ．１と同様にして、Ｎｏ．２の鉄鉱石ペレットを得た。得られた鉄鉱石ペレットの各緒言は表１に示すとおりである。
[No. 2]
No. 2 iron ore pellets were obtained in the same manner as No. 1, except that the mixed raw material was adjusted so that the C/S and M/S values were as shown in Table 1. The characteristics of the pellets are shown in Table 1.
［Ｎｏ．３］
Ｎｏ．１及びＮｏ．２の鉄鉱石ペレットでは、実測値も推定値（Ｔ１、Ｔ２）も融着開始温度は１１００℃未満であり、急速収縮温度は１３５０℃未満である。そこで、Ｔ１を１１００℃以上、Ｔ２を１３５０℃以上となるようにＴＦｅ、ＦｅＯ、Ｃ／Ｓ、Ｍ／Ｓを表１に示す値に調整して、Ｎｏ．３の鉄鉱石ペレットを得た。得られた鉄鉱石ペレットの各緒言は表１に示すとおりである。
[No. 3]
In the iron ore pellets No. 1 and No. 2, both the measured and estimated values (T1, T2) show that the fusion start temperature is less than 1100° C., and the rapid shrinkage temperature is less than 1350° C. Therefore, T1 is set to 1100° C. The TFe, FeO, C/S, and M/S were adjusted to the values shown in Table 1 so that the temperature was 100° C. or higher and T2 was 1,350° C. or higher, and iron ore pellet No. 3 was obtained. The characteristics of the pellets are shown in Table 1.
［Ｎｏ．４］
Ｎｏ．４の鉄鉱石ペレットでは、Ｎｏ．１の鉄鉱石ペレットに対し、気孔率を５％低減しつつ、融着開始温度を１１００℃以上、急速収縮温度を１３５０℃以上とすることを企図した。気孔率を５％程度低減するため、鉱石及び副原料を粉砕し、ブレーン指数による比表面積が１．８倍から２．２倍である粒度の原料を用意した。その粉砕原料を用いて、Ｔ１を１１００℃以上、Ｔ２を１３５０℃以上となるようにＴＦｅ、ＦｅＯ、Ｃ／Ｓ、Ｍ／Ｓを表１に示す値に調整して、Ｎｏ．４の鉄鉱石ペレットを得た。得られた鉄鉱石ペレットの各緒言は表１に示すとおりである。
[No. 4]
The iron ore pellet No. 4 was designed to reduce the porosity by 5% compared to the iron ore pellet No. 1, while setting the fusion start temperature at 1100°C or higher and the rapid shrinkage temperature at 1350°C or higher. In order to reduce the porosity by about 5%, the ore and auxiliary materials were crushed to prepare raw materials with a particle size that had a specific surface area of 1.8 to 2.2 times the Blaine index. The TFe, FeO, C/S, and M/S were adjusted to the values shown in Table 1 so that T1 was 1100° C. or higher and T2 was 1350° C. or higher, and iron ore pellet No. 4 was obtained. The characteristics of the iron ore pellets are shown in Table 1.
上述のようにＴ１、Ｔ２の推定式を用いていないＮｏ．１、Ｎｏ．２の鉄鉱石ペレットでは、融着開始温度は１１００℃未満であり、急速収縮温度も１３５０℃未満である。これに対し、Ｔ１、Ｔ２の推定式を用いて融着開始温度が１１００℃以上、急速収縮温度が１３５０℃以上となるように各パラメータを調整したＮｏ．３、Ｎｏ．４の鉄鉱石ペレットでは融着開始温度が１１００℃以上であり、急速収縮温度も１３５０℃以上である。このように本発明の鉄鉱石ペレットの製造方法を用いることで、これまで実現できていなかった融着開始温度及び急速収縮温度が高い鉄鉱石ペレットを初めて得られることが分かる。 As described above, in the iron ore pellets No. 1 and No. 2, which do not use the estimation formulas for T1 and T2, the fusion start temperature is less than 1100°C and the rapid shrinkage temperature is also less than 1350°C. In contrast, in the iron ore pellets No. 3 and No. 4, in which the parameters are adjusted using the estimation formulas for T1 and T2 so that the fusion start temperature is 1100°C or higher and the rapid shrinkage temperature is 1350°C or higher, the fusion start temperature is 1100°C or higher and the rapid shrinkage temperature is 1350°C or higher. In this way, it can be seen that by using the manufacturing method for iron ore pellets of the present invention, it is possible to obtain iron ore pellets with high fusion start temperatures and rapid shrinkage temperatures that have not been realized until now.
本発明の鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法は、融着開始温度又は急速収縮温度が高温であることを判断可能である。この鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法を利用する本発明の鉄鉱石ペレットの製造方法は、融着開始温度又は急速収縮温度が高温である鉄鉱石ペレットを製造できる。また、本発明の鉄鉱石ペレットは、融着開始温度又は急速収縮温度が高温である。 The method for determining high-temperature properties of iron ore pellets of the present invention can determine whether the fusion start temperature or rapid shrinkage temperature is high. The method for manufacturing iron ore pellets of the present invention, which utilizes this method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, can manufacture iron ore pellets with a high fusion start temperature or rapid shrinkage temperature. In addition, the iron ore pellets of the present invention have a high fusion start temperature or rapid shrinkage temperature.
１ 鉄鉱石ペレット
２ 製造装置
３ パンペレタイザ
４ グレート炉
４１ トラベリンググレート
４２ 乾燥室
４３ 離水室
４４ 予熱室
４５ バーナ
５ キルン
６ アニュラクーラ
６１ 通風装置
Ｐ 生ペレット
Ｈ 予熱ペレット
Ｇ１ 加熱用ガス
Ｇ２ 燃焼排ガス
Ｇ３ 冷却ガス
Ｃ 煙突
Claims (10)
融着開始温度Ｔ１としての下記式１又は急速収縮温度Ｔ２としての下記式２を用いる鉄鉱石ペレットの高温性状判定方法。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。 A method for determining high-temperature properties of self-fluxed iron ore pellets used in blast furnace operation, the pellets having a CaO/ SiO2 mass ratio of 0.8 or more and a MgO/ SiO2 mass ratio of 0.4 or more, comprising:
A method for determining high-temperature properties of iron ore pellets using the following formula 1 as the fusion start temperature T1 or the following formula 2 as the rapid shrinkage temperature T2.
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the above formula 1, Po is the porosity [%] of the iron ore pellet, and FeO is the ratio [mass %] of FeO to the iron ore pellet.
In the above formula 2, C/S is the CaO/ SiO2 mass ratio of the iron ore pellet, M/S is the MgO/ SiO2 mass ratio of the iron ore pellet, and TFe is the proportion of total iron to the iron ore pellet [mass%].
ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上となるように、ＣａＯ及びＭｇＯを含む副原料を鉱石原料に配合する原料配合工程と、
上記原料配合工程で得られた混合原料から生ペレットを造粒する造粒工程と、
上記生ペレットに強度を付与する塊成化工程と
を備え、
下記式１で示される温度Ｔ１を１１００℃以上、又は下記式２で示される温度Ｔ２を１３５０℃以上とする鉄鉱石ペレットの製造方法。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１
Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。 1. A method for producing self-fluxed iron ore pellets for use in blast furnace operations, comprising:
A raw material blending step of blending an auxiliary material containing CaO and MgO with an ore raw material so that the CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more;
A granulation step of granulating raw pellets from the mixed raw material obtained in the raw material blending step;
and an agglomeration step for imparting strength to the green pellets.
A method for producing iron ore pellets, wherein the temperature T1 represented by the following formula 1 is 1100°C or higher, or the temperature T2 represented by the following formula 2 is 1350°C or higher.
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1
T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the above formula 1, Po is the porosity [%] of the iron ore pellet, and FeO is the ratio [mass %] of FeO to the iron ore pellet.
In the above formula 2, C/S is the CaO/ SiO2 mass ratio of the iron ore pellet, M/S is the MgO/ SiO2 mass ratio of the iron ore pellet, and TFe is the proportion of total iron to the iron ore pellet [mass%].
焼成温度によりＦｅＯ量を調整する請求項３又は請求項４に記載の鉄鉱石ペレットの製造方法。 The strength is imparted in the agglomeration step by firing the green pellets,
The method for producing iron ore pellets according to claim 3 or 4, wherein the amount of FeO is adjusted by the firing temperature.
上記原料配合工程で、ＦｅＯ量を調整する請求項３に記載の鉄鉱石ペレットの製造方法。 The auxiliary materials include calcium ferrite minerals, magnesium ferrite minerals, and binders;
The method for producing iron ore pellets according to claim 3, wherein the amount of FeO is adjusted in the raw material blending step.
ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．８以上で、かつＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比が０．４以上であり、
下記式１で示される温度Ｔ１が１１００℃以上、又は下記式２で示される温度Ｔ２が１３５０℃以上である鉄鉱石ペレット。
Ｔ１＝１１５５－０．０９５×Ｐｏ２＋１５×ＦｅＯ０．５ ・・・１Ｔ２＝２２０×Ｃ／Ｓ＋１３．１×Ｍ／Ｓ－２３．１３×ＴＦｅ＋２６００ ・・・２
上記式１において、Ｐｏは鉄鉱石ペレットの気孔率［％］、ＦｅＯは鉄鉱石ペレットに対するＦｅＯの割合［質量％］である。
上記式２において、Ｃ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＣａＯ／ＳｉＯ２質量比、Ｍ／Ｓは鉄鉱石ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２質量比、ＴＦｅは鉄鉱石ペレットに対する総鉄分の割合［質量％］である。 1. Self-fluxed iron ore pellets for use in blast furnace operations, comprising:
The CaO/ SiO2 mass ratio is 0.8 or more and the MgO/ SiO2 mass ratio is 0.4 or more;
An iron ore pellet having a temperature T1 represented by the following formula 1 of 1100°C or higher, or a temperature T2 represented by the following formula 2 of 1350°C or higher.
T1 = 1155 - 0.095 x Po2 + 15 x FeO0.5 ... 1 T2 = 220 x C/S + 13.1 x M/S - 23.13 x TFe + 2600 ... 2
In the above formula 1, Po is the porosity [%] of the iron ore pellet, and FeO is the ratio [mass %] of FeO to the iron ore pellet.
In the above formula 2, C/S is the CaO/ SiO2 mass ratio of the iron ore pellet, M/S is the MgO/ SiO2 mass ratio of the iron ore pellet, and TFe is the proportion of total iron to the iron ore pellet [mass%].
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022172312A JP2024064028A (en) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | Method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, method for manufacturing iron ore pellets, and iron ore pellets |
| PCT/JP2022/043576 WO2024089903A1 (en) | 2022-10-27 | 2022-11-25 | Method for determining high temperature properties of iron ore pellets, method for producing iron ore pellets, and iron ore pellets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022172312A JP2024064028A (en) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | Method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, method for manufacturing iron ore pellets, and iron ore pellets |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024064028A true JP2024064028A (en) | 2024-05-14 |
Family
ID=90830415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022172312A Pending JP2024064028A (en) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | Method for determining high-temperature properties of iron ore pellets, method for manufacturing iron ore pellets, and iron ore pellets |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024064028A (en) |
| WO (1) | WO2024089903A1 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5526690B2 (en) * | 1973-06-29 | 1980-07-15 | ||
| JPS63219534A (en) * | 1987-03-09 | 1988-09-13 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of self-fluxing pellet |
| JPH03247723A (en) * | 1990-02-22 | 1991-11-05 | Kobe Steel Ltd | Iron ore pellet |
| JP4630304B2 (en) * | 2007-05-08 | 2011-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | Self-fluxing pellets for blast furnace and manufacturing method thereof |
| JP4418836B2 (en) * | 2007-12-20 | 2010-02-24 | 株式会社神戸製鋼所 | Self-fluxing pellets for blast furnace and manufacturing method thereof |
| JP5064330B2 (en) * | 2008-08-11 | 2012-10-31 | 新日本製鐵株式会社 | Method for producing reduced iron and pig iron |
-
2022
- 2022-10-27 JP JP2022172312A patent/JP2024064028A/en active Pending
- 2022-11-25 WO PCT/JP2022/043576 patent/WO2024089903A1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024089903A1 (en) | 2024-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2002322154B2 (en) | Iron ore briquetting | |
| AU2002322154A1 (en) | Iron ore briquetting | |
| AU2002325621A1 (en) | Iron ore briquetting | |
| AU2002328650A1 (en) | Iron ore briquetting | |
| JP2012528941A (en) | Method for producing aggregate for raw materials charged in blast furnace from metal oxide-containing fine material | |
| TWI729473B (en) | Manufacturing method of sinter | |
| JP2016125125A (en) | Granulated particle for carbonaceous material inner package for sinter ore production and method for production thereof, and method for production of sinter ore | |
| JP6460293B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
| WO2024089903A1 (en) | Method for determining high temperature properties of iron ore pellets, method for producing iron ore pellets, and iron ore pellets | |
| JPH02228428A (en) | Charging material for blast furnace and its production | |
| JP5786668B2 (en) | Method for producing unfired carbon-containing agglomerated mineral | |
| JP5454505B2 (en) | Method for producing unfired carbon-containing agglomerated blast furnace | |
| JP7424339B2 (en) | Raw material particles for producing agglomerates, method for producing raw material particles for producing agglomerates, agglomerates, method for producing agglomerates, and method for producing reduced iron | |
| WO2024069991A1 (en) | Method for producing iron ore pellets, and iron ore pellets | |
| WO2017221774A1 (en) | Method for manufacturing carbon-material-incorporated sintered ore | |
| JP2001262241A (en) | Method for producing sintered ore containing carbon | |
| JP2001271121A (en) | Method for producing sintered ore for blast furnace | |
| JPS60255935A (en) | Manufacture of briquette for iron manufacture | |
| JP2014025135A (en) | Method for producing non-fired carbon-containing agglomerated iron ore for blast furnace | |
| JPS586941A (en) | Production of uncalcined massive ore | |
| JPH05287391A (en) | Treatment of pellet for charging into blast furnace |