JP2589627B2 - ピソライト鉄鉱石を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法 - Google Patents
ピソライト鉄鉱石を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法Info
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Description
として高炉製銑用焼結鉱を製造する方法に関する。
以下のようにして製造されるのが一般的である。まず、
約10mm以下の鉄鉱石粉に石灰石、ドロマイト、転炉
スラグなどの含CaO副原料(CaO系副原料と呼
ぶ)、蛇紋岩、珪石、かんらん岩などの含SiO2 副原
料(SiO2 系副原料と呼ぶ)、およびコークス粉、無
煙炭などの炭材、さらに適量の水分を加えて混合、造粒
する。こうして擬似粒化した配合原料(擬似粒子)を火
格子移動式の焼結機パレット上に500mm前後の高さ
に充填し、充填ベッド表層部の炭材に点火し、下方に向
けて空気を吸引しながら炭材を燃焼させてそのときに発
生する燃焼熱によって配合原料を焼結し、焼結ケーキを
破砕、整粒して3〜5mm以上の粒子を成品焼結鉱とし
て高炉に装入する。なお、高炉装入原料として不適な粉
の焼結鉱は返鉱と呼ばれ、焼結鉱の原料として戻され
る。
質の焼結鉱が要求され、冷間強度、被還元性、耐還元粉
化性などの品質が厳しく管理されている。また、焼結鉱
のコストの面から、歩留(成品焼結鉱/焼結ケーキ)の
高いことが要望されている。
質なヘマタイト鉱石は枯渇の方向にあり、現状の生産が
続くと主要鉱山は2000年早々にも掘り尽くしてしま
うと予測されている。一方、鉄鉱石の一種にピソライト
鉄鉱石として分類されるSiO2 が4.5〜6%の鉄鉱
石がある。その代表が豪州のローブリバー、ヤンディク
ージといった銘柄の鉱石である。これらの鉄鉱石の鉱床
の埋蔵量は莫大で、かつ採掘のために取り除く低品位の
部分(剥土比)が少ないので採掘費用が安く、供給が安
定している特長がある。従って、本鉱石を多量に使用で
きれば、コスト低減など経済的効果ばかりでなく、資源
の有効活用といった大きな意義がある。
3 )粒子をゲーサイト(Fe2 O3・H2 O)が取り囲
んだいわゆる魚卵状構造をしているため、いくつかの問
題を抱えている。すなわち、加熱過程において結合水の
分解が起こり、ゲーサイト部に選択的に大きな亀裂が発
生する。その結果、まず鉱石が脆弱なものとなる。つぎ
に、副原料と鉄鉱石の反応によって融液が発生すると、
その融液が亀裂の中へ急速に浸入し、融液部には大きな
気孔が生成し、焼結体の強度を低下させ、焼結操業で言
う歩留、冷間強度の低下を引き起こすことになる。この
ため、ピソライト鉄鉱石使用量を増せないのが現状であ
る。先に述べたように、ピソライト鉄鉱石多量使用焼結
法の開発は資源の有効利用およびコスト低減から意義が
大きい。
の基本は、多量融液の上記亀裂内への急速な浸入を抑制
することにつきる。発明者らはこの融液の急激な浸入を
抑制する方法として、例えば、特願平2−115730
号で鉱石周囲の表面に特殊な組成の保護層を形成する方
法を、特願平3−146481号および特願平3−30
3854号で粘性の高い融液を形成させる方法を明らか
にしてきた。しかし、これらの方法では、特殊な副原
料、さらには予備造粒設備あるいは焼結機への特殊な原
料の偏析装入設備を必要とする欠点がある。さらに、本
発明者らは特願平4−58813号でこれらの特殊な設
備を必要としない方法、すなわち含有SiO2 mass
%が1.5%以下の鉄鉱石と低アルミナ鉄鉱石とを組み
合わせて焼結する方法を明らかにしたが、これは極めて
高品位の鉄鉱石を必要とする問題がある。
号と同じ基本概念で、ピソライト鉄鉱石周囲に存在する
時々刻々の融液量そのものをごく少量に制限できる条件
についてさらに追求し、特願平4−58813号よりも
鉄鉱石資源の拡大ができ、かつ既存の焼結機に適用でき
る本発明の方法を見出した。
に使用でき、特殊な設備を必要としない焼結法の確立は
極めて重要であり、本発明はそれらにかなったピソライ
ト鉄鉱石の焼結法を提供するものである。
りである。
3.5mass%以下の高品位鉄鉱石(以下、高品位鉄
鉱石と略称)とを返鉱以外の鉄含有原料とし、かつ両鉄
鉱石中の1mm以下の粉中の高品位鉄鉱石/(ピソライ
ト鉄鉱石+高品位鉄鉱石)の質量比が0.5〜1.0と
なるように配合することを特徴とするピソライト鉄鉱石
を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法。
Al2 O3 /SiO2 の質量比が0.3以下の鉄鉱石
(以下、低アルミナ鉄鉱石と略称)で配合鉄原料中1m
m以下の粉中の低アルミナ鉄鉱石/(高品位鉄鉱石+低
アルミナ鉄鉱石)の質量比が0.2〜0.6となるよう
に代替することを特徴とする前記のピソライト鉄鉱石
を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法。
の80%以上となるように配合することを特徴とする前
記またはのピソライト鉄鉱石を原料とする高炉製銑
用焼結鉱の製造法。
く説明する。
実存の融液をごく少量に抑える。その基本原理は、特願
平4−58813号で明らかにしたように、ピソライト
粒子の周囲に針状のカルシュウム・フェライト(形態が
幅10ミクロン以下の針状であり、以後、針状CFと略
記する)を生成させることである。
CFを生成させることが重要と考え、1200〜125
0℃の比較的低温で融液が活発に生成する粒度範囲につ
いて通常の配合原料のCaO/SiO2 で、即ち1.5
〜2.5の条件で調査した結果、1mm以下の微粉部分
に着目すればよいことが判明した。
鉱石中の1mm以下の微粉部の一部をSiO2 含有量の
異なる1mm以下の微粉鉱石と置換し、CaO/SiO
2 が通常焼結鉱の1.6〜2.2になるように調整した
焼結試験を行った。なお、ここで配合鉄鉱石の1mm以
下の粉中の代替鉱石/(ピソライト鉱石+代替鉱石)の
質量比を0,0.2,0.3,0.5,0.7,1.0
とし、配合原料中にコークス粉を4%添加した。
による成品歩留、生産率および焼結鉱冷間強度(JIS
落下強度(SI))改善効果は、代替鉄鉱石微粉のSi
O2含有率が3.5mass%以下で、かつ代替鉄鉱石
/(ピソライト鉄鉱石+代替鉄鉱石)の質量比が0.5
以上の場合に明瞭である。これが本発明の第一の手段で
ある。
粉中で、ピソライト鉄鉱石微粉の質量比率を0.5と
し、SiO2 含有率が3.5mass%以下の高品位鉄
鉱石微粉(1mm以下)をAl2 O3 /SiO2 が0.
3以下の低アルミナ鉄鉱石微粉(1mm以下)に置き換
えた焼結試験を行った。低アルミナ鉄鉱石中のAl2 O
3 /SiO2 が小さい方が改善効果はやや大きくなった
が、焼結鉱の塩基度が1.6〜2.2では本質的な傾向
は変わらなかったので、1.9の場合の結果を図2に示
した。なお、コークス添加量は4%とした。ここで、低
アルミナ鉄鉱石で置換したのは、特願平4−58813
号で詳述しているように、低アルミナ鉄鉱石は針状CF
を生成しやすい鉱石であるからである。ここで、1mm
以下の微粉中で低アルミナ鉄鉱石/(高品位鉄鉱石+低
アルミナ鉄鉱石)の質量比が0.2〜0.6の範囲で歩
留、冷間強度がさらに改善できることが明らかである。
これが本発明の第二の手段である。
などで高品位鉄鉱石あるいは低アルミナ鉄鉱石の量が不
足することが起こり得る。そこで、上記ピソライト鉄鉱
石と高品位鉄鉱石の配合原料、ならびにピソライト鉄鉱
石、高品位鉄鉱石および低アルミナ鉄鉱石の配合原料の
どの程度がAl2 O3 /SiO2 が0.3より大きい鉄
鉱石と代替できるか、図2中の原料Dを使用し、塩基度
1.9で焼結試験を行った結果が図3である。なお、塩
基度で傾向には大きな違いが無かった。本試験において
もコークス粉添加量は4%とした。図3より、代替率2
0%までは歩留が若干低下する程度で、冷間強度を維持
できることが判明した。これが本発明の第三の手段であ
る。
の調整を行ったが、1mmより大きな粒子の部分に高品
位鉄鉱石あるいは低アルミナ鉄鉱石を加えれば更に効果
が現れることは言うまでもない。
配合原料およびその焼結操業結果を示す。表2にはピソ
ライト鉄鉱石単銘柄(条件A)およびピソライト鉄鉱石
と高品位鉄鉱石を本発明法に従って組み合わせた場合の
焼結操業結果を示す。
産率および冷間強度が著しく低下するが、SiO2 が
3.5mass%以下の高品位鉄鉱石を本発明により配
合すると、表2の条件B、CおよびDのように現在の平
均的焼結操業成績以上の歩留、生産率、品質が得られ
た。
ass%以下の高品位鉄鉱石から成る原料中の高品位鉄
鉱石の一部をAl2 O3 /SiO2 の質量比が0.3以
下の低アルミナ鉄鉱石で本発明により代替して焼結した
場合の結果を示す。この場合も表1の通常の場合以上の
成績が得られた。
5mass%より高く、Al2 O3 /SiO2 が0.3
より大きい鉄鉱石で本発明により代替して焼結した場合
の結果を示す。歩留および生産率は表1の通常の原料の
場合とほぼ同等の成績が得られた。
焼結鉱の成品歩留、品質および生産率が低下するため問
題とされてきたピソライト鉄鉱石を多量に使用して、従
来と同様あるいはそれ以上の成績を得ることが可能にな
る。
である。豊富でかつ安価なピソライト鉄鉱石の多量使用
を可能とする本発明法はその資源的問題を解決でき、か
つ鉄のコスト低減に大きく寄与できる。
SiO2 含有率の異なる1mm以下の鉄鉱石微粉で代替
したときの焼結鍋試験結果で、両鉄鉱石の1mm以下の
微粉に占める代替鉄鉱石微粉の質量比率あるいは代替鉄
鉱石中のSiO2 mass%と生産率、成品歩留および
焼結鉱のJIS−SIの関係を示す図である。
iO2 が3.5mass%の高品位鉄鉱石微粉から成る
原料において、1mm以下の微粉中の高品位鉄鉱石微粉
の比率を0.5とし、さらにその高品位鉄鉱石微粉の一
部をAl2 O3 /SiO2 質量比が0.3以下の低アル
ミナ鉄鉱石微粉で代替した場合の代替率と成品歩留、焼
結鉱のJIS−SIの関係を示す図である。
鉄鉱石微粉および低アルミナ鉄鉱石微粉から成る原料に
おいて、1mm以下の微粉中のピソライト鉄鉱石の比率
を0.5とし、かつ同微粉中の低アルミナ鉄鉱石/(高
品位鉄鉱石+低アルミナ鉄鉱石)質量比を0.4に調整
した配合鉄原料をSiO2 が3.5よりも大きく、かつ
Al2 O3 /SiO2 質量比が0.3より大きな鉄鉱石
と代替した場合の代替率と成品歩留、焼結鉱のJIS−
SIの関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ピソライト鉄鉱石と含有SiO2 が3.
5mass%以下の高品位鉄鉱石(以下、高品位鉄鉱石
と略称)とを返鉱以外の鉄含有原料とし、かつ両鉄鉱石
中の1mm以下の粉中の高品位鉄鉱石/(ピソライト鉄
鉱石+高品位鉄鉱石)の質量比が0.5〜1.0となる
ように配合することを特徴とするピソライト鉄鉱石を原
料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法。 - 【請求項2】 配合鉄原料中の高品位鉄鉱石の一部をA
l2 O3 /SiO2の質量比が0.3以下の鉄鉱石(以
下、低アルミナ鉄鉱石と略称)で配合鉄原料中1mm以
下の粉中の低アルミナ鉄鉱石/(高品位鉄鉱石+低アル
ミナ鉄鉱石)の質量比が0.2〜0.6となるように代
替することを特徴とする請求項1記載のピソライト鉄鉱
石を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法。 - 【請求項3】 配合鉄原料を返鉱以外の鉄含有原料中の
80%以上となるように配合することを特徴とする請求
項1または2記載のピソライト鉄鉱石を原料とする高炉
製銑用焼結鉱の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4137634A JP2589627B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | ピソライト鉄鉱石を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4137634A JP2589627B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | ピソライト鉄鉱石を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05311251A JPH05311251A (ja) | 1993-11-22 |
JP2589627B2 true JP2589627B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=15203232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4137634A Expired - Lifetime JP2589627B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | ピソライト鉄鉱石を原料とする高炉製銑用焼結鉱の製造法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2589627B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP2002235121A (ja) * | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Nippon Steel Corp | 焼結鉱の製造方法 |
JP2005307253A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Jfe Steel Kk | 焼結鉱の製造方法 |
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JPH03193828A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Nippon Steel Corp | 焼結原料及び焼結鉱の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-01 JP JP4137634A patent/JP2589627B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH05311251A (ja) | 1993-11-22 |
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