JP3050493B2 - リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の製造方法 - Google Patents
リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の製造方法Info
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Description
料とする焼結鉱の製造方法に関するものである。
石に、石灰石等のCaO 含有副原料、珪石や蛇紋岩等のSi
O2含有副原料およびコークス等を混合して配合し、これ
に水分を加えて造粒する。造粒された配合原料を、下向
き吸引式焼結機のパレット上に装入し、ベッド表層部の
コークスに着火後、下方に向けて空気を吸引しながらコ
ークスを燃焼させ、その際の燃焼熱により配合原料層を
焼結して焼結ケーキを製造する。この焼結ケーキは、ク
ラッシャを用いて破砕され、さらにスクリーンにより整
粒され、たとえば粒径+5mmの焼結鉱を高炉への装入原
料として使用している。
品質のよい焼結鉱が要求され、焼結鉱の強度、被還元性
等が管理され、また焼結鉱製造コストの面から焼結鉱の
歩留りおよび生産性が重要な管理項目になっている。焼
結鉱の原料鉄鉱石としては、主として赤鉄鉱(ヘマタイ
ト:Fe2O3 )および磁鉄鉱(マグネタイト:Fe3O4 )等
が用いられているが、最近良質な鉄鉱石の産出量が減少
したことに伴いリモナイト系鉱石(Fe2O3 ・1/2〜5
H2O )を焼結操業で多量に使用する技術の確立が大きな
関心事となっている。
有しているため、これを焼結原料として使用する場合、
結晶水を分解、蒸発させる必要があり、焼成時の所要熱
量が増加するという問題がある。さらに粗粒であるゆえ
に下層部に偏積しやすく、これに関連して以下に説明す
るように焼結鉱品質、歩留りおよび生産性の低下を引き
起こすことが知られている。
〜500 ℃前後の温度で結晶水が分解・蒸発し、亀裂を発
生して多孔質的なものに変わる。さらに、温度が上昇し
て1200℃近傍になるとCaO とヘマタイトが反応して融液
が生成される。ここで鉱石が多孔質な場合には、その融
液は直ちに鉱石中の気孔中へと進入する。その際、酸化
鉄粒子同士は急速に分断されて一部は融液に溶け込み
(この現象を同化という)、粘度の高い融液を多量に生
成する。
内の融液生成帯の空隙が急速に閉塞されて通気性が悪化
し、その下層部ではコークスなどの炭材が燃焼できずに
焼きムラができて生産性、歩留りが低下する。そこで一
般に高炉に使用する焼結鉱の製造においてリモナイト系
鉱石を原料として多量配合する場合、焼結鉱の歩留り、
生産性、および品質の低下を防止するため、リモナイト
系鉱石を通常の製造ラインに乗せる前に予備造粒ライン
に乗せ、他の副原料等でリモナイト系鉱石をコーティン
グすることにより、融液との同化量を抑制して難通気性
層の形成を防止する方法が行われている(特開平5−25
556 号公報参照)。
号公報に開示されているリモナイト系鉱石を他の副原料
等でコーティングして使用するような方法は、予備造粒
を行う設備を持っていない場合には新たな造粒設備が必
要となり、設備投資に莫大な費用がかかるという問題が
あった。
新たな設備投資を行うことなく、原料配合条件の変更を
行うことにより、リモナイト系鉱石を原料として配合し
ても焼結鉱の生産性や歩留りや品質の低下を防止するこ
とができるリモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の製造
方法を提供することを目的とするものである。
鉱用原料として多量に配合するとパレットに装入した際
に下層部に偏積し、また融液と同化し易いために多量の
融液を生成して、その部分に難通気性層を形成する。こ
の難通気性層部分の Al2O3−SiO2− CaO− MgO系スラグ
の化学組成を分析した結果、融液の比粘度が他の部分に
比べて上昇していることが判明した。このことから難通
気性層が形成されるのは、粘度の高い融液が多量に生成
されるためであり、融液の粘度を下げて流動性を改善で
きれば難通気性層の形成を防止できるのではないかと考
えた。ここで Al2O3−SiO2− CaO− MgO系スラグの粘度
はFeO を添加することで低下させることができるため、
代表的なFeO 源であるミルスケール添加を考え、実機テ
ストによりその効果を確認した。この際、リモナイト系
鉱石の配合比10重量%に対してミルスケールを1重量%
以上配合すると生産性、歩留りの低下防止に有効である
ことを確認し、本発明を達成するに至ったものである。
本発明は、リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の製造
方法において、リモナイト系鉱石を増配合する際に、該
リモナイト系鉱石の配合比10重量%に対してミルスケー
ルを1重量%以上配合し、かつ該ミルスケールの配合比
が10重量%以下となるように配合した焼結原料を造粒
し、次いで焼結することを特徴とするリモナイト系鉱石
を原料とする焼結鉱の製造方法である。
石を増配合する際に、該リモナイト系鉱石を30重量%以
上配合することを特徴とする請求項1記載のリモナイト
系鉱石を原料とする焼結鉱の製造方法である。請求項3
記載の本発明は、リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱
の製造方法において、リモナイト系鉱石を増配合する際
に、リモナイト系鉱石配合比0重量%の場合に比べて焼
結鉱の歩留りが少なくとも1%低下した時点で、該リモ
ナイト系鉱石の配合比10重量%に対してミルスケールを
1重量%以上配合し、かつ該ミルスケールの配合比が10
重量%以下となるように配合した焼結原料を造粒し、次
いで焼結することを特徴とするリモナイト系鉱石を原料
とする焼結鉱の製造方法である。
原料として配合する際、リモナイト系鉱石の配合比10重
量%に対してミルスケールを1重量%以上配合すること
により、焼成時に生成する融液の粘度を低下させること
ができる。この結果難通気性層の形成を防止することが
でき、焼結鉱の生産性、歩留り、および品質を低下させ
ることなくリモナイト系鉱石を安定的に使用できる。
発明の作用、効果について説明する。結晶水の多いリモ
ナイト系鉱石は通常鉱石に比較して結晶水の分解・脱水
反応に余分の熱量が消費されるため、焼結に直接関与す
る熱が不足して焼結性が劣ることになる。焼結時の熱不
足を解決するには、結晶水の分解・脱水反応に要する熱
量をコークス量を増加することによって補償することも
考えられるが、リモナイト系鉱石の配合率60重量%にお
いて、結晶水の分解・脱水反応熱分をコークス配合量の
増加により補償した場合、図2に示すようにリモナイト
系鉱石の配合率が0%での焼結鉱歩留りから低下しその
約32%( 2.7%向上)しか回復しなかった。
が上昇するだけで歩留り低下を十分に補償できないこと
が判明した。一方、リモナイト系鉱石は結晶水が多く、
焼成する過程で約300 ℃から結晶水が分解・脱水して亀
裂を発生し、鉱石気孔率が高くなる。このため焼結原料
としてリモナイト系鉱石を多量配合すると反応界面が大
きくなり、その後に温度を1300℃まで上昇するとCaO と
ヘマタイト(Fe2O3 )が反応して急激に多量の融液を生
成する。
へのFe2O3 の溶融速度が促進され、融液中のFe2O3 /
(CaO +Fe2O3 )が高くなるため比粘性が上昇し、流動
距離が減少するので気孔径分布の幅が広くなる。またリ
モナイト系鉱石は粗粒のためベッドの下層部に偏析し、
下層部に通気の悪い層を生成する。したがってベッド下
層部に焼きムラを生成し、焼結鉱の歩留りを低下させる
原因となる。
にFeO を加えると融液粘性が低下することに着目し、Fe
O 源として高温下で鋼板の表面に生成した酸化鉄が圧延
時に剥離したミルスケールを焼結原料に配合することに
より通気性を確保する方法を提案するものである。さら
に焼結原料にミルスケールを配合するとミルスケール中
に含まれる酸化鉄(Fe3O4 )が焼結過程で再酸化され、
この際の反応熱によりリモナイト系鉱石の結晶水が分解
・脱水反応に要する熱量を補償することができるので焼
結鉱の品質向上の効果もある。
させるには、図4に示すようにリモナイト系鉱石の配合
比10重量%に対してミルスケールを1重量%以上を配合
することが肝要であり、これによってミルスケールを配
合しない場合に比較して焼結鉱の歩留りを向上すること
ができる。このようにリモナイト系鉱石10%に対するミ
ルスケール配合率を高めることで歩留りを向上すること
ができるが、ミルスケールは細粒であるために配合率を
高くし過ぎるとかえって通気性を阻害して生産性が低下
するのでミルスケールの最大配合率は10重量%とする。
を少量配合する場合に、リモナイト系鉱石10重量%に対
しミルスケールを1重量%以上配合するが、安価なリモ
ナイト系鉱石を多配合することが目的であるので、とく
に焼結原料の30重量%以上にリモナイト系鉱石を配合す
る場合に有効となる。また本発明は、リモナイト系鉱石
の増配合に際し、リモナイト系鉱石配合比0重量%の場
合に比べて焼結鉱の歩留りが少なくとも1%低下した時
点で、ミルスケールをリモナイト系鉱石の配合比10重量
%に対して1重量%以上配合するようにしてもよい。
は本発明を限定するものではなく、本発明の前述要旨に
基づき設計変更することは本発明の技術的範囲に包含さ
れるものである。表1の化学組成のリモナイト系鉱石お
よびヘマタイト系鉱石を用いて焼結原料を得た。
30重量%、ヘマタイト系鉱石を45〜52重量%、石灰粉を
16重量%とし、これにミルスケールを0重量%、3重量
%、6重量%配合すると共に、適量のコークス粉を混合
した3種類の配合焼結原料を順次切替て実機の下向き吸
引式焼結装置に装入する実験操業を試みた。すなわち、
リモナイト系鉱石を30重量%配合した焼結原料を有効火
格子面積410 m2 の下向き吸引式焼結装置に装入し、ベ
ッド層厚 700mmで操業を行った。この場合、リモナイト
系鉱石30重量%配合において操業の途中でミルスケール
0重量%、3重量%および6重量%配合した焼結原料に
切替えた場合の生産率(T/H・m2 )、コークス比
(kg/t −s)、FeO (重量%)歩留り(%)および篩
下発生率−5mm(%)の推移を、リモナイト系鉱石を配
合しない場合をベースとして図1に示す。
しない操業から、ミルスケール0重量%でリモナイト系
鉱石を30重量%配合した焼結操業に切替ると、この時は
結晶水対策としてコークス比をベースよりも2.0 kg/t
−s程度増加したにもかかわらず焼結鉱歩留りが1%程
度低下すると共に篩下発生率−5mm(%)が約0.5 %増
加するという悪い結果となった。
発明の条件に入る3重量%配合した操業に切替えたとこ
ろ、FeO (%)が上昇し、焼結鉱の歩留りが約82.5から
83.5%に向上すると共に篩下発生率−5mm(%)が約0.
5 %低下し、さらにミルスケール配合による酸化熱の補
償分としてコークス比を低下させることができる。また
本発明の条件を充足するミルスケールを6%に増加した
焼結操業によれば、焼結鉱歩留りをリモナイト系鉱石を
使用しない元のレベル84%に回復することができると共
に、篩下発生率−5mm%が4.5 %レベルまで低減でき
る。さらにコークス比は、最終的に44kg/t −s まで削
減された。前述ではFeO 源としてミルスケールを使用し
た場合について説明したがスクラップチップ等を配合し
てもよく、同等の効果が得られる。
価ではあるが結晶水の多いリモナイト系鉱石を焼結用原
料として配合する際に、リモナイト系鉱石の配合比10重
量%に対してミルスケールを1重量%以上配合すること
により、焼結鉱の生産性、歩留りおよび品質を低下させ
ることなくリモナイト系鉱石を安定的に使用できる。
コークス比(kg/t −s)、FeO (%)、歩留り
(%)、−5mm(%)について示す線図である。
歩留り(%)とコークス増配合との関係を示す線図であ
る。
低下の理由を示すフロー図である。
ル配合率(重量%)の関係を示す線図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の
製造方法において、リモナイト系鉱石を増配合する際
に、該リモナイト系鉱石の配合比10重量%に対してミル
スケールを1重量%以上配合し、かつ該ミルスケールの
配合比が10重量%以下となるように配合した焼結原料を
造粒し、次いで焼結することを特徴とするリモナイト系
鉱石を原料とする焼結鉱の製造方法。 - 【請求項2】 リモナイト系鉱石を増配合する際に、該
リモナイト系鉱石を30重量%以上配合することを特徴と
する請求項1記載のリモナイト系鉱石を原料とする焼結
鉱の製造方法。 - 【請求項3】 リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の
製造方法において、リモナイト系鉱石を増配合する際
に、リモナイト系鉱石配合比0重量%の場合に比べて焼
結鉱の歩留りが少なくとも1%低下した時点で、該リモ
ナイト系鉱石の配合比10重量%に対してミルスケールを
1重量%以上配合し、かつ該ミルスケールの配合比が10
重量%以下となるように配合した焼結原料を造粒し、次
いで焼結することを特徴とするリモナイト系鉱石を原料
とする焼結鉱の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6201808A JP3050493B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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Country | Link |
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- 1994-08-26 JP JP6201808A patent/JP3050493B2/ja not_active Expired - Fee Related
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滝平憲治、藤井紀文、大山伸幸,"高結晶水鉱石配合時の融液性状の改善",材料とプロセス,社団法人日本鉄鋼協会,平成6年3月2日,Vol.7(1994)No.1,p.133 |
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---|---|
JPH0867919A (ja) | 1996-03-12 |
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