JP5516832B2 - 焼結鉱用原料粉の調整方法および焼結鉱用原料粉 - Google Patents
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Description
まず、10mm程度以下の粒径の鉄鉱石に対し、凝結材であるコークスや、石灰石などのCaO含有副原料、ニッケルスラグ等のSiO2含有副原料などを加えて混合し、これに適当な水分を加えて、ディスクペレタイザーなどで混合や造粒を行う。その後、得られたペレット状の焼結鉱用原料は、焼結機のパレット上に粉コークスと共に装入され、パレット上に焼結鉱用原料層が形成される。次いで、焼結鉱用原料層に対して表層部の固体燃料を介して着火が行われる。そして、空気の作用により、焼結鉱用原料層中の固体燃料が順次に燃焼し、焼結して、焼結ケーキとなる。その焼結ケーキは、破砕されて整粒されたのち、一定粒径以上のものが高炉用焼結鉱として高炉に送られる。
すなわち、焼結鉱は、鉄鉱石がフラックス、いわゆるCaOやSiO2などのスラグ成分と反応溶融し、塊状化し、ペレット化したものである。
加えて、前述したように、従来からの問題点である成品の歩留りや生産性の向上を図るという問題は依然として残っていた。すなわち、現在では、鉄鉱石の粒度のばらつきが大きいなかで、従来よりさらに焼結鉱の製造効率を向上させることが望まれているのである。
1.鉄鉱石原料と粉コークスと副原料とをディスクペレタイザーで混合、造粒した後、焼結機に装入して焼結することによって高炉用の焼結鉱を製造するに当たり、
上記鉄鉱石原料中の粒径:0.5mm以下の鉄鉱石原料質量(F)と、上記粉コークス中の粒径:0.5mm以下の粉コークス質量(C)との混合比率〔(C/F)×100〕を、7〜8%の範囲に調整する焼結鉱用原料粉の調整方法。
上記鉄鉱石原料中の粒径:0.5mm以下の鉄鉱石原料質量(F)と、上記粉コークス中の粒径:0.5mm以下の粉コークス質量(C)との混合比率〔(C/F)×100〕が7〜8%の範囲である焼結鉱用原料粉。
本発明は、鉄鉱石原料と粉コークスと副原料とをディスクペレタイザーで混合、造粒して、焼結鉱用原料粉とした後、この焼結鉱用原料粉を焼結機に装入して焼結することにより高炉用の焼結鉱を製造するものである。その際、特に、以下述べるように、鉄鉱石原料と粉コークスとをその粒径に着目して、適宜組み合わせることにより、焼結時の生産性、すなわち、以下の(1)式で求められる焼結パレット内の焼結鉱用原料粉の通気性(JPU指数:以下単に、JPUという)を高く維持することができる。なお、JPUは数値が大きいほど通気性が良いことを意味し、22以上程度が焼結鉱製造時の生産性の観点から良好とされる値である。
(JPU)=〔風量(m3/min)/焼成面積(m2)〕・〔層厚(mm)/負圧(mmAq)〕0.6 ・・・(1)
ここで、式中、
風量:ある焼結面積における焼結鉱用原料粉を通り抜ける風量、
焼成面積:上記の風量を測定した焼結鉱用原料粉の面積、
層厚:風量を測定した場所の焼結鉱用原料粉の層厚、
負圧:焼結鉱用原料粉下部の吸引部の気圧
をそれぞれ示す。なお、1mmAq=9806.38Paである。
なお、本発明に用いる鉄鉱石原料は、南米産ヘマタイト鉱石、北米産マグネタイト鉱、南米産マグネタイト鉱、豪州産ピソライト鉱石およびマラマンバ鉱石などが挙げられる。
上記混合比率が小さい、すなわち7未満の時は、粉コークス粒度に対して鉱石の粒度が大きいことを意味する。それ故、粉コークスの粒度が小さくなりすぎると、焼結速度は増加するものの、焼結溶融帯の幅も増加して熱間における通気性を悪化させる。一方、混合比率が大きい、すなわち8よりも大きい時は、粉コークスの粒度が粗粒化しており、造粒過程において、粉コークスを核粒子とする擬似粒子の生成が顕著となる。粉コークスを核粒子とする擬似粒子は、粉コークスの濡れ性が低いために、擬似粒子の強度が発現せず、焼結パレットへ装入されるまでのハンドリング過程で崩壊しやすく、その結果、焼結パレットへ装入される擬似粒子が細粒化し通気性を悪化させる。
従って、鉱石粒径に対する粉コークス粒径の適正範囲が存在することは明らかであるが、その範囲は、C/F×100の値で示すことができ、上述のとおり7〜8%である。なお、上記C/F×100の値の好適範囲は、7.2〜7.8%である。
また、その混合比率としては、焼結鉱中のCaO/SiO2(=塩基度)が2.0付近となる様に定められる。
すなわち、返し鉱を除く鉄鉱石原料中の粒径:0.5mm以下の鉄鉱石原料質量(F)と、上記粉コークス中の粒径:0.5mm以下の粉コークス質量(C)との混合比率〔(C/F)×100〕が7〜8%、好ましくは7.2〜7.8%の範囲となる焼結鉱用原料粉を得ることができるのである。
なお、上記において特に定めたもの以外、原料粉等の材料や使用設備、その運転条件等の製造方法は、常法に従えば良い。
以下に示す条件で、焼結鉱用原料粉を調整した。ついで、得られた焼結鉱用原料粉を用いて、下方吸引のドワイトロイド式焼結機に装入充填し焼結鉱を作製した。この焼結鉱用原料粉を焼結する際のJPUを調査し本発明の効果を確認した。
鉄鉱石原料
鉄鉱石原料の原単位:1100〜1200(kg/t−sr)
0.5mm以下の鉄鉱石原料の比率:20〜35(%対装入原料)
粉コークス
粉コークスの原単位:45〜50(kg/t−sr)
0.5mm以下の粉コークスの比率:30〜50(%対粉コークス)
混合比率〔(C/F)×100〕:6.5〜8.2%
副原料は、石灰石:6〜10(%対装入原料)
ディスクペレタイザー:7.2m径
これに対し、混合比率〔(C/F)×100〕が本発明の条件を満足しないものは、図1に示したとおり、JPUが19〜21程度、すなわち21以下でJPUに劣っていた。
本発明を実機に用いた場合の実施例について説明する。
通常焼結工程で使用する鉄鉱石原料は、原料ヤードにおいて自動サンプリングした後、日本工業規格JIS8706に従って粒度分布を測定した。
粉コークスに関しては、通常コークス工場で製造された塊コークスの篩下や、購入無煙炭を焼結工場にて受け入れ、操業に適した粒度分布になるまで粉砕して焼結工程で使用した。
粉砕は、ロッドミル、ケージミル、ボールミルなどの装置を用いた。ついで、粉砕後の粉コークスをベルトコンベア乗継部に設置されたサンプラーで採取し、その後、乾燥機で乾燥し、ロータップ式篩機にて粒度分布を測定した。
本発明に従い、入荷した鉄鉱石の粒度構成、すなわち0.5mm以下の存在比率に応じて、粉コークスの粉砕条件を調整し、粉コークス中の0.5mm以下の存在比率を変更した。
これに対し、混合比率〔(C/F)×100〕が本発明の条件を満足しないものは、表1に示したとおり、JPUが19〜21程度、すなわち21以下でJPUに劣っていた。
Claims (4)
- 鉄鉱石原料と粉コークスと副原料とをディスクペレタイザーで混合、造粒した後、焼結機に装入して焼結することによって高炉用の焼結鉱を製造するに当たり、
上記鉄鉱石原料中の粒径:0.5mm以下の鉄鉱石原料質量(F)と、上記粉コークス中の粒径:0.5mm以下の粉コークス質量(C)との混合比率〔(C/F)×100〕を、7〜8%の範囲に調整する焼結鉱用原料粉の調整方法。 - 前記混合比率〔(C/F)×100〕を、7.2〜7.8%の範囲とする請求項1に記載の焼結鉱用原料粉の調整方法。
- 鉄鉱石原料と粉コークスと副原料とからなる高炉用の焼結鉱用原料粉であって、
上記鉄鉱石原料中の粒径:0.5mm以下の鉄鉱石原料質量(F)と、上記粉コークス中の粒径:0.5mm以下の粉コークス質量(C)との混合比率〔(C/F)×100〕が7〜8%の範囲である焼結鉱用原料粉。 - 前記混合比率〔(C/F)×100〕が7.2〜7.8%の範囲である請求項3に記載の焼結鉱用原料粉。
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