JP6001485B2 - Method for producing sintered ore for iron making - Google Patents

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Description

本発明は、製鉄用焼結鉱の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a sintered ore for iron making.

従来より、高炉原料として、採掘された鉄鉱石だけでなく、粉鉱を焼成して得られる焼結鉱が用いられている。このような焼結鉱を製造する技術としては、以下の特許文献1〜7に示すように様々のものが開発されている。
特許文献1では、多種の鉱石と副原料を配合した焼結原料を焼結して焼結鉱を製造する方法において、焼結原料に配合する鉱石の50%以上をピソライト鉱石とし、他の鉱石をSiOを2%以上5%未満、かつ結合水を3%以上6%未満含有した鉱石、及び、ペレットフィードまたはSiOを2%未満含有した鉱石としている。なお、特許文献1には、ゲーサイトとしての組成(Fe・2HO)が開示されているが、ゲーサイトの組成はFe・HOであり誤記であると思われる。
Conventionally, not only iron ore mined but also sintered ore obtained by firing powder ore has been used as a blast furnace raw material. Various techniques for producing such sintered ore have been developed as shown in Patent Documents 1 to 7 below.
In Patent Document 1, in a method for producing a sintered ore by sintering a sintered raw material containing various ores and auxiliary materials, 50% or more of the ore to be mixed with the sintered raw material is pisolite ore, and other ores Ore containing 2% or more and less than 5% of SiO 2 and 3% or more and less than 6% of bound water, and pellet feed or ore containing SiO 2 of less than 2%. Patent Document 1 discloses a composition as a goethite (Fe 2 O 3 · 2H 2 O), but the composition of goethite is Fe 2 O 3 · H 2 O, which is erroneous. It is.

特許文献2では、鉄鉱石原料の30〜50%をピソライト鉱石とする焼結鉱製造方法において、ピソライト鉱石全体の70〜80%と、ピソライト鉱石を除く鉄鉱石原料,石灰石,蛇紋岩及びコークスとを造粒した後に、残りの20〜30%のピソライト鉱石を混合し、焼結機に装入して焼結している。
特許文献1、2の他に焼結鉱を製造する方法として特許文献3〜5に示すものがある。鉄鋼分野ではないが、水酸化鉄を原料として化粧品や塗料に用いられる着色顔料を製造する技術を開示するものとして特許文献6及び7に示すものがある。
In Patent Document 2, in a sintered ore production method in which 30 to 50% of iron ore raw material is pisolite ore, 70 to 80% of the whole pisolite ore, iron ore raw material excluding pisolite ore, limestone, serpentine and coke are used. The remaining 20-30% of pisolite ore is mixed and charged into a sintering machine for sintering.
In addition to Patent Documents 1 and 2, there are methods shown in Patent Documents 3 to 5 as methods for producing sintered ore. Although not in the steel field, Patent Documents 6 and 7 disclose techniques for producing color pigments used in cosmetics and paints using iron hydroxide as a raw material.

特開平10−245638号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-245638 特開平08−176688号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-176688 特開平05−098359号公報JP 05-098359 A 特開平05−105969号公報JP 05-105969 A 特開平04−080327号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-080327 特開2005−255500号公報JP 2005-255500 A 特開平10−204318号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-204318

特許文献1及び2は、水酸化鉄をFe・nHOで表したとき、その価数nが1.0以下である原料を用いて焼結鉱を製造する技術である。即ち、特許文献1及び2の技術で示されているように、焼結鉱を製造する分野では、価数nが1.0を超える水酸化鉄を用いて焼結鉱を製造するという考えは全くなかった。なお、その他の特許文献3〜5をみたとしても、同様に価数nが1.0を超える水酸化鉄を用いて焼結鉱を製造する技術は無い。なお、価数nが1.0を超える水酸化鉄を使用するという技術が特許文献6及び7に示されているものの、これらの技術は、製鉄用焼結鉱を製造する技術とは全く異なるものである。 Patent Documents 1 and 2 are techniques for producing sintered ore using a raw material having a valence n of 1.0 or less when iron hydroxide is represented by Fe 2 O 3 .nH 2 O. That is, as shown in the techniques of Patent Documents 1 and 2, in the field of producing sintered ore, the idea of producing sintered ore using iron hydroxide having a valence n exceeding 1.0 is There was nothing at all. In addition, even if other patent documents 3-5 are seen, there is no technique which manufactures a sintered ore using the iron hydroxide whose valence n exceeds 1.0 similarly. In addition, although the technique of using iron hydroxide whose valence n exceeds 1.0 is shown in Patent Documents 6 and 7, these techniques are completely different from the technique of manufacturing sintered ore for iron making. Is.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、従来、使用することができなかった劣質の鉄鉱石(価数nが1.0を超える水酸化鉄、言い換えれば超高結晶水含有鉱石)を高炉などの製鉄原料として使用することができるようにする製鉄用焼結鉱の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is an inferior iron ore (iron hydroxide with a valence n exceeding 1.0, in other words, an ultrahigh crystal water-containing ore that could not be used conventionally. It is an object of the present invention to provide a method for producing a sintered ore for iron making that can be used as a raw material for iron making such as a blast furnace.

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の超高結晶水含有鉱石を用いた製鉄用焼結鉱の製造方法は、Fe・nHOのnが1.0を超え4.0以下の水酸化鉄と、CaO源とを、CaO/Feのモル比が0.5を超え2.0未満となるように混合し、混合した混合物を他の焼結原料に対して2質量%以上30質量%未満を装入したものを焼結することにより、焼結鉱を製造することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
The method for producing a sintered ore for iron making using the ultra-high crystal water-containing ore according to the present invention includes Fe 2 O 3 .nH 2 O in which the n of iron exceeds 1.0 and is 4.0 or less, and a CaO source Are mixed so that the molar ratio of CaO / Fe 2 O 3 is more than 0.5 and less than 2.0, and the mixed mixture is 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to other sintering raw materials. A sintered ore is produced by sintering the charged material.

本発明によれば、従来、使用することができなかった劣質の鉄鉱石(価数nが1.0を超える水酸化鉄、言い換えれば超高結晶水含有鉱石)を高炉などの製鉄原料として使用することができる。   According to the present invention, inferior iron ore (iron hydroxide with a valence n exceeding 1.0, in other words, ultra-high crystal water-containing ore) that could not be used conventionally is used as a raw material for iron making such as a blast furnace. can do.

焼結を行ったときのヒートパターンを示す図である。It is a figure which shows a heat pattern when performing sintering. 生産率が2.3〜2.5(t/m/h)であるときの水酸化鉄のnと歩留との関係図である。It is a relationship figure of n of iron hydroxide when a production rate is 2.3-2.5 (t / m < 2 > / h), and a yield. 生産率が1.7〜1.9(t/m/h)であるときの水酸化鉄のnと歩留との関係図である。It is a related figure of n of iron hydroxide when a production rate is 1.7-1.9 (t / m < 2 > / h), and a yield. CaO−Fe二元系状態図である。It is a CaO-Fe 2 O 3 binary phase diagram. 焼結前後(焼成前後)の混合物と、焼結原料との結合状態を示した図である。It is the figure which showed the combined state of the mixture before and behind sintering (before and after baking), and a sintering raw material. 生産率が2.3〜2.5(t/m/h)であるときの混合物の配合量と歩留との関係図である。It is a related figure of the compounding quantity and yield of a mixture in case a production rate is 2.3-2.5 (t / m < 2 > / h). 生産率が1.7〜1.9(t/m/h)であるときの混合物の配合量と歩留との関係図である。It is a related figure of the compounding quantity and yield of a mixture in case a production rate is 1.7-1.9 (t / m < 2 > / h). 水酸化鉄、CaO源、混合物、その他の原料の関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship of iron hydroxide, a CaO source, a mixture, and other raw materials. 従来技術及び本発明に関し、その生産率と歩留との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the production rate and the yield regarding a prior art and this invention.

本発明の製鉄用焼結鉱の製造方法について説明する。
従来より、高炉では、その炉体の上部から製鉄用焼結鉱(単に焼結鉱ということがある)を含む装入物を装入し、下部から熱風を吹込んで、鉄鉱石(鉱石)の還元、溶解等の一連の反応を行わせることにより、銑鉄を製造している。この高炉は、装入物が炉内を上昇してくるガスと熱交換・還元反応を連続的に行う向流型反応装置である。そのため、高炉に装入する装入物、特に焼結鉱は、炉内におけるガスの通気を阻害しない耐粉化性(強度)と良好な被還元性を有していることが重要である。
The manufacturing method of the iron ore sintered ore of the present invention will be described.
Conventionally, in a blast furnace, an iron ore (or ore) containing iron ore is introduced from the upper part of the furnace body and hot air is blown from the lower part. Pig iron is produced by a series of reactions such as reduction and dissolution. This blast furnace is a counter-current reactor that continuously performs heat exchange / reduction reactions with the gas ascending in the furnace. For this reason, it is important that the charge to be charged into the blast furnace, particularly the sintered ore, has a dust resistance (strength) that does not impede gas passage in the furnace and good reducibility.

そこで、焼結鉱の製造過程において、カルシウムフェライト(以下、CF)を出来るだけ多量に合成し、焼結原料の粒子間にCF系の融液に起因する結合組織を形成することにより、強度と被還元性に優れた焼結鉱を製造することが可能となる。
高炉よりも上流の工程(製銑プロセスにおける焼結事前処理工程)では、例えば、パレットを無端ベルト状で構成したドワイトロイド式焼結機を用いて焼結鉱を製造している。
Therefore, in the manufacturing process of sintered ore, calcium ferrite (hereinafter referred to as CF) is synthesized as much as possible, and by forming a connective structure due to the CF-based melt between the particles of the sintering raw material, strength and It becomes possible to produce a sintered ore excellent in reducibility.
In the process upstream of the blast furnace (sintering pretreatment process in the iron making process), for example, a sintered ore is manufactured using a dwelloid-type sintering machine in which a pallet is configured in an endless belt shape.

このドロワイト式焼結機において、焼結鉱を製造するにあたっては、まず、焼結原料の供給側から成品(焼結鉱)排出側へ移動するパレットに、鉱石、固体燃料(コークス粉など)、副原料、その他からなる焼結原料を順次供給・充填して焼結原料層を形成する。そして、焼結原料層の上部に着火し、下向きに空気を通過させることにより、焼結原料層の下部に向けて燃焼を進め、成品排出側に至るまでに、焼結原料の焼成を完了させることによって行う。   In this droite-type sintering machine, when producing sintered ore, first, ore, solid fuel (such as coke powder), pallet moving from the raw material supply side to the product (sintered ore) discharge side, Sintering raw material layers are formed by sequentially supplying and filling sintering raw materials composed of auxiliary materials and others. And by igniting the upper part of the sintering raw material layer and allowing air to pass downward, the combustion proceeds toward the lower part of the sintering raw material layer, and the firing of the sintering raw material is completed before reaching the product discharge side. By doing.

ここで、焼結過程を見てみると、パレット上に装入された焼結原料には、凝結材と称せられる固体燃料(コークス粉)が含まれており、固体燃料に着火して、下部よりブロワーによって燃焼ガスを吸引することで、固体燃料の燃焼にともなうフレームは焼結原料層内を降下し、フレームの周囲及び下部では焼結原料は加熱昇温することになる。既にフレームが通過した部位は、上部より供給されるガスによって連続的に冷却される。焼結原料層において、パレット上に装入されてから排鉱されるまでの間でのある定点におけるヒートパターンは、図1に示すようになる。   Here, looking at the sintering process, the sintered raw material charged on the pallet contains solid fuel (coke powder) called a coagulant. When the combustion gas is further sucked by the blower, the frame accompanying the combustion of the solid fuel descends in the sintering material layer, and the sintering material is heated and heated around and below the frame. The part where the frame has already passed is continuously cooled by the gas supplied from above. In the sintering raw material layer, the heat pattern at a certain fixed point from when it is charged on the pallet until it is discharged is as shown in FIG.

一方、焼結原料中に含まれるCaO源は、焼結中に加熱昇温され、ある温度以上になると鉄鉱石とCaO源との固相反応によってCFの合成を開始し、CFの融点に達すると合成されたCFの一部が焼結原料の粒子間に融液として溶出する。その後の冷却過程ではこれが固化することにより、焼結原料を強固に結合する結合組織を形成する。
結合組織は融液として溶出したものが固化することで形成されるので、ヒートパターンが同じであれば、結合組織の形成が可能な時間は、既に固相反応で合成が開始されているCFが溶融し固化するまでの時間と考えられる。従来から、このヒートパターンを改良し、好適な結合組織の形成時間の延長を図る取組み、技術が報告されている。しかしながら、これらの先行技術は大掛かりな設備・プロセスの改造を伴うものである。
On the other hand, the CaO source contained in the sintering raw material is heated and heated during the sintering, and when the temperature exceeds a certain temperature, the synthesis of CF is started by the solid phase reaction between the iron ore and the CaO source, and reaches the melting point of CF. Then, a part of the synthesized CF is eluted as a melt between the particles of the sintering raw material. In the subsequent cooling process, this solidifies to form a connective structure that firmly bonds the sintered raw materials.
Since the connective tissue is formed by solidifying what is eluted as a melt, if the heat pattern is the same, the time during which connective tissue can be formed is the time when the CF that has already been synthesized by solid-phase reaction is used. It is thought to be the time from melting to solidification. Conventionally, an approach and a technique for improving the heat pattern and extending the formation time of a suitable connective tissue have been reported. However, these prior arts involve major modifications of equipment and processes.

本発明では、Fe・nHOの構造を有する水酸化鉄を焼結原料の一部として使用することとし、この水酸化鉄とCaO源とを混合することによってCFの合成(生成)を促進することとしている。水酸化鉄を用いて焼結を行った場合、図1に示したような焼結原料層による温度上昇に伴って、加熱昇温されていき、300℃付近で熱分解を開始する。このとき、水酸化鉄は、比表面積が拡大し、非常に活性に富んだ表面形状となる。このような表面形状の水酸化鉄に、CaO源を混合した場合、従来よりも低温で固相反応によるCFの合成が開始される。 In the present invention, iron hydroxide having a structure of Fe 2 O 3 .nH 2 O is used as a part of the sintering raw material, and the synthesis (generation of CF) is performed by mixing this iron hydroxide and a CaO source. ). When sintering is performed using iron hydroxide, the temperature is raised by heating as the sintering raw material layer as shown in FIG. 1 rises, and thermal decomposition starts at around 300 ° C. At this time, iron hydroxide has a specific surface area and a surface shape that is very active. When such a surface-shaped iron hydroxide is mixed with a CaO source, the synthesis of CF by a solid-phase reaction is started at a lower temperature than before.

即ち、従来と同じようなヒートパターンで焼結を行ったとしても、本発明のように水酸化鉄の鉱石とCaO源とを混合して焼結を進めることにより、早い段階から固相反応によってCFを合成することができ、固相反応によるCFの時間を長くすることができる。即ち、図1に示すように、従来では、例えば、図1の矢印BでCFの合成が開始されていたものを、本発明では、矢印Cの早い段階でCFの合成を開始することができる。   That is, even if sintering is performed with the same heat pattern as in the past, by mixing iron hydroxide ore and CaO source as in the present invention and proceeding with sintering, solid phase reaction can be performed from an early stage. CF can be synthesized, and the CF time by solid phase reaction can be lengthened. That is, as shown in FIG. 1, conventionally, for example, CF synthesis was started at arrow B in FIG. 1, but in the present invention, CF synthesis can be started at an early stage of arrow C. .

その結果、CFの溶解開始温度に達した時点(図1の区間Aに入る時点)で、従来よりも多量のCF系融液が溶出し、冷却時には従来よりも多量のCF系の結合組織を形成することができる。なお、区間Aは、結合組織の形成区間(CF系融液の溶出〜固化までの時間)を例示したものである。
上述したように、Fe・nHOの水酸化鉄と、CaO源とを混合することにより、CFの合成を早めて多量のCFを生成できると考えられるが、CFの合成を促進するためには、反応界面積が大きく表面の反応性が高い粒子であることが有利であると考え、どのような水酸化鉄が適しているか検証を行った。
As a result, when the CF melting start temperature is reached (when entering the section A in FIG. 1), a larger amount of CF-based melt is eluted than before, and a larger amount of CF-based connective tissue is formed during cooling. Can be formed. The section A is an example of a connective tissue formation section (time from elution of CF melt to solidification).
As described above, it is considered that a large amount of CF can be generated by mixing the iron hydroxide of Fe 2 O 3 .nH 2 O and the CaO source to accelerate the synthesis of CF, but promote the synthesis of CF. In order to achieve this, it was considered advantageous to use particles having a large reaction interfacial area and high surface reactivity, and verified what kind of iron hydroxide was suitable.

Fe・HO(n=1)である水酸化鉄は、ゲーサイト(geothite)と言われるものであるが、このゲーサイトを用いた場合は、図2及び図3に示すように、装入物の歩留が悪く、実質的にn=1であるゲーサイトを用いることはできない。また、n=0〜1である水酸化鉄は、n=1のゲーサイトと結合水を含まないFe(ヘマタイト)とから構成されていると考えられるが、この水酸化鉄を用いたとしても、ゲーサイトと同様に、装入物の歩留が向上しない。 Iron hydroxide that is Fe 2 O 3 .H 2 O (n = 1) is called goethite, and when this goethite is used, as shown in FIG. 2 and FIG. In addition, it is not possible to use a goethite with a low charge yield and substantially n = 1. Further, it is considered that n = 0 to 1 is composed of n = 1 goethite and Fe 2 O 3 (hematite) containing no bound water. Even if it is, the yield of the charge is not improved as in the game site.

一方、nが1を超える(n>1)の水酸化物を焼結に用いた場合、焼成する過程で結合水の分解に大きな熱量が必要であって焼成エネルギーが余分に必要であるため、水酸化鉄を焼結に用いることは好ましくないと考えられてきた。即ち、水酸化鉄を焼結原料粒子を構成する原料の一部に使用した場合、結合水の分解反応に伴う吸熱反応による熱不足及び分解時の水蒸気放出にともなう焼結鉱原料の粒子に発生する亀裂によって、粒子間の接触が不足し、更に、CFを形成するためのCaO源が必ずしも当該の水酸化鉄に近接して存在し難くなり、焼結原料の粒子内での固相状態でのCF合成が効率的に進まず、焼結鉱の結合組織の強度が低下し、歩留も低下すると考えられてきた。そのため、当然のことながら、nが1.0を超えるより結合水影響が強くなる水酸化鉄を、焼結原料を結合するための手段として使用することなど、従来では到底考えられなかった。   On the other hand, when a hydroxide having n of more than 1 (n> 1) is used for sintering, a large amount of heat is required for decomposition of the bound water in the process of firing, and extra firing energy is required. It has been considered undesirable to use iron hydroxide for sintering. In other words, when iron hydroxide is used as part of the raw material constituting the sintered raw material particles, it is generated in the sintered ore raw material particles due to heat shortage due to the endothermic reaction accompanying the decomposition reaction of bound water and the release of water vapor during decomposition. Due to the cracking, the contact between the particles is insufficient, and further, it becomes difficult for the CaO source for forming CF to be present in the vicinity of the iron hydroxide, and in a solid state in the particles of the sintering raw material. It has been considered that the synthesis of CF does not proceed efficiently, the strength of the connective structure of the sintered ore decreases, and the yield also decreases. For this reason, as a matter of course, it has never been conceived so far to use iron hydroxide, which has a stronger effect of bonding water than when n exceeds 1.0, as a means for bonding sintered raw materials.

しかしながら、発明者らは、従来の考えに捕らわれずに、nが1.0を超えてしまう水酸化鉄についても検証を続けた。その結果、nが1を超える(n>1)の水酸化物を焼結に用いた場合、図2及び図3に示すように、装入物の歩留を向上させることができることを見出した。
なお、水酸化鉄(水酸化鉄乃至は水酸化鉱)がFe・nHOと表記されることは、技術文献:「鉄鋼製造法、3−1原料、表3・1鉄鉱石の産状別性状一覧表、p163、日本鉄鋼協会著書、1972年4月10日発行、丸善株式会社」に示されているように当業者間では広く知られた事項である。また、水酸化鉄において、例えば、「講座・現代の金属学製錬編第1巻 鉄鋼製錬、社団法人日本金属学会編・発行 昭和54年第1刷 p98〜99」に示されているように、nの値は鉱物学的に4を超えることがないことが知られている。水酸化鉄のnは、化合水の量を表現する係数で、熱分析および化学分析により決定することができる。具体的には、価数は、化学分析による全鉄数tFe(JIS M8212 全鉄定量方法)、2価鉄(JIS M 8213 2価鉄定量方法)、FeO及び化合水(JIS M 8211 化合水定量方法)、CWの量により求める。価数nは、n=W/Hm×2で求める(ただし、Hm=tFe/55.85−FeO/71.85、W=CW/18である。)。
However, the inventors have continued to verify iron hydroxide whose n exceeds 1.0 without being caught by the conventional idea. As a result, it was found that when a hydroxide with n exceeding 1 (n> 1) is used for sintering, the yield of the charge can be improved as shown in FIGS. .
It should be noted that iron hydroxide (iron hydroxide or hydroxide ore) is expressed as Fe 2 O 3 .nH 2 O is technical literature: “Steel production method, 3-1 raw material, Table 3.1 iron ore. No. 4, 163, Japan Iron and Steel Institute book, published on April 10, 1972, Maruzen Co., Ltd., and is well known among those skilled in the art. Also, in iron hydroxide, for example, as shown in "Lecture: Modern Metallurgy, Volume 1 Steel Smelting, Japan Metallurgy Society, Issue 1 pp. Pp. 98-99" In addition, it is known that the value of n does not exceed 4 mineralogically. The n of iron hydroxide is a coefficient expressing the amount of compound water, and can be determined by thermal analysis and chemical analysis. Specifically, the valence is the total iron number tFe (JIS M8212 total iron determination method), divalent iron (JIS M8213 divalent iron determination method), FeO and compound water (JIS M8211 compound water determination by chemical analysis). Method) and the amount of CW. The valence n is obtained by n = W / Hm × 2 (however, Hm = tFe / 55.85-FeO / 71.85, W = CW / 18).

即ち、本発明では、Fe・nHOのnが1.0を超え4.0以下の水酸化鉄と、CaO源とを混合し、CFの生成を促進することとしている。
さて、上述した水酸化鉄と混合するCaO源は、生石灰CaO、消石灰Ca(OH)、石灰石CaCOである。水酸化鉄とCaO源との混合をするにあたっては、生石灰、消石灰、石灰石のいずれか1種類以上用いればよい。石灰石と消石灰は、加熱時に分解しCaOを生じる。また、生石灰、消石灰、石灰石を混合使用してもよい。なお、焼結鉱を製造するにあたって、特開2004−315277号公報に、石膏を使用する例が開示されているが、この方法では、不純物である硫黄を除いてCaOとする必要があり、脱硫プロセスが必要となるため、工業的に用いることが困難である。
In other words, in the present invention, iron hydroxide having n of Fe 2 O 3 .nH 2 O exceeding 1.0 and 4.0 or less is mixed with a CaO source to promote the formation of CF.
Now, the CaO sources mixed with the iron hydroxide described above are quick lime CaO, slaked lime Ca (OH) 2 , and limestone CaCO 3 . In mixing the iron hydroxide and the CaO source, any one or more of quick lime, slaked lime, and limestone may be used. Limestone and slaked lime decompose upon heating to produce CaO. Further, quick lime, slaked lime, and limestone may be mixed and used. In producing a sintered ore, JP 2004-315277 A discloses an example in which gypsum is used. However, in this method, it is necessary to remove Ca, which is an impurity, and desulfurization. Since a process is required, it is difficult to use industrially.

以上まとめると、焼結事前処理工程では、Fe・nHOのnが1.0を超え4.0以下の水酸化鉄とCaO源とを混合し、焼結時に、混合した混合物と、この混合物と異なる他の焼結原料とを焼成することとしている。
さて、上述したように、CFは、加熱昇熱時に水酸化鉄とCaO源との固相反応によって合成されるが、このCFを過不足無く十分に合成するためには、図4のCaO−Fe二元系状態図で示すように、液相線の下限温度を含む範囲Dにするとよい。即ち、水酸化鉄とCaO源とを混合するにあたって、混合物におけるCaOとFeとのモル比(CaO/Fe)を、0.5を超え2.0よりも小さくなるようにすれば良い。
In summary, in the sintering pretreatment step, the mixture of Fe 2 O 3 .nH 2 O in which iron hydroxide of n exceeding 1.0 and 4.0 or less and the CaO source are mixed and mixed at the time of sintering. And, this mixture is fired with another sintering raw material different from the mixture.
As described above, CF is synthesized by a solid phase reaction between iron hydroxide and a CaO source during heating and heating. In order to synthesize this CF without excess or deficiency, the CaO- As shown in the Fe 2 O 3 binary system phase diagram, the range D including the lower limit temperature of the liquidus may be set. That is, when mixing the iron hydroxide and the CaO source, the molar ratio of CaO to Fe 2 O 3 (CaO / Fe 2 O 3 ) in the mixture is more than 0.5 and less than 2.0. Just do it.

図5は、焼結前後(焼成前後)の混合物と、焼結原料との結合状態を示したものである。図5(a)に示すように、焼結前は、混合物1と、この混合物1と異なる他の焼結原料(他原料という)2とは、互いに別々の状態で存在している。図5(a)に示すように、混合物1が他原料2、2の間(焼結原料の粒子間)に入った状態で焼結が進むと、加熱昇熱時に混合物1から多量のCF(CF溶液)が溶出し、溶出したCF溶液は他原料2と同化して、焼結後には、図5(b)に示すように、強固な結合組織3によって他原料2同士を結合させる。   FIG. 5 shows the bonding state between the mixture before and after sintering (before and after firing) and the sintering raw material. As shown in FIG. 5A, before sintering, the mixture 1 and another sintered raw material (referred to as other raw material) 2 different from the mixture 1 exist in separate states. As shown in FIG. 5 (a), when sintering proceeds while the mixture 1 enters between the other raw materials 2 and 2 (between particles of the sintered raw material), a large amount of CF ( CF solution) is eluted, and the eluted CF solution is assimilated with the other raw material 2, and after sintering, the other raw materials 2 are bonded to each other by a strong connective structure 3 as shown in FIG.

このように、混合物から溶出されるCF溶液によって他原料同士を強固に結合するために、本発明では、混合物を他原料に対して2質量%以上30質量%未満を装入(混合)することとしている。
図6及び7に示すように、他原料に対する混合物の配合量が2質量%未満である場合、十分な量の結合組織を焼結原料層内で形成することができず、歩留は改善しない。即ち、他原料に対する混合物の混合が少ないと、他原料の粒子間に入った混合物の割合が全体の焼結原料層全体に比べて少量であるため、焼結原料槽全体の強度改善を得るには至らず、十分に歩留を向上させることができなかった。
As described above, in order to firmly bond other raw materials to each other by the CF solution eluted from the mixture, in the present invention, the mixture is charged (mixed) in an amount of 2% by mass to less than 30% by mass with respect to the other raw materials. It is said.
As shown in FIGS. 6 and 7, when the blending amount of the mixture with respect to the other raw materials is less than 2% by mass, a sufficient amount of connective structure cannot be formed in the sintered raw material layer, and the yield is not improved. . In other words, if the mixture of the other raw materials is small, the ratio of the mixture contained between the particles of the other raw materials is small compared to the entire sintered raw material layer. However, the yield could not be improved sufficiently.

他原料に対する混合物の配合量が2質量%以上にした場合、急激に歩留が向上する。混合物の装入量を2質量%から次第に増加させていくと、この混合物から溶出するCFの融液の総発生量は増大する。ある程度のCFの融液は結合組織として働き、他原料の結合に寄与するものの、結合組織として働かなかった余分なCFの融液は、焼結時に下向き通風の影響で焼結原料層の下部に移動するが、焼結原料層内の途中(例えば、中下層部の付近)で固化してしまい、ブロアを阻害する可能性がある。即ち、下向き通風によって移動するCFの融液が過剰である場合、焼結原料層を通過するガスが偏流し、所謂、焼けムラと呼ばれる不均一な焼結組織の生成割合が増大し、歩留が低下する虞がある。   When the blending amount of the mixture with respect to other raw materials is 2% by mass or more, the yield is rapidly improved. As the charging amount of the mixture is gradually increased from 2% by mass, the total amount of CF melt eluted from the mixture increases. Although a certain amount of CF melt acts as a connective structure and contributes to the bonding of other raw materials, the excess CF melt that did not work as a connective structure is located below the sintered raw material layer due to the downward ventilation during sintering. Although it moves, it may solidify in the middle of the sintering raw material layer (for example, in the vicinity of the middle lower layer portion), possibly inhibiting the blower. That is, when the CF melt moving by the downward air flow is excessive, the gas passing through the sintering raw material layer drifts, increasing the generation rate of the so-called non-uniform sintered structure called burn unevenness, and increasing the yield. May decrease.

図6及び7に示すように、他原料に対する混合物の配合量と歩留の状態を見てみると、他原料に対する混合物の配合量が2質量%を超えて30質量%未満では、歩留が向上するものの、混合物の配合量が30質量%を超えてしまうと、歩留が低下した。
以上まとめると、図8に示すように、まず、Fe・nHOのnが1.0を超え4.0以下の水酸化鉄と、CaO源とを混合する。水酸化鉄とCaO源とを混合するにあたっては、CaO/Feのモル比が0.5を超え2.0未満となるようにする。混合した混合物を他の焼結原料に対して2質量%以上30質量%未満を装入し焼結を行えば、CFの生成を促進することができ、焼結鉱の歩留を向上させることができる。
As shown in FIGS. 6 and 7, when looking at the blending amount of the mixture with respect to the other raw materials and the state of the yield, if the blending amount of the mixture with respect to the other raw materials is more than 2% by mass and less than 30% by mass, the yield is Although improved, the yield decreased when the blending amount of the mixture exceeded 30% by mass.
In summary, as shown in FIG. 8, first, iron hydroxide having n of Fe 2 O 3 .nH 2 O exceeding 1.0 and 4.0 or less is mixed with a CaO source. In mixing the iron hydroxide and the CaO source, the molar ratio of CaO / Fe 2 O 3 exceeds 0.5 and is less than 2.0. If the mixed mixture is charged with 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to other sintering raw materials and sintered, the formation of CF can be promoted and the yield of sintered ore can be improved. Can do.

表1〜8は、本発明の製鉄用焼結鉱の製造方法で焼結した実施例と、本発明とは異なる方法によって焼結を行った比較例とをまとめたものである。   Tables 1 to 8 summarize the examples sintered by the method for producing a sintered ore for iron making according to the present invention and comparative examples in which sintering was performed by a method different from the present invention.

実施例及び比較例では、試験用焼結機を用いて焼結を行った。この試験用焼結機は、直径が300mm、高さ350mmの焼結鍋であって、この焼結鍋は、鋼製で底面はグレーディング状であって、下方へ空気を吸引できるものである。焼結原料の成分目標は、SiO:7.0質量%、CaO:18.0質量%、Al:1.8質量%とし、擬似粒子平均粒度は約3mmとした。焼結原料である鉱石Aはハマスレー、鉱石Bはリオドセである。焼結試験では、水酸化鉄とCaO源(生石灰、消石灰、石灰石)との混合物、鉱石A、鉱石B、石灰石及びドロマイドを含む原料を水等を用いて混合造粒して、試験用焼結機に装入して、表面を点火バーナーにより着火し、空気を下方から吸引して、焼成した。また、火炎が試験用焼結機(焼結鍋)の底部まで到達すれば、終了し冷却した。焼結後、焼結ケーキを高さ2mから鉄板上に4回落下させて、4回落下させた後の5mm以上の焼結鉱の重量比率を歩留とした。即ち、粒径が5mm以上の焼結鉱の質量/焼結ケーキの質量によって歩留を求めた。また、生産率を、「生産率=粒径が5mm以上の焼結鉱の質量/焼結機の有効面積/焼結時間」により求めた。 In Examples and Comparative Examples, sintering was performed using a test sintering machine. This test sintering machine is a sintering pan having a diameter of 300 mm and a height of 350 mm, and this sintering pan is made of steel and has a grading bottom surface so that air can be sucked downward. The component target of the sintering raw material was SiO 2 : 7.0 mass%, CaO: 18.0 mass%, Al 2 O 3 : 1.8 mass%, and the pseudo particle average particle size was about 3 mm. Ore A which is a sintering raw material is Hamasley, and ore B is riodose. In the sintering test, raw materials including a mixture of iron hydroxide and a CaO source (quick lime, slaked lime, limestone), ore A, ore B, limestone, and dolomide are mixed and granulated using water or the like, and sintered for testing. It was inserted into the machine, the surface was ignited by an ignition burner, air was sucked from below and baked. When the flame reached the bottom of the test sintering machine (sintering pan), it was finished and cooled. After sintering, the sintered cake was dropped on the iron plate 4 times from a height of 2 m, and the weight ratio of the sintered ore 5 mm or more after being dropped 4 times was used as the yield. That is, the yield was determined by the mass of sintered ore having a particle size of 5 mm or more / the mass of sintered cake. The production rate was determined by “Production rate = mass of sintered ore having a particle size of 5 mm or more / effective area of the sintering machine / sintering time”.

焼結時間は、試験用焼結機で火炎が着火から最下層に到達するまでの時間とした。
実施例では、Fe・nHOのnが1.0を超え4.0以下の水酸化鉄とCaO源とを、CaO/Feのモル比が0.5を超え2.0未満となるように混合した。また、実施例では、混合物を他の焼結原料に対して2質量%以上30質量%未満を装入した。
The sintering time was defined as the time required for the flame to reach the lowest layer from ignition in a test sintering machine.
In the example, the Fe 2 O 3 · nH 2 O has an iron hydroxide and a CaO source in which n exceeds 1.0 and is 4.0 or less, and the molar ratio of CaO / Fe 2 O 3 exceeds 0.5. It mixed so that it might become less than 0.0. Moreover, in the Example, 2 mass% or more and less than 30 mass% of the mixture with respect to the other sintering raw material were charged.

一方、比較例は、水酸化鉄(Fe・nHO)の価数n、CaO/Feのモル比、混合物の他の焼結原料に対する配合量の少なくとも1つが、本発明で規定するものとは異なるものである。
図9は、比較例を含む従来技術と、本発明(実施例)において、生産率と歩留との関係をまとめたものである。図9に示すように、本発明では、比較例及び従来例(特開2011−075212号公報、特開2009−209408号公報、特開2009−228133号公報に比べ、同じ生産率であっても、歩留を向上させることができた。
On the other hand, in the comparative example, at least one of the valence n of iron hydroxide (Fe 2 O 3 .nH 2 O), the molar ratio of CaO / Fe 2 O 3 , and the blending amount of the mixture with respect to other sintering raw materials is It is different from what is prescribed in the invention.
FIG. 9 summarizes the relationship between the production rate and the yield in the related art including the comparative example and the present invention (Example). As shown in FIG. 9, in the present invention, even if the production rate is the same as that of the comparative example and the conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-075122, Japanese Patent Laid-Open No. 2009-209408, Japanese Patent Laid-Open No. 2009-228133). Was able to improve the yield.

即ち、本発明によれば、上述したように従来使用することができないと考えられてきた劣質の鉄鉱石(価数nが1.0を超える水酸化鉄、言い換えれば超高結晶水含有鉱石)を用いて、歩留を向上させることができた。
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する領域を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
That is, according to the present invention, as described above, inferior iron ore that has been considered to be unusable in the past (iron hydroxide with a valence n exceeding 1.0, in other words, ore containing ultra-high crystal water) Was used to improve the yield.
In the embodiment disclosed this time, matters not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, etc. of components deviate from the areas normally practiced by those skilled in the art. However, matters that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 混合物
2 他原料
3 結合組織
1 Mixture 2 Other raw materials 3 Connective tissue

Claims (1)

Fe・nHOのnが1.0を超え4.0以下の水酸化鉄と、CaO源とを、CaO/Feのモル比が0.5を超え2.0未満となるように混合し、混合した混合物を他の焼結原料に対して2質量%以上30質量%未満を装入したものを焼結することにより、焼結鉱を製造することを特徴とする超高結晶水含有鉱石を用いた製鉄用焼結鉱の製造方法。 4.0 and less iron hydroxide exceed Fe 2 O 3 · nH 2 O n is 1.0, and a CaO source, the molar ratio of CaO / Fe 2 O 3 is less than 2.0 more than 0.5 The mixture is mixed so that the mixture is mixed, and the mixture obtained is sintered by charging the mixture containing 2% by mass or more and less than 30% by mass with respect to other sintering raw materials. A method for producing sintered ore for iron making using ultra high crystal water-containing ore.
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