JP7035869B2 - Sintered ore - Google Patents

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Description

本発明は、高温還元率に優れた焼結鉱を製造する技術に関する。 The present invention relates to a technique for producing a sinter having an excellent high temperature reduction rate.

高炉の出銑操業では、還元材比の低減及び炉内通気性の確保が重要となる。これらを達成するために、高炉の主原料である焼結鉱の品質改善が種々行われている。焼結鉱の重要品質項目として、冷間強度、被還元性、還元粉化性及び高温性状が知られている。しかしながら、これらの品質項目を同時に満足させることは困難である。 In the pig iron operation of the blast furnace, it is important to reduce the ratio of reducing agents and ensure the air permeability in the furnace. In order to achieve these, various improvements have been made to the quality of the sinter, which is the main raw material of the blast furnace. Cold strength, reducing property, reducing pulverization property, and high temperature property are known as important quality items of sinter. However, it is difficult to satisfy these quality items at the same time.

上述の課題を鉱物組成の観点から解決する方法として、以下の特許文献が知られている。特許文献1は、一般的に両立が困難な還元性及び還元粉化性をともに満足する焼結鉱として、「SiO2 含有率が5wt.%以下、そしてCaO(wt.%)/SiO2(wt.%)で表わされた塩基度が1.0~3.0の範囲内にある化学成分を有し、式:(ヘマタイト相量(面積%))/(マグネタイト相量(面積%))≦0.5(ちなみに、質量%では、0.41以下となる。)を満たす平均構成鉱物組織を有し、且つ、15面積%以上の平均含有気孔率を有する焼結鉱」が開示されている。 The following patent documents are known as a method for solving the above-mentioned problems from the viewpoint of mineral composition. Patent Document 1 describes "SiO 2 content is 5 wt.% Or less, and CaO (wt.%) / SiO 2 (SiO 2%) / SiO 2 (SiO 2 content is 5 wt.% Or less, and CaO (wt.%) It has a chemical component whose basicity is in the range of 1.0 to 3.0 expressed by wt.%), And the formula: (hematite phase amount (area%)) / (magnetite phase amount (area%)). ) ≤ 0.5 (By the way, in terms of mass%, it is 0.41 or less). ”Sintered ore having an average constituent mineral structure and having an average pore ratio of 15 area% or more” is disclosed. ing.

特許文献2には、高炉融着帯での通気性を改善することを目的として、高温性状の一つである軟化溶融性状に優れた焼結鉱であって、シリケートスラグとマグネタイト主体の結合組織にマクロ気孔が分散した焼結組織の焼結鉱が開示されている。また、特許文献2には、前記結合組織の一部にヘマタイトを含んだ焼結鉱が開示されている。 Patent Document 2 describes a sinter having excellent softening and melting properties, which is one of the high temperature properties, for the purpose of improving air permeability in the blast furnace fusion zone, and has a connective tissue mainly composed of silicate slag and magnetite. Discloses a sinter of a sintered structure in which macropores are dispersed. Further, Patent Document 2 discloses a sinter containing hematite in a part of the connective tissue.

特許文献3には、被還元性を従来水準に維持しながら還元粉化性に優れた焼結鉱が開示されており、具体的には、SiO含有率が4.8%以下であって、CaO含有率(%)/SiO含有率(%)が2.0未満であり、且つ、鉱物組成として、マグネタイトの構成比率とオリビン系スラグの構成比率との和が20%以上、シリケート系スラグの構成比率が5%以下であって、残部構成比率がヘマタイト及びマグネタイトからなる焼結鉱が開示されている。 Patent Document 3 discloses a sinter having excellent reducible pulverization property while maintaining the reducibility to the conventional level. Specifically, the SiO 2 content is 4.8% or less. , CaO content (%) / SiO 2 content (%) is less than 2.0, and the sum of the composition ratio of magnetite and the composition ratio of olivine slag is 20% or more as the mineral composition, silicate-based. A sinter having a slag composition ratio of 5% or less and a residual composition ratio of hematite and magnetite is disclosed.

また、高炉サイドから、焼結鉱のSiO含有量を減らすことによる鉄原料の増加が望まれている。 Further, from the blast furnace side, it is desired to increase the iron raw material by reducing the SiO 2 content of the sinter.

特開平10-265857号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-265857 特開2003-049228号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-049228 特開2003-129141号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-129141

しかしながら、現在の鉄鉱石事情に鑑みると、上述のような低シリカ焼結鉱の原料であるシリカ含有量の低い鉄鉱石を安定的に需給することが困難である。シリカ含有量の高い鉄鉱石を粉砕・選鉱して不純物を取り除いた鉄鉱石(精鉱)を焼結用原料として使用することにより、SiO含有量が5質量%以下の焼結鉱を製造する方法も知られている。しかしながら、この精鉱は微粉であるため、焼結原料の通気性が低下し、燃焼進行速度が低下するので、焼結時間が長くなる。結果的に、パレットスピードが遅くなり生産性が低下する。 However, in view of the current iron ore situation, it is difficult to stably supply and supply iron ore having a low silica content, which is a raw material for the low silica sintered ore as described above. By using iron ore (fine ore) from which impurities have been removed by crushing and beneficiation of iron ore having a high silica content as a raw material for sintering, a sintered ore having a SiO 2 content of 5% by mass or less is produced. The method is also known. However, since this concentrate is a fine powder, the air permeability of the sintering raw material is lowered, and the combustion progress rate is lowered, so that the sintering time becomes long. As a result, the pallet speed becomes slow and the productivity decreases.

また、一般的に、焼結鉱の塩基度(CaO/SiO)は固定値(1.8程度)に調整されているため、SiOを下げると、CaO(つまり、石灰石配合量)も減らす必要がある。ここで、CaOは焼結時に焼結鉱の結合部となるため、CaOが減ると、焼結鉱の強度低下を招くおそれがある。 In addition, since the basicity (CaO / SiO 2 ) of the sinter is generally adjusted to a fixed value (about 1.8), lowering SiO 2 also reduces CaO (that is, the amount of limestone compounded). There is a need. Here, since CaO becomes a bonding portion of the sinter during sintering, if CaO is reduced, the strength of the sinter may decrease.

特許文献2に開示された焼結鉱は、シリケートスラグとマグネタイトが焼結組織の主体となっているため、還元材比に大きく影響する被還元性が十分でないことが懸念される。 In the sinter disclosed in Patent Document 2, since silicate slag and magnetite are the main constituents of the sinter structure, there is a concern that the reducibility, which greatly affects the ratio of reducing materials, is not sufficient.

そこで、本願発明は、SiO濃度が比較的高い通常の鉄鉱石(SiO濃度:5.0質量%超5.5質量%以下)を焼結原料に用いることを前提として、焼結鉱の強度を現状レベルに維持しながら、高温還元性に優れた焼結鉱を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is based on the premise that ordinary iron ore having a relatively high SiO 2 concentration (SiO 2 concentration: more than 5.0% by mass and 5.5% by mass or less) is used as a sinter raw material. It is an object of the present invention to provide a sinter having excellent high temperature reducing property while maintaining the strength at the current level.

上述の高温還元性とは、特許文献1及び3で論じられている900℃での還元性、つまり、JIS―RI:JIS-M8713に規定されている還元性ではなく、荷重軟化試験装置を用いて焼結鉱を常温から1600℃まで加熱しながら還元した時の試料温度である1200℃到達時における到達還元率をいう。被還元性の指標として、1200℃での到達還元率を選定した理由は、炉内通気性改善をも目的とした場合には、融着帯での圧損低下に関係する高温還元性を指標にすることが、好ましいからである。融着帯とは、鉱石が軟化溶融し始めてから滴下するまでの領域をいい、高炉内において最も通気抵抗が大きくなる領域のことである。 The above-mentioned high-temperature reducing property is not the reducing property at 900 ° C. discussed in Patent Documents 1 and 3, that is, the reducing property specified in JIS-RI: JIS-M8713, but a load softening test apparatus is used. It refers to the reached reduction rate when the sample temperature reaches 1200 ° C. when the sintered ore is reduced while heating from room temperature to 1600 ° C. The reason for selecting the ultimate reduction rate at 1200 ° C as an index of reducibility is the high temperature reducibility related to the reduction of pressure loss in the cohesive zone when the purpose is to improve the air permeability in the furnace. This is because it is preferable to do so. The fusion zone is the region from the start of softening and melting of the ore to the dropping of the ore, and is the region where the aeration resistance is highest in the blast furnace.

そこで、本発明者は、焼結鉱中の鉱物であるヘマタイト、マグネタイト、カルシウムフェライト、スラグに着目し、これらの比率と、融着帯近傍の雰囲気温度である1200℃に到達したときの還元率との関係を調査した。カルシウムフェライトは、ヘマタイト、CaO、SiO及びAlからなる4成分系を対象とした。スラグは、その主成分である、CaO、SiOを対象とした。 Therefore, the present inventor focused on the minerals hematite, magnetite, calcium ferrite, and slag in the sinter, and the ratios thereof and the reduction rate when the ambient temperature near the cohesive zone reached 1200 ° C. I investigated the relationship with. For calcium ferrite, a four-component system consisting of hematite, CaO, SiO 2 and Al 2 O 3 was targeted. The slag targeted CaO and SiO 2 which are the main components thereof.

ヘマタイトは、試薬を直径約10mm、高さ約10mmのブリケットに成型したものを大気雰囲気中で焼結して75μm以下に破砕することにより作成した。マグネタイトは、ヘマタイト試薬を直径約10mm、高さ約10mmにブリケット化したものを所定の還元雰囲気下(還元ガス組成:10%Co―90%CO、雰囲気温度:1000℃)で重量を測定しながら還元し、重量変化が無くなったところで還元ガスをNガスに切り替え、Nガス雰囲気下で室温まで冷却後、75μm以下に粉砕することにより作成した。 Hematite was prepared by molding a reagent into a briquette having a diameter of about 10 mm and a height of about 10 mm, sintering it in an air atmosphere, and crushing it to 75 μm or less. Magnetite is made by briquetting a hematite reagent to a diameter of about 10 mm and a height of about 10 mm, and measuring the weight under a predetermined reducing atmosphere (reducing gas composition: 10% Co-90% CO 2 , atmosphere temperature: 1000 ° C.). When the weight change disappeared, the reducing gas was switched to N2 gas, cooled to room temperature in an N2 gas atmosphere, and then pulverized to 75 μm or less.

カルシウムフェライトは、ヘマタイト、CaO、SiO、Alの試薬を表1上段の比率にしたがって混合して直径約10mm、高さ約10mmのブリケットに成型し、1000℃で約3時間焼成した後、破砕して再度ブリケットに成形し、1300℃まで10℃/minで昇温、1300℃で30min保持し、1100℃まで20℃/minで降温後、水冷して合成した。合成したカルシウムフェライトを、75μm以下に破砕した。 For calcium ferrite, hematite, CaO, SiO 2 , and Al 2 O 3 reagents were mixed according to the ratio in the upper part of Table 1, molded into a briquette having a diameter of about 10 mm and a height of about 10 mm, and calcined at 1000 ° C. for about 3 hours. After that, it was crushed and molded into a briquette again, heated to 1300 ° C. at 10 ° C./min, maintained at 1300 ° C. for 30 min, lowered to 1100 ° C. at 20 ° C./min, and then cooled with water for synthesis. The synthesized calcium ferrite was crushed to 75 μm or less.

スラグは、CaO、SiOの試薬を表1下段の比率となるように混合して作成した。合成方法は、前述のカルシウムフェライトと同じにした。

Figure 0007035869000001
The slag was prepared by mixing the reagents of CaO and SiO 2 so as to have the ratio shown in the lower part of Table 1. The synthesis method was the same as that of calcium ferrite described above.
Figure 0007035869000001

上述の方法により作成した4種類の鉱物の比率を種々変更しながら配合し、SiO含有量が5.3質量%、塩基度CaO/SiOが1.8の条件で、直径約10mm、高さ約10mmのブリケットに成型した。ブリケットの重量は、ブリケットの気孔率が30体積%になるように決定した。SiO含有量及び塩基度CaO/SiOの条件を夫々5.3質量%及び1.8に設定した理由は、現在流通する鉱石に対応した焼結鉱の代表的な化学組成であり、現在使用されている焼結鉱並みの強度が得られる成分設定となるからである。 The ratios of the four types of minerals prepared by the above method are variously mixed, and the diameter is about 10 mm and the height is high under the conditions that the SiO 2 content is 5.3% by mass and the basicity CaO / SiO 2 is 1.8. It was molded into a briquette of about 10 mm in diameter. The weight of the briquette was determined so that the porosity of the briquette was 30% by volume. The reason why the conditions of the SiO 2 content and the basicity CaO / SiO 2 are set to 5.3% by mass and 1.8, respectively, is the typical chemical composition of the sinter corresponding to the ore currently distributed, and is currently present. This is because the composition is set so that the strength equivalent to that of the sinter used is obtained.

上述の成型したブリケットを用いて500gの充填層を形成し、図1に示す試験装置を用いて荷重軟化試験を実施した。この荷重軟化試験装置は、上述のブリケットにより充填層11が形成される黒鉛坩堝13と、黒鉛坩堝13の上方に配置され、充填層11に荷重を付与することが可能な荷重制御装置15と、を備えている。黒鉛坩堝13上部の測定点14における温度を、試料温度として測定することができる。荷重軟化試験装置の下方から導入された還元ガスは、充填層11を通過して、荷重軟化試験装置の上方から排出される。
電気炉12は、黒鉛坩堝13に充填された充填層11を加熱する。
A packed bed of 500 g was formed using the molded briquette described above, and a load softening test was carried out using the test apparatus shown in FIG. This load softening test device includes a graphite crucible 13 on which a packed layer 11 is formed by the above-mentioned briquette, a load control device 15 arranged above the graphite crucible 13 and capable of applying a load to the packed layer 11. It is equipped with. The temperature at the measurement point 14 on the upper part of the graphite crucible 13 can be measured as the sample temperature. The reducing gas introduced from below the load softening test device passes through the packed bed 11 and is discharged from above the load softening test device.
The electric furnace 12 heats the packed bed 11 filled in the graphite crucible 13.

すなわち、黒鉛坩堝13内の充填層11に、荷重制御装置15で荷重を加え、還元ガスを導入し、電気炉12で充填層11を加熱することができる。そして、排ガスの組成を分析することにより、1200℃到達時の還元率(以下、1200℃到達還元率と称する)を算出することができる。 That is, a load is applied to the packed layer 11 in the graphite crucible 13 by the load control device 15, a reducing gas is introduced, and the packed layer 11 can be heated by the electric furnace 12. Then, by analyzing the composition of the exhaust gas, the reduction rate when reaching 1200 ° C. (hereinafter referred to as the reduction rate reaching 1200 ° C.) can be calculated.

試験結果を表2に示す。1200℃到達還元率が71%以上の場合には、1200℃到達還元率が優れるとして○で評価した。1200℃到達還元率が70%以下の場合には、1200℃到達還元率が不良であるとして×で評価した。

Figure 0007035869000002
The test results are shown in Table 2. When the reduction rate reaching 1200 ° C. was 71% or more, it was evaluated as ◯ as having an excellent reduction rate reaching 1200 ° C. When the reduction rate reaching 1200 ° C. was 70% or less, it was evaluated as x as the reduction rate reaching 1200 ° C. was poor.
Figure 0007035869000002

上述の知見に基づき、本発明者は以下の発明を創作するに至った。すなわち、本願発明は(1)SiO含有量が5.0質量%超5.5質量%以下の焼結鉱であって、該焼結鉱におけるヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライト夫々の質量比率をHm(質量%)、Mm(質量%)及びFm(質量%)としたとき、式(1)で表されるヘマタイトの相対比率Hは16質量以上24質量%以下であり、式(2)で表されるマグネタイトの相対比率Mは46質量%以上54質量%以下であることを特徴とする焼結鉱。
H=Hm/(Hm+Mm+Fm)・・・・・・・・・・・・・・・・式(1)
M=Mm/(Hm+Mm+Fm)・・・・・・・・・・・・・・・・式(2)
Based on the above findings, the present inventor has created the following inventions. That is, the present invention is (1) a sintered ore having a SiO 2 content of more than 5.0% by mass and 5.5% by mass or less, and the mass ratio of hematite, magnetite, and calcium ferrite in the sintered ore is Hm. When (mass%), Mm (mass%) and Fm (mass%), the relative ratio H of hematite represented by the formula (1) is 16% by mass or more and 24% by mass or less, and is represented by the formula (2). The sintered ore characterized in that the relative ratio M of the magnetite formed is 46% by mass or more and 54% by mass or less.
H = Hm / (Hm + Mm + Fm) ・ ・ ・ ・ ・ Equation (1)
M = Mm / (Hm + Mm + Fm) ・ ・ ・ ・ ・ Equation (2)

なお、カルシウムフェライトの相対比率Fは以下の式(3)に基づき、算出することができる。
F=Fm/(Hm+Mm+Fm)=100-(H+M)・・・・・・・・・式(3)
The relative ratio F of calcium ferrite can be calculated based on the following formula (3).
F = Fm / (Hm + Mm + Fm) = 100- (H + M) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (3)

ここで、ヘマタイト、マグネタイト、カルシウムフェライト及びスラグの焼結鉱における固体部分に対する面積比を夫々Ha、Ma、Fa及びSaと定義するとともに、ヘマタイト、マグネタイト、カルシウムフェライト及びスラグの密度を夫々ρ、ρ、ρ及びρと定義したとき、Hm(質量%)、Mm(質量%)及びFm(質量%)の算出式は、以下の通りである。
Hm=ρHa/(ρHa+ρMa+ρFa+ρSa)
Mm=ρMa/(ρHa+ρMa+ρFa+ρSa)
Fm=ρFa/(ρHa+ρMa+ρFa+ρSa)
Here, the area ratios of hematite, magnetite, calcium ferrite and slag to the solid portion in the sintered ore are defined as Ha, Ma, Fa and Sa, respectively, and the densities of hematite, magnetite, calcium ferrite and slag are defined as ρ H , respectively. When defined as ρ M , ρ F and ρ S , the calculation formulas for Hm (mass%), Mm (mass%) and Fm (mass%) are as follows.
Hm = ρ H Ha / (ρ H Ha + ρ M Ma + ρ F Fa + ρ S Sa)
Mm = ρ M Ma / (ρ H Ha + ρ M Ma + ρ F Fa + ρ S Sa)
Fm = ρ F Fa / (ρ H Ha + ρ M Ma + ρ F Fa + ρ S Sa)

これらの式を式(1)および式(2)のHm、Mm及びFmに夫々代入すると、以下の式(4)および式(5)が得られる。
H=Hm/(Hm+Mm+Fm)=ρHa/(ρHa+ρMa+ρFa)
・・・・・・・式(4)
M=Mm/(Hm+Mm+Fm)=ρMa/(ρHa+ρMa+ρFa)
・・・・・・・式(5)
Ha、Ma及びFaは、焼結鉱の断面画像から輝度に基づき組織判定を行う画像解析法(例えば、「TransactionsISIJ, 25(1985), p.257」参照。)に基づき、算出することができる。ここに、ρ、ρ及びρは夫々5.24(g/cm)、5.17(g/cm)及び3.98(g/cm)である。面積比は気孔を除いた固体部分のみを基準とし、Ha+Ma+Fa+Sa=1である。
Substituting these equations into Hm, Mm and Fm of the equations (1) and (2), respectively, gives the following equations (4) and (5).
H = Hm / (Hm + Mm + Fm) = ρ H Ha / (ρ H Ha + ρ M Ma + ρ F Fa)
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (4)
M = Mm / (Hm + Mm + Fm) = ρ M Ma / (ρ H Ha + ρ M Ma + ρ F Fa)
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (5)
Ha, Ma and Fa can be calculated based on an image analysis method (see, for example, "Transactions ISIJ, 25 (1985), p. 257") in which the microstructure is determined from the cross-sectional image of the sinter based on the brightness. .. Here, ρ H , ρ M and ρ F are 5.24 (g / cm 3 ), 5.17 (g / cm 3 ) and 3.98 (g / cm 3 ), respectively. The area ratio is Ha + Ma + Fa + Sa = 1 with reference to only the solid portion excluding the pores.

なお、画像解析法では、気孔及びスラグの輝度分布の重なりが大きいことから、正確にスラグの面積比を評価することができない。一方、ヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライトについては、比較的容易に一定の精度でそれらの面積比を評価することができる。上述の通り、本願発明では、ヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライトの総和に対するヘマタイト及びマグネタイト夫々の相対量を問題としているため、スラグの定量性が悪くても問題とならない。 In the image analysis method, the area ratio of the slag cannot be accurately evaluated because the overlap of the luminance distributions of the pores and the slag is large. On the other hand, for hematite, magnetite and calcium ferrite, their area ratio can be evaluated relatively easily and with a certain accuracy. As described above, in the present invention, since the relative amounts of hematite and magnetite with respect to the sum of hematite, magnetite and calcium ferrite are the problems, it does not matter even if the slag quantification is poor.

本願発明によれば、SiO含有量が5.0質量%超であっても、ヘマタイトの相対比率H及びマグネタイトの相対比率Mを所定範囲に設定することにより、1200℃到達還元率に優れた焼結鉱を提供することができる。これにより、高炉に装入される還元材を低減しながら、COの発生量を削減することができる。 According to the present invention, even if the SiO 2 content is more than 5.0% by mass, the relative ratio H of hematite and the relative ratio M of magnetite are set within a predetermined range, so that the reduction rate reaching 1200 ° C. is excellent. Sintered ore can be provided. As a result, the amount of CO 2 generated can be reduced while reducing the amount of reducing agent charged into the blast furnace.

荷重軟化試験装置の概略図である。It is a schematic diagram of the load softening test apparatus.

上述の通り、本願発明は、第1の要件が「焼結鉱のSiO含有量が5.0質量%超5.5質量%以下」であり、第2の要件が「ヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライトの和に対するヘマタイトの相対比率Hが16質量%以上24質量%以下」であり、第3の要件が「ヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライトの和に対するマグネタイトの相対比率Mが46質量%以上54質量%以下」である。 As described above, in the present invention, the first requirement is "the SiO 2 content of the sintered ore is more than 5.0% by mass and 5.5% by mass or less", and the second requirement is "hematite, magnetite and calcium". The relative ratio H of hematite to the sum of ferrite is 16% by mass or more and 24% by mass or less, and the third requirement is that the relative ratio M of hematite to the sum of hematite, magnetite and calcium ferrite is 46% by mass or more and 54% by mass. Below. "

(第1の要件について)
SiO含有量は、鉄鉱石の分析方法通則(JIS_M8202)および鉄鉱石の蛍光X線分析方法(JIS_M8205)に基づき、測定することができる。ここで、焼結鉱の塩基度(CaO/SiO)は1.8程度を前提としている。これは、一般的な高炉操業(焼結鉱配合比率80%程度等)において、高炉のスラグ塩基度が1.2になるように調整するときの焼結鉱の塩基度に対応させたものである。焼結鉱の塩基度(CaO/SiO)を1.8程度に維持する必要があるため、SiOが5.0質量%未満に低下すると、CaOが不足する。その結果、溶剤である石灰石の使用量が減少して焼結時の融液生成量が減少するため、焼結鉱の結合組織が減少して焼結鉱の強度が低下する。また、上述の通り、SiO含有量を5.0質量%以下に制限することは、現在の鉄鉱石の需給状況に鑑みて、実現困難である。SiO含有量が5.5質量%を超過すると、焼結鉱のスラグ相の比率が過大となり、還元性を低下させる。
(About the first requirement)
The SiO 2 content can be measured based on the general rule of iron ore analysis method (JIS_M8202) and the fluorescent X-ray analysis method of iron ore (JIS_M8205). Here, the basicity (CaO / SiO 2 ) of the sinter is assumed to be about 1.8. This corresponds to the basicity of the sinter when adjusting the slag basicity of the blast furnace to 1.2 in general blast furnace operation (sinter compounding ratio of about 80%, etc.). be. Since it is necessary to maintain the basicity (CaO / SiO 2 ) of the sinter at about 1.8, when SiO 2 is reduced to less than 5.0% by mass, CaO is insufficient. As a result, the amount of limestone used as a solvent is reduced and the amount of melt produced during sintering is reduced, so that the connective tissue of the sinter is reduced and the strength of the sinter is reduced. Further, as described above, it is difficult to limit the SiO 2 content to 5.0% by mass or less in view of the current supply and demand situation of iron ore. When the SiO 2 content exceeds 5.5% by mass, the ratio of the slag phase of the sinter becomes excessive, and the reducibility is lowered.

(第2、第3の要件について)
ヘマタイトの相対比率H及びマグネタイトの相対比率Mの測定方法については、上述したので説明を繰り返さない。SiO含有量が5質量%超5.5%以下の焼結鉱においては、上述したように、ヘマタイトの相対比率Hを16質量%以上24質量%以下に制限するとともに、マグネタイトの相対比率Mを46質量%以上54質量%以下に制限することにより、高温還元性の評価を○に高めることができる。
(About the second and third requirements)
Since the method for measuring the relative ratio H of hematite and the relative ratio M of magnetite has been described above, the description will not be repeated. In the sinter having a SiO 2 content of more than 5% by mass and 5.5% or less, as described above, the relative ratio H of hematite is limited to 16% by mass or more and 24% by mass or less, and the relative ratio M of magnetite is limited. By limiting the amount to 46% by mass or more and 54% by mass or less, the evaluation of high temperature reducibility can be enhanced to ◯.

なお、残部の鉱物相は、非晶質(スラグ(S))で、上記SiO含有量の焼結鉱では、10質量%程度である。本発明では焼結鉱の気孔率を特に規定しない。気孔率は、通常の焼結鉱製造工程で得られる焼結鉱の範囲であればよい。通常、気孔率は25~45体積%の範囲となる。なお、気孔率は、パック法に基づき算出することができる。パック法については、非特許文献(笠間ら:鉄と鋼, 83(1997),p.109)に開示されているから、説明を省略する。 The remaining mineral phase is amorphous (slag (S)), and is about 10% by mass in the sinter having a SiO 2 content. In the present invention, the porosity of the sinter is not particularly specified. The porosity may be in the range of the sinter obtained in a normal sinter manufacturing process. Porosity is usually in the range of 25-45% by volume. The porosity can be calculated based on the pack method. Since the packing method is disclosed in a non-patent document (Kasama et al .: Iron and Steel, 83 (1997), p.109), the description thereof will be omitted.

次に、上述の第1~第3の要件を満足する高温還元性に優れた焼結鉱(以下、本願焼結鉱と称する)の製造方法について説明する。本発明者は、焼結工程において用いられる炭材の粒径を1mm以上に粒度調整することにより、本願焼結鉱が効率的に得られることを知見した。1mm以上の炭材を使用する理由は、以下の通りである。
(1)「粒径が1mm以上の炭材の燃焼速度は粒径が1mm未満の炭材の燃焼速度よりも遅いため、融液が十分に生成されて強固に焼結するのに必要な熱量を長い時間供給でき、その結果還元粉化性の低い強固な基質が得られる」と、「粒径が大きいため、燃焼後に残留する空隙がより大きくなり、通気性が向上するため、過度に燃焼時間が延長されて被還元性の悪い鉱物だけが存在することを抑制できる」とのバランスを図ることができる。
(2)通気性が向上すると、焼結鉱の冷却速度を増速させる効果があるため、鉱物の形状が被還元性の良い微細組織になる。
Next, a method for producing a sinter having excellent high-temperature reducing properties (hereinafter referred to as the sinter of the present application) satisfying the above-mentioned first to third requirements will be described. The present inventor has found that the sinter of the present application can be efficiently obtained by adjusting the particle size of the carbonaceous material used in the sintering step to 1 mm or more. The reason for using a charcoal material of 1 mm or more is as follows.
(1) "Since the combustion rate of carbonaceous material having a particle size of 1 mm or more is slower than the combustion rate of carbonaceous material having a particle size of less than 1 mm, the amount of heat required to sufficiently generate a melt and to perform firm sintering. Can be supplied for a long time, and as a result, a strong substrate with low reduced pulverizability can be obtained. " The time can be extended and the presence of only poorly reducible minerals can be suppressed. "
(2) When the air permeability is improved, the cooling rate of the sinter is increased, so that the shape of the mineral becomes a fine structure having good reducibility.

(実施例)
本発明者は、表3に示す鉱石原料を用いて焼結鍋試験を実施した。凝結材として3mmアンダーの粉コークスを使用した。ただし、実施例では1mmアンダーの粉コークスを取り除く粒度調整を行った。比較例では粉コークスの粒度調整を行わなかった。比較例及び実施例の粉コークスの粒度分布を表4に示す。

Figure 0007035869000003
Figure 0007035869000004
(Example)
The present inventor carried out a sintering pot test using the ore raw materials shown in Table 3. 3 mm under powdered coke was used as the coagulant. However, in the example, the particle size was adjusted to remove the coke breeze under 1 mm. In the comparative example, the particle size of the coke breeze was not adjusted. Table 4 shows the particle size distribution of the coke breeze of Comparative Examples and Examples.
Figure 0007035869000003
Figure 0007035869000004

焼結鍋試験では、内径300mmで層高600mmの焼結鍋を使用した。焼結鍋は、筒状に形成され、その内底部には通気が可能なグレートが設けられている。焼結鍋の下部には風箱が設置されている。風箱には、排ガスを排気する排ガス配管を介して吸引送風機が接続され、風箱を通して排ガスを吸引可能に構成されている。風箱の内部には、焼結排ガスの温度を測定する温度センサーが設けられている。また、風箱と吸引送風機の間には排ガス採取管が設置されている。 In the sintering pot test, a sintered pot having an inner diameter of 300 mm and a layer height of 600 mm was used. The sintered pot is formed in a cylindrical shape, and the inner bottom thereof is provided with a grate that allows ventilation. A wind box is installed at the bottom of the sintered pot. A suction blower is connected to the air box via an exhaust gas pipe that exhausts exhaust gas, and the exhaust gas can be sucked through the air box. Inside the air box, a temperature sensor that measures the temperature of the sintered exhaust gas is provided. In addition, an exhaust gas sampling pipe is installed between the air box and the suction blower.

グレードの上に原料を充填し、焼結鍋の鍋下負圧を所定値に調整して、充填層上部に着火させた。充填層上部より大気吸引して、焼結反応を進行させた。また、鍋下の風箱内へ設置した温度センサーにより排ガス温度を計測した。この排ガス温度が最大となった時刻を焼結完了時刻とした。 The raw material was filled on the grade, the negative pressure under the pan of the sintering pot was adjusted to a predetermined value, and the upper part of the packed bed was ignited. The sintering reaction was allowed to proceed by sucking air from the upper part of the packed bed. In addition, the exhaust gas temperature was measured by a temperature sensor installed in the air box under the pot. The time when the exhaust gas temperature became maximum was defined as the sintering completion time.

焼結完了後に測定した焼結鉱の化学組成などを表5に示す。なお、表5中の「C/S」は、「焼結鉱の塩基度であるCaO/SiO」の略語である。ヘマタイトの面積比Ha及びマグネタイトの面積比Maは、上述した画像解析法にしたがって算出した。また、ヘマタイトの相対比率H及びマグネタイトの相対比率Mは、上述の式(4)及び(5)にしたがって算出した。

Figure 0007035869000005
Table 5 shows the chemical composition of the sinter measured after the completion of sinter. In addition, "C / S" in Table 5 is an abbreviation for "CaO / SiO 2 which is the basicity of sinter". The area ratio Ha of hematite and the area ratio Ma of magnetite were calculated according to the above-mentioned image analysis method. The relative ratio H of hematite and the relative ratio M of magnetite were calculated according to the above formulas (4) and (5).
Figure 0007035869000005

1mmアンダーの粉コークスを取り除いた粉コークスを用いることにより、上述の第1~第3の要件を満足する焼結鉱を得られることがわかった。 It was found that a sinter that satisfies the above-mentioned first to third requirements can be obtained by using the powdered coke from which the powdered coke of 1 mm under has been removed.

11 充填層
12 電気炉
13 黒鉛坩堝
14 測定点
15 荷重制御装置

11 Packed bed 12 Electric furnace 13 Graphite crucible 14 Measurement points 15 Load control device

Claims (3)

SiO含有量が5.0質量%超5.5質量%以下の焼結鉱であって、
該焼結鉱におけるヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライト夫々の質量比率をHm(質量%)、Mm(質量%)及びFm(質量%)としたとき、式(1)で表されるヘマタイトの相対比率Hは16質量以上24質量%以下であり、式(2)で表されるマグネタイトの相対比率Mは46質量%以上54質量%以下であることを特徴とする焼結鉱。
H=Hm/(Hm+Mm+Fm)・・・・・・・・・・・・・・・・式(1)
M=Mm/(Hm+Mm+Fm)・・・・・・・・・・・・・・・・式(2)
Sintered ore with a SiO 2 content of more than 5.0% by mass and 5.5% by mass or less.
When the mass ratios of hematite, magnetite and calcium ferrite in the sintered ore are Hm (mass%), Mm (mass%) and Fm (mass%), the relative ratio H of hematite represented by the formula (1). Is 16% by mass or more and 24% by mass or less, and the relative ratio M of magnetite represented by the formula (2) is 46% by mass or more and 54% by mass or less.
H = Hm / (Hm + Mm + Fm) ・ ・ ・ ・ ・ Equation (1)
M = Mm / (Hm + Mm + Fm) ・ ・ ・ ・ ・ Equation (2)
ヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライトの焼結鉱における固体部分に対する面積比を夫々Ha、Ma及びFaと定義し、
ヘマタイト、マグネタイト及びカルシウムフェライトの密度を夫々ρ、ρ及びρと定義したとき、
前記の式(1)は以下の式(4)に書き換え可能であり、前記の式(2)は以下の式(5)に書き換え可能であることを特徴とする請求項1に記載の焼結鉱。
H=ρHa/(ρHa+ρMa+ρFa)・・・・・・・式(4)
M=ρMa/(ρHa+ρMa+ρFa)・・・・・・・式(5)
The area ratios of hematite, magnetite and calcium ferrite to the solid part in the sinter are defined as Ha, Ma and Fa, respectively.
When the densities of hematite, magnetite and calcium ferrite are defined as ρ H , ρ M and ρ F , respectively,
The sintering according to claim 1, wherein the formula (1) is rewritable to the following formula (4), and the formula (2) is rewritable to the following formula (5). Ore.
H = ρ H Ha / (ρ H Ha + ρ M Ma + ρ F Fa) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (4)
M = ρ M Ma / (ρ H Ha + ρ M Ma + ρ F Fa) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (5)
1200℃到達時における還元率が71%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の焼結鉱。



The sinter according to claim 1 or 2, wherein the reduction rate when reaching 1200 ° C. is 71% or more.



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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000169916A (en) 1998-12-07 2000-06-20 Nkk Corp High quality sintered ore and production thereof
JP2006028538A (en) 2004-07-12 2006-02-02 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for operating blast furnace using sintered ore excellent in high temperature reducibility
JP2013122403A (en) 2011-12-09 2013-06-20 Nippon Steel & Sumitomo Metal Sintered ore structure evaluation method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62205233A (en) * 1986-03-03 1987-09-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> Ri measuring method of sintered ore
JP2946880B2 (en) * 1991-10-11 1999-09-06 株式会社神戸製鋼所 Sinter production method
JPH10265857A (en) * 1997-03-25 1998-10-06 Nkk Corp High quality sintered ore
JPH10265858A (en) * 1997-03-26 1998-10-06 Nkk Corp Production of high quality sintered ore

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000169916A (en) 1998-12-07 2000-06-20 Nkk Corp High quality sintered ore and production thereof
JP2006028538A (en) 2004-07-12 2006-02-02 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for operating blast furnace using sintered ore excellent in high temperature reducibility
JP2013122403A (en) 2011-12-09 2013-06-20 Nippon Steel & Sumitomo Metal Sintered ore structure evaluation method

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