JP7073959B2 - Sintered ore manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、焼結鉱の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a sinter.
高炉では、鉄源を含む焼結鉱と、還元材としてのコークスを炉内に積層し、羽口から熱風を吹き込むことにより焼結鉱を還元して銑鉄を得ている。 In a blast furnace, sinter containing an iron source and coke as a reducing agent are laminated in the furnace, and hot air is blown from the tuyere to reduce the sinter to obtain pig iron.
焼結鉱は、鉄源としての鉄鉱石を、造滓材である石灰石等と混合、造粒して焼結することにより得られるものであり、焼結により、必要な強度を確保している。 Sintered ore is obtained by mixing iron ore as an iron source with limestone, which is a slag-forming material, granulating and sintering, and the required strength is secured by sintering. ..
品位の高い鉄鉱石は近年、資源が枯渇しつつあるため、低品位な劣質の鉄鉱石を焼結鉱製造に用いる場合が増えている。このような鉄鉱石の劣質化により、焼結鉱中の脈石成分が増加傾向にある。
焼結鉱中の脈石成分が増加すると、高炉でのスラグ比が上昇する。高炉でのスラグ比が上昇すると、増加したスラグの溶解に必要なエネルギーが増加する。
必要なエネルギーが増加するので、還元材比を増やす必要がある。また、スラグ比の増加は融着帯における融液量の増加を招き高炉内の通気性が悪化する。高炉の通気性が悪化すれば、送風量を下げざるを得なくなるので、高炉の出銑量を維持できない。
Since the resources of high-grade iron ore have been depleted in recent years, low-grade, inferior iron ore is increasingly used for sinter production. Due to such deterioration of iron ore, the gangue component in the sinter is increasing.
As the gangue component in the sinter increases, the slag ratio in the blast furnace increases. As the slag ratio in the blast furnace increases, the energy required to dissolve the increased slag increases.
As the required energy increases, it is necessary to increase the reducing agent ratio. In addition, an increase in the slag ratio causes an increase in the amount of melt in the fusion zone, resulting in deterioration of air permeability in the blast furnace. If the air permeability of the blast furnace deteriorates, the amount of air blown must be reduced, so that the amount of tapping in the blast furnace cannot be maintained.
鉄鉱石の劣質化による脈石成分の増加を抑制する方法として、ペレット(セメントボンドペレット、焼成前の生ペレットと区別するために、焼成ペレットと言うこともある。)を焼結鉱に混合する方法が考えられている。市場で流通しているペレットの多くは脈石成分の含有率が、鉄鉱石よりも少ないためである。
ここで、市場で流通しているペレットには、酸性ペレットと塩基性ペレットがある。酸性ペレットは、加熱すると焼結鉱よりも低温で軟化するため、酸性ペレットを含む焼結鉱を高炉に装入すると、融着帯の厚みが増加し、高炉の圧力損失が増大するという問題があった。
しかしながら、ペレットは粉鉄鉱石を球形に造粒後に焼成して固相焼結させるから脈石量が少ないのであって、CaO成分を添加して成分調整して焼結させる塩基性ペレットの製造量は酸性ペレットに比べて少ない。そのため、ペレットとして塩基性ペレットのみを用いると、市場で調達可能な焼成ペレットの大半が使用できないという問題もあった。
As a method of suppressing the increase in gangue components due to the deterioration of iron ore, pellets (cement bond pellets, sometimes referred to as calcined pellets to distinguish them from raw pellets before calcination) are mixed with the sinter. The method is being considered. This is because most of the pellets on the market have a lower content of gangue components than iron ore.
Here, the pellets on the market include acidic pellets and basic pellets. Since acidic pellets soften at a lower temperature than sinter when heated, there is a problem that when sinter containing acidic pellets is charged into a blast furnace, the thickness of the cohesive zone increases and the pressure loss of the blast furnace increases. there were.
However, since pellets are made by granulating powdered iron ore into a spherical shape and then firing it to perform solid-phase sintering, the amount of gangue is small, and the amount of basic pellets produced by adding CaO components to adjust the components and sintering them. Is less than acidic pellets. Therefore, if only basic pellets are used as pellets, there is also a problem that most of the calcined pellets that can be procured on the market cannot be used.
そこで従来、ペレット製造に使用する粉鉄鉱石を焼結鉱の原料としたり、焼成ペレットそのものを焼結鉱の原料としたりする技術が検討されてきた。例えば、特許文献1には、非焼成のペレットであるセミペレットの外郭をCaOで被覆したものを、焼結鉱の原料として用いる旨が記載されている(特許文献1)。
非特許文献1、2には、焼成ペレットを含む粗大粒子を焼結原料層に配置することにより、通気性が改善される旨が記載されている。
特許文献2には、粒径8~30mmの粗粒鉄鉱石を重量比で2~10%焼結原料に添加する旨が記載されている。粗粒鉄鉱石はペレットでもよいことも記載されている。
特許文献3には、焼成ペレットを配合原料に6%未満含有させることが記載されている。
特許文献4には、焼結原料中に粒度8~15mmの小塊鉱石、小塊スラグ、小塊媒溶剤および小塊ペレットを一種または二種以上配合することが記載されている。
Therefore, conventionally, techniques have been studied in which powdered iron ore used for pellet production is used as a raw material for sinter, and calcined pellets themselves are used as a raw material for sinter. For example,
しかしながら、特許文献1~4および非特許文献1、2に記載の技術には、以下の問題があった。
特許文献1で用いているペレットは非焼成ペレットであるため、焼成ペレットを用いる場合には適用できなかった。
非特許文献1、2、および特許文献2~4には焼成ペレットの使用が記載されているが、焼成後の焼結鉱および/またはペレットを高炉で使用した時の圧力損失の変化については記載がなく、酸性ペレットによる高炉の圧力損失上昇を抑制できるのか不明である。
However, the techniques described in
Since the pellet used in
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、酸性ペレットを原料として含んでいても、高炉操業に用いた場合に圧力損失が増大し難い焼結鉱の製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a sinter in which pressure loss is unlikely to increase when used in a blast furnace operation even if acidic pellets are contained as a raw material.
本発明の焼結鉱の製造方法は、酸性ペレットを含む焼結用原料を返鉱および凝結材と混合、造粒して造粒物を生成する混合造粒工程と、前記造粒物を焼結する焼結工程と、を実施し、前記混合造粒工程は、CaO成分を30質量%以上含む原料で、前記酸性ペレットの表面を被覆する工程を含むことを特徴とする。
本発明では、焼結用原料の1つである酸性ペレットの表面をCaOで被覆するため、焼結時に酸性ペレットがCaOと溶融同化することによって塩基性になる。そのため、高炉装入時には塩基性ペレットに近い軟化溶融温度になり、高炉操業に用いた場合に圧力損失が増大し難い。
The method for producing a sinter of the present invention includes a mixed granulation step of mixing and granulating a sinter raw material containing an acidic pellet with a return ore and a coagulant to produce a granulated product, and baking the granulated product. The sintering step of binding is carried out, and the mixed granulation step is characterized by including a step of coating the surface of the acidic pellet with a raw material containing 30% by mass or more of the CaO component.
In the present invention, since the surface of the acidic pellet, which is one of the raw materials for sintering, is coated with CaO, the acidic pellet becomes basic by melting and assimilating with CaO at the time of sintering. Therefore, when the blast furnace is charged, the softening and melting temperature is close to that of the basic pellets, and the pressure loss is unlikely to increase when used for blast furnace operation.
本発明では、前記焼結用原料と前記返鉱の合計(純原料と呼ぶ)の質量に対する前記酸性ペレットの質量の比率が、0%超、30質量%未満であることが好ましい。
本発明によれば、酸性ペレットの純原料に対する質量比率が30質量%未満であるため、焼結鉱の生産率を低下させずに酸性ペレットを使用できる。
In the present invention, the ratio of the mass of the acidic pellets to the total mass (referred to as pure raw material) of the sinter raw material and the returned ore is preferably more than 0% and less than 30% by mass.
According to the present invention, since the mass ratio of the acidic pellets to the pure raw material is less than 30% by mass, the acidic pellets can be used without lowering the production rate of the sinter.
本発明では、前記混合造粒工程は、CaO成分を30質量%以上含む原料で前記酸性ペレットの表面を被覆する被覆工程と、他の焼結用原料、前記返鉱および凝結材を造粒機で造粒する他原料造粒工程と、前記被覆工程で被覆した前記酸性ペレットと、前記他原料造粒工程で造粒した他原料を、互いに重なるようにコンベアに搭載することにより、コンベア上にて混合する混合工程と、を実施することにより、前記焼結用原料を混合、造粒する工程であることが好ましい。
本発明では、被覆した酸性ペレットと、他原料を、搬送中に複数のコンベアを乗り継ぐことで混合する。そのため、焼結原料の混合造粒時に、酸性ペレット表面から被覆したCaOが剥離せずに焼結原料を混合できる。
In the present invention, the mixed granulation step includes a coating step of coating the surface of the acidic pellet with a raw material containing 30% by mass or more of CaO component, and a granulator for other sintering raw materials, the return ore and the coagulant. By mounting the acidic pellets coated in the other raw material granulation step, the acidic pellets coated in the coating step, and the other raw materials granulated in the other raw material granulation step on the conveyor so as to overlap each other on the conveyor. It is preferable that the step of mixing and granulating the raw materials for sintering by carrying out the mixing step of mixing and mixing.
In the present invention, the coated acidic pellets and other raw materials are mixed by transferring a plurality of conveyors during transportation. Therefore, during the mixed granulation of the sintered raw material, the sintered raw material can be mixed without peeling the CaO coated from the surface of the acidic pellet.
以下、図面を参照して本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments suitable for the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(原料)
まず、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法に用いられる原料について、説明する。
本実施形態に係る焼結鉱の製造方法に用いられる原料は、酸性ペレットと、酸性ペレットの表面を被覆する被覆材(CaO成分を30質量%以上含む原料)を含むものであれば、他の原料は特に限定されない。公知の原料を用いることができる。
酸性ペレットとは、塩基度が0.9未満のペレットを意味する。塩基度とは、物質中のCaOとSiO2の質量比CaO/SiO2を意味する。
(material)
First, the raw materials used in the method for producing sinter according to the present embodiment will be described.
The raw material used in the method for producing a sinter according to the present embodiment is any other as long as it contains an acidic pellet and a coating material (a raw material containing 30% by mass or more of CaO component) that covers the surface of the acidic pellet. The raw material is not particularly limited. Known raw materials can be used.
The acidic pellet means a pellet having a basicity of less than 0.9. The basicity means the mass ratio CaO / SiO 2 of CaO and SiO 2 in the substance.
本実施形態では、原料を、以下のように区分する。
副原料:石灰石・生石灰・橄欖石等
雑原料:ダスト・スケール
新原料(焼結用原料):鉄鉱石、ペレット、被覆材、副原料、雑原料の合計
返鉱 :焼結鉱を製造した後で5mmの篩で分級した篩下
純原料:新原料と返鉱の合計
凝結材:粉コークスや無煙炭などの炭材であって、焼結過程での発熱源となるもの
全原料:純原料と凝結材との合計
配合原料:原料を所望の比率で配合したもの。あるいは、原料を所望の比率で配合したものに水分を添加して造粒が完了し、焼結機のパレットに装入される直前の状態のもの
以上が原料の説明である。
In this embodiment, the raw materials are classified as follows.
Auxiliary raw materials: Limestone, fresh lime, sardine, etc. Miscellaneous raw materials: Dust scale New raw materials (raw materials for sintering): Iron ore, pellets, coke, auxiliary raw materials, total return of miscellaneous raw materials: After manufacturing sintered ore Pure raw material under the sieve classified with a 5 mm sieve: Total of new raw material and return ore Coagulant: Charcoal material such as coke breeze and smokeless coal that is a heat source in the sintering process All raw materials: Pure raw material Total blended raw material with coking material: Raw material blended in the desired ratio. Alternatively, the description of the raw material is as described above in the state immediately before the granulation is completed by adding water to the mixture of the raw materials in a desired ratio and the raw materials are charged into the pallet of the sintering machine.
(製造装置)
次に、図1を参照して、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法に用いられる製造装置の概略を説明する。
(manufacturing device)
Next, with reference to FIG. 1, the outline of the manufacturing apparatus used in the method for manufacturing the sinter according to the present embodiment will be described.
図1に示すように、製造装置100は、主ライン10、ペレット造粒ライン20、および焼結機6を備える。
As shown in FIG. 1, the
主ライン10は、酸性ペレットと被覆材以外の原料を造粒するラインであり、第1原料槽群1、第1造粒機3、第1集合コンベア22、第2集合コンベア24を備える。
第1原料槽群1は、原料を貯蔵するとともに、必要に応じて第1集合コンベア22に切り出す貯蔵層である。第1原料槽群1に貯蔵される原料は、鉄鉱石、副原料、雑原料、返鉱、凝結材が含まれる。
The
The first raw
第1集合コンベア22は、第1原料槽群1から切り出された原料を第1造粒機3に搬送するコンベアであり、第1原料槽群1の下方に設けられる。第1集合コンベア22は、例えばベルトコンベアが用いられる。
The
第1造粒機3は、第1集合コンベアから搬送された原料に水分を添加して混合・造粒する装置であり、第1集合コンベア22の、搬送方向の終端に設けられる。第1造粒機3は、例えばドラムミキサーが用いられる。
The
第2集合コンベア24は、第1造粒機3で造粒された原料、およびペレット造粒ライン20で造粒された原料を焼結機6に搬送するコンベアであり、第1造粒機3の排出口に、搬送方向の始端が設けられる。第2集合コンベア24は、例えばベルトコンベアが用いられる。
The
ペレット造粒ライン20は酸性ペレットを造粒するラインであり、第2原料槽群2、第3集合コンベア26、第2造粒機4、および第4集合コンベア28を備える。
The
第2原料槽群2は、原料を貯蔵するとともに、必要に応じて第1集合コンベア22に切り出す貯蔵層である。第1原料槽群1に貯蔵される原料は、酸性ペレット、被覆材、および必要に応じて添加されるバインダーが含まれる。
The second raw
第3集合コンベア26は、第2原料槽群2から切り出された原料を第2造粒機4に搬送するコンベアであり、第2原料槽群2の下方に設けられる。第3集合コンベア26は、例えばベルトコンベアが用いられる。
The
第2造粒機4は、第3集合コンベア26から搬送された原料を混合・造粒する装置である。ここでは、酸性ペレットの表面を被覆材で被覆する装置である。第2造粒機4は、第3集合コンベア26の、搬送方向の終端に設けられる。第2造粒機4は、例えばドラムミキサーが用いられる。
The
第4集合コンベア28は、第2造粒機4で造粒された原料を第2集合コンベア24に搬送するコンベアであり、搬送方向の始端が第2造粒機4の排出口に設けられ、終端が第2集合コンベア24の上方で、かつ搬送方向における始点と終点の間に設けられる。第4集合コンベア28は、例えばベルトコンベアが用いられる。
The
焼結機6は、原料を焼結して焼結鉱を製造する装置であり、第2集合コンベア24の終端に図示しないホッパーが接続される。焼結鉱を製造できるのであれば、構造は特に限定しないが、DL(ドワイトロイド)焼結機が例示できる。
以上が、製造装置100の概略である。
The
The above is the outline of the
(製造方法の概要)
次に、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法の概要について、図2を参照して説明する。
まず、酸性ペレットを含む焼結用原料を、返鉱および凝結材と混合、造粒して造粒物を生成する(図2のS1、混合造粒工程)。
次に、造粒物を焼結する(図2のS2、焼結工程)。
以上が本実施形態に係る焼結鉱の製造方法の概要である。
(Outline of manufacturing method)
Next, an outline of the method for producing a sinter according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, a sintering raw material containing acidic pellets is mixed with a return ore and a coagulant and granulated to produce a granulated product (S1 in FIG. 2, mixed granulation step).
Next, the granulated product is sintered (S2 in FIG. 2, sintering step).
The above is the outline of the method for producing sinter according to the present embodiment.
(製造方法の詳細)
次に、本実施形態に係る焼結鉱の製造方法の詳細について、図3を参照して説明する。
<S1:混合造粒工程>
S1では酸性ペレットを含む焼結用原料を、返鉱および凝結材と混合、造粒して造粒物を生成する。
具体的には、まず、原料を、ペレット造粒ライン20と、主ライン10とで、造粒する。
(Details of manufacturing method)
Next, the details of the method for producing the sinter according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
<S1: Mixed granulation process>
In S1, a sintering raw material containing acidic pellets is mixed with a return ore and a coagulant and granulated to produce a granulated product.
Specifically, first, the raw material is granulated by the
まず、ペレット造粒ライン20で造粒する造粒物について説明する。
ペレット造粒ライン20では、被覆材で酸性ペレットの表面を被覆する。
First, the granulated product to be granulated by the
In the
酸性ペレットを被覆する理由は、軟化温度を上げるためである。酸性ペレットが低温から軟化溶融する原因は、Kemppainenら:鉄と鋼, 103(2017), 175等で言及されているように、SiO2を含有する低融点鉱物が存在するためである。酸性ペレットをCaOを含む材料で被覆することにより、焼結反応の際に酸性ペレットがCaOと反応して高融点の鉱物になり、軟化温度を上げることができる。 The reason for coating the acidic pellets is to raise the softening temperature. The cause of softening and melting of acidic pellets from low temperatures is the presence of low melting point minerals containing SiO 2 , as mentioned in Kemppainen et al .: Iron and Steel, 103 (2017), 175, etc. By coating the acidic pellets with a material containing CaO, the acidic pellets react with CaO during the sintering reaction to become a mineral having a high melting point, and the softening temperature can be raised.
塩基度は、被覆後のペレットで0.9以上とするのが好ましい。軟化溶融温度を、塩基性ペレットと同等の温度まで上げられるためである。
酸性ペレットの配合量は、純原料の合計質量に対する比率が0%超、30質量%未満とするのが好ましい。30質量%以上とすると、生産性が低下する恐れがあるためである。
The basicity is preferably 0.9 or more for the pellets after coating. This is because the softening and melting temperature can be raised to the same temperature as the basic pellets.
The blending amount of the acidic pellets is preferably such that the ratio to the total mass of the pure raw material is more than 0% and less than 30% by mass. This is because if it is 30% by mass or more, the productivity may decrease.
被覆材の種類は、CaO成分を30質量%含むのであれば、特に限定しない。30質量%以上とすることにより、被覆層を薄くでき、酸性ペレットとの密着性が上昇し反応しやすい。また、付着層が薄くなると、目標の塩基度に到達するまでに必要な造粒時間が短くて済む。さらに、被覆層の成分としてSiO2等の塩基性を下げる物質の含有量が少なくなる。
具体的な被覆材としては、生石灰(CaO)、石灰石(CaCO3)、消石灰(Ca(OH)2)、ドロマイト(CaMg(CO3)2)、およびそれらの混合物が挙げられる。
被覆のし易さと塩基度の上げやすさという観点からは、CaO成分が高い方が好ましく、生石灰(CaO)が最も好ましい。ただし、生石灰は、他の被覆材と比べて高価であるため、コストを考慮して、他の材料を選択してもよい。
The type of the covering material is not particularly limited as long as it contains 30% by mass of the CaO component. When the content is 30% by mass or more, the coating layer can be made thin, the adhesion to the acidic pellets is increased, and the reaction is easy. Further, when the adhesive layer becomes thin, the granulation time required to reach the target basicity can be shortened. Further, the content of a substance that lowers the basicity such as SiO 2 as a component of the coating layer is reduced.
Specific coating materials include quicklime (CaO), limestone (CaCO 3 ), slaked lime (Ca (OH) 2 ), dolomite (CaMg (CO 3 ) 2 ), and mixtures thereof.
From the viewpoint of ease of coating and ease of increasing basicity, a high CaO component is preferable, and quicklime (CaO) is most preferable. However, quicklime is more expensive than other dressings, so other materials may be selected in consideration of cost.
被覆材の粒度は特に限定しないが、粒径1mm未満(篩目1mmの篩で分級した篩下)が好ましい。被覆が容易となるためである。 The particle size of the covering material is not particularly limited, but it is preferably less than 1 mm (under a sieve classified by a sieve having a mesh size of 1 mm). This is because the coating becomes easy.
被覆材としてCaO以外の材料を用いる場合、被覆後のペレットの質量に対して、CaOを2質量%程度、バインダーとして用いてもよい。これにより、被覆が容易となる。 When a material other than CaO is used as the covering material, CaO may be used as a binder in an amount of about 2% by mass with respect to the mass of the pellets after coating. This facilitates coating.
具体的な造粒の手順は以下の通りである。
まず、第2原料槽群2から酸性ペレット、被覆材、および必要に応じてバインダーを切り出し、第3集合コンベア26で第2造粒機4に搬送する(図3のS21)。
次に、切り出した原料を第2造粒機4で造粒し、酸性ペレットの表面を被覆材で被覆する(図3のS22、被覆工程)。
被覆したペレットは、第2造粒機4から排出され、第4集合コンベア28で、第2集合コンベア24に向けて搬送される。
以上がペレット造粒ライン20で造粒する造粒物の詳細である。
The specific granulation procedure is as follows.
First, acidic pellets, a covering material, and a binder, if necessary, are cut out from the second raw
Next, the cut raw material is granulated by the
The coated pellets are discharged from the
The above is the details of the granulated product to be granulated by the
次に、主ライン10で造粒される造粒物について、説明する。
主ライン10では、酸性ペレットと被覆材以外の原料を造粒する。
酸性ペレットと被覆材以外の原料とは、鉄鉱石、副原料、雑原料、凝結材、バインダーである。
Next, the granulated product granulated on the
In the
Raw materials other than acidic pellets and coating materials are iron ore, auxiliary raw materials, miscellaneous raw materials, coagulants, and binders.
具体的な造粒の手順は以下の通りである。
まず、第1原料槽群1から原料を切り出し、第1集合コンベア22で第1造粒機3に搬送する(図3のS23)。
次に、切り出した原料を第1造粒機3で造粒する(図3のS24、他原料造粒工程)。
造粒された造粒物は第1造粒機3から排出され、第2集合コンベア24で焼結機6に向けて搬送される。
以上が主ライン10で造粒される造粒物の説明である。
The specific granulation procedure is as follows.
First, raw materials are cut out from the first raw
Next, the cut raw material is granulated by the first granulator 3 (S24 in FIG. 3, other raw material granulation step).
The granulated product is discharged from the
The above is the description of the granulated product to be granulated on the
次に、ペレット造粒ライン20で造粒された原料と、主ライン10で造粒された原料を混合する(図3のS25、混合工程)。
具体的には、第2集合コンベア24で搬送中の主ライン10で造粒された原料の上に、第4集合コンベア28で搬送した、ペレット造粒ライン20で造粒された原料が重なるように搭載して、第2集合コンベア24上で混合する。
集合コンベアは、一般には複数のベルトコンベアを階段状に段階的に高さが下がるように連結されている。そのため、上流側のコンベアの終端から、下流側のコンベアの始端に原料が落下する際の衝撃で、主ライン10で造粒された原料とペレット造粒ライン20で造粒された原料を混合できる。別途造粒機等は必ずしも必要ではない。造粒の際に外力を加えすぎると、被覆材が酸性ペレットの表面から剥離する恐れがあるためである。
混合された原料は、最終的には集合コンベアから焼結機6の図示しないホッパーに搬送される。
以上がS1の詳細である。
Next, the raw material granulated on the
Specifically, the raw material granulated by the
In a collective conveyor, a plurality of belt conveyors are generally connected in a stepwise manner so as to gradually decrease in height. Therefore, the raw material granulated on the
The mixed raw materials are finally transferred from the collecting conveyor to a hopper (not shown) of the
The above is the details of S1.
<S2:焼結工程>
S2では、S1で造粒した原料を焼結して焼結鉱を製造する。
製造方法は、焼結鉱が得られるのであれば特に限定されない。
<S2: Sintering process>
In S2, the raw material granulated in S1 is sintered to produce a sinter.
The production method is not particularly limited as long as sinter can be obtained.
なお、被覆材で被覆された酸性ペレットは、焼結時にペレット同士が固まって粗大粒子となる場合がある。この場合でも、焼結後の焼結鉱はクラッシャーで粉砕されるので、粗大粒子は粉砕される。よって、粗大粒子のままで高炉に投入される恐れは少ない。 In the acidic pellets coated with the coating material, the pellets may solidify into coarse particles at the time of sintering. Even in this case, the sinter after sintering is crushed by the crusher, so that the coarse particles are crushed. Therefore, there is little risk that the coarse particles will be put into the blast furnace as they are.
また、焼結時にペレット同士が固まった場合でも、非特許文献1、2に記載のように、粗大粒子を焼結原料層に配置することにより、通気性が改善されるため、焼結に悪影響を及ぼす恐れは小さい。
以上がS2の詳細である。
Further, even when the pellets are solidified during sintering, as described in
The above is the details of S2.
このように、本実施形態によれば、酸性ペレットをCaOで被覆して焼結用原料として用いるため、焼結時に酸性ペレットがCaOと溶融同化することによって塩基性になる。そのため、高炉装入時には塩基性ペレットに近い軟化溶融温度になり、高炉操業に用いた場合に圧力損失が増大し難い。 As described above, according to the present embodiment, since the acidic pellets are coated with CaO and used as a raw material for sintering, the acidic pellets are melt-assimilated with CaO at the time of sintering and become basic. Therefore, when the blast furnace is charged, the softening and melting temperature is close to that of the basic pellets, and the pressure loss is unlikely to increase when used for blast furnace operation.
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明は、実施例には限定されない。
CaOで被覆した酸性ペレットを原料として用いて焼結鉱を製造し、その軟化特性と生産性を評価した。具体的な手順は以下の通りである。
まず、原料として、酸性ペレットを用意した。酸性ペレットの粒度は8~13mmであり、算術平均径で10mmであった。組成は表1に示す通りである。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to Examples.
Sintered ore was produced using CaO-coated acidic pellets as a raw material, and its softening characteristics and productivity were evaluated. The specific procedure is as follows.
First, acidic pellets were prepared as raw materials. The particle size of the acidic pellets was 8 to 13 mm, and the arithmetic mean diameter was 10 mm. The composition is as shown in Table 1.
次に、酸性ペレット以外の原料として、表2に示す原料を、表2の「試験条件」に示す配合比で配合した。成品焼結鉱の塩基度、SiO2含有量、Al2O3含有量が略一定になるように、酸性ペレットの配合量増加とともに他の粉鉱石および石灰石の配合量を調整した。 Next, as the raw materials other than the acidic pellets, the raw materials shown in Table 2 were blended in the blending ratio shown in the “test conditions” of Table 2. The blending amounts of other powder ores and limestone were adjusted along with the increase in the blending amount of acidic pellets so that the basicity, SiO 2 content, and Al 2 O 3 content of the product sinter were substantially constant.
実施例1~3は酸性ペレットをCaO源として石灰石(CaO56質量%)で被覆した後で、他原料と混合したものであり、酸性ペレットの配合量を10~30質量%の範囲で変えたものである。比較例1は、酸性ペレットを配合しなかったものである。比較例2は、酸性ペレットを10質量%配合したが、石灰石で被覆せずに、他原料と同時に混合したものである。 In Examples 1 to 3, the acidic pellets were coated with limestone (CaO 56% by mass) as a CaO source and then mixed with other raw materials, and the blending amount of the acidic pellets was changed in the range of 10 to 30% by mass. Is. Comparative Example 1 does not contain acidic pellets. In Comparative Example 2, 10% by mass of acidic pellets were blended, but they were mixed at the same time as other raw materials without being covered with limestone.
配合は以下の手順で行った。
(酸性ペレット被覆)
配合する石灰石の一部を量り取り、別工程で水分を添加しながらドラムミキサーで酸性ペレットと180秒混合し、酸性ペレット表面に石灰石を被覆した。被覆層の量は、被覆ペレットの塩基度が1.0になるように決定した。ただし、比較例1、2では、この工程は実施しなかった。
The compounding was carried out according to the following procedure.
(Acid pellet coating)
A part of the limestone to be blended was weighed and mixed with the acidic pellet for 180 seconds with a drum mixer while adding water in another step, and the surface of the acidic pellet was coated with limestone. The amount of the coating layer was determined so that the basicity of the coating pellet was 1.0. However, in Comparative Examples 1 and 2, this step was not carried out.
(残部原料の造粒)
酸性ペレットと被覆層を構成する石灰石以外の原料は、ドラムミキサーで水と180秒混錬して造粒した。
(Granulation of the remaining raw material)
The raw materials other than the acidic pellets and the limestone constituting the coating layer were granulated by kneading with water for 180 seconds with a drum mixer.
(配合原料の混合)
最後に、前記被覆ペレットと粉体層をなす原料を合わせて、ドラムミキサーで15秒混合して配合原料とした。ただし、比較例1では、この工程は実施しなかった。
比較例2では、被覆しない酸性ペレットをこの工程で混合した。
(Mixing of compounding ingredients)
Finally, the coated pellets and the raw materials forming the powder layer were combined and mixed with a drum mixer for 15 seconds to prepare a compounding raw material. However, in Comparative Example 1, this step was not carried out.
In Comparative Example 2, uncoated acidic pellets were mixed in this step.
(焼結試験)
焼結試験は、直径300mm、深さ500mmの鍋を使用した鍋焼結とした。
まず、鍋底にグレートを配置し、その上に粒径10~15mmの焼結鉱2kgを床敷として敷設した。
次に配合原料をホッパーに入れ、鍋の口から高さ30cmの位置より落下させて鍋内に装入し、装入密度が実機並みの原料充填層を形成した。
配合原料装入後、鍋をウインドボックス上に配置し、鍋下圧力9.8kPaで吸引しながら、LPGバーナーで原料充填層表面を1分間加熱して着火した。
着火後、引き続き9.8kPaで吸引しながら焼成を行い、排ガス温度が最高温度を示してから3分後まで焼成を継続した。3分経過後、ただちに吸引を停止して焼成を停止し、そのまま大気雰囲気で焼結ケーキを室温まで冷却した。冷却完了後焼結ケーキを取り出して、高さ2mから4回落下させた後、破砕された焼結ケーキを、篩目が5mmの篩で分級し、篩上を成品焼結鉱として生産率を測定した。
(Sintering test)
The sintering test was a pot sintering using a pot having a diameter of 300 mm and a depth of 500 mm.
First, a great was placed on the bottom of the pot, and 2 kg of sinter with a particle size of 10 to 15 mm was laid on it as a floor.
Next, the compounded raw material was put into a hopper, dropped from a position of 30 cm in height from the mouth of the pot, and charged into the pot to form a packed raw material having a charging density comparable to that of the actual machine.
After charging the packed raw material, the pot was placed on the windbox, and the surface of the packed bed of the raw material was heated for 1 minute with an LPG burner and ignited while sucking at a pressure under the pot of 9.8 kPa.
After ignition, firing was continued while sucking at 9.8 kPa, and firing was continued until 3 minutes after the exhaust gas temperature reached the maximum temperature. After 3 minutes, the suction was immediately stopped to stop the baking, and the sintered cake was cooled to room temperature in the air atmosphere as it was. After cooling is completed, the sintered cake is taken out and dropped from a height of 2 m four times, and then the crushed sintered cake is classified by a sieve having a sieve mesh of 5 mm, and the production rate is increased by using the sieve as an adult sintered ore. It was measured.
(生産率の導出)
生産率は、焼成時間を着火開始から排ガス温度の最高温度までの時間と定義し、以下の式で導出した。
生産率=(5mm以上の焼結鉱重量-床敷重量)(t)/(鍋の断面積(m3))/焼成時間(h)
さらに、得られた生産率を、酸性ペレットを配合しなかった比較例1を100とした場合の相対値に規格化した。結果を表3の「焼結性」の「焼結生産率(相対値)」の項に示す。
(Derivation of production rate)
The production rate was derived by the following formula, defining the firing time as the time from the start of ignition to the maximum temperature of the exhaust gas.
Production rate = (weight of sintered ore of 5 mm or more-weight of bedding) (t) / (cross-sectional area of pot (m 3 )) / firing time (h)
Further, the obtained production rate was standardized to a relative value when Comparative Example 1 in which no acidic pellet was blended was set to 100. The results are shown in the "Sintering production rate (relative value)" section of "Sinterability" in Table 3.
(組成分析)
鍋試験の結果得られた焼結鉱の化学成分を公知の組成分析法により、分析した。結果を表3の「焼結鉱化学成分」の項に示す。
(Composition analysis)
The chemical composition of the sinter obtained as a result of the pot test was analyzed by a known composition analysis method. The results are shown in the section "Sintered ore chemical composition" in Table 3.
(焼結鉱の軟化特性試験)
次に、得られた焼結鉱を荷重軟化試験に供し、融着帯近傍の雰囲気における軟化溶融挙動を調査した。試験方法は、望月らの論文(鉄と鋼,72(1986),1855.)に拠った。
まず、装置として、図4に示す荷重軟化試験装置300を用意した。
図4に示すように、荷重軟化試験装置300は、竪型電気炉301、黒鉛坩堝302、黒鉛発熱体305、荷重制御装置306、温度測定装置307、ガス圧力測定装置308、滴下試料受け皿309、ガス流量制御装置310、および排ガス分析装置312を備える。
(Sintered ore softening property test)
Next, the obtained sinter was subjected to a load softening test, and the softening and melting behavior in the atmosphere near the cohesive zone was investigated. The test method was based on the paper by Mochizuki et al. (Iron and Steel, 72 (1986), 1855.).
First, as an apparatus, the load softening
As shown in FIG. 4, the load softening
竪型電気炉301は、円筒状の電気炉である。黒鉛坩堝302は、装入物試料303が装入される円筒状の坩堝であり、竪型電気炉301内に収納される。黒鉛坩堝302は、内径70mmであり、ガスを導入するためのロストル303A(火格子)を底部に備えている。
The vertical
黒鉛発熱体305は、装入物試料303を加熱するヒータであり、黒鉛坩堝302の外周を囲むように設けられる。
荷重制御装置306は、装入物試料303に荷重を加える部材であり、ここでは黒鉛坩堝302の開放端に設けられ、黒鉛坩堝302の軸方向に荷重を加えるパンチ棒と呼ばれる荷重付加手段を備える。荷重制御装置306は、ガスを排出するための排出口303Bも備える。
The
The
温度測定装置307は、装入物試料303の温度を測定する熱電対であり、荷重制御装置306の下面(装入物試料303の上面)に設けられる。
ガス圧力測定装置308は、黒鉛坩堝302に導入される還元ガス304と、黒鉛坩堝302から排気される還元反応後の排ガス311のガス圧を測定する装置である。
The
The gas
滴下試料受け皿309は、試験時に溶融した鉱石層が滴下した際の受け皿であり、ロストル303Aの下方に設けられる。
ガス流量制御装置310は、還元ガス304のガス流量を制御する装置である。
排ガス分析装置312は、排ガス311の組成を分析する装置であり、赤外線式の分光計が用いられる。
この荷重軟化試験装置300に、焼結鉱500gを装入し、図5に示す条件で温度、ガス、荷重を与えた。この際の、図6に示す時間と通気抵抗指数の関係から、図6の斜線部の面積に相当する部分を通気抵抗係数KS値と定義して以下の式(1)(2)から求めた。
The dripping
The gas flow
The
500 g of sinter was charged into the load softening
ここで、
KS:高温部通気抵抗指数(SI単位・℃)
t:温度(℃)
K(t):温度tにおける通気抵抗指数(SI単位)
tmf:滴下終了温度(℃)、ここでは1600℃
ΔP:圧損(Pa)
h:層高(m)
ρg:ガスの密度(kg/m3) ※温度の関数
μg:ガスの粘性(kg/m・s) ※温度の関数
ug:ガスの空塔流速(m/s) ※温度の関数
β:ガス流れにより定まる係数でここでは0.2
here,
KS: High temperature part ventilation resistance index (SI unit, ℃)
t: temperature (° C)
K (t): Ventilation resistance index (SI unit) at temperature t
t mf : Dropping end temperature (° C), here 1600 ° C
ΔP: Pressure drop (Pa)
h: Layer height (m)
ρ g : Gas density (kg / m 3 ) * Temperature function μ g : Gas viscosity (kg / m ・ s) * Temperature function
u g : Gas superficial velocity (m / s) * Temperature function β: Coefficient determined by gas flow, 0.2 here
KS値は、荷重軟化試験の圧損曲線から算出される通気抵抗指数であり、KS値が大きい方が通気性は低い。荷重軟化試験で大きなKS値を示した鉄源原料を高炉で用いると、高炉の圧損が大きくなることが報告されており、高炉操業においてはKS値の低い装入物が所望される。そこで、酸性ペレット単体のKS値を100とした時の相対値で、通気抵抗係数を評価した。結果を表3の「荷重軟化試験」の「KS値」の項に示す。 The KS value is a ventilation resistance index calculated from the pressure loss curve of the load softening test, and the larger the KS value, the lower the air permeability. It has been reported that when an iron source raw material showing a large KS value in a load softening test is used in a blast furnace, the pressure loss of the blast furnace increases, and a charge having a low KS value is desired in blast furnace operation. Therefore, the aeration resistance coefficient was evaluated by a relative value when the KS value of the acidic pellet alone was set to 100. The results are shown in the "KS value" section of the "Load softening test" in Table 3.
(試験結果)
KS値は、実施例1~実施例3において、酸性ペレットを配合しなかった比較例1と同等の結果を示した。これは、酸性ペレットを石灰石で被覆して鍋内で焼結させると、軟化温度が高くなるように改質されて、通気性低下が抑制されたためと考えられる。
(Test results)
The KS value showed the same result as in Comparative Example 1 in which the acidic pellet was not blended in Examples 1 to 3. It is considered that this is because when the acidic pellets were coated with limestone and sintered in a pan, they were modified to increase the softening temperature and the decrease in air permeability was suppressed.
比較例2では、KS値は他の例よりも大きくなった。これは酸性ペレットを被覆しなかったため、塩基度が上昇せず、軟化開始温度が高くならなかったためと考えられる。 In Comparative Example 2, the KS value was larger than that of the other examples. It is probable that this was because the acid pellets were not coated, so that the basicity did not increase and the softening start temperature did not increase.
比較例1、実施例1、実施例2から明らかなように、焼結鉱の生産率は、酸性ペレットの配合量が20質量%までは、酸性ペレット配合量の増加とともに上昇した。これは、酸性ペレットの増加とともに焼結ベッドの通気性が向上したためと考えられる。 As is clear from Comparative Example 1, Example 1, and Example 2, the production rate of the sinter increased with the increase of the acidic pellet compounding amount up to 20% by mass of the acidic pellet compounding amount. It is considered that this is because the air permeability of the sintered bed improved with the increase of acidic pellets.
実施例3は、酸性ペレットを30質量%配合したものであり、KS値は実施例1、2と同程度であったが、生産率が実施例1、2よりも低下した。これは、酸性ペレットの配合により通気性が過度に上昇して焼成時間が短縮された結果、十分に焼結されずに焼結鉱が排出されたためと考えらえる。 In Example 3, 30% by mass of acidic pellets were blended, and the KS value was about the same as in Examples 1 and 2, but the production rate was lower than in Examples 1 and 2. It is considered that this is because the sinter was discharged without being sufficiently sintered as a result of the excessive increase in air permeability and the shortening of the firing time due to the compounding of the acidic pellets.
以上の結果より、CaOを含む被覆材で酸性ペレットを被覆することにより、酸性ペレットを、軟化溶融温度が高くなるように改質可能であることがわかった。
さらに、焼結配合原料中の被覆ペレットの量を30質量%未満として焼結機で焼成することで、焼結鉱の生産性も改善できることがわかった。
From the above results, it was found that the acidic pellets can be modified so that the softening and melting temperature becomes high by coating the acidic pellets with a coating material containing CaO.
Furthermore, it was found that the productivity of the sinter can be improved by firing in a sinter with the amount of coated pellets in the sinter compounding raw material set to less than 30% by mass.
1…第1原料槽群、2…第2原料槽群、3…第1造粒機、4…第2造粒機、6…焼結機、10…主ライン、20…ペレット造粒ライン、22…第1集合コンベア、24…第2集合コンベア、26…第3集合コンベア、28…第4集合コンベア、100…製造装置。 1 ... 1st raw material tank group, 2 ... 2nd raw material tank group, 3 ... 1st granulation machine, 4 ... 2nd granulation machine, 6 ... Sintering machine, 10 ... Main line, 20 ... Pellet granulation line, 22 ... 1st collective conveyor, 24 ... 2nd collective conveyor, 26 ... 3rd collective conveyor, 28 ... 4th collective conveyor, 100 ... Manufacturing equipment.
Claims (2)
前記造粒物を焼結する焼結工程と、
を実施し、
前記混合造粒工程は、CaO成分を30質量%以上含む原料で、前記酸性ペレットの表面を被覆する工程を含み、
前記焼結用原料と前記返鉱の合計質量に対する前記酸性ペレットの質量の比率が、0%超、30質量%未満であることを特徴とする焼結鉱の製造方法。 A mixed granulation process in which a raw material for sintering including acidic pellets , which are calcined pellets, is mixed with a return ore and a coagulant and granulated to produce a granulated product.
The sintering process of sintering the granulated product and
And carry out
The mixed granulation step includes a step of coating the surface of the acidic pellet with a raw material containing 30% by mass or more of CaO component.
A method for producing a sinter, wherein the ratio of the mass of the acidic pellets to the total mass of the raw material for sinter and the returned ore is more than 0% and less than 30% by mass .
CaO成分を30質量%以上含む原料で前記酸性ペレットの表面を被覆する被覆工程と、
他の焼結用原料、前記返鉱および凝結材を造粒機で造粒する他原料造粒工程と、
前記被覆工程で被覆した前記酸性ペレットと、前記他原料造粒工程で造粒した他原料を、互いに重なるようにコンベアに搭載することにより、コンベア上にて混合する混合工程と、
を実施することにより、前記焼結用原料を混合、造粒する工程であることを特徴とする、請求項1に記載の焼結鉱の製造方法。 The mixed granulation step is
A coating step of coating the surface of the acidic pellet with a raw material containing 30% by mass or more of CaO component, and
Other raw material granulation processes for granulating other raw materials for sintering, the returned ore and the coagulant with a granulator, and
A mixing step of mixing the acidic pellets coated in the coating step and the other raw materials granulated in the other raw material granulation step on the conveyor by mounting them on the conveyor so as to overlap each other.
The method for producing a sinter according to claim 1, wherein the step is a step of mixing and granulating the raw materials for sinter.
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