JP7087939B2 - Manufacturing method of sintered raw material - Google Patents

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Description

本発明は、焼結機に装入される焼結原料の成型物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a molded product of a sintering raw material to be charged into a sintering machine.

特許文献1では、焼結用原料を造粒した擬似粒子と、焼結用原料を圧縮成型した成型物とを合わせて焼結機に装入している。ここで、成型物の直径を15mm以上20mm以下とし、成型物の圧潰強度を36.3N以上41.2N以下としている。上述した擬似粒子及び成型物を用いて焼結鉱を製造することにより、焼結機の原料層中での通気性を向上させて、焼結鉱の歩留及び生産率を向上させている。 In Patent Document 1, pseudo-particles obtained by granulating a raw material for sintering and a molded product obtained by compression molding the raw material for sintering are combined and charged into a sintering machine. Here, the diameter of the molded product is 15 mm or more and 20 mm or less, and the crushing strength of the molded product is 36.3 N or more and 41.2 N or less. By producing the sinter using the above-mentioned pseudo particles and the molded product, the air permeability in the raw material layer of the sinter is improved, and the yield and the production rate of the sinter are improved.

特開2016-020520号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-02520

特許文献1によれば、圧縮成型によって成型物を製造するときにラミネーティング現象が発生することにより、焼結の成品歩留が低下したと考えている。すなわち、成型物の+5mm歩留(目開きが5mmである篩の篩上残留率)を測定し、+5mm歩留が低下していたことに基づいて、焼結の成品歩留の低下がラミネーティング現象に起因していると考えている。 According to Patent Document 1, it is considered that the product yield of sintering is lowered due to the laminating phenomenon occurring when the molded product is manufactured by compression molding. That is, the + 5 mm yield of the molded product (residual rate on the sieve of the sieve having a mesh opening of 5 mm) was measured, and the decrease in the product yield of sintering was laminating based on the decrease in the + 5 mm yield. I think it is due to the phenomenon.

しかし、本願発明者によれば、成品歩留の低下をもたらした成型物の+5mm歩留の低下が、単にラミネーティング現象のみに起因するものではないことが分かった。すなわち、適切にバインダを使用すれば、成型物のラミネーティング現象によって生成された破断物を積極的に使用しても、焼結の成品歩留を向上できることが分かり、本願発明を完成するに至った。 However, according to the inventor of the present application, it was found that the decrease in the yield of the molded product by +5 mm, which caused the decrease in the yield of the product, was not solely due to the laminating phenomenon. That is, it was found that if the binder is used appropriately, the yield of sintered products can be improved even if the fractured product produced by the laminating phenomenon of the molded product is positively used, and the invention of the present application is completed. rice field.

本願発明は、焼結原料を造粒した擬似粒子とともに焼結機に装入される、焼結原料の成型物を製造する方法である。長径が15~30mmである完全成型物を製造するための圧縮成型機を用いて、50質量%以上の微粉鉱石及び5~20質量%のバインダを含む焼結原料を圧縮成型する。そして、圧縮成型機での圧縮力によって完全成型物にラミネーティング現象を発生させることにより、焼結機に装入される半割成型物を製造する。 The present invention is a method for producing a molded product of a sintered raw material, which is charged into a sintering machine together with pseudo particles obtained by granulating the sintered raw material. A sinter raw material containing 50% by mass or more of fine powder ore and 5 to 20% by mass of binder is compression-molded using a compression molding machine for producing a completely molded product having a major axis of 15 to 30 mm. Then, a half-split molded product to be charged into the sintering machine is manufactured by causing a laminating phenomenon in the completely molded product by the compressive force of the compression molding machine.

圧縮成型機での圧縮力としては、4t/cm以上の線圧とすることができる。また、圧縮成型される焼結原料の平均粒径を1mm以下とすることができる。 The compressive force of the compression molding machine can be a linear pressure of 4 t / cm or more. Further, the average particle size of the compression-molded sintered raw material can be set to 1 mm or less.

本願発明である焼結鉱の製造方法では、上述した成型物の製造方法によって製造された半割成型物と、焼結原料を造粒した擬似粒子とを焼結機に装入して焼結鉱を製造する。 In the method for producing a sintered ore according to the present invention, a half-split molded product produced by the above-mentioned method for producing a molded product and pseudo-particles obtained by granulating a sintering raw material are charged into a sinter and sintered. Manufacture ore.

本願発明によれば、擬似粒子とともに焼結機に装入される成型物として、焼結鉱の成品歩留や生産率を向上させることができる成型物(半割成型物)を製造することができる。ここで、5~20質量%のバインダを用いることにより、半割成型物を製造しやすくなる。また、半割成型物の外形によって焼成中の通気性を確保できるため、焼結原料としては、微粉鉱石を積極的に使用することができる。 According to the present invention, as a molded product to be charged into a sinter together with pseudo particles, it is possible to produce a molded product (half-split molded product) capable of improving the product yield and production rate of the sinter. can. Here, by using a binder of 5 to 20% by mass, it becomes easy to manufacture a half-split molded product. Further, since the air permeability during firing can be ensured by the outer shape of the half-split molded product, fine powder ore can be positively used as the sintering raw material.

焼結原料の製造プロセスを説明する概略図である。It is a schematic diagram explaining the manufacturing process of a sintered raw material.

本実施形態では、焼結機に装入される焼結用の原料(以下、焼結原料という)として、配合原料から造粒された擬似粒子と、配合原料を圧縮成型することによって製造された半割成型物との混合物を用いる。これにより、焼結鉱の成品歩留や生産率が向上することが分かった。また、本実施形態では、半割成型物を効率良く製造するために、所定の配合原料を用いている。 In the present embodiment, as a raw material for sintering (hereinafter referred to as a sintering raw material) to be charged into the sintering machine, it is manufactured by compression molding of pseudo particles granulated from the compounding raw material and the compounding raw material. A mixture with a half-split molded product is used. It was found that this improved the product yield and production rate of the sinter. Further, in the present embodiment, a predetermined compounding raw material is used in order to efficiently produce the half-split molded product.

(配合原料)
擬似粒子を造粒するための配合原料としては、鉄鉱石(粉鉱石や微粉鉱石を含む)、副原料、炭材、返鉱及び雑原料を含む。半割成型物を製造するための配合原料としては、少なくとも微粉鉱石及びバインダを含んでいればよく、これに加えて副原料、炭材、返鉱及び雑原料を含んでいてもよい。
(Mixed raw material)
The compounding raw materials for granulating pseudo-particles include iron ore (including powder ore and fine powder ore), auxiliary raw materials, charcoal materials, return ores and miscellaneous raw materials. The compounding raw material for producing the half-split molded product may contain at least fine ore and binder, and may also contain auxiliary raw materials, charcoal materials, return ores and miscellaneous raw materials.

粉鉱石とは、高炉の操業に適さない粒径(例えば10mm以下)を有する粉状の鉄鉱石である。微粉鉱石とは、製鉄原料に適さない鉄品位の低い鉄鉱石原石(原鉱やROMと呼ばれる)を選鉱処理して鉄品位を高めた鉄鉱石であり、精鉱(コンセントレート)又はペレットフィードとも呼ばれる。一般的に、微粉鉱石では、鉄分が64%以上であり、平均粒径が1mm以下である。ここで、平均粒径は、粒度区分の中央値を代表値とし、それを粒度区分ごとの質量比率で加重平均した値である。微粉鉱石の粒度分布は、JIS Z8901に基づいて測定することができる。 The powdered ore is a powdered iron ore having a particle size (for example, 10 mm or less) unsuitable for operating a blast furnace. Fine ore is an iron ore whose iron grade is improved by mineral processing of low-grade iron ore rough (called raw ore or ROM) that is not suitable as a raw material for steelmaking, and is also called concentrate or pellet feed. be called. Generally, the fine powder ore has an iron content of 64% or more and an average particle size of 1 mm or less. Here, the average particle size is a value obtained by using the median value of the particle size category as a representative value and weighting and averaging it with the mass ratio of each particle size category. The particle size distribution of the fine ore can be measured based on JIS Z8901.

副原料は、主に焼結鉱の成分調整を目的として添加される原料であり、副原料としては、例えば、カルシウム源である石灰石や生石灰や、マグネシウム源であるドロマイトやカンラン石等が挙げられる。炭材は、原料層内で燃焼発熱させることにより、鉄鉱石や副原料の溶融同化反応を生起させるために用いられる。返鉱は、焼結機で焼結されたケーキを破砕整粒したときの篩下の原料であり、再利用される。雑原料は、リサイクル原料としてのスラグやダスト類であり、鉄分やカルシウム分を回収して再利用するために用いられる。 The auxiliary raw material is a raw material added mainly for the purpose of adjusting the composition of the sinter, and examples of the auxiliary raw material include limestone and quicklime which are calcium sources, dolomite and olivine which are magnesium sources, and the like. .. The charcoal material is used to cause a melt assimilation reaction of iron ore and auxiliary raw materials by generating heat by combustion in the raw material layer. The return ore is a raw material under the sieve when the cake sintered by the sintering machine is crushed and sized, and is reused. The miscellaneous raw materials are slag and dust as recycled raw materials, and are used for recovering and reusing iron and calcium.

(焼結原料の製造プロセス)
図1は、焼結原料の製造プロセスを示す概略図である。この製造プロセスは、主ライン及び副ラインを有する。主ラインは、配合原料から擬似粒子を製造し、この擬似粒子を焼結機に供給するラインである。副ラインは、配合原料から半割成型物を製造し、この半割成型物を主ラインの途中に供給するラインである。
(Manufacturing process of sintered raw material)
FIG. 1 is a schematic view showing a manufacturing process of a sintered raw material. This manufacturing process has a main line and a sub line. The main line is a line that manufactures pseudo-particles from compounding raw materials and supplies the pseudo-particles to a sintering machine. The sub-line is a line that manufactures a half-split molded product from a compounded raw material and supplies the half-split molded product in the middle of the main line.

まず、主ライン上でのシステム構成について、以下に説明する。 First, the system configuration on the main line will be described below.

各原料槽11には原料(配合原料)が装入されており、各原料槽11からは所定の配合割合の原料が切り出される。所定の配合割合は、目標とする成分や性状を考慮して予め決められる。コンベア12は、各原料槽11から切り出された原料をドラム造粒機13に搬送する。ドラム造粒機13は、コンベア12から搬送された原料を混合して造粒することにより、擬似粒子を製造する。ここで、ドラム造粒機13には、原料の造粒に適した水分量に調整された水が添加される。この水分量は、原料の粒度分布や保水性に基づいて予め決めることができる。ドラム造粒機13によって製造された擬似粒子は、コンベア14によって焼結機30に搬送される。 A raw material (blended raw material) is charged in each raw material tank 11, and a raw material having a predetermined blending ratio is cut out from each raw material tank 11. The predetermined blending ratio is predetermined in consideration of the target ingredients and properties. The conveyor 12 conveys the raw materials cut out from each raw material tank 11 to the drum granulator 13. The drum granulator 13 produces pseudo-particles by mixing and granulating the raw materials conveyed from the conveyor 12. Here, water adjusted to a water content suitable for granulating the raw material is added to the drum granulator 13. This water content can be determined in advance based on the particle size distribution and water retention of the raw material. The pseudo particles produced by the drum granulator 13 are conveyed to the sintering machine 30 by the conveyor 14.

次に、副ライン上でのシステム構成について、以下に説明する。 Next, the system configuration on the sub line will be described below.

各原料槽21には原料(配合原料)が装入されており、各原料槽21からは所定の配合割合の原料が切り出される。所定の配合割合は、目標とする成分や性状を考慮して予め決められる。コンベア22は、各原料槽21から切り出された原料を撹拌ミキサ23に搬送する。撹拌ミキサ23は、コンベア22から搬送された原料を撹拌して混合し、撹拌ミキサ23には、後述する圧縮成型に適した水分量に調整された水が添加される。この水分量は、原料の粒度分布や保水性に基づいて予め決めることができる。 Each raw material tank 21 is charged with a raw material (blended raw material), and a raw material having a predetermined blending ratio is cut out from each raw material tank 21. The predetermined blending ratio is predetermined in consideration of the target ingredients and properties. The conveyor 22 conveys the raw materials cut out from each raw material tank 21 to the stirring mixer 23. The stirring mixer 23 stirs and mixes the raw materials conveyed from the conveyor 22, and water adjusted to a water content suitable for compression molding, which will be described later, is added to the stirring mixer 23. This water content can be determined in advance based on the particle size distribution and water retention of the raw material.

コンベア24は、撹拌ミキサ23で混合された原料を圧縮成型機25に搬送する。圧縮成型機25は、一対の成型ロール25aを有しており、各成型ロール25aの表面(原料と接触する面)には、凹状のカップが形成されている。このカップに原料が収容された後、一対の成型ロール25aによってカップ内の原料が圧縮されることにより、成型物(ブリケット)が製造される。 The conveyor 24 conveys the raw materials mixed by the stirring mixer 23 to the compression molding machine 25. The compression molding machine 25 has a pair of molding rolls 25a, and a concave cup is formed on the surface (surface in contact with the raw material) of each molding roll 25a. After the raw material is contained in this cup, the raw material in the cup is compressed by the pair of molding rolls 25a to produce a molded product (bricket).

圧縮成型機25を通過した後の原料の形態としては、完全成型物と、半割成型物と、粉体物とが含まれる。完全成型物とは、成型ロール25aのカップに沿った形状に形成された圧縮成型物である。互いに直交する3つの軸を規定したとき、完全成型物では、1つの軸方向の長さ(以下、長径という)が、他の2つの軸方向の長さのそれぞれよりも長くなる。 The form of the raw material after passing through the compression molding machine 25 includes a completely molded product, a half-split molded product, and a powdered product. The completely molded product is a compression molded product formed in a shape along the cup of the molding roll 25a. When three axes orthogonal to each other are defined, in a completely molded product, one axial length (hereinafter referred to as a major axis) is longer than each of the other two axial lengths.

半割成型物とは、後述するラミネーティング現象によって、完全成型物の長径方向の中央から完全成型物が2つに破断した圧縮成型物である。粉体物とは、圧縮成型機25を通過した原料のうち、上述した完全成型物及び半割成型物のいずれにも属さないものである。完全成型物、半割成型物及び粉体物は、作業者の目視によって区別することができる。 The half-split molded product is a compression molded product in which the complete molded product is broken into two from the center in the major axis direction of the completely molded product due to the laminating phenomenon described later. The powder material is a raw material that has passed through the compression molding machine 25 and does not belong to any of the above-mentioned complete molded product and half-split molded product. Completely molded products, half-split products and powdered materials can be distinguished visually by the operator.

コンベア26は、圧縮成型機25によって製造された半割成型物をコンベア14に搬送する。上述したように、圧縮成型機25からは、完全成型物、半割成型物及び粉体物が得られることがあるが、本実施形態では半割成型物だけが用いられる。完全成型物、半割成型物及び粉体物のなかから、例えば、作業者の手作業又は機械的な操作によって、半割成型物だけを取り出すことができる。 The conveyor 26 conveys the half-split molded product produced by the compression molding machine 25 to the conveyor 14. As described above, a completely molded product, a half-split molded product, and a powdered product may be obtained from the compression molding machine 25, but in the present embodiment, only the half-split molded product is used. From the completely molded product, the half-split molded product, and the powdered product, for example, only the half-split molded product can be taken out by a manual operation or a mechanical operation of a worker.

半割成型物を、コンベア26を介してコンベア14に搬送することにより、ドラム造粒機13からの擬似粒子と、圧縮成型機25からの半割成型物とが、コンベア14を介して焼結機30に搬送される。擬似粒子及び半割成型物は、焼結機30に装入されるまでの移動経路において混合される。例えば、擬似粒子及び半割成型物を焼結機30のサージ槽(不図示)に装入したり、サージ槽からシュートを介して焼結機パレットに擬似粒子及び半割成型物を装入したりするとき、擬似粒子及び半割成型物が混合される。焼結機30では、擬似粒子及び半割成型物が混合された状態において焼成が行われ、焼結ケーキが製造される。焼結ケーキを所定の粒度に破砕することにより、焼結鉱が得られる。 By transporting the half-split molded product to the conveyor 14 via the conveyor 26, the pseudo particles from the drum granulator 13 and the half-split molded product from the compression molding machine 25 are sintered via the conveyor 14. It is transported to the machine 30. The pseudo-particles and the half-split molded product are mixed in the moving path until they are charged into the sintering machine 30. For example, the pseudo-particles and the half-split molded product are charged into the surge tank (not shown) of the sintering machine 30, or the pseudo-particles and the half-split molded product are charged into the sintering machine pallet from the surge tank via a chute. When it does, the pseudo-particles and the half-split molded product are mixed. In the sintering machine 30, baking is performed in a state where the pseudo particles and the half-split molded product are mixed, and a sintered cake is produced. Sintered ore is obtained by crushing the sintered cake to a predetermined particle size.

(半割成型物の原料)
半割成型物を製造するための原料(配合原料)の平均粒径は、この原料を成型ロール25aのカップに収容できるサイズであればよい。ここで、平均粒径は1mm以下とすることができる。原料の平均粒径を1mm以下とすることにより、原料を成型ロール25aのカップに収容させやすくして、圧縮成型機25での圧縮成型を円滑に行うことができる。
(Raw material for half-split molding)
The average particle size of the raw material (blended raw material) for producing the half-split molded product may be any size as long as the raw material can be accommodated in the cup of the molding roll 25a. Here, the average particle size can be 1 mm or less. By setting the average particle size of the raw material to 1 mm or less, the raw material can be easily accommodated in the cup of the molding roll 25a, and compression molding can be smoothly performed by the compression molding machine 25.

原料に含まれる鉄鉱石としては、主に微粉鉱石を用いることができる。また、微粉鉱石の配合割合は、50質量%以上とする。後述するように、半割成型物が焼結機の原料層中での通気性を確保するために用いられることを考慮すると、微粉鉱石よりも粒度が粗く、原料層中の通気性を確保しやすい粉鉱石については、半割成型物の原料として敢えて用いる必要性が低い。そこで、原料である鉄鉱石としては、微粉鉱石を積極的に用いることができる。なお、本実施形態では、原料に粉鉱石が含まれていてもよい。 As the iron ore contained in the raw material, fine powder ore can be mainly used. The blending ratio of the fine ore is 50% by mass or more. As will be described later, considering that the half-split molded product is used to secure the air permeability in the raw material layer of the sintering machine, the particle size is coarser than that of the fine powder ore, and the air permeability in the raw material layer is ensured. For easy powder ore, there is little need to dare to use it as a raw material for half-split moldings. Therefore, as the raw material iron ore, fine powder ore can be positively used. In this embodiment, the raw material may contain powdered ore.

原料には、湿潤状態のバインダが添加される。このバインダは、半割成型物を圧縮成型機25から焼結機30に搬送する間、半割成型物の強度を確保するために用いられる。バインダとしては、例えば、生石灰や、ベントナイトなどの粘土系バインダ、糖蜜などの有機系バインダ、鉄鉱石を湿式粉砕した鉄鉱石スラリ(例えば、国際公開第2013/054471号パンフレットに記載の鉄鉱石スラリ)を用いることができる。 A wet binder is added to the raw material. This binder is used to secure the strength of the half-split molded product while transporting the half-split molded product from the compression molding machine 25 to the sintering machine 30. Examples of the binder include clay-based binders such as fresh lime and bentonite, organic binders such as molasses, and iron ore slurry obtained by wet-crushing iron ore (for example, iron ore slurry described in International Publication No. 2013/054471 pamphlet). Can be used.

バインダの添加量は、5質量%以上であって20質量%以下とする。これにより、半割成型物を製造しやすくなる。バインダとして鉄鉱石スラリを用いる場合、鉄鉱石スラリを完全に乾燥させた後の質量が上述したバインダの添加量の範囲内にあればよい。 The amount of the binder added is 5% by mass or more and 20% by mass or less. This makes it easier to manufacture a half-split molded product. When the iron ore slurry is used as the binder, the mass after the iron ore slurry is completely dried may be within the range of the above-mentioned addition amount of the binder.

(完全成型物のサイズ)
完全成型物の長径は、成型ロール25aのカップのサイズに依存するものであり、本実施形態では、15mm以上であって30mm以下である。完全成型物の長径は、より好ましくは、20mm以上であって30mm以下である。本実施形態では、半割成型物を用いるため、半割成型物のサイズを確保する上では、完全成型物の長径を15mm以上とすることが好ましい。また、圧縮成型機25による成型性を考慮すると、完全成型物の長径は30mm以下であることが好ましい。
(Size of complete molding)
The major axis of the completely molded product depends on the size of the cup of the molding roll 25a, and in the present embodiment, it is 15 mm or more and 30 mm or less. The major axis of the completely molded product is more preferably 20 mm or more and 30 mm or less. In the present embodiment, since the half-split molded product is used, it is preferable that the major axis of the completely molded product is 15 mm or more in order to secure the size of the half-split molded product. Further, considering the moldability by the compression molding machine 25, the major axis of the completely molded product is preferably 30 mm or less.

本実施形態では、完全成型物ではなく、完全成型物から得られる半割成型物を主ラインの原料(擬似粒子)に混ぜて焼結機30に装入している。これにより、完全成型物を擬似粒子とともに焼結機30に装入する場合と比べて、焼結鉱の成品歩留や生産率を向上させることができる。 In the present embodiment, not the completely molded product, but the half-split molded product obtained from the completely molded product is mixed with the raw material (pseudo-particles) of the main line and charged into the sintering machine 30. As a result, the product yield and production rate of the sinter can be improved as compared with the case where the completely molded product is charged into the sinter 30 together with the pseudo particles.

(圧縮成型機の成型条件)
圧縮成型機25において原料を圧縮成型するときの条件としては、いわゆるラミネーティング現象が発生する条件とする。ラミネーティング現象とは、長径方向における完全成型物の中央を起点として、完全成型物が2つに破断する現象である。ラミネーティング現象を発生させる成型条件としては、圧縮成型機25での線圧を4t/cm以上とすることができる。線圧が4t/cmよりも低いと、ラミネーティング現象が発生せず、半割成型物を製造することができなくなることがある。なお、ラミネーティング現象の発生は、バインダの添加量に依存することもあるため、圧縮成型機25での線圧は、4t/cm以上に限らず、ラミネーティング現象を発生させることができる線圧であればよい。
(Molding conditions for compression molding machine)
The condition for compression molding the raw material in the compression molding machine 25 is a condition in which a so-called laminating phenomenon occurs. The laminating phenomenon is a phenomenon in which the completely molded product breaks into two starting from the center of the completely molded product in the major axis direction. As a molding condition for generating the laminating phenomenon, the linear pressure in the compression molding machine 25 can be set to 4 t / cm or more. If the linear pressure is lower than 4 t / cm, the laminating phenomenon does not occur and it may not be possible to manufacture a half-split molded product. Since the occurrence of the laminating phenomenon may depend on the amount of the binder added, the linear pressure in the compression molding machine 25 is not limited to 4 t / cm or more, and the linear pressure capable of generating the laminating phenomenon is not limited to 4 t / cm. It should be.

本実施形態によれば、完全成型物と比べて異形状である半割成型物を擬似粒子とともに焼結機に装入することにより、焼結ベッドにおいて、半割成型物に形成された破断面(略平面)と擬似粒子(球体)との間に空隙を発生させやすくなる。この空隙により、通気性を向上させることができ、焼結鉱の成品歩留や生産率を向上させることができる。また、半割成型物が骨材として機能することにより、焼成中におけるケーキの収縮を抑制でき、焼結鉱の気孔率を向上させることができる。結果として、被還元性に優れた焼結鉱を製造することができる。 According to the present embodiment, a fracture surface formed in the half-split molded product in the sintered bed by charging the half-split molded product having a shape different from that of the completely molded product into the sintering machine together with the pseudo particles. It becomes easy to generate voids between (substantially flat surface) and pseudo particles (spheres). Due to this void, the air permeability can be improved, and the product yield and production rate of the sinter can be improved. Further, since the half-split molded product functions as an aggregate, the shrinkage of the cake during firing can be suppressed, and the porosity of the sinter can be improved. As a result, a sinter having excellent reducibility can be produced.

上述した半割成型物は、圧縮成型機25での線圧を調整してラミネーティング現象を発生させるだけであるため、完全成型物と同様の製造工程において、半割成型物を容易に製造することができる。 Since the above-mentioned half-split molded product only causes the laminating phenomenon by adjusting the linear pressure in the compression molding machine 25, the half-split molded product can be easily manufactured in the same manufacturing process as the complete molded product. be able to.

(圧縮成型機の線圧)
圧縮成型機25での線圧を異ならせながら、成型物を製造し、ラミネーティング現象の有無を確認した。線圧としては、3,4,5,6t/cmにそれぞれ設定した。原料としては、鉄鉱石としてブラジル産の微粉鉱石を用い、バインダとして生石灰を用いた。95質量%である微粉鉱石と5質量%である生石灰を配合し、配合原料の水分を約5%に調湿したものを圧縮成型機25に供給した。成型ロール25aのカップは、アーモンド型に形成されており、このカップの内容積は1.7cmである。
(Linear pressure of compression molding machine)
The molded product was manufactured while changing the linear pressure in the compression molding machine 25, and the presence or absence of the laminating phenomenon was confirmed. The linear pressure was set to 3, 4, 5, 6 t / cm, respectively. As a raw material, fine powder ore from Brazil was used as iron ore, and quicklime was used as a binder. A fine powder ore of 95% by mass and quicklime of 5% by mass were blended, and the moisture content of the blended raw material was adjusted to about 5%, which was supplied to the compression molding machine 25. The cup of the molded roll 25a is formed in an almond shape, and the internal volume of this cup is 1.7 cm 3 .

上述した試験の結果を下記表1に示す。下記表1において、完全成型物の割合とは、圧縮成型機25に供給した配合原料の総量において、完全成型物の総量が占める割合(質量%)である。 The results of the above-mentioned tests are shown in Table 1 below. In Table 1 below, the ratio of the completely molded product is the ratio (mass%) of the total amount of the completely molded product to the total amount of the compounded raw materials supplied to the compression molding machine 25.

Figure 0007087939000001
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線圧が3t/cmであるときには、完全成型物と粉状に崩れたものとが得られただけであり、ラミネーティング現象の発生を確認することができなかった。線圧が4,5,63t/cmであるときには、完全成型物と粉状に崩れたものの他に、半割成型物が得られ、ラミネーティング現象の発生を確認することができた。このため、線圧を4t/cm以上にすれば、ラミネーティング現象を発生させることができる。 When the linear pressure was 3 t / cm, only a completely molded product and a powdered product were obtained, and the occurrence of the laminating phenomenon could not be confirmed. When the linear pressure was 4,5,63 t / cm, in addition to the completely molded product and the powdered product, a half-split molded product was obtained, and the occurrence of the laminating phenomenon could be confirmed. Therefore, if the linear pressure is set to 4 t / cm or more, the laminating phenomenon can be generated.

(バインダの添加量)
バインダの添加量を異ならせながら、圧縮成型機25を通過した後の各種成型物について、圧縮成型機25に供給した配合原料の総量において各種成型物の総量が占める割合(質量%)を測定した。この成型物には、完全成型物と、半割成型物と、完全成型物及び半割成型物を除いた残り(粉体物という)とがある。
(Amount of binder added)
With different amounts of binder added, the ratio (mass%) of the total amount of various molded products to the total amount of compounded raw materials supplied to the compression molding machine 25 was measured for the various molded products after passing through the compression molding machine 25. .. This molded product includes a completely molded product, a half-split molded product, and a residue (referred to as a powder product) excluding the completely molded product and the half-split molded product.

原料としては、鉄鉱石としてブラジル産の微粉鉱石を用い、バインダとして、鉄鉱石スラリを完全に乾燥させたものを用いた。これらの原料を配合し、配合原料の水分を約5%に調湿したものを圧縮成型機25に供給した。成型ロール25aのカップは、アーモンド型に形成されており、このカップの内容積は1.7cmである。 As a raw material, fine powder ore produced in Brazil was used as an iron ore, and a completely dried iron ore slurry was used as a binder. These raw materials were blended and the moisture content of the blended raw materials was adjusted to about 5%, and the mixture was supplied to the compression molding machine 25. The cup of the molded roll 25a is formed in an almond shape, and the internal volume of this cup is 1.7 cm 3 .

バインダ(鉄鉱石スラリの固形分)の添加量は、0,5,10,20,30質量%のそれぞれに設定した。微粉鉱石の配合量は、微粉鉱石及びバインダの総量が100質量%となるように、バインダの添加量に応じて変更した。すなわち、微粉鉱石の配合量は、100,95,90,80,70質量%のそれぞれに設定した。圧縮成型機25の線圧は、上記表1の結果に基づいて、4t/cmに設定した。 The amount of binder (solid content of iron ore slurry) added was set to 0, 5, 10, 20, and 30% by mass, respectively. The blending amount of the fine powder ore was changed according to the amount of the binder added so that the total amount of the fine powder ore and the binder was 100% by mass. That is, the blending amount of the fine powder ore was set to 100, 95, 90, 80, 70% by mass, respectively. The linear pressure of the compression molding machine 25 was set to 4 t / cm based on the results in Table 1 above.

上述した試験の結果を下記表2に示す。 The results of the above tests are shown in Table 2 below.

Figure 0007087939000002
Figure 0007087939000002

上記表2によれば、バインダの添加量が0質量%であるときには、半割成型物がほとんど製造されず、粉体物の割合が最も高くなった。バインダの添加量が5,10,20質量%であるときには、半割成型物を製造しやすくなり、バインダの添加量が多いほど、粉体物の割合が低下した。バインダの添加量が30質量%であるときには、半割成型物がほとんど製造されず、完全成型物の割合が最も高くなった。これにより、半割成型物を効率良く製造するためには、バインダの添加量を5質量%以上であって20質量%以下とすればよいことが分かる。 According to Table 2 above, when the amount of the binder added was 0% by mass, the half-split molded product was hardly produced, and the ratio of the powdered material was the highest. When the amount of the binder added was 5,10,20% by mass, it became easier to produce the half-split molded product, and the larger the amount of the binder added, the lower the proportion of the powdered material. When the amount of the binder added was 30% by mass, the half-split molded product was hardly produced, and the ratio of the completely molded product was the highest. From this, it can be seen that in order to efficiently produce the half-split molded product, the amount of the binder added should be 5% by mass or more and 20% by mass or less.

(焼結鍋試験)
上記表1の試験で用いられた配合原料(95質量%の微粉鉱石と5質量%の生石灰)を用い、線圧が4t/cmであるときに製造された完全成型物又は半割成型物を用いて、焼結鍋試験を行った。焼結鍋試験は、焼結プロセスを実験室規模でシミュレートするものであり、この焼結鍋試験によって、燃焼前線降下速度(FFS;Flame Front Speed)と、焼結鉱の成品歩留及び生産率とを測定した。
(Sintered pot test)
A complete or half-molded product produced when the linear pressure is 4 t / cm using the compounding raw materials (95% by mass fine powder ore and 5% by mass quicklime) used in the test in Table 1 above. Using, a sintering pot test was performed. The sinter pot test simulates the sinter process on a laboratory scale, and the sinter pot test allows for combustion front speed (FFS) and product yield and production of sinter. The rate and was measured.

焼結鍋試験では、まず、任意の直径及び高さを有する円筒形状の焼結鍋に焼結原料を充填した。ここで、焼結鉱(2.0kg)を床敷として焼結鍋にセットした後、床敷上に焼結原料を充填した。そして、焼結鍋内の焼結原料層の表面を点火するとともに、焼結鍋の下部に設置された風箱からブロワによって空気を吸引した。これにより、焼結原料層での焼結プロセスをシミュレートすることができる。 In the sintering pot test, first, a cylindrical sintered pot having an arbitrary diameter and height was filled with a sintering raw material. Here, after setting the sinter (2.0 kg) as a sinter in a sinter pot, the sinter material was filled on the sinter. Then, the surface of the sintering raw material layer in the sintering pot was ignited, and air was sucked from the air box installed at the bottom of the sintering pot by a blower. This makes it possible to simulate the sintering process in the sintering raw material layer.

本実施例では、直径が300mmであり、高さが500mmである焼結鍋を用いた。9.8kPaの負圧で空気を吸引しながら、焼結鍋内の焼結原料層の表面をバーナによって1分間点火することにより、焼結を開始した。風箱に設置した温度センサによって排ガスの温度を測定し続け、排ガスの温度が最大値に到達したタイミングから3分が経過したときに焼結を終了した。 In this example, a sintered pan having a diameter of 300 mm and a height of 500 mm was used. Sintering was started by igniting the surface of the sintering raw material layer in the sintering pot with a burner for 1 minute while sucking air with a negative pressure of 9.8 kPa. The temperature of the exhaust gas was continuously measured by the temperature sensor installed in the air box, and the sintering was completed when 3 minutes had passed from the timing when the temperature of the exhaust gas reached the maximum value.

焼結鉱の配合原料及び各原料の配合比率(質量%)は、下記表3に示す通りである。下記表3に示すように、完全成型物及び半割成型物としては、2種類のサイズを用意した。具体的には、完全成型物としては、長径が18,25mmである成型物をそれぞれ用意した。また、半割成型物としては、長径が18,25mmである完全成型物から得られた成型物をそれぞれ用意した。 The compounding raw materials of the sinter and the compounding ratio (mass%) of each raw material are as shown in Table 3 below. As shown in Table 3 below, two sizes were prepared for the fully molded product and the half-split molded product. Specifically, as a complete molded product, a molded product having a major axis of 18,25 mm was prepared. Further, as the half-split molded product, a molded product obtained from a completely molded product having a major axis of 18,25 mm was prepared.

上記表1の試験で使用された成型ロール25aのカップ(内容積が1.7cm)を用いることにより、長径が18mmである完全成型物や、この完全成型物から得られる半割成型物を製造した。また、成型ロール25aのカップ(内容積が2.8cm)を用いることにより、長径が25mmである完全成型物や、この完全成型物から得られる半割成型物を製造した。 By using the cup of the molding roll 25a (internal volume 1.7 cm 3 ) used in the test of Table 1 above, a completely molded product having a major axis of 18 mm and a half-split molded product obtained from this completely molded product can be obtained. Manufactured. Further, by using a cup of a molding roll 25a (internal volume is 2.8 cm 3 ), a completely molded product having a major axis of 25 mm and a half-split molded product obtained from this completely molded product were manufactured.

Figure 0007087939000003
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焼結鍋における焼結原料の充填密度は、焼結鍋に充填された焼結原料の重量を、焼結鍋における焼結原料の占有体積で除算した値である。焼結原料の占有体積は、焼結原料層の層厚と、焼結鍋の鍋底面積とを乗算した値である。 The filling density of the sintered raw material in the sintered pot is a value obtained by dividing the weight of the sintered raw material filled in the sintered pot by the occupied volume of the sintered raw material in the sintered pot. The occupied volume of the sintered raw material is a value obtained by multiplying the layer thickness of the sintered raw material layer by the pot bottom area of the sintered pot.

FFSは、焼結鍋に焼結原料を充填したときの焼結原料層の層厚(焼結鍋の高さ方向のサイズ)を、焼結原料層の点火を開始した時刻から燃焼帯が焼結原料層の最下部に到達した時刻(到達時刻という)までの時間で除算した値である。本実施例では、到達時刻として、排ガスの温度の立ち上がり時刻とした。 In FFS, the layer thickness of the sintered raw material layer (size in the height direction of the sintered pot) when the sintered raw material is filled in the sintered pot is set, and the combustion zone is burned from the time when the ignition of the sintered raw material layer is started. It is a value divided by the time until the time when the bottom of the binder layer is reached (called the arrival time). In this embodiment, the arrival time is the rising time of the exhaust gas temperature.

焼結鉱の成品歩留については、以下のように算出した。焼結後のケーキを、2.0mの高さから4回落下させた後、落下物を篩(直径5mm)で分級し、篩上の重量から床敷の重量(2.0kg)を減算した値を焼結鉱の重量とした。この焼結鉱の重量を、ケーキの重量から床敷の重量(2.0kg)を減算した値で除算した値を成品歩留とした。 The product yield of sinter was calculated as follows. After dropping the sintered cake from a height of 2.0 m four times, the dropped material was classified by a sieve (diameter 5 mm), and the weight of the bedding (2.0 kg) was subtracted from the weight on the sieve. The value was taken as the weight of the sinter. The product yield was obtained by dividing the weight of this sinter by the weight of the cake minus the weight of the bedding (2.0 kg).

焼結時間は、焼結原料層の表面の点火を開始した時刻から、排ガスの温度が最大値に到達した時刻までの時間とした。焼結鉱の生産率は、成品である焼結鉱の重量を焼結時間で除算し、この除算値を焼結鍋の鍋底面積で除算した値である。 The sintering time was defined as the time from the time when the ignition of the surface of the sintered raw material layer was started to the time when the temperature of the exhaust gas reached the maximum value. The production rate of sinter is a value obtained by dividing the weight of the sinter, which is a product, by the sinter time, and then dividing this division value by the pot bottom area of the sinter pot.

上述した鍋試験の結果を下記表4に示す。 The results of the above-mentioned pot test are shown in Table 4 below.

Figure 0007087939000004
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実施例1(半割成型物)では、比較例1(完全成型物)と比べて充填密度が低くなり、良好な通気性が得られたため、FFSが高くなった。また、実施例1では、比較例1よりも成品歩留及び生産率が高くなった。同様に、実施例2(半割成型物)では、比較例2(完全成型物)と比べて充填密度が低くなり、良好な通気性が得られたため、FFSが高くなった。また、実施例2では、比較例2よりも成品歩留及び生産率が高くなった。 In Example 1 (half-split molded product), the filling density was lower than that in Comparative Example 1 (completely molded product), and good air permeability was obtained, so that FFS was high. Further, in Example 1, the product yield and the production rate were higher than those in Comparative Example 1. Similarly, in Example 2 (half-split molded product), the packing density was lower than that in Comparative Example 2 (completely molded product), and good air permeability was obtained, so that FFS was high. Further, in Example 2, the product yield and the production rate were higher than those in Comparative Example 2.

充填密度が同一である比較例1,2を比較すると、比較例2では、比較例1と比べて完全成型物のサイズが大きいため、通気抵抗を低減することができ、FFSが上昇した。一方、比較例2では、比較例1に対して、FFSの上昇差に比べて成品歩留が大きく低下し、結果として生産率が低下した。この理由としては、完全成型物のサイズが増加すると、FFSの上昇に伴い焼成中の高温保持時間が低下し、完全成型物の中心部まで焼成が十分に進まず、脆弱な焼成体が製造されたためであると考えられる。 Comparing Comparative Examples 1 and 2 having the same packing density, in Comparative Example 2, since the size of the completely molded product was larger than that in Comparative Example 1, the ventilation resistance could be reduced and the FFS increased. On the other hand, in Comparative Example 2, the product yield was significantly reduced as compared with the increase difference of FFS as compared with Comparative Example 1, and as a result, the production rate was lowered. The reason for this is that as the size of the fully molded product increases, the high temperature holding time during firing decreases as the FFS increases, and firing does not proceed sufficiently to the center of the fully molded product, producing a fragile fired body. It is thought that this is due to the fact.

充填密度が同一である実施例1,2を比較すると、実施例2では、実施例1と比べて半割成型物のサイズが大きいため、通気抵抗を低減することができ、FFSが上昇した。一方、比較例1,2の関係とは異なり、実施例2では、実施例1に対して、FFSの上昇差に比べて成品歩留の低下が抑制され、結果として生産率が上昇した。この理由としては、半割成型物を用いることにより、比較例1,2のような完全成型物と比べて、半割成型物の内部まで焼成が十分に進行し、成品歩留の低下が抑制されたためであると考えられる。したがって、半割成型物を用いる場合には、半割成型物の元になる完全成型物の長径が大きいほど、生産率を向上させることができると考えられる。 Comparing Examples 1 and 2 having the same packing density, in Example 2, since the size of the half-split molded product was larger than that in Example 1, the ventilation resistance could be reduced and the FFS increased. On the other hand, unlike the relationship between Comparative Examples 1 and 2, in Example 2, the decrease in the product yield was suppressed as compared with the increase difference in FFS, and the production rate increased as a result. The reason for this is that by using the half-split molded product, the firing proceeds sufficiently to the inside of the half-split molded product as compared with the completely molded product as in Comparative Examples 1 and 2, and the decrease in the product yield is suppressed. It is thought that this was due to the fact that it was fired. Therefore, when a half-split molded product is used, it is considered that the larger the major axis of the completely molded product, which is the source of the half-split molded product, the higher the production rate.

11:原料槽、12:コンベア、13:ドラム造粒機、14:コンベア、21:原料槽、
22:コンベア、23:撹拌ミキサ、24:コンベア、25:圧縮成型機、
25a:成型ローラ、26:コンベア、30:焼結機
11: Raw material tank, 12: Conveyor, 13: Drum granulator, 14: Conveyor, 21: Raw material tank,
22: Conveyor, 23: Stirring mixer, 24: Conveyor, 25: Compression molding machine,
25a: Molding roller, 26: Conveyor, 30: Sintering machine

Claims (4)

焼結原料を造粒した擬似粒子とともに焼結機に装入される、焼結原料の成型物を製造する方法であって、
長径が15~30mmである完全成型物を製造するための圧縮成型機を用いて、50質量%以上の微粉鉱石及び5~20質量%のバインダを含む焼結原料を圧縮成型し、
前記圧縮成型機での圧縮力によって前記完全成型物にラミネーティング現象を発生させることにより、前記焼結機に装入される半割成型物を製造することを特徴とする成型物の製造方法。
It is a method of manufacturing a molded product of a sintered raw material, which is charged into a sintering machine together with pseudo particles obtained by granulating the sintered raw material.
Using a compression molding machine for producing a complete molded product having a major axis of 15 to 30 mm, a sintered raw material containing 50% by mass or more of fine powder ore and 5 to 20% by mass of binder is compression-molded.
A method for producing a molded product, which comprises producing a half-split molded product to be charged into the sintering machine by causing a laminating phenomenon in the completely molded product by a compressive force of the compression molding machine.
前記圧縮力は、4t/cm以上の線圧であることを特徴とする請求項1に記載の成型物の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 1, wherein the compressive force is a linear pressure of 4 t / cm or more. 圧縮成型される焼結原料の平均粒径が1mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の成型物の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 1 or 2, wherein the average particle size of the sintered raw material to be compression-molded is 1 mm or less. 請求項1から3のいずれか1つに記載の前記半割成型物と、焼結原料を造粒した擬似粒子とを焼結機に装入して焼結鉱を製造することを特徴とする焼結鉱の製造方法。 It is characterized in that the half-split molded product according to any one of claims 1 to 3 and the pseudo-particles obtained by granulating a sinter raw material are charged into a sinter to produce a sinter. How to make sinter.
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