JP7374067B2 - 粉鉱石造粒物製造用添加剤 - Google Patents
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に関する。
本発明の粉鉱石造粒物製造用添加剤は、生石灰を配合して粉鉱石造粒物を製造する際に用いられる。本発明の粉鉱石造粒物製造用添加剤は、(a)成分のオキシカルボン酸、オキシカルボン酸の塩、オキシカルボン酸のエステル、アルカノールアミン、アルカノールアミンの塩、及びアルカノールアミンのエステルから選ばれる1種以上の化合物を含有する。
(a)成分のオキシカルボン酸は、炭素数が2以上、更に3以上、そして、15以下、更に10以下のものが挙げられる。
オキシカルボン酸がカルボン酸基を2個以上有する場合、エステル化度は、20以上100以下であってよい。
オキシカルボン酸がヒドロキシ基を2個以上有する場合、エステル化度は、20以上100以下であってよい。
該エステルは、オキシカルボン酸と炭素数1以上4以下の1価アルコールとのエステルが好ましい。
オキシカルボン酸のエステルとしては、具体的には、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、リンゴ酸ジメチル、リンゴ酸ジエチル、リンゴ酸ジブチル、クエン酸トリメチル、クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリエチルヘキシルが挙げられる。
なお、本発明では、(a)成分どうしで形成されるエステルも(a)成分としてよい。その場合、(a)成分を複数含む化合物であり、化合物全体の量を(a)成分の量とする。
(a)成分のアルカノールアミンのアルカノール基は、炭素数が1以上、更に2以上、そして、5以下、更に3以下のものが挙げられる。
(a)成分のアルカノールアミンは、炭素数が2以上、更に4以上、そして、15以下、更に10以下のものが挙げられる。
(a)成分のアルカノールアミンとしては、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールモノエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン等が挙げられ、生石灰の活性向上の観点から、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、及びN-メチルジエタノールアミンから選ばれる化合物が好ましい。
(a)成分は、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸の塩、アルカノールアミン、及びアルカノールアミンの塩から選ばれる1種以上の化合物であってよい。
(a)成分は、オキシカルボン酸、及びアルカノールアミンから選ばれる1種以上の化合物であってよい。
・生石灰の平均一次粒径の測定方法
レーザー回折/散乱式粒度分布計によって測定する。レーザー回折/散乱式粒度分布計として、粒度分布測定装置「LA-300」(株式会社堀場製作所製)を用いる。測定すべき生石灰を、粒度分布測定装置「LA-300」に対して試料投入口から投入し、10分間超音波処理後に測定を開始する。
測定方法:フロー法
分散媒:エタノール
分散方法:攪拌、内蔵超音波照射(15W、28kHz、1分間)
測定時の透過率:70~90%
相対屈折率:1.2
本発明の粉鉱石造粒物の製造方法は、粉鉱石と、生石灰と、(a)成分とを混合して造粒する、粉鉱石造粒物の製造方法であって、(a)成分を、生石灰に対して、0.001質量%以上2質量%以下混合する、粉鉱石造粒物の製造方法である。(a)成分の具体例や好ましい態様は、本発明の粉鉱石造粒物製造用添加剤と同じである。本発明の粉鉱石造粒物製造用添加剤で述べた事項は、本発明の粉鉱石造粒物の製造方法に適宜適用することができる。
本発明の粉鉱石造粒物の製造方法は、本発明の粉鉱石造粒物製造用添加剤を用いて行うことができる。
〔粉鉱石造粒物の平均粒径〕
造粒直後の造粒物を篩目0.5mm、1.0mm、2.8mm、4.75mm、8mm、9.5mmのスクリーンによって30秒間篩分けを行い、各篩上の質量を測定する。各篩での代表粒径には目開きの算術平均値を用い、代表粒径と各粒度の質量比率を加重平均して算出する。
本発明は、粉鉱石と、生石灰と、(a)成分とを含有する粉鉱石造粒物であって、(a)成分を、生石灰に対して、0.001質量%以上2質量%以下含有する、粉鉱石造粒物を提供する。本発明の粉鉱石造粒物は、粉鉱石と、生石灰と、生石灰に対して0.001質量%以上2質量%以下の(a)成分と、を混合して得られた粉鉱石造粒物であってよい。(a)成分の具体例や好ましい態様は、本発明の粉鉱石造粒物製造用添加剤及び粉鉱石造粒物の製造方法と同じである。本発明の粉鉱石造粒物製造用添加剤及び粉鉱石造粒物の製造方法で述べた事項は、本発明の粉鉱石造粒物に適宜適用することができる。その場合、粉鉱石造粒物の製造方法における混合量は必要に応じて含有量に置き換えて適用できる。
・カラジャス鉱石:南米産ヘマタイト鉱石
・ヤンディ鉱石:豪州産ピソライト鉱石
・生石灰:粒径200μm以下、平均一次粒径(メジアン径)25μm
・石灰石:粒径4.75mm、工業分析値 CaO55%、揮発分44%
・返鉱:焼結過程により形成された焼結ケーキを破砕時に得られる、所定の粒径に満たない焼結鉱
・粉コークス:粒径2.8mm、工業分析値 固定炭素(Fixed carbon)86%、灰分12%、揮発分2%
・ダスト:一次粒径が0.1μm以上10μm以下の粒子の製銑ダスト(平均一次粒径0.9μm)
ドラムミキサーに粉鉱石、生石灰、石灰石、返鉱を投入し3分間混合した。その後、粉鉱石造粒物製造用添加剤混合物を添加しドラムミキサーで1分間混合し、更に水を添加しながら1分30秒造粒した。水の添加後、更に2分間造粒を行った。その後、粉コークスを添加して更に30秒造粒を行い、造粒物を得た。なお、各成分の混合量は表に示す質量部及び質量%となるように調整した。
造粒直後の粉鉱石造粒物を直径42mm高さ300mmの円筒に充填し、下部より差圧20.4mmH2Oで吸引を行い、円筒直下の風量を測定した。稲角著「焼結鉱」社団法人日本鉄鋼協会より、通気性JPUをJPU=F/A×(L/ΔP)0.6より算出した。JPUの値が大きいほど通気性がよいことを意味する。
F:風量(m3/min)
A:円筒断面積(m2)
L:円筒高さ(mm)
ΔP:差圧(mmH2O)
*ポリカルボン酸A
メタクリル酸と、メタクリル酸とポリエチレングリコールモノメチルエーテルのエステル(エチレングリコールの平均重合度120)との共重合体(共重合体中のメタクリル酸比率が90mol%)、重量平均分子量40000
また、参考例2-1、2-2に示すように、生石灰を用いない場合は、(a)成分の有無により、造粒物の通気性には差違がみられなかった。このことから、本発明の(a)成分は、生石灰との組み合わせにおいて顕著な効果を発現する成分、すなわち生石灰が配合された粉鉱石造粒物において顕著な効果を示す成分であることがわかる。
一般に、粉鉱石造粒物の通気性と生産にはある程度の相関があることが知られており、例えば、冷間の通気性(JPU)が10%向上することで生産性が5%程度向上するという報告もある(出口ら「討 3 擬似粒子化の促進による焼結原料層の通気性向上(I 焼結原料の事前処理技術, 第 110 回講演大会討論会講演概要)」、鐵と鋼、日本鐡鋼協會々誌、社団法人日本鉄鋼協会、1985年8月1日、A177-A180, vol 71, No10(1985))。この水準は、例えば、実機における造粒物の造粒物において、火格子面積400m2とした場合、焼結機1台で約30t/h生産量が向上することを意味する。ここで、表1の実施例1-3、1-7のJPUは51であり、比較例1-1のJPU47に対して通気性が7%程度向上している。そのため、実機による粉鉱石造粒物の製造では、これらの実施例は、比較例と比べて、1時間あたり数十トン程度生産性が向上すると予想され、この違いは当業者には非常に大きなものとして認識される。
Claims (6)
- (a)オキシカルボン酸、アルカノールアミン及びアルカノールアミンの塩から選ばれる1種以上の化合物〔以下、(a)成分という〕を含有する、粉鉱石造粒物製造用添加剤であって、
オキシカルボン酸が、乳酸、リンゴ酸及びクエン酸から選ばれる1種以上であり、
アルカノールアミンが、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン及びN-メチルジエタノールアミンから選ばれる1種以上であり、
アルカノールアミンの塩が、アルカノールアミンのポリカルボン酸系高分子化合物から選ばれる1種以上であり、
粉鉱石造粒物は生石灰を配合して製造された粉鉱石造粒物であり、粉鉱石造粒物物の製造時に配合される生石灰に対して(a)成分が0.001質量%以上2質量%以下の割合で使用される、粉鉱石造粒物製造用添加剤。 - (a)成分の分子量が1000以下である、請求項1に記載の粉鉱石造粒物製造用添加剤。
- 粉鉱石造粒物の製造時に配合される生石灰の平均一次粒径が10μm以上である、請求項1又は2記載の粉鉱石造粒物製造用添加剤。
- 粉鉱石と、生石灰と、(a)オキシカルボン酸、アルカノールアミン及びアルカノールアミンの塩から選ばれる1種以上の化合物〔以下、(a)成分という〕とを混合して造粒する、粉鉱石造粒物の製造方法であって、
オキシカルボン酸が、乳酸、リンゴ酸及びクエン酸から選ばれる1種以上であり、
アルカノールアミンが、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン及びN-メチルジエタノールアミンから選ばれる1種以上であり、
アルカノールアミンの塩が、アルカノールアミンのポリカルボン酸系高分子化合物から選ばれる1種以上であり、
(a)成分を、生石灰に対して0.001質量%以上2質量%以下混合する、
粉鉱石造粒物の製造方法。 - 粉鉱石と、生石灰と、(a)成分及び水を含有する混合物とを混合する、請求項4に記載の粉鉱石造粒物の製造方法。
- 生石灰の平均一次粒径が10μm以上である、請求項4又は5に記載の粉鉱石造粒物の製造方法。
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