JPH0123531B2 - - Google Patents

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JPH0123531B2
JPH0123531B2 JP56113442A JP11344281A JPH0123531B2 JP H0123531 B2 JPH0123531 B2 JP H0123531B2 JP 56113442 A JP56113442 A JP 56113442A JP 11344281 A JP11344281 A JP 11344281A JP H0123531 B2 JPH0123531 B2 JP H0123531B2
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JP
Japan
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weight
mass
iron
binder
mixture
Prior art date
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Expired
Application number
JP56113442A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5773136A (en
Inventor
Adonan Gotsukuseru Meemetsuto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOODO OBU KONTOROORU OBU MISHIGAN TEKUNOROJIKARU UNIV
Original Assignee
BOODO OBU KONTOROORU OBU MISHIGAN TEKUNOROJIKARU UNIV
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Filing date
Publication date
Application filed by BOODO OBU KONTOROORU OBU MISHIGAN TEKUNOROJIKARU UNIV filed Critical BOODO OBU KONTOROORU OBU MISHIGAN TEKUNOROJIKARU UNIV
Publication of JPS5773136A publication Critical patent/JPS5773136A/en
Publication of JPH0123531B2 publication Critical patent/JPH0123531B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C21B13/105Rotary hearth-type furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/242Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • C22B1/244Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
    • C22B1/245Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic with carbonaceous material for the production of coked agglomerates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は微細な酸化鉄含有材料からその中に
あるすべての酸化鉄を金属鉄に還元するのに十分
な量の内部炭素を含有している高強度塊状体を製
造する方法に関する。 微細な鉄精鉱及び製鋼工場の廃棄ダストの様
な、微細な、酸化鉄含有材料を製鋼炉に装入され
た時酸化鉄を金属鉄に還元するのを早める目的で
内部に炭素を含有しているペレツトの形にするの
は良く知られている。この様な方法は米国特許
2793109号(ヒユーブラー(Huebler)等)、
2806779号(ケース(Case))、3264092号(バン
(Ban)、3333951号(バン(Ban))3386816号
(イングリツシユ(English))、3770416号(ゴク
セル(Goksel))3938987号(バン(Ban))及び
カナダ特許844592号(ボリン(Volin)等)に例
示されている。 炭素質材料が全酸化鉄を金属鉄に還元するのに
十分な量存在するとペレツトの破砕抵抗又は圧縮
強度に逆に作用する傾向があることは一般に認め
られている。このことに関して、ケースの特許
2806779号とバンの特許3264092号が塊状化型の石
炭の使用とそれから石炭を乾留するためにペレツ
トを約871―1260℃(1600―2300〓)の温度に加
熱しそれによつてペレツトのためにチヤー結合を
作ることを教示している。バンの特許3938987号
は、褐炭、亜歴青炭、無煙炭及び粉コークスの様
な塊状化していない石炭が炭素質材料として使用
される時、その量は製鋼炉向けに十分な強度をも
つペレツトを作るため酸化鉄を金属鉄に還元する
に必要な量の約40〜80%でなければならないと教
えている。イングリツシユの特許3386816号は、
コークスを8%しか含んでいないペレツトの圧縮
強度は26.3Kg(58Lbs)でこれはほとんどの製鋼
法向けには低過ぎて受け入れられないと一般に考
えられていると教えている。 本発明の主な目的は微細な、酸化鉄含有材料を
全酸化鉄を金属鉄に還元するに少なくとも十分な
量の炭素質材料を含有しなおかつ高い圧縮強度を
有する硬化塊状体に形成する安価な方法を提供す
ることである。 本発明の他の目的は製鋼炉向け装入物として適
するこのような塊状体を製造する方法を提供する
ことである。 本発明のその他の面、利益、及び目的は以下の
詳細な説明及び追加した特許請求の範囲を見れば
当業者にとつて明らかになるであろう。 本発明によれば、圧縮強度が少なくとも45.4Kg
(100lbs)で酸化鉄の大部分を有し全酸化鉄を金
属鉄に還元するに十分な量の炭素質材料を含んで
いる硬化塊状体は、歴青炭チヤー、無煙炭、褐炭
チヤー、コークス、木炭、黒鉛及び類似物の如き
揮発分(乾量基準)の量が約20重量%か又はこれ
以下の天然のまま又は熱分解した炭素質材料を利
用することによつて製造される。揮発分の量が高
く全酸化鉄を金属鉄に還元するに十分な量である
炭素質材料を含有する熱水硬化した酸化鉄塊状体
は多くの用途に対して破砕抵抗又は圧縮強度が低
くて受入れられない。全く思いがけなく、かかる
塊状体の圧縮強度を揮発分(乾量基準)の量が約
20重量%以下の天然のまま又は熱分解した炭素質
材料を用いることによつて著しく増大できること
がわかつた。 さらに明確には、本発明の方法は微細な酸化鉄
含有材料、全酸化鉄を金属鉄に還元するに少なく
とも十分な約20重量%以下の量の揮発分(乾量基
準)を有する天然のまま又は熱分解した炭素質材
料、カルシウム及びマグネシウムの酸化物、水酸
化物、炭酸塩及びこれらの混合物からなる群から
選んだ結合剤の約1ないし約30重量%、及び珪酸
質材料(有効SiO2として)の0ないし3重量%、
からなる加水混合物を製造する工程;できた混合
物を個々の生の塊状体に形成する工程;及び硬化
した、完全に結合した塊りに形成するのに十分な
時間スチームを接触することによつて生の塊状体
を熱水硬化する工程;を含んでいる。 この方法は、鉄精鉱及び製鋼工程から副産物と
して回収した所謂「製鋼工場廃棄酸化物」、又は
BOF、平炉、高炉及び電炉の排煙から集じんし
たダスト、ミルスケール粉、沈降室ダスト、ペレ
ツト化鉄鉱から分離した微粉を含んでいる鉄分に
富む(例えば鉄分30―80%)固体粒子又は微粉か
ら硬化塊状体を製造するために使用できる。ここ
で用いた「酸化鉄含有材料」なる用語には鉄精
鉱、製鋼工場の廃棄酸化物、又はこれらの混合物
を含む。この方法は好ましくは鉄分約45〜70%及
び残部が脈石と酸化物を含んでいる高品位鉱又は
精鉱の形である赤鉄鉱又は磁鉄鉱のような鉄鉱石
から高強度の塊状体を製造するのに特に適してい
る。したがつて、この方法では出発材料として用
いられる鉄精鉱について述べることにする。 出発混合物は先づ鉄精鉱、炭素質材料、結合
剤、珪酸質材料及び個々の塊状化した塊り又はペ
レツトに形成できる加水混合物を形成するに十分
な量の水分を互に十分混合することにより製造さ
れる。 炭素質材料はその揮発分(乾量基準)が約20重
量%以下、好ましくは約10重量%以下である限り
では天然産あるいは熱分解したもののいずれでも
よい。熱分解した炭素質材料は揮発分の量が低い
ので一般に好ましい。 代表的に好適な天然の炭素質材料には揮発分の
少ない無煙炭、黒鉛及び類似物が含まれる。 ここで用いられた用語「熱分解した炭素質材
料」とは、天然に産出する高炭素質材料を揮発物
質、主として有機物質の大部分を追出するために
酸素のない状態で高温度に加熱して作られた固体
産物を意味する。代表的に好適な熱分解した炭素
質材料には非粘結性の歴青炭、亜歴青炭及び無煙
炭から作られたチヤー、褐炭チヤー、木炭、歴青
炭から作られたコークス、粉コークス、石油又は
石炭のタールピツチ、及びこれらの混合物が含ま
れる。これらの中、歴青炭チヤー、褐炭チヤー及
び粉コークスが価格が低いので好ましい。 好適な結合剤にはカルシウム及びマグネシウム
の酸化物、水酸化物、炭酸塩及びこれらの混合物
が含まれる。生石灰(CaO)及び消石灰(Ca
(OH)2)は、結合剤としての働きをするのに加
えて、塊状体が製鋼工程で使用されるときこれら
は造滓化や脱硫を助けるので好ましい。 用いられる結合剤の量は出発混合物中の乾燥固
体の全重量を基にして約0.1ないし約30重量%で
ある。約0.1重量%より少ないと、硬化したペレ
ツトは取扱い、貯蔵及び輸送の間に普通に課せら
れた負荷に耐えるのに十分な破砕抵抗又は圧縮強
度を持たない。また一方では、30重量%より過剰
の結合剤は、それほど圧縮強度を増大させず、最
終塊状体中の酸化鉄品位を好ましくないレベルに
うすめることになり、そして溶融中過剰量のスラ
グを造ることになる。好ましい結合剤の量は約2
ないし約10重量%である。 もし酸化鉄含有材料が、熱水硬化状態の間に結
合剤と反応して珪酸塩結合又はハイドロ珪酸塩結
合ができる多少の量(例えば約0.5重量%以上)
の有効SiO2を含有していると、珪酸質材料を出
発混合物に添加しなくても、約90.7Kg(200lbs)
までの圧縮強度を有する硬化ペレツトが得られ
る。比較的有効SiO2の量が少ない高品位鉄精鉱
に対しては、全乾燥固体重量を基にして3重量%
までの有効SiO2を含む天然又は加工した珪酸質
材料が出発混合物に添加される。この混合物中の
全有効SiO2は、酸化鉄含有材料の一部としてあ
るいは珪酸質材料とともに添加されるかのいずれ
かで、少なくとも0.5重量%にすべきである。 代表的に好適な珪酸質材料には微細に粉砕し石
英、シリカ砂、ベントナイト、ケイソウ土、フラ
ー土、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム及
びアルミニウムの珪酸塩、及びこれらの混合物が
含まれる。これらの中、微細に粉砕した石英及び
シリカ砂が好ましい。 結合剤及び珪酸質材料に加えて、硬化塊状体の
強度を一層増すために他の強化添加物を出発混合
物に含有させることができる。例えば、アルカリ
金属(例えばカリ及びナトリウム)の酸化物、水
酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、
硼酸塩及びこれらの混合物を3重量%の範囲まで
添加できる。これらの中、水酸化ナトリウム、炭
酸ソーダ及び重炭酸ソーダが好ましい。硬化塊状
体が高炉への装入物として用いられる時これら強
化添加物がいくらか存在するのは望ましくないと
考えてよい。このような場合、かかる添加物を省
略しても塊状体の強度が著しく低下することはな
い。使用する場合、強化添加物の好ましい量は約
0.15から約1重量%である。 出発混合物に含まれる水分の量は、材料の物理
的性質及び用いられた個々の塊状化技術によつて
変る。例えばボーリングドラム又はデイスクを用
いるペレタイジング法が球状ペレツト用に使用さ
れる時は、加水された出発混合物中の全水分量は
一般に約5ないし約20重量%、好ましくは約10な
いし15重量%にすべきである。一方、団鉱プレス
が用いられる時は、加水された出発混合物中の水
分量は約3ないし約15重量%、好ましくは約5な
いし10重量%にすべきである。 出発混合物に含まれた各種固体材料の平均粒子
寸法は普通約10メツシユから約325メツシユの範
囲でよく、好ましくは全部が約200メツシユ以下
であるのがよい。粒子の大きさが約100メツシユ
よりも粗いと成分が均質な混合物が得られず、あ
る場合には、硬化塊状体における必要な高強度結
合を得るのに十分な表面積ができない。なお又、
粗いペレツトを含んでいる混合物からペレツトを
形成するのは困難である。好ましくは、出発混合
物中の全固体材料の少なくとも半分の平均粒度が
ペレタイジングに対しては200メツシユ以下であ
る。ブリケツトはもつと粗い粒子で製造できる。 低揮発分の、天然産及び熱分解した多くの炭素
質材料には混合工程の間に水を吸収する傾向のあ
る小さな毛細管様の孔又は空洞がある。この遊離
の内部水分は過剰の量が孔又は空洞にあると、熱
水硬化工程の間にスチームに変る傾向があり、圧
縮強度における低下をもたらし時にはひび割れ又
は砕裂することがある。これは炭素質材料中の遊
離内部水分の実質的な部分が孔又は空洞から表面
に移動するに十分な時間加水混合物を静置又は放
置することよつて最小にできる。 この保持又は休止の工程に対する時間及び条件
は用いられている炭素質材料及び結合剤の主とし
て個々の種類によつて著しく変え得る。過剰の内
部水分を炭素材料中の孔又は空洞から除くのは加
水混合物の高温度に加熱することによつて促進で
きる。生石灰及び又は酸化マグネシウムが結合剤
として用いられる時は、これらは存在する水分と
反応して水酸化物をつくる。この発熱水和反応は
遊離内部水分の粒子表面への移動を早める傾向が
あり、結果として必要な放置時間を外部加熱なし
に短縮する。 一般的な指針として、塊状化に先行する加水混
合物は約0.5ないし48時間、好ましくは約2ない
し約3時間、約60ないし90℃の温度に放置してお
く。より高い温度と圧力が使用できるが、運転費
が高くなるため望ましくない。生石灰又は酸化マ
グネシウムが結合剤として用いられる時は、発熱
水和反応を利用するために加水混合物は密閉した
断熱コンテナーの中に置かれる。 加水混合物は次いで、造型、団鉱、ペレツト
化、押出し及び類似法の様な慣用の塊状化技術に
よつて、意図する最終用途向の所望の大きさ及び
形状をもつた生の塊状体に成形される。ボーリン
グデイスク又はボーリングドラムによるペレタイ
ジングは運転費が安いので好ましい。 球状のペレツトを成型するとき、生の塊状体は
一般に直径が約5ないし約25mm好ましくは約10な
いし約20mmである。団鉱が用いられる時は、塊状
体は好ましくは球形類似又は卵形で大きい方の直
径が約75mmまでの範囲である。もし所望であれば
もつと大きなペレツト及び団鉱が使用できる。 熱水硬化工程に先立つて、生の塊状体を遊離水
分が約5重量%以下好ましくは約3重量%以下に
乾燥することによつて硬化塊状体の破砕抵抗又は
圧縮強度を増加することができる。この乾燥は、
乾燥温度を炭素質材料の分解温度にして用いて、
生の塊状体を炉の中に置くか又は加熱したガスを
その上に吹付けるような慣用の手段で達成でき
る。遊離水分を約5重量%以下に減少させるに必
要な時間は用いた乾燥温度、生の塊状体の水分
量、乾燥ガスの流速、含水率低下のレベル、生の
塊状体の大きさ及び形等に依存する。 その中で塊状体が水分の存在下で高温に加熱さ
れて個々の粒子を硬化及び結合して完全な高強度
の塊りになるオートクレーブの如き反応室又は圧
力容器の中に生の塊状体を入れる。この熱水硬化
工程によつて作られた硬化塊状体の圧縮強度はあ
る程度用いる温度、時間、雰囲気の湿分に依存す
る。 生の塊状体への熱の適用は多くの方法の中のど
の方法によつても達成できる。スチームの使用は
熱水反応に必要な熱と水分のもとを同時に提供す
るので好ましい。飽和スチーム又は実質的に飽和
したスチームのいずれかが用いられる。過熱スチ
ームは強度の低下した硬化塊状体をつくる傾向が
ある。したがつて、飽和スチームかこれに近い温
度と圧力のスチームが好ましい。一般に約100な
いし約250℃、好ましくは200ないし約225℃、の
範囲の温度を用いれば正当な時間内で生の塊状体
の所望の硬化を達成するのに十分である。 実質的に大気圧より高いオートクレーブで加圧
した圧力は硬化時間を低減し硬化塊状体の強度を
向上するために好ましい。一般に経済的条件とし
ては、最大圧は約35気圧を超えるべきでなく約10
ないし約25気圧の圧力が好ましい。 ペレツトを反応室又は圧力容器に保持する時間
は反応室の圧力、温度、雰囲気、ペレツトの大き
さ、及び組成のような各種の工程変数に依存す
る。どの場合においても、この保持時間は結合剤
が有効SiO2中に珪酸塩及び又はハイドロ珪酸塩
結合をつくり、個々の粒子を硬化した高強度の状
態に結合するに十分でなければならない。より高
温、高圧が用いられる時、熱水硬化に要する時間
は一般に約5分から約15時間で好ましくは30ない
し60分である。 硬化塊状体は反応室から移されて、冷却後すぐ
使用できる。高温の硬化した塊状体は普通約1.5
%の遊離水分を含んでおり、大概の用途に適する
圧縮強度特性を有する。硬化した塊状体の圧縮強
度は、実質的に遊離水分の全部を塊状体から除く
ために、好ましくは反応室から移動後すぐに、そ
して実質的な冷却がおこる前に急速乾燥すること
によつて増加できる。この乾燥は使いやすい方法
で実施できる。 本発明の方法で作られた硬化塊状体の最低圧縮
強度は塊状体の大きさによつて変化する。例えば
直径が12〜15mmの球状ペレツトは圧縮強度が少な
くとも45.4Kg(100lbs)である。そして直径が約
30mmのものの圧縮強度は約90.7Kg(200lbs)の附
近又はこれ以上である。 一層の労作を要せずに、当業者は以上の説明か
ら本発明を最大限に利用できると思う。以下の実
施例は本発明を例示するためのものであり、これ
によつて本発明を限定すると解釈されるべきでな
い。 実施例 酸化鉄全部を金属鉄に還元するのに十分な量を
もつた別々の炭素質材料を含んでいる硬化磁鉄鉱
ペレツトの破砕抵抗又は圧縮強度を評価するため
に一連の試験が行われた。出発混合物に調合され
た成分はローラー又は強力ミキサー中で均一水分
混合物を得るのに十分な時間互いに混合された。
混合物から生の、球形状ペレツト(15mm)が慣用
のボーリング装置で製造された。生ペレツトは水
分約0〜3重量%に乾燥され、次いで高圧蒸気オ
ートクレーブに移された。オートクレーブは加熱
され、温度210℃、圧力22気圧で1時間維持され
た。冷却後ペレツトの圧縮強度はデイロン
(Dillon)試験機で測定された。これらの試験の
結果をまとめると第1表の通りである。
This invention relates to a method for producing high strength agglomerates from finely divided iron oxide-containing materials containing sufficient internal carbon to reduce all iron oxide therein to metallic iron. When fine iron oxide-containing materials, such as fine iron concentrate and waste dust from steel mills, are charged into a steelmaking furnace, they contain carbon to speed up the reduction of iron oxide to metallic iron. It is well known to form pellets into pellets. This method is covered by a US patent.
No. 2793109 (Huebler, etc.),
No. 2806779 (Case), No. 3264092 (Ban), No. 3333951 (Ban), No. 3386816 (English), No. 3770416 (Goksel), No. 3938987 (Ban) and Canadian Patent No. 844,592 (Volin et al.). The presence of carbonaceous materials in sufficient quantities to reduce all iron oxides to metallic iron has an adverse effect on the crushing resistance or compressive strength of the pellets. It is generally accepted that there is a tendency to
No. 2,806,779 and Bang's Patent No. 3,264,092 disclose the use of coal in agglomerated form and then heating the pellets to a temperature of about 871-1260°C (1600-2300°) to carbonize the coal, thereby making it possible to produce coal for the pellets. It teaches making bonds. Bang's patent No. 3,938,987 states that when non-agglomerated coals such as lignite, subbituminous coal, anthracite, and coke breeze are used as carbonaceous materials, the amount is sufficient to form pellets with sufficient strength for steelmaking furnaces. It teaches that the amount needed to reduce iron oxide to metallic iron must be about 40 to 80%. English Patent No. 3386816 is
Pellets containing only 8% coke have a compressive strength of 26.3 kg (58 lbs), which is generally considered too low to be acceptable for most steelmaking processes. The primary object of the present invention is to form fine, iron oxide-containing materials into inexpensive, hardened masses containing at least sufficient carbonaceous material to reduce all iron oxides to metallic iron, yet having high compressive strength. The purpose is to provide a method. Another object of the invention is to provide a method for producing such a mass suitable as a charge for a steelmaking furnace. Other aspects, benefits, and objects of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description and appended claims. According to the invention, the compressive strength is at least 45.4Kg
(100 lbs) of hardened mass containing the majority of iron oxides and sufficient carbonaceous material to reduce all iron oxides to metallic iron: bituminous coal char, anthracite coal, lignite char, coke, Manufactured by utilizing native or pyrolyzed carbonaceous materials having a volatile content (dry basis) of about 20% by weight or less, such as charcoal, graphite, and the like. Hydrothermally cured iron oxide agglomerates containing carbonaceous material with high volatile content and sufficient to reduce total iron oxide to metallic iron have low crushing resistance or compressive strength for many applications. Not acceptable. Quite unexpectedly, it appears that the compressive strength of such a mass is reduced by the amount of volatile matter (dry basis).
It has been found that significant increases can be achieved by using up to 20% by weight of native or pyrolyzed carbonaceous material. More specifically, the method of the present invention provides a method for preparing finely divided iron oxide-containing materials, which are naturally occurring, having an amount of volatile content (dry weight basis) of about 20% by weight or less, at least sufficient to reduce all iron oxides to metallic iron. or about 1 to about 30% by weight of a binder selected from the group consisting of pyrolyzed carbonaceous materials, calcium and magnesium oxides, hydroxides, carbonates, and mixtures thereof, and siliceous materials (available SiO 2 0 to 3% by weight of)
forming the resulting mixture into individual green masses; and contacting with steam for a sufficient period of time to form a hardened, fully bonded mass. The process includes the step of hot-hydrolytically curing the raw mass. This method uses so-called "steel mill waste oxides" recovered as by-products from iron concentrate and steel-making processes, or
Iron-rich (e.g. 30-80% iron) solid particles or fines, including dust collected from BOF, open hearth, blast furnace and electric furnace flue gases, mill scale powder, settling chamber dust, and fines separated from iron pellets. It can be used to produce hardened masses from. As used herein, the term "iron oxide-containing material" includes iron concentrate, steel mill waste oxides, or mixtures thereof. The process produces high strength agglomerates from iron ores such as hematite or magnetite, preferably in the form of high grade ores or concentrates with an iron content of about 45-70% and the balance comprising gangue and oxides. Particularly suitable for Therefore, this method will refer to the iron concentrate used as starting material. The starting mixture is first thoroughly mixed with iron concentrate, carbonaceous material, binder, siliceous material, and sufficient water to form a hydrated mixture that can be formed into individual agglomerated masses or pellets. Manufactured by. The carbonaceous material may be naturally produced or thermally decomposed as long as its volatile content (on a dry weight basis) is about 20% by weight or less, preferably about 10% by weight or less. Pyrolyzed carbonaceous materials are generally preferred due to their low volatile content. Typically suitable natural carbonaceous materials include low volatile anthracite, graphite and the like. As used herein, the term "pyrolyzed carbonaceous material" refers to naturally occurring high carbonaceous materials that are heated to high temperatures in the absence of oxygen to drive off most of the volatiles, primarily organic materials. means a solid product made by Typical suitable pyrolyzed carbonaceous materials include char made from non-caking bituminous, subbituminous and anthracite coals, lignite char, charcoal, coke made from bituminous coal, and coke breeze. , petroleum or coal tar pitch, and mixtures thereof. Among these, bituminous coal char, lignite char and coke powder are preferred because of their low cost. Suitable binders include calcium and magnesium oxides, hydroxides, carbonates and mixtures thereof. Quicklime (CaO) and slaked lime (Ca
(OH) 2 ) are preferred because, in addition to acting as a binder, they aid in slag formation and desulfurization when the agglomerates are used in steelmaking processes. The amount of binder used is from about 0.1 to about 30% by weight, based on the total weight of dry solids in the starting mixture. Below about 0.1% by weight, the hardened pellets do not have sufficient crush resistance or compressive strength to withstand the loads commonly imposed during handling, storage, and transportation. On the other hand, an excess of more than 30% by weight of binder will not significantly increase the compressive strength, will dilute the iron oxide grade in the final mass to an undesirable level, and will create an excessive amount of slag during melting. become. The preferred amount of binder is about 2
from about 10% by weight. If the iron oxide-containing material reacts with the binder during hydrothermal curing conditions to form silicate or hydrosilicate bonds, some amount (e.g., greater than about 0.5% by weight)
of available SiO2 , approximately 90.7Kg (200lbs) without adding any siliceous material to the starting mixture
Hardened pellets are obtained with a compressive strength of up to . 3% by weight based on total dry solids weight for high grade iron concentrates with relatively low amounts of available SiO2 .
A natural or processed siliceous material containing up to available SiO 2 is added to the starting mixture. The total available SiO2 in this mixture, either as part of the iron oxide-containing material or added with the siliceous material, should be at least 0.5% by weight. Typically suitable siliceous materials include finely ground quartz, silica sand, bentonite, diatomaceous earth, Fuller's earth, sodium, calcium, magnesium and aluminum silicates, and mixtures thereof. Among these, finely ground quartz and silica sand are preferred. In addition to the binder and siliceous material, other reinforcing additives can be included in the starting mixture to further increase the strength of the cured mass. For example, oxides, hydroxides, carbonates, bicarbonates, sulfates, bisulfates of alkali metals (e.g. potash and sodium);
Borate salts and mixtures thereof can be added in amounts up to 3% by weight. Among these, sodium hydroxide, soda carbonate and sodium bicarbonate are preferred. The presence of some of these reinforcing additives may be considered undesirable when the hardened mass is used as a charge to a blast furnace. In such cases, omitting such additives will not significantly reduce the strength of the mass. If used, the preferred amount of reinforcing additive is approximately
0.15 to about 1% by weight. The amount of water contained in the starting mixture will vary depending on the physical properties of the materials and the particular agglomeration technique used. When a pelletizing process using, for example, a boring drum or disc is used for spherical pellets, the total water content in the hydrated starting mixture will generally range from about 5 to about 20% by weight, preferably from about 10 to 15% by weight. Should. On the other hand, when a briquette press is used, the amount of water in the hydrated starting mixture should be about 3 to about 15% by weight, preferably about 5 to 10% by weight. The average particle size of the various solid materials included in the starting mixture may normally range from about 10 meshes to about 325 meshes, preferably all of less than about 200 meshes. Particle sizes coarser than about 100 mesh do not provide a homogeneous mixture of ingredients and, in some cases, do not provide sufficient surface area to provide the necessary high strength bonding in the hardened mass. Furthermore,
It is difficult to form pellets from mixtures containing coarse pellets. Preferably, the average particle size of at least half of all solid materials in the starting mixture is less than or equal to 200 mesh for pelletizing. Briquettes can be made with very coarse particles. Many low-volatile, naturally occurring and pyrolyzed carbonaceous materials have small capillary-like pores or cavities that tend to absorb water during the mixing process. This free internal moisture, if in excess quantity in the pores or cavities, tends to convert to steam during the hydrothermal curing process, resulting in a loss in compressive strength and sometimes cracking or spalling. This can be minimized by allowing the hydrated mixture to sit or stand for a sufficient period of time for a substantial portion of the free internal water in the carbonaceous material to migrate from the pores or cavities to the surface. The time and conditions for this holding or resting step can vary significantly depending primarily on the particular type of carbonaceous material and binder used. Removal of excess internal moisture from the pores or cavities in the carbon material can be facilitated by heating the hydrated mixture to high temperatures. When quicklime and/or magnesium oxide are used as binders, they react with the moisture present to form hydroxides. This exothermic hydration reaction tends to hasten the movement of free internal moisture to the particle surface, thereby reducing the required standing time without external heating. As a general guideline, the hydrated mixture prior to agglomeration is allowed to stand at a temperature of about 60 to 90°C for about 0.5 to 48 hours, preferably about 2 to about 3 hours. Higher temperatures and pressures can be used but are undesirable due to higher operating costs. When quicklime or magnesium oxide is used as a binder, the hydrated mixture is placed in a closed, insulated container to take advantage of the exothermic hydration reaction. The hydrous mixture is then formed into a green mass of the desired size and shape for the intended end use by conventional agglomeration techniques such as molding, briquettes, pelletizing, extrusion and similar methods. be done. Pelletizing by boring discs or boring drums is preferred because of its low operating costs. When formed into spherical pellets, the green mass generally has a diameter of about 5 to about 25 mm, preferably about 10 to about 20 mm. When briquettes are used, the agglomerates are preferably spherical-like or oval-shaped with a larger diameter ranging up to about 75 mm. Larger pellets and briquettes can be used if desired. The crush resistance or compressive strength of the cured mass can be increased by drying the green mass to a free moisture content of less than about 5% by weight, preferably less than about 3% by weight, prior to the hydrothermal curing step. . This drying is
Using the drying temperature as the decomposition temperature of the carbonaceous material,
This can be accomplished by conventional means such as placing the green mass in a furnace or blowing heated gases over it. The time required to reduce free moisture to about 5% by weight or less depends on the drying temperature used, the moisture content of the green agglomerates, the flow rate of the drying gas, the level of moisture content reduction, the size and shape of the green agglomerates, etc. Depends on. The raw mass is placed in a reaction chamber or pressure vessel, such as an autoclave, in which the mass is heated to high temperatures in the presence of moisture to harden and bond the individual particles into a complete, high-strength mass. put in. The compressive strength of the cured mass produced by this hot water curing process depends to some extent on the temperature, time, and humidity of the atmosphere used. Application of heat to the raw mass can be accomplished in any of a number of ways. The use of steam is preferred because it simultaneously provides the source of heat and moisture necessary for the hydrothermal reaction. Either saturated steam or substantially saturated steam is used. Superheated steam tends to create hardened masses with reduced strength. Therefore, saturated steam or steam at a temperature and pressure close to saturated steam is preferred. Generally, temperatures in the range of about 100 to about 250°C, preferably 200 to about 225°C, are sufficient to achieve the desired hardening of the green mass within a reasonable time. Autoclave pressures substantially above atmospheric pressure are preferred to reduce curing time and improve the strength of the cured mass. In general economic conditions, the maximum pressure should not exceed about 35 atmospheres and about 10
Pressures of from to about 25 atmospheres are preferred. The length of time a pellet is held in a reaction chamber or pressure vessel depends on various process variables such as reaction chamber pressure, temperature, atmosphere, pellet size, and composition. In all cases, this holding time must be sufficient for the binder to create silicate and/or hydrosilicate bonds in the active SiO 2 and bond the individual particles into a hardened, high-strength state. When higher temperatures and pressures are used, the time required for hydrothermal curing is generally from about 5 minutes to about 15 hours, preferably from 30 to 60 minutes. The hardened mass is removed from the reaction chamber and is ready for use after cooling. High temperature hardened mass is usually about 1.5
% free moisture and has compressive strength properties suitable for most applications. The compressive strength of the hardened mass is improved by rapid drying, preferably immediately after removal from the reaction chamber and before substantial cooling has occurred, to remove substantially all of the free water from the mass. Can be increased. This drying can be carried out in a convenient manner. The minimum compressive strength of the hardened mass produced by the method of the invention varies depending on the size of the mass. For example, spherical pellets with a diameter of 12 to 15 mm have a compressive strength of at least 100 lbs. and the diameter is approx.
The compressive strength of the 30mm one is around or above about 90.7Kg (200lbs). Without further elaboration, it is believed that one skilled in the art can, using the preceding description, utilize the present invention to its fullest extent. The following examples are intended to illustrate the invention and should not be construed as limiting the invention thereby. EXAMPLE A series of tests were conducted to evaluate the crushing resistance or compressive strength of hardened magnetite pellets containing discrete carbonaceous materials in amounts sufficient to reduce all of the iron oxide to metallic iron. The ingredients formulated into the starting mixture were mixed together in a roller or high-intensity mixer for a sufficient time to obtain a homogeneous moisture mixture.
Green, spherical pellets (15 mm) were produced from the mixture in a conventional boring machine. The raw pellets were dried to about 0-3% moisture by weight and then transferred to a high pressure steam autoclave. The autoclave was heated and maintained at a temperature of 210°C and a pressure of 22 atmospheres for 1 hour. After cooling, the compressive strength of the pellets was measured using a Dillon tester. The results of these tests are summarized in Table 1.

【表】 (a) ダイカライト、ジエネラルリフ
ラクトリー社からのケイソウ土
これらの結果から、低揮発分(無煙炭)又は熱
分解した(歴青炭チヤー、褐炭チヤー及びコーク
ス)炭素質材料を含んでいるペレツトは圧縮強度
が45.4Kg(100lbs)以上であることがわかる。高
揮発分(歴青炭及び褐炭)の炭素質材料を含んで
いるものについて見ると実質的に圧縮強度が低
い。非粘結歴青炭、褐炭及び他の低級炭素質材料
からのチヤーを使用するのはこれらの材料が低コ
ストであり、熱分解工程の間に追出された揮発分
は燃焼して熱源として使用出来るために特に有利
である。 前述の説明から、当業者は容易に本発明の本質
的な特徴を確認でき、かつ本発明の真意及び範囲
からはずれることなく種々の変化や変更を行つて
本発明を種々の用法及び状態に応用できる。
[Table] (a) Dicalite, diatomaceous earth from General Refractory Co. From these results, it is clear that dicalite contains low volatile (anthracite) or pyrolyzed (bituminous coal coal, lignite coal and coke) carbonaceous materials. It can be seen that the pellets have a compressive strength of 45.4 kg (100 lbs) or more. Those containing carbonaceous materials with high volatile content (bituminous coal and lignite) have substantially lower compressive strength. The use of char from non-caking bituminous coal, brown coal and other lower carbonaceous materials is because these materials are low cost and the volatiles expelled during the pyrolysis process can be burned and used as a heat source. It is particularly advantageous because it can be used. From the foregoing description, those skilled in the art can easily ascertain the essential features of the present invention and can apply the present invention to various uses and situations by making various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the invention. can.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧縮強度が少なくとも45.4Kg(100Lbs)であ
る自己還元性塊状体を微細な酸化鉄含有材料から
製造するに際し、 (a) 酸化鉄含有材料;20重量%(乾量基準)以下
の揮発分を有する、少なくとも全酸化鉄を金属
鉄に還元するのに十分な量の天然のまま又は熱
分解した微細な炭素質材料;カルシウム及びマ
グネシウムの酸化物、水酸化物、炭酸塩及びこ
れらの混合物からなる群から選んだ微細な結合
剤の1ないし30重量%;及び出発加水混合物中
の全有効SiO2が該出発混合物の全乾量固体を
基にして少なくとも0.5重量%となるような量
であり且つ前記結合剤と反応して珪酸塩結合又
はハイドロ珪酸塩結合を形成できる微細な珪酸
質材料;からなる前記加水した出発混合物を製
造する工程; (b) 該炭素質材料の細孔中にある遊離の内部水分
の実質的な量がその表面に移動するのに十分な
時間該出発混合物を放置しておく工程: (c) 該出発混合物から個々の生の塊状体を形成す
る工程; (d) 該生の塊状体を乾燥して水分の量を5重量%
以下にする工程;及び (e) 該結合剤が前記有効SiO2によつて珪酸塩結
合又はハイドロ珪酸塩結合を形成し且つ硬化し
た完全に結合した塊をつくるのに十分な時間
100ないし250℃の温度でスチームと接触させる
ことによつて該生の塊状体を熱水硬化する工
程;からなることを特徴とする自己還元性塊状
体の製造方法。 2 前記結合剤が酸化カルシウム若しくは水酸化
カルシウムである特許請求の範囲第1項記載の方
法。 3 該珪酸質材料がシリカである特許請求の範囲
第2項記載の方法。 4 該炭素質材料が歴青炭チヤー、無煙炭、褐炭
チヤー、木炭、コークス、黒鉛及びこれらの混合
物からなる群から選ばれる特許請求の範囲第1項
記載の方法。 5 該炭素質材料が歴青炭チヤー、褐炭チヤー、
又はこれらの混合物である特許請求の範囲第4項
記載の方法。 6 該炭素質材料の揮発分の量が10重量%以下で
ある特許請求の範囲第4項記載の方法。 7 該含水混合物が出発混合物中の乾燥固体の全
重量を基にして3重量%以下の、アルカリ金属の
酸化物、水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、硫酸塩、
重硫酸塩、ほう酸塩、第四水酸化アンモニウム、
第四塩化アンモニウム、第四アンモニウムアミン
及びこれらの混合物からなる群から選んだ強化添
加物を含んでいる特許請求の範囲第4項記載の方
法。 8 該強化添加物が水酸化ナトリウム、炭酸ソー
ダ、及び重炭酸ソーダからなる群から選ばれる特
許請求の範囲第7項記載の方法。 9 該酸化鉄含有材料が鉄精鉱である特許請求の
範囲第4項記載の方法。 10 前記(b)工程が60ないし90℃の温度で0.5な
いし48時間行われる特許請求の範囲第1項記載の
方法。
[Claims] 1. In producing a self-reducing mass having a compressive strength of at least 45.4 Kg (100 Lbs) from a fine iron oxide-containing material: (a) an iron oxide-containing material; 20% by weight (dry basis); ) finely-grained carbonaceous materials, either native or pyrolized, in amounts sufficient to reduce at least all iron oxides to metallic iron, having a volatile content of: oxides, hydroxides, carbonates of calcium and magnesium; and 1 to 30% by weight of a finely divided binder selected from the group consisting of : (b) preparing said hydrated starting mixture consisting of a finely divided siliceous material in such an amount as to be capable of reacting with said binder to form silicate or hydrosilicate bonds; (b) of said carbonaceous material; (c) forming individual green agglomerates from the starting mixture for a sufficient period of time for a substantial amount of the free internal water present in the pores to migrate to its surface; (d) drying the raw mass to reduce the moisture content to 5% by weight;
and (e) a period of time sufficient for the binder to form silicate or hydrosilicate bonds with the available SiO 2 and to form a hardened, fully bonded mass.
A method for producing a self-reducing mass, comprising the step of: hydrothermally curing the green mass by contacting it with steam at a temperature of 100 to 250°C. 2. The method according to claim 1, wherein the binder is calcium oxide or calcium hydroxide. 3. The method according to claim 2, wherein the siliceous material is silica. 4. The method of claim 1, wherein the carbonaceous material is selected from the group consisting of bituminous coal, anthracite, brown coal, charcoal, coke, graphite, and mixtures thereof. 5 The carbonaceous material is bituminous coal char, lignite char,
or a mixture thereof, the method according to claim 4. 6. The method according to claim 4, wherein the amount of volatile matter in the carbonaceous material is 10% by weight or less. 7 alkali metal oxides, hydroxides, carbonates, bicarbonates, sulfates, in which the water-containing mixture contains not more than 3% by weight, based on the total weight of dry solids in the starting mixture;
bisulfate, borate, quaternary ammonium hydroxide,
5. The method of claim 4 including a reinforcing additive selected from the group consisting of quaternary ammonium chloride, quaternary ammonium amines, and mixtures thereof. 8. The method of claim 7, wherein said reinforcing additive is selected from the group consisting of sodium hydroxide, soda carbonate, and soda bicarbonate. 9. The method of claim 4, wherein the iron oxide-containing material is iron concentrate. 10. The method of claim 1, wherein step (b) is carried out at a temperature of 60 to 90°C for 0.5 to 48 hours.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6047330B2 (en) * 1982-02-02 1985-10-21 日本鋼管株式会社 Method and apparatus for producing uncalcined agglomerate ore
US5064174A (en) * 1989-10-16 1991-11-12 Northern States Power Company Apparatus for production of energy and iron materials, including steel
US5045112A (en) * 1988-02-08 1991-09-03 Northern States Power Company Cogeneration process for production of energy and iron materials, including steel
US5055131A (en) * 1987-08-31 1991-10-08 Northern States Power Company Cogeneration process for production of energy and iron materials
US5066325A (en) * 1987-08-31 1991-11-19 Northern States Power Company Cogeneration process for production of energy and iron materials, including steel
EP0858516A4 (en) * 1995-11-01 1999-01-07 Westralian Sands Ltd Agglomeration of iron oxide waste materials
IT1304374B1 (en) * 1998-05-27 2001-03-15 Gloster Nv METHOD FOR THE RECYCLING OF POWDERS DERIVING FROM STEEL PROCESSING PROCESSES OR SIMILAR THROUGH THE MANUFACTURE OF
TW562860B (en) 2000-04-10 2003-11-21 Kobe Steel Ltd Method for producing reduced iron
CN104099439A (en) * 2004-12-07 2014-10-15 纽-铁科技有限责任公司 System for producing metallic iron nuggets
JP5825180B2 (en) * 2012-04-03 2015-12-02 新日鐵住金株式会社 Method for producing unfired carbon-containing agglomerated ore for blast furnace using coal char
CN105907954A (en) * 2016-06-06 2016-08-31 江苏省冶金设计院有限公司 Composite bonding agent and application of composite bonding agent in mineral powder forming

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2806779A (en) * 1953-09-29 1957-09-17 Mcwane Cast Iron Pipe Co Method of producing iron
US2793109A (en) * 1954-04-09 1957-05-21 Surface Combustion Corp Induration process for powdered iron oxide containing material
DE1243880B (en) * 1958-07-18 1967-07-06 Blocked Iron Corp Process for the production of a piece ore product
US3264092A (en) * 1963-06-20 1966-08-02 Mcdowell Wellman Eng Co System for producing carbonized and metallized iron ore pellets
DE1583942C3 (en) * 1968-01-31 1975-02-06 Blocked Iron Corp., Albany, N.Y. (V.St.A.) Process for the production of a lump ore
US3895088A (en) * 1971-01-14 1975-07-15 Control Michigan Technological Method for agglomerating steel plant waste dusts
US3770416A (en) * 1972-04-17 1973-11-06 Univ Michigan Tech Treatment of zinc rich steel mill dusts for reuse in steel making processes
DE2517543C2 (en) * 1975-04-21 1985-12-12 Board Of Control Of Michigan Technological University, Houghton, Mich. Process for producing hardened agglomerates from metallurgical dust

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