JPH0154415B2

JPH0154415B2 -

Info

Publication number: JPH0154415B2
Application number: JP14610081A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Myashita; Masaharu Matsui; Hideyuki Yoshikoshi
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1989-11-17
Also published as: JPS5848642A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、粉粒状鉄源を非焼成で塊成する非
焼成塊成鉱の製造法に関するものである。

粉粒状鉄源や粉鉄鉱石を、非焼成で塊成しペレ
ツト化する方法として、結合剤としての水硬性セ
メントにより前記原料をペレツト化する方法が知
られている。この方法によれば、無公害、省エネ
ルギーで粉粒状鉄源を塊成できる優れた効果が得
られるが、反面塊成に長時間の養生を必要とし、
生産能率の悪い点に問題がある。

例えば、特公昭51−25402号の実施例によると、
ポルトランドセメントを結合剤として使用し塊成
したペレツトは、それが使用に耐えられる強度に
達するまでに約10日間の養生期間を要し、このた
めに広大な養生ゾーンを必要としている。また、
このように、自然放置によつて強度を発現させる
場合には、コールドペレツトの硬化過程でペレツ
ト同士が固着する結果、解砕工程が必要となり、
生産性、作業性の面から大きな欠点となつてい
る。

上述した問題を解決し、水硬性セメントを用い
て塊成したペレツトを短時間に強度発現させるた
めに、オートクレープで高圧熱水処理を施す方法
が、例えば特公昭47−29688号により提案されて
いる。しかし、この方法によるときは、製造工程
がバツチ式にならざるを得ないため、作業性が悪
くコスト高となる上、高圧装置を必要とすること
から、その設備に多額の費用を要し、また高圧に
対する特別の注意が必要となる等の問題がある。

この発明は、上述のような観点から、短時間で
高能率かつ経済的に、高強度のペレツトの如き塊
成鉱を非焼成で製造する非焼成塊成鉱の製造法に
関するもので、所定割合の水硬性セメントが添加
された粉粒状鉄源を造粒して得られた生ペレツト
に対し、養生処理を施して塊成鉱とする非焼成塊
成鉱の製造法において、前記生ペレツトに対し、
飽和水蒸気圧の水蒸気を含むガスの吹込みによる
水和養生処理を施し、次いで、前記水和養生処理
の施され生ペレツトに対し、３〜30％の濃度の炭
酸ガス含有ガスを、１cm／sec以上の流速で吹込
むことによる炭酸化養生処理を施すことにより、
または、前記生ペレツトに対し、飽和水蒸気圧の
水蒸気を含む３〜30％の濃度の炭酸ガス含有ガス
を、１cm／sec以上の流速で吹込むことによる、
水和養生処理および炭酸化養生処理を施すことに
より、短時間で高強度の塊成鉱となすことに特徴
を有するものである。

この発明において、水和養生処理のために、飽
和水蒸気圧の水蒸気を含むガスを使用する理由
は、次の通りである。即ち、水和養生処理とは、
粉粒状鉄源に添加した水硬性セメントに水和反応
を起こさせることにより結合作用を発生させる処
理であつて、このための反応物質として水は不可
欠であり、生ペレツトの造粒時に添加された水
は、上述の反応物質として作用する。一方、通常
の大気雰囲気は、飽和水蒸気圧に相当する水蒸気
を含んでいない。従つて、大気雰囲気下で生ペレ
ツトに対し水和養生処理を施すと、生ペレツト中
の造粒時に添加された水が蒸発する。この結果、
水和養生処理時に反応物質としての水が不足して
水和反応が不完全となり、高強度の塊成鉱が得ら
れない。このことは、特に、高強度の塊成鉱を短
時間で製造するために、養生温度を高めた場合に
著しい。このような、生ペレツト中の水分の蒸発
を防止するために、水和養生処理を、飽和水蒸気
圧の水蒸気を含むガスを使用して行なうのであ
る。なお、水和養生処理を水中で行なうと、生ペ
レツトが水中で崩壊し、所定強度のペレツトを製
造することができない。

次に、この発明を実施例により図面と共に説明
する。

実施例１サマルコ粉鉱に水硬性セメントとしてのポルト
ランドセメント10重量％を配合した上、これに水
分を外枠で７重量％添加した原料を1mφのデイ
スク型ペレタイザーで造粒し、10〜14mφの生ペ
レツトを調製した。

前記生ペレツトに対し、飽和水蒸気圧の水蒸気
25％、空気75％からなる、飽和水蒸気圧の水蒸気
を含む65℃の温度のガス中において５時間水和養
生処理を施し、そして、この飽和水蒸気圧の水蒸
気を含むガスにより生ずる凝縮熱によつて生ペレ
ツトを加熱した後、CO₂ガス９％、水蒸気69％、
空気22％からなる湿潤状態の90℃のCO₂含有ガス
中で４時間保持し、次いで、CO₂ガス29％、空気
71％からなる200℃のCO₂含有ガス中で1.5時間保
持して炭酸化養生処理を施し、製品ペレツトとし
た。

水和養生処理は、飽和水蒸気圧の水蒸気を含む
ガスを使用して行なわれるので、造粒のために粉
鉱に添加した水分が、水和養生処理時に蒸発する
ことはなく、水和養生は短時間で完全に行なわれ
た。

第１図には、製品ペレツトの圧潰強度が示され
ている。第１図において、〇印は上述した本発明
方法により製造した製品ペレツトの圧潰強度であ
る。また、□印および△印は比較例であつて、□
印の比較例１は、前記生ペレツトを、飽和水蒸気
圧の水蒸気25％、空気75％からなる、飽和水蒸気
圧の水蒸気を含む65℃の温度のガスによつて、９
時間水和養生した後、200℃の温度の空気中で1.5
時間乾燥し製品ペレツトとしたものの圧潰強度、
また比較例２の△印は前記生ペレツトを大気中で
10日間放置し養生したものの圧潰強度である。図
面から、水和養生処理後に炭酸化養生処理を施し
た本発明方法による製品ペレツトは、短時間の処
理により、優れた圧潰強度の得られることがわか
る。

実施例２実施例１と同じ生ペレツトに対し、水和養生処
理と炭酸化養生処理とを同時に施した例である。
即ち、前記生ペレツトを、飽和水蒸気圧の水蒸気
25％、CO₂ガス22％、空気53％からなる、飽和水
蒸気圧の水蒸気を含む、65℃の温度のCO₂含有ガ
ス中において５時間保持し、次いで、飽和水蒸気
圧の水蒸気69％、CO₂ガス９％、空気22％からな
る、飽和水蒸気圧の水蒸気を含むガスが混合され
た、90℃の温度のCO₂含有ガス中において４時間
保持することにより、前記生ペレツトに対し水和
養生および炭酸化養生を施し、次いで、CO₂ガス
29％、空気71％からなる、200℃の温度の乾燥状
態のCO₂雰囲気中において1.5時間保持し、製品
ペレツトとした。

第２図には、その圧潰強度（〇印）が前記実施
例１で述べた比較例の圧潰強度（△印および□
印）と共に示されている。図面から、水和養生処
理と炭酸化養生処理とを同時に施した製品ペレツ
トは、実施例１の水和養生処理後、炭酸化養生処
理を施したペレツトに比べ、その圧潰強度はやや
劣るが、炭酸化養生処理を施さない比較例に比べ
ると、優れた圧潰強度を有していることがわか
る。

実施例３実施例１と同じ生ペレツトに対し、実施例１と
同じ飽和水蒸気圧の水蒸気を含む65℃の温度のガ
ス中において４時間水和養生処理を施し、次い
で、実施例１と同じ湿潤状態の90℃のCO₂含有ガ
ス中で４時間保持し次いで実施例１と同じ200℃
のCO₂含有ガス中で1.5時間保持して炭酸化養生
処理を施し、製品ペレツトとした。

上述した炭酸化養生処理時におけるCO₂含有ガ
ス中のCO₂ガスの濃度を変え、CO₂ガス濃度と製
品ペレツトの圧潰強度との関係を調べた。第３図
には、その圧潰強度が、前記生ペレツトに対し、
飽和水蒸気圧の水蒸気を含む65℃の温度のガス中
で９時間水和養生処理を施した後、200℃で1.5時
間乾燥した比較例（□印）と共に示されている。
図面から明らかなように、CO₂ガスの濃度を30％
にすると、圧潰強度は200Kg／ｐとなり、以降そ
の濃度を高めても、圧潰強度は殆んど変らない。
また、CO₂ガスの濃度が３％でも、圧潰強度は炭
酸化養生処理を施さない比較例より高く、その有
効であることがわかる。

実施例４実施例１と同じ生ペレツトに対し、実施例３と
同じ条件で水和養生処理を施した後、CO₂濃度が
12.5％の燃焼排ガスを使用して炭酸化養生処理を
施し、製品ペレツトとした。第３図中の×印はそ
の圧潰強度で、187Kg／ｐを示し、実施例３とほ
ぼ同一の効果が得られ、炭酸ガス源として、CO₂
を含有する工場の燃焼排ガスを利用し得ることが
わかつた。

実施例５実施例１と同じ生ペレツトに対し、実施例３と
同じ条件で水和養生処理を施した後、炭酸化養生
処理（但しCO₂濃度100重量％のガスを使用）を
施し、この炭酸化養生処理時におけるCO₂ガスの
流速を変え、製品の圧潰強度との関係を調べた。

第４図には、その圧潰強度が示されており、
COガスの流速を高めるほど、製品ペレツトの圧
潰強度は向上し、前記ガス流速は１cm／sec以上
が好ましいことがわかつた。このことから、炭酸
化養生処理に当つては、原料がCO₂ガスと効率的
に接触する方法で行なうことが必要とされる。

第５図には、この発明方法を実施するに当つて
の工程の一例が示されている。原料である粉鉄鉱
石、水硬性セメント類、その他の添加物は、貯蔵
ビン１ａ，１ｂ，１ｃから所定量が切出され、ミ
ル２で十分に混合された後、ペレタイザー３によ
り所定粒度の生ペレツトに造粒される。

４は竪型の水和養生シヤフト炉で、生ペレツト
は前記シヤフト炉４内に、その炉頂から装入され
遂次炉内を下降して、その底部から排出される。
シヤフト炉４内には、その一方の側壁から対向す
る他方の側壁へ向けて、矢印の如く前記生ペレツ
トと直交して、飽和水蒸気圧の水蒸気を含む所定
温度のガスが吹込まれ、このガスにより炉内に下
降する生ペレツトに水和養生処理が施される。

かくして、水和養生の完了したペレツトは、前
記シヤフト炉の底部から排出され、炭酸化養生シ
ヤフト炉５に、その頂部から装入される。炭酸化
養生シヤフト炉５は、水和養生シヤフト炉と同じ
竪型炉で、その一方の側壁から対向する他方の側
壁へ向けて、矢印の如く炉内のペレツトと直交し
てCO₂含有ガスが吹込まれ、このCO₂含有ガスに
より、炉内を下降するペレツトに炭酸化養生処理
が施される。

かくして、炭酸化養生処理の完了したペレツト
は、シヤフト炉５の底部から排出されて製品ペレ
ツトとなり、ストツクヤード６に運ばれる。

第６図は、前記水和養生処理と前記炭酸化養生
処理とを１つのシヤフト炉７で行なう例で、シヤ
フト炉の上半部７Ａは水和養生処理部、そして下
半部７Ｂは炭酸化養生処理部としてある。

なお、シヤフト炉内に吹込まれる飽和水蒸気圧
の水蒸気を含むガスおよび炭酸ガス含有ガスの吹
込み方向は、図示の如く炉内のペレツトの移動方
向と直交する方向に限らず、例えば炉頂部から炉
底部に向けてペレツトの移動方向と同一方向に吹
込むようにしてもよい。

第７図は、この発明方法を実施するに当つての
工程の他の例で、無端移動するグレート８の上部
に、グレート８に向けて飽和水蒸気圧の水蒸気を
含むガスを吹込む水蒸気吹込炉９と、CO₂含有ガ
スを吹込むCO₂含有ガス吹込炉１０とが設けられ
ている。前記グレート８上に供給された生ペレツ
トが、グレート８によつて移動する間に、生ペレ
ツトに対し、その上方に設けられた水蒸気吹込炉
９から吹込まれ、グレート８の下部から吸引され
る、飽和水蒸気圧の水蒸気を含むガスによつて水
和養生処理が施され、ついで、CO₂含有ガス吹込
炉１０から吹込まれ、同じくグレート８の下部か
ら吸引されるCO₂含有ガスによつて炭酸化養生処
理が施される。かくして炭酸化養生処理の完了し
たペレツトは、グレート８の端部から排出されて
製品ペレツトとなり、ストツクヤード６に運ばれ
る。

上述した例は、生ペレツトに対し、水和養生処
理を施した後、炭酸化養生処理を施す工程からな
つているが、１つの炉で、飽和水蒸気圧の水蒸気
を含む炭酸ガス含有ガスを吹込み、水和養生処理
と炭酸化養生処理とを同時に行なうことも可能で
ある。

この発明方法において、粉粒状鉄源に添加され
る水硬性セメントの割合は、粉粒状鉄源に対し３
〜15重量％が適量で、この水硬性セメントに更に
消石灰、生石灰、転炉滓等を加えてもよい。ま
た、水和養生処理の際の温度は30〜100℃、炭酸
化養生処理の際の温度は60〜250℃、水和養生と
炭酸化養生との同時処理の際の温度は30〜250℃、
および乾燥CO₂ガスによる保持温度は100〜250℃
が適当である。

なお、炭酸化養生処理の際のCO₂ガスの濃度
は、第３図に示す如く３〜30％とし、その流速
は、第４図に示す如く空塔流速で１cm／sec以上
とすることが、製品の圧潰強度を高める上におい
て必要である。

以上述べたように、この発明の方法によれば、
生ペレツトに対する水和養生処理を、飽和水蒸気
圧の水蒸気を含むガスを使用して行なつたので、
造粒時に粉鉱に添加された水分の蒸発が生ずるこ
となく短時間で完全な水和養生処理が施され、そ
して、水和養生処理後、所定濃度の炭酸ガスを含
有するガスを使用して炭酸化養生処理を施したこ
とにより、高強度のペレツトを得ることができ
る。

このように、この発明方法によれば、短時間で
高能率かつ経済的に、高強度の塊成鉱を非焼成で
連続的に製造でき、広大な養生ゾーンや高圧装置
の如き特別な設備を必要としない等、工業上優れ
た効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法により水和養生処理を施
した後、炭酸化養生処理を施した製品の圧潰強度
を比較例とともに示す図、第２図は水和養生処理
と炭酸化養生処理とを同時に施した製品の圧潰強
度を比較例と共に示す図、第３図は炭酸化養生処
理の際のCO₂濃度と製品の圧潰強度との関係を示
す図、第４図はCO₂ガスの流速と製品の圧潰強度
との関係を示す図、第５図乃至第７図はこの発明
方法の実施工程の一例を示す工程図である。図面において、１ａ，１ｂ，１ｃ……原料貯蔵
ビン、２……ミル、３……ペレタイザー、４……
水和養生シヤフト炉、５……炭酸化養生シヤフト
炉、６……ストツクヤード、７……シヤフト炉、
８……グレート、９……水蒸気吹込炉、１０……
CO₂含有ガス吹込炉。

Claims

【特許請求の範囲】１粉粒状鉄源に対して３〜15重量％の水硬性セ
メントが添加された粉粒状鉄源を造粒して得られ
た生ペレツトに対し、養生処理を施して塊成鉱と
する非焼成塊成鉱の製造法において、前記生ペレツトに対し、飽和水蒸気圧の水蒸気
を含むガスの吹込みによる水和養生処理を施し、
次いで、前記水和養生処理の施された生ペレツト
に対し、３〜30％の濃度の炭酸ガス含有ガスを、
１cm／sec以上の流速で吹込むことによる炭酸化
養生処理を施すことにより、短時間で高強度の塊
成鉱となすことを特徴とする、非焼成塊成鉱の製
造法。２粉粒状鉄源に対して３〜15重量％の水硬性セ
メントが添加された粉粒状鉄源を造粒して得られ
た生ペレツトに対し、養生処理を施して塊成鉱と
する非焼成塊成鉱の製造法において、前記生ペレツトに対し、飽和水蒸気圧の水蒸気
を含む３〜30％の濃度の炭酸ガス含有ガスを、１
cm／sec以上の流速で吹込むことによる、水和養
生処理および炭酸化養生処理を施すことにより、
短時間で高強度の塊成鉱となすことを特徴とす
る、非焼成塊成鉱の製造法。