JPH0237410B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は焼結原料を焼結する際の通気性の向上
と焼結鉱の被還元性の向上とを目的とした焼結原
料の事前処理方法に関するものである。 （従来の技術） 高炉へ装入される焼結鉱に課せられた品質条件
としては、高冷間強度、高被還元性、高還元後強
度及び適当なる粒度分布が必要である。その対策
としては、冷間強度については粉コークス配合比
の増減等、還元後強度については焼結鉱のスラグ
量（SiO₂、Al₂O₃、MgO）の調整及び蛇絞岩、
軟硅石等の造滓剤の粒度調整などがあり、ほぼ現
在の操業下では満足のいく調整方法がある。しか
し、焼結鉱の被還元性については冷間強度、還元
後強度を調整した後に２次的に定まる品質であ
り、高炉から要請されている冷間強度、還元後強
度の確保を前提とした被還元性の向上を図る手段
がない状況にある。従つて焼結鉱の冷間強度、還
元後強度の確保を前提とした被還元性向上技術の
確立が要請されている。 又、近年焼結原料は焼結鉱製造コストの低減を
目的とした破砕粉の使用減、返鉱発生量の低減、
微粉鉱石であるペレツトフイードの使用量の増加
などにより微粉化の傾向にあり、高後もコスト低
減を目的とした上記対策の推進、特にペレツトフ
イードの焼結への利用が強く要請されている事か
らこの焼結原料の微粉化はますます顕著になつて
くると考えられる。 この焼結原料の微粉化に伴う問題点としては、
焼結原料の擬似粒化性の低下による焼結ベツトの
通気性の低下があげられ、この焼結ベツトの通気
性の低下を防止する対策としては、現在生石灰、
消石灰等のバインダーを添加若しくは増配合する
方法があるものの、生石灰、消石灰等のバインダ
ーの価格が高価である事から、コスト面から見て
有効な手段とは言えない。又は、焼結ベツドの通
気性の低下による冷間強度及び成品歩留の低下を
焼成熱量の増加つまり粉コークスを増配合する事
により補う方法もあるが、焼成熱量の増加により
焼結鉱中のマグネタイトが増加すると共にカルシ
ウムフエライトが減少し、焼結鉱の冷間強度、成
品歩留は確保されるものの焼結鉱の被還元性が低
下するという前記の焼結鉱に課せられた品質条件
から外れたものとなり、有効な手段とは言い難
い。 そこで最近、微粉鉱石の増加に伴う焼結ベツド
の通気性の低下を防止する方法として、微粉鉱石
の粗粒鉱石と合わせて事前造粒を行い他の原料と
混合する方法（特開昭58−141341号公報、特開昭
58−93830号公報）が提案されている。しかし、
この方法は微粉鉱石の増加に伴う焼結ベツドの通
気性の低下を防止する方法としては有効である
が、現在焼結鉱の品質として要請されている被還
元性の向上を図るためにはさらに新たな手段を講
じる必要があり、総合的に見てその効果が不足し
ていると言わざるを得ない。 又、焼結鉱の被還元性を向上させる手段とし
て、焼成時カルシウムフエライトの生成に寄与し
ない焼結原料の造粒物と石灰石粉の造粒物とを製
造し、これらを他の焼結原料と混合し焼結原料と
する方法（特開昭58−91133号公報）などが提案
されている。この方法は焼結鉱の被還元性の向上
には有効ではあるが、これが合わせて微粉鉱石の
増加に伴う焼結ベツドの通気性の低下を阻止する
対策とはなり難い。 つまり、現在提案されている手段を以つて微粉
鉱石の増加対策と焼結鉱の被還元性向上対策を行
うとすれば、それぞれ目的別に手段を講じる必要
があり、設備投資費用が膨大となるばかりか、既
存の焼結設備に新たに上記の対策を実施する場
合、設備を設置する敷地の余裕が少ない事からど
ちらかの対策の実施をあきらめざるを得ない場合
も生じてくる。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明はかかる問題を解決し、微粉鉱石の増加
に伴う焼結ベツドの通気性の低下を改善すると共
に焼結鉱の被還元性をも向上させる焼結原料の事
前処理方法を提示するものである。 （問題点を解決するための手段及びその作用） 本発明の要旨とするところは、0.125mm以下の
粒子を70％以上含有する微粉鉱石及び平均粒度が
1.50mm以下の石灰石粉、生石灰又は消石灰のうち
の１種又は２種以上を用いる焼結原料の事前処理
方法に於て、完成焼結原料の重量を基準にして
1.0wt％以上の微粉鉱石と前記石灰石粉、生石灰
又は消石灰のうちの１種類又は２種以上を同じく
0.5wt％以上及び粗粒鉱石の粗粒鉱石重量／（前
記微粉鉱石＋石灰石粉＋生石灰＋消石灰）重量＝
20／80〜60／40の範囲の量とを事前造粒し、これ
を焼結主原料と混合または混合造粒することを特
徴とする焼結原料の事前処理方法、および該方法
において粗粒鉱石として高炉返鉱、焼結返鉱又は
結晶水を20％以上含有する褐鉄鉱石のうちの１種
又は２種以上を使用する方法である。 以下、更に詳細に説明する。 現在、焼結鉱の被還元性を向上させるためには
焼結鉱中のカルシウムフエライトの生成量を増加
させる事が１つの手段であるとされている。その
カルシウムフエライトの生成を促進させるために
は、焼結原料のCaO／SiO₂を上昇させる事、つ
まりCaO濃度を上昇させると共にSiO₂濃度を低
減させる事が有効である事が一般的に知られてい
る。 又、カルシウムフエライトの生成を左右する要
因として、石灰石粉中の微粉は反応性が良く、焼
結過程の早い段階で分解反応するため、CaOは他
の原料中のSiO₂と反応しシリケートスラグを生
成する。従つてその結果カルシウムフエライトの
生成を抑制すると共に焼結鉱の還元後強度に悪影
響を与える２次ヘマタイトの生成量をも増加させ
るために、焼結鉱の品質、特に還元後強度、被還
元性を低下させる原因となつている。従つて、一
般に石灰石粉等のCaO源は焼結過程の前半での反
応を押え焼結過程の後半で反応させる事ができれ
ば、シリケートスラグの生成を抑制しかつ焼結過
程の後伴に於けるCaOとFe₂O₃の反応を促進させ
カルシウムフエライトの生成量を増加させると共
に２次ヘマタイトの生成を抑制でき、延いては焼
結鉱の還元後強度及び被還元性を向上させる事が
できることが知られている。 又、ペレツトフイード等の微粉鉱石は、他の鉱
石と比較してSiO₂が低いと共に、赤鉄鉱若しく
は磁鉄鉱であり、焼結過程での反応性、溶解性が
低いという特徴を持つている。 そこで、本発明者らは上記の知見を基にCaO源
となりうる原料と微粉鉱石の特徴を生かした焼結
原料の事前処理方法を種々の試験鍋試験などによ
り調査研究し、微粉鉱石による焼結ベツドの通気
性の低下を改善し、かつ焼結鉱の被還元性を向上
させる事の出来る焼結原料の事前処理方法を発明
した。ななわちペレツトフイード等の微粉鉱石と
焼結原料の中でCaO源となる平均粒度が1.50mm以
下の石灰石粉、生石灰あるいは消石灰とを混合し
たものを造粒物の付着層となし、又造粒物の核と
して高炉返鉱、焼結返鉱あるいは結晶水を2.0％
以上含有する褐鉄鉱石を使用してこれを別途事前
造粒し、この造粒物を他の焼結原料と混合あるい
は混合造粒する事により、焼結原料が焼成される
際にカルシユムフエライトの生成量を増加させ、
かつ焼結原料全体の擬似粒化性焼結ベツドの通気
性、焼結鉱の被還元性を向上させる事が出来る事
を見い出した。 これは、造粒物の付着層となる部分の焼結原料
中のCaO源となる石灰石粉あるいは、生石灰、消
石灰と反応性の低いペレツトフイード等の微粉鉱
石とを混合したものが付着層のCaO／SiO₂を上
昇せしめ、かつCaOの反応を遅らせ、焼結過程の
後伴に於けるCaOとFe₂O₃の反応を促進し、カル
シウムフエライトの生成量を増加させる事ができ
るためである。又、合わせて、擬似粒化性を低下
させるペレツトフイード等の微粉鉱石を他の焼結
原料と混合する前に造粒してやる事から、微粉鉱
石の使用による焼結原料の擬似粒化性の低下を防
止し、焼結ベツドの通気性向上も図る事が出来
る。造粒物の核として高炉返鉱、焼結返鉱あるい
は褐鉄鉱石を用いる理由は、一般に高炉返鉱、焼
結返鉱あるいは褐鉄鉱石は焼結原料の中でその表
面の凹凸が大きく、ペレツトフイード等の微粉鉱
石をうまくその表面に付着させる特性を持つてい
るためである。これにより造粒物を製造する際に
はベントナイト等のバインダーを用いる事なく、
又造粒物の養生などのプロセスもなく、強度のあ
る造粒物を安定的に製造する事が出来る。ここで
核として使用する銘柄は高炉返鉱、焼結返鉱ある
いは褐鉄鉱石のいずれでも良く、又２種類以上を
使用しても良く、その本発明に於ける効果に大き
な差はない。しかし核として褐鉄鉱石を用いる場
合は、褐鉄鉱石の特徴である易溶融性のため焼結
する際に過溶融となり、通気を阻害し、焼結鉱の
強度を低下させるという問題点を褐鉄鉱石の周辺
にペレツトフイード等の反応性の低いものを付着
させる事により緩和する事が出来る。 更に詳述すると、造粒物に使用する石灰石粉、
生石灰あるいは消石灰の平均粒度を1.50mm以下と
したのは以下の理由によるものである。 本来、本発明の方法に於て製造する造粒物の付
着層の一部を構成する石灰石粉、生石灰、消石灰
等のCaO源の粒度はその粒径が0.5mm以下のもの
がほとんどであり、それ以上の粒径のものはそれ
自体が核となり、CaO源を核とした造粒物を形成
する事となる。このことから、目標とする造粒物
がCaO源を付着層としたものであるため、得よう
とする目標の造粒物の量を確保するためには全体
的な造粒量を増加しなければならず、造粒設備が
多大なものとなつてしまうため、用いるCaO源の
粒度はその全てが造粒物の付着層となるような粒
度が望ましく、又少なくともCaO源のうちの20％
以上が付着層となる0.5mm以下の粒径である事が
必要である。従つて、CaO源の平均粒度を1.50mm
以下としたのは、上記の理由によるものであり、
1.50mmを超す平均粒度の場合、造粒物の付着層と
なる0.5mm以下の粒径の比率が20％未満となり、
理想的な造粒物を製造する事が不可能となるため
である。 又、ここで用いるCaO源としては、生石灰ある
いは消石灰の方がバインダーとしての機能を持つ
ているため強度のある造粒物を得る事が出来ると
いう意味で望ましい。しかしながら、生石灰ある
いは消石灰は前述したごとくその価格が高価なた
め、焼結原料としての使用を削減していく方向に
あり、事実生石灰あるいは消石灰を使用していな
い場合もある。又、造粒物の中で生石灰あるいは
消石灰を使用すると造粒物として使用しない焼結
主原料中の生石灰あるいは消石灰の使用が減少
し、造粒物として使用しない他の焼結原料の擬似
粒化性を低下させる恐れがあるため、そのような
場合は石灰石粉を使用する事も可能であり、本発
明に於ける効果も充分に得る事が出来る。 又、造粒に用いる微粉鉱石を0.125mm以下の粒
子を70wt％以上有しているものと限定したのは、
通常微粉鉱石として定義されているものは、
0.125mm以下の粒子を70wt％以上有しているとい
う粒度分布での定義で、多種多様な粉鉄鉱石類の
中から微粉鉱石を完全に分離する事が出来るため
であり、又、それ以上の粒度分布を持つものを使
用しても造粒物の付着層となる部分が減少し、焼
結ベツドの通気性向上の効果が微粉鉱石を使用し
た場合と比較し少なくなるためである。 又、造粒物として用いる微粉鉱石の使用割合の
下限を焼結原料中の1.0wt％以上、又石灰石粉、
生石灰あるいは消石灰の使用の下限を焼結原料中
の0.5wt％以上としたのは、それ未満のものを事
前造粒したとしても本発明を実機化する際に投資
する設備費及びランニングコストから見てその効
果が少ないためである。 又、造粒物の核として用いる粗粒鉱石（高炉返
鉱、焼結返鉱あるいは結晶水を2.0wt％以上含有
した褐鉄鉱石）の造粒物に対する使用範囲を粗粒
鉱石重量／（取り出した微粉鉱石＋石灰石粉＋生
石灰＋消石灰）重量＝20／80〜60／40と限定した
のは、それ以下の使用割合では造粒物の核の比率
が低くなり過ぎ、強度のある造粒物を安定的に製
造する事が不可能なためであり、又それ以上の使
用割合では造粒物の核の比率が高すぎて微粉鉱石
の事前造粒による焼結ベツドの通気性向上効果を
充分に得る事ができないためである。 以下本発明を図面に基づいて説明する。 第１図は本発明の１例を示すものである。 先づデイスクペレタイザー５により造粒しない
主原料４は一般的な工程通り各貯鉱槽より切り出
され、１次ミキサー７に装入され混合造粒され
る。又、ペレツトフイード１、高炉返鉱２、石灰
石粉３はそれぞれ各貯鉱槽より切り出しデイスク
ペレタイザー５に装入され、水分を添加され造粒
される。この場合のペレツトフイード１、高炉返
鉱２、石灰石粉３の使用量は焼結原料中の全量で
も部分的でも良く、又、石灰石粉３はその全量が
造粒物８の付着層となる様に事前に粒度調整した
ものを使用しても良い。 ペレツトフイード１、高炉返鉱２、石灰石粉３
を造粒する設備としては、特にデイスクペレタイ
ザー５と限定するものではなくアインリツヒミキ
サー、ドラムミキサー等の他の造粒設備でも可能
である。 次にデイスクペレタイザー５で造粒された造粒
物６は１次ミキサー７で造粒混合された主原料
４′と合わせて２次ミキサー８へ装入され混合造
粒される。この場合造粒物６を添加する位置とし
ては２次ミキサー８と限定するものでなく、１次
ミキサー７へ装入する事も可能である。 このように製造された造粒物８は第２図に模式
的に示した通り、高炉返鉱２を核とし石灰石粉３
とペレツトフイード１の混合物が付着層となつて
いる構造となり、前述した如く焼結原料として焼
成される際に通気性を向上させ、かつカルシウム
フエライトの生成量が増加し、焼結鉱の被還元性
を著しく向上させる。 以下に実施例を示す。 （実施例） 造粒物の核となる原料としては高炉返鉱を使用
し、造粒物の付着層となる原料としてはMBR−
ペレツトフイード（PF）と石灰石粉を使用した。
ここでそれぞれの原料の性状は購入若しくは製鉄
所内で発生したものを使用しており、新たな粒度
調整等の処理は行つていない。それぞれの粒度分
布を第１表に、又成分を第２表に示す。

【表】

【表】 この上記原料を第３表のケースＢ、Ｃ、Ｄの造
粒物性状の各銘柄の構成比（％）に示した割合で
それぞれ小型デイスクペレタイザー（（直径900
mm、回転数21rpm）で造粒し、造粒物を製造し
た。

【表】 次いで製造した造粒物を第３表で示した配合割
合で主原料と混合造粒し、焼結試験鍋（内径300
mm、高さ500mm）で焼成を行い、冷間強度（SI）、
JIS還元率、還元粉化指数（RDI）、生産性等を測
定した。 ここで第３表に示したケースＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの
各原料の配合比率は全て同じであり、ケースＡは
本発明との比較をするために設けた通常焼結法で
ある。又、ケースＢ、Ｃ、Ｄは本発明の実施例で
あり、それぞれ造粒物を構成する原料の配合割合
を変化させたものである。（但しMBR−ペレツ
トフイードの造粒量は焼結原料中の使用割合の全
量を造粒している。） 焼結試験鍋のテスト結果を第３図に示す。 この図から本発明の実施例であるＢ、Ｃ、Ｄは
通常焼結法のＡと比較して冷間強度（S.I）及び
還元粉化指数（R.D.I）が一定の基で生産性が向
上し、かつJISの還元率が改善されていることが
わかる。 （発明の効果） 以上説明した如く、本発明の方法により焼結原
料を事前処理して焼結鉱を製造する事によつて、
従来の焼結方法と比較して、焼結ベツドの通気性
を向上（FFS…焼結速度の上昇）させ、かつ焼結
鉱中のカルシウムフエライトの生成量を増大させ
ることにより、焼結鉱の被還元性をも改善するこ
とが出来るようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焼結原料の事前処理方法の１
例の説明図、第２図は本発明の造粒物の模式的説
明図、第３図は本発明と従来の焼結方法との比較
を行つた焼結試験鍋のテスト結果を示すグラフで
ある。 １……ペレツトフイード、２……高炉返鉱、３
……石灰石粉、４，４′……主原料、５……デイ
スクペレタイザー、６……造粒物（ペレツト）、
７……１次ミキサー、８……２次ミキサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 0.125mm以下の粒子を70wt％以上含有する微
   粉鉱石及び平均粒度が1.50mm以下の石灰石粉、生
   石灰又は消石灰のうちの１種又は２種以上を用い
   る焼結原料の事前処理方法に於て、 完成焼結原料の重量を基準にして1.0wt％以上
   の微粉鉱石と前記石灰石粉、生石灰又は消石灰の
   うちの１種類又は２種以上を同じく0.5wt％以上
   及び粗粒鉱石の粗粒鉱石重量／（前記微粉鉱石＋
   石灰石粉＋生石灰＋消石灰）重量＝20／80〜60／
   40の範囲の量とを事前造粒し、これを焼結主原料
   と混合または混合造粒することを特徴とする焼結
   原料の事前処理方法。 ２ 粗粒鉱石として高炉返鉱、焼結返鉱又は結晶
   水を20wt％以上含有する褐鉄鉱石のうちの１種
   又は２種以上を使用する特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。