JPH0365413B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜技術分野＞ 本発明は鉄鉱石粉末又は酸化鉄粉末を高炉で製
銑する際高炉装入時の粉末の飛散を防止し且つ炉
内の通気性を保持して精錬反応を円滑に進行せし
めるための原料鉄鉱石粉末の予備処理に関する。 ＜従来技術＞ 近年は出銑比の増大あるいはコークス比の低減
等の要請から高炉に装入する鉄鉱石の粒度が更に
小さくなる傾向にある事、富鉱の涸渇化による低
品位鉱の利用の必要性から粉鉱石の取り扱い量が
増大している事、また製銑工場での粉塵公害防止
のためダストの回収が強化されている事、等のた
めに鉄鉱石粉末の使用量は益々増加する傾向にあ
る。これらの鉄鉱石粉末をそのまま高炉に装入す
ると、通気性の不良や不均一、ガス灰発生量の増
加、および荷下りの不良等を生じ、コークス比の
増大あるいは出銑比の低下等高炉の操業に著るし
い悪影響を及ぼすため鉄鉱石粉末は適当な方法で
塊成化して用いる必要がある。 鉄鉱石粉末又は酸化鉄粉末などの原料を塊成化
する方法として現在工業的に実施されているもの
には次の方法がある。 (1) 焼結法 約５mm以下の鉄鉱石粉末に適当な粒度のコー
クスと必要に応じて石灰石粉末とを混合し、格
子上で1200〜1400℃の温度下にて焼成し、鉄鉱
石の一部を溶融させて焼結させ、冷却後破砕し
て適当な粒とする方法。 (2) ペレツタイジングー焼成法 微粉砕した鉄鉱石粉末に適当量の水分および
必要に応じてベントナイト、石灰等を加え回転
ドラム、回転皿等を用いて造粒しその後ロータ
リーキルンで焼成し焼結させて充分な強度を得
る方法。 (3) ペレツタイジングー冷間硬化法 俗にコールドボンド法と言われるもので微粉
砕した鉄鉱石粉末とポルトランドセメントある
いはポルトランドセメントクリンカー粉末の混
合物に適当量の水分を加えて回転ドラムあるい
は回転皿などを用いて造粒しその後養生して充
分な強度を得る方法。 以上の３法に大別されるが(1)および(2)の方法は
何れも鉄鉱石粉末の粒状物あるいはペレツトに強
度を付与させるため何等かの方法でこれらの粒状
物あるいはペレツトを焼成している。 この焼成には大規模な設備を必要とするばかり
でなく、焼成炉より発生するSOx，NOxあるい
は粉塵等が公害源になるという問題がある。この
ため非焼成の塊成化方法として上記(3)の方法が開
発されているが、上記(3)の方法には次のような欠
点があり未だ充分ではない。 (イ) 強度発現までに長期間（通常７〜10日）を要
するために大規模な養生設備を必要とする。 (ロ) ペレツトは球状であるため安息角が小さく、
高炉に投入した時炉の中央部に偏在するため高
炉操業が著るしく不安定になる。これを避ける
ために使用量が非常に少量に限定される（通常
10〜20重量％）。 (ハ) 充分な強度を達成させるにはセメントを多量
（通常７重量％以上）に添加する必要があるた
め、高炉の操業中にスラグ比が高くなるため、
出銑比、コークス比および炉前作業性等が悪く
なる。 (ニ) ペレツトは球状且つトポ化学的に還元反応が
進行するため内部に未還元FeOが残留し易い。 (ホ) 製造過程で原料の鉄鉱石を微粉砕する必要が
あるため粉砕動力費が高い。 ＜発明の目的＞ 本発明は予じめ焼結する事なしに成形後短時間
で強度を発現すると共に耐水性を有しそして高炉
中での被還元性に優れ、且つ鉄鉱石粉末が溶融温
度に達するまで自形を保持するに充分な強度を有
する非焼成塊成鉱を簡単な設備で製造する方法を
提供することを目的とする。 ＜発明の構成＞ 上記目的を達成するため、本発明の構成は、鉄
鉱石粉末、セメントおよび水の混合物に振動を与
えて混合物中の空気を分離除去した後に、加圧成
形ロールによりフレーク状に圧縮成形し、その後
養生することを特徴とする。 本発明で使用する鉄鉱石粉末はヘマタイト系、
マグネタイト系、リモナイト系および酸化鉄粉末
いずれでも使用出来る。又使用するセメントはポ
ルトランドセメント、混合セメント、アルミナセ
メントあるいはポルトランドセメントクリンカー
粉末いずれでも使用出来る。鉄鉱石粉末は使用す
るロール成形機のロール間隙より小さく粉砕して
使用するのが好ましく、通常５mm以下が好まし
い。 上記鉄鉱石粉末にセメントをバインダーとして
水と共に添加し混合する。添加するセメントの量
は成形物の強度を保つうえから２重量％〜８重量
％が好ましい。２重量％以下では充分な強度を得
られず、又、８重量％以上では強度向上効果が小
さくなる。 又、水の添加量は４重量％〜８重量％が好まし
い４重量％以下では成形物の冷間強度が小さく、
また８重量％以上では成形物の表面に水分が滲み
出すので好ましくない。 次に上記混合物を圧縮成形する。この場合圧縮
成形には一般にプリケツトマシンも用いられるが
成形体の成形圧が不均一であること、あるいはロ
ールポケツトの損耗が大きい等の原因により製品
収率が低く、又連続製造に適さない等の問題があ
る。本発明ではロールによる圧縮成形を行うロー
ル成形による場合には上記ブリケツトマシンによ
る場合の不都合が無く、またフレーク状に成形出
来ることによる種々の利点もある。更に本発明に
おいては圧縮成形に先立ち、混合物に振動を与え
て混合原料内部に内包されていた空気を分離して
除去する。 ロール上部に振動板を付けた原料ホツパーを設
けて、ホツパー中の原料に振動を与えた後圧縮成
形すると、原料と原料に内包されていた空気が分
離され原料のみがロールに喰い込まれるため成形
性および成形体強度も増加する。更に原料がロー
ル面の一様に喰い込むため、ロール面が一様に摩
耗しその結果ロール寿命が伸びる。 成形物の厚さは６mm以上15mm以下が好ましい、
６mm以下の時は冷間落下強度が小さく、又15mm以
上の時は被還元性が低下するため好ましくない。
成形物厚さはロール間隙を変えることによりコン
トロールする事が出来る。 成形物の養生は常温自然養生、蒸気養生、炭酸
ガス養生いずれでも良いが、蒸気養生および炭酸
ガス養生は養生時間を短縮出来るためおよび養生
物の付着水が減少するため好ましい。とくに炭酸
ガス養生は養生時間を著しく短縮できるためより
一層好ましい。 ＜発明の効果＞ 以上説明した本発明の製造方法によれば次の効
果がある。 (イ) 本発明のロール成形物はフレークとして製造
されるため、安息角が大きくそれ故に高炉投入
時の偏析現象が防止出きる。又被還元性に優れ
且つ還元粉化率が小さいのでコークス比を低減
でき、高炉装入原料として優れた長所を有す
る。 (ロ) 一対の成形ロールにより圧縮成形する時、成
形原料をロール上部で振動処理するので容易に
原料中に内包されている空気が分離されロール
への原料の喰い込みが著るしく向上しその結果
製品収率と成形体強度が著るしく向上する効果
がある。又、ロール面の摩耗が一様に進行する
ためロール寿命が向上する利点もある。更に振
動処理を与える事により、ホツパー中での原料
の棚つり現象が防止出来るため成形が連続して
操業出来るという長所を有する。 (ハ) 鉄鉱石粉末を冷間で塊成化するため、SOx，
NOxおよび粉じん等に対する大気汚染防止対
策が不要である。 (ニ) 従来の非焼成ペレツトよりも養生時間が著る
しく短縮出来るため養生ヤードが不要であり成
形から高炉装入まで連続した製造が可能であ
る。 (ホ) 従来の非焼成ペレツトよりも製造原価が低減
出来ると共に大量連続生産が出来る。 (ヘ) 従来の非焼成ペレツトよりもセメント量が少
ないため、スラグ比が小さく出来る。 ＜実験例＞ 次に本発明の実験例を示す。 実験例 １ 105℃で乾燥し、１mm以下に粉砕したプラジル
リオドセ産鉄鉱石（ヘマタイト）粉末に早強ポル
トランドセメントを6wt％混合し、その後鉄鉱石
とセメントの混合物100重量部に対して６重量部
の水をコンクリートミキサーで混練し、混練物を
400Kg調製しその後ロール成形機により成形圧800
Kg／cm²で圧縮成形した。尚ロール成形機の仕様は
次表の通りである。 ロール径：450mm ロール巾：300mm ロール回転数：2rpm ロール間隙：７mm 更にこの場合、ロール上部に振動板を有するポ
ツパーをゴムシールにて取付け、原料の漏洩を防
止しながらポツパー中の原料に振動を与えてロー
ル成形機に送り込み成形した。尚比較のため振動
を与えない製造方法をも併せて実施した。これら
の成形物について製品収率を測定した後種々の条
件で養生し養生物についてJIS M8711に準じて冷
間落下強度を測定した。この結果を表−１、表−
２に示す。

【表】 計算した。

【表】

【表】 表−１、表−２から原料に振動を与えて脱気し
その後ロールにより圧縮成形すると製品収率と成
形体強度が著るしく向上する事が明らかである。
又振動を与えないで成形する時ホツパー中で原料
の棚つり現象が生じ原料落し操作が必要であつた
が、振動を与えたところ棚つり現象は解消した。 実験例 ２ 実験例１で使用したと同じ鉄鉱石粉末に、早強
ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメン
ト、及び中庸熱ポルトランドセメントを5wt％混
合した混合物３水準を調製しその後混合物100重
量部に対して水６重量部をコンクリートミキサー
で混練し、その後実験例１で使用したロール成形
機により原料に振動を与えて圧縮成形した。成形
後成形物を種々の条件で養生しその後JIS M8711
に準じて冷間落下強度を測定し表−３の結果を得
た。

【表】

【表】 表−３から明らかなようにいずれのセメントに
ついても、ロールによる圧縮成形物を蒸気養生あ
るいは炭酸ガス中で養生すると短時間の養生で冷
間落下強度が大きい事が判る。 実験例 ３ 実験例１で使用したと同じ混練物を調製しその
後実施例１で使用したロール成形機を用いてロー
ル間隙を変えて、原料に振動を加えながら圧縮成
形し種々の厚さのフレークを調製した。フレーク
を常温で１日養生後JIS M8711に準じて冷間落下
強度をJIS M8713に準じて最終還元率を測定し第
１図、第２図の結果を得た。 第１図および第２図から成形されるフレークの
厚さは６mm以上15mm以下が好ましい事が解る。即
ち６mm以下の時は冷間落下強度が小さく、又15mm
以上の時はフレークの被還元性が不良となるため
好ましくない。 実験例 ４ 実験例１において振動を与えて成形し、常温１
日養生したフレークについて安息角、還元粉化率
および高温での軟化性状（最大圧損値）を測定
し、表−４の結果を得た。比較のため焼結鉱およ
び非焼成ペレツトについても同様の試験を行つ
た。この結果を併せて表−４に示す。

【表】 表−４から明らかなように、本発明のフレーク
の安息角は従来の非焼成ペレツトのそれよりも非
常に大きく、転がり難いことが判る。又、還元粉
化率および最大圧損値も従来のものに比べ大幅に
低下しており低温および高温での熱間還元性状が
著しく良好であることを示している。 実験例 ５ カナダタツク産鉄鉱石（マグネタイト系）を１
mm以下に粉砕し普通ポルトランドセメント７重量
％、コークス粉５重量％添加混合した後混合物
100重量部に対して６重量部の水を添加しパグミ
ルで混合した後実験例１の振動板付ロール成形機
で原料に振動を与えながら成形圧1500Kg／cm²で圧
縮成形した。フレークを常温で１日養生した後冷
間落下強度、最終還元率、還元粉化率、最大圧損
値を測定し次に示す結果を得た。フレークの厚さ
は13mmであつた。 冷間落下強度：90％ 最終還元率：92％ 還元粉化率 ：22％ 最大圧損値：480mmH₂O 実験例 ６ オーストラリアローブリバー産鉄鉱石（リモナ
イト系）を３mm以下に粉砕しその後早強ポルトラ
ンドセメント2.5wt％88μ全通石灰石粉5wt％添加
混合した後、混合物100wt部に対して水7wt部を
パグミルで混合した後実験例１で使用した振動板
付きロール成形機で原料に振動を与えながら圧縮
成形した。フレーク厚さは8.0mmであつた。 成形物を90℃２時間蒸気養生後、冷間落下強
度、最終還元率、還元粉化率、及び最大圧損値を
測定し次に示す結果を得た。 冷間落下強度：89％ 最終還元率：95％ 還元粉化率 ：25％ 最大圧損値：580mmH₂O 実験例５、６に示すように本発明の製造におい
てコークス粉末あるいは石灰石粉末を混合して成
形すると更に高温の性状が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフレーク厚さと落下強度の関係を示す
グラフ、第２図はフレーク厚さと最終還元率の関
係を示すグラフ、第３図は最大圧損値測定容器の
概略図である。 図中、１は加圧蓋、２は試料、３はコークス、
Ａは還元ガス、Ｂは加重。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄鉱石粉末、セメントおよび水の混合物に振
   動を与えて混合物中の空気を分離除去した後に加
   圧成形ロールによりフレーク状に圧縮成形し、そ
   の後養生することを特徴とする非焼成塊成鉱の製
   造方法。