JPH0422961B2

JPH0422961B2 -

Info

Publication number: JPH0422961B2
Application number: JP22802686A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; Noboru Sakamoto; Yoshito Iwata; Yotaro Oono; Hideomi Yanaka
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1992-04-21
Also published as: JPS6383205A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕この発明は、還元性状の優れた焼成塊成鉱特に
複数個の焼成ペレツト不規則形状の集合体からな
る塊成鉱を主原料として、高炉に連続的に装入す
る高炉操業方法に関するものである。〔従来技術〕近年、高炉又は直接還元用原料として、主原料
である粉粒状鉄鉱石に媒溶剤を添加混合し、得ら
れた混合物を造粒し、焼成してなる焼成ペレツト
が用いられることが多くなつてきた。このような焼成ペレツトの性状改善のために、
従来から種々の方法が研究されている。例えば特開昭58−9936号には、粒径５mm以下を
主要粒度とする粉粒状鉄鉱石に、媒溶剤と粉粒状
固体燃料とを添加し、これらを混合し、得られた
混合物を成形して、10〜20mmの粒径の生ペレツト
を調製し、該生ペレツトを、上向き乾燥ゾーン、
下向き乾燥ゾーン、点火ゾーン及び焼成ゾーンを
有する無端移動グレート式焼成炉に装入して、該
焼成炉により連続的に焼成ペレツトを製造するこ
とからなる方法が開示されている。然しながら、上記方法は、主原料である粉粒状
鉄鉱石の粒径について配慮されておらず、５mm以
下の幅広い粒径の粉粒状鉄鉱石を使用している。従つて、主原料中に粗粒鉄鉱石が多い場合は、
生ペレツトの調製工程において生ペレツトがよく
固まらないため、焼成工程において生ペレツトが
崩壊しやすく、一方、主原料中に微粉鉄鉱石が多
い場合は、焼成工程において、生ペレツト中から
蒸発する水分の逃げる空間がないため、生ペレツ
トが水蒸気爆発を起こして崩壊しやすくなる等の
問題がある。このため上記方法は、このような生ペレツトの
崩壊を防止するために、無端移動グレート式焼成
炉において、生ペレツトをその下方から上方に向
けて上向き乾燥し次いでその上方から下方に向け
て下向き乾燥しているが、このような上向き乾燥
及び下向き乾燥を行なつた場合は、生ペレツトの
乾燥のために多くのエネルギーが必要となり、コ
スト高となる。更に上記方法における生ペレツトの粒径は10〜
20mmであつて大きい。生ペレツトの粒径が大きい
と次のような問題が起こる。 (1) 生ペレツトを乾燥し次いで焼成するときに、
生ペレツトの表面の昇温速度と中心部の昇温速
度との差が大きくなるため、生ペレツトが崩壊
しやすい。 (2) 一個の焼成ペレツトの粒径は、生ペレツトの
粒径と同じであるから、上記のような粒径の焼
成ペレツトを高炉用原料として使用すると、高
炉内において、還元ガスが焼成ペレツトの中心
まで浸透するまでの時間が長くなる。この結
果、焼成ペレツトの還元成が劣化し、且つ上記
還元性の劣化によつて、1000℃以上の温度領域
での収縮性即ち高温軟化性状が劣化する。また特公昭55−27607号には、0.044mm以下の粒
径の微粉を70wt％以上含有する微粉鉄鉱石中に、
0.177〜1.0mmの粒径の粗粒鉄鉱石を30wt・％以上
添加した主原料を使用して焼成することかならな
る焼成ペレツトの製造方法が開示されている。然しながら上記方法は、微粉鉄鉱石に添加する
粗粒鉄鉱石の粒径が0.177〜1.0mmの範囲であるか
ら、使用しうる鉄鉱石の範囲が限られ、且つ、こ
のような粒径にするためには鉄鉱石を粉砕及び分
級しなければならず、粉砕及び分級のための費用
を要してコスト高となる問題が生ずる。一方生ペ
レツトの粒径が例えば１〜３mmのように小さい
と、次のような問題が起る。 (1) 生ペレツトの焼成を、無端移動グレート式焼
成炉またはシヤフト炉で行う場合は、生ペレツ
ト層内通気性が悪化するため、生ペレツトの焼
成が不十分となる。 (2) また生ペレツトの焼成を、キルン式焼成炉で
行う場合は、生ペレツトが小さいために互いに
融着し、且つキルン内壁に生ペレツトがリング
状に付着して、焼成を円滑に行うことが出来な
くなる。 (3) このような生ペレツトを焼成して得られた小
粒径の焼成ペレツトを高炉用原料として使用す
ると、高炉内に於ける通気性が悪化し、棚吊り
やスリツプ等が発生して円滑な高炉操業を妨げ
る。上述のような従来方法で製造された焼成ペレツ
トは、何れも単体の球状からなつており、その安
息角は小さい。従つて、高炉用原料として高炉内
に装入したときに、焼成ペレツトが高炉の中心部
に集まるため、炉内の通気性を悪化させる問題が
ある。このような問題を解決するため、特公昭58−
53697号には、焼成ペレツトが互いにフアイラア
ライト相により結合された、複数個の焼成ペレツ
ト集合体からなる焼成塊成鉱が開示されている。
然しながら、このような焼成塊成鉱は、上述した
ように、互いにフアイアライト相により結合され
ているので、還元性状が悪い等の問題がある。本出願人は、先に、特願昭59−227944号にて、
高温性状に優れ、高還元性（RI）で、低還元粉
化率（RDI）且つ製品歩留りの高い塊成鉱を得る
ために、粒度５mm以下を主要粒度とする微粉鉄鉱
石を原料として、３〜９mmの粒径に造粒されたミ
ニペレツトを焼成し、拡散結合させてミニペレツ
トの複数個をカルシウムフエライトによる結合で
表層部を結合塊成化したことを特徴とする塊成鉱
及びその製造方法を出願した。上記方法は、粒度５mm以下を主要粒度とする微
粉鉄鉱石に媒溶剤を添加して一次造粒し、次にこ
の造粒物の表面に粉コークス、粉状チヤー、微粉
炭、粉状石油コークス等の固体燃料をコーテイン
グする二次造粒を行つて、３〜９mm粒径のミニペ
レツトに造粒し、このミニペレツトを乾燥、点
火、焼成、冷却ゾーンを有するグレート式焼成炉
を用いて焼成し、ミニペレツトの塊成体を製造す
ることを特徴とするものである。更に本出願人は、特願昭60−138966号にて、粒
径0.044mm以下の微粉を50〜80wt％を含有する微
粉鉄鉱石と、１〜８mmの粒径の粗粒を30〜50wt
％含有する粗粒鉄鉱石とを主原料とし、前記微粉
鉄鉱石を30〜70wt％と、前記粗粒鉄鉱石を70〜
30wt％とに媒溶剤を添加して混合し造粒し、そ
の表面に粉状固体燃料を被覆し３〜12mmの粒径の
生ペレツトを焼成してなる焼成塊成鉱及びその製
造方法を開示した。これらの焼成塊成鉱は、その表層部が主として
カルシウムフエライト相及びスラグ相の少なくと
も一つにより互いに結合された、複数個の焼成ペ
レツトの不規則形状の集合体からなるものであ
る。又、その製造方法は、粉粒状鉄鉱石として、粒
径0.044mm以下の微粉を50〜80wt％を含有する微
粉鉄鉱石と、１〜８mmの粒径の粗粒を30〜50wt
％含有する粗粒鉄鉱石とを主原料とし、前記微粉
鉄鉱石を30〜70wt％と、前記粗粒鉄鉱石を70〜
30wt％の割合で配合し、これに前記媒溶剤を添
加して混合し造粒し、得られた造粒物の表面上に
粉状固体燃料を被覆し、３〜12mmの粒径のペレツ
トを調製し、このような粒径の生ペレツトを、無
端移動グレート式焼成炉の装入し、この無端移動
グレート式焼成炉によつて、前記ペレツトを連続
的に製造することを特徴とする製造方法である。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は、前述の如く本出願人が開示した塊成
鉱の製造方法において、得られた還元性状並びに
気孔率に富み、シヤツター強度の高い塊成鉱を主
原料として高炉に装入する高炉操業方法を提供す
るにある。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、粉粒状鉄鉱石に媒溶剤を添加・混
合．造粒し、得られた造粒物の表面に粉粒状固体
燃料を被覆し生ペレツトを調整し、前記生ペレツ
トを、無端移動グレート式焼成炉に装入して焼成
することからなる＋４mm粒径の焼成ペレツトの不
規則形状の塊成鉱を主原料として、高炉に連続的
に装入する高炉操業方法である。〔作用〕本願発明は、前述の本出願人による塊成鉱の製
造方法にて製造された塊成鉱並びにその後出願し
た特願昭61−13666号の「塊成鉱の製造方法及び
装置」、特願昭61−16910号、特願昭61−16911号、
特願昭61−16912号、特願昭61−16913号の「塊成
鉱の製造方法」により製造された塊成鉱（以下本
塊成鉱と称す。）を主原料として高炉に連続的に
装入し、銑鉄を得る高炉操業方法である。これらの製造方法にて焼成された塊成鉱は、次
の第１表に示す如き特性を有するものである。第１表に示す如く本塊成鉱の特性は、焼結鉱に
比して優れたものである。

〔実施例〕

実施例１本塊成鉱を高炉に使用した時の還元の進行、燃
料比への効果を通常高炉、酸素高炉の二者につい
て、シユミレーシヨンモデルによつて行つた。数式モデルとして「非定数１次モデル」を用
い、定常状態を計算する。本塊成鉱の組織は、この試験で用いた拡散組織
に類似しているので、このデータを適用し、本塊
成鉱は焼結鉱に比べて拡散率は２倍、反応速度常
数は同じ値として計算した。（拡散率は、CO₂系、
H₂徐の３段階の値を一律に２倍にする。）計算の
対象として、通常高炉、酸素高炉の夫々について
検討を行つた。第２表に基準条件を示す。

【表】＊２計算結果
以上に基づいて、求めた結果は次の通りであ
る。 (1) 還元率、固体温度の対比について、第１図並びに第２図に、通常高炉並びに酸素
高炉におけるストツクラインからの距離におけ
る全還元率とコークス反応率とを対比して示
す。第３図並びに第４図に、通常高炉並びに酸素
高炉におけるストツクラインからの距離におけ
る固体温度の変化を対比して示す。図示する如く、本塊成鉱を用いた場合、ガス
還元が速くなり、炉下部のソリユーシヨンロス
量が減少し、熱余裕が出るため、その結果とし
て炉下部の固体温度が上昇する。即ち同一燃料比で本塊成鉱を用いた場合溶銑
温度が上昇することとなる。 (2) 燃料比への効果について、第５図並びに第６図に燃料比FR（Kg／Ｔ）と
羽口レベル固体温度T_s並びにコークス反応率
との変化をグラフに示す。尚示中の数字は拡散率への乗数（１：焼結鉱
２：塊成鉱）を示す。羽口レベルの固体温度T_s一定（溶銑温度一
定）の観点から、図示する如く本塊成鉱の場
合、通常高炉では燃料比482→456Kg／Ｔ、即ち
26Kg／Ｔの減となる。酸素高炉では、通常焼結
鉱でも還元速度が速いため、塊成鉱との差は小
さい。酸素高炉では、本塊成鉱を用いた場合炉高を
１／２にしても還元可能であり、この時本塊成鉱
の場合、燃料比は10Kg／Ｔの減となる。 (3) リスト線図による比較第７図は燃料比FR（Kg／Ｔ）とガス利用率
η_tppとの関係グラフ、第８図は燃料比FR（Kg／
Ｔ）と平衡温度T_w（℃）との関係グラフであ
る。第７図に示す如く、本塊成鉱を使用する時は、
燃料比は下がるため炉頂ガス利用率η_tppは向上す
る。又第８図に示す如く、通常焼結鉱に比べて、同
一還元率での固体温度は低くなり、この結果Ｗ点
での平衡ηが大きくなる。遺贈の結果をリスト線図に図示すれば、第９(1)
〜９(3)の如くなる。実施例２次に本発明方法を実施するための塊成鉱製造工
程図を第１０図に示す。第１０図において、１〜３は供用原料ホツパ
ー、４は媒溶剤、蛇紋岩ホツパー、５は返鉱ホツ
パー、６は生石灰ホツパー、７は供用原料のドラ
ム型ミキサー、８は一次造粒用デイスクタイプペ
レタイザー、９はペレツトスクリーン、１０は二
次造粒用デスクタイプペレタイザー、１１は固体
燃料（C.D.Q粉コークス）の粉コークスホツパ
ー、１２は生ペレツト装入装置、１３は移動式グ
レート焼成炉、１４床敷ホツパー、１５はレーヤ
ー、１６は電気集塵機、１７はメーンブロワー、
１８はクラツシヤー、１９はホツトグリズリー、
２０は固定グリズリー、２１はクーラー、２２は
焼成ペレツトスクリーン、２３はダブルロールク
ラツシヤー、２４は循環フアン、１３１は乾燥ゾ
ーン、１３２は点火ドーン、１３２ａは点火炉、
１３３は冷却ゾーン、１３４はパレツト、１３５
は風箱である。又第３表に本実施例において用いた原料の化学
成分並びに粒度構成を示す。先ず原料ホツパー１〜６に本発明の塊成鉱製造
用原料として微粉鉄鉱石Ａ，Ｂ粉Ｂ（−８mm）、媒
溶剤として蛇紋岩Ｃ、並びに４mm未満の塊成鉱の
返鉱を夫々貯わえ、これら原料をミキサー７に
て、所定配合割合にて水を添加・混合し、一次造
粒用デイスクタイプペレタイザー８に装入し一次
造粒する。造粒された一次造粒物はペレタイザー８の回転
により、壁を越えて溢流し、４mmペレツトスクリ
ーン９ｅにて篩分けられ、−４mmの粒径の造粒物
は一次造粒用デスクタイプペレタイザー８に繰り
返され、＋４mm造粒物は25mmスクリーン９ｂにて
篩分けし、−25mm造粒物は二次造粒用ペレタイザ
ー１０に装入する。一方固体燃料Ｆ例えばC.D.Q粉コークスはホツ
パー１１より、二次造粒用ペレタイザー１０に装
入され、一次造粒物の表面に前記C.D.Q粉コーク
スＥをコーテイングし、二次造粒し、４〜10mm粒
径の生ペレツトが得られる。

【表】

【表】これら造粒に当たつての造粒条件を第４表に示
す。

【表】次に得られた生ペレツトを移動グレート式焼成
炉１３を用いて焼成する。この焼成炉１３は、乾燥ゾーン１３１、点火ゾ
ーン１３２及び焼成・冷却ゾーン１３３からな
り、生ペレツトがパレツト１３４のグレート上に
装入され、上記各ゾーンを生ペレツトを載せたグ
レートが通過出来るように設置されている。主原料である生ペレツトは、ロールフイーダー
を介して、パレツト１３４のグレート上部に厚み
50mmにて敷かれた床敷鉱の上部に装入され、全レ
ーヤー１５の層厚を350〜450mmにし、焼成を開始
する。乾燥ゾーン１３１は下向き乾燥であつて、
その熱源として焼成・冷却ゾーン１３３の高温部
分の廃ガスを風箱１３５から循環フアン２４によ
り回収し、この廃ガスの熱を利用し、グリーンペ
レツトを乾燥する。また点火ゾーン１３２の点火炉１３２ａにて生
ペレツトの上層に着火する。焼成・冷却ゾーン１３３で焼成・冷却された生
ペレツトは、塊状体となつており、次のクラツシ
ヤー１８で粉砕され、スクリーン２２により、４
mm以上の塊状体が製品塊成鉱となる。 −４mmの篩下鉱は返鉱として床敷鉱として再利
用される。尚パレツト１３４下方の風箱１３５か
ら電気集塵機１６を介して排出されたガスはメー
ンブロワー１７により、系外に排出される。以上の焼成工程における焼成条件を下記第５表
に示す。

【表】次に第１０図の焼成装置を用いて、第４〜第５
表の造粒、焼成条件により、塊成鉱を製造した。
その試験成績を第６表に示す。得られた塊成鉱の組織は、拡散結合で結合し、
微細型カルシウムフエライト微細型ヘマタイトか
らなり、ミクロポアが各所に平均的に散在したも
のである。更に、本塊成鉱の高炉に装入した場合のハンド
リング強度を確認するため連続シヤツター試験を
行つた。第１１図は、本塊成鉱と焼結鉱との連続シヤツ
ター試験の結果求めたSI₊₁₀、SI₊₅（％）と落下回
数（Ｎ）との関係グラフである。図示する如く＋10mm粒度％の少ない＃２試験の
塊成鉱のSI₊₁₀は焼結鉱に比較し、稍々低下して
いるが、SI₊₅では高く、本塊成鉱は、焼結鉱に比
し強度についても優れ、高炉に装入しても問題な
いことが確認された。

【表】

【表】ある。
〔発明の効果〕粉粒状鉄鉱石の媒溶剤を添加、混合、造粒し、
得られた造粒物の表面に粉粒状固体燃料を被覆
し、生ペレツトを調製し、前記生ペレツトを無端
移動グレート式焼成炉に装入し、焼成することか
らなる焼成ペレツトの不規則形状の塊成鉱は、還
元性状が優れ、気孔に富み且つ強度も固く、高炉
内で崩壊するものではないので、焼結鉱の代替と
して高炉に装入すると、燃料比の低下、炉高の低
下、ガス利用率の向上等が期待されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、夫々通常高炉並びに酸素
高炉におけるストツクラインからの距離における
全還元率のグラフ、第３図及び第４図は夫々通常
高炉並びに酸素高炉におけるストツクラインから
の距離における固体温度のグラフ、第５図及び第
６図は夫々燃料比FR（Kg／Ｔ）と羽口レベル固体
温度T_s並びにコークス反応率との変化を示すグ
ラフ、第７図は燃料比FR（Kg／Ｔ）とガス利用率
η_tppとの関係グラフ、第８図は燃料比FR（Kg／Ｔ）
と平衡温度T_w（℃）との関係グラフ、第９(1)〜９
(3)図は夫々リフト線図、第１０図は本発明方法を
実施するための塊成鉱製造工程図、第１１図は実
施例２における塊成鉱と焼結鉱の連続シヤツター
試験のSI₊₁₀、SI₊₅（％）と落下回数（Ｎ）との関
係グラフである。図において、１〜３：供用原料ホツパー、４：
媒溶剤・蛇紋岩ホツパー、５：返鉱ホツパー、
６：生石灰ホツパー、７：供用原料のドラム型ミ
キサー、８：一次造粒用デスクタイプペレタイザ
ー、１０：二次造粒用ペレタイザー、１１：粉コ
ークスホツパー、１２：生ペレツト装入装置、１
３：グレート式焼成炉、１４：床敷ホツパー、１
５：レーヤー、１６：電気集塵機、１７：メーン
ブロワー、１８：クラツシヤー、１９：ホツトグ
リズリー、２０：固定グリズリー、２１：クーラ
ー、２２：焼成ペレツトスクリーン、２３：ダブ
ルロールクラツシヤー、２４：循環フアン、１３
１：乾燥ゾーン、１３２：点火ゾーン、１３２
ａ：点火炉、１３３：冷却ゾーン、１３４：パレ
ツト、１３５：風箱である。

Claims

【特許請求の範囲】

１粉粒状鉄鉱石に媒溶剤を添加・混合、造粒
し、得られた造粒物の表面に粉粒状固体燃料を被
覆し生ペレツトを調整し、前記生ペレツトを、無
端移動グレート式焼成炉に装入して焼成すること
からなる＋４mm粒径の焼成ペレツトの不規則形状
の塊成鉱を主原料として、高炉に連続的に装入す
ることを特徴とする高炉操業方法。