JPH0499132A - 結晶水を多く含む鉄鉱石のペレット製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、結晶水を多く含む鉄鉱石を使用して、高炉原
料および直接還元炉原料用のペレットを製造する方法に
関するものである。

（従来の技術及び発明か解決しようとする課題）一般に
、鉄鉱石のペレット製造に際して、移動式火格子か用い
られるか、乾燥工程から予熱工程までを移動式火格子で
行い、焼成工程は火格子とは別に、ロータリキルンを用
いる方法と、乾燥工程から焼成工程および冷却工程まで
を移動式火格子で行う方法とかある。

いずれの方法においても、結晶水を多く含む鉄鉱石をペ
レット原料に使用してペレットを製造する場合、移動式
火格子内の乾燥工程と予熱工程との間に離水工程か設け
られている。離水工程では結晶水の離水を行うか、結晶
水の蒸発に起因するバースティングを引き起し、ペレッ
トか粉化することかある。ペレットの粉化は、製品ペレ
ットの歩留り低下になるはかりか、ペレットの焼成をロ
ータリキルンで行う場合には、ロータリキルン内でのキ
ルンリング生成の原因となり、安定操業の面からも好ま
しくない。したかって、結晶水を多く含む鉄鉱石を原料
にするペレットの製造においては、この鉄鉱石の配合割
合を低く抑えている。

また、離水後のペレットは多孔質となり圧潰強度か低下
するため、予熱工程後の圧潰強度を確保するために、離
水工程後の予熱工程で予熱温度を高めている。

しかし、ペレット製造工程に離水工程を設けることは、
ペレット製造設備を大きなものにし、かつ、生産性の点
からも好ましいものではない。また、結晶水を多く含む
鉄鉱石の配合割合に制約を加えることは、原料手配およ
び生産性の点からも問題である。一方、圧潰強度を確保
するために予熱温度を高めることは、移動式火格子に高
い耐熱強度を要求することになり、設備費の点から問題
であり、また、高温腐蝕等の悪影響を及はすことにもな
る。

なお、予熱工程後の圧潰強度を確保する方法として、原
料の鉄鉱石の粉砕粒度を細かくすることが考えられるか
、この方法は造粒工程て緻密すぎる生ペレットを形成し
、移動式火格子上の乾燥、離水工程でバースティングを
引き起すことか懸念されるため、あまり好ましいものて
はない。

（課題を解決するための手段） 本発明は予め鉄鉱石を離水処理することによって、結晶
水を多く含む鉄鉱石を原料とするペレットの製造を容易
にするもので、その要旨は、結晶水を多く含む原料鉄鉱
石を粉砕・造粒し、続いて乾燥、離水および予熱の各工
程後、さらに、焼成工程を追加してなる焼成ペレットの
製造に際して、前記原料鉄鉱石の一部または全部を粉砕
する前に、予め原料鉄鉱石中の結晶水の少なくとも一部
を離水処理しておく結晶水を多く含む鉄鉱石のペレット
製造方法である。

（作用） 第３図は、乾燥、離水、予熱工程から成る移動式火格子
内での火格子長さと各位置におけるペレットの圧潰強度
との関係についての本発明者等が採取した実験データを
模式的に示したものである。図中曲線■は移動式火格子
内の離水工程で全ての結晶水の離水を行う従来方法の場
合の圧潰強度の変化を示す。

乾燥工程に入る生ペレットは、一般に、粉砕後の原料鉄
鉱石に水酸化カルシウム等の副原料を添加した後、造粒
機て加水しながら生成される。乾燥工程では、造粒時の
加水による生ペレットの付着水分か蒸発し、副原料によ
る粘結力か増加して、圧潰強度は若干増加する。しかし
、離水工程に入ると、結晶水か離水するため、ペレット
は多孔質となって、圧潰強度は低下する。予熱工程に入
っても、しばらくは離水工程後の圧潰強度と同じ値を示
すが、ペレット温度が６００°Ｃから７００℃程度にま
で上昇すると、原料鉄鉱石および副原料の拡散結合が部
分的に始まり、圧潰強度は増加する。そして、ペレット
温度の上昇にともない拡散結合が進行して圧潰強度は増
加する。

一方、曲線■は本発明法による圧潰強度の変化で、乾燥
工程出口での乾燥ペレット強度は曲線■（従来方法）と
同程度であるか、予め結晶水の一部が離水されているた
め離水工程ての圧潰強度の低下は、事前に結晶水の離水
か行われない場合に比べて極めて少ない。つまり、従来
方法と比較して、本発明法では離水工程での圧潰強度の
低下か火格子長さてΔｌ、たけ手前で終了し、かつ、圧
潰強度の低下′量もΔＳだけ低減てきる。したかって、
予熱工程においては、圧潰強度の低下量ΔＳを回復する
に見合う火格子長さΔｌ、か不要となる。このように、
本発明法では、従来設備の移動式火格子長さに比へて、
離水工程てΔＩ！１、予熱工程てΔＩ！２の移動式火格
子長さか短縮されることになる。また、従来方法では離
水後のペレットは多孔質となり圧潰強度か低下するため
、予熱後の圧潰強度を確保するため予熱温度を高くする
必要かあるか、本発明法ては離水工程ての圧潰強度の低
下かΔＳだけ少ないため、従来方法と同し圧潰強度を持
たせるのに必要な予熱工程での予熱温度を低くすること
かできる。

また、原料鉄鉱石中の結晶水の少なくとも一部を粉砕前
に離水処理することにより、鉄鉱石は多孔質となって脆
・（なり、粉砕工程での粉砕所要動力か結晶水を含んだ
ままの鉄鉱石を粉砕する場合に比較して少なくてすむ。

本発明は上述の通り、粉砕工程前に原料鉄鉱石を離水処
理するために、離水設備の増加はあるものの、粉砕工程
ての粉砕所要動力の低下、予熱工程での予熱温度の低下
、移動式火格子長さの短縮および離水工程でのバーステ
ィングの減少と予熱ペレットの圧潰強度増加による製品
歩留りの向上という多くの利点をもたらす。

（実施例） 以下に本発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１図は本発明に基づくペレット製造工程の概念図で、
焼成工程としてはロータリキルンを備えたものである。

図中実線は原料鉄鉱石の流れを、点線はガスの流れを示
す。

ペレットの製造に当たっては、鉄鉱石用ホッパー１から
切り出された原料鉄鉱石は、ゲート２を経由して、気流
式加熱炉３に供給される。気流式加熱炉３に供給された
鉄鉱石は気流式加熱炉３内で燃焼室３′で生成された燃
焼ガスと接触して加熱され結晶水か離水されて、サイク
ロン４て燃焼ガスと分離される。分離された鉄鉱石はゲ
ート６を経由して、粉砕機８に供給される。

サイクロン４て燃焼ガスと分離できなかった細粒鉄鉱石
は、集塵機５て捕集さね粉砕機８に供給される。なお、
集塵機５からの燃焼ガスは排風機７て大気に放出される
。

鉄鉱石のうち細粒のものは、上記の離水処理で、はぼ完
全に離水されるか、粗粒のものは一度の離水処理ては内
部まて完全に離水されることはないので、ゲート６によ
り鉄鉱石の一部を気流式加熱炉３に供給、循環させて、
原料鉄鉱石の結晶水の離水の程度を調整する。また、逆
に高度の離水を必要としない場合には、燃焼室３”て生
成する燃焼ガスの温度を低くして、離水の程度を調節す
る方法なとも考えられるか、ゲート２の開度を調節する
ことによって、原料鉄鉱石の一部を気流式加熱炉３を迂
回させ直接粉砕機８へ供給することにより、原料鉄鉱石
全体としての離水の程度を調整することもてきる。

一方、原料鉄鉱石の細粒から粗粒に至るまての全量をほ
ぼ完全な状態に離水するためには、気流式加熱炉に替え
て、回転式あるいは流動床式の加熱炉を用いて離水処理
を行うことか好ましい。

結晶水を多く含む鉄鉱石の離水の程度は、ペレット原料
に使用する鉄鉱石の配合割合、離水設備の規模、移動式
火格子の小量化の度合い、離水処理時の燃料費、粉砕機
での所要動力、ペレット予熱温度低下による機器保全の
容易性といった運転費の変動および製品歩留りの向上に
よる効果なとを総合的に考慮して、最適条件に選定され
る。

離水処理された原料鉄鉱石は粉砕機８て微粉（８０％通
過粒径７０μｍ程度）に粉砕される。なお、粉砕機８か
らの排出ガスに混しった微粉鉄鉱石は集塵機９て捕集さ
れ、排出ガスは排風機１０て大気に放出される。粉砕機
８て粉砕された原料鉄鉱石および集塵機９て捕集された
微粉鉄鉱石は、副原料ホッパー１１から切り出した水酸
化カルシウム等の副原料とともに混合機１２て混合、均
一化され、造粒機１３て加水しなから適正粒径（平均粒
径約１２ｍｍ）の生ペレットにされる。

造粒機１３て造粒された生ベレットはスクリーン１４を
によって篩い分けられ、篩い下は造粒機１３へ循環供給
される。一方、篩い上は移動式火格子１５に供給される
。移動式火格子１５は乾燥工程＋５ａ、離水工程１５ｂ
　、予熱工程１５ｃからなり、移動式火格子１５に供給
された生ペレットは、焼成炉であるロータリキルン】８
から供給される燃焼ガスと熱交換しなから、移動式火格
子１５の移動中に順次、乾燥、離水、予熱の処理を受け
る。なお。各工程に供給されたガス温度は、乾燥工程で
２００〜２５０℃、離水工程て２５０〜４００°Ｃ１予
熱工程て９００〜１１００°Ｃの温度範囲である。熱交
換された燃焼ガスは、集塵機１６で集塵され、排風機１
７て大気に放出される。

予熱された生ぺＬ／　ットは、ロータリキルン１８で目
標品質（焼成ペレットの被還元性状等）に合わせて、燃
焼ガスで１３００°Ｃ前後の温度で焼成される。焼成後
の燃焼ガスは前記のように移動式火格子１５内の予熱、
離水、乾燥に使用される。

ロータリキルン１８で焼成されたペレットは冷却機２０
て、冷却機２０底部から冷風機２１．２２て送られた冷
風でもって冷却される。冷却された焼成ペレットは製鉄
原料として使用される。冷風機２１て送られた高温部の
冷風は熱交換されて前記ロータリキルン１８の熱源に利
用される。また、冷風機２２て送られた低温部の冷風は
熱交換されて、集塵機２３で集塵され排風機２４で大気
に放出される。

以上述べた製造方法によれば、離水処理しない鉄鉱石を
原料とした場合に比べて、予熱温度を１００℃低くして
も、予熱ペレット（焼成前のペレット）の圧潰強度はほ
ぼ同等であった。また、離水処理をすることによって、
鉄鉱石は多孔質となっているため、粉砕所要動力は低減
される。低減率は結晶水の含有率にもよるか、３〜５％
の結晶水を１％程度にまて離水した場合、２０００ｃｍ
’／ｇブレーン程度に粉砕するとき、２０〜３０％の粉
砕動力か低減できた。なお、この実施例では離水工程１
５ｂを設けているが、原料鉄鉱石を予め離水処理してい
るため、離水工程１５ｂで必要とする移動式火格子長さ
は極めて短く、また、これを省略することかてき、これ
に伴うペレットのバースティング発生はない。

実施例２ 第２図は本発明に基づくペレット製造工程の概念図で、
移動式火格子としては、焼成工程と冷却工程を含むもの
か使用される。図中実線は原料鉄鉱石の流れを、点線は
ガスの流れを示す。なお、第１図と共通する箇所につい
ては説明を一部省略する。

ペレットの製造に当たっては、鉄鉱石用ホッパー１から
切り出された原料鉄鉱石は、気流式加熱炉３に供給され
、燃焼室３°で生成された燃焼ガスて加熱され離水され
る。気流式加熱炉３内で燃焼ガスの流れに浮遊できず炉
底部に落下する粗粒鉄鉱石は、ロールプレス等の予備粉
砕機２５て粉砕され、再び鉄鉱石用ホッパー１に供給さ
れる。なお、一部は直接粉砕機８に供給することもてき
る一方、気流式加熱炉３内で燃焼ガスの流れに浮遊でき
る細粒鉄鉱石は、燃焼ガスと接触して加熱され結晶水か
離水されて、サイクロン４で燃焼ガスと分離される。な
お、離水処理温度は２５０〜４００°Ｃである。分離さ
れた細粒鉄鉱石はゲート６を経由して集塵機５で捕集さ
れた鉄鉱石とともに冷却器２６に送られ、冷風機２７て
送られた冷風でもって冷却される。昇温した冷却空気は
、燃焼室３゜の熱源に利用される。冷却器２６て冷却さ
れた細粒鉄鉱石は粉砕機８に供給される。

離水処理された原料鉄鉱石は粉砕機８て微粉に粉砕され
、その後、実施例１と同じ工程で生ペレットにされ、移
動式火格子２８に供給される。この実施例は移動式火格
子２８で焼成工程も行うため、焼成工程での過熱による
移動式火格子２８の焼損または変形を防ぐために、既に
製造されている焼成ペレットか床敷として使用される。

すなわち、焼成ペレットの床敷の上に生ベレットか供給
される移動式火格子２８に供給された生ペレットは、乾
燥工程２８ａ１離水工程２８ｂ１予熱工程２８ｃ、焼成
工程２８ｄ、冷却工程２８ｅからなる移動式火格子２８
内で、移動式火格子２８の移動中に順次、乾燥、離水、
予熱、焼成、冷却の処理を受ける。各工程ての熱源は焼
成工程の燃焼ガスと、冷風機２９て冷却工程に送られ熱
交換された熱風である。なお、乾燥、離水および予熱の
各工程に供給されるガス温度およびペレットの焼成温度
については実施例１と同程度である。焼成ペレットは冷
却工程２８ｅて、冷風機２９て送られた冷風でもって冷
却される。

冷却された焼成ペレットは製鉄原料として使用される。

冷風機２９て送られた高温部の冷風は熱交換されて前記
焼成、予熱、離水、乾燥の各工程の熱源に利用される。

各工程て熱交換された燃焼ガスと熱風は、集塵機１６で
集塵され、排風機１７て大気に放出される。また、冷風
機２９て送られた冷却工程の低温部の冷風は熱交換され
て、集塵機２３て集塵され排風機２４て大気に放出され
る。

なお、この実施例ては離水工程２８ｂを設けているか、
原料鉄鉱石を予め離水処理しているため、実施例１と同
様に離水工程２８ｂを省略することかできる。また、離
水処理前に原料鉄鉱石の全量を予備粉砕機２５て粉砕す
ることもてきる。

（発明の効果） 本発明は上述の通り、粉砕工程前に原料鉄鉱石の離水処
理を行うため、気流式加熱炉等の離水処理設備の増加は
あるものの、結晶水を多く含む鉄鉱石の配合割合の制約
かなくなり、かつ、粉砕工程での粉砕所要動力の低下、
予熱工程での予熱温度の低下、移動式火格子長さの短縮
といった製造設備および生産面での利点と、離水工程で
のバースティングの減少と予熱ペレットの圧潰強度増加
による製品歩留りの向上といった品質面での利点とをも
たらす優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に基づくペレット製造工程
の概念図で、第１図は焼成工程としてロータリキルンを
備えた場合を、第２図は移動式火格子に焼成工程と冷却
工程も含んだ場合を示す図である。 第３図は乾燥、離水、予熱工程から成る移動式火格子内
での火格子長さと各位置におけるペレットの圧潰強度と
の関係についての実験データを模式的に示した図である
。 １　鉄鉱石用ホッパー、２　ゲート、３　気流式加熱炉
、３°　燃焼室、４　サイクロン、５集塵機、６　ゲー
ト、７　排風機、８　粉砕機、９−集塵機、１０−排風
機、１１　　副原料用ホッパー、１２　　混合機、１３
−造粒機、１４　　ローラスクリーン、１５−移動式火
格子、１５ａ−乾燥工程、１５ｂ離水工程、１５ｃ　−
予熱工程、１６　　集塵機、１７　　排風機、１８　　
ロータリキルン、１９−送風機、２〇−冷却機、２１．
２２−冷風機、２３−集塵機、２４−排風機、２５−予
備粉砕機、２６−冷却器、２７−冷風機、２８移動式火
格子、２８ａ−乾燥工程、２８ｂ　　離水工程、２８ｃ
　−予熱工程、２８ｄ＝焼成工程、２８ｅ　−冷却工程
、２９−冷風機、３０．３１−送風機。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼折 代　理　人　弁理士 金欠　章− 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結晶水を多く含む原料鉄鉱石を粉砕・造粒し、続いて乾
   燥、離水および予熱の各工程後、さらに、焼成工程を追
   加してなる焼成ペレットの製造に際して、前記原料鉄鉱
   石の一部または全部を粉砕する前に、予め原料鉄鉱石中
   の結晶水の少なくとも一部を離水処理しておくことを特
   徴とする結晶水を多く含む鉄鉱石のペレット製造方法。