JPH05171303A

JPH05171303A - 微粉鉄鉱石塊成化剤

Info

Publication number: JPH05171303A
Application number: JP34325691A
Authority: JP
Inventors: Ryukichi Okamura; 隆吉岡村; Minoru Takehiro; 実武広; Shunichiro Uchida; 俊一郎宇智田
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Onoda Cement Co Ltd
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1991-12-25
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【構成】（Ａ）ＣａＯ２０〜８０重量％及びＡｌ₂Ｏ₃
３０〜８０重量％を含有するアルミン酸カルシウム系化
合物を１０重量％以上含む水硬性物質並びに（Ｂ）微粉
末無機質材料を含有することを特徴とする微粉鉄鉱石塊
成化剤。【効果】本発明塊成化剤を用いて製造した鉄鉱石ペレ
ットは、塊成化直後より落下強度及び圧壊強度が高く、
塊成工程から養生工程への運搬の際にも粉化せず歩留り
が低下することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微粉鉄鉱石塊成化剤及び
これを用いた鉄鉱石ペレットの製造方法に関し、更に詳
しくは落下強度、圧壊強度等に優れた鉄鉱石ペレットを
短時間で効率よく製造するための微粉鉄鉱石塊成化剤及
びこれを用いた鉄鉱石ペレットの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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さ
らに小さくなる傾向にある。また品位の高い鉄鉱石の埋
蔵量が減少しており、微粉鉄鉱石の有効利用方法の開発
が急がれている。しかし、これらの微粉鉄鉱石をそのま
ま高炉に投下すると、通気性の不良や不均一、ガス灰生
成量の増加、及び荷下りの不良等を生じ、コークス比の
増大やあるいは出銑比の低下等、高炉の操業に著しい悪
影響をおよぼす。そのため微粉鉄鉱石は適当な方法で塊
成化し、高炉投入に必要な強度を付与して用いられる。
主な塊成化方法として、微粉鉄鉱石に適当量の水分及び
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等で
焼成し焼結させるペレタイジング焼結法、俗にコールド
ボンド法と言われるもので微粉鉄鉱石にポルトランドセ
メント、あるいはポルトランドセメントクリンカー粉末
及び水分を添加し、回転ドラム、回転皿等を用いて造粒
し、その後養生するペレタイジング冷間法及び微粉鉄鉱
石に生石灰等を添加して、ローラーやブリケットマシン
により加圧成型する加圧成型法等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の塊成化剤（ポル
トランドセメント、クリンカー、生石灰、ベントナイト
等）を使用した場合、塊成化直後の鉄鉱石ペレットの強
度は非常に低く、塊成化された鉄鉱石ペレットは塊成工
程から養生工程又は焼成工程への運搬の際の衝撃による
粉化及び破壊が発生し、歩留りが低下するという問題が
あった。これは、従来の塊成化剤においては、その硬化
反応及び粘結力による強度発現が支配的で、ペレット塊
成化直後の強度発現にほとんど寄与せず塊成工程から養
生工程又は焼成工程への運搬の際の短時間では破壊を防
止するだけの強度がえられないためである。

【０００４】また、塊成化後に養生を必要とするコール
ドボンド法及びローラーやブリケットマシンによる加圧
成型法においても高炉投入に必要な強度を得るために長
期の養生が必要になり、広いヤード等が必要になる。

【０００５】さらに、従来の塊成化剤を使用して塊成化
したペレットを短期で強度発現させる目的で１００℃〜
３００℃で養生した場合、圧壊強度は増進するが、落下
強度は著しく低下し、次工程への運搬の際に破壊や粉化
が起こり非常に歩留りが低下する現象が起こるという問
題もあった。

【０００６】従って、本発明の目的は塊成化直後より優
れた落下及び圧壊強度を有する鉄鉱石ペレットを効率よ
く製造するための微粉鉄鉱石塊成化剤、また養生工程が
短期間でも高炉投入に必要な強度を発現できる微粉鉄鉱
石塊成化剤及びこの塊成化剤を用いることにより短期強
度の高い鉄鉱石ペレットの製造方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる実状において本発
明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定
の水硬性物質と微粉末無機質材料を組み合わせた塊成化
剤を使用することにより塊成化直後のペレットの落下強
度及び圧壊強度が改善され、歩留りが向上することを見
出し本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は（Ａ）ＣａＯ２０〜８
０重量％及びＡｌ₂Ｏ₃３０〜８０重量％を含有するアル
ミン酸カルシウム系化合物を１０重量％以上含む水硬性
物質並びに（Ｂ）微粉末無機質材料を含有することを特
徴とする微粉鉄鉱石塊成化剤を提供するものである。

【０００９】また、本発明は微粉鉄鉱石に上記の微粉鉄
鉱石塊成化剤を混合して塊成化し、必要に応じて１００
〜３００℃で５〜１０分間養生することを特徴とする鉄
鉱石ペレットの製造方法を提供するものである。

【００１０】本発明の微粉鉄鉱石塊成化剤（以下、単に
本発明塊成化剤という）に用いられる水硬性物質（Ａ）
に配合されるアルミン酸カルシウム系化合物は、ＣａＯ
を２０〜８０重量％及びＡｌ₂Ｏ₃を３０〜８０重量％含
有するものであるが、具体的には１２ＣａＯ・７Ａｌ₂
Ｏ₃、ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、１１Ｃ
ａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＦ₂、超速硬セメント中のアル
ミン酸カルシウム系化合物、アルミナセメント中のアル
ミン酸カルシウム系化合物等が挙げられる。また、本発
明に用いられる水硬性物質（Ａ）中には、前記アルミン
酸カルシウム系化合物が１０重量％以上含まれることが
必要であるが、２０重量％以上含まれることが好まし
い。アルミン酸カルシウム系化合物の量が１０重量％未
満では、水和反応による硬化が遅く、塊成化直後の鉄鉱
石ペレットの圧壊強度が改善されない。かかる水硬性物
質の具体例としては、超速硬セメント、アルミナセメン
ト、１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、３Ｃ
ａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＦ₂等
が挙げられる。

【００１１】また、これらの水硬性物質（Ａ）は、微粉
末であることが好ましく、その粉末度がブレーン比表面
積（Ｂｌ′）２，０００〜８，０００cm²／ｇ、特に
４，０００〜８，０００cm²／ｇであるものが好まし
い。かかる粉末度が低すぎると、水和反応による硬化が
遅く、塊成化直後の鉄鉱石ペレットの圧壊強度が改善で
きない。

【００１２】本発明に用いられる微粉末無機質材料
（Ｂ）としては、例えば炭酸カルシウム、セメント用調
合原料、ケイ石、ベントナイト、粘土等が挙げられる。
なお、ここで、セメント調合原料とは、周知の如く石灰
石、珪石、粘土、必要に応じてその他の原料を目的のセ
メント鉱物及びその量が得られるように調合割合を計算
し、混合粉砕するか、又は別々に粉砕したものを混合し
たものである。また、当該無機質材料（Ｂ）の粉末度は
ブレーン比表面積（Ｂｌ′）で４，０００〜８，０００
cm²／ｇ、特に５，０００〜８，０００cm²／ｇが好まし
く、その粒度は５μｍ以下の粒子が５０重量％以上であ
ることが好ましい。

【００１３】本発明塊成化剤における水硬性物質（Ａ）
と微粉末無機質材料との配合割合は、重量比で１：９〜
９：１、特に３：７〜７：３が好ましい。水硬性物質
（Ａ）が１０重量部未満になると圧壊強度が低下し、微
粉末無機質材料（Ｂ）が１０重量部未満になると落下強
度が低下する傾向がある。

【００１４】本発明に使用される水硬性物質（Ａ）は、
非常に水和活性が高く一般には急結性を示すが、この水
硬性物質（Ａ）だけを使用した場合には、圧壊強度は改
善されるが、落下強度が大きく改善されない。また、微
粉末無機質材料（Ｂ）を使用した場合には、落下強度が
ある程度改善できるが、養生しても圧壊強度は高くなら
ない。しかし、水硬性物質（Ａ）と、微粉末無機質材料
（Ｂ）を組み合わせて用いる本発明においては、微粉末
無機質材料（Ｂ）による充填率の向上及び粒子間の接触
点数の増加による落下強度の増大、及び水硬性物質
（Ａ）の硬化による圧壊強度の増進が相乗効果として現
れる。

【００１５】本発明塊成化剤を用いて鉄鉱石ペレットを
製造するには、微粉鉄鉱石に本発明塊成化剤を混合して
塊成化し、通常用いられる方法により造粒すればよい。
すなわち、ペレタジング法、加圧成型法等における焼結
又は冷間法により造粒を行なえばよい。ここで、本発明
塊成化剤は微粉鉄鉱石に対し、２重量％以上、特に５〜
２０重量％混合するのが好ましい。

【００１６】また、一般に塊成化した鉄鉱石ペレットの
強度をより短期で発現させるため、１００〜３００℃で
長時間乾燥させた場合圧壊強度は高くなるが、落下強度
は著しく低下する。しかし、本発明塊成化剤を使用した
鉄鉱石ペレットは短期間で圧壊強度及び落下強度が増進
でき、１００〜３００℃で５〜１０分高温養生すると落
下強度は低下せず、より高い圧壊強度が得られる。

【００１７】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１８】実施例１次に示す方法により鉄鉱石ペレットを製造し、製造直後
の落下強度及び圧壊強度を測定した。（１）製造法付着水分１２重量％の微粉鉄鉱石を水分１重量％以下に
なるまで乾燥した。乾燥した微粉鉄鉱石（粒径１mm以
下）を用い、塊成化剤を微粉鉄鉱石１００重量部に対し
て２重量部添加して混合後、水分を８重量％となるよう
に添加し、直径１ｍのパンペレタイザーにて塊成化し
た。（２）試験方法（落下強度の測定）高さ６０cmの位置から、厚さ１０mm
のゴム板に落下させ、破壊が生じないペレットの割合を
測定した。なお、ゴム板は鉄鉱石ペレットがベルトコン
ベアーで搬送されることを考慮し、適度なたるみを持た
せるため両端を１０cmに浮かせて中央部を８cmとした。
強度の測定は、４回、８回、１２回及び１６回落下させ
て行った。なお、表１には、所定回数落下後、３mmの目
開きの篩いでふるったふるい上残分値を落下強度として
表した。残分値が大きいほど破壊される鉄鉱石ペレット
が少ないことを示す。（圧壊強度の測定）塊成化直後の径１０mmのペレットを
用い、天秤上で上部より荷重し、破壊直前の荷重を計測
し、圧壊強度（ｇ／ｐ）とした。なお、表１中の値は２
０個のペレットについて測定したときの平均値である。（３）結果得られた結果を表１に示す。なお、表中、Ａ〜Ｅは水硬
性物質であり、ａ及びｂは微粉末無機質材料である。

【００１９】

【表１】

【００２０】従来より使用されているバインダーである
普通セメント、早強セメント及び生石灰を使用し、実施
例１と同じ方法で微粉鉄鉱石を塊成化し、塊成化直後の
落下強度及び圧壊強度を測定した。また、Ａ、Ｂ、ａ及
びｂ単味の落下強度及び圧壊強度を測定した。これらの
結果を、比較例−１〜比較例−７として示した。上記に
示す通り、これらの比較例は、本発明塊成化剤を使用し
塊成化させたペレット（本発明−１〜１４）に比べ塊成
化直後の落下強度が著しく劣り、落下回数を増加させる
ほとんどの鉄鉱石ペレットが破壊されてしまった。ま
た、本発明塊成化剤以外では、塊成化直後の圧壊強度が
低く、微粉末無機質材料と水硬性物質の相互作用によ
り、本発明塊成化剤は、塊成化直後の圧壊強度を著しく
改善していることがわかる。

【００２１】実施例２前記表１中の本発明−１の塊成化剤を用いて、より短期
に優れた落下強度及び圧壊強度を得る為に、１００℃の
空気中で養生する以外は、実施例１と同様にして製造し
た鉄鉱石ペレットの圧壊強度及び落下強度を表２に示
す。

【００２２】

【表２】

【００２３】本発明−１を使用して１００℃で１０分間
の養生を行うと、落下強度が５％低下するだけで圧壊強
度が２倍以上の改善ができる。しかし、１０分以上養生
すると圧壊強度は増加するが、落下強度の低下が著し
い。また普通セメントを使用した場合には、数分の養生
で落下強度が著しく低下し、圧壊強度も本発明品に比べ
著しく低い値である。

【００２４】

【発明の効果】本発明塊成化剤を用いて製造した鉄鉱石
ペレットは、塊成化直後より落下強度及び圧壊強度が高
く、塊成工程から養生工程への運搬の際にも粉化せず歩
留りが低下することがない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ＣａＯ２０〜８０重量％及びＡｌ
₂Ｏ₃３０〜８０重量％を含有するアルミン酸カルシウム
系化合物を１０重量％以上含む水硬性物質並びに（Ｂ）
微粉末無機質材料を含有することを特徴とする微粉鉄鉱
石塊成化剤。
【請求項２】微粉鉄鉱石に請求項１記載の微粉鉄鉱石
塊成化剤を混合して塊成化し、必要に応じて１００〜３
００℃で５〜１０分間養生することを特徴とする鉄鉱石
ペレットの製造方法。