JPH05247547A

JPH05247547A - 粗細混合粉粒状物の造粒方法及び焼結鉱製造方法

Info

Publication number: JPH05247547A
Application number: JP8313392A
Authority: JP
Inventors: Yozo Hosoya; 陽三細谷; Mitsuaki Kitamura; 光章北村; Iwao Yasunaga; 岩雄安永; Tadashi Sato; 正佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-03-05
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 1993-09-24
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JP3163455B2

Abstract

(57)【要約】【目的】粉コークスや無煙炭等の粗細混合粉粒状物を
効率よく造粒する。【構成】直立固定円筒１内の底部円盤２を回転させ装
入した粉粒状物に回転力と遠心力を与えて造粒する際
に、所定量の水分を添加した粗細混合粉粒状物３を連続
的に装入しながら５０〜５００ｒｐｍで回転させ、上記
直立固定円筒１と底部円盤２の角部に形成される粗細混
合粉粒状物層の頂部近傍の上記直立固定円筒１に設けた
造粒物排出口６から造粒物５を連続的に排出する。上記
粉粒状物として粒径５．０ｍｍ以下が８０ｗｔ％以上の
粉コークスを使用し、該粉コークスの含有水分が５〜２
５ｗｔ％になるように水分調整しながら造粒する。上記
粉コークスに、粒径５．０ｍｍ以下が８０ｗｔ％以上の
無煙炭を５〜６０ｗｔ％配合して造粒する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉コークスや無煙炭等の
粗細混合粉粒状物を効率よく造粒する方法、及び該粉コ
ークス、粉コークスと無煙炭等の混合物の造粒物を焼結
原料に混合して焼結する焼結鉱製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から焼結鉱の製造では、粉コークス
や無煙炭と焼結原料、副原料を配合して混合し、そして
その配合原料を造粒機で造粒したのち焼結機に装入し、
焼結層の通気を良好にして操業している。この通気を良
好にするには微粉原料を少なくするのが良く、焼結用配
合原料をそれぞれ事前に篩い分けし、微粉原料である配
合原料を造粒強化する以外に、粉コークスの０．５ｍｍ
以下を少なくする整粒強化が図られたり、粉コークスそ
のものの微粉部分の造粒もこれまで試みられてきた。し
かし今日まで実用化された例は少ない。

【０００３】例えば、特公昭６３−６２５５８号公報に
は、粒径が０．３ｍｍ以下の微細粉を１５重量％以上含
む粉コークスに水とセメントを配合した配合原料を転動
造粒するに際して、粒径が１ｍｍ以上の粗粒粉コークス
を微細粉量の３０重量％以上前記配合材料中に含有させ
る方法が記載されている。しかし、この造粒法は従来法
と同様のドラム型或いはディスク型転動造粒機を用いる
ので造粒物の強度が弱く、造粒コークスと焼結原料を混
合、造粒する過程で造粒コークスが崩壊し、その造粒効
果を十分に発揮できない欠点を有している。

【０００４】また、特公昭６３−１３４７５号公報に
は、粒径７ｍｍ未満１００重量％の粉コークスにセメン
トと水を加えて混合してこの混合物を積付けし、セメン
トの水和反応により形成された水和物でコークス粒子間
が結合されるまで養生し、この積付け養生物を粒径０．
５ｍｍ未満が４０重量％以下となるように解砕する鉄鉱
石焼結用粉コークスの製造方法が記載されている。しか
し、この方法では水和物でコークス粒子間が結合される
までの養生期間が必要であり、また積付け養生物の解砕
時に粒径０．５ｍｍ未満の微粉がかなり発生する欠点が
ある。

【０００５】また、特開昭６２−２２０５９０号公報に
は、粒径０．２５ｍｍ以下の部分を５０重量％以上含む
微粉コークス１００部に対して粒径５ｍｍ以下の部分を
７０％以上含む石炭を１０〜７０部の割合で配合し、得
られた混合物にセメント、高炉水砕微粉末等の水硬性結
合剤を３％以下添加し、造粒、養生して目的の粒状燃料
を得る方法が記載されている。この方法の造粒対象は、
粒径０．２５ｍｍ以下の部分を５０％以上含む微粉コー
クスのみで、通常コークスの造粒には適用できず、また
セメント、高炉水砕微粉末等の水硬性結合剤で微粉コー
クスと無煙炭の粒子間が結合されるまでの養生期間が必
要になる欠点を有している。

【０００６】一方、粉粒状物の造粒手段として、直立固
定円筒内で攪拌羽根を高速回転させ装入した粉粒状物に
回転力と遠心力を与えて造粒することが例えば特開昭５
７−２０９６３３号公報に開示されている。しかし、こ
れはバッチ処理を前提としたものであり、大量の粉粒状
物を造粒する場合には複数台の造粒装置を準備する必要
があり、原料装入・造粒操作、造粒物の排出操作と作業
が煩雑になる等の問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、粗細混合粉
粒状物を造粒する際に、予め粗細混合粉粒状物を篩い分
け処理し、細粒物のみあるいは細粒物に核粒子となる粗
粒子を所定量添加して造粒するという処理工程を簡略化
すること、即ち、篩い分け工程を軽減すること、及び粗
細混合粉粒状物である粉コークス及び粉無煙炭にセメン
ト等の結合剤を添加造粒することなく粒度分布幅の狭い
造粒物を効率よく入手すること、及び粉コークス、粉コ
ークスと無煙炭混合物等の造粒物を配合して焼結プロセ
スの生産性、歩留り、焼結鉱品質を向上させ、ＮＯｘも
低減させる焼結鉱の製造方法を提供することを課題とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の通
りである。

【０００９】直立固定円筒内の底部円盤を回転させ
装入した粉粒状物に回転力と遠心力を与えて造粒する際
に、所定量の水分を添加した粗細混合粉粒状物を連続的
に装入しながら５０〜５００ｒｐｍで回転させ、上記直
立固定円筒と底部円盤の角部に形成される粗細混合粉粒
状物層の頂部近傍の上記直立固定円筒に設けた造粒物排
出口から造粒物を連続的に排出することを特徴とする粗
細混合粉粒状物の造粒方法。

【００１０】上記粗細混合粉粒状物として粒径５．
０ｍｍ以下が８０ｗｔ％以上の粉コークスを使用し、該
粉コークスの含有水分が５〜２５ｗｔ％になるように水
分調整しながら造粒することを特徴とする前記の粗細
混合粉粒状物の造粒方法。

【００１１】上記粉コークスに、粒径５．０ｍｍ以
下が８０ｗｔ％以上の無煙炭を５〜６０ｗｔ％配合して
造粒することを特徴とする前記の粗細混合粉粒状物の
造粒方法。

【００１２】上記粉コークスに、生石灰を１〜３０
ｗｔ％添加して造粒することを特徴とする前記の粗細
混合粉粒状物の造粒方法。

【００１３】上記粉コークスに、Ｔ．Ｆｅを３０ｗ
ｔ％以上含有する焼結原料を１０〜５０ｗｔ％配合して
造粒することを特徴とする前記〜のいずれかの粗細
混合粉粒状物の造粒方法。

【００１４】前記〜のいずれかの粗細混合粉粒
状物の造粒方法により造粒した粉コークス造粒物を焼結
配合原料に０．５〜５．０ｗｔ％混合し、該焼結配合原
料を造粒したのち焼結することを特徴とする焼結鉱製造
方法。

【００１５】

【作用】本発明は、図１、図２に示すように、直立固定
円筒１内の底部円盤２を回転させ装入した粉粒状物に回
転力と遠心力を与えて造粒する際に、所定量の水分を添
加した粗細混合粉粒状物３を連続的に装入しながら５０
〜５００ｒｐｍで回転させると、粗細混合粉粒状物３の
各粒子に回転力と遠心力が付与され、直立固定円筒１と
底部円盤２の角部に粗細混合粉粒状物３が螺旋状の旋回
流層４を形成する。

【００１６】この旋回流層４内では、各粒子は添加され
た水分によってその表面が適当な湿潤状態となっている
ので頻繁に相互に接触して擬似粒子を形成する。また、
擬似粒子生成過程において各粒子表面に付着している水
分の過剰分は回転力によって擬似粒子の表面に押し出さ
れた形となって新たに粒子を付着させ、擬似粒子は成長
し強固な造粒物５となる。旋回流層４中の粗粒子及び造
粒物５は順次表層に浮き出される分級作用と遠心力によ
り上方に移動し、旋回流層４の頂部近傍の直立固定円筒
１に設けた造粒物排出口６から連続的に排出される。

【００１７】粗細混合粉粒状物３に添加する水分量は造
粒する粒子群の粒度分布及び粒子表面特性によって変動
するものであるが、泥状にならない範囲の５〜２５ｗｔ
％とすることが好ましい。

【００１８】連続供給される粗細混合粉粒状物３にセメ
ント等の結合材を添加することなく、単に水のみを用い
て擬似粒子からなる造粒物を形成するためには、各粒子
に付加される回転力と遠心力が重要な要因となり、底部
円盤２は５０〜５００ｒｐｍで回転させることが必要と
なる。回転数が５０ｒｐｍ未満になると遠心力が十分に
発現せず、特に粉粒状物３の表面特性として濡れ性が悪
い粒子であると擬似粒子とならない。一方、５００ｒｐ
ｍを越える回転数にすると形成された擬似粒子が崩壊を
繰り返し、造粒物を所望とする粒径に維持することがで
きない。

【００１９】当然ながら回転半径が大きくなるほど遠心
力は増加する。回転半径を３００ｍｍから２０００ｍｍ
まで変化させて造粒効果を確認する試験を実施したが、
２０００ｍｍの回転半径でも５０ｒｐｍ未満では遠心力
の働きは十分でなく、強固な造粒物を得るには５０ｒｐ
ｍ以上が必要であった。また、５００ｒｐｍ以上の回転
で造粒性が低下してくる傾向がいずれの回転半径でも見
られた。

【００２０】直立固定円筒１に設ける造粒物排出口６の
高さ位置は旋回流層４の層厚、即ち粗細混合粉粒状物３
の滞留量を規制しており、単位時間当りの粗細混合粉粒
状物３の供給量との関係から連続して排出される造粒物
５の粒径を規制するので、造粒物排出口６の高さ位置を
可変式、例えば上下可動板（図示せず）を設けると排出
する造粒物の粒径の制御ができる。また、粗細混合粉粒
状物３の連続供給量が一定の条件下では、底部円盤２の
回転数を高めることにより造粒物５の粒径を小さくする
ことができる。造粒物排出口６の形状は、粗細混合粉粒
状物３の供給量に対応する量の造粒物５が排出できる断
面積が確保されておればよい。造粒物排出口６は一ヶ所
設ける以外に複数ヶ所とすることもできる。

【００２１】また本発明において、粗細混合粉粒状物と
して粒径５．０ｍｍ以下が８０ｗｔ％以上の粉コークス
を使用する場合、該粉コークスは濡れ性が悪いので、粉
コークスの粒度分布に対応させて含有水分を５〜２５ｗ
ｔ％になるように水分調整して造粒する。含有水分が５
ｗｔ％未満では所望する粒径の強固な造粒物にならず、
一方、含有水分が２５ｗｔ％を越えると造粒対象粒子が
造粒機壁面に付着堆積し、造粒を阻害する。

【００２２】また本発明において、上記粉コークスに、
粒径５．０ｍｍ以下が８０ｗｔ％以上の無煙炭を５〜６
０ｗｔ％配合して造粒すると、無煙炭の粘着性によるバ
インダー効果が発現する。しかし、無煙炭の配合量が６
０％を越えると、造粒コークスを例えば鉄鉱石粒子の焼
結時の燃料として使用する際に、コークスより燃焼性の
劣る無煙炭の悪影響が顕著になる。

【００２３】また本発明において、上記粉コークスに、
生石灰を１〜３０ｗｔ％添加して造粒すると、粉コーク
スの擬似粒子表層に出てきた水分を生石灰が吸収するの
で、水分の浸透性が増して擬似粒子内の水分が多く表層
部に出てくるようになるので、強固な造粒物をより生成
し易くなる。但し、生石灰が全体の３０ｗｔ％を超える
と擬似粒子表面に付着した生石灰の廻りに粉コークスや
無煙炭が付着したり、生石灰反応熱による粉コークスや
無煙炭の水分の蒸発量が多くなるため、造粒物の強度が
低下する悪影響が顕著になる。

【００２４】上記生石灰添加造粒に際しては、生石灰反
応熱により粉コークスや無煙炭の水分の一部が蒸発した
り生石灰の結晶水として吸収されたりするので、造粒過
程でこれらの水分量の７０％以上の水を補給することが
好ましい。

【００２５】また本発明において、上記粉コークスに、
Ｔ．Ｆｅを３０ｗｔ％以上含有する焼結原料を１０〜５
０ｗｔ％配合して造粒すると、擬似粒子の比重が増加す
るので付加される遠心力が増し、水分の浸透性の増加に
より強固な造粒物が形成される。この場合は５０ｗｔ％
以上の添加になると効果は横這いになる。

【００２６】このＴ．Ｆｅが３０ｗｔ％以上で、かつＦ
ｅＯを８ｗｔ％以上含有するスケールや磁鉄鉱系鉄鉱石
を１０ｗｔ％以上添加したコークス造粒物を鉄鉱石粒子
の焼結時の燃料として使用すると、ＮＯｘ低減効果がよ
り顕著に見られた。

【００２７】また本発明において、上記方法により造粒
した粉コークス造粒物を焼結配合原料に０．５〜５．０
ｗｔ％混合し、該焼結配合原料を造粒したのち焼結する
と良好な燃焼が達成される。しかし、配合量が５．０ｗ
ｔ％以上になると熱過剰になり、むら焼けなどの悪影響
が顕著になった。

【００２８】図３は本発明の焼結鉱製造方法の一例を示
す工程図である。粉コークス７、無煙炭８、生石灰９、
質量増加材である焼結原料粉１０を単独あるいは組み合
わせて遠心力を利用した造粒機１１で造粒した造粒物５
と、鉄鉱石等の主原料１２と石灰石、蛇紋岩等の副原料
１３からなる焼結配合原料１４を１次ミキサー１５で混
合したのち２次ミキサー１６で造粒し、焼結機１７で焼
成する。

【００２９】

【実施例１】本発明の造粒方法により、次の条件で粉コ
ークス、粉コークスと無煙炭混合物（粉コークス７０％
＋無煙炭３０％）の造粒効果を調べた。含有水分は１
２．５ｗｔ％、生石灰配合は全体の５ｗｔ％とした。

【００３０】造粒前後の粉コークス、粉コークスと無煙
炭の混合物の粒度分布改善の一例を図４（ａ）、（ｂ）
に示した。本発明法を実施すると粉コークスや無煙炭の
粒度分布は極めてシャープになり、かつ０．２５ｍｍ未
満が零に近くなっており、粒度分布の改善は顕著であ
る。

【００３１】表１に鍋試験に使用した配合原料の配合割
合、表２に粉コークス、粉コークスと無煙炭混合物の造
粒方法、表３に鍋試験の各水準、表４に鍋試験に使用し
た粉コークスと無煙炭、粉コークスと無煙炭混合物の粒
度分布を示した。粉コークスに生石灰やＴ．Ｆｅを３０
ｗｔ％以上含む焼結原料を添加する場合は、表１に示す
配合割合を守って、表２に示す条件でその一部を造粒用
に回した。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】図５には粉コークス、粉コークスと無煙炭
混合物の造粒鍋試験結果の（１）生産率、（２）成品歩
留、（３）ＴＩ（冷間強度、ＪＩＳＭ８７１２により測
定）、（４）ＲＤＩ（還元粉化性、製銑部会法）、
（５）ＪＩＳ・ＲＩ（還元率、ＪＩＳＭ８７１３）、
（６）粉コークス燃焼効率、及び（７）排ガス中ＮＯｘ
を示した。図６には焼結過程の粉コークス・無煙炭の混
合物の燃焼状況の一例を示した。その結果、粉コークス
及び粉コークスと無煙炭の混合物の造粒により次の効果
が示された。

【００３７】（１）粉コークス、粉コークスと無煙炭造
粒物の粒度分布がシャープになって焼結ベッドの通気性
が改善し、生産率が大幅に向上する。

【００３８】（２）焼結ベッドの通気性改善と粉コーク
スと無煙炭造粒物の燃焼速度向上により、特に図６に示
すように焼結過程前半の粉コークスや無煙炭の燃焼速度
が増すため上層部への熱量供給が増え、焼結ベッド上層
部の歩留りが大幅に改善されて成品歩留とＴＩ（冷間強
度）が向上する。

【００３９】（３）焼結ベッドの通気性改善と上層から
下層までの均一焼成により、ＲＤＩ及びＪＩＳ・ＲＩが
向上する。ＲＩの向上は高炉燃料比を大幅に低減させ、
高炉安定操業のみならず出銑比向上にも寄与する。

【００４０】（４）粉コークスや無煙炭の燃焼性改善に
より、カーボンの燃焼効率が増して排ガス中ＣＯが低減
し、コークス原単位を低減できる。また、排ガス中ＮＯ
ｘも大幅に低減される。

【００４１】

【実施例２】この鍋試験結果に基づいて、実機焼結機
（１８２ｍ²）で粉コークスと無煙炭混合物の造粒の実
機試験を実施した。粉コークスと無煙炭の配合槽から切
出した後に２０００Φの直立固定円筒と底部円盤の遠心
力を利用する造粒機を設置し、１５０ｒｐｍで回転させ
て造粒しながら連続排出する本発明の造粒方法を適用し
た。造粒後水分は１２〜１３％の範囲を推移させること
ができた。

【００４２】その結果、表５に示すように７日間ずつの
実機試験操業ではベース操業より生産率１１％向上、成
品歩留２．１％向上、ＴＩ：２．８％向上、ＲＤＩ：
２．０％改善、ＪＩＳ・ＲＩ：２．５％向上、ＮＯｘ発
生量７．５％減の改善効果を確認した。

【００４３】

【表５】

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、粉コークス、粉コーク
スと無煙炭等の混合物等の粗細混合粉粒状物をセメント
等の結合剤を使用することなく造粒できる。また粉コー
クス、粉コークスと無煙炭等の混合物の主として微粉部
分の造粒により、粉コークスや無煙炭の粒度分布幅が狭
くなり、これら造粒物を鉄鉱石の焼結用燃料に用いると
焼結過程の通気性と粉コークスや無煙炭の燃焼性が改善
され、焼結プロセスの生産性、成品歩留、焼結鉱品質が
向上し、さらに排ガス中ＮＯｘも低減する。さらにＲＩ
の向上により高炉燃料比を低減させ高炉安定操業に寄与
するので、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する直立固定円筒と底部円
盤を利用した造粒装置の概要を示す断面説明図である。

【図２】粗細混合粉粒状物から遠心力によって発現する
螺旋状の旋回流層の概要説明図である。

【図３】本発明の焼結鉱製造方法の一例を示す工程図で
ある。

【図４】粉コークス、粉コークスと無煙炭混合の造粒物
の粒度分布を示す図である。

【図５】粉コークス・無煙炭混合物の造粒の鍋試験結果
を示す図である。

【図６】焼結過程の粉コークス・無煙炭混合物の燃焼状
況を示す図である。

【符号の説明】

１直立固定円筒２底部円盤３粗細混合粉粒状物４旋回流層５造粒物６造粒物排出口７粉コークス８無煙炭９生石灰１０焼結原料粉１１遠心力を利用した造粒機１２主原料１３副原料１４焼結配合原料１５１次ミキサー１６２次ミキサー１７焼結機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤正愛知県東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直立固定円筒内の底部円盤を回転させ装
入した粉粒状物に回転力と遠心力を与えて造粒する際
に、所定量の水分を添加した粗細混合粉粒状物を連続的
に装入しながら５０〜５００ｒｐｍで回転させ、上記直
立固定円筒と底部円盤の角部に形成される粗細混合粉粒
状物層の頂部近傍の上記直立固定円筒に設けた造粒物排
出口から造粒物を連続的に排出することを特徴とする粗
細混合粉粒状物の造粒方法。
【請求項２】上記粗細混合粉粒状物として粒径５．０
ｍｍ以下が８０ｗｔ％以上の粉コークスを使用し、該粉
コークスの含有水分が５〜２５ｗｔ％になるように水分
調整しながら造粒することを特徴とする請求項１記載の
粗細混合粉粒状物の造粒方法。
【請求項３】上記粉コークスに、粒径５．０ｍｍ以下
が８０ｗｔ％以上の無煙炭を５〜６０ｗｔ％配合して造
粒することを特徴とする請求項２記載の粗細混合粉粒状
物の造粒方法。
【請求項４】上記粉コークスに、生石灰を１〜３０ｗ
ｔ％添加して造粒することを特徴とする請求項２記載の
粗細混合粉粒状物の造粒方法。
【請求項５】上記粉コークスに、Ｔ．Ｆｅを３０ｗｔ
％以上含有する焼結原料を１０〜５０ｗｔ％配合して造
粒することを特徴とする請求項２〜４のいずれか記載の
粗細混合粉粒状物の造粒方法。
【請求項６】請求項２〜５のいずれか記載の粗細混合
粉粒状物の造粒方法により造粒した粉コークス造粒物を
焼結配合原料に０．５〜５．０ｗｔ％混合し、該焼結配
合原料を造粒したのち焼結することを特徴とする焼結鉱
製造方法。