JPH05311255A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

焼結鉱の製造方法

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JPH05311255A
JPH05311255A JP25373592A JP25373592A JPH05311255A JP H05311255 A JPH05311255 A JP H05311255A JP 25373592 A JP25373592 A JP 25373592A JP 25373592 A JP25373592 A JP 25373592A JP H05311255 A JPH05311255 A JP H05311255A
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JP
Japan
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ore
sintering
cao
fine
strength
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Withdrawn
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JP25373592A
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English (en)
Inventor
Yutaka Sasa
豊 佐々
Harumi Ishii
晴美 石井
Katsuhiro Tanaka
勝博 田中
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 微粉鉄鉱石を粗粒原料に付着造粒させた造粒
物を焼結する際に,微粉鉱石同士の結合強度を十分なも
のとして焼結鉱の歩留,冷間強度を向上させる。 【構成】 粒径が1mm以下の粒子を80mass%以上含有す
る微粉鉱石を焼結原料の一部に使用して高炉装入用焼結
鉱を製造するにあたり,該微粉鉱石と,粒径が1mmを超
える粒子を50mass%以上含有する粗粒原料と,粉状のC
aO系バインダーとを, (粗粒原料)/(微粉鉄鉱石)の重
量比が20/80〜60/40の範囲, CaO系バインダーについ
ては微粉鉱石に対して5mass%以下となるように配合し
て造粒し,得られた造粒物とその他の焼結主副原料とを
混合または混合造粒したうえで焼結機に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,銑鉄製造における高炉
装入原料の焼結鉱を製造する方法に係り, 特に焼結原料
の事前処理を行う方法, 詳しくは,造粒時に添加する粉
状CaO源の量を適切に制御することによって微粉鉱石
を多量に使用しても焼結鉱製造時の通気性並びに焼結鉱
の歩留を改善し, 強度の高い焼結鉱を生産性よく製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年, 鉄鉱石原料は微粉鉱石が増加する
傾向にあるが,これの多量使用は焼結時の通気性ならび
に歩留りの悪化を招く。しかし微粉鉱石は一般にSiO2
等の脈石成分が少ないので,これを多量配合すれば焼結
鉱の高品質化が可能になる等の利点も有している。
【0003】このようなことから,微粉鉱石を配合して
も焼結時の通気性を改善する方法が種々提案されてお
り,その主たる原理は,微粉鉱石と一部の粗粒原料とを
予め造粒し,粗粒原料の粒子表面に微粉鉱石が付着した
状態のいわゆる擬似粒子化を行い,これを他の焼結主副
原料と混合または混合造粒して焼結機に装入するもので
あり,その代表的な方法としては,例えば特公昭60-178
11号公報に記載の焼結用ミニペレットを製造する方法
や,特公平2-37410号公報に記載の焼結原料の事前処理
方法が知られている。
【0004】これらの公報に記載の方法は,微粉鉱石と
粗粒原料とを所定の割合で組み合わせて造粒すること
で,微粉鉱石を効率良く擬似粒子化することに特徴があ
り,これによって,焼結時の通気性を改善し,焼結時間
の短縮あるいは焼結速度を増大させて焼結鉱の生産性の
向上を図るものである。そのさい,特公平2-37410号公
報には,事前造粒時に添加するCaO源としての石灰石
あるいは生石灰の粒度と添加量の範囲について述べられ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】添加するCaO源は,
その粒度に関しては, 事前造粒の場合には通常の焼結に
使用されている粒度より細かい範囲になる。したがっ
て,石灰石の場合, 事前に粉砕あるいは篩分け等の工程
が必要になりコスト高になるという問題がある。また,
その添加量に関しては, 前記の従来法では焼結原料全体
に対する割合で決定しているので,事前造粒物中に占め
る微粉鉱石に対するCaO添加の割合が多くなると微粉
鉱石が焼結時に過溶融になり,事前造粒物の焼結強度の
低下による焼結鉱の歩留り低下, 焼結時の通気性の悪化
による焼成速度の低下を招来するという問題がある。
【0006】このようなことから,前記の従来法では,
焼結鉱生産性の向上に対し極めて重要な要因である焼結
鉱強度については必ずしも満足すべき値が得られるとは
言い難い。したがって,さらなる生産性の向上を図るに
は,焼成速度の増大を図ると同時に焼結鉱強度の向上を
図る必要がある。本発明はこの課題の解決を目的とした
ものであり, 微粉鉱石の増加に伴う焼結ベッドの通気性
の低下を改善するだけでなく冷間強度を向上させる方法
を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は,粒径が1mm以
下の粒子を80mass%以上含有する微粉鉱石を焼結原料の
一部に使用して高炉装入用焼結鉱を製造するにあたり,
該微粉鉱石と,粒径が1mmを超える粒子を50mass%以上
含有する粗粒原料と,粉状のCaO系バインダーとを,
(粗粒原料)/(微粉鉄鉱石)の重量比が20/80〜60/40の範
囲, CaO系バインダーについては微粉鉱石に対して1
〜5mass%の範囲となるように配合して造粒し,得られ
た造粒物とその他の焼結主副原料とを混合または混合造
粒したうえで焼結機に供給することを特徴とする。
【0008】そのさい,微粉鉱石中のFeO成分が5重
量%未満の鉱石を対象とする場合には,CaO系バイン
ダーをこの微粉鉱石に対して1〜5mass%の範囲とする
のがよい。FeO成分を5重量%以上含有する鉱石を使
用する場合には,CaO系バインダーは相対的に少なく
てもよく,5mass%以下(0mass%を含む)であればよ
い。
【0009】
【作用】本発明者等は,前記の問題を解決すべく種々の
試験検討を重ねた結果, 焼結鉱の歩留並びに冷間強度
は, 粗粒原料と微粉鉱石とを造粒して得られた造粒物
(以下,予備造粒物と記す) の焼成後の強度に支配され
ること,さらに焼成品中の予備造粒物の強度は,付着粉
層における微粉鉱石同志の結合強度と強い相関を有する
ことを見出した。
【0010】これを,試験結果に基いて説明する。試験
は,予備造粒物の付着粉の見掛け密度と同程度の密度を
有したブリケットを作成し,これを焼結して微粉鉱石同
志の結合強度を評価した。
【0011】図1は,後記の実施例1で使用した微粉鉱
石(FeO含有量が5重量%未満)へのCaO添加割合,
その予備造粒物の焼成温度と,焼成品の強度との関係を
示したものである。図中の○印は所望する強度(3.5 kg
/mm2以上) を有することを表し,×印は所望する強度を
満たさないことを表している。
【0012】図1に見られるように,焼成温度が1200℃
では所望の強度を得ることはできなかった。これはCa
OとFe23とがこの温度では反応せず,したがって,
CaO割合を増大しても融液が生成しないことによると
考えられる。焼成温度1250℃ではCaO添加割合が1〜
8%の範囲,また1300℃では0〜7%の範囲,1350℃で
は0〜6%の範囲で所望する強度を有することが判っ
た。
【0013】図2は,後記の実施例2で使用した微粉鉱
石(FeO含有量が5重量%以上)について,図1と同
様の関係を示したものである。この場合には,図1に比
べて焼成温度は相対的に低くても,またCaOの添加割
合が少なくても,所望する強度し,焼成温度1200℃では
CaO添加割合が0〜9%の範囲,1250℃では0〜8%
の範囲,1300℃では0〜7%の範囲,1350℃では0〜6
%の範囲で所望する強度を有する。
【0014】図3は,後記の実施例1で使用した微粉鉱
石(FeO含有量が5重量%未満)について,焼成温度1
250℃としたときのCaOの添加割合と強度の関係を示し
たものである。図3に見られるように,CaO添加割合
の増加に伴って焼結強度は高くなるが, あるところでピ
ーク値をもちさらに増加すると強度は低下する傾向を示
した。
【0015】図4は,後記の実施例2で使用した微粉鉱
石(FeO含有量が5重量%以上)について,焼成温度1
250℃としたときのCaOの添加割合と強度の関係を示し
たものである。この場合もCaO添加割合の増加に伴っ
て焼結強度は高くなるが,あるところでピーク値をもち
さらに増加すると強度は低下する傾向を示した。
【0016】このような傾向が得られた原因としては,
CaO添加割合の増大に伴って微粉鉱石中のFe23とC
aOが反応してカルシウムフエライト (以下CFと記す)
の生成量も増大し,このCFを介して微粉鉱石同士が結
合した状態となり,これによって強度が増大したものと
考えられる。一方, CFの増大にともなって気孔の量も
増大し,気孔が多くなるにつれてブリケットの強度を低
下させるようになり,気孔量が一定量以上になると,C
F生成による強度増大の効果よりも気孔の存在による強
度低下の効果が上回るようになり,この時点から焼結強
度が低下するようになると考えられる。
【0017】この事実は,微粉鉱石に添加するCaO添
加割合を或る値以上にすると,強度の面では向上効果が
期待できないことを示している。すなわち,図3や図4
の結果によればCaOの微粉鉱石に対する添加割合が5m
ass%を超えると強度の向上効果が低下傾向を示すこと
がわかる。したがって,高価なCaOを5mass%以上添
加する必要はない。
【0018】以上の結果から, 粗粒原料と微粉鉱石を粉
状のCaO源の存在下で造粒して粗粒原料粒子の表面に
微粉鉱石とCaO源の付着粉層を形成する場合に,この
予備造粒物の付着粉層が焼結後において所望の強度を有
するためには,CaO源の微粉鉱石に対する添加割合に
は上限が存在し,この上限は5mass%であることが判明
した。
【0019】他方,下限については,使用する微粉鉱石
中のFeO量とも関係し,CaO源添加によるCFの形成
によって強度向上効果を得るには,FeO量が少ない微
粉鉱石の場合(例えばFeO量が5重量%未満の場合)
には,CaOの添加割合としては少なくとも1mass%を
必要とし,FeO量が多い微粉鉱石の場合(例えばFeO
量が5重量%以上の場合)には,1mass%以下であって
もよいときがある。
【0020】したがって,FeO量が5重量%未満の微
粉鉱石を使用する場合にはCaO源の微粉鉱石に対する
添加割合は1〜5mass%の範囲が適切であり,FeO量
が5重量%以上の微粉鉱石を使用する場合にはCaO源
の微粉鉱石に対する添加割合は5mass%以下であればよ
く,これによって,焼結鉱中の予備造粒物部分の強度は
十分に高いものとすることができる。
【0021】ここで,CaO源としては微粉鉱石と混合
できるような微粉状の形態であることが必要で,原料と
しては生石灰や石灰石等が使用できる。また,粗粒原料
としては通常の鉄鉱石は勿論のこと,焼結時の返鉱, ふ
るい下粉も使用できる。そのさい,粗粒原料と微粉鉱石
との配合割合については,粗粒原料を核としてその周囲
に付着層が良好に形成できることが必要であり,このた
めには, ( 粗粒原料)/(微粉鉄鉱石)の重量比を20/80〜
60/40の範囲とすることが必要である。
【0022】微粉鉱石,CaO源および粗粒原料を混合
して造粒した予備造粒物は,他の焼結主副原料および燃
料と混合して,または混合造粒して,焼結機に装入され
る。焼結主副原料は通常の焼結原料,例えば赤鉄鉱,褐
鉄鉱,磁鉄鉱,石灰石,蛇紋岩,返鉱等からなり,燃料
は通常はコークス粉が使用される。
【0023】
【実施例】
【0024】〔実施例1〕表1の粒度構成と表2の化学
組成をもつ微粉鉄鉱石(南米産)と粗粒原料の返鉱と
を,生石灰の配合量を変えて造粒し,予備造粒物を得
た。この予備造粒物の配合を表3に示した。予備造粒工
程では,微粉鉱石,返鉱と生石灰をドラム型造粒機に入
れ,予備造粒水分7.5%で所定時間造粒した。これによ
って返鉱は擬似粒子の核となり,微粉鉱石と生石灰は付
着粉となる。
【0025】得られた予備造粒物を他の焼結主副原料と
をドラム型造粒機に入れ, 造粒水分6.5%で所定時間混
合・造粒した。他の焼結主原料は豪州産粉鉱石と南米産
粉鉱石,副原料は蛇紋岩,珪石粉および石灰石粉とから
なり,これらの主副原料は各例において同じ配合であ
る。また,最高焼成温度が約1250℃となるようにコーク
ス添加量を調整した。
【0026】各例における予備造粒物と他の焼結主副原
料との配合割合を表3に示した。表3において,実施例
はCaO添加割合の範囲が1≦CaO (mass%) ≦5のも
のであるが,図3を参考にしてCaO添加割合は微粉鉱
石に対しては約 2.0%, 全焼結原料に対しては約 0.3%
とした。比較例1はCaO添加割合が下限値より低い場
合,比較例2は上限値より高い場合の例である。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】得られた焼結原料を製銑部会法に準拠して
焼結鍋試験に供した。焼結鉱の品質の評価は,焼結時
間,落下強度,JIS還元率(RI)並びに還元粉化指
数(RDI)で行った。表4にこれらの試験結果を示し
た。
【0031】
【表4】
【0032】表4の結果に見られるように,本発明法を
適用した実施例は,比較例に比べて焼結時間は同程度で
あったが,落下強度(冷間強度)が高く歩留も向上し
た。その結果,生産性が高くなる結果となった。還元性
状については大差はなかった。
【0033】〔実施例2〕表5の粒度構成と表6の化学
組成をもつ微粉鉄鉱石(インド産)と粗粒原料の返鉱と
を,生石灰の配合量を変えて造粒し,予備造粒物を得
た。この予備造粒物の配合を表7に示した。予備造粒工
程では,連続的に微粉鉱石,返鉱と生石灰を直径1mの
ディスクペレタイザーに入れ,予備造粒水分 7.0%で連
続造粒した。これによって返鉱は擬似粒子の核となり,
微粉鉱石と生石灰は付着粉となる。
【0034】得られた予備造粒物を,表7において「そ
の他」と記した他の焼結主副原料とともにドラム型ミキ
サーに入れ, 造粒水分 6.5%で所定時間混合・造粒し
た。他の焼結主副原料は豪州産粉鉱石と南米産粉鉱石,
副原料は蛇紋岩,珪石粉および石灰石粉とからなり,こ
れらの主副原料は各例において同じ配合比である。また
最高焼成温度が約1250℃となるようにコークス添加量を
調整した。
【0035】表7に各例における予備造粒物と他の焼結
主副原料との配合割合を示す。表7において,実施例2
はCaO添加量の範囲が5%以下であるが,図4を参考
にしてCaO添加割合は微粉鉱石に対しては約2%, 完
全焼結原料に対しては約0.3%とした。比較例3はCaO
添加割合が上限値より高い8.5%の場合の例である。
【0036】
【表5】
【0037】
【表6】
【0038】
【表7】
【0039】得られた焼結原料を製銑部会法に準拠して
焼結鍋試験に供した。焼結鉱の品質の評価は,焼結時
間,落下強度,JIS還元率(RI)並びに還元粉化指
数(RDI)で行った。表8にこれらの試験結果を示し
た。
【0040】
【表8】
【0041】表8の結果に見られるように,本発明法を
適用した実施例2は,比較例3に比べて焼結時間は同程
度であったが,落下強度(冷間強度)が高く,歩留も向
上した。その結果,生産性が高くなる結果となった。還
元性状についてはいずれの条件においても大差は認めら
れなかった。
【0042】
【発明の効果】以上説明したごとく,焼結原料を予備造
粒して焼結鉱を製造する際に,予備造粒時に添加する粉
状のCaO源の添加割合を調整することで,高価な生石
灰の添加量を抑えながら焼結鉱強度を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 FeO量が5%未満の微粉鉄鉱石を用いた場
合に,所望するブリケットの強度を得るための焼成温度
とCaO添加割合の関係を示した図である。
【図2】 FeO量が5%以上の微粉鉄鉱石を用いた場
合に,所望するブリケットの強度を得るための焼成温度
とCaO添加割合の関係を示した図である。
【図3】 FeO量が5%未満の微粉鉄鉱石を用いた場
合に,焼成温度1250℃における,焼結強度におよぼすC
aO添加割合の影響を示した図である。
【図4】 FeO量が5%以上の微粉鉄鉱石を用いた場
合に,焼成温度1250℃における,焼結強度におよぼすC
aO添加割合の影響を示した図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒径が1mm以下の粒子を80mass%以上含
    有する微粉鉱石を焼結原料の一部に使用して高炉装入用
    焼結鉱を製造するにあたり,該微粉鉱石と,粒径が1mm
    を超える粒子を50mass%以上含有する粗粒原料と,粉状
    のCaO系バインダーとを, (粗粒原料)/(微粉鉄鉱石)
    の重量比が 20/80〜60/40 の範囲,CaO系バインダーに
    ついては微粉鉱石に対して1〜5mass%の範囲となるよ
    うに配合して造粒し,得られた造粒物とその他の焼結主
    副原料とを混合または混合造粒したうえで焼結機に供給
    することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
  2. 【請求項2】 微粉鉱石は,FeO成分が5重量%未満
    である請求項1に記載の焼結鉱の製造法。
  3. 【請求項3】 微粉鉱石は,FeO成分が5重量%以上
    であり,CaO系バインダーは当該微粉鉱石に対して5m
    ass%以下(0mass%を含む)で配合して造粒する請求
    項1に記載の焼結鉱の製造方法。
JP25373592A 1992-03-13 1992-08-29 焼結鉱の製造方法 Withdrawn JPH05311255A (ja)

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JP4-88255 1992-03-13
JP8825592 1992-03-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103074485A (zh) * 2013-02-06 2013-05-01 武汉科技大学 以粗粒赤铁矿为主要原料的氧化球团制备方法

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Effective date: 19991102