JPH0551653A - 転炉スラグを用いた塊成鉱製造方法 - Google Patents

転炉スラグを用いた塊成鉱製造方法

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JPH0551653A
JPH0551653A JP20902691A JP20902691A JPH0551653A JP H0551653 A JPH0551653 A JP H0551653A JP 20902691 A JP20902691 A JP 20902691A JP 20902691 A JP20902691 A JP 20902691A JP H0551653 A JPH0551653 A JP H0551653A
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晃 熊坂
Noboru Sakamoto
登 坂本
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修 小松
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来と比較し、投棄が困難となった転炉スラ
グを塊成鉱製造プロセスに積極的に利用することを可能
とする転炉スラグを用いた低シリカ塊成鉱を高生産率で
製造する方法を提供することにある。 【構成】 本発明は、製品塊成鉱中のSiO2 含有量が
5.5%以下で生産率が1.5t/m2 ・Hr以上の塊
成鉱製造プロセスにおいて、転炉スラグの粒度を−3mm
に粉砕して、平均粒子径が0.4〜0.6mmとなるよう
に粒度調整し、塩基度CaO/SiO2 を1.80〜
2.20に維持するように転炉スラグを石灰石又は生石
灰の代替として、フラックスとして使用することを特徴
とする転炉スラグを用いた塊成鉱製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鉄高炉原料として優
れた性状を有する塊成鉱の製造に際し、フラックスとし
て転炉スラグを石灰石(又は生石灰)の一部代替として
使用する転炉スラグを用いた塊成鉱製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図1は通常の焼結法に用いられる工程説
明図である。溶鉱炉の主要な原料である焼結鉱などの塊
成鉱は、一般に、図1に示すような工程に従って、次の
ようにして製造される。
【0003】先ず、原料として約10mm以下の粉鉱石に
フラックス源として、石灰石・ドロマイト・転炉スラグ
などの含CaO副原料粉、珪石・蛇紋岩などの含SiO
2 副原料および返鉱と燃料源として粉コ−クスを用い、
適量の水分を加えて一次及び二次のドラムミキサ−にて
混合・造粒する。
【0004】このように擬似粒化した原料をグレ−ト式
の焼結機上に充填し、その表層部の炭材に点火し、下方
よりブロ−ワにより空気を吸引しながらコ−クスを燃焼
させ、その燃焼熱により原料を1100〜1300℃に
て焼結し、次いでクラッシャ−にて粉砕し、4mm篩にて
スクリ−ニングし、+4mmは製品として高炉に送り、−
4mmは返鉱として繰り返す。
【0005】このようにして製造した塊成鉱の性状とし
ては、冷間強度,被還元性,還元粉化性などの品質が要
求されている。そして、この品質確保のため各種副原料
の配合割合やコ−クス粉の添加量の調整をしながら操業
が行われる。
【0006】最近では、高炉の高生産性に対応すべく、
より高品質が要求され、製品塊成鉱中のSiO2 含有量
が約5.5%以下となっている。さらに、設備の集約化
に伴い、焼結機における生産性も高いレベルが要求され
るようになっている。
【0007】一方、転炉スラグは昭和55年頃までは生
産量の約40%は埋立て・廃棄されていたが、その後、
環境規制の強化に伴い、埋立廃棄量は徐々に減少し、最
近では17〜18%となっている。(永井他:資源と素
材,107(1991)No.2,P140)このため、転炉スラグの有効
利用は、土木用を中心に積極的に進められているが、高
炉スラグ程には有効利用されていない。
【0008】転炉スラグ中のCaO分に着目し、これを
焼結鉱製造プロセスでフラックスとして利用することは
以前から行われており、またその研究も数多く行われて
いる。 例えば、特開昭55−79837号公報には溶
融状態の転炉スラグ100重量部に対して、蛇紋岩、ド
ロマイトなどのMgCO3 を含有する鉱物原料1〜30
重量部を添加溶融し、滓化したものを2〜2.5mmに粒
度調整を行い、塊成鉱製造用原料の一部とする方法が開
示されている。
【0009】また、特開昭55−128548号公報に
は、転炉スラグの粒度を2〜10mmに破砕・整粒し、焼
結原料に対し1〜5重量%を配合し、焼結機の下層部へ
偏析させ操業する方法が開示されている。
【0010】しかしながら、これら転炉スラグの利用に
際しては、その前提となる塊成鉱製造プロセスでは、製
品中のSiO2 含有量およびコ−クス比が比較的に高
く、かつ操業度も現状と比較し低いという条件のもとで
あった。
【0011】最近では高炉を安定かつ高効率で操業する
ため高品質の塊成鉱を要求され、冷間強度,被還元性,
還元粉化性などの管理基準が厳しくなっている。そのた
め、従来の塊成鉱と異なり、製品中のSiO2 含有量は
5.5%以下、かつ、生産率は1.5t/m2 /Hr以
上の操業が通常操業レベルになりつつある。
【0012】このため、原料の擬似粒子化の強化による
通気性の改善やコ−クス添加方法の工夫による効率的な
燃焼方法の改善が行われ、製品品質の維持確保のため、
副原料の添加量・方法に制約が出てきている。
【0013】このような操業条件下において、転炉スラ
グをフラックスの代替として使用すると冷間強度の低下
が認められるので、品質の維持を図るべく生産性を下げ
た操業が強いられる等の問題がある。
【0014】また、最近10数年間での精練技術の進歩
により転炉での石灰使用量は減少し、スラグ原単位の低
下をもたらしている。これにより、転炉スラグ中のCa
O分も減少しており、転炉スラグの質的な変化も考慮す
る必要がある。
【0015】以上のように、製品中のSiO2 含有量は
5.5%以下、かつ、生産率は1.5t/m2 /Hr以
上の条件下における塊成鉱製造プロセスに、転炉スラグ
を有効利用する方法の開発が望まれている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
と比較し、投棄が困難となった転炉スラグを上記のよう
な低シリカ含有量の製品塊成鉱を高生産率で生産する、
塊成鉱製造プロセスに積極的に利用することを可能とす
る転炉スラグを用いた塊成鉱製造方法を提供することに
ある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決し、上記の目的を達成するためになされたもので
ある。
【0018】本発明は、製品塊成鉱中のSiO2 含有量
が5.5%以下で生産率が1.5t/m2 ・Hr以上の
塊成鉱製造プロセスにおいて、転炉スラグの粒度を−3
mmに粉砕して、平均粒子径が0.4〜0.6mmとなるよ
うに調整し、転炉スラグを塩基度CaO/SiO2
1.80〜2.20に維持するように添加し、転炉スラ
グを石灰石又は生石灰の代替として、フラックスとして
使用することを特徴とする転炉スラグを用いた塊成鉱製
造方法である。
【0019】
【作用】転炉スラグの主要構成鉱物が高融点の2CaO
・SiO2 、および2CaO・Fe2 3 であり、通常
フラックスとして用いられる石灰石(または生石灰)に
比べて同化反応性は著しく悪い。
【0020】従来の塊成鉱製造方法では、製品中のSi
2 含有量は5.5%以上のレベルであり、これを滓化
するための石灰石(または生石灰)の絶対量も多く、焼
結のための融液生成量が確保されていた。
【0021】さらに、生産率も1.2〜1.4t/m2
・Hrのレベルであるため焼成に要する熱量および11
00℃以上の保持時間は十分に余裕が有ったため、同化
反応性の悪い転炉スラグを利用しても製品の品質管理上
特に問題にはならなかった。ところが、製品中のSiO
2 含有量は5.5%以下、かつ、生産率が1.5t/m
2 ・Hr以上の条件下における高炉用塊成鉱製造時にお
いては、通常の粒度(−8mm,算術平均径2〜3mm)で
転炉スラグを使用した場合、焼成時間内で(例えば13
00℃以上,3分間)は酸化鉄との同化反応が不十分な
状態で焼結時間が終了するため製品塊成鉱の強度低下を
引き起こす。
【0022】本発明法は、図2に示すように、石灰石に
比較し鉄鉱石との同化反応性の劣る転炉スラグの粒度を
−3mm以下,平均粒径0.4〜0.6mmに細かくするこ
とにより反応面積が大きくなり、鉄鉱石との同化反応に
おける反応速度が改善され、前述のような焼成条件(時
間)でも所定の品質の確保が図られることが判明し、後
述する実施例1において、品質特性並びに生産率が好成
績を収めることによるものである。
【0023】その結果、製品中のSiO2 含有量が5.
5%以下、かつ、生産率は1.5t/m2 ・Hr以上の
条件下においても、塊成鉱の強度を低下させることなく
転炉スラグの使用が可能となり、後工程の高炉における
スラグを増加させることなく、転炉スラグを塊成鉱製造
用のフラックス源として有効に活用することが可能とな
るものである。
【0024】
【実施例】
[実施例1]次の表1に示す化学成分の転炉スラグを、
−3mmに粉砕し、平均粒子径が、0.4〜0.6mmにな
るように、表2に示すように粒度調整を行い、フラック
ス源として含CaO副原料粉(石灰石等)並びに含Si
2 副原料(珪石・蛇紋岩など)を塩基度を2.0にな
るように調整・配合し、塩基度(CaO/SiO2
2.0)を維持とながら、石灰石と代替し1.5%と
3.0重量%添加使用した。表3に原料配合率を示す。
【0025】また塊成鉱製造に当たっては、図1に示す
ように、粉鉱石,返鉱,粉コ−クス,フラックスの鉱石
槽から、原料を表3の配合に従って引出し、一次ドラム
ミキサ−にて水分を添加混合し、予め擬似粒子化し、次
いで二次ドラムミキサ−にて水分を添加・混合し、擬似
粒子化する。
【0026】この様に擬似粒子化した原料をドワイトロ
イド式焼結機(400m2 )上に充填し、その表層部の
炭材に点火し、下方よりブロ−ワにより空気を吸引しな
がらコ−クスを燃焼させ、その燃焼熱により原料を11
00〜1300℃にて焼結し、次いでクラッシャ−にて
粉砕し、4mm篩にてスクリ−ニングし、+4mmは製品と
して高炉に送り、−4mmは返鉱鉱石槽に繰り返す。
【0027】また、転炉スラグを添加しない場合並びに
−8mmに粉砕した転炉スラグを、1.5%配合した場合
を比較例として、塊成鉱の製品品質管理上の主要な項目
であるタンブラ−強度TI(%)、還元粉化指数RDI
(%)、被還元性JIS−RI(%)及び生産性(T/
2 ・H)を調べ、本発明の効果を確認した。その結果
を表4に示す。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【表3】
【0031】
【表4】
【0032】表4に示すように、−8mm転炉スラグ比較
例の−8mmに粉砕した転炉スラグを使用した時には、C
aO源として石灰石のみを使用し、操業した参考例の場
合に比較し、明らかな強度低下が認められた。これに対
して、転炉スラグを−3mmに粉砕し粒度調整したものを
石灰石のみ使用時と塩基度が2と同じように配合し操業
した場合と同程度の品質の維持が図られ、生産性・歩留
とも同等の結果が得られた。
【0033】これから、転炉スラグの粒度は、平均粒径
0.4〜0.6mmに調整した場合、品質・生産率とも好
成績がえられる。
【0034】[実施例2]次に、図2に示すように、石
灰石1と酸化鉄2とを加えたブリケットA並びに転炉ス
ラグ3と酸化鉄2と石灰石1とを加えたブリケットBを
夫々成型圧200kg/cm2 にて拡散対を製作し、同化性
の違いを評価するために夫々ブリケットA及びBを高温
雰囲気下(1300℃,4分間処理)で焼成し、焼成ブ
リケットA及びBの状況を調べた。
【0035】図2は、焼成ブリケットA及びBの同化性
の違いを示す説明図である。
【0036】図2より、フラックスとして石灰石を使用
した焼成ブリケットAの場合、1300℃,4分間保持
した条件下での同化反応は顕著であり、両焼成ブリケッ
トABとも接触界面には緻密質カルシウムフェライトが
生成している。
【0037】これに対し、転炉スラグ3を使用した焼成
ブリケットBの場合、同一条件下で同化反応は殆ど起こ
っていない。
【0038】これは転炉スラグの主要構成物は高融点の
2CaO・SiO2、2CaO・Fe2 3 であり、酸
化鉄との反応が著しく抑制されている点に起因するもの
である。
【0039】[比較例]図1に示す塊成鉱製造工程図に
より、表1に示す化学成分並びに通常の粒度(−8mm,
算術平均径2〜3mm)の転炉スラグを、0,0.5%,
1.0%,1.5%の割合で添加し、焼結機により焼成
し、得られた塊成鉱のタンブラ−強度TI(%)、還元
粉化指数RDI(%)、被還元性JIS−RI(%)及
び生産性(T/m2 ・Hr)を調べ、転炉スラグの使用
量と塊成鉱の品質及び生産性との関係を調べた。その結
果を図1に示す。
【0040】図1に示すように、転炉スラグの使用量が
増加するに伴い、生産率の低下が認められた。この傾向
はSiO2 含有量がさらに低くなった場合に一層顕著と
なる。この原因としては、実施例2に示すごとく、転炉
スラグは酸化鉄との反応が著しく抑制されるために、生
産率が低下することが判った。
【0041】なお、本実施例においては、塩基度を2.
0になるように調整・配合したが、その範囲は、高炉え
の塊成鉱の特性から1.80〜2.20の範囲におい
て、転炉スラグの利用が図られる。
【0042】また、本実施例においては、ドワイドロイ
ド式焼結機による塊成鉱(焼結鉱)製造に本発明を適用
したが、他の焼成炉による塊成鉱製造方法にも適用でき
ることは勿論である。
【0043】
【発明の効果】本発明の塊成鉱製造方法により、製品中
のSiO2 含有量は、5.5%以下、かつ、生産率は
1.5t/m2 ・Hr以上の条件下においても、塊成鉱
の強度を低下させることなく転炉スラグの使用が可能と
なり、後工程の高炉におけるスラグを増加させることな
く、転炉スラグを塊成鉱製造用のフラックス源として有
効に活用することが可能となり、産業上多大の貢献がで
きるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にて用いられた塊成鉱製造方法
の工程説明図である。
【図2】本発明の実施例における、焼成ブリケットA及
びBの同化性の違いを示す説明図である。
【図3】従来法における転炉スラグの使用量と塊成鉱の
品質及び生産性との関係グラフである。
【符号の説明】
1 石灰石 2 酸化鉄 3 転炉スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 修 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製品塊成鉱中のSiO2 含有量が5.5
    %以下で生産率が1.5t/m2 ・Hr以上の塊成鉱製
    造プロセスにおいて、転炉スラグの粒度を−3mmに粉砕
    して、平均粒子径が0.4〜0.6mmとなるように調整
    し、該転炉スラグの配合量を塩基度:1.80〜2.2
    0に維持するように添加し、使用することを特徴とする
    転炉スラグを用いた塊成鉱製造方法。
JP3209026A 1991-08-21 1991-08-21 転炉スラグを用いた塊成鉱製造方法 Expired - Fee Related JP2515639B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011246781A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 焼結鉱の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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