JPH0598358A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御性良く実施することかでき、上層部の脆
化層を可及的に少なくし、焼結強度を均一に高めて歩留
りの向上を達成することによって、生産性のより一層の
向上を図った焼結鉱の製造方法を提供する。 【構成】 主原料である酸化鉄原料に、固体可燃物を含
む副原料を混合して焼結原料とし、該焼結原料を移動パ
レット上に層状に載置して焼結鉱を製造するに当たり、
焼結原料層の最表層から30〜50mmまでの深さ部分に存在
する前記固体可燃物の50％以上を、粒径１〜３mmのもの
によって占める様に粒度分布を調整すると共に、当該深
さ部分に存在する固体可燃物の配合量をそれより深い部
分に存在する固体可燃物の平均配合量の1.08〜1.42倍と
する様に調整して操業を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は製鉄の為の主要鉄鉱石原
料となる焼結鉱の製造方法に関し、詳細には焼結強度を
均一に高めて歩留りの向上を達成することによって、生
産性の向上を図った焼結鉱の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】焼結鉱の原料は、酸化鉄原料を主原料と
し、これに粉状の石灰石や珪石等を副原料として配合
し、更に固体可燃物としての粉コークス等を加えて、焼
結して製造するのが一般的である。

【０００３】図２は従来の焼結機の概要を示す概略説明
図であり、図中１は移動パレット，２はドラムミキサ
ー，３は点火バーナー，４はブロアーを夫々示す。焼結
鉱を製造するに当っては、焼結済みの成品焼結鉱を床敷
きとして20〜30mm載置した移動パレット１上に、上記の
様な主原料および副原料に更に水分を添加して混合・造
粒した焼結鉱原料を300 〜600mm の厚さに層状に敷き詰
める。そして原料装入位置の直後に設置された点火バー
ナー３によって、原料層の上部に存在する固体可燃物
（通常はコークス・ブリーズが使用される）に着火す
る。原料層中にはブロアー４による上面から下方への空
気吸引によって空気が流れており、これによって燃焼位
置は上部から下方の可燃物へ徐々に燃え移っていく。可
燃物の燃焼発熱によって、原料充填物の一部が溶融し、
その後冷却されることによって原料粒子が相互に結合
し、その後クラッシャー（図示せず）によって約50mm以
下に破砕され、ふるい分けされて次工程で使用し易い粒
度に調整される。

【０００４】ところで焼結鉱の生産性を高める方法とし
ては、(1) 焼結ベットの通気性を良くして焼結速度を向
上する方法、(2) 焼結強度を高めて破砕時の微粉発生量
を低減して歩留りの向上を図る方法、の２通りに大別さ
れる。上記(1) の方法としては、具体的には、８〜15mm
の小塊鉱石，スラグ等を適当量配合する方法（特開平1-
205038号）、原料鉱石類に糖密を添加して造粒を十分に
進める方法（特開昭58-107428 号）、等が提案されてい
る。一方(2) の方法としては、パレット上層部に溶融性
の高い鉱石、下層部に溶融性の低い鉱石を装入する方法
（特開昭62-130229 号）、固定炭素含有量をパレット上
層部に少なく、下層部に多く配合する方法（特開昭62-6
0829号）、焼結層の通過風量を風速計で測定し、幅方向
の風量を均一にする方法（特開昭61-250120号）、等が
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】焼結鉱の歩留りは、供
給熱量，結合スラグ量とその強度および空隙率等の様々
な要因によって影響を受けると考えられる。本発明者ら
は、上記の要因のうち特に強度について着目し、焼結ベ
ット中の歩留りが低い部分を同定する為の調査を行なっ
たところ、図３に示すごとく（焼結ケーキの等歩留
線）、最表層から50〜100mm までの深さ部分に脆化層が
存在し、この脆化層の存在が歩留りを低くする主原因と
なっていることを明らかにした。これは上方から室温程
度の空気が吸引されているので、造滓成分の溶融化に必
要な高い温度まで鉱石類が加熱される前にベット中のコ
ークスの燃焼が終了してしまい、結合に必要な溶融スラ
グの形成量が不十分な状態に留まるからと考えられる。
本発明者らはこの様な点を改善する為に、コークス粒度
を微細にし、この微細原料を上層部に偏析装入すること
によって、上層部のコークス濃度を高くする様に努めて
きた（「材料とプロセス」,Vo13，1990，第964 頁参
照）。しかしながらこの方法では、焼結ベッドの最上層
部のみの微細コークスの濃度を上昇しようとしても制御
性が悪く、広い層厚方向において微細コークス濃度が上
昇し、広い範囲に亘って過剰に溶融したりし、期待する
程の効果は得られなかった。また原料装入時に微細コー
クスが大粒子の原料に付着し、焼結ベッドの下部に装入
されてしまうことがあり、このことも制御性を悪くして
いる原因の１つと考えられる。

【０００６】本発明はこの様な事情のもとになされたも
のであって、その目的は、制御性良く実施することがで
き、上層部の脆化層を可及的に少なくし、焼結強度を均
一に高めて歩留りの向上を達成することによって、生産
性のより一層の向上を図った焼結鉱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】上記目的を達成すること
のできた本発明とは、主原料である酸化鉄原料に、固体
可燃物を含む副原料を混合して焼結原料とし、該焼結原
料を移動パレット上に層状に載置して焼結鉱を製造する
に当たり、焼結原料層の最表層から30〜50mmまでの深さ
部分に存在する前記固体可燃物の50％以上を、粒径１〜
３mmのものによって占める様に粒度分布を調整すると共
に、当該深さ部分に存在する固体可燃物の配合量をそれ
より深い部分に存在する固体可燃物の平均配合量の1.08
〜1.42倍とする様に調整して操業を行なう点に要旨を有
する焼結鉱の製造方法である。

【０００８】

【作用】本発明者らは、焼結ベッド上層部の強度の向上
を図り、前述した様な脆化層の存在をなくするという観
点に立ち、様々な角度から検討を加えた。その結果、焼
結原料層の最表層から30〜50mmまでの深さ部分に存在す
る固体可燃物の50％以上を、粒径１〜３mmのものによっ
て占める様に粒度分布を調整すると共に、当該深さ部分
に存在する固体可燃物の配合量をそれより深い部分に存
在する固体可燃物の平均配合量よりも所定の範囲で多く
なる様にすれば上記の目的が見事に達成することを見出
し、本発明を完成した。

【０００９】本発明では上述の如く、焼結原料層の上部
に特定配合する固体可燃物は、その粒径を１〜３mmとす
る必要がある。この粒径が１mm未満では、固体である鉱
石類への伝熱よりも空気への伝熱の方が優先的に進行す
ることによって、鉱石類の温度が充分上昇せず、鉱石粒
子間の充分な結合力が得られず強度が低下する。一方粒
径が３mmを超えると、バーナーから固体可燃物に着火す
るまでの時間が長くなってしまい、生産速度の低下要因
になる。そして上記の様に粒径を調整した固体可燃物
は、上層部への配合する量に対して50％以上とすること
によってその効果が得られる。

【００１０】上層部に配合する固体可燃物における原料
に対する配合量は、歩留り向上という観点からすれば、
他の部分への固体可燃物含有量に対してできるだけ増加
させるのが好ましいのであるが、増加率をあまり大きく
すると、焼結速度が低下し始め、生産率の向上効果が小
さくなってくるので、経済性をも考慮すると1.42倍を上
限とすべきである。また増加率を1.08倍以上としたの
は、試験研究結果により、1.08倍以上の増加率において
生産率の向上が顕著になると判断できたからである。

【００１１】尚粒径が１〜３mmの固体可燃物を配合する
部分を、焼結層の最表層から30〜50mmまでの深さ部分と
したのは、30mm未満では前記の様な脆化層が依然として
残り本発明の効果が得られず、また50mmを超えるとその
効果の発明が明確でなくなってしまうからである。

【００１２】本発明を実施するに当たっては、粒径１〜
３mmの固体可燃物を焼結原料層の最表層から30〜50mmま
での深さ部分に装入する必要があるが、その為の方法と
しては例えば(1) 図１に示す様な、通常のドラム・フィ
ーダーと点火バーナーの間に、別系列のホッパー５，鉱
石とコークスを混合するミキサー２ａおよびフィーダー
６等を設置した焼結機を用いる方法、(2) 焼結ベッド上
部を掘り起こすと同時にその部分に固体可燃物を供給し
て上層部の粒度分布を調整する方法、等がある。

【００１３】以下本発明を実施例によって本発明を更に
詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質
のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更する
ことはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものであ
る。

【００１４】

【実施例】次の手順にて焼結試験を行なった。まず直径
105mm ，高さ370mm の円筒型焼結鍋に床敷きとして製品
焼結鉱を50mm装入し、この上に表１に示す組成の鉱石類
とコークス（粒径0.5 〜３mm）を混合した原料を290mm
充填し、更にこの上にコークスの配合量を表２に示す様
に調整した原料を30mmの厚さで装入した。このとき下層
部のコークスの配合量は表２に併記する様に調整し、全
平均コークス量は4.05％になる様にした。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】上記の様に原料を充填した鍋の下部からフ
ァンで空気を吸引すると共に、プロパン・バーナーで充
填層のコークスに着火した。このときファンの吸引圧は
367mmAq になる様に、吸引空気量を調整し、焼結が終了
するまでこの圧力を維持した。尚焼結終了時点は、火格
子直下温度が一旦上昇した後、300 ℃の温度に戻った時
点とした。

【００１８】焼結を終了した後焼結ケーキを鍋から取出
し、外観を観察した後、強度試験を行なった。強度試験
は焼結ケーキを２m の高さから４回鉄板上に落下して破
砕し、4.8mm 以上のものの重量割合によって落下強度を
評価した。その結果を焼結必要時間および生産率と共に
表３に示す。尚焼結必要時間は火格子より上方70mm（床
敷き上面より20mm上方）の中央部に設置した熱電対が冷
却過程で1100℃に到達するまでの時間を採用した。また
生産率は、［落下強度（％）／焼結必要時間(mm)］の値
で評価した。表３の結果から、上層部に充填する原料中
のコークス配合量を下層部に充填する原料中のコークス
配合量よりも所定量を増加させることによって生産率が
向上していることがわかる。

【００１９】

【表３】

【００２０】次に、前記の円筒型焼結鍋を用い、表４に
示す原料層組成（試験Ｎo.５は表２のＮo.１と同じ）に
よって上記と同様にして焼結を行ない、焼結ケーキの強
度試験を行なった。その結果を焼結必要時間および生産
率と共に、表５に示す。

【００２１】

【表４】

【００２２】

【表５】

【００２３】表４および表５から次の様に考察できる。
粒径１mm未満の微粉コークスを10〜50mmの上部層に5.11
％配合すると（試験Ｎo.６〜８）、標準の4.05％（試験
Ｎo.５）に比べて生産率の上昇効果は小さい。これはコ
ークスの粒径が小さいため、コークス自体の温度が十分
上昇しないうちに焼結が終わるためであると考えられ
る。これに対し上部層中のコークスの粒径を１〜３mmに
し、上部層厚を30〜50mmにすれば、生産率が増加してい
るのがわかる。尚上部層厚が10mm程度では強度上昇効果
が認められないが（試験Ｎo.９）、これは溶融スラグを
形成するために必要な熱が供給されないからと推察され
る。また上部層中のコークス粒径を３〜５mmにすると
（試験Ｎo.12）、点火バーナーからの着火が悪くなり層
厚10mmの場合には焼結時間が長く、生産率は極度に低下
し、層厚が10mmよりも厚くなると着火不能に陥る。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、上
部に生じやすい脆弱層の層厚よりも薄い上部層に粗粒の
固体可燃物を偏析させて焼結することにより、上層部の
脆化層を可及的に少なくし、焼結強度を均一に高めて歩
留りの向上を達成することができ、これによって生産性
のより一層の向上が図れる様になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する為の焼結機の構成例を示す概
略説明図である。

【図２】従来の焼結機の概要を示す概略説明図である。

【図３】焼結ケーキの等歩留線を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 移動パレット ２ ドラムミキサー ３ 点火バーナー ４ ブロアー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主原料である酸化鉄原料に、固体可燃物
   を含む副原料を混合して焼結原料とし、該焼結原料を移
   動パレット上に層状に載置して焼結鉱を製造するに当た
   り、焼結原料層の最表層から30〜50mmまでの深さ部分に
   存在する前記固体可燃物の50％以上を、粒径１〜３mmの
   ものによって占める様に粒度分布を調整すると共に、当
   該深さ部分に存在する固体可燃物の配合量をそれより深
   い部分に存在する固体可燃物の平均配合量の1.08〜1.42
   倍とする様に調整して操業を行なうことを特徴とする焼
   結鉱の製造方法。