JPH0598359A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

焼結鉱の製造方法

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JPH0598359A
JPH0598359A JP23542791A JP23542791A JPH0598359A JP H0598359 A JPH0598359 A JP H0598359A JP 23542791 A JP23542791 A JP 23542791A JP 23542791 A JP23542791 A JP 23542791A JP H0598359 A JPH0598359 A JP H0598359A
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JP
Japan
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raw material
ore
cao
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sintering
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JP23542791A
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English (en)
Inventor
Takeshi Sugiyama
健 杉山
Akiji Shirouchi
章治 城内
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CF融液を適切に生成させてCF結合を最も
効果的に形成することによって生産性の向上を図った焼
結鉱の製造方法を提供する。 【構成】 主原料である酸化鉄原料に、固体可燃物およ
びCaO含有鉱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載置して前記固体可
燃物を燃焼させることによって焼結鉱を製造するに当た
り、粒径が250μm以下の微粉中のCaO/(Fe23
+Fe34 +CaO)比を20〜40重量%とし、且つ粒
径1mm以上の粗粒鉱石を前記微粉の0.6 以上となる様に
調整した焼結原料を擬似粒子化した後、該擬似粒子化さ
れた焼結原料を焼結原料層の最表層から10〜100mm の厚
さとなる様に充填して操業を行なう。

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、詳細にはカルシウム
・フェライト(以下CFと略称する)融液を適切に生成
させてCF結合を最も効果的に形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
鉱を製造するに当たっては、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改善して焼結速度を向
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】鉄鉱石粒子を焼結反応
によって結合する際には、CF融液を生成させてCF結
合組織を適切に形成すると、結合強度および還元性状が
良くなると言われている。しかしながらどのような手段
を採用すれば適正量のCF融液を生成させることができ
るかについては、これまでの技術では明らかにされてい
ない。またどの様な部位にどの様な原料を充填すると、
最も効果的なCF結合組織ができるかについても明らか
にされていない。
【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、CF融液を適切に生成させて
CF結合を最も効果的に形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
可燃物およびCaO含有鉱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載置して前
記固体可燃物を燃焼させることによって焼結鉱を製造す
るに当たり、粒径が250 μm 以下の微粉中のCaO/
(Fe23 +Fe34 +CaO)比を20〜40重量%
とし、且つ粒径1mm以上の粗粒鉱石を前記微粉の0.6 倍
(重量比)以上となる様に調整した焼結原料を擬似粒子
化した後、該擬似粒子化された焼結原料を焼結原料層の
最表層から10〜100mm の厚さとなる様に充填して操業を
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、焼結反応を起こす条件におい
て、CaO含有鉱物(以下石灰石で代表する)と鉄鉱石
とによるCF形成反応に及ぼす石灰石の粒径の効果を調
査したところ、粒径が250 μm を超える粗粒子は未反応
のままで残留することが明らかになった。即ちCF形成
反応に関与する石灰石は、粒径が250 μm 以下のものに
限られることがわかった。尚石灰石をより確実に溶融す
るためには、粒径を125 μm 以下にすればよいこともわ
かった。
【0009】次に、粒径44μm 以下の石灰石と各種粒径
の鉄鉱石を混合して円柱状ブリケットに成形し、焼結鉱
製造と類似した条件で熱処理し、試料中のCFの形成状
況を観察したところ、個々の鉄鉱石は粒径の如何にかか
わらず表面から約60μm までの部分という最表面部のみ
が反応してCFに変化していることがわかった。これら
のことから、たとえ焼結鉱原料の平均化学組成を目標値
に合わせても、例えば250 μm 以上の石灰石を多く含有
すると、目的組成のCFが形成されないとの知見が得ら
れた。
【0010】上記の様な微粉原料は、そのままの粒度で
は焼結ベッドの通気性を悪くするので使えない。従っ
て、微粉原料をミニペレットまたは粗粒鉱石の表面に付
着させて擬似粒子にする必要がある。この操作におい
て、鉄鉱石と石灰石が偏析して存在すると、目的のCF
が均一に形成できないことになる。そこで石灰石,鉄鉱
石およびコークス相互の付着特性を調査したところ、粒
径250 μm 以下、特に粒径125 μm 以下の微粉は装入量
の全量が粗粒子に付着することが明らかになった。但
し、本発明では擬似粒子化する際に核となる粗粒鉱石は
粒径を1mm以上とする必要がある。これは1mm以上の粗
粒鉱石は他の粒子表面に付着せずほとんど核として存在
するからである。また該粗粒鉱石は前記微粉の0.6 倍
(重量比)以上となる様に配合する必要がある。これは
該粗粒鉱石を充分に前記微粉が被覆するための量比であ
り、粗粒鉱石は本実施例のごとく3.06と多いほうが好ま
しい。また0.6 以下の前記微粉が多い場合には、融液が
多く生成し通気を阻害する。
【0011】以上のことから、焼結原料中の粒径250 μ
m 以下の成分を調整することが重要であることがわか
り、この点について更に検討した。そして本発明者らが
溶融試験によって確認したところ、CFが形成され易い
組成は、粒径が250 μm 以下の微粉のCaO/(CaO
+Fe23 +Fe34 )比が20〜40重量%の領域で
あることがわかった。即ち、上記比が20重量%未満で
は、鉄鉱石が過剰であるので、石灰石と鉄鉱石の接点が
少なくなり、従って充分な結合力が得られない。一方40
重量%を超えると、焼結時間は著しく短縮され、強度が
低下する。
【0012】本発明では、成分調整して擬似粒子化した
焼結原料の充填領域を焼結原料層の最表層から10〜100m
m の厚さとする必要がある。この部分は焼結プロセスの
特性上熱的に最も不足しているところである為結合強度
特性の影響を顕著に受けること、および全原料を適正な
CaO含有量に制御するには粒径250 μm 以下の鉱石含
有量を低下させるか、粒径250 μm 以下の石灰石を増加
させる必要があり繁雑となるからである。
【0013】以下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】(1) CFの形成特性 粒径44μm 以下の鉄鉱石と各種粒径の石灰石を、25/75
(重量比)の割合で混合し、直径10mm,高さ10mmのブリ
ケットに成形した。これを1250℃まで1分で加熱し、4
分で室温まで冷却した。熱処理後の試料の組織を調査し
たところ、粒径125 μm 以下の石灰石は全てCFに変化
しており、粒径250 μm を超える石灰石は未反応のまま
残っていた。次に、粒径44μm 以下の石灰石と各種粒径
の鉄鉱石を25/75 (重量比)の割合で混合し、上記と同
じ様にして熱処理を施した。熱処理後の試料の組織を調
査したところ、鉄鉱石は完全にはCFに変化しておら
ず、深さ約60μm までの表層部がCFに変化していた。
【0015】(2) 造粒特性の評価試験 核となる粒径1〜2mmのH鉱石と、各種粒径の石灰石お
よび鉱石を所定の条件で転動造粒し、2〜3mmに造粒さ
れたペレットの付着粉の粒度分布を調査した。その結果
を図1および図3に示すが、配合時に粒径125 μm 以下
であった石灰石は1〜2mmの核鉱石へ同一粒度分布を維
持して付着している。これに対し、配合時に粒径250 μ
m 超であった石灰石では、核鉱石に付着した石灰石が配
合時より微粒になっている。即ち、配合時の粒径が250
μm 超になると、擬似粒子表面に付着せず、微粉のみか
らなるミニペレット若しくは微粉のままで存在すること
になり、成分偏析を起こす要因になる。
【0016】(3) 溶融特性 粒径2〜3mmのR鉱石と、鉄鉱石中の石灰石配合量を変
えた粒径250μm 以下の粉鉱石を混合し、2〜3mmのミ
ニペレットに成形した。約40個のミニペレットを1.5mm
の編み目のバスケットに充填し、所定温度(1200〜1300
℃)へ10分で加熱し、3分間保持した後10分で冷却し、
そのときの溶融特性を調査した。その結果を表1に示
す。また対応する点を図4(Fe23 −CaO状態
図)上に示す。
【0017】
【表1】
【0018】これらの結果から、通常の焼結プロセスで
到達する1200〜1300℃の温度領域では、微粉中のCaO
の配合比を20〜40重量%に調整することによって溶融し
易い状態となることがわかる。尚上記配合比が10重量%
では、融液が粒子表面に出ず、結合力に劣ることにな
る。
【0019】(4) 焼結鉱の生産性の評価 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50
mm敷き、この上に粒径0.5 〜3mmのコークスの4.05%を
含有し、全装入原料のCaO量が一定(13.8重量%)と
なる様に、上部に装入する原料によってCaOを調整し
た原料を層厚290mm 充填した。該原料の基本配合組成お
よび粒度分布を表2に示す。そしてこの上に、同一粒度
のコークスを4.05または5.11%含有し、粒径250 μm 以
下の原料中のCaO/(Fe23+Fe34 +Ca
O)比を13,20,30,43(%)に変化させた原料を30mm
の厚さで装入した。
【0020】
【表2】
【0021】上記の様に原料を充填した鍋の下部から空
気を吸引すると共に、プロパン・バーナーで充填層上面
のコークスに着火した。このときファンの吸引圧は367m
mAq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 ℃に戻った時点とした。
【0022】焼結を終了した後焼結ケーキを鍋から取り
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指
数と共に表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。また生産率指数は、[落下強度(%)/焼結必要時
間(min)]の値で評価した。表3の結果から、本発明の
構成を採用すれば、落下強度を低下することなく、焼結
時間が短縮でき、生産率は20%向上しているのがわか
る。
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、C
F結合を効果的に形成することができ、焼結歩留りの低
下を最小にし、焼結時間の減少が可能になった。特に、
熱供給量の少ない焼結充填層の上部において、生産性の
向上効果が著しく現れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】造粒によって付着する石灰石の粒度分布を示す
グラフである。
【図2】従来の焼結機の概要を示す概略説明図である。
【図3】造粒によって付着する鉱石の粒度分布を示すグ
ラフである。
【図4】Fe23 −CaO状態図上に溶融特性の各点
を示したグラフである。
【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
    およびCaO含有鉱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載置して前記固体
    可燃物を燃焼させることによって焼結鉱を製造するに当
    たり、粒径が250 μm 以下の微粉中のCaO/(Fe2
    3 +Fe34 +CaO)比を20〜40重量%とし、且
    つ粒径1mm以上の粗粒鉱石を前記微粉の0.6 倍(重量
    比)以上となる様に調整した焼結原料を擬似粒子化した
    後、該擬似粒子化された焼結原料を全焼結原料層の最表
    層から10〜100mm の厚さとなる様に充填して操業を行な
    うことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
JP23542791A 1991-08-21 1991-08-21 焼結鉱の製造方法 Pending JPH0598359A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3356295B1 (fr) 2016-07-08 2019-03-13 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Briquettes cuites contenant un compose calco-magnesien vif et des ferrites de calcium et leur procede de fabrication

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3356295B1 (fr) 2016-07-08 2019-03-13 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Briquettes cuites contenant un compose calco-magnesien vif et des ferrites de calcium et leur procede de fabrication
US20190337846A1 (en) * 2016-07-08 2019-11-07 S. A. Lhoist Recherche Et Developpement Thermally treated briquettes containing a "quick" calcium-magnesium compound and calcium ferrites, and method of manufacture thereof
US10851017B2 (en) 2016-07-08 2020-12-01 S. A. Lhoist Recherche Et Developpement Thermally treated briquettes containing a “quick” calcium-magnesium compound and calcium ferrites, and method of manufacture thereof

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