JPH06220549A - 焼結原料の予備処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 褐鉄鉱などの結晶水含有量の高い粗粒鉱石を
高炉装入用焼結鉱の製造に多量に使用しても，焼結時の
通気性圧下や歩留りの低下を起こすことなく高品質の焼
結鉱を得る。 【構成】 結晶水を含有する粗粒鉱石を原料に使用して
高炉装入用焼結鉱を製造するさいに，該結晶水含有の粗
粒鉱石に，結晶水をもたず且つ粒径が１mm以下の粒子を
80％以上含有する微粉鉱石を, (該粗粒鉱石）／（該微
粉鉱石）の重量比が５０／５０〜７５／２５となる範囲
で配合し，さらに該粗粒鉱石と該微粉鉱石の合計１００
重量部に対して粉状ＣaＯ源を 0.3〜５重量部の範囲で
添加して予め造粒し，得られた予備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て焼結機に供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，高炉装入用焼結鉱を製
造するさいに，結晶水含有量が高い粗粒鉄鉱石を多量に
使用できるようにした焼結原料の予備処理法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉装入用焼結鉱の製造において，近年
では赤鉄鉱や磁鉄鉱等の良品質鉄鉱石の使用量を減らし
て安価な結晶水含有量の高い粗粒鉱石（代表的には褐鉄
鉱）の使用量が増加する傾向にあり，この傾向は鉄鉱石
事情からより強化される方向にある。他方，微粉鉱石の
使用量も増加する傾向にある。

【０００３】結晶水含有量の高い粗粒鉱石は焼結過程で
反応性が高く融液を多量に生成するため，焼結時の通気
性悪化ならびに過溶融に伴う焼結鉱強度の低下による歩
留の悪化を招き生産性を低下させる。しかし，結晶水含
有量の高い粗粒鉱石は前記の高品位粗粒鉱石に比べて安
価であることから，これを多量配合すれば焼結鉱製造費
の低価格化が可能となる利点を有している。

【０００４】従来より，脈石成分の高い粗粒鉱石の溶融
に伴う通気性悪化を改善する方法が種々提案されてい
る。例えば特開平3-130326号公報は粗粒鉱石（高ゲーサ
イト鉱石）を固体燃料と予め造粒し，これを他の焼結主
副原料と床敷の間に装入して焼成する方法を開示し，特
開平4-13818号公報は粗粒鉱石とＭgＯ-ＳiＯ₂系原料と
を予め造粒してから他の焼結主副原料と混合造粒する方
法を開示し，特公昭2-37410号公報には，微粉鉱石，石
灰系粉体および粗粒鉱石を所定割合で配合して事前造粒
し，これを焼結主原料と混合造粒する方法が記載されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平3-130326号
公報に記載の方法は，脈石成分の高い粗粒鉱石を偏析装
入することにより燃焼を制御しようとするものである
が，粗粒鉱石の全焼結原料に対する割合に制約があるか
ら粗粒鉱石の大量使用には限界がある。

【０００６】特開平4-13818号公報の方法は, 粗粒鉱石
の過溶融を抑制するためにＭgＯ-ＳiＯ₂系の原料を使用
するものであるから，焼結鉱のＳiＯ₂組成が高くなり高
スラグ化するという問題が付随する。

【０００７】特開平2-37410号公報の場合には，焼結時
の通気性の改善と焼結鉱の被還元性を改善するというも
のであるが，造粒物自体の強度に着目して粉状ＣaＯ源
の添加量を求めたものではない。このため高価である粉
状ＣaＯ源の造粒物に対する添加量が明確ではなく，微
粉鉱石ならびに結晶水成分の高い粗粒鉱石の融液生成に
伴う通気性の悪化の改善を, 粉状ＣaＯ源を必要最小限
添加して行なうには新たな手段を講ずる必要がある。

【０００８】本発明はこのような問題の解決を目的とし
たものであり，結晶水含有量の高い粗粒鉱石の増加に伴
う焼結ベッドにおける通気性低下を防止するだけでな
く, 歩留もあわせて向上させる方法を提供しようとする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成せんと
する本発明の要旨とするところは，結晶水を２％以上含
有しかつ粒径が１mmを超える粒子を５０％以上含有する
粗粒鉱石を原料に使用して高炉装入用焼結鉱を製造する
さいに，該結晶水含有の粗粒鉱石に，結晶水をもたず且
つ粒径が１mm以下の粒子を80％以上含有する微粉鉱石
を, (該粗粒鉱石）／（該微粉鉱石）の重量比が５０／
５０〜７５／２５となる範囲で配合し，さらに該粗粒鉱
石と該微粉鉱石の合計１００重量部に対して粉状ＣaＯ
源を 0.3〜５重量部の範囲で添加して予め造粒し，得ら
れた予備造粒物とその他の焼結主副原料とを混合または
混合造粒することを特徴とする。

【００１０】

【作用】結晶水含有量の高い粗粒鉱石（以下，単に粗粒
鉱石と略して呼ぶ）を焼結原料とするさい，この粗粒鉱
石に結晶水を含まない微粉鉱石（以下，単に微粉鉱石と
略称する）を配合して造粒すると，微粉鉱石は，融点を
低下させるフラックスと該粗粒鉱石との接触を防止する
作用を果たし，過溶融を制御するのに有効に作用する。
また，微粉鉱石は脈石成分が少ないという性質を有する
ので，焼結鉱の低スラグ化も図れる。

【００１１】しかし微粉鉱石自体は融点が高いので，造
粒された疑似粒子の付着粉層が微粉鉱石ならびに該粗粒
鉱石の微粉部（粒径１mm未満）のみで形成される場合に
は，焼結後における造粒物付着粉層の充分な強度が得ら
れない。造粒の際に，適量の粉状ＣaＯ源を添加する
と，焼結時に付着粉層の該微粉部と微粉鉱石間の結合を
促進する作用を供し，十分な付着粉層強度が得られる。

【００１２】だが過剰に粉状ＣaＯ源を添加すると鉱石
の融点を著しく低下させ，過溶融状態を引き起こし，焼
結時の通気性の悪化ならびに成品焼結鉱の歩留低下を招
く結果となる。

【００１３】粗粒鉱石と微粉鉱石を用いて予備造粒を行
うさいに，粗粒鉱石と微粉鉱石の合計１００重量部に対
して粉状ＣaＯ源を0.3〜５重量部の範囲，好ましくは0.
3〜３重量部の範囲で配合すれば，前記の粗粒鉱石の過
溶融抑制ならびに造粒物付着粉層の焼成後強度の保持と
いう両面の作用が効果的に働くことがわかった。

【００１４】該粗粒鉱石の微粉部も結晶水を含有する。
したがって，この微粒部は通常の微粉鉱石よりもＣaＯ
源との反応による溶融性が高い点で微粉鉱石とは性質が
異なる。予備造粒時に粗粒鉱石の微粉部と微粉鉱石の合
計微粉量が過剰となれば，その微粉は造粒されずに微粉
のまま焼結原料中に残り，焼結時の通気性悪化の原因と
なる。一方，微粉鉱石の量が過少となると粗粒鉱石をフ
ラックスとの接触から保護できず，過溶融に起因する通
気性悪化を招来する。このため，微粉鉱石を適切な量に
する必要がある。

【００１５】該粗粒鉱石の微粉部は含めないで，別途に
配合する微粉鉱石の適正な配合割合は（粗粒鉱石）／
（微粉鉱石）の重量比で５０／５０〜７５／２５の範囲
とすれば，付着粉中の鉱石の性質の点からも，また造粒
時の付着粉量の点からも良好となることがわかった。

【００１６】以下にこれらの作用を本発明者らの行った
造粒試験結果に基いて具体的に説明する。

【００１７】まず，後記実施例と同じ銘柄の粗粒鉱石
（褐鉄鉱）と微粉鉱石を用いて (粗粒鉱石)/(微粉鉱石)
の重量比を種々変化させ，粒径が10mm〜５mmの範囲と
なるような条件で造粒試験を行った。すなわち，粒径が
＋10mm以上は焼結時に焼結反応が中心部まで進行しない
のでこの粒度が最大となるように造粒水分を調整し（造
粒水分≦11％) ，この場合において，粗粒鉱石と微粉鉱
石の各配合比が造粒物の粒度分布にどのように影響する
かを調べた。その結果を表１に示した。

【００１８】

【表１】

【００１９】造粒物を他の焼結原料に配合して焼結を行
う場合, −１mmの量が10％を越えると焼結原料全体の平
均粒径が低くなりすぎて焼結時の通気を悪化させる。一
方，＋10mmが10％を越えると, 造粒物中心部まで焼結反
応が進行していない量が増加して焼結鉱の歩留を低下さ
せる。これらの点を考慮すると，表１の結果から, 造粒
性 (造粒水分≦11％) の点からの適切な原料配合比は
(粗粒鉱石）／（微粉鉱石) の重量比が50/50〜75/25の
範囲であることがわかる。

【００２０】次に，該粗粒鉱石の微粉部分を結晶水含有
鉄鉱石のサンプルとして使用し，この結晶水含有微粉サ
ンプルと，結晶水をもたない微粉鉱石とを配合割合を変
えて混合し，さらに粉状ＣaＯ（後記実施例と同じ生石
灰粉）を添加量を変えて添加したうえ，造粒物にした場
合と同程度の見掛け密度をもつブリケットを作製し，こ
れを焼成した後，圧漬強度試験を行った。該ブリッケト
は，予備造粒物の付着層の焼結強度に及ぼす生石灰の影
響を知るうえでの適切なモデルとなる。その試験結果を
図１に示した。

【００２１】図１における上下の点線で囲われる範囲は
平均的焼結鉱の圧漬強度の範囲を示している。図１の結
果から，粗粒鉱石と微粉鉱石の配合比によらず，粉状Ｃ
aＯ源の添加割合が粗粒鉱石および微粉鉱石100部に対し
てほぼ３部のところで圧潰強度はピークを示し，0.3〜
５部では平均的焼結鉱の強度範囲内にあることが分か
る。

【００２２】一般に粉状ＣaＯ源は高価であるから，Ｃa
Ｏ源の添加量は低く抑えた方が良い。図１の結果より，
実用に耐え得る強度を与えるための粉状ＣaＯ源添加量
は鉱石の配合比によらず粗粒鉱石および粉状鉱石100部
に対して好ましくは0.3〜３部の範囲であることがわか
る。

【００２３】以下に本発明の実施例を挙げて，本発明の
効果を明らかにする。

【００２４】

【実施例】結晶水含有量≧２％の粗粒鉱石として豪州産
褐鉄鉱系鉱石（以下，褐鉄鉱と記す），微粉鉱石として
南米産微粉鉱石を使用し，粉状ＣaＯ源として粉状生石
灰を使用して予備造粒を行った。褐鉄鉱および微粉鉱石
の粒度構成を表２に，また化学組成（重量％）を表３に
示した。予備造粒にさいして褐鉄鉱は造粒される擬似粒
子の核となり，褐鉄鉱の微粒部分は他の微粉原料ととも
に付着粉になる。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】褐鉄鉱，微粉鉱石および生石灰を表４に示
した配合割合でドラム型造粒機に入れ，予備造粒水分9.
5mass％として所定時間造粒し予備造粒物を得た。次い
で，得られた各予備造粒物と他の焼結原料とを表４に示
した配合割合でドラム型造粒機に入れ, 造粒水分6.5mas
s％で所定時間混合・造粒した。ここで，他の焼結原料
とは，焼結主原料としての豪州産微粉鉱石と南米産粉鉱
石，また副原料としての蛇紋岩，硅石粉および石灰石粉
である。表４の配合において，コークス添加量は焼結時
の最高温度が約1250℃になるように調整した。

【００２８】

【表４】

【００２９】表４の実施例１は，褐鉄鉱および微粉鉱石
100部に対して生石灰１部とし，全焼結原料に対する予
備造粒物の配合割合が50％の本発明例である。実施例２
は，褐鉄鉱および微粉鉱石100部に対して生石灰２部と
し，全焼結原料に対する予備造粒物の配合割合が20％の
本発明例である。また，比較例１は予備造粒物に生石灰
を配合しない例，比較例２は生石灰を予備造粒物に適正
範囲以上で配合した例である。

【００３０】各例で得られた焼結原料を用いて製銑部会
報に準拠した焼結鍋試験に供し，焼結鉱を製造した。そ
のさいの焼結時間，歩留（＋５mm割合），および各焼結
鉱のJIS還元率ならびに還元粉化指数を求めた。これら
焼結鍋試験の結果を表５に示した。

【００３１】

【表５】

【００３２】表５の結果に見られるように，本発明法に
従う実施例１および２では，結晶水含有量の高い粗粒鉱
石を使用しても，比較例１と２に比べて焼結時間が短く
通気性が向上し且つ歩留も高い。したがって焼結時間短
縮と合わせて生産率を向上させることができた。なお，
還元性状はいずれの条件においても大差は認められな
い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したごとく，本発明法を適用す
れば，溶融して通気性を阻害する結晶水含有量の高い粗
粒鉱石を多量使用しても，焼結鉱生産性，歩留ならびに
冷間強度の悪化が回避でき，焼結鉱の製造コストが低減
できる。併せて安価な褐鉄鉱の使用量が増大できること
から焼結鉱コストの低減に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】焼結品の所望強度を得るための予備造粒物付着
粉層における粗粒鉱石微粉部および微粉鉱石の各配合比
に対する粉状ＣaＯ源添加量の関係を示した図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶水を２％以上含有しかつ粒径が１mm
   を超える粒子を５０％以上含有する粗粒鉱石を原料に使
   用して高炉装入用焼結鉱を製造するさいに，該結晶水含
   有の粗粒鉱石に，結晶水をもたず且つ粒径が１mm以下の
   粒子を80％以上含有する微粉鉱石を, (該粗粒鉱石）／
   （該微粉鉱石）の重量比が５０／５０〜７５／２５とな
   る範囲で配合し，さらに該粗粒鉱石と該微粉鉱石の合計
   １００重量部に対して粉状ＣaＯ源を 0.3〜５重量部の
   範囲で添加して予め造粒し，得られた予備造粒物とその
   他の焼結主副原料とを混合または混合造粒して焼結機に
   供給することを特徴とする焼結原料の予備処理方法。
2. 【請求項２】 該粉状ＣaＯ源は，粗粒鉱石と該微粉鉱
   石の合計１００重量部に対して 0.3〜３重量部の範囲で
   添加する請求項１に記載の焼結鉱の予備処理方法。
3. 【請求項３】 該粗粒鉱石は褐鉄鉱である請求項１また
   は２に記載の焼結原料の予備処理方法。
4. 【請求項４】 粉状ＣaＯ源は生石灰粉である請求項
   １，２または３に記載の焼結原料の予備処理方法。
5. 【請求項５】 結晶水含有の粗粒鉱石は，全焼結原料の
   １０重量％以上である請求項１，２，３または４に記載
   の焼結原料の予備処理方法。