JPH06240372A

JPH06240372A - 製鉄原料用ペレットおよびその製造方法

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Publication number: JPH06240372A
Application number: JP3196893A
Authority: JP
Inventors: Saburo Maruseko; 三郎團迫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】製鉄原料用ペレットを、比較的低温での焼結
が可能なエネルギー消費量の少ないものとし、このペレ
ットの機械的強度を高めて貯蔵および移送中に粉状化し
難いものとし、しかも製鉄工程で還元剤量の使用を節約
できるものとする。【構成】赤鉄鋼石、砂鉄などの酸化鉄粉末を、固体ま
たはレゾールのフェノール樹脂などからなる熱硬化性樹
脂と混合し、適宜流動性改良剤を添加してペレット状に
予備成形し、次いで熱硬化性樹脂を３００〜５５０℃で
１０分〜２時間の熱分解により炭素化し、この炭素化さ
れた熱硬化性樹脂で結合してなる製鉄原料用ペレットと
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、酸化鉄を主要成分と
する製鉄原料用ペレットおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、赤鉄鋼（Ｆｅ₂Ｏ₃)、褐鉄鋼(
Ｆｅ₂Ｏ₃・ｎＨ₂Ｏ) 、磁鉄鋼( Ｆｅ₃Ｏ₄)、菱鉄鋼
（ＦｅＣＯ₃)などの鉄鉱石（酸化鉄）を製鉄原料として
利用する場合に、これら鉄鉱石を塊状に砕くか、または
粉状の鉄鉱石を固めて１０００℃以上の温度で加熱し、
ペレット（塊状）化する手法が知られている。

【０００３】そして、このような製鉄原料を製鉄するに
は、コークスと混合して溶鉱炉内で１５００〜１６００
℃にまで加熱し、得られた銑鉄を、さらに平戸、ＬＤ転
炉などで製鋼するようにしている。

【０００４】前記製鉄工程で添加されるコークスの配合
割合は、鉄鉱石１．５〜２．０トンに対して約０．５〜
０．８トンとかなり高率であるが、このようなコークス
は、溶鉱炉内で還元剤および熱源として作用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、鉄鉱石のみ焼
結されたペレットは、貯蔵および移送の段階で再び粉状
化し易く、その機械的強度は充分でないという問題点が
ある。また、上記した手法で粉状の鉄鉱石を焼結するに
は１０００℃以上という高温度で加熱する必要があり、
ペレットの製造に多大な熱エネルギーが消費されるとい
う問題点もある。

【０００６】また、コークスは、高価な粘結炭を多量に
使用して乾留したものであるから、製鉄工程でこのよう
な還元剤の使用量を可及的に低減させることが要望され
ていた。

【０００７】そこで、この発明は上記した問題点を解決
し、製鉄原料用ペレットを、その機械的強度を高めて貯
蔵および移送の段階で再び粉状化し難いものとし、また
比較的低温で焼結成形してペレット製造時のエネルギー
消費量を少なくし、しかも製鉄工程における還元剤の併
用量を低減できるものとすることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、酸化鉄粉末を、熱分解により
炭素化された熱硬化性樹脂で結合したものを製鉄原料用
ペレットとする手段を採用したのである。

【０００９】また、前記酸化鉄粉末は天然の砂鉄であっ
てよい。

【００１０】上記製鉄原料用ペレットは、酸化鉄粉末を
熱硬化性樹脂と混合し、ペレット状に予備成形した後、
前記熱硬化性樹脂を空気中で３００〜５５０℃に加熱し
炭素化して前記酸化鉄粉末を結合することにより製造で
きる。

【００１１】また、前記酸化鉄粉末と熱硬化性樹脂を混
合する際、流動性改善剤として酸化カルシウムまたは炭
酸カルシウムを添加する手段を採用することもできる。

【００１２】

【作用】この発明の製鉄原料用ペレットは、酸化鉄粉末
を、熱分解により炭素化された結合剤を介して強固に結
合したものであるから、機械的強度が高く、再び粉状化
し難い高品質のペレットとなる。また、前記結合剤は、
炭素含有率の高いものであるから、この製鉄原料用ペレ
ットを製鉄する時に混合するコークスなどの還元剤の配
合量が節約される。

【００１３】前記ペレツトの製造方法では、無機物に比
べて比較的熱分解温度が低い熱硬化性樹脂を結合剤とし
て用い、すなわち３００〜５００℃という比較的低温で
炭素化する樹脂で酸化鉄粉末を結合させるようにしたか
ら、消費される熱エネルギーが少なく、効率よくペレッ
トを製造できる。

【００１４】また、酸化鉄粉末に水系樹脂を使用し、酸
化カルシウムまたは炭酸カルシウムを添加混合した予備
成形用の材料を調製すると、混合材料の流動性が高めら
れて、ペレットの成形が容易になると共に、製鉄時にお
けるケイ酸化合物系のスラグ除去剤の添加量を節約する
ことができる。

【００１５】

【実施例】この発明に用いる酸化鉄粉末としては、天然
資源として産出される各種の鉄鉱石、または天然に砂鉄
として採取される磁性酸化鉄などを用いることができ、
前記砂鉄はそのままの状態で使用でき、前記鉄鉱石は周
知の手法で粉砕して粉末化して使用する。

【００１６】この発明に用いる熱硬化性樹脂としては、
特に限定されるものではないが、樹脂の固有の温度で熱
分解された際、比較的炭素成分が残り易い芳香族系のも
のが好ましいものである。このような熱硬化性樹脂の具
体例としては、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げ
られる。このうち、製造コスト、被加熱時の機械的特
性、熱分解物質中の炭素含有量などを考慮すれば、フェ
ノール樹脂が特に好ましい。

【００１７】熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を採用
する場合は、固型分１００％の状態で使用するほか、レ
ゾールを水、アルコール、その他の溶剤に溶解してもよ
い。水系のフェノール樹脂は、上記酸化鉄との混合物の
粉体が吸湿その他の要因によって、流動性不良となる場
合があるが、この場合は、以下のような適当な流動性改
良剤を添加する。

【００１８】流動性改良剤としては、籾殻の粉砕品、タ
ルク、カオリン、シリカ、酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウムなどの無機粉末であってよいが、特に、酸化カルシ
ウム、炭酸カルシウムなどのカルシウム系の化合物は、
製鉄時に発生するスラグの除去剤として作用するため、
好ましいものである。

【００１９】この発明の製鉄原料用ペレットは、以上述
べた酸化鉄粉末とフェノール樹脂とを混合しかつ混練
し、必要に応じて粉砕して室温で乾式成形、または加熱
条件でプレス成形、射出成形、押出し成形などの周知の
成形方法で適当な大きさのペレット状に予備成形した
後、これを３００〜５５０℃に加熱し熱硬化性樹脂を熱
分解し、炭素化して前記酸化鉄粉末を結合する。

【００２０】ここで、予備成形条件は、乾式成形の場合
で２５０〜６００ｋｇｆ／ｃｍ²以上の圧力で圧縮する
ことが好ましい。これにより、成形品を緻密にし、内部
に空孔を少なくすることができ、焼結後のペレットの機
械的強度をより向上させることができる。

【００２１】予備成形後の熱分解は、空気中で５５０℃
以下、好ましくは３００〜４００℃で行なう。熱分解温
度が５５０℃を越える高温では、バインダーとなるべき
熱硬化性樹脂が完全に燃焼してしまい、熱分解炭素まで
消失するからである。また、３００〜４００℃であれば
熱分解による炭素が充分に残存するので、酸化鉄粉末は
より強固に結着され、製鉄工程でコークスなどの還元材
料の使用量を効率良く低減するので、特に好ましい。

【００２２】なお、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中
で熱分解を行なう場合は、上記温度制限は除くことがで
きるが、実用上、所期の熱分解反応は、空気中で充分に
行なえる。

【００２３】〔実施例１〕赤鉄鋼石を微粉砕し、３２メ
ッシュの篩を通過した粉末と、この粉末の５重量％の割
合の固形分を含むレゾール樹脂メタノール溶液とを混合
し、９０℃に加熱した２本のロールを通過させて混練
し、鉄鉱石粉末とフェノール樹脂との混合物を製造し
た。この混合物を粉砕して得た粉末を室温で３００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の圧力で予備成形して、高さおよび直径が１
３ｍｍの円柱状の成形体とした。次に、この成形体をト
ンネル炉中で加熱して、最高維持（キープ）温度４００
℃で２時間熱分解して、製鉄原料用のペレットを得た。

【００２４】ペレットは、多少の衝撃では欠けることな
く非常に硬いもの（圧縮強さ３５０ｋｇ／ｃｍ²）であ
り、実際に堆積、コンベアなどによる移送を経ても粉状
化することがなく、製鉄原料として使用に耐えるものが
得られた。

【００２５】また、このペレットを製鉄原料として用い
て、通常使用されるコークス量の約１０重量％が節約で
きることが確かめられた。

【００２６】〔実施例２〕鉄鉱石粉末とフェノール樹脂
との混合物を粉砕して、加熱押出し機に投入し、９０℃
に加熱した直径１０ｍｍのノズルから押出し、冷却して
円柱状の成形体とする以外は、実施例１と全く同様にし
て、実施例１と同じ物性の製鉄原料用ペレットを得た。

【００２７】〔実施例３〕実施例１のレゾール樹脂メタ
ノール溶液に代えて、同じ濃度のフェノール樹脂水溶液
を用い、実施例１と全く同じように赤鉄鉱石粉末と混合
して、混合物を製造した。この場合、混合物は常温放置
の状態でブロッキングする傾向にあり、その流動性が不
良であったため、全体量の５重量％の籾殻の粉砕粉末を
混合し、その流動性を改善した。この混合物を、その後
実施例１と全く同様にして乾式成形して熱分解し、製鉄
原料用ペレットを製造した。

【００２８】また、上記製造方法において、籾殻粉末に
代えて炭酸カルシウムを用いた以外は全く同様にして、
製鉄原料用ペレットを製造した。

【００２９】得られたペレットは、実施例１で得られた
ものと同様に、良好な物性を呈するものであった。

【００３０】〔実施例４〕実施例１において、熱分解の
条件を５５０℃で１０分とする以外は全く同様にして製
鉄原料用ペレットを製造した。

【００３１】得られたペレットは、実施例１に比べて若
干脆いものであったが、使用に耐えるものであった。

【００３２】〔実施例５〕実施例１において、赤鉄鉱石
に代えてジャワ島産の砂鉄（磁性酸化鉄）を使用し、こ
れをそのまま使用し、熱分解温度を３００℃で１時間と
したこと以外は、実施例１と全く同様にして製鉄原料用
ペレットを製造した。

【００３３】得られたペレットは、機械的強度が優れて
おり、製造工程で熱エネルギーの消費量が少ない分、実
施例１より優れたものであった。

【００３４】〔実施例６〕実施例１において、赤鉄鉱石
に代えてジャワ島産の砂鉄（磁性酸化鉄）をそのまま使
用し、また、レゾール樹脂メタノール溶液に代えて、同
じ濃度のフェノール樹脂水溶液を用い、実施例１と全く
同じように混合して、混合物を製造した。この場合の混
合物は流動性が不良であったため、全体量の５重量％の
炭酸カルシウムを混合し、その流動性を改善した。この
混合物を、熱分解温度を４００℃で１時間として、反応
時間を短くしたこと以外は、実施例１と全く同様にして
製鉄原料用ペレットを製造した。

【００３５】得られたペレットは、機械的強度も充分で
あり、かつ製造工程で熱エネルギーの消費量が少なく、
優れた品質であった。

【００３６】〔比較例１〕実施例１において、熱分解の
条件を５６０℃で１０分とする以外は全く同様にして製
鉄原料用ペレットを製造した。

【００３７】得られたペレットは、熱分解により、有機
成分が完全に酸化消滅しており、少しの外力で破壊され
るため、ペレットとしての形状を維持することが実用上
できないものであった。

【００３８】

【効果】この発明は、以上説明したように、熱分解によ
り炭素化された熱硬化性樹脂を介して酸化鉄粉末を強固
に結合した製鉄原料用ペレットとしたので、機械的強度
が高められて、貯蔵および移送の段階で再び粉状化し難
いものとなる。また炭素含有率の高い結合剤で結合して
いるから、製鉄する時にコークスなどの還元剤の配合量
が節約される利点がある。

【００３９】また、前記ペレツトの製造方法では、比較
的低温で酸化鉄粉末を結合させるようにしたから、焼結
時に消費される熱エネルギーが少なくなり、効率よくペ
レットを製造できるという利点もある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化鉄粉末を、熱分解により炭素化され
た熱硬化性樹脂で結合してなる製鉄原料用ペレット。
【請求項２】酸化鉄粉末が天然の砂鉄である請求項１
記載の製鉄原料用ペレット。
【請求項３】酸化鉄粉末を熱硬化性樹脂と混合し、ペ
レット状に予備成形した後、前記熱硬化性樹脂を空気中
で３００〜５５０℃に加熱し炭素化して前記酸化鉄粉末
を結合することからなる製鉄原料用ペレットの製造方
法。
【請求項４】酸化鉄粉末と熱硬化性樹脂を混合する
際、酸化カルシウムまたは炭酸カルシウムを添加する請
求項３記載の製鉄原料用ペレットの製造方法。