JPH07278687A - 非焼成塊成鉱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成型性及び成品強度等を低下させることな
く、焼結返鉱、焼結篩下粉、ダスト等を塊成化し、諸特
性に優れた良好な非焼成塊成鉱を製造することができる
非焼成塊成鉱の製造方法を提供する。 【構成】 焼結返鉱または焼結篩下粉（高炉成品篩下
粉、庫下品）の１種あるいは２種と、これより相対的に
粒度の細かいダストの混合粉に、１〜６重量％の糖蜜あ
るいは前記量の糖蜜を含有した希釈液をバインダーとし
て添加して混練し、成型機にて１ｍｍ以上に塊成化する
際に、混合原料中のダスト配合量を焼結返鉱または焼結
篩下粉の総量に対して１０〜４０重量％となるように調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉または直接還元炉
等の冶金反応炉用原料用として、好適な非焼成塊成鉱の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば図１０に示すように、焼結鉱を製
造する場合は、配合槽１において大略粒径８ｍｍ以下の
粉鉄鉱石に生石灰、石灰石等の媒溶剤を成品中の塩基度
（ＣａＯ／ＳｉＯ₂ ）の値が１．０〜２．５程度となる
ように調整し、さらに燃料用粉コークスを添加する。次
いで、ドラム式のミキサー２及び３において所要量の水
分をこれに添加、混合し、造粒された後に、サージホッ
パー６に投入される。次いで、造粒された焼結原料はロ
ールフィーダー７によって切り出されて、直前に既に床
敷ホッパー９より切り出されている床敷鉱と共に焼結機
４のパレット上に給鉱され、点火され、焼結が行われな
がら排鉱部の方向へ移動して行く。焼結後は、粗破砕、
冷却、篩分け工程を経て、概ね４〜５０ｍｍの粒径を成
品とし、これを高炉に投入する一方、４ｍｍ以下の粒径
は返鉱となって焼結工程で再焼成される。また、高炉搬
送過程等で発生する４ｍｍ以下の粉を途中に設けられた
篩にて除去したものは通常、焼結篩下粉（庫下粉）とし
てヤードに戻され焼結原料の一部として返鉱と同様に再
焼成される。この返鉱及び篩下粉は、焼結工程にて既に
焼結したものであり、これらを再循環することは焼成コ
ストおよび輸送コストの面から極めて不合理である。そ
こで、焼結返鉱または焼結篩下粉を粗粒原料として利用
し、これに微粉原料としてダストを混合して塊成鉱を製
造することが試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、混合原
料中のダスト量が少なすぎると、成品歩留が低下すると
ともに搬送等のハンドリングに十分に耐えられる成品を
得ることができない。一方、混合原料中のダスト量が過
剰になると、成型性や歩留りは向上するが、成品のドラ
ム強度（ＤＩ強度）及びシャッタ強度といった耐衝撃性
が低下するという問題点を生じる。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、成型性及び成品強度等を低下させる
ことなく、諸特性に優れた良好な非焼成塊成鉱を製造す
ることができる非焼成塊成鉱の製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る非焼成塊成
鉱の製造方法は、焼結返鉱または焼結篩下粉（高炉成品
篩下粉、庫下品）の１種あるいは２種と、これより相対
的に粒度の細かいダストの混合粉に、１〜６重量％の糖
蜜あるいは前記量の糖蜜を含有した希釈液をバインダー
として添加して混練し、成型機にて１ｍｍ以上に塊成化
する際に、混合原料中のダスト配合量を焼結返鉱または
焼結篩下粉の総量に対して１０〜４０重量％となるよう
に調整することを特徴とする。

【０００６】この場合に、混合原料中の粗粒分としての
焼結返鉱または焼結篩下粉に対する混合原料中の微粉分
としてのダストの平均粒径比率を０．１以下とすること
が望ましい。

【０００７】

【作用】原料中の微粉粒子は、粗粒子の相互間隙に入り
込み、粗粒子間にはたらく結合力を高めるため、圧縮成
型性を向上させる。また、バインダーとして用いられる
糖蜜は、粗粒子の相互間隙への微粉粒子の分散性を改善
する機能を有するので、ブリケットの強度を向上させ
る。

【０００８】ここで、微粉原料の配合比率を１０〜４０
重量％としたのは、１０重量％を下回る配合比率では粗
粒子の相互間隙が大きくなり過ぎて圧縮成型性が不良に
なり、成品歩留及び強度が大幅に低下するからである。
一方、４０重量％を上回る配合比率では骨材となる粗粒
子が相対的に減少し、耐衝撃性が低下するため、搬送中
に成品が崩壊して粉化が著しくなるからである。

【０００９】また、粗粒原料に対する微粉原料の平均粒
径比率を０．１以下としたのは、このような粒径比率の
範囲では原料粒子の充填性が高まり、圧縮成型性が向上
するため、歩留及び強度において良好な成品が得られる
からである。

【００１０】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら本発明の実
施例について説明する。図１は本発明の実施例に係る非
焼成塊成鉱の製造方法を示すプロセスフロー図である。
この実施例では成型機によるブリケットの製造工程につ
いて説明するが、成型機の代わりとして造粒機を用いて
も同様の効果が得られることは勿論である（成品はペレ
ットとなる）。焼結返鉱、焼結篩下粉およびダストは配
合槽３１〜３３にそれぞれ貯鉱され、各定量切出装置２
６によって所定の配合割合となるようにコンベア１２上
に切出される。なお、ダストは集塵機などで集められた
細粒のものを用いるが、これは小ホッパ３０からコンベ
ア１１に移載され、コンベア１１により第１配合槽３１
に輸送されるようになっている。これらの原料はコンベ
ア１２，１３により第１ミキサー３４および第２ミキサ
ー３５に輸送され、混ぜ合される。この混練工程におい
て必要があれば調湿（水分添加）してもよい。さらに、
原料はコンベア１４，１５を経て受入配合槽３６に輸送
される。

【００１１】発生粉貯鉱槽４３にはグリズリまたは振盪
篩４２で篩われた成品発生粉が貯えられており、これら
を定量切出装置２４によって切出し、所定の配合比率で
原料に配合する。そして、これにバインダー添加設備３
８より送られてきた糖蜜を混合機３７（通常はハグミ
ル）において混合し、必要に応じて調湿を行い混練す
る。ここでバインダー（糖蜜）の添加量はコスト的な観
点からも、極力少なくすることが望ましい。本実施例で
は糖蜜添加量を１〜６重量％としている。糖蜜添加量の
下限値を１重量％としたのは、１重量％未満では成型性
や成型後の強度が悪化するためである。一方、糖蜜添加
量の上限値を６重量％としたのは、６重量％を超えると
バインダーの固化に時間がかかり、成型直後の圧潰強度
が低下するためである。

【００１２】次いで、ニーダー３９より成型機４０に供
給された混合原料は塊成化され、グリズリまたは振盪篩
４２を経て搬出される。この場合に、ロール成型圧力は
原料条件によっても異なるが、概ね０．５〜３．５トン
／ｃｍ程度の範囲とすることが望ましい。

【００１３】このような一連の装置において、表１〜表
９に示す原料と表１０に示すバインダとを用いてこれら
を配合し、混練し、成型し、実施例１〜１０のブリケッ
トをそれぞれ製造した。

【００１４】表１に本発明の実施例に用いた焼結返鉱の
粒度分布を示す。表２には実施例に用いた焼結返鉱の化
学成分を示す。表３には実施例に用いた焼結篩下粉の粒
度分布を示す。表４には実施例に用いた焼結篩下粉の化
学成分を示す。表５には実施例に用いたダストの粒度分
布を示す。表６には実施例に用いたダストの化学成分を
示す。表７には実施例に用いたＭＢＲペレットフィード
の粒度分布を示す。表８には実施例に用いた砂鉄の粒度
分布を示す。表９には実施例に用いたＯＧダストの粒度
分布を示す。なお、それぞれの粒度分布に示す平均粒径
表示はミリメートルであり（マイナス表示はその数値を
下回ることを意味する）、それぞれの組成の成分表示は
重量％である。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】

【表４】

【００１９】

【表５】

【００２０】

【表６】

【００２１】

【表７】

【００２２】

【表８】

【００２３】

【表９】

【００２４】表１０にバインダーとして用いる糖蜜の主
要成分（重量％）を示す。表１１には実施例１及び２の
原料配合条件をそれぞれ示す。表１２には実施例３〜１
０の原料配合条件をそれぞれ示す。なお、表１１及び表
１２においてバインダー（糖蜜）および水の添加量は、
焼結返鉱、焼結篩下粉、ダスト、ＭＢＲペレットフィー
ド、砂鉄、ＯＧダストからなる粉体原料総重量（１００
％）に対する外掛割合をそれぞれ示す。

【００２５】表１１に示す実施例１及び２の微粉原料に
は、表５および表６に示したダストを用いた。表１２に
おいて、粗粒原料に対する微粉原料の平均粒径比率は、
実施例３が０．０２、実施例４が０．０５、実施例５が
０．１０、実施例６が０．１８、実施例７が０．０１、
実施例８が０．０３、実施例９が０．０６、実施例１０
が０．１１である。この場合に、実施例３〜６のそれぞ
れは、糖蜜を３．０重量％配合し、成品製造時に水分を
２．５重量％添加する原料配合条件とした。また、実施
例７〜１０のそれぞれは、糖蜜を３．５重量％配合し、
成品製造時に水分を３．０重量％添加する原料配合条件
とした。

【００２６】

【表１０】

【００２７】

【表１１】

【００２８】

【表１２】

【００２９】上記の表１〜１０に示す原料およびバイン
ダーを用いて、表１１，１２に示す配合で調合された混
合原料を使用した場合に、成型されたブリケット４５〜
２５ｍｍφにつき圧潰強度およびドラム強度（ＤＩ強
度）をそれぞれ調べた。それらの結果を図２〜図９にそ
れぞれ示す。 実施例１（焼結返鉱とダストとの混合原料）の結果 図２は、横軸に微粉配合量（重量％）をとり、縦軸にブ
リケットの圧潰強度（ｋｇ／ｐ）をとって、実施例１に
おける各種配合比率の原料につき圧潰強度の変化を調べ
た結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ａは成型後の
経過時間が１時間のときの結果を、曲線Ｂは成型後の経
過時間が２４時間のときの結果をそれぞれ示す。図から
明らかなように、微粉配合量の増加とともに圧潰強度は
増大する。また、経過時間が長くなるほど圧潰強度は増
大する。

【００３０】図３は、横軸に微粉配合量（重量％）をと
り、縦軸に成品ＤＩ強度（＋１５mm％）をとって、実施
例１における各種配合比率の原料につき成品ＤＩ強度の
変化を調べた結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ｃ
は成型後の経過時間が１時間のときの結果を、曲線Ｄは
成型後の経過時間が２４時間のときの結果をそれぞれ示
す。図から明らかなように、微粉配合量が１０〜４０重
量％の範囲で８０％以上の高いＤＩ強度が得られた。 実施例２（焼結篩下粉とダストとの混合原料）の結果 図４は、横軸に微粉配合量（重量％）をとり、縦軸にブ
リケットの圧潰強度（ｋｇ／ｐ）をとって、実施例２に
おける各種配合比率の原料につき圧潰強度の変化を調べ
た結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ｅは成型後の
経過時間が１時間のときの結果を、曲線Ｆは成型後の経
過時間が２４時間のときの結果をそれぞれ示す。図から
明らかなように、微粉配合量の増加とともに圧潰強度は
増大する。また、経過時間が長くなるほど圧潰強度は増
大する。

【００３１】図５は、横軸に微粉配合量（重量％）をと
り、縦軸に成品ＤＩ強度（＋１５mm％）をとって、実施
例２における各種配合比率の原料につき成品ＤＩ強度の
変化を調べた結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ｇ
は成型後の経過時間が１時間のときの結果を、曲線Ｈは
成型後の経過時間が２４時間のときの結果をそれぞれ示
す。図から明らかなように、微粉配合量が１０〜４０重
量％の範囲で８０％以上の高いＤＩ強度が得られた。 実施例３〜６（焼結返鉱と各種微粉との混合原料）の結
果 図６は、縦軸にブリケットの圧潰強度（ｋｇ／ｐ）をと
って、実施例３〜６の各種配合比率の原料につき圧潰強
度の違いを調べた結果を示すグラフ図である。図中、曲
線Ｊは成型後の経過時間が１時間のときの結果を、曲線
Ｋは成型後の経過時間が２４時間のときの結果をそれぞ
れ示す。図から明らかなように、平均粒径比率が小さく
なるに従って圧潰強度は増大する。とくに、実施例３の
ダスト配合原料（平均粒径比率が０．０２）、実施例４
のＭＢＲペレットフィード配合原料（平均粒径比率が
０．０５）、実施例５の砂鉄配合原料（平均粒径比率が
０．１０）では良好な結果が得られた。

【００３２】図７は、縦軸に成品ＤＩ強度（＋１５mm
％）をとって、実施例３〜６の各種配合比率の原料につ
き成品ＤＩ強度の違いを調べた結果を示すグラフ図であ
る。図中、曲線Ｌは成型後の経過時間が１時間のときの
結果を、曲線Ｍは成型後の経過時間が２４時間のときの
結果をそれぞれ示す。図から明らかなように、平均粒径
比率が小さくなるに従って成品ＤＩ強度は増大する。と
くに、実施例３及び４では８０％以上の高いＤＩ強度が
得られた。また、実施例５においても７０〜８０％程度
の高いＤＩ強度が得られた。なお、実施例５の砂鉄配合
原料と実施例６のＯＧダスト配合原料とは経過時間が長
くなると逆にＤＩ強度が低下した。 実施例７〜１０（焼結篩下粉と各種微粉との混合原料）
の結果 図８は、縦軸にブリケットの圧潰強度（ｋｇ／ｐ）をと
って、実施例７〜１０の各種配合比率の原料につき圧潰
強度の違いを調べた結果を示すグラフ図である。図中、
曲線Ｐは成型後の経過時間が１時間のときの結果を、曲
線Ｑは成型後の経過時間が２４時間のときの結果をそれ
ぞれ示す。図から明らかなように、いずれの実施例も良
好な結果が得られたが、とくに実施例８のＭＢＲペレッ
トフィード配合原料（微粉配合量が１５重量％、平均粒
径比率が０．０３）では４０％以上（１時間経過）およ
び６０％以上（２４時間経過）と他よりも高いＤＩ強度
がそれぞれ得られた。

【００３３】図９は、縦軸に成品ＤＩ強度（＋１５mm
％）をとって、実施例７〜１０の各種配合比率の原料に
つき成品ＤＩ強度の違いを調べた結果を示すグラフ図で
ある。図中、曲線Ｒは成型後の経過時間が１時間のとき
の結果を、曲線Ｓは成型後の経過時間が２４時間のとき
の結果をそれぞれ示す。図から明らかなように、実施例
７のダスト配合原料（平均粒径比率が０．０１）、実施
例８のＭＢＲペレットフィード配合原料（平均粒径比率
が０．０３）、実施例９の砂鉄配合原料（平均粒径比率
が０．０６）のいずれも８０％以上（１時間経過と２４
時間経過）の高いＤＩ強度がそれぞれ得られた。なお、
実施例１０のＯＧダスト配合原料では経過時間が長くな
ると逆にＤＩ強度が低下したが、それでも７０％以上
（２４時間経過）の高いＤＩ強度が得られた。

【００３４】

【発明の効果】本発明方法によれば、成型性及び成品強
度等を低下させることなく、焼結返鉱、焼結篩下粉、ダ
スト等を塊成化し、諸特性に優れた良好な非焼成塊成鉱
を製造することができる。

【００３５】また、焼結返鉱、焼結篩下粉、ダストとい
った本来循環再処理、再焼成を行っていた原料を塊成化
し、これを高炉等の原料として使用することができるた
め、焼結コスト及び各種原単位の低減、焼結設備費、保
全コストの削減を達成することができる。さらに、資源
の有効活用、環境保全への貢献といった波及効果をもた
らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る非焼成塊成鉱の製造方法
を示すプロセスフロー図。

【図２】本発明方法の実施例１における成品の圧潰強度
を示すグラフ図。

【図３】本発明方法の実施例１における成品のドラム
（ＤＩ）強度を示すグラフ図。

【図４】本発明方法の実施例２における成品の圧潰強度
を示すグラフ図。

【図５】本発明方法の実施例２における成品のドラム
（ＤＩ）強度を示すグラフ図。

【図６】本発明方法の実施例３〜６における成品の圧潰
強度を示すグラフ図。

【図７】本発明方法の実施例３〜６における成品のＤＩ
強度を示すグラフ図。

【図８】本発明方法の実施例７〜１０における成品の圧
潰強度を示すグラフ図。

【図９】本発明方法の実施例７〜１０における成品のＤ
Ｉ強度を示すグラフ図。

【図１０】従来の焼結鉱の製造工程を説明するためのプ
ロセスフロー図である。

【符号の説明】

３１，３２，３３，３６，４３…配合槽、３４，３５…
ミキサー、３７…混合機、３８…バインダ添加設備、４
０…成型機、４１…成品槽、４２…振盪篩

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 純幸 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 (72)発明者 脇元 一政 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 (72)発明者 酒井 敦 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 (72)発明者 根本 謙一 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 (72)発明者 上田 稔 京都府京都市中京区新町通四条上ル小結棚 町429番地 株式会社ケイハン内 (72)発明者 大溝 潔 京都府京都市中京区新町通四条上ル小結棚 町429番地 株式会社ケイハン内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結返鉱または焼結篩下粉（高炉成品篩
   下粉、庫下品）の１種あるいは２種と、これより相対的
   に粒度の細かいダストの混合粉に、１〜６重量％の糖蜜
   あるいは前記量の糖蜜を含有した希釈液をバインダーと
   して添加して混練し、成型機にて１ｍｍ以上に塊成化す
   る際に、混合原料中のダスト配合量を焼結返鉱または焼
   結篩下粉の総量に対して１０〜４０重量％となるように
   調整することを特徴とする非焼成塊成鉱の製造方法。
2. 【請求項２】 混合原料中の粗粒分としての焼結返鉱ま
   たは焼結篩下粉に対する混合原料中の微粉分としてのダ
   ストの平均粒径比率を０．１以下とすることを特徴とす
   る請求項１記載の非焼成塊成鉱の製造方法。