JPH0742519B2

JPH0742519B2 - 高炉用原料の事前処理方法

Info

Publication number: JPH0742519B2
Application number: JP17708686A
Authority: JP
Inventors: 清小島; 博黒川; 淳介春名
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPS6333526A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、鉄鉱業における銑鉄製造方法に関するもので
あり、更に詳しくは粉状鉄鉱石を塊成化し溶鉱炉用原料
とし、これにより銑鉄を製造する方法に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術現在、製鉄業における銑鉄製造方法としては、溶鉱炉法
によるものが主流である。その原料としては、そのまま
高炉に装入できる塊状鉄鉱石及び何らかの方法で塊成化
した後、高炉に装入する粉状鉄鉱石の２者に大別され、
このうち、後者（粉状鉄鉱石）が７〜８割方を占めてい
る。従って、銑鉄の製造のためには、粉状鉄鉱石の塊成
化が不可欠であり、粉状鉄鉱石を能率的に、高品質に低
コストで塊成化することが銑鉄製造の使命を制するとい
っても過言ではない。

しかるに、従来の粉状鉄鉱石の塊成化方法としては、焼
結法によるものが一般的であった。即ち、粉状鉄鉱石に
石灰石等の副原料及び燃料として粉コークスを混合し
て、水を添加して造粒し、これを焼成する方法によるも
のである。

一方、焼結法によらずセメント等の結合剤を粉状鉄鉱石
に添加し、これをペレット化またはブリケット化する非
焼成塊成法も古くから知られている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点昨今の原料事情から日本に輸入される粉状鉄鉱石として
は、その粒度が小さく、また成分としてはAl₂O₃含有量
が高いものが漸増傾向となってきており、このような粉
状鉄鉱石を用いて、焼結鉱を製造した場合、粒度が小さ
いことに起因する生産能率の低下及びAl₂O₃含有量が高
いことに起因する焼結鉱品質、特に還元粉化率（RDI）
・常温強度の悪化、歩留の低下が顕著となり、粉コーク
ス原単位や電力原単位等粉状鉄鉱石塊成化コストの上昇
のみならず溶鉱炉の操業変動、燃料比上昇を引き起こ
し、大きな問題となりつつある。

このような問題を解決するための従来技術として、特開
昭60−138020号に示されるように、粉状鉄鉱石のうち、
Al₂O₃含有量の高いものを２〜4mmの篩分け機で分級し、
その篩下については、事前にディスク型ペレタイザー等
の造粒機に送り２〜5mmのサイズまでに造粒し、これを
他原料と共に混合造粒し、焼結機に供給する方法が提案
されている。

しかしながら、この方法は、生産能率の向上、焼結鉱品
質の改善効果は必ずしも十分であるとは言えず現在及び
今後の原料事情に充分対応できるものではないと考えら
れる。

また非焼成塊成法においては、鉄鉱石中の結晶水、セメ
ント等バインダーの結合水及び付着水分を含有し、高炉
に装入されてから蒸発潜熱を奪うために、高炉の燃料比
上昇・操業変動の原因となるために、一般的な高炉用原
料の塊成化方法とは成り得なかった。

（ニ）問題点を解決するための手段および作用本発明の要旨は、前記問題点を解決するために、高炉用
原料として用いる鉄鉱石のうち、Al₂O₃含有量の高い粉
鉱石の一部或は全部を１ないし4mmの篩分け機で分級
し、その篩下を非焼成塊成鉱用原料、篩上を焼結鉱用原
料として他の原料と共にそれぞれ塊成化処理して、高炉
に装入することを特徴とする高炉用原料の事前処理方法
である。

本発明方法によれば、焼結鉱および非焼成塊成鉱双方の
改善が可能になり、その結果、効率的に銑鉄を製造する
ことが可能となる。

本発明の作用を順を追って説明すると、まず本発明者ら
は、焼結鉱製造の生産性とその品質について鋭意研究を
重ねた結果、これらに悪影響を及ぼすものが、Al₂O₃含
有量の高い赤鉄鉱・褐鉄鉱系粉鉱石であり、その中で
も、特に、Al₂O₃成分の偏在している微粒部分が著しい
悪影響を及ぼすことが明らかになった。これを実験例を
用いて説明すると、第２図は、第１表に掲げる平均組成
を持つAl₂O₃含有量の高い豪州産粉鉱石A,B,C及び印度産
粉鉱石Ｄについて、粒度別に成分分析を行った結果であ
るが、微粒になるほどAl₂O₃含有量が高くなっている。

Al₂O₃分は、焼結過程において、融液生成開始温度を高
め、焼結反応の進行に悪影響を与えるものと考えられる
ので、これを焼結用原料から除外すれば焼結鉱の品質・
生産性が改善されるものと考え、内径300mmψ，層高400
mmHの小型鍋実験装置により実験してみたところ、第３
図に示すような結果が得られた。

即ち、基準条件Ａは、Al₂O₃含有量の高い赤鉄鉱系・褐
鉄鉱系粉鉱石を全原料に対して45％含んだ粉鉱石原料に
副原料と粉コークスを添加して焼成した実験条件であ
り、一方実験条件B₁,B₂,B₃,B₄,B₅はAl₂O₃含有量の高い
粉鉱石をそれぞれ、1mm,2mm,3mm,4mm,5mmで分級し、そ
れぞれ篩上のみを他の粉鉱石、副原料と共に粉コークス
を添加して、焼成した条件である。基準条件Ａに対し、
微粉部を除去したB₁〜B₅条件では生産能率が向上し、焼
結鉱強度が向上し、還元粉化指数が低下した。

B₁からB₅に行くにしたがって除去されるAl₂O₃分の高い
鉱石量が増すために生産能率・品質の改善効果が増加し
ていくが、4mmの分級即ちB₄でその効果はほぼ飽和す
る。また実際に改善効果の大きいのは3mm分級までであ
る。

一方、非焼成塊成鉱側から見ると、次の作用がある。

非焼成塊成法としては、コールドペレット法及びコール
ドブリケット法があるが、これらに供給される粉鉱石の
粒度は、通常、10mm以下であったものが、本発明法によ
れば、１ないし4mm以下の粒度で供給されることとな
る。そのためコールドペレット法においては、第５図に
示すようにボールミルにより微粉砕する電力原単位の低
減が可能になり、また、微粉部に偏在していたAl₂O₃分
は、カオリナイト等の粘土成分であるために、ペレット
の造粒性を著しく向上させ、同じく第５図に示すよう
に、造粒歩留、生ペレットの落下強度・圧潰強度が向上
する。

コールドブリケット法においても、同じくブリケットマ
シン或はロール成形機に供給される粉鉱石の上限サイズ
が10mmから１ないし4mmに下がるために、成形の電力原
単位が低減できるほか、成型歩留・成形物のシャッター
強度が向上する（第４図）。

さらに、非焼成塊成鉱の問題としては、セメント等の結
合剤由来の結晶水および鉄鉱石由来の結晶水が高炉内で
分解吸熱を起こし、燃料比の上昇や操業不安定化の原因
になることがあった。

しかるに、本発明法によれば、コールドペレット、コー
ルドブリケットにおける造粒性、成型性が向上するため
に、添加結合剤の量を減らすことが出来、したがって結
合剤由来の結晶水を低減させることが出来る。

また、コールドブリケットにおいては、Al₂O₃含有率の
高い粉鉱石のトップサイズと離成型性かつ結晶水含有量
の低いペレットフィードの配合可能量との間には、第６
図に示すような関係があり、Al₂O₃含有量の高い粉鉱石
のトップサイズが小さいほど、ペレットフィードを高配
合でき、それに応じてブリケット中の結晶水も低減させ
ることが出来る。

以上に述べた如く、本発明方法によれば、焼結の生産性
と品質を向上させかつ、コールドペレット、コールドブ
リケットの電力費低減・強度向上および含有水分の低減
に寄与することにより、効率的かつ安価な高炉用原料の
事前処理方法となる。

（ホ）実施例第１図は本発明によって事前処理を行うフローを示した
もので、ペレットフィード２、Al₂O₃含有量の高い赤鉄
鉱３、および鏡鉄鉱系粉鉱石４のそれぞれ全部、又は一
部を分級機５で１乃至4mmに分級し、その篩下を非焼成
塊成鉱製造装置９へ、篩上を焼結鉱製造装置６へそれ以
外の粉状鉄鉱石と共に供給した。

焼結鉱製造設備６ではコークス７、副原料８を配合して
焼結鉱を製造し、非焼成塊成鉱製造装置９ではバインダ
ー10、副原料11を添加して塊成鉱を製造した。

これらを塊鉱石、輸入レペレット類１と共に溶鉱炉12に
装入して銑鉄を製造した。

以下に１乃至4mmの各分級サイズの具体的な実施例を、
また比較例として、粉状鉄鉱石を全量焼結機により塊成
化して溶鉱炉に装入した例、及び粉状鉄鉱の一部を分級
せず、そのままコールドペレット化、或はコールドブリ
ケット化し、残りを焼結鉱とし、これらを焼成ペレット
塊鉱石と共に溶鉱炉に装入し銑鉄を製造した例を説明す
る。

第２表にその実施仕様、第３表にその製造結果を示す。

〔実施例１〕赤鉄鉱系粉状鉄鉱石を3mmで分級し、3mm以上を他の鏡鉄
鉱、褐鉄鉱と共に焼結機に供給し、石灰石等の副原料・
粉コークスを添加して焼結鉱とした。

一方、3mm以下はペレットフィードと共に、セメントを
バインダーとしてコールドペレット製造設備によりコー
ルドペレットとした。このコールドペレットは、ヤード
で養生させた後、焼結機クーラー排風により乾燥させ
た。

これら、焼結鉱、コールドペレットを焼成ペレット、塊
鉱石と共に溶鉱炉に投入し、銑鉄を製造した。

〔実施例２〕褐鉄鉱系粉状鉄鉱石の一部及び赤鉄鉱系粉状鉄鉱石の一
部を3mmで分級し、3mm以上を他の鏡鉄鉱、褐鉄鉱、赤鉄
鉱系粉状鉄鉱石と共に焼結機に供給し、石灰石等の副原
料・粉コークスを添加して焼結鉱とした。

一方3mm以下はペレットフィードと共に、バインダーと
して2CaO・SiO₂を、還元促進剤として粉コークスを、ま
た塩基度調整剤として石灰石の一部を添加して、コール
ドペレットとした。このコールドペレットは、溶鉱炉の
熱風炉排ガスにより急速養生および乾燥させた。

〔実施例３〕褐鉄鉱系粉状鉄鉱石の一部及び赤鉄鉱系粉状鉄鉱石を2m
mで分級し、2mm以上を鏡鉄鉱及び褐鉄鉱と共に焼結機に
供給し、石灰石等の副原料・粉コークスと共に焼結鉱と
した。

一方、2mm以下は、ペレットフィードと共にセメントを
バインダーとしてコールドブリケットとした。このコー
ルドブリケットはヤードで養生させた後、焼結機クーラ
ー排風により乾燥させた。

これら焼結鉱、コールドブリケットを焼成ペレット、塊
鉱石と共に溶鉱炉に投入し、銑鉄を製造した。

コールドブリケットは異形であり、かつ、水分含有量が
少ないので、溶鉱炉に29.8％まで配合使用が可能であっ
た。

〔実施例４〕赤鉄鉱系粉状鉄鉱石、及び褐鉄鉱系粉状鉄鉱石の一部を
1mmで分級し、1mm以上を、鏡鉄鉱、褐鉄鉱と共に焼結機
に供給し、石灰石等の副原料、粉コークスと共に焼結鉱
とした。

一方1mm以下は、ペレットフィードと共に2CaO−SiO₂を
バインダーとしてコールドブリケットとした。このコー
ルドブリケットは、焼結機クーラー排ガスで予備乾燥し
た後、溶鉱炉の熱風炉排ガスにより、急速養生・乾燥さ
せた。

これら、焼結鉱、コールドブリケットを焼成ペレット、
塊鉱石と共に溶鉱炉に投入し銑鉄を製造した。コールド
ブリケットは異形であり、かつ、水分含有量が低く、ま
た内装コークス添加による還元促進効果もあいまって、
35％まで配合使用が可能であった。

〔比較例１〕鏡鉄鉱、褐鉄鉱、赤鉄鉱系粉状鉄鉱石およびペレットフ
ィードに、石灰石等の副原料、粉コークスを添加し、焼
結鉱とし、他の焼成ペレット、塊鉱石と共に、溶鉱炉に
投入し銑鉄を製造した。

〔比較例２〕赤銑鉱系粉状鉄鉱石の一部と、ペレットフィードの一部
をセメントをバインダーとして、コールドペレットとし
た。なお、内装コークスを添加し、養生は、屋外ヤード
で行った。残りの鏡鉄鉱、褐鉄鉱および赤鉄鉱の一部
は、石灰石等の副原料と粉コークスと共に焼結鉱とし
た。

これらコールドペレット、焼結鉱を焼成ペレット、塊鉱
石と共に溶鉱炉に投入し、銑鉄を製造した。

〔比較例３〕赤鉄鉱系粉状鉄鉱石の一部とペレットフィードの一部を
2CaO−SiO₂をバインダーとして、コールドブリケットと
した。なお、養生は、溶鉱炉熱風炉排ガスを用いて、急
速養生し、併せて乾燥を行った。残りの粉状鉄鉱石は、
石灰石等の副原料・粉コークスと共に焼結鉱とした。

これら、焼結鉱、コールドブリケットを焼成ペレット・
塊鉱石と共に溶鉱炉に投入し、銑鉄を製造した。

第３表からも明らかの如く、本発明法は従来法に比べ、
焼結鉱製造においては、燃料、電力原単位が低く、成品
歩留、成品強度、生産率においても優れ、又非焼成塊成
鉱の製造においても、原料の粉砕、混練、造粒、或は成
形の電力原単位が低く、造粒、成形の歩留、成品強度に
優れ、バインダー及び含有水分を低減できた等高炉用原
料の事前処理において優位性を得ることができた。

（ヘ）発明の効果以上に示した如く、本発明方法によれば、昨今及び今後
の粉状鉄鉱石の微粉化および高Al₂O₃化の趨製に対し
て、該粉状鉄鉱石の塊成化作業を容易ならしめ、処理コ
ストを低減するとともに、非焼成塊成鉱の欠点である含
有結晶水を低減し、かつ焼結鉱品質を向上させることに
より、銑鉄をより効率的に安定して製造することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法により、粉状鉄鉱石を塊成化し、
溶鉱炉により銑鉄を製造するフロー図。第２図は、Al₂O
₃含有量の高い鉱石における粒径毎のAl₂O₃含有量分布グ
ラフ。第３図は、本発明方法による焼結の品質と生産率
の向上効果を示す図。第４図は、本発明方法による非焼
成ブリケットの品質と操業成績の向上効果を示す図。第
５図は、本発明方法による非焼成ペレットの品質と操業
成績の向上効果を示す図。第６図は、非焼成ブリケット
に使用するAl₂O₃含有率の高い鉱石の粒度範囲とペレッ
トフィード配合可能割合、ブリケット中の結晶水割合の
関係を示す図である。１……塊鉱石、輸入ペレット類２……ペレットフィード３……Al₂O₃含有量の高い赤鉄鉱褐鉄鉱系粉鉱石４……鏡鉄鉱系粉鉱石、５……１乃至4mm分級機６……焼結機、７……コークス８……副原料９……非焼成ペレットまたは非焼成ブリケット製造設備 10……バインダー、11……副原料 12……溶鉱炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉用原料として用いる鉄鉱石のうち、Al
₂O₃含有量の高い粉鉱石の一部或は全部を１ないし4mmの
篩分け機で分級し、その篩下を非焼成塊成鉱用原料、篩
上を焼結鉱用原料として、他の原料と共にそれぞれ塊成
化処理して、高炉に装入することを特徴とする高炉用原
料の事前処理方法。