JPH0774394B2 - 焼結原料の事前処理方法 - Google Patents

焼結原料の事前処理方法

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JPH0774394B2
JPH0774394B2 JP61034862A JP3486286A JPH0774394B2 JP H0774394 B2 JPH0774394 B2 JP H0774394B2 JP 61034862 A JP61034862 A JP 61034862A JP 3486286 A JP3486286 A JP 3486286A JP H0774394 B2 JPH0774394 B2 JP H0774394B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被還元性、耐還元粉化性および冷間強度に優
れた自溶性燃結鉱製造のための原料事前処理方法に関
し、特に、成品焼結鉱の被還元性および冷間強度を損な
うことなく、耐還元粉化性をさらに改善することのでき
る焼結原料の事前処理方法に関する。
〔従来の技術〕
自溶性焼結鉱は、周知のとおり、鉄鉱石、コークス等の
原料の石灰石を添加して配合した原料を焼成することに
より、石灰石の分解とスラグ化を行なって焼結せしめる
ことによって製造される。ところが、被還元性、耐還元
粉化性および冷間強度の3つの品質をすべて備えた成品
を得ることは容易でない。すなわち、耐還元粉化性を改
善すれば冷間強度もしくは被還元性が悪化するため、こ
の3つの品質を同時に改善することが困難であることに
よる。
この焼結鉱の3つの品質について成品CaO成分でみる
と、第1図に示すような関係がある。すなわち、冷間強
度にCaO成分の増加とともに改善され、耐還元粉化性はC
aO成分が15wt%付近で最低点となり、被還元性はCaO成
分が6wt%付近で最低点となる。一方、高炉で使用する
焼結鉱の場合は、高炉の制限からCaO成分は6.5〜12wt%
程度に抑えられている。従って、高炉用焼結鉱のCaO成
分6.5〜12wt%の範囲内では、CaO成分量を変更しても、
前記3つの品質を同時に改善することは困難である。
ところが、高炉の要求するCaO成分はマクロ的なもので
あり、一方品質を決定するCaO成分はミクロ的なもので
ある。そこで、焼結鉱のミクロ的なCaO成分を高い側と
低い側とに分けて偏在させるとともに、マクロ的には高
炉の要求するCaO成分となるような焼結鉱を製造し、焼
結鉱還元性状(被還元性および耐還元粉化性)を改善す
る方法が、たとえば、特開昭60−162734号により提案さ
れている。
この方法は、焼結原料事前処理において、CaO成分の高
い擬似粒子とCaO成分の低い擬似粒子とを作成し、これ
ら2種類の擬似粒子を混合焼成することにより、CaO成
分をミクロ的に偏在せしめ、成品還元粉化の最大原因で
ある2次ヘマタイトとカルシウムフェライトの共存組織
の形成を防止して、冷間強度および被還元性を維持しつ
つ耐還元粉化性を改善しようとするものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来の方法は、CaO成分をミクロ的に偏在させ、こ
れにより2次ヘマタイトとカルシウムフェライトの共存
組織形成を防止する点において、耐還元粉化性改善の効
果を有するものである。ところが、成品冷間強度を維持
するためには、結合ボンドとなるCaO成分をマクロ的に
分散させる必要があり、高CaO成分擬似粒子と低CaO成分
擬似粒子とを混合させる必要があった。しかし、これら
高CaO成分擬似粒子と低CaO成分擬似粒子との混合過程に
おいて、これら擬似粒子の一部分に崩壊が生じる。これ
が再造粒されると、擬似粒子間のCaO濃度偏在が弱まる
こととなり、所期の目的である2次ヘマタイトとカルシ
ウムフェライトの共存組織防止効果が少なくなり、耐還
元粉化性改善の効果が低下する問題がある。
そこで、本発明の主たる目的は、高CaO擬似粒子と低CaO
擬似粒子の混合過程での擬似粒子崩壊を防止して、より
強固な擬似粒子の形成を図るとともに、高CaO擬似粒子
と低CaO擬似粒子の焼成過程におけるCaO同化反応抑制の
ために径の大きな擬似粒子を形成せしめることによっ
て、マクロ的にはCaO組成は均一となり、ミクロ的にはC
aO成分が偏在し、もって被還元性・冷間強度の低下の防
止を図りつつ、耐還元粉化性の優れた焼結鉱の製造を達
成できる焼結原料の事前処理方法を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
CaO成分が6.5〜12.0wt%の高炉用焼結鉱を製造するに際
して、 Al2O3を2wt%以上含む鉄鉱石と石灰石とペレットフィー
ド鉄鉱石との3種類を含むA系原料において、そのA系
原料中の前記各原料要素がそれぞれ20wt%以上とし、か
つ後記B系原料よりもCaO濃度が高くなるように配合し
たものを事前に混合・調湿・造粒処理し、 他方で別途残原料としてのB系原料を事前に混合・調湿
・造粒処理し、 その後A系原料処理物/B系原料処理物の乾燥重量比を15
/85〜50/50となるよう混合し、焼結に供することを特徴
とするものである。
また、第2発明は、CaO成分が6.5〜12.0wt%の高炉用焼
結鉱を製造するに際して、 Al2O3を2wt%以上含む鉄鉱石と粒度0.25mm以下のものが
35wt%以上である石灰石とペレットフィード鉄鉱石との
3種類を含むA系原料において、そのA系原料中の前記
各原料要素がそれぞれ20wt%以上とし、かつ後記B系原
料よりもCaO濃度が高くなるように配合したものを事前
に混合・調湿・造粒処理し、 他方で別途残原料としてのB系原料を事前に混合・調湿
・造粒処理し、 その後A系原料処理物/B系原料処理物の乾燥重量比を15
/85〜50/50となるよう混合し、焼結に供することを特徴
とするものである。
〔作用〕
本発明者らは、CaO濃度が異なる擬似粒子の高湿状態に
おける溶融流動状態を調査した結果、第2図のように、
CaO濃度に応じて変化することを知見した。すなわち、C
aO成分が18wt%以上では、きわめて流動性が良好である
のに対して、CaO成分が低い状態では溶融性がきわめて
悪い。そこで、本発明者らは、高CaO成分の擬似粒子は
粒子自体が溶融し融液が流動化できるのに対して、低Ca
O成分の擬似粒子は粒子自体が溶融流動化することは困
難で、高CaO擬似粒子が溶融した融液と低CaO擬似粒子の
外周とが反応することによって、溶融し冷却して焼結す
るという反応機構があると考えた。したがって、高CaO
擬似粒子径を大きくしても溶融性に問題はないのに対し
て、低CaO擬似粒子径を大きくし過ると、低CaO擬似粒子
の内部は未反応状態で残り、冷間強度の低下をもたら
す。一方で、CaO成分の原料段階でのミクロ偏在を強化
するためには、擬似粒子径を大きくすればよいが、上記
観点からは、高CaO擬似粒子および低CaO擬似粒子の径を
共に増大させることには問題があることが判る。
そこで、本発明に従って、高CaO擬似粒子の方集中的に
たとえば2〜10mm程度の大径化を図る一方で、低CaO擬
似粒子の径を小さくすると、低CaO擬似粒子内部での上
記未反応を解消できるとともに、CaO成分の原料段階で
のミクロ偏在も併せて達成できる。
また、本発明では、高CaO成分側(A系原料)と低CaO成
分側(B系原料)とに分類し、それぞれ別々に混合・調
湿・造粒し、その後これらを混合して焼結するようにし
てある。これに対して、従来のように、どちらか一方が
わだけを混合・調湿・造粒し、その後残原料と共に混合
・調湿・造粒する方法では、高CaO擬似粒子周囲に低CaO
成分のものが取り囲んでしまい、初期の目的であるCaO
成分のミクロ的偏在を達成できない。しかるに、本発明
法では、別々に混合・調湿・造粒しているので、ミクロ
的偏在を確実に達成できる。
〔発明の具体例〕
以下本発明をさらに詳説する。
Al2O3を2wt%以上含む鉄鉱石と石灰石とペレットフィー
ド鉄鉱石との3種類を含むA系原料(高CaO成分原料)
と、残原料たるB系原料(低CaO成分原料)とに分けて
おく。
A系原料としては、径の大きなかつ強固な擬似粒子を形
成させるために、粘着性の良好な鉄鉱石および擬似粒子
外周部に付着し造粒成長し易い微粉鉱石を選択するのが
望まれる。配合される焼結原料銘柄から選べば、Al2O3
が2wt%以上含む高アルミナ鉄鉱石、ペレットフィード
鉄鉱石(ほぼ−0.25mm以下粒度が80wt%以上)が用いら
れる。このペレットフィード鉄鉱石が良好である理由は
前記の粒度をもつ微粉であるためであり、Al2O3が2wt%
以上含む高アルミナ鉄鉱石が良好である理由は、アルミ
ナ成分の源となる粘土成分が多く含まれ粘着性を高める
からである。特に鉄鉱石中のAl2O3が2wt%を超えると、
粘着性が大巾に改善される。
以上の理由から、高CaO擬似粒子の形成を図るA系処理
銘柄選択にあたって、CaO源として石灰石、造粒成長さ
せるのに必要な微粉鉱石としてペレットフィード鉄鉱
石、擬似粒子形成のバインダーとして高アルミナ鉄鉱石
が用いられる。これらの銘柄のどれか一つが欠けても改
善効果が少い。また、これらの銘柄がA系原料中に20wt
%以上含まれていないと、同様に効果が少い。使用する
石灰石の粒度に関しては、0.25mm以下のものが35wt%以
上有する細粒のものが、耐還元粉化性の改善効果が大き
い。なお細粒径の石灰石の方が改善効果が大きい理由は
A系擬似粒子内での分散が良く粗粒径使用に較べ溶融性
が良好なためであることと石灰石が微粉であるためより
造粒が進むためである。また、石灰石の一部代替とし
て、石灰石や消石灰を用いてもよい。
一方、これらのA系原料の混合・調湿・造粒のA系処理
に当って、微粉量が多く、また求める造粒物の径もでき
る限り、大きなものが望まれる。しかるに、通常用いら
れるドラムミキサやパンペレタイザーによる処理では、
造粒に関しては問題は無いものの、混合・調湿に関して
は設備への付着や造粒ムラが発生し、望まれる均一分散
組成で強固な径の大きな造粒物を形成するには適してい
ない。これに対して、粘着性が高く、微粉比率の高い原
料を効率よく混合・調湿するためには、ミキサー内部に
装入された撹拌棒がミキサー運動とは別に70rpm以上の
回転数で撹拌し、中の原料を撹拌する機能を有する高速
撹拌キミサー、たとえばアイリッヒミキサー(商品名)
が、短時間に微粉を多く含む原料を大量に混合・調湿す
るのに優れており、また造粒に関しても適している。
高速撹拌キミサーによる混合・調湿・造粒後、もし必要
ならば2段目の造粒を行ってもよい。この2段目の造粒
には、ドラムミキサーで十分である。また、B系原料の
混合・調湿・造粒には、高速撹拌キミサーでもよいが、
ドラムミキサーを1段または2段設けるもので十分であ
る。
本発明におけるB系原料としては、その他の鉱石、返鉱
や粉コークス等を挙げることができる。
他方、第2図に示すように、A系原料中のCaO成分濃度
は18wt%以上であるが、前述のように、高炉使用焼結鉱
のCaO成分濃度は高炉がわの要求から6.5〜12wt%の範囲
に抑えられているので、A系原料処理物/B系原料処理物
の混合重量比は15/85〜50/50とするのが望ましい。この
混合重量比をもって混合するが、この場合の混合機とし
ては、ソフトな混合できるものであれば限定されず、た
とえばドラムミキサーを用いることができる。また、も
し焼結パレット装入までの搬送過程において、ハンドリ
ングが多ければ、これを利用して混合してもよく、この
場合、混合機を省略することもできる。
最終的な混合物は焼結に供される。
〔実施例〕
次に実施例を示し、本発明の効果を明らかにする。
本実施例では、直径300mmφ、高さ500mmの焼結試験鍋装
置を用い、表1に示す条件で焼成を行った。試験に用い
た原料物性を表2に、造粒フローを第3図に、配合条件
を表3〜表7にそれぞれ示した。なお、第3図におい
て、1はドラムミキサー、2は高速撹拌ミキサーとして
のアイリッヒミキサーを示す。また、表2等において、
SFは焼結フィード、PFはペレットフィードを意味する。
かくして、本発明に係る、変動要素について、種々の検
討を行った。これを以下に述べる。
(A系処理にペレットフィードを添加する効果) 表−8に示す条件で焼成テストを行い、得られた成品に
ついて品質テスト(RDI,RI,TI)を実施した。その結果
表−8に示すように従来の高アルミナ鉱石と石灰石(返
鉱)のA系処理に較べ、微粉であるペレットフィードの
添加によりRDIの品質改善効果がより著るしいのがわか
る。
(A系処理鉄鉱石が高アルミナ鉱である効果) バインダーとなるA系処理鉄鉱石の銘柄を変更して、そ
の品質改善効果を調査した。その結果、表−9に示すご
とく高Al2O3鉱石程、RDIの改善効果は著るしくA系処理
鉄鉱石のAl2O3の組成が2.0以上であることが望ましいこ
とがわかる。
(A系処理鉱石の配合比率適正化効果) 次に石灰石と高Al2O3鉱とペレットフィード鉄鉱石のA
系処理における配合比率の検討を行った。その結果、表
−10、表−11に示すごとく、石灰石が20%未満であれば
CaO組成の偏在を達成できないことから、また高Al2O3
が20%未満であればバインダ不足から、ペレットフィー
ド鉱が20%未満であれば造粒成長させる微粉不足から、
高CaO組成の粗大な擬似粒子を形成できず、還元粉化性
の改善効果は低下する。したがって、これら3つの銘柄
は、A系処理原料内において、各各20wt%以上存在する
ことが望ましいことが判る。
(A系処理における高速撹拌ミキサーの選択および事前
処理フロー効果) 次に高速撹拌ミキサーの混合・調湿における機能改善に
より品質改善効果の上がることを検討した。その結果表
−12に示すごとくペレットフィードの含まれるA系処理
において高速撹拌ミキサーを用いることによって還元粉
化性の改善効果が上がることが理解できる。またA系、
B系共に別別に造粒した後、混合することが重要である
ことが理解される。
(石灰石粒度の細粒化による効果) 石灰石粒度を変更して品質改善効果への影響を調査し
た。結果を表−13にまとめる。その結果石灰石粒度が微
粉である程、耐還元粉化性の改善効果が大きく、特に石
灰石粒度−0.25mm微粉が35wt%以上の時改善効果が著る
しい。
(総合的結果) 本発明法によると、表14に示すように、RDIの改善効果
がきわめて大きくなる。
〔発明効果〕 以上の通り、本発明によれば、強固でかつ径の大きな擬
似粒子を形成できるとともに、被還元性、冷間強度およ
び耐還元粉化性の3特性が共に優れた焼結鉱を製造でき
る。
ちなみに、本発明法に従えば、少くとも通気性(生産
性)で約20%、還元粉化性で約5%の改善効果がもたら
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は焼結鉱の特性と成品CaO wt%との関係図、第2
図はCaO濃度と溶融流動性との関係図、第3図(a)〜
(e)は実施例の造粒フロー図である。
フロントページの続き (72)発明者 高田 耕三 茨城県鹿島郡鹿島町大字光3番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭61−113730(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CaO成分が6.5〜12.0wt%の高炉用焼結鉱を
    製造するに際して、 Al2O3を2wt%以上含む鉄鉱石と石灰石とペレットフィー
    ド鉄鉱石との3種類を含むA系原料において、そのA系
    原料中の前記各原料要素がそれぞれ20wt%以上とし、か
    つ後記B系原料よりもCaO濃度が高くなるように配合し
    たものを事前に混合・調湿・造粒処理し、 他方で別途残原料としてのB系原料を事前に混合・調湿
    ・造粒処理し、 その後A系原料処理物/B系原料処理物の乾燥重量比を15
    /85〜50/50となるよう混合し、焼結に供することを特徴
    とする焼結原料の事前処理方法。
  2. 【請求項2】CaO成分が6.5〜12.0wt%の高炉用焼結鉱を
    製造するに際して、 Al2O3を2wt%以上含む鉄鉱石と粒度0.25mm以下のものが
    35wt%以上である石灰石とペレットフィード鉄鉱石との
    3種類を含むA系原料において、そのA系原料中の前記
    各原料要素がそれぞれ20wt%以上とし、かつ後記B系原
    料よりもCaO濃度が高くなるように配合したものを事前
    に混合・調湿・造粒処理し、 他方で別途残原料としてのB系原料を事前に混合・調湿
    ・造粒処理し、 その後A系原料処理物/B系原料処理物の乾燥重量比を15
    /85〜50/50となるよう混合し、焼結に供することを特徴
    とする焼結原料の事前処理方法。
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