JPH1112626A

JPH1112626A - 還元鉄の製造方法

Info

Publication number: JPH1112626A
Application number: JP17268297A
Authority: JP
Inventors: Takazo Kawaguchi; 尊三川口; Yoshihisa Nakamura; 義久中村; Koichi One; 公一大根; Yasuo Kamei; 康夫亀井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-19
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: JP3837845B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度の成形物を用い、高い金属化率の還元鉄
を製造する方法を提供する。【解決手段】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物をダ
ブルロール圧縮機で圧縮成形し、回転炉床上に装入し、
焼成して還元鉄を製造するに際し、粉状鉄原料として、
Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ を４．０〜１０．０ｍａｓｓ％含
有する原料を用い、または前記混合物として、適正な粒
度構成、例えば、粒径が０．１〜１ｍｍのものを４０ｍ
ａｓｓ％以上とした混合物、（粉状鉄原料のメディアン
粒径）／（粉状固体還元剤のメディアン粒径）が１／３
以下もしくは３／１以上の混合物、（累積篩下３０％比
率粒径）／（累積篩下７０％比率粒径）が１／３以下の
混合物、または、粉状固体還元剤として、水分が６ｍａ
ｓｓ％以上で、粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下のもの
を５０ｍａｓｓ％以上含有する石炭を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉状の鉄鉱石や鉄
分を含んだダスト、スラッジ、スケール等の粉状鉄原料
と石炭、コークス等の粉状固体還元剤とを混合した原料
を炉床が水平に回転移動する加熱炉に装入して還元鉄を
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、粉状の鉄鉱石と粉状固体還元剤と
を混合して塊成化し、これを炉床が水平に回転移動する
加熱炉床（以下、「回転炉床」といい、この炉床を有す
る炉を「回転床炉」という）に装入して還元鉄を製造す
る技術が注目されている。

【０００３】この回転床炉は古くからあるロータリーキ
ルン炉とは異なり、設備コストが安価であるのが特徴で
あるが、一方、炉床が水平に回転するために原料の装入
および製品の排出に配慮が必要である。その技術の代表
的なものとしては、粉状の鉄鉱石と固体還元剤とを混合
して塊成化物（ペレット）となし、これを高温に加熱す
ることにより鉄鉱石中の酸化鉄を還元して固体状金属鉄
とする技術がある（例えば、米国特許第３，４４３，９
３１号明細書、特開平７−２３８３０７号公報）。

【０００４】図１は、加熱を回転床炉を用いて行う従来
の還元鉄の製造プロセスの一例の概略図である。図示す
るように、粉鉄鉱石と粉石炭にバインダーとしてのベン
トナイトを添加し、混練機で、さらに水分とタールを添
加して混合する。この混合原料をペレタイザーまたはダ
ブルロール圧縮機で塊成化し、回転床炉の原料装入部へ
移送して炉内へ装入し、炉床の移動に伴って１回転させ
る間に鉄鉱石中の酸化鉄を高温還元して固体状金属鉄と
する。得られた金属鉄は排出部から取り出される。

【０００５】上記の還元鉄の製造方法において、粉状鉄
原料としては、粉状の鉄鉱石の他に、製鉄所で発生する
鉄分を含んだ各種のダストやスラッジ、スケールなどが
使用でき、また、粉状固体還元剤としては、石炭、コー
クス、チャー、オイルコークスなどが使用可能である。
これら鉄原料や固体還元剤は、場合によっては乾燥処
理、破砕処理が施される。

【０００６】粉状鉄原料と粉状固体還元剤は、次いで混
練処理されるが、その際、必要に応じてバインダーとし
ての水分、タール、糖蜜、有機系樹脂、セメント、スラ
グ、ベントナイト、生石灰、軽焼ドロマイト、消石灰が
添加される。

【０００７】混練された原料は、デスクペレタイザイー
により球状のペレットに、またはダブルロール圧縮機に
よりブリケットに塊成化される。この場合、ペレットに
するためには粒径が０．１ｍｍ以下の粒度の原料が適
し、ブリッケトには粒径が１ｍｍ以下の粒度のものが適
するので、あらかじめ所定の粒度に微粉砕する必要があ
る。また、塊成化物（上記のペレット、ブリケットを指
す）の強度を高めるため、塊成化後に乾燥処理または養
生処理が施される場合もある。

【０００８】得られた塊成化物は、ベルトコンベヤーで
回転床炉の上部に送られ、そこから回転炉床上に幅広く
分散するように装入シュートを用いて装入され、レベラ
ーによりならされる。続いて、炉内を移動する間に加熱
還元され、金属鉄となる。

【０００９】回転床炉内は、炉内に燃料ガスと空気を送
り込み燃焼させることによって１１００〜１３００℃の
炉内温度が確保されている。この回転床炉の炉床上に上
記の塊成化物を１０〜２０ｍｍの薄い厚みで敷き、主に
炉内壁からの輻射熱で９００℃以上に昇温し、炉床が１
回転する間に所定の金属化率に達するように炉床の回転
速度を調整しつつ還元焼結させ、排出部からスクリュー
フィーダにより排出する。

【００１０】しかしながら、上述のような従来の還元鉄
の製造方法には、つぎのような問題がある。すなわち、
塊成化物は、強度が弱いと回転床炉に装入されるまでの
間に粉化し、小粒径の粒度の異なる塊成化物となるとと
もに粉を発生し、その状態で回転炉床に装入されるた
め、炉内に装入された発生粉は燃焼ガスにより飛散し、
炉壁に溶融付着して、設備トラブルの原因となる。ま
た、回転炉床に溶融付着したり、溶融浸食して、床面が
荒れ、設備トラブルの原因となる。

【００１１】さらには、塊成化物の粒度が異なるため焼
成にむらを生じ、９２％程度の金属化率を有する還元鉄
を製造するためには焼成時間を延長する必要が生じ、還
元鉄の生産性が悪化する。

【００１２】この問題を解決するためには、強度の高い
塊成化物（すなわち、成形物）を得ることが必要であ
り、そのためには、粉状鉄原料および粉状固体還元剤の
粒子間の粘着力が大きいことが必要である。そこで現状
ではベントナイト（粘土物質）などをバインダーとして
添加している。

【００１３】しかし、バインダーは原料である粉状鉄原
料および粉状固体還元剤の粒子間に均一に分散してはじ
めて効果を発揮するが、バインダー自体に粘着力があっ
て分散性が悪く、通常の混合ではその効果が十分に発揮
されていない。したがって、バインダーが添加されては
いるものの、十分に強度の高い塊成化物が得られてはお
らず、粉化が完全に防止されているわけではない。ま
た、有機系バインダーは高価なもので、製造コストを上
昇させ、また、無機系バインダーは鉄分以外のスラグ分
を含有するため還元鉄の品位を低下させるという欠点が
ある。

【００１４】一方、回転床炉内で粉状鉄原料を還元する
にあっては、粉状鉄原料粒子と粉状固体還元剤粒子との
接触部、もしくはその近傍で還元反応が起るので、その
機会を増やすために、それぞれの粒子の粒度を小さくす
る必要がある。これによって、粉状鉄原料の還元性を高
めることができる。

【００１５】しかし、鉄原料および固体還元剤を破砕し
て粒度を小さくするためには、細破砕するための設備と
破砕エネルギーとが必要となる。例えば、石炭の大部分
を０．１ｍｍ以下に破砕しようとすると摩鉱破砕をせね
ばならず、破砕部に多量の石炭が付着する。そのため、
破砕する石炭を乾燥させて原料付着を防止しているが、
この場合、設備としては、破砕設備だけではなく乾燥設
備も必要となり、非常に大がかりな設備が必要となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の還元
鉄の製造技術における上記の問題を解決することを課題
としてなされたもので、その具体的な目的は、回転床炉
に装入する成形物の強度を高め、あるいは更に粉状鉄原
料の還元性を高めることにより、前述した小粒径の塊成
化物や粉の発生に起因する設備トラブルの発生、さらに
は焼成時間の延長に伴う生産性の悪化を防止し得る還元
鉄の製造方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため検討を重ねた結果、Ａｌ₂ Ｏ₃ および
ＳｉＯ₂ を所定量含む粉状鉄原料を用いることにより回
転床炉に装入する成形物の強度を高め得ることを見いだ
した。また、適正な粒度構成の粉状鉄原料および粉状固
体還元剤を用いることにより成形物の強度を高め、ある
いは更に粉状鉄原料の還元性を高めることが可能である
ことを知見し、本発明をなすに至った。

【００１８】本発明の要旨は、下記（１）〜（５）の還
元鉄の製造方法にある。

【００１９】（１）粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合
物をダブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動す
る加熱炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際
し、粉状鉄原料として、Ａｌ₂ Ｏ₃ およびＳｉＯ₂ を合
計で４．０〜１０．０ｍａｓｓ％含有する原料を用いる
ことを特徴とする還元鉄の製造方法。

【００２０】（２）粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合
物をダブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動す
る加熱炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際
し、前記混合物として、メディアン粒径１ｍｍ以上の粉
鉄鉱石とメディアン粒径１ｍｍ以上の粉石炭とを粒径が
０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下のものが４０ｍａｓｓ％以上
となるまで混合粉砕した混合物を用いることを特徴とす
る還元鉄の製造方法。

【００２１】（３）粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合
物をダブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動す
る加熱炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際
し、前記混合物として、（粉状鉄原料のメディアン粒
径）／（粉状固体還元剤のメディアン粒径）が１／３以
下または３／１以上となるように粒度調整した混合物を
用いることを特徴とする還元鉄の製造方法。

【００２２】（４）粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合
物をダブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動す
る加熱炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際
し、前記混合物として、（累積篩下３０％比率粒径）／
（累積篩下７０％比率粒径）が１／３以下となるように
粒度調整した混合物を用いることを特徴とする還元鉄の
製造方法。

【００２３】（５）粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合
物をダブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動す
る加熱炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際
し、粉状鉄原料として、０．１ｍｍ篩通過分が８０ｍａ
ｓｓ％以上の粒度のものを用い、粉状固体還元剤とし
て、水分が６ｍａｓｓ％以上で、粒径が０．１ｍｍ以上
１ｍｍ以下のものを５０ｍａｓｓ％以上含有する石炭を
用いることを特徴とする還元鉄の製造方法。

【００２４】上記の（５）の還元鉄の製造方法におい
て、鉄原料が鉄鉱石で、粉状固体還元剤として用いる石
炭が鉄鉱石の一部を混合して破砕することにより粒度調
整されたものである場合は、後述するように、粉砕機へ
の石炭の付着を防止することができ、効率のよい粉砕が
可能になる。

【００２５】ここで、「粉状鉄原料」とは、酸化鉄が主
成分の粉状の鉄原料であり、具体的には、前述した粉状
の鉄鉱石や製鉄所で発生する鉄分を含んだダスト、スラ
ッジ（例えば、焼結機発生ダスト、高炉発生ダスト、転
炉発生ダスト、圧延工場発生スラッジ）、スケール等を
いう。本発明においては、これらを単独で、または２種
以上の混合物状態で使用することができる。

【００２６】「粉状固体還元剤」とは、石炭、コーク
ス、チャー、オイルコークス等の、主に炭素を含む固体
物質の粉末である。これらも、単独で、または２種以上
組み合わせて使用することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】上記（１）の発明は、粉状鉄原料
と粉状固体還元剤の混合物をダブルロール圧縮機で圧縮
成形し、回転炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造す
るに際し、粉状鉄原料として、Ａｌ₂ Ｏ₃ およびＳｉＯ
₂ を合計で４．０〜１０．０ｍａｓｓ％含有する原料を
用いる方法である。

【００２８】Ａｌ₂ Ｏ₃ やＳｉＯ₂ は粘土分を構成する
主要成分であり、Ａｌ₂ Ｏ₃ やＳｉＯ₂ の含有量が高い
ほど、つまり、粘土分が多く含まれているほど成形物の
強度を高くすることができる。粉状鉄原料中に含まれる
粘土分は、バインダーの粘着成分のように分散性が悪く
なく、粉状鉄原料を構成する各粒子に十分な粘着力を与
えることができる。

【００２９】すなわち、（１）の発明の方法では、従来
のようにバインダーが有している粘着力を活用するので
はなく、粉状鉄原料中に含まれる粘土分を活用して成形
原料の強度を高めるのである。

【００３０】Ａｌ₂ Ｏ₃ およびＳｉＯ₂ の含有量を合計
で４．０〜１０．０ｍａｓｓ％とするのは、４．０ｍａ
ｓｓ％未満では粘土分が少なすぎて成形物の強度を高め
る効果が小さく、一方、１０ｍａｓｓ％を超えると還元
鉄に粘土分が多く含まれ、製品として不適切であるから
である。

【００３１】上記（２）の発明は、同じく還元鉄を製造
するに際し、粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物とし
て、メディアン粒径１ｍｍ以上の粉鉄鉱石とメディアン
粒径１ｍｍ以上の粉石炭とを粒径が０．１ｍｍ以上１ｍ
ｍ以下のものが４０ｍａｓｓ％以上となるまで混合粉砕
した混合物を用いる還元鉄製造原料の成形方法である。
なお、メディアン粒径とは、次の図３で説明するが、篩
下累積曲線上で、累積比率が５０ｍａｓｓ％となるとき
の粒径である。

【００３２】前述したように、適正な粒度構成の粉状鉄
原料および粉状固体還元剤を用いることにより成形物の
強度を高め、あるいは更に粉状鉄原料の還元性を高める
ことが可能である。

【００３３】粉状鉄原料または粉状固体還元剤は、それ
ぞれ、図３に例示するような粒度分布をもっている。こ
の図は、粉鉄鉱石と粉石炭とを混合した混合原料（以
下、粉状鉄原料と粉状固体還元剤との混合原料を「全原
料」ともいう）の粒度分布の一例を、篩を通過した粒子
の量を粒径（対数目盛り）に対してプロットした篩下累
積曲線により表した図である。縦軸は篩下累積比率であ
る。

【００３４】この篩下累積曲線上で、累積比率が５０ｍ
ａｓｓ％となるときの粒径をメディアン粒径（中央値
径）と呼び、粒度分布をもつ粉体の代表径として用いら
れる。この篩下累積曲線の勾配が立っている時は粒度分
布が狭い範囲となっており、逆に勾配が寝ている時は粒
度分布は広い範囲をとる。そして、一般に、粒度分布が
狭い粒子からなる原料混合物よりも幅広く分布している
粒子からなる原料混合物の方が、細密な充填構造を得る
ことができ、気孔率が低下して、より高い強度の成形物
が得られる。ただし、本発明（（１）〜（５）の発明）
におけるように、成形をダブルロール圧縮機で行う場合
は、粉体原料の粒度が小さすぎると強度は高くならな
い。

【００３５】図２は、粉鉄鉱石と粉石炭とを混合粉砕し
て種々のメディアン粒径の原料混合物とし、これをダブ
ルロール圧縮機でブリケットに成形してその強度に対す
る粒度の影響を調査した結果であるが、粉鉄鉱石と粉石
炭とを混合した全原料のメディアン粒径が小さくなるに
つれてブリケット強度は低下している。これは、原料混
合物を高速で回転するダブルロール圧縮機で成形する
と、強い圧縮力が原料にかかるとき粒子間に入り込んだ
空気は逃げにくく原料粒子とともに圧縮されるが、粒子
径が小さいほど空気が残存しやすく強度を低下させるか
らである。したがって、本発明においては、粒子間の空
気が逃げやすいように、粉体原料の粒度が小さくなりす
ぎないような配慮が必要である。

【００３６】上記のように、粒度分布を適正に調整する
ことによって成形物の強度を高めることができる。しか
し、粒度分布を規定するだけでは、還元の際の金属化率
は必ずしも高くはならない。

【００３７】そこで、上記（２）の発明の方法では、メ
ディアン粒径１ｍｍ以上の粉鉄鉱石とメディアン粒径１
ｍｍ以上の粉石炭とを粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下
のものが４０ｍａｓｓ％以上となるまで混合粉砕した混
合物を原料として用いるのである。

【００３８】メディアン粒径１ｍｍ以上の粉鉄鉱石とメ
ディアン粒径１ｍｍ以上の粉石炭とを混合粉砕する理由
は、粉鉄鉱石と粉石炭との接触面積を大きくし、金属化
率を高めるためである。すなわち、粉鉄鉱石と粉石炭と
を単純に混合するだけでは十分に混合されないので、粉
砕機による破砕力を活用して均一に混合するのである。
なお、上記のような粒径の粉鉄鉱石と粉石炭を混合粉砕
するための原料として用いるのは、粉鉄鉱石と粉石炭の
いずれについてもその粒径のものが得られやすいからで
ある。

【００３９】また、粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の
ものが４０ｍａｓｓ％以上となるまで混合粉砕した原料
混合物を圧縮成形用の原料として用いるのは、粉砕前の
メディアン粒径がいずれも１ｍｍ以上の粗粒なので粒径
を小さくするとともに、粉砕しすぎて細粒を多くしない
ため、および幅広い粒度分布をもたせるためで、後述す
る実施例に示すように、前記粒径のものが４０ｍａｓｓ
％以上で高い金属化率の還元鉄が得られる。

【００４０】上記（３）の発明は、同じく還元鉄を製造
するに際し、粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物とし
て、全原料の（粉状鉄原料のメディアン粒径）／（粉状
固体還元剤のメディアン粒径）が１／３以下または３／
１以上となるように粒度調整された混合物を用いる還元
鉄の製造方法である。

【００４１】粉状鉄原料の還元性を高めるためには、前
述したように粉状鉄原料および粉状固体還元剤の粒度が
小さい方がよい。しかし、粉状鉄原料および粉状固体還
元剤の両者とも粒度が小さいものである必要はなく、ど
ちらか一方の粒度が小さく、他方の粒度は大きくても両
者の接触は十分に確保される。すなわち、全原料の粒度
分布を規定するのではなく、粉状鉄原料の粒径が小さい
場合には粉状固体還元剤の粒径を大きくし、逆に粉状鉄
原料の粒径が大きい場合には粉状固体還元剤の粒径を小
さくするのである。

【００４２】（３）の発明の方法はこのような観点に立
つもので、（粉状鉄原料のメディアン粒径）／（粉状固
体還元剤のメディアン粒径）を１／３以下または３／１
以上と規定するのは、後述する実施例に示すように、こ
の範囲で高い金属化率の還元鉄が得られるからである。

【００４３】上記（４）の発明は、同じく還元鉄を製造
するに際し、粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物とし
て、全原料の（篩下３０％累積比率粒径）／（篩下７０
％累積比率粒径）が１／３以下となるように粒度調整さ
れた混合物を用いる還元鉄の製造方法である。なお、篩
下３０％累積比率粒径とは、篩を通過した粒子の累積比
率が３０ｍａｓｓ％となるときの粒径であり、篩下７０
％累積比率粒径とは、同じく７０ｍａｓｓ％となるとき
の粒径である。

【００４４】前述したように、原料粉体の粒度分布が狭
く比較的均一な粒径の粉体よりも、幅広く分布している
粉体の方が、細密な充填構造を得ることができ、成形物
の気孔率が低下してより高い強度の成形物が得られる
が、（４）の発明においては、全原料の粒度を上記のよ
うに規定することにより幅広い粒度構成を有する混合物
とするのである。その際、（篩下３０％累積比率粒径）
／（篩下７０％累積比率粒径）が１／３以下となるよう
に規定するのは、後述する実施例に示すように、その範
囲で高い金属化率を有する還元鉄が得られるからであ
る。

【００４５】上記（５）の発明は、同じく還元鉄を製造
するに際し、粉状鉄原料として、０．１ｍｍ篩通過分が
８０ｍａｓｓ％以上の粒度のものを用い、粉状固体還元
剤として、水分が６ｍａｓｓ％以上で、粒径が０．１ｍ
ｍ以上１ｍｍ以下のものを５０ｍａｓｓ％以上含有する
石炭を用いる還元鉄の製造方法である。

【００４６】粉状鉄原料として粒度の小さいものを使用
し、固体還元剤として粒度の大きい石炭を使用するの
は、粉状鉄原料が緻密質であるのに対し、石炭は５００
℃までの加熱で揮発分がなくなり、非常に多孔質になっ
ていて、粒径が大きくても反応性に富んでいるからであ
る。

【００４７】また、石炭の水分が６ｍａｓｓ％以上で、
粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下のものを５０ｍａｓｓ
％以上含有することとした理由は、石炭ヤードで放置さ
れている石炭には通常６ｍａｓｓ％以上の水分が含まれ
ており、この石炭を乾燥することなく破砕できる粒度
が、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の粒径のものが５０ｍａ
ｓｓ％以上含まれるような粒度だからである。なお、石
炭の水分の上限は、ヤードで放置されている間に含有さ
れ得る量であって、数値的には特に限定されない。この
条件下の石炭に対して、粉状鉄原料の粒度は、−０．１
ｍｍ（０．１ｍｍ篩通過分）が８０％以上となる粒度が
適正となる。

【００４８】（５）の還元鉄の製造方法においては、上
記のように規定された粒度条件の石炭であっても、破砕
の際に、破砕機への若干の石炭付着が発生し、０．１ｍ
ｍ以上１ｍｍ以下の粒径のものの収率が低下する場合が
ある。

【００４９】この破砕機への石炭の付着を防止するため
には、石炭の破砕時に鉄鉱石の一部を混合して粉砕する
方法を用いるのが効果的である。石炭のように柔らかい
材質のものは破砕機に付着しやすいのに対し、鉄鉱石の
ような硬い材質のものは付着しにくく、混合粉砕するこ
とによって付着を抑制できるからである。なお、石炭破
砕時に混合させる鉄鉱石の粒度は「−０．１ｍｍが８０
％以上」である必要はなく、粗粒の粉鉄鉱石であっても
よい。

【００５０】以上述べた本発明のうち、（２）〜（５）
の発明の方法で粉状鉄原料および／または粉状固体還元
剤の粒度を調整するために用いる破砕機は、特定の種類
のものに限定されない。インパクトミル、ローラーミ
ル、ロッドミル、ボールミルなど、いずれを使用しても
よい。

【００５１】また、（１）〜（５）の発明の方法におい
て、粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物にバインダー
が添加されていてもよい。バインダーの添加によって本
発明の方法の効果が低下することはなく、何らの悪影響
も受けない。

【００５２】（１）〜（５）の発明の方法にあっては、
回転床炉に装入する原料成形物の形状は、ブリッケトだ
けに限定されず、タイル状、板状、シート状などどのよ
うな形状のものであってもよい。

【００５３】上述した本発明の方法によれば、回転床炉
に装入する成形物の強度を高め、あるいは更に粉状鉄原
料の還元性を高めることができ、その結果、前述した粉
の発生に起因する設備トラブルの発生や、小粒径の成形
物の発生による焼成時間の延長に伴う生産性の悪化を防
止することができ、更には、高い金属化率の還元鉄を製
造することができる。

【００５４】

【実施例】表１に示す粉鉄鉱石と表２に示す粉石炭を用
い、これらを表３に示す各ケースの条件で還元鉄を製造
し、そのときの還元鉄の金属化率を求めて、本発明の効
果を評価した。

【００５５】還元鉄の製造は、前記の図１に示した製造
工程にのっとり、直径２．０ｍのダブルロールを備えた
ダブルロール圧縮機を用いてブリケットとし、これを平
板直線形シュートで回転床炉に装入し、焼成することに
より行った。用いた回転炉床の設備仕様と操業条件を表
４に示す。なお、操業に際し、原料装入から製品排出ま
で１０分になるように炉床の回転速度を調整した。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】＜粉鉄鉱石の成分（Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ
₂ ）変更試験＞Ａｌ₂ Ｏ₃ とＳｉＯ₂ の合計含有量の異
なる種々の銘柄の粉鉄鉱石を用い、粉鉄鉱石に含まれる
（Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ ）成分の金属化率に及ぼす影響
を調査した。また、比較のため、従来用いられてきたベ
ントナイト（粘土）を添加した場合の（Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋Ｓ
ｉＯ₂ ）成分の金属化率に及ぼす影響も調査した。

【００６１】結果を図４に示す。図中の●印は（Ａｌ₂
Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ ）成分の含有量の異なる種々の銘柄の粉
鉄鉱石を用いた場合であり、○印はベントナイトを添加
して原料混合物の（Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ ）成分の含有
量を変えた場合である。

【００６２】この結果から明らかなように、粉鉄鉱石の
銘柄を変えることにより（Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ ）成分
の含有量を変えた場合、その含有量が４ｍａｓｓ％以上
になると還元鉄の金属化率は急激に上昇した。これに対
して、ベントナイト（粘土）を添加することにより（Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ ）成分の含有量を変えた場合は、ベ
ントナイトの添加量に比例する上昇のみで急激な上昇は
認められなかった。

【００６３】＜全原料粒度分布変更試験＞粉鉄鉱石と粉
石炭を用い、全原料の（篩下３０％累積比率粒径）／
（篩下７０％累積比率粒径）を変えて、粒度分布の広が
りが還元鉄の金属化率に及ぼす影響を調査した。

【００６４】調査結果を図５に示す。同図において、ｄ
₃₀とは、篩を通過した粒子の累積比率が３０ｍａｓｓ％
となるときの粒径であり、ｄ₇₀とは、それが７０ｍａｓ
ｓ％となるときの粒径である。また、図中に示したｄ₅₀
とは篩通過粒子の累積比率が５０ｍａｓｓ％となるとき
の粒径で、メディアン粒径である。図示したように、メ
ディアン粒径には関係なく、ｄ₃₀／ｄ₇₀が０．３３（１
／３）以下のとき高い金属化率を示した。

【００６５】＜破砕粒度変更試験＞メディアン粒径が１
ｍｍ以上の粉鉄鉱石と粉石炭を混合粉砕し、その粉砕の
程度を変更することによって全原料中の０．１〜１ｍｍ
の粒径を有するものの比率を変えて、それが還元鉄の金
属化率に及ぼす影響を調査した。

【００６６】結果を図６に示す。０．１〜１ｍｍの粒径
を有するものの比率が４０％以上のとき高い金属化率を
示した。

【００６７】＜粉鉄鉱石と粉石炭の粒径変更試験＞粉鉄
鉱石のメディアン粒径と粉石炭のメディアン粒径の異な
る原料を配合して、（粉状鉄原料のメディアン粒径）／
（粉状固体還元剤のメディアン粒径）が還元鉄の金属化
率に及ぼす影響を調査した。

【００６８】調査結果を図７に示す。この図に示したよ
うに、上記の比が１／３以下または３以上のとき高い還
元率を示した。

【００６９】＜微粉鉄鉱石への粉石炭の混合試験＞粉状
鉄原料として、−０．１ｍｍが８０％の粒度の微粉鉄鉱
石（ペレットフィードＭＢＲ）を用い、粉状固体還元剤
として水分が９ｍａｓｓ％の石炭を用い、この石炭をイ
ンパクトミル粉砕機でその間隙を調整しながら粉砕する
ことにより粒度調整を行って、０．１〜１ｍｍの粒径を
有する粒子の比率（粒径０．１〜１ｍｍ比率）を変化さ
せ、石炭の粒度（粒径０．１〜１ｍｍ比率）が還元鉄の
金属化率に及ぼす影響を調査した。また、インパクトミ
ル粉砕機の間隙調整は同じ条件とし、石炭１００重量部
に対し鉄鉱石（カラジャス）１５重量部を添加して混合
粉砕した場合についても同様の調査を行った。

【００７０】調査結果を図８に示す。同図において、●
印は石炭を単独で粉砕した場合、○印は石炭に鉄鉱石を
添加して粉砕した場合である。いずれの場合において
も、粒径が０．１〜１．０ｍｍの石炭の比率が５０％以
上のとき高い金属化率を示した。

【００７１】また、インパクトミルの粉砕条件が同一で
あっても鉄鉱石を添加して混合粉砕した場合（○印）
は、粉砕機への石炭の付着が少なく効率のよい粉砕が可
能で、粒径が０．１〜１．０ｍｍの石炭の比率を高くす
ることができ、より高い金属化率を示した。

【００７２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、粉状鉄原料と粉
状固体還元剤の混合物をダブルロール圧縮機で圧縮成形
し、回転炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに
際し、回転床炉に装入する成形物の強度を高めて成形物
の粉化を防止し、あるいは更に粉状鉄原料の還元性を高
めて還元鉄の金属化率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転床炉を用いて行う従来の還元鉄の製造プロ
セスの一例の概略図である。

【図２】ダブルロール圧縮機で成形したブリケットの強
度に対する粉鉄鉱石と粉石炭からなる全原料の粒度（メ
ディアン粒径）の影響を示す図である。

【図３】粉鉄鉱石と粉石炭からなる全原料の粒度分布を
表す篩下累積曲線の一例を示す図である。

【図４】実施例で得られた結果の一例で、粉鉄鉱石中の
（Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ ）成分が還元鉄の金属化率に及
ぼす影響を示す図である。

【図５】実施例で得られた結果の一例で、粉鉄鉱石と粉
石炭からなる全原料の（篩下３０％累積比率粒径）／
（篩下７０％累積比率粒径）が還元鉄の金属化率に及ぼ
す影響を示す図である。

【図６】実施例で得られた結果の一例で、粉鉄鉱石と粉
石炭からなる全原料中の０．１〜１ｍｍの粒径を有する
ものの比率が金属化率に及ぼす影響を示す図である。

【図７】実施例で得られた結果の一例で、（粉鉄鉱石の
メディアン粒径）／（粉石炭のメディアン粒径）が還元
鉄の金属化率に及ぼす影響を示す図である。

【図８】実施例で得られた結果の一例で、粒径が０．１
〜１ｍｍの石炭の比率が還元鉄の金属化率に及ぼす影響
を示す図である。

フロントページの続き (72)発明者亀井康夫大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物をダ
ブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動する加熱
炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際し、粉
状鉄原料として、Ａｌ₂ Ｏ₃ およびＳｉＯ₂ を合計で
４．０〜１０．０ｍａｓｓ％含有する原料を用いること
を特徴とする還元鉄の製造方法。
【請求項２】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物をダ
ブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動する加熱
炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際し、前
記混合物として、メディアン粒径１ｍｍ以上の粉鉄鉱石
とメディアン粒径１ｍｍ以上の粉石炭とを粒径が０．１
ｍｍ以上１ｍｍ以下のものが４０ｍａｓｓ％以上となる
まで混合粉砕した混合物を用いることを特徴とする還元
鉄の製造方法。
【請求項３】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物をダ
ブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動する加熱
炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際し、前
記混合物として、（粉状鉄原料のメディアン粒径）／
（粉状固体還元剤のメディアン粒径）が１／３以下また
は３／１以上となるように粒度調整した混合物を用いる
ことを特徴とする還元鉄の製造方法。
【請求項４】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物をダ
ブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動する加熱
炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際し、前
記混合物として、（累積篩下３０％比率粒径）／（累積
篩下７０％比率粒径）が１／３以下となるように粒度調
整した混合物を用いることを特徴とする還元鉄の製造方
法。
【請求項５】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物をダ
ブルロール圧縮機で圧縮成形し、水平回転移動する加熱
炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造するに際し、粉
状鉄原料として、０．１ｍｍ篩通過分が８０ｍａｓｓ％
以上の粒度のものを用い、粉状固体還元剤として、水分
が６ｍａｓｓ％以上で、粒径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以
下のものを５０ｍａｓｓ％以上含有する石炭を用いるこ
とを特徴とする還元鉄の製造方法。
【請求項６】鉄原料が鉄鉱石で、粉状固体還元剤として
用いる石炭が鉄鉱石の一部を混合して破砕することによ
り粒度調整されたものであることを特徴とする請求項５
に記載の還元鉄の製造方法。