JPS5845336A - 炭材内装生ペレツトの予備焼成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、炭材内装生ペレットの予備焼成法とくに脱
硫性能に優れる予備焼成法に関するものである。

還元ペレットの製造において、金属化率の高い低硫黄の
還元ペレット１製造することは、との還元ペレットを転
炉などでスクラップの代替品として使えるようにするこ
とを考えると非常に重要なことである。還元ペレットの
製造において炭材全還元剤とする方法には、鉄源中に炭
材′に内装した脚材内装法、ペレットの周囲を炭材で包
囲外装した炭材外装法、および炭材内装法と炭材外装法
とｉ併用した方法が提案されている。

一般的には、併用法が主流ｔなしており、その理由はか
かる併用法が還元効率と強度維持の点で優位にあるため
である。例えば、従来から採用嘔れているグレートΦロ
ータリキルン方式による併用法で還元ペレットｔ−製造
する場合、炭材内装生ペレットはキルンから発生の排ガ
スにより、グレート（予熱機）上で乾燥、予熱、および
焼成され、その後キルン端部に設けるスロートから構成
される装コークスとともにロータリキルン円にて還元焼
成する。

上記従来方法により得られた成品還元ペレットの硫黄含
有量は、熱源および還元剤として用いる重油、Ｃガスの
量、１１類、彦らびに外装コークス中の硫黄のガス化速
度、ペレットの硫黄吸収速度、およびペレット中の硫黄
化合物とガス相聞の平衡ｒＡ係等によって決まる。即ち
、一般に炉内に存在する硫黄の酸化物ガスわるいは硫化
物ガスは、ペレット中の酸化鉄（ウスタイト）、金属鉄
と容易に反応し、ＦｅＳなどの硫化物をつくるため、通
常は酸化鉄（ウスタイト）、金属鉄よりも硫黄ガスとの
反応性の高い石灰石あるいはドロマイ）１外装コークス
とともに併せて装入しペレットへの加硫防止を図るのが
普通である。

しかし、上述の従来方法で得られた成品還元ペレットは
、金属化率に問題なくとも（少なくとも７０　％以上）
、硫黄含有量がスクラップの代替品とするに十分な値（
少なくとも０．７ｓ以下）にまで低下すること社非常に
少ない。その理由は化ベレット中の初期硫黄含有量がも
ともと通常０．１４以上と高まためである。そのために
、従来の低硫黄還元ペレットの製造方法では、鉄鉱石、
含鉄ダスト、内装炭材、および燃料中の硫黄含有量の低
い原料を優先的に使用せざるを得ないという制約があっ
た。

トを製造する際の上述した従来技術の欠点を有利に克服
することができる予備焼成法ｔｕ案することであり、そ
の構成の要旨は主として炭材を含む含鉄ダスト、粉鉱石
および炭材の混合物よりなる生ペレットヲ予熱機を使っ
て予備焼成するに際して、かかる生ベレットｗＸｍ元ペ
レット製造用還元炉において発生する排ガス金もとに調
整したＣ０２：ｌθ〜ｉｏｏ％、００　：　ｅ　％以下
の組成からなるガス雰囲気下において、り００〜１１０
０℃の温度にて３０分〜２時間保持して焼成することｔ
％黴とする災材内装生ペレットの予備焼成法にある。以
）にその構成の詳細′に実施例とともに説明する。

本発明者らの研究によると、原料中の硫黄化合物は通常
の還元ガス雰囲気下での処理ではペレットの外へ脱離き
せるのは困難を伴うが、それに対してＣｏ２分圧は高い
一方ＣＯ分圧は低く、シかも高温下で適当な時間熱処理
すｎば、容易に脱Ｍさせることができること金見いだし
た。この点、従来から一般的に行われているグレート上
での生ペレットの予備焼成は、排ガス温度がりｊＯ℃〜
／１０ｔ）℃と高いが、通常生ペレットの充填層厚が１
００〜／！０１１”／、あるため、層厚の上部と下部と
では０−２００℃の温度勾配があり、下部層の温度は７
−ｔθ〜９００℃と低くなる傾向が見られた。また、従
来はその温度域での保持時間が３０分に達しない程短か
いこと、さらに００ガスなどの還元ガスの多層混入等、
熱処理条件が不適当であることが判った。本発明は将に
こうした予備焼成ａ程における熱処理の条件、とくに雰
囲気ガスの一類、予熱の＆Ａ度、時間を好適に選ぶこと
によって脱硫を効果的に行うようにした方法である１、
炭材を内装し゛た化ベレットより還元ペレットｌ製造す
る場合、原料中の硫黄含有量が鉄源、あるいは、炭材の
８１類によって異なるため、得られた成品還元ペレット
の硫黄含有にも著るしく差がある１、たとえば、製鉄所
内で発生する含鉄ダストは、通′ｈ＆その発生鼠のバラ
ンスから炭材譲反ｇ〜／λ饅に対し硫黄濃度は０．／！
−０，弘θ％程度となる。このような硫黄含？４量の高
い原料から製−原料用還元ベレットｔ−製造した場合、
通常の処理をすれば硫黄＃度は０．／チリ上と高いもの
になり、しかも大きく変動するので製鋼原料として適さ
ないことが多い。

しかし、これら原料中の硫＊は、熱処理するガ　　□ス
の種類によっては容易に脱離する。、実験によると、炭
材を含む含鉄ダス）＆料を対象に、Ｃ０２、Ｃｏ、Ｎ２
ガスについて夫々１０００℃で各／　Ｈｒ熱処理すると
、Ｃ０２ガスでは原料中のＳの大部分が除去されるが、
ＣＯおよびＮ２ガスを用いると＃１とんど除去きれない
ことが判った。また、Ｃ０２ガスを用いるときはブルド
ワ反応も平行して起るためペレット内部では一部還元も
同時に進行する。このことから炭材を内装した庄ペレッ
トヲ熱処理して硫黄全脱離するには、Ｃ゛０２０２ガス
適していると考えられる。

さらに、実験によれば表−１に示すような會麩ダストの
生ベレン）　Ｈ１ｏｏｏ℃の高温下において００２（１
００％）で熱処理すると、ｔｊ＆図−から判るように、
ペレット中の硫黄は、炭材の消費率よりや’ｈＮれて昇
温過程から佇々に脱離する。

輩゛ノ〜るに、上ム〔シダストペレットの脱硫率は、Ｃ
０２ガスと他のガスとの混合比、熱処理温度および時間
の選びかたによって著るしく変るものであり、それらの
影響力が強いことが知見されたのである、 表−１ 衣　−２ 表−２は００２ガス混合比、熱処理温度、および熱処理
の時間を変化させた場合の各熱処理条件での残留硫黄濃
度を示す。この表−２から判るととン、１、ダスト原料
中の硫黄は、ＣＯ２ガスの混合比が（４ 凝いほど、そしてＣＯガス濃度が低いほどよく、また熱
処理温度が高く、かつ処理時間が長いほど、′ｌＡ留硫
黄濃度は少なくなる。ここに挙げた実施例では、ＣＯ□
混合比は７０％から１００％の範囲にあるが、ＣＱ２混
合比が高いほど残留硫黄濃度は小さい１１例えば、ＧＯ
７混合比がｉｏ％では、硫黄濃度は低−トするけれども
その減少の程度検束ない。それはＮ、ガスによって酸化
性が弱められるためと考えられる。窟らに、Ｃｏガス金
６囁混合すると、碗黄訣度の減少し、［著しるしく弱め
られる。ただし、１７％のような少ない官有社の混合だ
と、その影響は比較的／Ｉｓさくなる７、そｆＬは、Ｃ
Ｏガス６チの方が遠方性が強いためであると考えられる
。

熱処理の温度は、１００℃〜／１００℃の範囲にしであ
るが、表−２より＆Ａ反が扁いほど残留硫黄濃度は小さ
く効果がある。これに対し、温度がｔｏｏ　℃ないしは
１１０℃の低温では、硫黄濃度の減少は著るしく少なく
効果が薄い。それは、この温度域だと炭材のガス化が進
まず、ペレット内質の状態が酸化性雰囲気にいたってい
ないことによるものと思われる。ただ、１１００℃以上
の高温になるとペレットの焼成が進行しすぎて、後工程
での還元性が悪化するため好ましくない。熱処理時間に
ついて祉、同じく表−２よシ判るように３０分から一時
間程度が良い結果が得られる。

以上のととｒｕｍすると、熱処理条件として、雰囲気ガ
ス組成がｏｏ２：　ｉｏ　−ｉｏｏ％、００；弘チ以下
、望ましくは、００２：　、！ｏ〜）００％％００　：
　／チリ下のものでめり、熱処理温度が２０Ｑ〜／１０
０℃、望ましくは９ｊＯ℃〜／　０１０℃で、その温度
に保持する時間は３０分から２時間が適嶋であると言え
る。

なお、前述したような熱処理条件を得るについて、この
ような雰囲気ガスを別個の独立した方法によって新規に
得ることは経済性の点から好ましくない。そこで、本発
明では次のような解決法を見い出した。すなわち、一般
的な還元ペレットの製造工程は、予熱機で予備焼成した
生ペレットを１引き続きロータリキルン内に装入して焼
成、還元しているが、その焼成、還元帯から発生する排
ガスが本発明の予備焼成用雰囲気ガスとして適当である
ことを知見した。要するに、焼成、還元帯を形成する還
元炉たとえばロータリキルン内で祉重油、Ｃガス、ある
いはコークスなどを空気で燃焼させるので、そこから発
生する排ガス中にはＭ２゜ＣＯ□、　００．　ＩＩ２．
　Ｈ２Ｏなどが含まれており、その温度はり１０〜／１
００℃である。もし、そこでの排ガス組成が前記した希
望の雰囲気ガス組成にならない場合祉、この排ガス中に
空気、酸素、および炭酸ガスなどを吹きこむことによっ
て調整する。

上記雰囲気ガスｐ４整に際しては、ロータリキルンとグ
レートとの間に設けた外装炭材装入用のスロート部分か
ら、ガス採取管全プレヒータ一方向に／ないし複数設置
しておき、この採取管よりガスを採取して分析し、前述
の希望する雰囲気ガス組成に調整する。

上記グレートロータリキルン発生の排ガスを利用する場
合においては、Ｈ２およびｃｏＣガス混入することが考
えられるが、Ｈ２ガスは硫黄との反応性が優れたガスで
、むしろ好ましい。これに対してＣＯＣガス、本例で示
したごとく、６−以上混入すると予熱段階での脱硫全損
なうので空気、酸素などの吹込みによって予めｃｏ２ま
で燃焼させて濃度調整することが必要である。

゛′以下に本発明にかかる生ベレットの予備焼成法の実
施例について説明する。

製鉄所よシ発生する！！−１に示した含鉄ダストを用い
て予備焼成管行い還元ペレッ）ｔｌｌｉ造した寮験結果
の一例【衆−３に示す。表−３において、サンプル（り
と（４）は本発明法、サンプル（２）と（５）は本発明
法によらない予備焼成法をとった場合である。

なお、これらの予備焼成ペレットは、すべて同一条件で
コークス、ドロマイト（ｌｏｓ）と共に７」＼型の一一
タリキルン内に装入し、空気を流しながらｔ時間還元し
た結果である。

表から判るように、本発明法による予備焼成ペレットの
残ｆｉｌ黄は著しるしく低下しておｐｌまた、還元ペレ
ットの残留硫黄および金属化率とも良好で製鋼原料とし
て十分に使用できるものである。

表−３ なお、上述した説明ならびに実施例では、グレート上で
予備焼成したベレット全ロータリキルンで焼成、還元す
るグレート・ｐ−タリキルン方式管示し喪が、雰囲気ガ
ス、湿度および時間【制御したグレート高温部で、ダス
ト原料を予備焼成したのち、この予備焼成ペレット全シ
ャフト炉あるいは別のグレート炉内で焼成還元しても、
同様の効果を得ることができる。

また、ダスト原料ＹｒｌＬ元ペレット以外に酸化ペレッ
トとして利用する場合、本例で示した雰囲気ガスによる
焼成法の適用が可能である。つまり、嶽材内装生ペレッ
トは、酸素分圧の高いたとえば空気などの０２リツチな
条件で焼成した場合には、炭材の倉激麦発熱燃焼により
融着化し、焼成は不可能で６るが、本例で示した雰囲気
ガスによる焼成においては、上述のような融着化はなく
、強度の高いペレット金得ることができるからである。

以上説明したように本発明によれば、金属化率が高く硫
黄含有量の小さい製鋼原料として使える還元ペレツ）１
経済的に製造するのに好適でるる。

【図面の簡単な説明】

図面は脱硫率と炭材消費率の関係を示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主として炭材を含む含鉄ダスート、粉鉱石および炭
   材の混合物よりなる生ペレットを予熱機を使って予備焼
   成するに際して、かかる尖ペレツ）ｔ−１還元ベレット
   製造用還元炉において発生する排ガスｔもとに調整した
   ００２　：１０〜１０θチ、ＣＯ：　参チ以下の組成か
   らなるガス雰囲気下において、りＯＯ〜１ｉｏｏ℃の温
   度にて３０分〜一時間保持して焼成するとと會特徴とす
   る炭材内装生ペレットの予備焼成法。