JPS5920724B2 - 還元鉄製造用鉄鉱石ペレツトの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄鉱石を直接還元して還元鉄を製造するため
の原料ペレットの製造法に関するもので、特に還元剤と
して炭材を用い、該炭材をペレット内に内装した内装型
ペレットとすると共に更に該ペレットに再酸化防止用の
炭材を被覆したペレットの製造法に関するものである。

現在、製鉄法として高炉−転炉法が広汎に利用されてい
ることは周知の通りであるが、この高炉−転炉法はほぼ
完成された技術とされているとは云え、なお問題がない
わけではない。

すなわち高炉−転炉法では鉄鉱石（酸化鉄）から酸素を
除去（還元）して鉄を製造するに際して、一旦高炉で過
剰の炭素の入った銑鉄を得、次いで転炉で過剰の炭素を
随伴する珪素、燐などと共に酸化除去して鋼を製造する
方法を採るため、原理的に効率が悪い。

しかも高炉用コークス原料としての強粘結炭は世界的に
供給不足となシつつあるという問題もある。

これに対し鉄鉱石を固体状態で還元剤と接触させ、一般
的に還元率８５％以上に還元して還元鉄を得、これを更
に電気炉によシ溶解、精練して鋼を製造するカナが開発
されている。

この方法には上記の高炉−転炉法に比べて炭素や随伴す
る珪素、燐などのいわゆる過剰な還元−酸化という原理
上の無駄がないこと、高炉用コークス原料の強粘結炭を
必要としない等の利点を有する。

また還元率７０〜９０係の還元ペレットを高炉用原料と
して使用し、燃料コークスの節約や生産性の向上に役立
たせることも工業試験が実施されている。

これらの方法が世界的に普及しない理由は還元鉄Ｏ製造
に使用する還元剤ならびに還元剤原料すなわち石炭類、
天然ガス、その他炭素、Ｈ２すらびにＣＯガス源などの
賦存地域が地球上において偏在しており、経済的に有利
になる地域が限られているためである。

還元鉄の製造法は、（イ）還元炉の型式によジロータリ
ーキルン法、シャフト炉法、固定層炉法、流動層炉法に
分類され、また（口）還元剤の種類により固体還元剤法
とガス還元剤法に分類される。

一般にロータリーキルン法は固体還元剤法に用いられ、
残りの３方法はガス還元剤法に用いられるものとされて
いる。

本発明は上述の固体還元剤法に用いられる原料ペレット
の製造法に関するもので、還元剤として使用する炭材を
原料鉄鉱石の還元に都合のよい共存状態で供給できる方
法を提供することを一つの目的とするものである。

特に例えばロータリーキルン等の還元工程後半における
Ｃ０２等の酸化性ガスによるペレットの再酸化を防止す
るに好適な状態で供給できる方法を提供することを目的
とするものである。

一方、石油資源の現状についてみれば、その枯渇化に伴
ない、良質の軽質原油は次第に入手難となシ、中国原油
を始めとする原油の重質化は時代の趨勢となっている。

かかる重質油より需要の多いガソリン、軽油等の軽質油
を可及的に多く採取するため、重質油を接触分解、水添
分解等によシ軽質化することが試みられておシ、更に分
解成分を分留するに当り、軽質油を多く採取し得る減圧
蒸留が行なわれている。

この様に軽質留分をより多く採取しようとする試みは一
方ではその残渣油を益々電質化し、劣悪なものとするこ
とになシ、かかる残渣油の有効利用をはかることが新た
な問題として生起している。

かくして本発明は、かかる現状に鑑み、前記還元鉄製造
用の原料ペレットの製造に当り、上記劣悪な残渣油をバ
インダーとして利用することにより、かかる残渣油の新
たな有効利用法を提供することも１つの目的とするもの
である。

しかして上記の如き各目的に適合する本発明の特徴とす
るところは、鉄鉱石粉末に還元剤としての炭材を５〜２
ｏｗｔ％、バインダーとしての原油の蒸留残渣油を２〜
ｔｏｗｔ％、を夫々含有する様に配合し、この混合物を
前記バインダーの軟化点よシ１００〜１５０℃高い温度
に保ちつつ混練し、しかる後、該混練物を第１段ペレタ
イザーに供給して直径６〜１３朋の一次ペレットを製造
し、該−次ペレットを鉄鉱石粉末５〜１５ｗｔ係、炭材
粉末８５〜９５ｗｔ％からなる混合粉末と共に第２段ペ
レタイザーに供給して、一次ペレットの表面を該混合粉
末によって被覆してペレットを製造する方法並びに前記
方法において第１段ペレタイザー中の混練物にその軟化
点よりも１００〜１５０℃高い温度に加熱した流動状態
のバインダーを全原料に対してｔｔｗｔ％以下噴霧しつ
つ一次ペレットを製造する方法にある。

以下、上記本発明方法の具体的態様を詳細に説明する。

即ち、本発明のペレット製造工程は、先づ適当な粒度に
粉砕された鉄鉱石粉末と炭材とを用意し、これを所定の
配合割合に従って混練機中に装入し、バインダーとして
の原油の蒸留残渣油（］］ｓｔニー１１ａｔｉｏｎ Ｒ
ｅ５ｉｄｕｅ、以下、ＤＲと略記する）を添加しつつ混
練する。

この場合、ＤＲは常温では固体状の高粘性物質であるか
ら、常温で添加混練操作を行なっても、充分にＤＲを混
合することは困難である。

従って、ＤＲの軟化点以上の適当な温度にＤＲを加熱し
て溶融状態で添加しかつ混練機内も同温度に加熱して混
線操作を行うことが必要である。

またＤＲは溶融状態にあるとは云え、極めて高粘度であ
り、その表面張力も犬であるから単に混合操作を行うだ
けでは、バインダーとしてのＤＲが鉄鉱石及び炭材の各
粉末粒子間に充分浸入せず、従って各固体粒子の接合材
としての機能を発揮しないことになるので、混練操作は
該混合物にローラ等で圧縮力を付与しつつ行い、ＤＲを
充分に各粒子間に浸透させ、各粒子表面がＤＲで実質的
に被覆されるような状態とすることが必要である。

この様にして加熱混練された原料混合物は加熱状態のま
ま第１段ペレタイザーに送られＰｆｒ定粒径粒径次ペレ
ットされる。

この一次ペレットは第１段ペレタイザーで転動作用を受
けておシ、しかも加熱状態にあるバインダーとしてのＤ
Ｒは充分流動性を有しているので、転動圧縮によシペレ
ット内の空隙率が小さくな多空隙を満たしていたＤＲが
一次ペレット表面にしぼ）出され表面では可成Ｊ）ＤＲ
が過剰になった状態即ち湿潤状態になってお択かかる状
態で鉄鉱石粉末と炭材からなる混合粉末と共に第２段ペ
レタイザーに供給され一次ペレット表面が炭材で被覆さ
れたペレットに造粒されて生ペレットとなる。

この生ペレットに更に焼成されて還元鉄製造用焼成ペレ
ットとしたシ、あるいは、そのままで還元鉄製造用の原
料ペレットとするが、前者の場合には焼成工程において
、また後者の場合には還元炉に送入する前段階の予熱工
程において、何れも生ベレットはＤＲの熱分解温度以上
に加熱されるため、ＤＲは鉄鉱石粒子の触媒作用によシ
熱分解して軽質化することになるので、添加ＤＲ量が多
い場合にはこれらの工程で熱分解生成物を回収し、これ
を精留分離すれば軽質油及び分解ガスを得ることができ
る。

なお、ＤＲ量が比較的少ない場合には熱分解生成物はそ
のまま燃料として使用することができる。

一方、重質油の熱分解については、古くから重質油を流
動状態にあるシリカ・アルミナ等の触媒粒子の存在下に
接触熱分解する流動接触分解法ＣＦＣＣ法）が用いられ
ておシ、このＦＣＣ法では重質油の熱分解時に副生ずる
炭素（コークス）が触媒粒子に沈積することが知られて
いる。

そこで、このＦＣＣ法において、触媒粒子をシリカ・ア
ルミナ等に替えて鉄鉱石粒子を用いることにより、重質
油の熱分解と同時に副生オイルコークスの付着した鉄鉱
石粒子を得ることができることになる。

本発明においてはこの鉄鉱石粒子を用いたＦＣＣ法によ
シ得らねたコークス付着鉄鉱石粒子を原料とすることに
より、還元剤としての炭材が鉄鉱石粒子表面を理想的に
被覆した炭材内装ペレットを製造することができる。

なお、このＦＣＣ法による鉄鉱石粒子へのコークス付着
量は鉄鉱石粒子の流動層熱分解炉中での滞留時間及び熱
分解温度並びに重質油の種類によって異なり、必ずしも
所望の軽質化の／とめの熱分解条件と、鉄鉱石の還元の
ために必要な炭材量を鉄鉱石粒子表面に付着させるため
の熱分解条件とが一致するとは限らず、炭材付着量は一
般に数条〜１０数係の間で変化するから、付着炭材量が
鉄鉱石還元のために不充分な場合には、混線工程におい
て不足分をコークス粉等の適当な炭材で補充してやる必
要がある。

以上は、本発明の概要であるが、次に、具体的条件につ
いて、夫々実験データにもとづいて更に詳述する。

（Ａ′３ ＤＲの配合割合の影響 本発明における１つの重要な要件は、ＤＲの配合割合で
ある。

そこで鉄鉱石に対してＤＲを種々の割合で配合し、ペレ
ット製造上の問題点を調査すると共に、得られた一次ペ
レットの性状について検討した。

配合条件としては、炭材としてのオイルコークスを１０
％と一定にし、ＤＲの配合水準に応じて鉄鉱石の配合量
を変化させた。

ペレット製造条件としては、−３２５メツジユロ０係の
鉄鉱石粉末及びオイルコークスを夫々１５０℃に予熱し
た後同温度に保熱されている混線機に装入し、混線開始
と同時に同温度に加熱したＤＲを所定量供給し、圧縮力
を作用させつつ３〜ＩＯ分混練する。

混練された原料は定量供給機のホッパーに装入し、加熱
状態のままシントロンフィーダーよ択回転速度１９ ｒ
ｐｍ、傾斜角５２度、内径６００ｍｍ、側面高さ１３０
ｍｍのパン型ペレタイザーに供給シてペレット化し、得
られた一次ペレットは１１，１〜１２．７ｍｍでふるい
分けた。

なお、パン型ペレタイザーも１５０℃に保熱されておＪ
、ＤＲ添加量が１０係を超えるものについては全添加量
の半分をペレタイザー内の原料中に１５０℃に加熱溶融
された状態でスプレー添加しつつペレタイジング操作を
行なった。

原料として使用した減圧残油は、現在商業生産に使用さ
れている減圧蒸留装置の軟化点４０℃の塔底油で、原油
は大慶、ミナス両原油の７０ ：３０混合物である。

鉄鉱石はリオドセ（ブラジル）鉱山産のものをボールミ
ルで粉砕し、粗大粒子を除去り、１５０℃に加熱乾燥し
た後使用した。

オイルコークスは、スマトラ及びデューリイ混何油のデ
ィレートコ−カーからの産物である。

なお本発明の以下の実験においても全てこれらの原料を
用いている。

得られた一次ペレットについて、圧潰強度（榴／ペレッ
ト）について調査した結果を第１図に示す。

ここで、本発明における圧潰強度の測定には高車製作所
製Ｒ３２型万能強度試験機を用い、ペレット１個に規定
の加圧速度で圧縮荷重をかけ、ペレットが破壊した瞬間
の負荷荷重をそのペレットの圧潰強度値とし、２０個の
造粒物を破壊しそれらの平均値で表示した。

第１図から明らかな通り、一次ペレットの好ましい強度
として要求される７〜８１ｃｇ／ペレット以上の強度を
得るには全ＤＲ添加量は２〜２０係の範囲であり、強度
的に好ましい範囲は５〜１３係程度といえるが、ＤＲの
添加量の増加は一方ではペレット同志の融着を起こし、
特に還元炉中で団塊を形成することになるので、ＤＲ添
加量は２〜１０係とするのが好ましい。

なお、ＤＲを多量に添加する場合、ペレタイジング前の
混線工程でその全量を添加混合することも可能であるが
、原料混練中に団塊化し、造粒原料としては不適尚とな
るので本実施例の如くペレクィジング中に加熱溶融状態
のＤＲをスプレー添加することが好ましく、その量は全
添加量が２０係を超えない範囲とすべきことは勿論、ス
プレー添加量がその前の混練工程での添加量に比べて多
くなりすぎても造粒中にペレット同志が相互付着を起こ
し、変形したべしットあるいは団塊化したペレットが生
じるので、スプレー量はｌｌ係以下好ましくは５係以下
に抑える必要がある。

一方、第１段のベレタイジングに当り、パン型ペレタイ
ザーへの混線原料供給位置及びＤＲスプレー位置は、良
好なペレットを製造する上で重要な要件であシ、第２図
にパン型ペレタイザー内での原料の動きを実線の渦で、
また原料供給位置及びＤＲスプレー位置を点線の矢印で
示しているが、一般の粉体を水スプレーによシペレット
化する場合は、図中Ｃ又はＤの位置に原料を供給し、水
をＢの位置でスプレーするのが良いとされているが、本
発明の原料の場合、Ｃ又はＤの位置に原料供給を行なう
と、ＤＲのスプレーの有無に拘らず核と呼ばれる小粒子
が多数生成し粒子の成長が見られなかったが、原料供給
位置及びスプレー位置を渦中心部のＡ付近としたときの
み良好なペレットが得られた。

このことから、本発明の場合には、原料及びＤＲを転勤
渦中心付近に供給する必要のあることが分った。

〔Ｂ〕 原料混合物の加熱温度の影響 鉄鉱石と炭材としてのオイルコークスとの混合物を加熱
しＤＲを添加しながら混線を行ない、その混線物を、同
温度に保熱されているパン型ペレタイザーに供給すると
共に、同温度に加熱溶融されているＤＲをスプレーしつ
つペレットを成形し、この加熱温度の一次ペレット性状
に及ぼす影響を調べた。

加熱温度としてはｉｏｏ℃、１５０℃、１８０℃の３水
準に設定した。

鉄鉱石の粒度は一３２５ｍｅｓｈ６０％、ＤＲ添加量７
．５係、オイルコークス添加量ｘｏ％とし、ペレット成
形条件は［Ａ）と同様とした。

原料加熱温度と上記の条件で製造された一次ペレットの
圧潰強度との関係を第３図に示す。

第３図よシ明らかな通り加熱温度が高いほど一次ペレッ
トの強度は僅かながら高まっており、特に加熱温度１４
０℃以上で一次ペレットの強度向上が認められるから、
加熱温度は１４０℃以上にすることが好適である。

なお、本試験に用いたＤＲの軟化点は４０℃であるから
、このことはＤＲの軟化点よりも１００℃以上高い温度
に加熱する必要があることを示している。

一方、加熱温度が１９０℃以上（ＤＨの軟化点より１５
０℃以上高い温度）になると、ＤＲからの揮発分が多く
なりＤＲが変質してしまうので、同温度以下で混練する
必要がある。

因みに、８０℃〜１３０℃の低温度では、混線に長時間
を要するのみならず、ペレットが塊状になる傾向が強く
、事実上ベレタイジングが不可能であった。

以上の事実より、原料混練時の加熱温度は、ＤＲの軟化
点＋１００℃〜１５０℃の範囲が望ましいといえる。

なおペレタイザー自体は、供給された原料中のバインダ
ーが固化しない程度に保熱されている必要があるので、
少くともＤＲの軟化点より１０℃以上高く保持されてい
ることが望ましい。

一方、高過ぎても上述の如き問題があるので、ＤＲの軟
化点より１０〜１５０℃高い温度に保持されていること
が必要であるといえる。

〔Ｃ〕 内装炭材配合量の影響 内装炭材量と一次ペレット性状との関係を調べるため、
炭材としてのオイルコークス配合量を種種変化させて試
験を行なった。

バインダーとしてのＤＲば７．５係とし、５係は混線時
に、２．５係をスプレー添加した。

その他の条件は［Ａ、ｌと同一とした。

オイルコークス配合量と一次ペレット性状の関係を第４
図に示す。

内装炭材量の増加とともに一次ペレットの圧潰強度は低
下傾向にあり、気孔率は増加傾向にあるが、２０係以上
では圧潰強度は略一定となる。

なお気孔率は、真比重及び見掛比重から次式によって算
出した。

Ｐ＝（Ｓ−８Ａ）Ｘ１００／Ｓ Ｐ ；気孔率 Ｓ ；真比重 ＳＡ；見掛比重 次に得られた各種−次ペレツ）５００．＠を夫々固定層
レトルト内に装入し、６００℃で６０分間Ｎ２ガスを供
給しつつ予熱し、その後、６０分で１１３５℃まで昇温
し、６０分間その温度に保持して還元実験を行なった。

この結果を第５図に還元工程における処理時間と重量減
少の関係で示す。

成品還元率はオイルコークス１５係、２０ｆｂ配合のも
のが最も優れており、９４〜９５係の値を示し更にオイ
ルコークス１ｏ％、ｓ％、３受配合では夫々７８％、５
５係、５０係の値になっている。

一方、残留炭材量はオイルコークス多配合のものほど高
く、１５係配合のもので１３係の炭材が残留している。

オイルコークス＋ｏ％、ｓ％配合のものでは、殆んど炭
材が消費されており、特に５係、３受配合の場合、第５
図から明らかなように還元過程初期から重量減少の停滞
がみられ、高還元率を得るには内装炭材量が化学量論か
らみても不足していることがわかる。

以上の結果から、内装炭材添加量は、還元剤としては１
５係、高々２０係で充分であって、それ以上の添加は不
要であシ、一方還元率との関係からは１０係もしくは８
係位よシ少なくすることは不適であるが、ＤＲ添加量を
増大させるとＤＲ中の炭素も還元反応に寄与するから、
炭材添加量は少なくとも５係必要であり、またペレット
の気孔率の観慨からも５係以上の添加が必要となること
から、内装炭材添加量は５〜２０係、好ましくは１０〜
１５％の範囲とする必要がある。

〔Ｄ〕 炭材被膜の有無の還元に及ぼす影響本発明にお
ける重要な要件の一つは、内装型ペレットの表面に炭材
を被覆して炭材被膜を形成させることである。

ロータリーキルン等でペレットを還元する場合には、後
半部のバーナー近くに接近した際に、酸化性ガス（ＣＯ
２，Ｈ２０分圧の高いガス）に曝され、しかもこの時点
では大部分の内装炭材を消費しており、ペレット表面よ
り一旦還元された鉄が再びＦｅＯ又はＦｅ３Ｏ４へ再酸
化する現象が起り、最終還元率は低くなることは前述し
たが、この再酸化を防止する５は通常ペレットに多量の
炭材を内装するか、または外装炭材を多量使用すること
が考えられなくはない。

しかし前者の場合即ち内装炭材が多いときには、得られ
るペレットの強度が低下し、ロータリーキルン内での粉
化の原因となり、一方、後者の場合、即ち外装炭材を多
くすると、実際の還元に使用される炭材の割合が少く、
また製品ペレットと共に排出される炭材を分離する工程
が必要となるのでいづれも好ましくない。

そのため前記の如く、内装型ペレットの表面に炭材を被
覆させることが本発明者等によって考究され、これに基
づき一次ペレットに炭材を被覆した炭材被膜を有するペ
レットを製造し、該ペレットと一次ペレットについて炭
材被膜の有無の）！元に及ぼす影響を調べた。

一次ペレットの製造は、原料の配合条件を炭材としての
オイルコークス９０係、ＤＲ５係、鉄鉱石粉末８５係と
し、製造条件を［Ａ）と同様にして行った。

この一次ペレットは第１段ペレタイザーで充分な転動作
用を受け、しかも温度は１５０℃と高くバインダーとし
てのＤＲは充分な流動性を有しているので、転動圧縮に
よりペレット内の空隙率が小さくなり、空隙を満たして
いたＤＲがペレット表面にしぼり出され、表面ではかな
シＤＲ分が過剰になった状態、即ち湿った状態になって
いる。

この一次ペレットを、このような加熱状態のまま、炭材
としてのオイルコークス９０係、鉄鉱石粉末１０係から
なる混合粉末と共に第２段ペレタイザーに供給して炭材
被膜を有するペレットを製造した。

なお上記−次ペレットと混合する混合粉末は常温のまま
でよく、また第２段ペレタイザーも加熱する必要はない
。

かくして得られた炭材被膜を有するペレット囚と炭材被
膜の無いペレット（２）の配合内容及び圧潰強度は第１
表の通りである。

上記■、（８）の短ペレットについて酸化性ガス雰囲気
下における還元の進行に及ぼす影響を調べるために還元
試験を行なった。

この結果を第２表に化学性状及び物理性状で、第６図に
還元時間と重量減少率の関係で夫々示す。

なお、還元試験は竪型電気炉及び小型レトルトを用い試
料的４０ｆＣ２，２〜２．７ｆ／個）をレトルト内に装
入し、これを電気炉内に天秤で吊しＮ２雰囲気（４，１
／ｍ１ｎ）で６００℃まで１時間で昇温Ｌ−１時間保持
した後、ロータリーキルン内で酸化性の燃焼排ガスに曝
された状態を想定してＮ２ ：Ｃ０２＝７０＝３０の混
合ガスを４Ｌ／ｍｉｎの速度で流ＬＡ １１３５℃まで
１時間で昇温し、この温度で１時間保持して各還元時間
における重量減少率を測定した。

また還元後はＮ２ガスのみを流通して常温ｔで冷却し、
取シ出したペレットの化学性状及び物理性状を調べた。

第６図から明らかなように本発明の炭材被膜を有スるペ
レット■については昇温過程後期から重量減少率が増大
し、即ち重量減少が急激に進行し、還元工程中において
も再酸化反応を起しているとは認められず、また第２表
における最終還元率はｓ１％と炭材被膜のないペレット
（５）のそれに比して約６０係の還元率の向上が認めら
れる。

一方、炭材被膜のないペレツ）（Ｂ）については、昇温
過程初期において既に重量減少率が停滞し寧ろ途中から
若干重量増大を示している。

このことは昇温過程で殆んどの内装炭材が消費され、還
元工程においては還元が進行せず、逆に、再酸化反応が
進行していることを表わしており、最終還元率は２２係
と低く金属Ｆｅが殆んど生成していないことが判る。

〔Ｅ〕 熱分解実１験 本発明方法によ如得られるペレットについて、バインダ
ーであるＤＲＯ熱分解温度以上に加熱して、熱分解実験
を行った結果を示す。

なお、熱分解は第２段ペレタイザーで得られるペレット
もＤＲ配合量は一次ペレットと同量であシ、同様熱分解
結果を示すので、一次ペレットについての熱分解実験結
果で示した。

一次ペレットを予め所定熱分解温度に保持されたグレー
ト式熱分解炉中に４０ ｋｇ／ ｈｒ の速度で供給し
、水蒸気を４〜５ ｋｇ／ ｈｒ の速度で供給しつつ
熱分解実験を行なった。

供給された一次ペレットはグレートに乗せられて炉内を
移動し、この間−次ペレットは焼成され、バインダーと
してのＤＲは熱分解され、分解ガス及び分解油を生成す
る。

焼成された造粒物は焼成物受槽に、分解ガス及び分解油
はグレート炉雰囲気の過熱水蒸気に伴なわれて炉外に出
、分解油及び水蒸気は凝縮器にて凝縮して油受槽に採取
した。

熱分解温度は種々の温度において実施したが、一次ペレ
ットを還元炉に装入する場合の予熱温度に近い６００℃
と６３０℃での熱分解結果を第３表に示す。

注１） ガス収率、油収率はフィードした一次ペレッ
ト中のＤＲ量をベースにした値 ２） 焼成物の収率は一次ペレット仕込量をベースにし
た値、上表より、６００℃ではＣＲ量の５１．１係が、
６３０℃では８３．９％が夫々ガス及び分解油として回
収できることがわかる。

なお、残余のＤＲ量は焼成ペレット中に未分解残油及び
炭素として残留している。

一方、流出ガスの成分は、主としてＣ１，Ｃ２ガス及び
Ｈ２ｓＣＯ２であシ、分解油の成分は６００℃の場合、
ガソリン３０係、灯油１８係、軽油１２％、残油４０係
であり、６３０℃の場合にはガソリン２０係、灯油１４
係、軽油ｌｌ係、残油５４係であった。

〔Ｆ〕 バインダーの種類についての検討本発明におい
ては前記の如＜ＤＲをバインダーとして用いることを１
つの特徴としているが、還元鉄製造用の原料成形用バイ
ンダーとして、水ガラス、ＰＶＡも従来より提案されて
いるので、これらと本発明におけるＤＲとの比較を行な
った。

なお、用いたバインダーのうち水ガラスは８０１０水溶
液、ＰＶＡは２係水溶液とし配合条件としてはＤＲバイ
ンダー以外は鉄鉱石８５％、オイルコークス１０係、バ
インダー５係とし、造粒温度はＤＲバインダー以外は室
温とし、その他の試験条件としては前述した試験より求
めた最適条件を採用した。

バインダ一種類と一次ペレット強度との関係を第７図に
示す。

この結果から他のバインダーに比較してＤＲが強度面で
著しく優れていることが分る。

なお上記試験では鉄鉱石粒度として全て一３２５メツジ
ュロ０係のものを用いたか、これは鉄鉱石粒度が粗くな
るとペレット強度が低下すると共に加熱還元工程あるい
は焼成工程で粉化する割合が高くなるためであシ、これ
らの条件を総合的に判断すると原料鉄鉱石粉末の粒度は
−３２５メツジユロ０％以上のものを用いることが好ま
しい。

本発明は以上の説明並びに各種実験結果から明らかな通
りであり、かかる本発明方法によると次の如き諸効果が
期待できる。

（１）還元鉄製造用の原料ペレットを製造するに当り、
バインダーとして石油の蒸留残渣油（ＤＲ）を用いてい
るため、従来この種バインダーとして使用されているＰ
ＶＡ、水ガラス等に比べ、生ペレットの強度が高くなる
のみならず、用途の限られていたＤＲに新たな用途を提
供することにな択原油の重質化頌向が強まっている今日
において、極めて意義のある技術である。

（２）本発明方法で製造したＤＲを含む生ペレットを焼
成することにより、焼成時に生ペレツト中のＤＲは熱分
解してガソリン、軽油、灯油等の分解油並びに分解ガス
を生じるため、これを回収分離することにより、有用な
軽質油及びガス分を得ることができ、これは前記したＤ
Ｒの有効利用のみならず、より高付加価値の製品を生み
出すという副次的ではあるが顕著な効果かある。

（３）本発明の生ペレットを焼成することなく還元工程
に付す場合においても生ペレットは還元炉の効率的な運
転上、還元炉装入前に予熱されるから、この予熱工程で
も上記の如きバインダーとしてのＤＲの熱分解が生じる
ことになり、従つて、熱分解生成物を回収すれば、上記
（２）と同様の効果が期待される。

（４）重質油の熱分解技術として古くから用いられてい
るＦＣＣ法の流動層熱分解炉中に、鉄鉱石粉末を触媒と
して供給し、重質油の熱分解を行なうと、鉄鉱石粒子表
面に副生炭素が沈着するので、この炭素付着鉄鉱石粒子
を熱分解炉から取シ出して本発明における原料鉄鉱石粉
末及び炭材として用いれば、ＦＣＣ法の面からは、最大
の問題となっている炭素析出とこれによる触媒劣化の問
題は全くなくなり、還元鉄製造原料の面からは鉄鉱石粒
子表面に均一に還元剤としての炭素が付着した理想的な
原料といえるから、真に一石二鳥といえる。

（５）鉄鉱石粉末、炭材及びＤＲとを所定の割合で配合
し、これを加熱混練して一次ペレットと１この表面に炭
材を被覆してペレットを製造することによ択高い圧潰強
度を有し、且つ粉化率の少ない高品位の還元鉄製造原料
としてのペレットを得ることができる。

しかも本発明方法によるペレットは還元剤としての炭材
をペレット内に内装して内装型ペレットとすると共に更
にその表面に炭材を被覆したものであるから被還元物質
である鉄鉱石と還元剤としての炭材が還元反応に好都合
な鉄鉱石粒子単位で結合しているのみならず、更に例え
ばロータリーキルン等の還元工程の後半における酸化性
ガスによるペレットの再酸化を防止するに好適な状態で
結合しており、鉄鉱石の還元率を著しく向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は原油の蒸溜残渣油（ＤＲ）の配合量と一次ペレ
ット強度との関係を示すグラフ、第２図はパン型ペレタ
イザー内における原料の流れと原料供給位置との関係を
示す断念図、第３図は原料加熱温度と一次ペレット強度
との関係を示すグラフ、第４図１１２材配合量と一次ペ
レットの性状の関係に示すグラフ、第５図は炭材の各種
含有量による還元反応の変化を示すグラフ、第６図は炭
材被膜の有無の還元に及ぼす影響を還元時間と重量減少
率の関係で示すグラフ、第７図はバインダーの種類によ
るペレットの性状の変化を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄鉱石粉末と還元剤とを主成分とする混合物からな
   る還元鉄製造用の鉄鉱石ペレットを製造する方法であっ
   て、鉄鉱石粉末に還元剤としての炭材を５〜２０ｗｔ％
   、バインダーとしての原油の蒸溜残渣油を２〜ｉｏｗｔ
   ％夫々含有する様に配合しこの混合物を前記バインダー
   の軟化点より１００〜１５０℃高い温度に保ちつつ混練
   し、しかる後該混線物を第１段ペレタイザーに供給して
   直径６〜１３朋の一次ペレットを製造し、該−次ヘレッ
   トを鉄鉱石粉末５〜ｔｓｗｔ％、炭材粉末８５〜９５係
   からなる混合粉末と共に第２段ペレタイザーに供給し、
   前記−次ペレットの表面を該混合粉末によって被覆する
   ことを特徴とする還元鉄製造用鉄鉱石ペレットの製造法
   。 ２ 常記鉄鉱石粉末及び炭材が鉄鉱石を流動状態に保持
   した流動層熱分解炉で重質油を熱分解しこの際、副生ず
   るオイルコークスを鉄鉱石表面に付着させてなるコーク
   ス付着鉄鉱石粒子に炭材不足分を添加して一次ペレット
   中の全炭材量を５〜２ｏｗｔ％に調整せしめた配合であ
   る特許請求の範囲第１項記載の還元鉄製造用鉄鉱石ペレ
   ットの製造法。 ３ 原料混合物に圧縮力を作用させつつ混練する特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の還元鉄製ａ用法鉱石
   ペレットの製造法。 ４ 原料混練物を第１段ペレタイザーに供給するにあた
   り、該第１段ペレタイザー内に形成された原料混線物の
   転勤渦の中心部近傍に該混練物を供給する特許請求の範
   囲第１項乃至第３項のいづれかに記載の還元鉄製造用鉄
   鉱石ペレットの製造法。 ５ 第２段ペレタイザーで得られたペレットをバインダ
   ーである原油の蒸溜残渣油の熱分解温度以上に加熱し、
   該バインダーを熱分解して生成する熱分解ガスはこれを
   軽質油ならびに分解ガスとして回収するとともに、炭素
   質は還元剤ならびに結合剤としてペレット内に残留させ
   る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいづれかに記載の
   還元鉄製造用鉄鉱石ペレットの製造法。 ６ 第１段ペレタイザーが、バインダーの軟化点より１
   ０〜１５０℃高い温度に保持されている特許請求の範囲
   第１項乃至第５項いづれかに記載の還元鉄製造用鉄鉱石
   ペレットの製造法。 ７ 鉄鉱石粉末と還元剤とを主成分とする混合物からな
   る還元鉄製造用の鉄鉱石ペレットを製造する方法であっ
   て、鉄鉱石粉末に還元剤としての炭材を５〜２ｏｗｔ％
   、バインダー七しての原油の蒸溜残渣油を２〜１ｏｗｔ
   ％夫々含有する様に配合し、この混合物を前記バインダ
   ーの軟化点よシ１００〜１５０℃高い温度に保ちつつ混
   練し、しかる後該混練物を第１段ペレタイザーに供給し
   、かつ該第１段ペレタイザー中の前記混練物に、その軟
   化点よりも１００〜１５０℃高い温度に保持した流動状
   態のバインターを更に全原料に対して１１ｗｔ係以下、
   噴霧しつつペレット化して直径６〜１３龍の一次ペレッ
   トを製造し、該−次ペレットを鉄鉱石粉末５〜１５ｗｔ
   係、炭材粉末８５〜９５ｗｔ係からなる混合粉末に、第
   ２段ペレタイザーに供給し、前記−次ペレットの表面を
   該混合粉末によって被覆することを特徴とする還元鉄製
   造用鉄鉱石ペレットの製造法。 ８ 前記鉄鉱石粉末及び炭材が鉄鉱石を流動状態に保持
   した流動層熱分解炉で重質油を熱分解し、この際副生ず
   るオイルコークスを鉄鉱石表面に付着させてなるコーク
   ス付着鉄鉱石粒子に炭材不足分を添加して一次ペレット
   中の全炭材量を５〜２ｏｗｔ％に調整せしめた配合であ
   る特許請求の範囲第７項記載の還元鉄製造用鉄鉱石ペレ
   ットの製造法。 ９ 原料混合物に圧縮力を作用させつつ混練する特許請
   求の範囲第７項または第８項記載の還元鉄製造用鉄鉱石
   ペレットの製造法。 １０原料混製物を第１段ペレタイザーに供給するに当り
   、該第１段ペレタイザー内に形成された原料混線物の転
   勤渦の中心部近傍に該混練物を供給すると共に、バイン
   ダーを該転勤渦の中心部近傍に噴霧する特許請求の範囲
   第７項乃至第９項のいづれかに記載の還元鉄製造用鉄鉱
   石ペレットの製造法。 １１ 第２段ペレタイザーで得られたペレットラバイ
   ンダーである原油の蒸溜残渣油の熱分解温度以上に加熱
   し該バインダーを熱分解して生成する熱分解ガスはこれ
   を軽質油並びに分解ガスとして回収すると共に炭素質は
   還元剤並びに結合剤としてペレット内に残留させる特許
   請求の範囲第７項乃至第１０項のいづれかに記載の還元
   鉄製造用鉄鉱石ペレットの製造法。 １２第１段ペレタイザーが、バインダーの軟化点よりも
   １０〜１５０℃高い温度に保持されている特許請求の範
   囲第７項乃至第１１項いづれかに記載の還元鉄製造用鉄
   鉱石ペレットの製造法。