JPS6017810B2 - 鉄鉱石焼結原料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＪＩＳ還元率と還元粉化指数（ＲＤＩ）の向
上を目的とした、鉄鉱石の焼結原料の製造方法に関する
ものである。

高炉装入暁結鉱の品質としては、高炉操業条件の発展、
原料事情の変遷等に伴い常温強度の管理のみでは不充分
であり、最近では高炉内で加熱還元を受けるときの性状
すなわちＪＩＳ還元率と還元粉化指数（ＲＤＩ）を管理
することが重要になっている。

従来ＪＩＳ還元率及び還元粉化指数（ＲＤＩ）を向上す
るための対策としては、暁緒鉱中のスラグ量の調整、粉
コークス配合比を増減して擬結鉱中のＦｅ０をコントロ
ールすること、原料中のＡＩ２０３，Ｔｉ０２，Ｍｇ０
の量を調整すること及び凝結時の通風量をコントロール
すること等が行なわれているが必ずしも充分な成果は得
られていない。

このため、本出願人は、ＪＩＳ還元率を向上し、還元粉
化指数を改善するための対策として、鉄鉱石と石灰石を
混合した焼結時カルシウム・フェライトを生成する原料
と、鉄鉱石、桂石、蛇紋岩等を混合した凝結時カルシウ
ム・フェライト生成に寄与しない原料とに分けＹ原料処
理の段階でカルシウム・フェライトを生成する原料とカ
ルシウム・フェライト生成に寄与しない原料とが混合し
ないように、例えば後者を先に造粒し、そのまわりに前
者を付着させることを提案中である。

しかし、この方法はこれまでに知られている方法よりも
改善されてはいるが、以下に述べる理由によって必ずし
も理想どおりの成果は得られていない。すなわちカルシ
ウム・フェライトを生成する原料の造粒性を良くするこ
と等のために、石灰石は２柳以下粒径もしくは０．２５
側以下粒径の微粒を用いている。

しかし、このような微粒石灰石は凝結過程の早い段階で
分解するためＣａ０はカルシウム・フェライトを生成す
る原料中のＳｉ０２あるいはカルシウム・フェライト生
成に寄与しない原料中のＳｊ０２と反応し、シリケート
スラグを形成する部分が生ずる。このため、カルシウム
・フェライトの生成が抑制され、また２次へマタィトの
生成も多い。したがって、これまで知られたものよりも
ＪＩＳ還元率、還元粉化指数とも改善されてはいるがま
だ十分には改善されていない。

そこで本発明者等は焼結時の２次へマタィトの生成を抑
え、カルシウム・フェライトを多量に生成させる研究に
着手し、暁結過程での融体生成挙動等を基礎実験及び、
試験齢緒鍋等で調査、検討を行なった。

その結果、焼結配合原料中の石灰石の糠結過程における
反応を遅らせることにより２次へマタィトの生成又は成
長を制御できることを見出した。

これは、焼緒過程の前半ではＣａ○の反応を抑制してお
いて、暁結過程後半の系内雰囲気が酸化性になった時点
でＦｅ２０３とＣａ０を積極的に反応させて、カルシウ
ム・フェライトを生成させて２次へマタィトの生成及び
成長を抑えようとするものである。そのためには暁結過
程前半でのＣａ０の反応例えばＦｅ○−Ｓｉ０２−Ｃａ
○系融体でのＣａ０の反応を押える必要がある。そこで
本発明者等は、上記の知見を更に発展させ、競結時カル
シウム・フェライトを生成する原料と、カルシウム・フ
ェライト生成に寄与しない原料とを分別するとともに、
上記カルシウム・フェライトを生成する原料中の石灰石
を造粒することにより、カルシウム・フェライトを多量
に生成して２次へマタィトの生成が大幅に抑制できるこ
とを見出した。

これは本出願人が提案中のものよりも、Ｃａ０とＳｉ０
２の反応が殆んど行なわれず、Ｃａ○の大部分がＦｅ２
０３と反応するからであることをつきとめた。

本発明は斯様な知見を基に完成したものであり、ＪＩＳ
還元率と還元粉化指数の優れた焼結鉱を、製造まるため
の鉄鉱石暁給源料の製造方法を提供することを目的とし
ている。

すなわち本発明は焼結時カルシウム・フェライトの生成
に寄与しない屍結原料の造粒物と、石灰石の造粒物を含
めた焼結時カルシウム・フェライトを生成する焼結原料
とを混合して焼結原料とすることを特徴とする、鉄鉱石
暁緒原料の製造方法を提供するものである。

本発明を更に詳述すれば、上記の焼緒時カルシウム・フ
ェライトの生成に寄与しない暁結原料の造粒物を得るに
は、原料事情に左右されて、種々の粉鉱石（銘柄）の中
から適宜選択使用するが、銘柄によっては、鉱物組成や
物性が若干の差違を示すため、水分添加量に幅が出る。

例えば銘柄としてＬハマスレー粉鉱石、ゴールズワージ
粉鉱石等を使用する場合の水分添加量は４〜７％、また
マウント・ニューマン粉鉱石、ミフェルマ粉鉱石等を使
用する場合の水分添加量は、４〜９％である。なお、他
の銘柄の粉鉱石に対しては更に多量の水添加量を妥当と
する場合もあり得る。要は造粒物の強度が高く暁結時に
良好な焼結反応が行われる水量であればよい。従ってカ
ルシウム・フェライトの生成に寄与しない暁結原料の造
粒に際しては銘柄としてハマスレー粉鉱石、ゴールズワ
ージ粉鉱石等を使用する場合には水分を４〜７％「 ま
た銘柄としてマウントニューマン粉鉱石、ミフェルマ粉
鉱石等を使用する場合には４〜９％となるように且つ、
造粒物粒度が１側以下が２０％以下、５肌以上が４０％
以下となるように調整するのが望ましい。

ここで水分を４〜７％または４〜９％とする理由は原料
事情によって適宜選択する銘柄によって選択することは
勿論のこと、造粒物の粒度が前記の範囲内にあってもト
水分が４％未満であると上記造粒物の強度が弱く他の配
合原料と配合した場合、混合過程で上記造粒物が破壊さ
れるため効果が小さく、また水分が７％、あるいは９％
を越える場合には焼結過程において上記造粒物の昇温、
焼結反応が遅れすぎ、凝結が行われない部分が生じ、こ
の場合も効果が小さいか又は焼結鉱の常温性状が悪化す
るためである。

又、上記造粒物の粒度が１肋以下が２０％以下、５脚以
上が５０％以下とする理由は、上記造粒物の水分が前記
の範囲内にあっても１柳以下が２０％を越えると効果が
小さく、又５側以上が４０％を越えると効果が小さいか
、又は暁緒鉱の常温性状が悪化するためである。

又、石灰石の造粒に際しては水分２〜７％となるように
且つ造粒物粒度が０．５肋以下が２０％以下、３柳以上
が４０％以下となるように調整する。

ここで水分を２〜７％とする理由は造粒物の粒度が前記
の範囲内にあっても水分が２％禾満であると造粒石灰石
の強度が弱く他の配合原料と配合した場合、混合過程で
造粒石灰石が破壊されるため、効果が小さく、又水分が
７％を越える場合には暁結過程において石灰石の昇温、
分解反応が遅れすぎ石灰石の反応が行われない部分が生
じ、この場合も効果が小さいか又は競給鉱の常温性状が
悪化するためである。又、造粒石灰石の粒度を０．５側
以下が２０％以下、３柳以上が４０％以下とするのは造
粒石灰石の水分が前記の範囲内にあっても、０．５脚以
下が２０％を越えると効果が小さく、又３肋以上が４０
％を越えると効果が小さいか、又は焼結鉱の常温性状が
悪化するためである。

以下、本発明を図面に基ずし、て説明する。第ＩＡ図は
本発明の１例を示すものである。先ず第１ミキサーに鏡
給時カルシウム・フェライトの生成に寄与しない競結原
料、例えば粉鉱石、桂石、蛇紋岩等の混合物及び水分を
配合し、必要によってはペントナィト等のバインダーを
配合した後、混合造粒を行ない造粒物とする。この場合
、第１ミキサーのかわりにディスクベレタィザー等の造
粒機を用いても良い。また軽石、蛇紋岩等は粉鉱石と混
合して造粒しなくても、桂石、蛇紋岩それぞれ個別にあ
るいはその混合物を造粒しても良い。

さらに桂石、蛇紋岩がＣａ○とほとんど反応しない粒度
の１〜５肋で入荷する場合には造粒する必要はない。こ
れらの場合には桂石、蛇紋岩は第２ミキサーに配合して
良い。

次にディスクベレタィザー等の造粒機に粉石灰石及び水
分を添加し必要によってはバインダーを配合した後造粒
する。

この造粒石灰石と、焼結時カルシウム・フェライトを生
成するために塩基度（Ｃａ○／ＳｉＱ）が１．３〜１０
．０になるように配合した粉鉱石、及び前記第１ミキサ
ーの造粒物（競結時カルシウム・フェライト生成に寄与
しない焼給源料）並びに水分と返鉱を配合し、また必要
によっては生石灰等のバインダーを配合した後、第２ミ
キサーで混合造粒する。

なお、上記混合造粒に際しては、コークスを通常の工程
に基ずし、て混合し凝結原料とするものである。

また第ＩＢ図は本発明のもう一つの例である。

先ず第１ミキサーに焼結時カルシウム・フェライトを生
成する粉鉱石を配合する。この場合後述する造粒石灰石
と塩基度（Ｃａ○／Ｓｊ０２）が１．３〜１０．０にな
るように配合する。返鍵は通常の工程に沿って第１ミキ
サーに配合する。次に第１ディスクベレタィザー等の造
粒機に粉石灰石及び水分を添加し必要によってはバイン
ダーを配合した後造粒する。

更に第２ディスクベレタィザー等の造粒機に燦鯖時カル
シウム・フェライトの生成に寄与しない暁結原料、例え
ば粉鉱石、桂石、蛇紋岩等の混合物及び水分を配合し、
必要によってはペントナィト等のバィンダ−を配合した
後造粒する。

この場合、桂石、蛇紋岩等は粉鉱石と混合して造粒しな
くても、桂石、蛇紋岩それぞれ個別にあるいはその混合
物を造粒しても良い。さらに桂石、蛇紋岩がＣａ○とほ
とんど反応しない粒度の１〜５凧で入荷する場合には造
粒する必要はない。

この場合には桂石、蛇紋岩は第１ミキサーに配合して良
い。次いで上記造粒物及び第１ミキサーの原料を第２ミ
キサーに配合し、混合造粒する。

なお上記第１，第２ミキサーでの混合造粒に際しては、
コークス及び水分を通常の工程に基ずし・て混合し暁縞
原料とするものである。

このようにして製造した暁絹原料は第２図に模式的に示
すとおり、競結時カルシウム・フェライトの生成に寄与
しない原料の造粒物２と、造粒した石灰石１が、暁結時
カルシウム・フェライトを生成する粉鉱石３中に適度に
分散した状態を呈する。

従って、該暁結原料を暁精機を用いて暁結すると、該焼
結原料は焼結時カルシウム・フェライトを生成する競結
原料と、カルシウム・フェライト生成に寄与しない原料
とに分別されていると共に、カルシウム・フェライトを
生成する原料中の石灰石が造粒されているため、Ｃａ０
とＳｉ０２との反応がほとんど行なわれず、Ｃａ０は大
部分Ｆｅ２０３と反応してカルシウム・フェライトが大
量に生成するとともに、２次へマタィトの生成が大幅に
抑制される。

したがって暁縞鉱のＪＩＳ還元率、還元粉化指数が著し
く改善される。

以下に実施例を示す。

実施例 １ カルシウム・フェライト生成に寄与しない焼結原料とし
て、ハマスレー粉鉱石、桂石粉の１〜５側、蛇紋岩粉の
１〜５肋を準備した。

カルシウム・フェライトを生成する原料としては、石灰
石粉、ャンピー粉鉱石、バィラディラ粉鉱石、ゴアを準
備した。それぞれの配合と成分、粒度を第１表に示す。

第１表 上記原料の中、まず石灰石粉をディスクベレタイザーで
水分、ベレタイザー傾斜角、ベレタィザー回転数を変化
させて第２表に示すような５種類の造粒石灰石を製造し
た。

ここで本発明例はＣのケースでその他のＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅ
は比較例である。第２表 （多） 次いでハマスレー粉鉱石についても同様にディスクベレ
タィザーで上記と同様な操作により造粒し、第３表に示
すような５種類の造粒ハマスレー鉱石を製造した。

ここで本発明例はＣ′のケースでその他のＡ′，Ｂ′，
〇，Ｅ′は比較例である。第３表（努） この造粒石灰石と造粒ハマスレー鉱石を第１表のような
配合比で他の配合原料とミキサーを用いて混合造粒した
。

この際、カルシウム・フェライトを生成する原料中の鉄
鉱石粉、すなわちャンピー鉱石、バイラデイラ鉱石、ゴ
ア鉱石と、返鉱をミキサーで水分を添加して予め混合造
粒し、その後造粒石灰石と造粒ハマスレー鉱石を添加し
て濠合造粒した。またコークスを通常の工程にもとずし
、て混合し暁給試験を行ない、落下強度、ＪＩＳ還元率
、還元粉化指数を測定した。また比較のために石灰石造
粒、ハマスレー造粒を行わず且つ蛇紋岩、桂石について
は第４表のような通常粒度のま）配合する通常焼縞も行
なった。第４表 更に上記通常焼結に対し造粒石灰石のみを配合する焼精
も行なった。

これら実験条件を第５表に示す。第５表 実験１は通常焼結、実験２は実験１に対し石灰石造粒の
みを行なった場合、実験３は本発明例であり実験４〜実
験７は造粒ハマスレー鉱石の水分、粒度条件が本発明条
件範囲外の場合、実験８〜実験１１は造粒石灰石の水分
、粒度条件が本発明条件範囲外の場合である。

競結試験結果を第３図に示す。

この図から本発明例の実験３は落下強度は通常暁縞とほ
ぼ同一に維持されると共に、ＪＩＳ還元率、還元粉化指
数とも実験２の石灰石造粒法より更に一段と改善される
ことがわかる。

これに比し比較例の実験４〜実験１１はＪＩＳ還元率、
還元粉化指数の改善が４・さし、か、落下強度が低下し
ている。

実施例 ２ カルシウム・フェライト生成に寄与しない暁結原料とし
て、ニューマン粉鉱石、桂石粉の１〜５側、蛇紋岩粉の
１〜５柵を準備した。

カルシウム・フェライトを生成する原料としては、石灰
石粉、ヤンピー粉鉱石、バィラディラ粉鉱石、ゴア粉鉱
石を準備した。それぞれの配合と成分、総度を第６表に
示す。第６表 上記原料の中、石灰石粉については実施例１の第２表に
示した５種類の造粒石灰石をそのま）用いた。

次いでマウントニューマン粉鉱石についても実施例１の
ハマスレー粉鉱石の場合と同様にディスクベレタィザー
で造粒し、第７表に示すような５種類の造粒マウントニ
ューマン鉱石を製造した。

ここで本発明例はＣ″のケースでその他のＡ″，Ｂ″，
Ｄ″，Ｅ″は比較例である。第７表この造粒石灰石区造
粒マウントニューマン鉱石を第６表のような配合比で他
の配合原料とミキサーを用いて混合造粒した。

この際カルシウム・フェライトを生成する原料中の鉄鉱
石粉、すなわちャンピー鉱石、バィラディラ鉱石、ゴア
鉱石と返鉱をミキサーで水分を添加して予め混合造粒し
、その後造粒石灰石と造粒マウントニューマン鉱石を添
加して混合造粒した。またコークスを通常の工程にもと
ずし、て混合し焼結試験を行ない、落下強度、ＪＩＳ還
元率、還元粉化指数を測定した。また比較のために石灰
石造粒、マゥントニューマン造粒を行わず且つ蛇紋岩、
桂石については第４表のような通常粒度のま）配合する
通常暁結も行なつた。更に上記通常焼結に対し造粒石灰
石のみを配合する暁結も行なった。

これら実験条件を第８表に示す。第８表 実験１′は通常焼結、実験れま実験ｎこ対し石灰石造粒
のみを行なった場合、実験３′は本発明例であり実験４
〜実験九ま造粒マゥントニューマン鉱石の水分、粒度条
件が本発明条件範舞外の場合、実験８〜実験１１′は造
粒石灰石の水分、粒度条件が本発明条件範囲外の場合で
ある。

焼結試験結果を第４図に示す。

この図から本発明例の実験丸ま落下強度は通常暁結とほ
ぼ同一に維持されると共に「ＪＩＳ還元率、還元粉化指
数とも実験２′の石灰石造粒法より更に一段と改善され
ることがわかる。

これに比し比較例の実験４〜実験１１′はＪＩＳ還元率
、還元粉化指数の改善が小さいか、落下強度が低下して
いる。

以上説明したように本発明のように原料処理して暁給鉱
を製造することによって、従来の暁結鉱に比べて競結鉱
中にカルシウム・フェライトが多量に生成するのでこの
焼結鉱を高炉原料として使用する場合には、還元粉化が
少ないので通気性が良く、又被還元性も優れているので
生産性を高めることが出釆、工業的に利用価値大なる発
明である。

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ図は本発明の原料処理法の１例の説明図、第ＩＢ
図は本発明の原料処理法のもう１つの例の説明図、第２
図は本発明の焼結原料の模式的説明図、第３図は実施例
１の落下強度「ＪＩＳ還元率、還元粉化指数を示すグラ
フである。 第４図は実施例２の落下強度、ＪＩＳ還元率、還元粉化
指数を示すグラフである。１は造粒した石灰石（石灰右
粉の造粒物）、２は暁結時カルシウム・フェライトの生
成に寄与しない焼結原料の造粒物、３は競結時カルシウ
ム・フェライトを生成する粉鉱石。 オーＡ図 ガー８図 弟Ｚ図 多テ図 汁４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 焼結時カルシウム・フエライトの生成に寄与しない
   焼結原料の造粒物と、石炭石粉の造粒物を含めた焼結時
   カルシウム・フエライトを生成する焼結原料とを混合し
   て焼結原料とすることを特徴とする、焼結原料の製造方
   法。