JPS60187631A - 非焼成塊成鉱の製造方法 - 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】 く技術分野〉 本発明は鉄鉱石粉末又は酸化鉄粉末を高”炉で製銑する
際高炉装入時の粉末の飛散を防止し且つ炉内の通気性を
保持して精錬反応を円滑に進行せしめるだめの原料鉄鉱
石粉末の予備処理に関する。

〈従来技術〉 近年は出銑比の増大あるいはコークス比の低減等の要ｄ
θから高炉に装入する鉄鉱石の粒度が更に小さくなる傾
向にある事、富鉱の涸渇化による低品位鉱の利用の必要
性から粉鉱石の取り扱い量が増大している事、また製銑
工場での粉塵公害防止のためダストの回収が強化されて
いる事、等のために鉄鉱石粉末の使用舊は益々増加する
傾向にある。これらの鉄鉱石粉末をそのまま高炉に装入
すると、通気性の不良や不均一、ガス灰発生量の増加、
および荷下シの不良等を生じ、コークス比の増大あるい
は出銑比の低下等高炉の操業に著るしい慾影智を及はす
ため鉄鉱石粉末は適当な方法で塊成化して用いる必要が
ある。

鉄鉱石粉末又は酸化鉄粉末などの原料を塊成化する方法
として現在工業的に実施−Ｊ　ｈ、ているものには次の
方法がある。

（１）焼結法 約５＋ｎ以下の鉄鉱石粉末に適西な粒度のコークスと必
要に応じて石灰石粉末とを混合し、格子上で１２００〜
１４００℃の温度下にて焼成し、鉄鉱石の一部を溶融さ
せて焼結させ、冷却後破砕して適当な粒とする方法。

（２）　ベレツタイノングー焼成法 微粉砕した鉄鉱石粉末に適当量の水分および必要に応じ
てベントナイト、石灰等を加え回転ドラム、回転皿等を
用いて造粒しその後ロータリーキルンで焼成し焼結させ
て充分な強度を得る方法。

（３）被しタイジングー冷間硬化法 俗にコールドボンド法と言われるもので微粉砕した鉄鉱
石粉末とポルトランドセメントあるいはボルトランドセ
メントタリンカー粉末の混合物に適当ｌ“の水分を加え
て回転ドラムあるいけ回転皿などを用いて造粒しその後
養生して充分な強度を得る方法。

以上の３法に大別されるが（１１および（２）の方法は
何れも鉄鉱石粉末の粒状物あるいはペレットに強度を付
与させるため何等かの方法でこれらの粒状物あるいはペ
レットを焼成している。

この焼成には大規模な設備を必要とするばかシでなく、
焼成炉よ多発生するＳＯｘ　、　ＮＯｘあるいは粉塵等
が公害源になるという問題がある。

このため非焼成の塊成化方法として上記（３）の方法が
開発されているが、上記（３）の方法には次のような欠
点があシ未だ充分ではない。

イ）強度光Ｍまでに長期間（通常７〜ｌＯ日）を要する
ために大規模な養生設備を必要とする。

口）ペレットは球状であるため安息角が不妊く、高炉に
投入した時炉の中央部に偏在するため高炉操業が著るし
く不安定になる。これを避けるために使用量が非常に少
量に限定される（通常１０〜，２０重量％）。

ハ）充分な強度を達成させるにはセメントを多量（通常
７重量％以上）に添加する必要があるため、高炉の操業
中にスラグ比が高くなるため、出銑比、コークス比およ
び炉前作業性等が悪くなる。

二）ペレットは球状且つトポ化学的に還元反応が進行す
るため内部に未還元ＦｅＯが残留し易い。

ホ）製造過程で原料の鉄鉱石を微粉砕する必要があるた
め粉砕動力費が高い。

〈発明の目的〉 本発明は予じめ焼結する事なしに成形後短詩ｆ’ｄｌで
強度を発現すると共に耐水性を有しそして高炉中での被
還元性に優れ、且つ鉄鉱石粉末が溶）！！Ｉｔ温度に達
するまで自形を保持するに充分な装置を有する非焼成塊
成鉱を簡単な設備で製造する方法を提供することを目的
とする。

〈発明の構成〉 上記目的を達成するため、本発明の構成は、鉄鉱石粉末
、セメントおよび水の混合物に振動を与えて混合物中の
空気を分離除去した後に、加圧成形ロールによシフレー
ク状に圧縮成形し、その後養生することを特徴とする。

本発明で使用する鉄鉱石粉末はへマタイト系、マグネタ
イト系、リモナイト系および酸化鉄粉末いずれでも使用
出来る。又使用するセメントはポルトランドセメント、
混合セメント、アルミナセメントあるいはポルトランド
セメントクリンカ−粉末いずれでも使用出来る。鉄鉱石
粉末は使用するロール成形機のロール間隙よシ小さく粉
砕して使用するのが好ましく、通常５縮以下が好ましい
。

上記鉄鉱石粉末にセメントをバインダーとして水と共に
添加し混合する。添加するセメントの量は成形物の強度
を保つうえから２重量％〜８重ｉ％が好ましい。２重Ｊ
ｔ％以下では充分な強度を得られず、又、８重量１％以
上では強度向上効果が小さくなる。

又、水の添加量は４電ｉｔ％〜８重姻チが好ましい４重
量％以下では成形物の冷間強朋が小さく、また８重量−
以上では成形物の表面に水分が滲み出すので好ましくな
い。

次に上記混合物を圧縮成形する。この場合圧縮成形には
一般にブリケットマシンも用いられるが成形体の成形圧
が不均一であること、あるいはロールポケットの損耗が
大きい等の原因により製品収率が低く、又連続製造に適
さない等の問題がある。本発明ではロールによる圧縮成
形を行うロール成形による場合には上記ブリヶットマシ
ンによる場合の不都合が無く、マたフレーク状に成形出
来ることによる種々の利点もある。更に本発明において
は圧縮成形に先立ち、混合物に振動を与えて混合原料内
部に内包されていた空気を分離して除去する。

ロール上部に振動板を旬けた原料ホツノや−を設けて、
ホラ１＋−中の原料に振動を与えた後圧縮成形すると、
原料と原石に内包されていた空気が分離され原料のみが
ロールに喰い込まれるため成形性および成形体強度も増
加する。更に原料がロール面に一様に喰い込むため、ロ
ール面が一様に摩耗しその結果ロール寿命が伸びる。

成形物の〜さけ６町以上１５鮎以下が好ましい、６順以
下の時は冷間落下強度が小さく、又１５聰以上の時は被
還元性が低下するため好ましくない。成形物厚さはロー
ル間隙を変えることによりコントロールする事が出来る
。

成形物の養生は常温自然養生、蒸気養生、炭酸カス！生
いずれでも良いが、蒸気養生および炭酸ガス養生は養生
時間を短縮出来るためおよび養生物の付着水が減少する
ため好ましい。とくに炭酸ガス養生は養生時間を著しく
短縮できるためよシ一層好ましい。

〈発明の効果〉 以上説明した本発明の製造方法によれは次の効果がある
。

（イ）　本発明のロール成形物はフレークとして製造さ
れるため、安息角が大きくそれ故に高炉投入時の偏析現
象が防止用きる。又被還元性に優れ且つ還元粉化率が小
さいのでコークス比を低減でき、高炉装入ｙＡ相としで
優れた長所を有する。

（嗜　一対の成形ロールによシ圧縮成形する時、成形原
料をロール上部で振動処理するので容易に原料中に内包
されている空気が分離されロールへの原料の喰い込みが
著るしく向上しその結果製品収率と成形体強度が著るし
く向上する効果がある。又、ロール面の摩耗が一様に進
行するためロール寿命が向上する利点もある。更に振動
処理を与える事により、ホツノヤー中での原料の棚つり
現象が防止出来る゛ため成形が連続して操業出来る七い
う長所を有する。

（ハ）鉄鉱石粉末を冷間で塊成化するため、ＳＯｘ＋Ｎ
Ｏｘおよび粉じん等に対する大気汚染防止対策が不要で
ある。

（ニ）従来の非焼成ペレットよシも養生時間が著るしく
短縮出来るため養生ヤードが不要であシ成形から高炉装
入まで連続した製造が可能である。

（ホ）従来の非焼成ペレットよりも製造原価が低減出来
ると共に大量連続生産が出来る。

（へ）従来の非焼成ペレットよりもセメント量が少ない
ため、スラグ比が小さく出来る。

〈実験例〉 次に本発明の実験例を示す。

実験例−１ １０５℃で乾燥し、ｌＩｎ１以下に粉砕したブラジルリ
オドセ産鉄鉱石（ヘマタイト）粉末に早強ポルトランド
セメントを６　ｗｔ％混合し、その後鉄鉱石とセメント
の混合物１００重量部に対して６重量部の水をコンク′
リートミキザーで混練し、混線物を４００梅調製しその
後ロール成形機によシ成形圧８００梅／ｃｒＩで圧縮成
形した。

尚ロール成形機の仕様は次表の通りである。

ロール径：４５０網　ロール巾：３００龍更にこの場合
、ロール上部に振動板を有するポツノｆ−をゴムシール
にて取付け、原料の漏洩を防止しながらポツパー中の原
料に振動を与えてロール成形機に送９込み成形した。尚
比較のため振動を与えない製造方法をも併せて実施した
。これらの成形物について製品収率を測定した抜挿々の
条件で養生し養生物についてＪＩＳＭ８７１１に準じて
冷間落下強度を測定した。

この結果を表−１２表−２に示す。

表−１ 注）１０ｍｍふるい上を製品として製品収率を計算した
。

表−２ 表−１１表−２から原料に振動を与えて脱気と成形体強
度が著るしく向上する事が明らかである。又振動を与え
ないで成形する時ホッパー中で原料の棚つ多現象が生じ
原相落し操作が必要であったが、振動を与えたところ棚
つり現象は解消した。

実験例−２ 実験例−１で使用したと同じ鉄鉱石粉末に、早強ポルト
ランドセメント、普通ポルトランドセメント、及び中庸
熱ポルトランドセメントを５ｗｔ％混合した混合物３水
準を調製しその後混合物１００重量部に対して水６重量
部をコンクリートミキサーで混ａｔ、、、その後実験例
−１で使用したロール成形機にょシ原料に振動を与えて
圧縮成形した。成形後成形物を種々の条件で養生しその
後ＪＩＳＭ８７１１に準じて冷間落下強度を測定し表〜
３の結果を得た。

表−３ 表−３から明らかなようにいずれのセメントについても
、ロールによる圧縮成形物を蒸気養生あるいは炭酸ガス
中で養生すると短時間の養生で冷間落下強度が大きい事
が判る。

実験例−３ 実験例−１で使用したと同じ混線物を！９！Ｉ製しその
後実験例−１で使用したロール成形機を用いてロール間
隙を変えて、原料に振動を加えながら圧縮成形し種々の
厚さのフレークを調製した。フレークを常温で１日参生
後ＪＩＳ　Ｍ８７１１に準じて冷間落下強度をＪＩＳ　
Ｍ８７１３に準じて最終還元率を測定し第１図。

第２図の結果を得た。

第１図および第２図から成形されるフレークの厚さは６
ｗ以上１５ｗ以下が好ましい事が解る。即ち６ｍ１１１
以下の時は冷間落下強度が小さく、又１５ｍ以上の時は
フレークの被還元性が不良と々るため好ましくない。

実験例−４ 実験例−１において振動を与えて成形し、常温１日養生
したフレークについて安息角、還元粉化率および高温で
の軟化性状（最大圧損値）を測定し、表−４の結果を得
た。比較のため焼結鉱および非焼成ペレットについても
同様の試験を行った。この結果を併せて表−４に示す。

秦１　安息角の測定法：サンプル（１０ｍ＋〜５０難サ
イズ）　３０　ｋｙを１５０喘φの円筒に入れその後円
筒を真上に引き抜いた後の安息角を測定した。

秦２　還元粉化率の測定法： 試料５００ｙを５５０℃にて３０分間 ＣＯ：Ｎ５＝３０ニア０の還元ガス１５／！、１０で還
元した後３０ｒｐｍ−３０分間のドラム試験を行いその
３朋アレダ一割合を還元粉化率とした。

※３　最大圧損値の測定 試料５００２を第３図のような反応管に充填し、以下の
条件によシ昇温還元した場合の充填層の圧損値の温度変
化を調べ、そ加　重　１　ｋｇ／ｃｒｌ 還元条件　ＣＯ：Ｎ２＝３０ニア０　２１Ｎｔ／分昇温
ノ９ターン　常温〜１０００℃　１０℃／分表−４から
明らかなように、本発明の７レーりの安息角は従来の非
焼成ペレットのそれよシも非常に大きく、転がシ船いこ
とが判る。又、還元粉化率および最に圧損値も従来のも
のに比べ大幅に低下しておシ低温および高温での熱間還
元性状が著しく良好であることを示している。

実験例−５ カナダタツス産鉄鉱石（マグネタイト系）を１ｍ以下に
粉砕し普通ポルトランドセメント７重量％、コークス粉
５重Ｍ％添加混合した後混合物１００重量部に対して６
重量部の水を添加しパグミルで混合した後実験例−１の
振動板伺ロール成形機で原料札振動を与えながら成形圧
１５００　ｋｇ／ｃ４　で圧縮成形した。フレークを常
温で１日養生した後冷間落下強度、最終還元率、還元粉
化率、最大圧損値を測定し次に示す結果を得た。フレー
クの厚さは１３龍であった。

還元粉化率：２２％　最大圧損値：　４８０１１１１Ｈ
２０実験例−６ オーストラリアローブリバー産鉄鉱石（リモナイト系）
を３Ｂ以下に粉砕しその後早強ポルトランドセメント２
．５　ｗｔ％８８μ全速石灰石全速石灰石粉５混ｔ 対して水７　ｗｔ　部をノｆグミルで混合した後実験例
−１で使用した振動板付きロール成形機で原料に振動を
与えながら圧縮成形した。フレーク厚さは８．ＯｗＲで
あった。

成形物を９０℃２時間蒸気養生後、冷間落下強度、最終
還元率、還元粉化率、及び最大圧損冷間落下強度二８９
％　最終還元率：９５％実験例−５，−６に示すように
本発明の製造においてコークス粉末あるいは石灰石粉末
を混合して成形すると更に高温の性状が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフレーク厚さと落下強度の関係を示すグラフ、
第２図はフレーク厚さと最終還元率の関係を示すグラフ
、第３図は最大圧損飴測定容器の概略図である。 図中、 ■は加圧蓋、 ２は試料、 ３はコークス、 Ａは還元ガス、 Ｂは加重。 特許出願人 小野田セメント株式会社 新日本製鉄株式会社 代　理　人 弁理士　光　石　士　部（他１名） 第１図 フレーク厚さ　（ｍｍ） 第１頁の続き ０発　明　者　嶋　地　賢　治　小野田市大字小野田内 ［相］発　明　者　春　名　淳　介　東海市東海町５丁
目６２７６　小野田セメント株式会社中央研３　新日本
製鐵株式会社名古屋製鐵所 ３　新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄鉱石粉末、セメントおよび水の混合物に振動を力えて
   混合物中の空気を分離除去した後に加圧成形ロールによ
   シフレーク状に圧縮成形し、その後養生することを特徴
   とする非焼成塊成鉱の製造方法。