JPS60220135A - 製鉄用粉原料の整粒化剤 - 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】 本発明は製鉄用粉原料の整粒化剤に関する。

製鉄用粉原料は乾燥状態でその微粉部分が飛散しやすい
などの点から、粉原料の微粉部分を低減する目的で整粒
化剤（バインダー、結合剤などをいう。以下、整粒化剤
と略す。）が使用、もしくは検討されている。従来、整
粒化剤としては、たとえばセメント、ベントナイト、生
石灰、水ガラス、廃糖蜜、バルブ廃液、澱粉、タール、
ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、
アルギン酸塩、あるいはポリアクリルアミド〔特開昭５
７−１８７３９１号、特開昭５６−６９２０９号、特開
昭５４−１０４４０３号あるいは特公昭５Ｂ−４５９９
４号各公報；鉄綱便覧■製銑・製ｍ（第３版）第８３〜
８６頁；造粒便覧（日本粉体工業協会線）第８７〜９４
頁〕などが知られている。しかしながら、これらはいず
れも整粒性、整粒化によって得られる整粒化物の強度、
コストあるいは作業性などに問題があり、未だ優れた整
粒化剤は見い出されていない。

本発明者らは、上記の問題を解決すべく検討した結果、
本発明に到達した。

すなわち、本発明は、水溶性または水膨潤性セルロース
系高分子粉末（Ａ）および粘土質粉末（Ｂ）からなり、
かつ（Ａ）と（Ｂ）との重量比が、８：２〜２：８であ
ることを特徴とする製鉄用副原料の整粒化剤である。

本発明における水溶性または水膨潤性セルロース系高分
子粉末（Ａ）としては、ハロゲン化物などを用いたエー
テル化反応により製造されるメチルセルロース、エチル
セルロース、カルボキシメチルセルロース（またはその
Ｎａ、に、Ｍ訃アミン塩など。以下ＣＭＣと略す、）な
ど、アルキレンオキシドの付加反応により製造されるヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
ースなど、アクリルアミド、アクリル酸なとのモノマー
類を付加反応させて得られるアクリルアミドセルロース
、カルボキシエチルセルロース（またはその塩）など、
あるいは上記の反応を組み合わせて得られる、たとえば
ヒドロキシプロピルメチルセルロース（以下、ＨＰＭＣ
と略す。）のコトきものが挙げられる。これらのうちで
好ましいものは、ＣＭＣ，カルボキシエチルセルロース
、メチルセルロースおよびＨＰＭＣである。

（Ａ）の分子量および°エーテル化率などは広範囲にか
えることができ、たとえば分子量は５〜５０万、エーテ
ル結合を有するものにあってはエーテル化率１０〜６０
％である。

（Ａ）は水に接して粘着性を示すものであり、たとえば
０〜７０℃の水に接して数分以内に粘着性を示すものが
好ましい。この粘着性の１つの指標として水溶液粘度が
あげられる。すなわち、水に濃度１〜５重量％で均一溶
解もしくは安定分散させたときの水溶液粘度（Ｂ型粘度
針、２い：、６０Ｒ８Ｐ、Ｍ、で測定）が、そのいずれ
かの濃度においてｌ。

０００　ｃｐｓ、以上、より好ましくは５，０００　ｃ
ｐｓ、以上である。

（Ａ）の粒度は、通常８０メソシュバス５０重量％以上
、好ましくは８０重量％以上である。８０メソシュパス
５０重量％未満では整粒効果が不充分であり、多大な添
加量が必要となる。

（Ａ）の純度は、特に高度に精製されて得られるもので
ある必要はない。製鉄用副原料に対して要求されるハロ
ゲンなどの有害物質に配慮がなされておれば特に精製す
ることなく使用できる。

本発明における粘土質粉末（Ｂ）としては、モンモリロ
ナイト型（モンモリロナイト、パイロフィライトなど）
、カオリナイト型（カオリナイト、ハロイサイトなど）
、雲母型（イライトなど）などの鉱物が挙げられる。こ
れらのうち好ましいものはモンモリロナイトに属するベ
ントナイトである。ベントナイトはその産地あるいは表
面処理の種類と程度により多くのグレードのものが製造
でき、たとえばナトリウムベントナイト、カルシウムベ
ントナイト、有機ベントナイトなどが挙げられる。この
うち好ましいのはナトリウムまたはカルシウムベントナ
イトである。

（Ｂ）の粒度は、通常１００メツシュバス８０重量％以
上、好ましくは９５重量％以上である。　１００メンシ
ュバス８０Ｍ量％未満では整粒効果が不充分である。

（Ａ）と（Ｂ）の重量比は８：２〜２：８、好ましくは
７：３〜３ニアである。重量−比８：２より（Ｂ）の比
率が小さいと整粒効果などが不良となり、また重量比２
：８より（Ｂ）の比率が大きいと整粒効果が不良となり
、いずれも多大な添加量を必要とするためコストなどに
問題が起こる。

重量比７；３〜３；７の範囲において、（Ａ）と（Ｂ）
との併用効果が最大に発揮される。

（Ａ）と（Ｂ）は、通常の粉末混合機で混合して製造さ
れる。しかし、その混合の時期などについては特に限定
されない。松原材に添加される直前において実質的に均
一混合されているものであればよい。

本発明の整粒化剤は通常、水を含んでおり、水分は通ｖ
６２〜１５重量％、好ましくは４〜１２重量％である。

２重量％未満では自身の粉塵が立ち易く作業がしにくく
なり、また１５重量％を超えると自身の団塊化が起こり
易く整粒効果などが不充分となる。この水分は必要によ
り調整される。（Ａ）あるいは（Ｂ）に初めから含まれ
ている水分であってもよく、また（Ａ）と（Ｂ）の混合
の工程において、混合下に水を添加して調整されたもの
でもよい。

本発明の整粒化剤の対象となる製鉄用粉顔料としては、
粒径０．３５ｎ以下の微粉部分を１０〜７０重量％含有
する粉コークス類（粉コークスおよび粉石炭を云う。）
、粉鉄鉱石、焼結返鉱、副原料、各種ダスト類およびこ
れらの混合物が挙げられる。

これらのうち特に粉コークス類が好ましい０粒径０．３
５ｍｍ以下の微粉部分の含量が、１０重量％未満もしく
は７０ｆＥ量％を超えると、整粒性あるいは整粒化物の
強度などが不充分となる。

製鉄用粉顔料の水分は、通常２〜３０重量％、好ましく
は３〜２５重量％である。水分が２重量％未満もしくは
３０重量％を超えると整粒化剤の均一混合性が不充分と
なり、整粒性が満足されない。最も好ましい水分は微粉
部分の含量などによって決められる。

粉顔料に対する整粒化剤の添加量は、粉顔料の重量に基
づいて、通常０．１〜１．５％、好ましくは０．１５〜
０．８％である。最も好ましい添加量は、粉−原料中の
微粉部分の含量などによって決められる。

０．１％未満では均一添加がしにくくなることはもちろ
ん整粒性が不充分となる。１．５％を超えると整粒化物
の純度の低下、コストの増加あるいは作業性などの点か
ら好ましくない。

本発明の整粒化剤を用いた粉顔料の整粒化は、粉顔料の
混合下に整粒化剤を添加混合し、さらに水を添加混合す
ることによって達せられる。このための混合機としては
通常のドラム型あるいはパン型およびパドル型などの混
合機が挙げられる。

これらの中で特に混合効率の優れたものが好ましい。こ
れらの混合機は任意の組合せで２機連結してもよく、ま
た１ｍで整粒化を達成することもできる。好ましくは混
合１ａｉｔｓを用いて、整粒化剤および水の添加時期を
設定することにより実質的に整粒化剤および水を同時に
添加して整粒化を達成する方法である。

整粒化の工程において添加される水の量は、粉顔料の重
量に基づいて、通常１〜１５％、好ましくは１．５％〜
１２％である。１％未満では整粒性が不充分であり、１
５％を超えると整粒化物のヘトツキが大きく、作業性な
どの点から好ましくない。最も好ましい水の量は、粉顔
料の水分あるいは微粉部分の含量などによって決められ
る。

本発明の整粒化剤は、（Ａ）および（Ｂ）の１種あるい
は２種以上のものを任意に組み合わせてよいことはもち
ろん、必要により害にならない範囲、たとえば整粒化剤
中３０重量％以下でポリアクリルアミド、ポリビニルア
ルコールなどの粉末が併用できる。

本発明の整粒化剤は、（Ａ）もしくは（Ｂ）単独のもの
からは予想されない相乗的に優れた効果を奏する。すな
わち、少量しかも適度の添加量で優れた整粒性を発揮し
、取り扱いあるいは整粒化の作業性ならびにコストなど
の点からも工業的に極めて優れた整粒化剤である。さら
に養生あるいは乾燥などの煩雑な工程を必要とせずに、
製鉄用粉顔料として優れた整粒化物を提供することがで
きる。すなわち、この整粒化物は、乾燥状態で飛散もし
くは瞬時に燃焼あるいは溶融するなどの性質から製鉄工
程で種々の問題を起こすｌｉ＆粉部分を低減する。たと
えば粒径０．３５１１以下の含量を３分の１以下に低減
し、しかも粗大な粒径、たとえば３．３６鶴以上のもの
の生成を抑制することのできる優れたものである。さら
に、この整粒化物は、整粒化直後の湿状態においてベル
トコンベア移送あるいはビンへの落下などに耐える強度
を有することはもちろん、自然乾燥条件あるいは数百度
Ｃの絶乾条件を経た乾状態においてもその強度を保持す
るなど優れた整粒化物である。

本発明の整粒化剤の（Ａ）に代えて、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリルアミドなどを用いた場合は整粒性な
どが不良である。また（Ｂ）に代えて炭酸カルシウム、
微粉鉄鉱石などを用いた場合は相乗効果がないか、むし
ろ整粒性が低下する。

以下、実施例、比較例および試験例により本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。

なお、試験例には、製鉄用粉顔料として次の粉コークス
を用いた。

試験に用いたコークス： 粉コークスは、製鉄所において粉砕工程を経て粒径の調
整されたものを使用した。この粉コークスの粒径分布の
例を表−１に示す。

表−１ 試験には、この粉コークスから表−２の２種邦の粒径分
布のものを調整し、それぞれ水分を６重量％として用い
た。

表−２ 実施例１〜８、比較例１〜１０ 本発明の整粒化剤および比較品を表−３に示す。

これらのものは、それぞれ粒径を揃え、必要によりドラ
ム式の混合機を用い均一混合し、さらに必要により混合
下、水をスプレー添加して水分約７重量％に調整した。

表−３（１） 本頁以下余白 表−３（２） ※ｌ　８０メソシユパスの含量を示す。　１※２１００
メツシユバスの含量を示す。

※３　メチルエーテル化率的２２％、ヒドロキシプロピ
ルエーテル化率的８％で、２％水溶液粘度が３万ｃｐｓ
、のもの。

※４　ナトリウムベントナイト（浸出Ｎａ”イオンが約
６４ミリ当量／１００ｇｒ、のちの）。

※５　カルボキシメチルエーテル化率的２０％で、１％
水溶液粘度が１　、２００ｃｐｓ、のもの。

※６　カルボキシメチルエーテル化率的４０％で、２％
水溶液粘度が１万ｃｐｓ　、のちの。

※７　実施例１および５のものを同量配合した。

※８　カルシウムベントナイト（浸出Ｃａ◆）イオンが
約５６ミリ当量／１００ｇｒ、のもの）。

※９４％水溶液粘度が１００ｃρＳ、のちの。

※１０　部分加水分解物（アニオン性、Ｎａ塩）で、１
％水溶液粘度が１万ｃｐｓ、のちの。

※１１　粉塵飛散防止剤などとして用いられるスチレン
−アクリル系樹脂エマルジョン（濃度４０％）。

式験例１ 粉コークス（イ）あるいは（ロ）を用いた整粒化の試験
例を示す。整粒化ならびに整粒性の測定はそれぞれ次の
方法で行った。表−４及び表−５に試験結果を示す。

整粒化方法： 粉コークス５００ｇｒ　、を、直径２５ｃｍのパン型混
合機にとり、約６ＯＲ，Ｐ、Ｍ、で回転混合下、所定量
の整粒化剤を徐々に添加し、１〜２分間均一混合する。

その後、引き続き所定量の水をスプレー添加し、２〜３
分間均一混合して整粒化を完了する。

整粒性の測定方法： 整粒化物をへソト上に広げ、約２０℃で２４時間放置乾
燥する（水分２％以下とする。）。次いで、所定のフル
イを重ね、一定条件で３分間振盪し、その後各粒径部分
の重量比率を測定する゛　（１回の分級時の試料スケー
ルは約１００ｇｒ、であり、５回の合計より重量比率を
める）。

なお、フルイ　（内径２０ｃｍ）の目の開き：Ｏ，３Ｓ
、１．０および３．３６龍で行った。

整粒性は０．３５　ａｍ以下の微粉部分の重量比率で示
す。参考に他の粒径部分の重量比率も示す。

（注）表−４＝ ※ｌ　粉コークスの重量に基づく添加量※２　セルロー
ス系高分子粉末（Ａ）のみで見ると０．２％である。

（注）表−５： ※ｌ　粉コークスの重量に基づく添加量※２　セルロー
ス系高分子粉末（八）のみで見ると０．２％である。

※３　固形分としての添加量 ※４　整粒化後、約２５℃で３日間養生工程を加えた。

試験例２ 整粒化物の落下強度を試験した。整粒化物として、試験
例１における［整粒化剤が実施例２、粉コークス（イ）
、整粒化剤および水の添加量が夫々０．４および１０重
量％」の条件で整粒化した直後のもの（水分約１４ｆｆ
ｉ量％）あるいはそれを２４時間自然乾燥したもの（水
分約１重量％）を用いた。

整粒化物的５００ｇｒ、をビニール袋に入れ、ｌ　ｒｎ
の高さから所定回数鋼板上に自然落下さセる。その後、
分級して粉化の程度を測定した。なお、整粒化直後のも
のにあってはいずれも２４時間自然乾燥後に分級した。

結果を表−６に示す。

表−６ 試験例３ 整粒化物の絶乾強度を試験した。整粒化物とし”ζは、
試験例１において実施例５の整粒化剤を用いた整粒性測
定後のものを集め、できるだけ均一に２等分して用いた
。それぞれ１１０℃にて２時間、あるいは２００℃にて
１時間の条件で熱処理し、再度分級して粉化の程度を測
定した。結果を表−７に示す。

表−７ 特許出願人　新日本製鐵株式会社 三洋化成工業株式会社 代　理　人　弁理士　船越　康弘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水溶性または水膨潤性セルロース系高分子粉末（Ａ
   ）および粘土質粉末（Ｂ）からなり、かつ（Ａ）と（Ｂ
   ）との重量比が、８：２〜２：８であることを特徴とす
   る製鉄用粉原料の整粒化剤。 ２、（Ａ）が、カルボキシメチルセルロース、カルボキ
   シエチルセルロース、メチルセルロースまたはヒドロキ
   シプロピルメチルセルロースである特許請求の範囲第１
   項記載の整粒化剤。 ３、（Ｂ）が、ナトリウムベントナイトまたはカルシウ
   ムベントナイトである特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の整粒化剤。 ４、製鉄用粉原料が粉コークス類である特許請求の範囲
   第１項〜第３項のいずれかに記載の整粒化剤。