JPS60248827A - 焼結原料の事前処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は焼結原料を焼結する際の通気性の向上と焼結鉱
の被還元性の向上とを目的とした焼結原料の事前処理方
法に関するものである。

（従来の技術） 高炉へ装入される焼結鉱に課せられた品質条件としては
、高冷間強度、高被還元性、高還元後強度及び適当なる
粒度分布が必要である。その対策としては、冷間強度に
ついては粉コークス配合比の増減等、還元後強度につい
ては焼結鉱のスラグ量（５ｉ０２　、　Ａｔ２０３　、
　Ｍｇ０）の調整及び蛇紋岩。

軟砕石等の造滓剤の粒度調整などかあ）、はぼ現在の操
業下では満足のいく調整方法がある。しかし、焼結鉱の
被還元性については冷間強度、還元後強度を調整した後
に２次的に定まる品質であシ、高炉から要請されている
冷間強度、還元後強度の確保を前提とした被還元性の向
上を図る手段がない状況にある。従って焼結鉱の冷間強
度、還元後強度の確保を前提とした被還元性向上技術の
確立が要８青さノｔている。

又、近年焼結原料は焼結鉱製造コストの低減を目的とし
た破砕粉の使用減、返鉱発生量の低減。

微粉鉱石であるペレットフィードの使用量の増加などに
より微粉化の傾向にあシ、今後もコスト低減を目的とし
た上記対策の推進、特にペレットフィードの焼結への利
用が強く要請されている事からこの焼結原料の微粉化は
ますます顕著になってくると考えられる。

この焼結原料の微粉化に伴う問題点としては、焼結原料
の擬似粒化性の低下による焼結ベッドの通気性の低下が
あげられ、この焼結ベッドの通気性の低下を防止する対
策としては、現在生石灰。

消石灰等のバインダーを添加若しくは増配合する方法が
あるものの、生石灰、消石灰等のバインダーの価格が高
価である事から、コスト面から見て有効な手段とは言え
ない。又、焼結ベッドの通気性の低下による冷間強度及
び成品歩留の低下を焼成熱量の増加つまシ粉コークスを
増配合する事によシ補う方法もあるが、焼成熱量の増加
によ勺焼結鉱中のマグネタイトが増加すると共にカルシ
ウムフェライトが減少し、焼結鉱の冷間強度、成品歩留
は確保されるものの焼結鉱の被還元性が低下するという
前記の焼結鉱に課せられた品質条件から外れたものとな
シ、有効な手段とは言い難い。

そこで最近、微粉鉱石の増加だ伴う焼結ベッドの通気性
の低下を防止する方法として、微粉鉱石を粗粒鉱石と合
わせて事前造粒を行い他の原料と混合する方法（特開昭
５８−１４１３４１号公報、特開昭５８−９３８３０号
公報）が提案されている。

しかし、この方法は微粉鉱石の増加に伴う焼結ベッドの
通気性の低下を防止する方法としては有効であるが、現
在焼結鉱の品質として要請されている被還元性の向上を
図るためにはさらに新たな手段を講じる必要がちシ、総
合的に見てその効果が不足していると言わざるを得ない
。

又、焼結鉱の被還元性を向上させる手段として、焼成時
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
粒物と石灰石粉の造粒物とを製造し、これらを他の焼結
原料と混合し焼結原料とする方法（４？開昭５８−９１
１３３号公報）などが提案されている。この方法は焼結
鉱の被還元性の向上には有効ではあるが、これが合わせ
て微粉鉱石の増加に伴う焼結ベッドの通気性の低下を防
止する対策とはなり難い。

つまり、現在提案されている手段を以って微粉鉱石の増
加対策と焼結鉱の被還元性向上対策を行うとすれば、そ
れぞれ目的別に手段を講じる必要があシ、設備投資費用
が膨大となるばかシか、既存の焼結設備に新たに上記の
対策を実施する場合、設備を設置する敷地の余裕が少な
い事からどちらかの対策の実施をあきらめざるを得ない
場合も生じてくる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はかかる問題を解決し、微粉鉱石の増加に伴う焼
結ベッドの通気性の低下を改善すると共に焼結鉱の被還
元性をも向上させる焼結原料の事前処理方法を提示する
ものである。

（問題点を解決するための手段及びその作用）本発明の
要旨とするところは、０．１２５筋以下の粒子を７０％
以上含有する微粉鉱石及び平均粒度が１゜５０謳以下の
石灰石粉、生石灰又は消石灰のうちの１種又は２種以上
を用いる焼結原料の事前処理方法に於て、完成焼結原料
の重量を基準にして１．Ｑｗｔ％以上の微粉鉱石と前記
石灰石粉、生石灰又は消石灰のうちの１種類又は２種以
上を同じく０゜５　ｗｔ％以上及び粗粒鉱石の粗粒鉱石
重量／（前記微粉鉱石十石灰石粉士生石灰＋消石灰）重
量＝２０／８０〜６０／４０の範囲の量とを事前造粒し
、これを焼結主原料と混合または混合造粒することを特
徴とする焼結原料の事前処理方法、および該方法におい
て粗粒鉱石として高炉返鉱。

焼結返鉱又は結晶水を２０％以上含有する褐鉄鉱石のう
ちの１種又は２種以上を使用する方法である。

以下、更に詳細に説明する。

現在、焼結鉱の被還元性を向上させるためには焼結鉱中
のカルシウムフエ・ライ１の生成量を増加させる事が１
つの手段であるとされている。そのカルシウムフェライ
トの生成を促進させるためには、焼結原料のＣ！ａ　ｏ
／　Ｓ　ｉ　０２を上昇させる事、つま、！ｌ）　ｃａ
ｏ濃度を上昇させると共に５ｊ０２濃度を低減させる事
が有効である事が一般的て知られている。

又、カルシウムフェライトの生成を左右する要因として
、石灰石粉中の微粉は反応性が良く、焼結過程の早い段
階で分解反応するため、ＣａＯは他原料中のｓ　ｉ　０
２と反応しシリケートスラグを生成する。従ってその結
果カルシウムフェライトの生成を抑制すると共に焼結鉱
の還元後強度に悪影響を与える２次へマタイトの生成量
をも増加させるために、焼結鉱の品質、特に還元後強度
、被還元性を低下させる原因となっている。従って、一
般に石灰石粉等のＣａＯ源は焼結過程の前半での反応を
押え焼結過程の後半で反応させる事ができれば、シリケ
ートスラグの生成を抑制しかつ焼結過程の後半に於ける
ＣａＯとＦｅ２Ｏ３の反応を促進させカルシウムフェラ
イトの生成量を増加させると共に２次へマタイトの生成
を抑制でき、延いては焼結鉱の還元後強度及び被還元性
を向上させる事ができることか知られている。

又、ペレットフィード等の微粉鉱石は、他の鉱石と比較
して８ｊ０２が低いと共に、赤鉄鉱若しくは磁鉄鉱であ
シ、焼結過程での反応性、溶解性が低いという特徴を持
っている。

そこで、本発明者らは上記の知見を基にＣａＯ源となシ
うる原料と微粉鉱石の特徴を生かした焼結原料の事前処
理方法を種々の試験鍋試験などによシ調査研究し、微粉
鉱石による焼結ベッドの通気性の低下を改善し、かつ焼
結鉱の被還元性を向上させる事の出来る焼結原料の事前
処理方法を発明した。な々わちペレットフィード等の微
粉鉱石と焼結原料の中でＣａＯ源となる平均粒度が１゜
５０咽以下の石灰石粉、生石灰あるいは消石灰とを混合
したものを造粒物の付着層となし、又造粒物の核として
高炉返鉱、焼結返鉱あるいは結晶水を２．０％以上含有
する褐鉄鉱石を使用してこれを別途事前造粒し、この造
粒物を他の焼結原料と混合あるいは混合造粒する事によ
シ、焼結原料が焼成される際にカルシウムフェライトの
生成量を増加させ、かつ焼結原料全体の擬似粒化性焼結
ベッドの通気性、焼結鉱の被還元性を向上させる事が出
来る事を見い出した。

これは、造粒物の付着層となる部分の焼結原料中のＣａ
Ｏ源となる石灰石粉あるいは、生石灰、消石灰と反応性
の低いペレットフィード等の微粉鉱石とを混合したもの
が付着層のｃａｏ／５ｉ０２を上昇せしめ、かつＣａＯ
の反応を遅らせ、焼結過程の後半に於けるＣａＯ、！：
　Ｆｅ２Ｏ３の反応を促進し、カルシウムフェライトの
生成量を増加させる事ができるためである。

又、合わせて、擬似粒化性を低下させるペレットフィー
ド等の微粉鉱石を他の焼結原料と混合する前に造粒して
やる事から、微粉鉱石の使用による焼結原料の擬似粒化
性の低下を防止し、焼結ベッドの通気性向上も図る事が
出来る。造粒物の核として高炉返鉱、焼結返鉱あるいは
褐鉄鉱石を用いる理由は、一般的に高炉返鉱、焼結返鉱
あるいは褐鉄鉱石は焼結原料の中でその表面の凹凸が大
きく、ペレットフィード等の微粉鉱石をうまくその表面
に付着させる特性を持っているためである。これによシ
造粒物を製造する際にはベントナイト等のバインダーを
用いる事なく、又造粒物の養生などのプロセスもなく、
強度のある造粒物を安定的に製造する事が出来る。ここ
で核として使用する銘柄は高炉返鉱、焼結返鉱あるいは
褐鉄鉱石のいずれで゛も良く、又２種類以上を使用して
も良く、その本発明に於ける効果に大きな差はない。し
かし核として褐鉄鉱石を用いる場合は、褐鉄鉱石の特徴
である易溶敵性のため焼結する際に過溶融となシ、通気
を阻害し、焼結鉱の強度を低下させるという問題点を褐
鉄鉱石の周辺にペレットフィード等の反応性の低いもの
を付着させる事により緩和する事が出来る。

更に詳述すると、造粒物に使用する石灰石粉。

生石灰あるいは消石灰の平均粒度を１゜５０胴以下とし
たのは以下の理由によるものである。

本来、本発明の方法に於て製造する造粒物の付着層の一
部を構成する石灰石粉、生石灰、消石灰等のＣａＯ源の
粒度はその粒径が０．５陶以下のものがほとんどであシ
、それ以上の粒径のものはそれ自体が核となり、ＣａＯ
源を核とし、た造粒物を形成する事となる。このことか
ら、目標とする造粒物がＣａＯ源を付着層としたもので
あるため、得ようとする目標の造粒物の量を確保するた
めには全体的な造粒量を増加しなければならず、造粒設
備が多大なものとなってしまうため、用のるＣａＯ源の
粒度はその全てが造粒物の付着層となるような粒度が望
ましく、又少なくともＣａＯ源のうちの２０％以−Ｆが
付着層となるＯ０５謳以下の粒径である事が必要である
。従って、ＣａＯ源の平均粒度を１゜５０覗以下とした
のは、上記の理由によるものであシ、１、５０　ｗｎを
超す平均粒度の場合、造粒物の付着層となる００５１以
下の粒径の比率が２０％未満となシ、理想的な造粒物を
製造する事が不可能となるためである。

又、ここで用いるＣａＯ源としては、生石灰あるいは消
石灰の方がバインダーとしての機能を持っているため強
度のある造粒物を得る事が出来るという意味で望ましい
。しかしながら、生石灰あるいは消石灰は前述したごと
くその価格が高価なため、焼結原料としての使用を削減
していく方向にあり、事実生石灰あるいは消石灰を使用
していない場合もある。又、造粒物の中で生石灰あるい
は消石灰を使用すると造粒物として使用しない焼結主原
料中の生石灰あるいは消石灰の使用が減少し、造粒物と
して使用しない他の焼結原料の擬似位化性を低下させる
恐れがあるため、そのような場合は石灰石粉を使用する
事も可能であシ、本発明に於ける効果も充分に得る事が
出来る。

又、造粒に用いる微粉鉱石を０．１２５ｗｎ以下の粒子
を７　Ｑ　ｗｔ％以上有しているものと限定したのは、
通常微粉鉱石として定義されているものは、０．１２５
叫以下の粒子を７　Ｑ　ｗｔ％以上有しているという粒
度分布での定義で、多種多様な粉鉄鉱石類の中から微粉
鉱石を完全に分離する事が出来るためであり、又、それ
以上の粒度分布を持つものを使用しても造粒物の付着層
となる部分が減少し、焼結ベッドの通気性向上の効果が
微粉鉱石を使用した場合と比較し少なくなるためである
。

又、造粒物として用いる微粉鉱石の使用割合の下限を焼
結原料中の１゜Ｑ　ｗｔ％以上、父方・灰石粉。

生石灰あるいは消石灰の使用の下限を焼結原料中の０．
５　ｗｔ％以上としたのは、それ未満のものを事前造粒
したとしても本発明を実機化する際に投資する設備費及
びランニングコストから見てその効果が少ないためであ
る。

又、造粒物の核として用いる粗粒鉱石（高炉返鉱、焼結
返鉱あるいは結晶水を２．０ｗ１％以上含有した褐鉄鉱
石）の造粒物に対する使用範囲を粗粒鉱石重量／（取シ
出した微粉鉱石十石灰石粉＋生石灰十消石灰）重量−２
０／８０〜６０／４０と限定したのは、それ以下の使用
割合では造粒物の核の比率が低くなシ過ぎ、強度のちる
造粒物を安定的に製造する事が不可能なためであシ、又
それ以上の使用割合では造粒物の核の比率が高すぎて微
粉鉱石の事前造粒による焼結ベッドの通気性向上効果を
充分に得る事ができないためである。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の１例を示すものである。

先づディスクペレタイザー５によシ造粒しない主原料４
は一般的な工程通り各貯鉱槽より切り出され、１次ミキ
サー７に装入され混合造粒される。

又、ペレットフィード１．高炉返鉱２９石灰石粉３はそ
れぞれ各貯鉱槽よシ切り出しディスクペレタイザー５に
装入され、水分を添加され造粒される。この場合のペレ
ットフィード１．高炉返鉱２゜石灰石粉３の使用量は焼
結原料中の全量でも部分的でも良く、又、石灰石粉３は
その全量が造粒物８の付着層となる様に事前に粒度調整
したものを使用しても良い。

ペレットフィード１．高炉返鉱２９石灰石粉３を造粒す
る設備としては、特にディスクペレタイザー５と限定す
るものではなくアインリッヒミキサー、ドラムミキサー
等の他の造粒設備でも可能である。

次にディスクペレタイザー５で造粒された造粒物６は１
次ミキサー７で造粒混合された主原料４′と合わせて２
次ミキサー８へ装入され混合造粒される。この場合造粒
物６を添加する位置としては２次ミキサー８と限定する
ものでなく、１次ミキサー７へ装入する事も可能である
。

このように製造された造粒物８は第２図に模式的に示し
た通り、高炉返鉱２を核とし石灰石粉３とペレットフィ
ード１の混合物が付着層となっている構造となシ、前述
した如く焼結原料として焼成される際に通気性を向上さ
せ、かつカルシウムフエライトの生成量が増加し、焼結
鉱の被還元性を著しく向上させる。

以下に実施例を示す。

（実施例） 造粒物の核となる原料としては高炉返鉱を使用し、造粒
物の付着層となる原料としてはＭＢ几−ペレットフィー
ド（ＰＦ、）　と石灰石粉を使用した。

ここでそれぞれの原料の性状は購入若しくは製鉄所内で
発生したものを使用しておシ、新たな粒度調整等の処理
は行っていない。それぞれの粒度分布を第１表に、又成
分を第２表に示す。

次いで製造した造粒物を第３表で示した配合割合で主原
料と混合造粒し、焼結試験鍋（内径３００闘、高さ５０
０ｍ）で焼成を行い、冷間強度（ＳＩ）。

ＪＩＳ還元率、還元粉化指数（Ｒ，ＤＩ）、生産性等を
測定した。

ここで第３表に示したケースＡ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄの各原
料の配合比率は全て同じであり、ケースＡは不発゛明と
の比較をするために設けた通常焼結法である。又、ケー
スＢ、Ｃ，Ｄは本発明の実施例であシ、それぞれ造粒物
を構成する原料の配合割合を変化させたものである。（
但しＭＢＲ−ペレットフィードの造粒量は焼結原料中の
使用割合の全量を造粒している。） 焼結試験鍋のテスト結果を第３図に示す。

この図から本発明の実施例であるＢ、Ｃ，Ｄは通常焼結
法のＡと比較して冷間強度（Ｓ、Ｉ　）　及び還元粉化
指数（Ｒ，Ｄ、、、Ｉ）が一定の基で生産性が向」ニし
、かつＪＩＳの還元率が改善されていることがわかる。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明の方法によシ焼結原料を事前
処理して焼結鉱を製造する事（Ｃよって、従来の焼結方
法と比較して、焼結ベッドの通気性を向上（ＦＦＳ・・
・焼結速度の上昇）させ、かつ焼結鉱中のカルシウムフ
ェライトの生成量を増大させることにより、焼結鉱の被
還元性をも改善することが出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焼結原料の事前処理方法の１例の説明
図、 第２図は本発明の造粒物の模式的説明図、第３図は本発
明と従来の焼結方法との比較を行った焼結試験鍋のテス
ト結果を示すグラフである。 １・・・ペレットフィード、２・・・高炉返鉱、３・・
・石灰石粉、４．　４’・・・主原料、５・・・ディス
クペレタイザー、６・・・造粒物（ペレット）、７・・
・１次ミキサー、８・・・２次ミキサー。 代理人　弁理士　秋　沢　政　光。 他２名 第１図 第２閃 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　０．１２５ｗｎ以下の粒子を７　Ｑ　ｗｔ％以
   上含有する微粉鉱石及び平均粒度が１．５０ｗｎ以下の
   石灰石粉、生石灰又は消石灰のうちの１種又は２種以上
   を用いる焼結原料の事前処理方法に於て、完成焼結原料
   の重量を基準にして１、Ｑ　ｗｔ％以上の微粉鉱石と前
   記石灰石粉、生石灰又は消石灰のうちの１種類又は２種
   以上を同じく０６５ｗｔ％以上及び粗粒鉱石の粗粒鉱石
   重量／（前記微粉鉱石」−石灰石粉千生石灰＋消石灰）
   重量−２０／８０〜６０／４０の範囲の量とを事前造粒
   し、これを焼結主原料と混合または混合造粒することを
   特徴とする焼結原料の事前処理方法。
2. （２）粗粒鉱石として高炉返鉱、焼結返鉱又は結晶水を
   ２０　ｗｔ％以上含有する褐鉄鉱石のうちの１種又は２
   種以上を使用する特許請求の範囲第１項に記載の方法。