JPS60248831A - 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ための原料鉄鉱石
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請
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量は益々増加する傾
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
よび荷下りの不良等を生し、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悪影響を及ぼすた
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孔する方法
として現在工業的に実施されているものには次の方法が
ある。

（１）焼結法 約５　ｍｍ以下の鉄鉱石粉末に適当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）　ペイックイジングー焼成法 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）・、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）　ペレタイソングー冷間硬化法 俗にコールドボンド法と言われるもので微粉砕しｔこ鉄
鉱石粉末とポル１−ランドセメントあるいはポルトラン
ドセメントクリンカ−粉末の混合物に適当量の水分を加
えて、回転ドラムあるいは回転皿などを用し）で造粒し
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、（１）および（２）の方法
は何れも鉄鉱石粉末の粒状物あるいはベレットに強度を
付与させるｔ：め、何等かの方法でこれらの粒状物ある
いはペレッ）・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りでなく、焼成炉より発生するＳ
Ｏｘ。

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
欠点があり未だ充分てはない。

イ）強度発現までに長期間（通常７〜１０日）を要する
ために大規模な養生設備を必要とする。

口）ベレットは球状であるため安息角が小さく、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重景％）。

ハ）充分な強度を達成させるにはセメントを多量（通常
７％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）ベレットは球状且っ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）セメントの水和水（結合水）の存在により燃料比が
高くなると共に炉頂で凝縮を生ずることになり、操業上
不都合である。

へ）セメント水和物は加熱により結合が破壊され、この
ため５００〜８００℃での熱間強さが著しく低下する。

〈発明の目的〉 本発明は予じめ焼結する事なしに成形後短時間で強度を
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融温度に達するまで自形を
保持するに充分な強度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
に粘着性炭化水素混合物を添加混合した後該混合物を圧
縮成形し、硬化させることを特徴とする。

本発明で使用する鉄鉱石粉末は・＼マタイト系、マグネ
タイト系およびリモナイト系いずれでも良い。　。

本発明は上記鉄鉱石粉末に粘着性炭化水素混合物を所定
量添加する。ここで粘着性炭化水素混合物とはアスファ
ルト、ピッチ又は溶剤抽出炭（ＳＲＣ）の一種又は二種
以上からなるものを云う。これらはいずれも粘着性を有
し炭化水素を主体とした混合物であり、常温下で固体な
いし半固体状をなし通常１００℃以上の加熱下で溶融す
る。更に中性又は還元雰囲気下で加熱すると揮発分が蒸
発し粘度は大きくなり遂にはガラス状炭素そして黒鉛に
なる。これら粘着性炭化水素混合物の添加量は１重量％
〜６重量％とするのがよい。１重量％未満の場合は成形
物の強度が小さく、又、６重量％以上の場合には成形物
表面に該粘着性炭化水素が滲みだし相互に粘着したり、
あるいは５０℃以上に加熱した際成形物が軟化するので
好ましくない。

該粘着性炭化水素混合物を鉄鉱石粉末に添加するには溶
融状の上記炭化水素混合物をスプレー等で添加するのが
好ましく、混合はパグミル等で行なうとよい。鉄鉱石粉
末へのバ、イングーの添加から圧縮成形までの時間は出
来るだけ短かくするのが好ましい。この時間が長くなる
とバインダーが固化し成形性が低下するため好ましくな
い、このような場合は鉄鉱石粉末を加熱する必要がある
。

鉄鉱石粉末に上記粘着性炭化水素混合物を添加すると、
該粘着性炭化水素混合物がバインダーとして作用し、圧
縮成形後常温まで冷却すると成形物はバインクーの固化
作用により強度を発現し高強度を示す。この時回転皿型
あるいは回転ドラム型等の造粒機による造粒はバインダ
ー量を多くせねば造粒出来ず、その結果５０℃以上に加
熱すると軟化現象を示すため好ましくない。一方ロール
による圧縮成形によればバインダーの添加量を少なくす
る事が出来るだけでなく成形体の強度が大きく成形むら
が小さい、大量処理が可能である等の理由で好ましい。

ロールで圧縮成形する時、ロール上部に振動板を付属さ
せたホッパーを設はホッパー中の成形原料に振動を与え
て成形するとロールへの原料の喰込みが良くなり又原料
中の空気も脱気されるので成形性が向上し、更に成形体
の強度も増加するので好ましい。この他原料に振動を与
える乙とによりホッパー中での原料の棚つり現象も防止
できる利点もある。

尚、ロール成形の際、鉄鉱石粉末は粒径が大き過ぎると
成形ロールへの喰込みが悪く成形性が低下する。従って
粒子の最大径は成形ロール間隙より小さくするのがよく
、通常５ｒｎｍ以下が好ましい。フレーク　（球形物）
の厚さは７　ｍｍ以上１５ｍｍ以下が好ましく、ロール
間隙を変化する事によりフレークの厚さをコントロール
する事が出来る。得られたフレークは必要に応して解砕
機で所要の粒径（通常１０〜５０ｍｍ）まで解砕される
。

次に、中性雰囲気又は還元雰囲気下で成形体を加熱して
いくと約２００℃程度からバインダー中の揮発分が蒸発
しバインダーの粘度が大きくなるため成形体の強度が増
加する、約８００℃になると揮発分の蒸発はほぼ修了し
ガラス状の炭素が鉄鉱石粒子を結合し成形体の強度は更
に増加する。

炭素は中性又は還元性雰囲気下では非常に化学的に不活
性且つ熱間強度が大であるため、上記成形時の加熱下に
おいては成形体の熱間強度は低下しない。一方製錬時に
は成形体中に残存した炭素は最終的に鉄鉱石粉末と化学
的に反応し鉄鉱石を還元して消失する。

〈発明の効果〉 以上説明した本発明の製造方法は次の効果を有する。

（１）成形体の冷間強度はバインダーの同化により達成
されるため、成形直後に高強度を有す塊成鉱を製造出来
る。即ち、成形後の焼成設備および養生設備を必要とせ
ず成形後３０分以内で冷間落下強度が８０％以上の強度
を示すため直ちに高炉に装入出来且つ熱間強度にも優れ
ている。このため良質な成形体を安価にかつ容易に大量
製造出来る。

（２）　バインダーとしてセメントを使用しないため、
スラグ比が高くならない塊成鉱を縛ることができる。

（３）　ロールによる圧縮成形法により製造される塊成
鉱はフレーク状であるため従来の非焼成ペレットよりも
安息角が大きく且つ被還元性状に優れている。

（４）成形体中に残存する炭素は鉄鉱石を還元するため
高炉操業でコークス比を小さくする等の利点がある。

〈実　験　例〉 次に本発明の実験例を以下に示す。

実験例−１ １ｍｍ以下に粉砕したブラジルリオドセ産鉄鉱石（ヘマ
タイト系）粉末を１５０℃に加熱した後、１５０℃で溶
融したストレートアスファルトを１０重量％〜８．０重
量％添加し、パグミルで混合した後、一対の加圧成形用
ロールでフレーク状に圧縮成形した。成形物を室温まで
放冷しｔ３後ＪＩＳＭ８７１１に準じて冷間落下強度を
測定し第１図の結果を得た。

尚、ロールの成形条件は以下の通りであ形圧二８００〜
１０００　ｋｇ／＋ｍ 第１図から明らかなように鉄鉱石粉末へのセメントの添
加量は２重量％〜６重量％が好ましいことが解る。２重
量％以下のときもま強度が小さく、又６重量％以上のと
きは強度向上の効果が小さいばかりか余分のアスファル
トが成形体の表面に滲み出し、固壊化し易くなる現象が
みられろ、っ 実験例−２ 実験例−１で使用したリオドセ産鉄鉱石粉末に１５０℃
で溶融したス）・レートアスファルトを４重量％添加し
、パグミルて混合した後実験例−１で使用しｔこと同し
ロール機を使用し、ロール間隙を変更して種々の厚さの
フレークを成形した。フレークを常温まで放冷した後Ｊ
ＩＳ　Ｍ８？１１１：準じて冷間落下強度を、ＪＩＳＭ
８７１３に準して最終還元率を測定し第２図の結果を得
た。

第２図から明らかなように成形されるフレークの厚さは
６ｍ以上１５鵬以下が好ましい事が解る。即ち６ｍ以下
の時は落下強度が小さく、又１５薗以上の時はフレーク
の被還元性が不良となるｔこめ好ましぺない。

実験例−３ １４０〜１５０℃に加熱した３　ｍｍ以下のオーストラ
リアハマスレー産鉄鉱石（ヘマタイト系）粉末に１８０
〜２１０℃で加熱溶融したタールピッチを４重量％添加
しパグミルで混合した後実験例−１で使用した加圧成形
用ロール機′のロール上部に振動板を設けたホッパーを
用い、成形原料に振動を与えて空気を脱気しながら四−
ルて圧縮成形した。

成形条件は次の通りである。

ロール間隙：６ｍｍ、成形圧９００　ｋｇ／ｃｆフレー
クを室温まで冷却した後、収率および冷間落下強度を測
定し表−１の結果を得た。比較のため同一原料をブリケ
ットマシンで成形した成形物についても測定した。

表−１ 注）製品収率は１０ｍｍ篩上院）とした。

表−１の結果から本発明のロール成形は従来のブリケッ
トマシン成形よりも製品収率および成形物の強さの点で
優れている事が判る。

又本発明のロール成形において、ロール上部の原料ホッ
パーで原料に振動を与えて原料中の空気を分離した後ロ
ール成形すると、ロールへの原料の喰い込みが向上しそ
の結果製品収率および成ｆｒ２句３１度が向上する事が
明らかである。

実験例−４ 実験例−３で原料に振動を与えてロールて成形したフレ
ークを室温まで冷却した後Ｎ２ガス雰囲気の電気炉で所
定温度で所定時間加熱し炉内で放冷した後Ｊ　Ｉ　Ｓ　
Ｍ８７１１に従って冷間落下強度を測定し第３図の結果
を得た。尚フレークの１水準当り加熱量は２５ｋｇ、加
熱温度は３００−９００℃、加熱時間は５時間であった
。

第３図の結果から本発明の成形物は加熱により強度が低
下しない事が判る。

実験例−５ １５０〜１７０℃で加熱したＩ　Ｉｎｍ以下のオースト
ラリアローブリバー産鉄鉱石粉末Ｚこ１５０〜１７０℃
で加熱溶融したゲスファルトを５ｆ’１％添加しパグミ
ルで混合した後実験例−１で使用したロール成形機で原
料に振動を与えながら成形圧６００　ｋｇ／ｃ／で圧縮
成形した。フレークを冷却後ＪＩＳに準じて冷間落下強
度、最終還元率およびふくね指数を測定し次の結果を得
た。尚フレークの厚さは８　ｍｍであった。

冷間落下強度　９１％　最終還元率　９７％ふくれ指数
　３５％ 上記結果から明らかなように本発明の塊成鉱は冷間強度
、最終還元率とも大きく、高炉装入用原料として優れて
いる事が判る。　゛実験例−６ １４０〜１５０℃に加熱した１　ｍｍ以下のカナダクラ
ス産鉄工石粉末に８８μ全通の石灰石粉末を２重量％添
加混合した後１８０〜２１０℃で加熱溶融したタールピ
ッチを３重量％添加しパグミルで混合した後、実験例−
１で使用した伸銅板付きロール成形機で成形圧９００　
ｋｇｌｃｒ＆で圧縮成形した。フレークを室温まで冷却
した後ＪＩＳに従って冷間落下強度、最終還元率および
ふくれ指数を測定し次の結果を得た。

冷間落下強度　８８％　最終還元率　９７％ふくれ指数
　３７％ 本実−例から明らかなように本発明の製造法では石灰石
粉末を混合して成形しても何等差しつかえな区むしろよ
り良好な非焼成塊成鉱が製造出来る。

実験例−７ 実験例−１で使用したブラジルリオドセ産鉄鉱石粉末に
１　ｍｍ以下のコークス粉末を７重量％混合し１８０〜
２００℃に加熱した後、２９０〜３１０℃で加熱溶融し
た５ＲＣ（灰分０６重量％、揮発分４９７重量％）を６
重量％添加しパ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成形圧５００　ｋｇ／ｃｎ
ｆて圧縮成形した。フレークを室温まで冷却した後ＪＩ
Ｓに従って冷間落下強度、最終還元率およびふくれ指数
を測定し次の結果を得た。

冷間落下強度　９２％　最終還元率　９８％ふくれ指数
　３８％ 本実験例から明らかなように本発明の製造法ではコーク
ス粉末を混合して成形しても差し支えなくむしろ良好な
非焼成塊成鉱が製造出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の製造方法による成形体の
性状を示すグラフであり、第１図はセメント添加量と冷
間落下強度との関係を示すグラフ、第２図はフレーク厚
さと冷間落下強度、最終還元率との関係を示すグラフ、
第３図は冷間落下強度と加熱温度との関係を示すグラフ
である。 特　許　出　願　人 小野田七メント株式会社 新日本製鉄株式会社 代　理　人 弁理士　光石士部 （他１名） 畷書訃’ｐ４＠　？ 受臣嫌ト漱目？ 第１頁の続き ■発明者　春　名　淳　介　東海市東海町５丁目３　新
日本製鐵株式会社名古屋製鐵所

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄鉱石粉末に粘着性炭化水素混合物を添加混合し
   た後、該混合物を圧縮成形し、硬化させることを特徴と
   する非焼成塊成鉱の製造方法。
2. （２）上記粘着性炭化水素混合物としてアスファルト、
   ピッチ又は溶剤抽出度の一種あるいは二種以上を用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非焼成塊
   成鉱の製造方法。
3. （３）上記粘着性炭化水素混合物の添加量が１重量％〜
   ６重量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の非焼成塊成鉱の製造方法。