JPS61113731A - 焼結鉱製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、焼結鉱の製造方法に関し、特に、冷間強度、
耐還元粉化性および被還元性を改善することができる自
溶性焼結鉱の製造方法に関する。

（従来の技術） 自溶性焼結鉱は周知の通り鉄鉱石、コークス等の原料に
石灰石を添加して配合した原料を焼成することによって
、石灰石の分解とスラグ化を行ない焼結せしめて製造さ
ｎるが、被還元性、耐還元粉化性および冷間強度の三つ
の品質をすべて備え次成品を得ることは容易でない。す
なわち、これは、被還元性を改善すｎば冷間強度もしく
は耐還元栓化性が悪化するため、この三つの品質を同時
に改善することが困難であることによる。

この焼結鉱の三つの品質について成品ＣａＯ成分でみる
と、第２図に示すような関係がある。すなわち、冷間強
度はＣａＯ成分の増加とともに改善され、耐還元粉化性
はＣａＯがｔｓｗｔｓ付近が最低点として存在し、被還
元性はＣａＯ成分６ｗｔ％付近が最低点として存在する
。一方、高炉で使用する焼結鉱の場合は高炉の制限から
ＣａＯ成分は６５〜１２ｗｔ％程度に抑えらｎている。

従って、高炉用焼結鉱のＣａＯ成分６５〜１２ｗｔ％の
範囲内では、ＣａＯ成分量を変更しても前記三つの品質
を同時に改善することは困難である。

しかし、高炉の要求するＣａＯ成分はマクロ的なもので
あり、一方品質を決定するＣａＯ成分はづ ミクロ的なものである。そこで、焼結鉱のミクロ的なＣ
ａＯ成分を高い側と低い側に分は偏在させ、マクロ的に
は高炉の要求するＣａＯ成分になるような焼結鉱を製造
し、焼結鉱還元性状（被還元性および耐還元粉化性）を
改善する方法が、特開昭５７−２００５２９号、特願昭
５７−１４０５５８号に提案さ扛ている。特開昭５７−
２００５２９号は焼結時固体のままで残留するか、ある
いは焼−結時カルシウム・フェライト生成に寄与しない
粗粒焼結原料のまわりに、焼結時溶融させてカルシウム
・フェライトを生成する微粉焼結原料を付着゛させて造
粒したものを焼結原料として用いる方法であＶ〈特願昭
５７−１４０５５８号はＣａＯ成分の低いセミベレッｔ
ｔ−内核とし、ＣａＯ成分の高い原料で外殻を形成した
セミベレットを焼結原料として用いる方法である。

また一方、ミクロ的なＣａＯ成分濃度を上昇させる方法
として、ＣａＯ成分の高い原料と鉄鉱石等を事前に予備
混合造粒する方法が、特公昭４６−３１６５２号、特開
昭５９−５０１３０号、特開昭５９−８３７２７号公報
等に開示さｒているｏ　　ノ（発明が解決しようとする
問題点）　　　　　　　　ｈしかしながら、内核と外殻
とで成分を異ならしめｔセミベレットを用いる上記方法
は、−芯内外層間でＣａＯ成分の偏在化を図っているが
、実際にはＣａＯ成分の偏在化は必らずしも十分なもの
ではなく、また、焼成時にＣａＯの同化反応が進むため
、焼成後にはかなり均一化さｔて所期の目的を達成する
のが困難である。さらに、二重構造のセミペレットを製
造しなけｎばならず、製造が複雑となる問題がある。

一方、高ＣａＯ成分の原料と鉄鉱石等を事前に予備混合
造粒する方法は、ＣａＯ成分の分散性が悪くなるため冷
間強度が改善さｎない問題がある。

すなわち、上記したように、成品焼結鉱の全ＣａＯ成分
は６５〜１２．０ｗｔ％に制限さｎているので、高Ｃａ
Ｏ成分濃度の予備混合造粒を行なうと、ＣａＯ成分の分
散性が悪くなり、冷間強度が低下することとなる。造粒
産物のＣａＯ濃度を高めることは、焼結鉱還元性状改善
に有効ではあるが、分散性を損なうが故に却って冷間強
度を悪化させる結果となる。

（問題点を解決するための手段） 上記したように、全体のＣａＯ成分が６５〜１２．０ｗ
ｔ％に制限さｎる自溶性焼結鉱製造においては、単にＣ
ａＯ成分の高い原料と鉄鉱石とを予備混合造粒するのみ
によっては、ＣａＯ成分の分散性の問題から、冷間強度
を改善することはできない。

こｎは、第３図において（Ｂ）で示さｎるように、耐還
元粉化性を改善するためには原料中のＣａＯ成分を２０
ｗｔ１以上にする必要があり、ＣａＯ量のバランスから
、ＣａＯ高濃度の予備混合造粒物の量が少なくなり、分
散性が悪くなる友めである。

そこで、本発明者らは、耐還元粉化性におけるＣａＯ成
分の最悪点１５ｗｔ％を引き下げることができればＣａ
Ｏ成分の分散の問題は解決され、冷間強度も改善さｎる
との着想に基いて種々の実験を行なったところ、予備混
合造粒物のＦｅＯ成分を５〜２０ｗｔ％とすることによ
り、耐還元粉化性におけるＣａＯ成分の最悪点１５ｗｔ
％を引き下げることができ、さらに被還元性および冷間
強度をも改善することができることを知見し、本発明を
成すに到った。

すなわち、本発明は、ＣａＯ成分が６５〜１２．Ｏｗ　
ｔ　％の自溶性焼結鉱を製造する場合に、ＣａＯ成分を
１６５〜３０ｗｔ％およびＦｅＯ成分を５〜２０　ｗｔ
％含有するよう配合された原料を事前に予備混合造粒し
、この予備混合造粒産物を焼結原料の一部として他の焼
結原料と混合および／または造粒した後焼結することを
特徴とするものである０ さらに詳細に説明すると、第１ａ図に示す原料処理フロ
ーのように、ＣａＯ成分が１６５〜３０ｗｔ幅好ましく
は１６５〜２５．０ｗｔ％最も好ましくは２１．０ｗｔ
％、およびＦｅＯ成分が５．０〜２０．０ｗｔ％好まし
くは８．０〜１３．０ｗｔ％最も好ましくは１１．０ｗ
ｔ％となるよう、鉄鉱石類、石灰類、スケール、砂鉄等
の焼結鉱原料の成分調整を行なつ几後、混合造粒機１に
供給し、混合造粒を行なう０この混合造粒機１としては
、ドラム型、ノくンペレタイザー型等が適宜使用さｎる
０造粒性の観点からは、パンペレタイザー型のものが望
ましいＯこのようにして得ら′ｎｆｃ事前混合造粒物は
、他の残り焼結原料とともに混合造粒機２において造粒
され、焼結機３に供給さｎる。あるいは、事前混合造粒
物は、第１ｂ図に示さｎるように、別途他の残り焼結原
料のみを混合造粒機４により予備混合造粒したものとと
もに焼結機３に供給するようにしてもよい。この場合、
２種の予備混合造粒物をミキサー等・によジ混合してお
くことが望ましいが、焼結パレット装入までの搬送過程
を利用して混合してもよい０ 上記のように事前処理した焼結原料を焼結すると、高Ｃ
ａＯ高ＦｅＯ成分濃度の造粒物は焼成過程で高ＣａＯお
よび高ＦｅＯ成分融液を形成して残留し、低ＣａＯ低Ｆ
ｅＯ成分焼結原料造粒物を上記融液で結合する。したが
って、製造された焼結鉱は、マクロ的にはＣａＯ成分６
５〜１２ｗｔ％の自溶性焼結鉱であるが、ミクロ的には
Ｃａｂ、ＦｅＯ成分の偏析したものが得らｎ１被還元性
および耐還元粉化性に優ｎるとともに冷間強度も良好で
ある０なお、本発明においては、予備造粒する原料粒　
　　°゛度を２朋以下が８０％以上とすることが好まし
い。

こｎは、予備混合造粒物の造粒性を向上させ、また予備
混合造粒物内での成分的分散均一性を高め、目的の鉱物
形成を確実に行なわしめる之めである０また、本発明で
は、予備混合造粒する原料として高アルミナ褐鉄鉱を添
加するのが望ましい０高アルミナ褐鉄鉱は、反応が良好
な喝鉄鉱とカルシウムフェライトを安定させるＡｌ２Ｏ
３成分を多く含むので、ＣａＯおよびＦｅＯ成分の高い
予備混合造粒を行なってカルシウムフェライトを形成す
るのに好適である。高アルミナ褐鉄鉱を使用する場合、
予備混合造粒原料成分として、１．６ｗｔ％以上の結晶
水（ＣＷ）と１．６　ｗ　を係以上のＡｌｚＯ３成分を
含有するのが好ましい。

（作用） 一般に、還元粉化はへマタイトがマグネタイトに還元す
る時に膨張し、応力を発生して脆弱な鉱物組織であるカ
ルシウムフェライトを破壊するのが主な原因であるｏＬ
／たがりて、焼結鉱中に６マタイトのみが存在する場合
には、還元粉化はするがその量は少ない。逆にカル７ウ
ムフ工ライト組織のみでは還元粉化しない。一方、ヘマ
タイト（１；’ｅ２０３　）とＣａＯとの反応において
は、ＣａＯ成分成分色もにカルシウムフェライトが形成
さｎる関係にあるが、還元粉化にとっては、ヘマタイト
とカルシウムフェライトとが共存する、ＣａＯ成分が１
５ｗｔ％近傍である場合が最悪である。ここで、５〜２
０ｗｔ％のＦｅＯ成分を添加すると、ヘマタイトの形成
が抑制され、ヘマタイト形成がなくなる限界ＣａＯ成分
濃度が引き下げらｎる。したがって、耐還元粉化性が最
悪となるＣａＯ成分濃度が引き下げらｎる。たとえば、
ＦｅＯ成分を５ｗｔ％とすると、耐還元粉化性の最悪点
は、ＣａＯ成分濃度１５ｗｔ％から１１ｗｔ％に引き下
げらｎる０この結果、耐還元粉化性を改善するための予
備混合造粒物中のＣａＯ成分濃度は１６５ｗｔ％まで引
き下げることができる（第３図（Ａ））。このように、
予備混合造粒物中のＣａＯ成分が引き下げらｎると、Ｃ
ａＯ成分の分散性は良好となり、冷間強度は改善さ詐る
。

一方、形成鉱物としては、Ｆｅ（ｊ成分の添加により　
、Ｆ　ｅ　２０３とＣａＯから成るカルシウムフェライ
トからＦｅＯとＦｅｚＯ３とＣａＯとから成るカルシウ
ムフェライトの形態が多くなる。このように、添加Ｆｅ
Ｏ成分は被還元性の悪いマグネタイト鉱物形成に振υ向
けらｎることなく、被還元性の良好なＦｅＯとＦｅｚＯ
３とＣａＯとから成るカルシウムフェライト形成に振り
向けらｎるため、被還元性が改善さ扛る。こｎは、Ｆｅ
Ｏ成分を低ＣａＯ成分側に添加するとマグネタイト鉱物
が形成さｎるのに対し、高ＣａＯ成分側に添加するとＦ
ｅＯＦｅｚＯ３−ＣａＯ形態のカルシウムフェライトが
形成さ扛ることによるｏしたがって、ＦｅＯ成分を焼結
原料に使用する場合、高ＣａＯ成分濃度部分に添加する
方が被還元性にとっては有利である。

以上のように、予備混合造粒物においてＦｅＯ成分を５
〜２０ｗｔ％、ＣａＯ成分を１６５〜３０ｗ　ｔ　’ｌ
ｙとすることにより、耐還元粉化性、被還元゛１　　　
性、冷間強度の３つの品質が同時に改善さｎる０（実施
例） 第１表に示す性状の原料を用いて第２表および第４表に
示す条件で焼結鍋テストを行なった。焼成操業条件は各
テストにおいて一定となるよう行なった。結果を第３表
、第５表、第４図に示す。

なお、第２表および第４表において、（）で示さｎてい
るものは事前予備混合造粒原料である。

第　　１　　表 試験に用いた鉱石の粒度及び主要成分 第　　４　　表 実施テスト例 第５表 実施テスト結果 （発明の効果） 上記したところから明らかなように、特定範囲のＣａＯ
成分およびＦｅＯ成分を焼結原料の一部として事前に予
備混合造粒しておくことにより、冷間強度、耐・還元粉
化性、被還元性のいすｎの性質をも同時に改善すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は本発明による原料処理フロー
図、第２図は焼結鉱品質とＣａＯ成分との関係を示すグ
ラフ、第３図はＦｅＯ成分存在時における焼結鉱品質と
ＣａＯ成分との関係を示すグラフ、第４図は焼結鋼テス
トの結果を示す図である。 １．２．４・・混合造粒機 ３・・焼結機 特許出願人　　　住友金属工業株式会社　　　　　　　
　　　　５第２図 Ｏｔｏ　　　　　２０　　　３０ 凍叫　００耐％ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣａＯ成分が６．５〜１２．０ｗｔ％の自溶性焼
   結鉱を製造する場合に、ＣａＯ成分を１６．５〜３０ｗ
   ｔ％およびＦｅＯ成分を５〜２０ｗｔ％含有するよう配
   合された原料を事前に予備混合造粒し、この予備混合造
   粒産物を焼結原料の一部として他の焼結原料と混合およ
   び／または造粒した後焼結することを特徴とする焼結鉱
   製造方法。
2. （２）ＣａＯ成分が６．５〜１２．０ｗｔ％の自溶性焼
   結鉱を製造する場合に、ＣａＯ成分を１６．５〜３０ｗ
   ｔ％およびＦｅＯ成分を５〜２０ｗｔ％含有するよう配
   合され、粒径２ｍｍ以下のものが８０ｗｔ％以上となる
   よう調整された原料を事前に予備混合造粒し、この予備
   混合造粒産物を焼結原料の一部として他の焼結原料と混
   合および／または造粒した後焼結することを特徴とする
   焼結鉱製造方法。
3. （３）ＣａＯ成分が６５〜１２．０ｗｔ％の自溶性焼結
   鉱を製造する場合に、結晶水を１．６ｗｔ％以上、Ａｌ
   ＿２Ｏ＿３を１．６ｗｔ％以上含み、ＣａＯ成分を１６
   ．５〜３０ｗｔ％、ＦｅＯ成分を５〜２０ｗｔ％含有す
   るよう配合された原料を事前に予備混合造粒し、この予
   備混合造粒産物を焼結原料の一部として他の焼結原料と
   混合および／または造粒した後焼結することを特徴とす
   る焼結鉱製造方法。