JPS62116728A - 樹脂被覆還元鉄の製法 - 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 本発明は樹脂で被覆した還元鉄ペレットの製法に関する
。

従来技術および問題点 還元ガスを用いて鉄鉱石を直接還元する直接還元製鉄法
として例えばミドレックス法、ヒル法、ライオール法等
が広く知られている。

直接還元鉄は鉄鉱石原料や製鉄法の違いにより粉状或は
多孔質状を呈する。ミドレックス法、及びヒル法は塊状
又は粉状の鉄鉱石を直径５〜２０ｍｍ程度のペレット状
に固め、これを還元炉中に投入し、還元ガスを導入する
ことにより還元鉄を得る方法である。この還元鉄ペレッ
トは通常空隙率約５０％程度のものであり、ペレットど
うしの摩擦により、比較的微粉化し易く、又、空気、或
は水との接触により酸化を起こしやすい欠点がある。

一方、ソイオール法等の製鉄法では、天然の塊状又は粉
状の鉱石をそのまま使用するため安価である一面、生成
物が粉状並びにスポンジ状であるため、更に酸化を起こ
しやすい。従って、この方法では、生成した還元鉄を再
度熱間（例えば７７０〜７８０℃）圧縮し、空隙率２０
〜３０％のブリケットとして保管又は輸送に供している
。

酸化、腐蝕反応は対象が空気（酸素）或いは水によって
異なり、生成物もヘマタイト（Ｐｅｓｏｓ）やマグネタ
イト（Ｆｅ３ｏ＋）というように異なるが、大刀は発熱
を伴うため、貯蔵形態によっては火災の原因になり、又
、水素ガスを発生するなど還元鉄は取り扱いの困難なも
のである。

酸化を防止する手段として、物理的には前述のようなソ
イオール法にみられる圧縮成形によるブリケット化、化
学的には主としてペレット状還元鉄用に水ガラスによる
処理、或は浸炭による処理等が行なわれている。

ブリケットは外観は鉄槌の均一な表面をしているが、な
お吸水率が３〜５％あり、又、設備の損耗が激しく、化
学的処理は空気酸化には有効であるが、水分の吸収によ
る再酸化にはほとんど効果がなく、摩擦による粉化、破
れ現象をも生じやすい。

吸水現象を防止するため、米国特許第３．５７３．９５
９号明細書では、ブリケット細孔に樹脂を含浸せしめて
、ブリケット自体の熱で樹脂を硬化さ仕、細孔を封する
方法が記載されている。ここに用いられている樹脂は、
指環式オレフィン、環状オレフィン、ジオレフィン、ト
リオレフイン等であり、シクロポリエンのオリゴマーを
含む混　“合物が特に好ましい旨記載され、特にナフサ
分解残香部分重合物が適当である旨述べられている。

これらは一般に、炭素数５〜９程度の化合物から重合さ
れる液状石油樹脂の一種で、ブリケット細孔中でブリケ
ット自体の熱により重合し、封孔するものと考えられる
。

しかしながら、このブリケットの細孔を封じ吸水を防ぐ
技術は、還元鉄ペレットの吸水防止並びに微粉化防止に
は有用でない。その理由は、還元鉄ペレットがブリケッ
トに比べ著しく大きい空隙率を有し、かつブリケットに
比べ脆く、又、一般に、樹脂含浸後のペレット自体の温
度がポリエン類を重合するのに十分高くないことが多い
からである。

米国特許第３，５７３，９５９明細書に記載のごとき液
状樹脂を還元鉄ペレットの被覆に用いると、重合可能な
温度では樹脂の含浸量が著しく増加し、採算性がない。

又、ペレット表面の被覆厚が薄くなり、耐摩耗性が低下
する。又、温度が低い場合、ポリエン類の重合を促進す
るための別の加熱工程を必要としたり、元素的に好まし
くない金属化合物等の促進剤が必要となる。還元鉄ペレ
ットの樹脂による吸水、被れ防止の技術は確立されてい
ない。

さらに英国特許第２１２９７０８Ａ号明細書には、還元
鉄の再酸化を防止するため、還元鉄を溶融パラフィン等
に１１０−１２０℃で浸漬し、還元鉄表面をパラフィン
で被覆する技術が開示されている。この浸漬法では、還
元鉄はパラフィンの軟化点以上に上昇し、パラフィンは
還元鉄の微細孔中に含浸されるため、完全な被覆を達成
するには多量のパラフィンを要し、経済的ではない。

本発明者らは、上記問題、即ち、微粉化し易く、吸水に
より錆び易いと云った問題点、および吸水した還元鉄ペ
レットを電気炉等に投入すると水の突沸を生じ極めて危
険である等の問題点を解決するため、先に還元鉄ペレッ
ト表面に熱可塑性樹脂を溶融被覆する技術を提案した（
特願昭６０−１２２１４３号および特願昭６０−１２２
１４４号）。

しかしながら、これらの方法は、還元鉄ペレットの表面
が完全に樹脂で被覆される前に処理温度を相当の高温に
保持する必要があり、還元鉄の再酸化を防ぐために処理
系内を不活性ガス、例えば窒素ガス雰囲気にする必要が
あった。このことは還元鉄ペレットの連続的表面処理の
ための装置が高価になると云う欠点があった。

問題点を解決するための手段 本発明は熱可塑性樹脂の軟化温度より低い温度に保持し
た還元鉄ペレットまたはブリケット上に熱可塑性樹脂を
噴霧し、該ペレットまたはブリケットを回転接触させて
樹脂を表面に被覆せしめ、さらに所望ならば、これを樹
脂の軟化温度以上に加熱することを特徴とする樹脂被覆
還元鉄の製法に関する。

本発明で用いられる還元鉄ペレットはミドレックス法や
ヒル法等から得られるものであって、通常、空隙率約５
０〜６０容量％、吸水率１２〜１５重量％（水中浸漬飽
和）、見掛比重３〜４程度のものであり、粒径的５〜２
０ｍｍ程度の実質上球形のペレットである。これらは鉄
鉱石をペレット化して得られた未還元鉄ペレットを還元
炉中、還元ガスと接触させることにより得られる。

また本発明で用いられる還元鉄ブリケットはソイオール
法等で得られるスポンジ状還元鉄を熱間圧縮した空隙率
的２０〜３０％の塊状の還元鉄を云う。本発明は、空隙
率のより高いペレットに対してより有効な被覆法である
。

還元鉄ペレットを被覆するために用いる樹脂は熱可塑性
樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブ
チレン、メチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エヂレンーアクリル酸エチ
ル（メチル）共重合体等のオレフィン系共重合体；ポリ
−ｐ−キンリレン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリレート
、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリビニルエーテル、ポリアクリロニトリル、
熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリブタジ
ェン、ポリイソプレン等が例示される。好ましい熱可塑
性樹脂はポリオレフィン類、ポリオレフィン系共重合樹
脂、酢酸ビニル等であり、ポリオレフィン、特にポリエ
チレンが好ましい。

本発明において熱可塑性樹脂は噴霧状にし、そのミスト
を樹脂の軟化温度より低い温度に保持した還元鉄ペレッ
トまたはブリケット上に噴霧する。

ミストは樹脂の溶融ミストまたは粉末状ミストいずれで
あってもよいが、粒径は好ま−しくは１００μ以下であ
る。噴霧されたミストはそれが溶融ミストの場合も還元
鉄表面で固化する。その結果、樹脂が還元鉄ペレット等
の空隙に含浸されず、少量で表面を被覆するのに有効で
ある。従って還元鉄ペレット等の表面温度は樹脂の軟化
温度より低いのが好ましく、常温から８０℃程度が一般
的である。還元鉄ペレットは、通常５０〜６０℃で得ら
れるので、これをそのま＼使用すればよい。

還元鉄ペレット等に対する熱可塑性樹脂の付着量は還元
鉄ペレット１００重量部当り、熱可塑性樹脂０．１〜４
重量部、特に０．５〜３重量部が適当である。０．１重
量部より少ないと被膜厚さが不十分となり、逆に４重量
部より多く用いても不経済になるだけである。本発明方
法を採用すると上記のごとき少量の樹脂でペレットを均
一に被覆することができる。

同様に還元鉄ブリケットの場合はブリケット【００重量
部に対し、熱可塑性樹脂０．１〜４重屯部、特に０．５
〜３重里部が適当である。

以上のごとき方法で得られた還元鉄ペレット（ブリケッ
ト）は、その表面に熱可塑性樹脂のミストが付着した状
態であり、その表面には未被覆部分が多く残る。従って
、樹脂付着還元鉄ペレット（ブリケット）どうしを適当
な回転体中で回転接触させ、樹脂をその表面に均一に付
着させる。その際、処理雰囲気温度は、低温、特に、樹
脂の軟化温度より低い温度に保持するのが好ましい。こ
の様にすることにより、樹脂で未被覆の還元鉄表面が高
温に曝されて酸化されるおそれがなく、加えて、樹脂が
必要以上にペレット（ブリケット）の空隙に含浸されて
消費されることがない。その結果、処理を不活性ガス雰
囲気で行なう必要がなく連続処理が容易となり、かつ処
理装置の構造が簡単になる。

上記方法によって得られた樹脂被覆還元鉄ペレット（ブ
リケット）はそのま＼で十分耐酸化性があり、吸水量も
少なく、粉塵化し難いものであるが、必要ならばさらに
被覆ペレット（ブリケット）を樹脂の軟化温度以上に加
熱してもよい。この場合、ペレット（ブリケット）は樹
脂で被覆されているため、加熱による酸化は防止できる
。後加熱は樹脂の密着性と均一化を達成する上で好まし
い。

以下に熱可塑性樹脂で被覆した還元鉄の製造法の一例を
第１図〜第４図を用いて説明する。

第１図は本発明樹脂被覆還元鉄製造用装置の模式的断面
図であり、第２図は第１図の装置の左側面図、第３図は
Ｉ−１断面図および第４図は右側面図を示す。円筒型水
平回転ドラム（１）はモーター（２）によって回転する
回転支持台（３）によって回転可能に設置されており、
ドラム左側面には還元鉄ペレットを供給するための供給
口（５）と加熱スプレー装置が設けられ、ドラム右側面
には還元鉄ペレットを排出するための排出口（６）が設
けられている。連続製法（オーバーフロ一方式）とする
ためには、供給口より排出口を大きくし、出口側ドラム
壁の排出口（６）までの高さく１２）を供給口までの高
さくρ′）より小さくすればよい。ドラム内部には羽根
（４）が設けられている。

還元鉄ペレットとこれを被覆するための熱可塑性樹脂を
供給口から加熱スプレーにより一定量仕込み、ドラムを
回転させる。ペレットは羽根によって回転が邪魔される
ため、お互によく接触し、共擦り効果によって圧着され
、樹脂が均一に付着する。

還元鉄ペレットの樹脂被覆は２工程で行ってもよい。即
ち、上記と同様にして熱可塑性樹脂を被覆した還元鉄ペ
レット表面を、必要ならば、その後加熱する。この場合
は第１工程で樹脂被膜が形成されているため、加熱によ
る再酸化は抑えられる。

上記と同様にして熱可塑性樹脂を被覆した還元鉄ペレッ
ト表面にさらに第２工程と同様の操作を繰り返して熱可
塑性樹脂を被覆してもよい。その際、第１工程で使用す
る樹脂と第２工程で使用する樹脂を変えてもよい。例え
ば第１工程では還元鉄ペレット内部に含浸し難い樹脂、
例えば分子量５０００程度の熱可塑性樹脂を用い、第２
工程で分子ｆｆ１１５００程度の樹脂を用いてもよい。

また、第２工程で耐摩耗性の高い樹脂を使用してもよい
。

この第２工程は必ずしも本件上記の方法を採用しなくと
もよく、浸漬法を採用してもよい。この場合は第１工程
で樹脂被膜が形成されているため、浸漬による樹脂のペ
レットへの浸入は抑えられる。

しかしながらこの様な場合も、第１工程で形成された樹
脂被膜が再溶解しないような条件を採用すべきである。

以上の如く、本発明により多孔性還元鉄ペレット表面に
吸い込みを極力おさえつつ均一に塗布することが可能と
なり、又、酸化、粉化、破れ等を生じない樹脂被覆還元
鉄ペレットの供給が可能となるものである。尚、本発明
はブリケットにも適用できる。

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例１ 還元鉄ペレット（空隙率５５％、吸水率１５％）を第１
図に示すごとく、一定量づつ連続で投入しこれに分子ｆ
ｆ１１４００、軟化点８３℃のポリエチレン樹脂を加熱
スプレーにより粉状ミストとし、ペレットに対し２ｗｔ
％の割合で連続的に供給しつつドラムを回転させた。オ
ーバーフロ一方式によって、得られたポリエチレン被覆
ペレットの金属化率の変化、降雨時の吸水率、強振によ
る粉化を観察した。結果を表−■に示す。

金属化率：　　ＪＩＳ−Ｍ−８２０２に基づく湿式分析
により測定。

吸水率　：　平均降雨量２ｍｍ／Ｈｒの降雨時に試料１
００ｇを５時間曝露し、表 面付前水分を１紙に吸収後、直ち に秤量して算出。

粉化率　二　鉄容器（２０ｃｍφ、高さ５　ｃｍ）に試
料１００ｇを入れ、振幅中３０ｃｍ で上下に１５回強振し、−〇、１ ０４　ｖｎ（１５０ｍｅｓｈ）を秤量して算出。

実施例２ 第１工程として、還元鉄ペレット（空隙率５５％、吸水
率１５％）を第１図に示すごとき一定量づつ連続で投入
し、これに分子量１４００、軟化点８３℃のポリエチレ
ン樹脂を加熱スプレーにより粉状ミストとして対還元鉄
当り２ｗｔ％の割合で連続供給しつつ、ドラムを回転さ
せた。第２工程ではオーバーフロ一方式によって得られ
たものを、１３０°Ｃで８分間加熱し、得られたポリエ
チレン被覆ペレットの金属化率の変化、降雨時の吸水率
、強振による粉化を観察した。結果を表−■に示す。

比較例１ 還元鉄ペレット（空隙率５５％、吸水率１５％）１００
Ｋｇをドラムに入れ、窒素ガス雰囲気下で５０℃に加熱
し、これに分子量１４００、軟化点８３℃のポリエチレ
ン樹脂２Ｋｇを入れ、昇温しポリエチレンの粘度を９０
ｃｐｓに保ち、３分間ドラムを回転させた。得られたポ
リエチレン被覆ペレットを実施例と同様にして金属化率
の変化、降雨時の吸水率および粉化を評価した。結果を
表−１に示す。

比較例２ 還元鉄ペレット（空隙率５５％、吸水率１５％）１００
Ｋｇを開放型回転ドラムに入れ、−５０℃に加熱し、こ
れに分子量１４００、軟化点８３℃のポリエチレン樹脂
２Ｋｇを入れ、昇温しポリエチレンの粘度を９０ｃｐｓ
に保ち、３分間ドラムを回転させた。得られたポリエチ
レン被覆ペレット金属化率の変化、降雨時の吸水率、強
振による粉化を観察した。結果を表−１に示す。

比較例３ 還元鉄ペレット（空隙率５５％、吸水率１５％）１００
Ｋｇを開放型回転ドラムに入れ、これに分子量１４００
、軟化点８３℃のポリエチレン樹脂２Ｋｇを加熱スプレ
ー（エア一温度２００６Ｃ）により粉状ミストとして入
れ、５分間ドラムを回転させた。得られたポリエチレン
被覆ペレットを実施例と同様にして金属化率の変化、降
雨時の吸水率および粉化を評価した。結果を表−１に示
す。

比較例４ 未塗布還元鉄ペレットの金属化率を調べるとともに、降
雨時の吸水、強振による粉化を観察した。

結果を表−１に示す。

実施例３ 還元鉄ブリケット（空隙率３５％、吸水率６％）を第１
図に示すごとく、一定量ずつ連続で投入し、これに分子
ｆｉ１４００、軟化点８３℃のポリエチレン樹脂を加熱
スプレーにより粉状ミストとし、ブリケットに対し２ｗ
ｔ％の割合で連続的に供給しつつドラムを回転させた。

オーバーフロー金属化率の変化、降雨時の吸水率、強振
による粉化を観察した。結果を表−２に示す。

実施例４ 第１工程として、還元鉄ブリケット（空隙率３５％、吸
水率６％）を第１図に示すごとき一定量ずつ連続で投入
し、これに分子１１４００、軟化点８３℃のポリエチレ
ン樹脂を加熱スプレーにより粉状ミストとして対還元鉄
ブリケット当り２ｗｔ％の割合で連続供給しつつ、ドラ
ムを回転させた。

第２工程ではオーバーフロ一方式によって得られたもの
を、１３０℃で８分間加熱し、得られたポリエチレン被
覆ブリケットの金属化率の変化、降雨時の吸水率、強振
による粉化を観察した。結果を表−２に示す。

比較例５ 還元鉄ブリケット（空隙率３５％、吸水率６％）１００
ｋｊｐをドラムに入れ、窒素ガス雰囲気下で５０℃に加
熱し、これに分子ｆｆ１ｌ　４００．軟化点８３℃のポ
リエチレン樹脂２ｋｇを入れ、昇温しポリエチレンの粘
度を９０ｃｓｐに保ち、３分間ドラムを回転させた。得
られたポリエチレン被覆ブリケットを実施例と同様にし
て金属化率の変化、降雨時の吸水率および粉化を評価し
た。結果を表−２に示す。

比較例６ 還元鉄ブリケット（空隙率３５％、吸水率６％）１００
ｋｙを開放型回転ドラムに入れ、５０℃に加熱し、これ
に分子ｆｆ１１４００、軟化点８３℃のポリエチレン樹
脂２ｋｙを入れ、昇温し、ポリエチレンの粘度を９０ｃ
ｓｐに保ち、３分間ドラムを回転させた。得られたポリ
エチレン被覆ブリケットの金属化率の変化、降雨時の吸
水率、強振による粉化を観察した。結果を表−２に示す
。

比較例７ 還元鉄ブリケット（空隙率３５％、吸水率６％）１００
＆ｇを開放型回転ドラムに入れ、これに分子ｆｉ＋４０
０、軟化点８３℃のポリエチレン樹脂２ｋｇを加熱スプ
レー（エア一温度２００℃）により粉状ミストとして入
れ、５分間ドラムを回転させた。

得られたポリエチレン被覆ブリケットを実施例と同様に
して金属化率の変化、降雨時の吸水率および粉化を評価
した。結果を表−２に示す。

比較例８ 未塗布還元鉄ブリケットの金属化率を調べるとともに、
降雨時の吸水率、強振による粉化を観察した。結果を表
−２に示す。

表−２ 発明の効果 本発明方法により樹脂被覆還元鉄ペレット（ブリケット
）を連続的に製造することが可能となる。

また少量の樹脂でペレット表面の被覆を実質上完全に行
うことができる。得られた被覆ペレットは酸化を受は難
く、吸水量が少なく、しかも粉塵化し難い。従って還元
鉄ペレットの保存、搬送が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明還元鉄ペレット連続製造装置の模式的断
面図、第２図は第１図装置の左側面図（還元鉄ペレット
の供給口）、第３図はＩ−Ｉ断面図および第４図は右側
面図（還元鉄ペレットの排出口）を示す。 （１）回転ドラム、　　　　（２）モーター、（３）回
転支持台、　　　（４）羽　　根、（５）供給口、　　
　　（６）排出口、（７）還元鉄ペレット連続供給装置
、 （８）加熱スプレー装置。 第１図 第２図　　　第３図　　第４図 手続補正書（自発〕 昭和６０年１２月２４日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第　２５５７９３　　　　号２、発明
の名称 樹脂被覆還元鉄の製法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付　（自発） ７、補正の内容 （１）明細書第１８頁下から第６行、「９０ｃｓρ」と
あるを「９０ｃｐｓＪに訂正する。 （２）同第１９頁第５行、「９０　ｃｓｐｊとあるな「
９０ｃｐｓＪに訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂の軟化温度より低い温度に保持した還
   元鉄ペレットまたはブリケット上に熱可塑性樹脂を噴霧
   し、該ペレットまたはブリケットを回転接触させて樹脂
   を表面に被覆せしめ、さらに所望ならば、これを樹脂の
   軟化温度以上に加熱することを特徴とする樹脂被覆還元
   鉄の製法。 ２、熱可塑性樹脂を溶融または粉状ミストとして噴霧す
   る第１項記載の製法。 ３、回転接触を円筒型水平回転体を用いて連続的に行な
   う第１項記載の製法。 ４、熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である第１項記
   載の方法。 ５、熱可塑性樹脂が軟化温度８０〜１２０℃である第１
   項記載の方法。 ６、熱可塑性樹脂を還元鉄ペレット１００重量部当り０
   ．１〜５重量部使用する第１項記載の方法。 ７、還元鉄の熱可塑性樹脂による被覆を２工程に分けて
   行う第７項記載の方法。 ８、１工程目の被覆に用いる熱可塑性樹脂として２工程
   目の被覆に用いる樹脂より分子量の大きい樹脂を用いる
   第５項記載の方法。