JPS62211329A - 非破砕塊成鉱およびその製造法 - 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】 「発明の目的」 本発明は非破符塊成鉱およびその製造法に係り、粉粒鉱
を原料として高炉装入原料として好ましい塊成鉱を提供
し、更にはその効率的な製造法を提供しようとするもの
である。

産業上の利用分野 高炉などに装入し製銑するための塊成鉱およびその製造
技術。

従来の技術 微粉鉱石および製鉄所内で発生するダス）１１（を塊成
化して高炉又は電気炉の装入原料とすることについては
従来から焼結法や焼成ペレット法が広く採用されている
。

即ち焼結法は床敷鉱上にコークスのような燃料を配合し
た焼結原料を装入したものに対し点火炉で点火せしめ移
送しながら焼結を完了せしめ、焼結機の端部からこの焼
結鉱を排出し、破砕整粒して製品とするものである。

又ベレット法は０．１２５鰭以下のような微粉をぺレッ
トとし、これを焼成して製品とするものである。

発明が解決しようとする問題点 ところが上記したような従来法によるものではそれぞれ
問題点を有している。即ち焼結法によるものでは焼結後
に破砕して目的の粒度とするものであるから製品歩留り
が低いものとならざるを得す、一般的に７０％程度の歩
留りしか得られない。

又還元粉化指数ＲＤＩが３５〜４５％にも達し被還元性
指数Ｊ　Ｉ　Ｓ−ＲＩも７５％以下であり、品質的に劣
ったものとなる不利があり、更に０．１２５鶴以下が２
０％を越えるような微粉原料となると生産性が大巾に低
下する欠点を有している。

又ペレット法によるものにおいては上記したように０．
１２５　龍以下のような微粉原料であって、これより粒
度の大きいものに対しては焼成前および焼成後のペレッ
トの強度が大巾に低下するため適用が困難になる不利が
ある。

即ちこれら従来法によるものではその何れの方法による
かを考慮して原料粉粒鉱の粒度を選ぶことが必要であり
、又高炉内装入物としての通気性確保や高炉ダストの発
生などに関しても必ずしも好ましいものとなし得ないし
、被還元性などにおいても充分好ましいものとなし得な
い。

「発明の構成」 問題点を解決するための手段 鉄鉱石およびＳｉＯ□＋　Ｃａｂ、　ＭｇＯ等の成分調
整用副原料類も含む原料粉粒鉱にバインダーを混合し圧
密成形されると共に焼成されて１００ｍ１”以上３５ｃ
ＴＡ以下とされたことを特徴とする非破砕塊成鉱と、１
００ｍｆｉ’以上３５ｃ４以下に圧密成形された鉄鉱石
およびＳｉＱ□＋　Ｃａｂ、　ＭｇＯ等の成分調整用副
原料類も含む粉粒鉱石とバインダーよりなる成形ブリケ
ットにコークスを混合して点火焼成することを特徴とす
る非破砕塊成鉱の製造法である。

作用 １００哀ｍ’以上に圧密成形し焼成することにより原料
粉粒鉱の粒度分布の影響を受けることが少なく微粉原料
から６餞程度迄の粗粒を含有したものであっても的確に
ブリケット化される。又３５ｄ以下とすることにより高
炉装入物として好ましい粒度および被還元性（Ｊ　Ｉ　
Ｓ−ＲＩ＞６５％）を有したものとなり、上記のように
１００■１以上たることと相俟って高炉内に装入された
場合に好ましい装入物の分布状態を形成し且つ適切な通
気性を確保する。

上記のような圧密成形され且つ焼成されたブリケットは
高い被還元性、耐還元粉化性、強度を有する高品質の非
破砕塊成鉱であって、高炉ダストの発生をなからしめ、
又合理的な高炉の操業条件を得しめる。

前記のような焼成ブリケットはその焼成の最高温度を１
２５０〜１３００℃程度に制御することにより、カルシ
ウム・フェライト結合を主体とする組織となり、高炉内
装入時において耐還元粉化性、被還元性、軟化溶融性状
および通気性の優れたものとなる。

実施例 上記したような本発明によるものの具体的な実施態様に
ついて説明すると、焼結設備の全般的な構成関係は第１
図に示す通りであって、一連のパレットが移送軌跡（１
０）にそって連続的に搬送され、該移送軌跡（１０）の
上部域−例における装入部には第１〜第３のホッパー（
１１）（１２）（１４）およびシャトルコンベア（１３
）が設けられ、又これに続いて予熱炉（１５）　、点火
炉（１６）が設けられている。上記のような移送軌跡（
１０）の上部域には前記予熱炉（１５）より移送軌跡（
１０）の他側に亘って風箱（１７）が設けられ、これら
の風箱（１７）のうち排鉱部側で吸引された排ガスは昇
圧用ブロアー（２０）を経てダク）（１７）によって前
記予熱炉（１５）に送られ、上記のような各ホッパー（
１１）　。

（１２）、　　（１４）およびシャトルコンベア（１３
）からそれぞれ層状に装入された原料層を予熱する。移
送軌跡（１０）の他側部には篩別機構（２１）が設けら
れていて焼結処理番終え排出された原料を受は入れ、篩
上と篩下とに分別するように成っている。

前記した第２ホツパー（１２）と第３ホ・ノパー（１４
）は本発明において適宜に利用するものであるがシャト
ルコンベア（１３）は本発明の後述するようなブリケッ
ト（１）と炭材とが収容される。第２ホツパー（１２）
および第４ホツパーには予め適正水分（４〜６％）によ
り混合造粒された石灰石と炭材（１〜４％）の擬似粒子
が収容される。また第１ホツパー（１１）には床敷鉱が
収容される。

これらの原料は各ホッパー（１１）、　　（１２）。

（１４）の底部に設けられた切出し手段（ｌｌａ）（１
２ａ）、　　（１４ａ）およびシャトルコンベアの速度
制御により夫々定量的に切出され、前記移送軌跡（１０
）におけるパレット上に層をなして敷地まれる。

上記ブリケット（１）は本発明において、成分調整用の
各種副原料を含む原料粉鉄にバインダーを添加したもの
を第２図（Ａ）に示すようなディスク型又は同図（Ｂ）
のようなダブルロール型の成形機構によって圧密成形し
たもので、その体積は一般的に゛１０１００１Ｉ以上、
３５−以下とする。

なお、ブリケット中に内装する炭材としてはコークス、
チャーあるいは無煙炭のような揮発分の少ない石炭が好
ましい。また、炭材の内装里はシャトルコンベア（１３
）でブリケットと混合して装入すなわち外装する炭材の
量とのかね合いて品質目標、特にＲＴに応じて設定すれ
ばよく、ブリケットに対して内装炭材＋外装炭材＝３〜
５％（炭素基ｔ＃）が好ましい。第２図（Ａ）のディス
ク型のものはディスク（２１）その厚さ方向において成
形孔（２２）が縦設され、該ディスク（２１）上に原料
粉粒鉱およびバインダーの混合物を供給しながら公転し
ながら自転するロール（２３）で該原料を成形孔（２２
）に圧太し、成形孔（２２）の底部から順次に押し出さ
れた成形体をナイフカッター（２４）で順次に切断した
ものであり、従って円筒状のブリケットとして得られる
。又第２図（Ｂ）のものは成形凹み（２６）を有する成
形ロール（２７）（２７）間に原料粉粒鉱にバインダー
を混合したものを供給して圧密成形し半球状、アーモン
ド状その他の形態に成形したブリケット（１ａ）として
得しめる。なおブレーンロール間において圧密成形され
た板状体を所定寸法範囲に分割破砕したものでもよい。

前記ブリケット（１）又は（１ａ）を成形するためには
原料粉粒鉱に混合されるバインダーとしては生石灰（Ｃ
ａｂ）と共にアルコール廃液、プロパン脱瀝アスファル
ト（ＰＤＡ）、カルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）
　、タール、ピッチなどがあり、その添加量としては１
．５〜３．０％、好ましくは２．０〜２．５％である。

又このようにして得られたブリケット（１）又は（１ａ
）に対しては前記シャトルコンベア（１３）に装入する
に当って炭材が外部に混合されたものとして準備され、
これを収容して切出されるもので、この場合のコークス
配合量は前述の如く、ブリケット中への炭材配合量によ
って異なるが、２〜５％、特に２．５〜３．５％である
。なお適宜に用いられるホッパー（１２）、　　（１４
）の石灰石（好ましくは粒径３鰭以下）に対する炭材（
好ましくは粒径３ｍ１１以下）配合量は１〜５％、好ま
しくは１．５〜２．５％であり、これに適正水分を加え
て、予めミキサーにより混合、造粒したものである。

上記したシャトルコンベア（１３）による原料装入状態
は本発明においては基本的に第３図（Ａ）であって、前
記移送軌跡（１０）にそい搬送されるパレット上に所定
厚さの原料層として装入される。斯かる装入原料層（３
）の厚さとしては一般的に２０〜８０龍であり、特に４
０〜６０寵程度とする。また、床敷鉱層の厚さは本装入
法第３図（Ａ）においても、後述する第３図（Ｂ）、　
　（Ｃ）においても２０〜３０８程度で良い。

焼成に当ってはバインダーを配合して圧密成形されたも
のであるから従来の焼結鉱における如く１３００℃以上
に達する高温での焼成を必要とせず、最高温度が１２５
０〜１３００℃程度で充分で１１００℃以上における焼
成時間も３分以下でよい。

このような焼成条件によるときは従来の焼結鉱における
如く、硅酸塩スラグを主体とする結合組織ではなく、被
還元性および耐還元粉化性に優れたカルシウムフェライ
ト、特に針状カルシウムフェライトを主体とする結合組
織となり、高炉内（被還元性指数ＪＩＳ−ＲＩ＞７０％
）および耐還元粉化性（還元粉化指数ＲＤＩ−３ｍｍ＜
３５％）装入時において優れた被還元性を示すこととな
る。

第１図に示すホッパー（１１）、　　（１２）。

（１４）およびシャトルコンベア（１３）から同時に原
料が切出された場合の装入状態は第３図（Ｂ）に示す通
りであって、石灰石・炭材混合造粒層（３）上に上記ブ
リケット（１）と炭材の配合原料装入層（２）が形成さ
れ、更にその上に石灰石・炭材混合造粒層（４）が形成
される。ホッパー（１４）からの切出しのみをやめた場
合の装入状態は第３図（Ｃ）のように石灰石・炭材混合
造粒層（３）上にブリケットとコークスの配合原料層（
２）を形成したものとなる。

前記のように装入されたパレット上の装入層（６）に対
し第１図に示すようなダクト（１８）からの排ガス（２
００〜２５０℃程度）を昇圧ブロアー（２０）により予
熱炉（１５）に送って８０〜１２０℃程度に予熱しく但
し、屠畜方向でかなりの温度差がある）、この状態で点
火炉（１６）で点火する。この点火によって原料装入Ｂ
（２）又は配合層（４）におけるコークスが燃焼し昇温
することになり、このような加熱によって第３図ＣＢ）
の場合の配合層（４）ではその石灰石（ＣａＣＯｚ）が
ＣａＯ＋ＣＯ２となり、何れにしても装入層（２）にお
いてはブリケット（１）が焼成され、該装入ＩＩ　（３
）における炭材が燃焼し尽した移送軌跡（１０）の他端
部到達時点において焼成が完了する。又このようなコー
クスの燃焼による昇温および焼成過程における排気は第
３図（Ｂ）（Ｃ）の場合において石灰石・コークス混合
造粒層（３）を通過し、その顕熱を該石灰石・コークス
混合造粒層（３）に奪われ、風箱（１７）に吸引される
排ガスによるヒートロスを低減すると共に、この石灰石
・コークス混合造粒層（３）においても前記同様にＣａ
ＣＯ２−ＣａＯ＋　ＣＯｇの反応を図り、ＣａＯを得し
める。　　゛ 前記した配合原料装入層（２）における焼成最高温度は
１２５０〜１３００℃で充分であり、１１００°Ｃ以上
に１〜３分間保持する焼成条件により好ましい焼成が得
られ、この温度は従来の一般的な焼結鉱製造時における
１３００℃以上の焼成温度よりは少なくとも５０℃或い
はそれ以上に低いもので足り、低温焼成が図られる。

焼成されたものは移送軌跡（１０）の他端部から排出さ
れた篩別機構（２１）で篩上と篩下に区分されるが、篩
上は上記のように焼成されたブリケット（１）であり、
その歩留りは９０％以上、一般的には９３〜９５％とな
る。即ち上述したように圧密成形されたブリケット（１
）（ｌａ）はそれなりの強度を有することは明らかで、
これを焼成したものの圧壊強度は一般的に１５０〜２０
０ｋｇ／ブリケットであり、従って第３図（Ａ）の場合
においては篩下はコークスの燃焼した灰分が主体であり
、ブリケット（１）又は（ｌ　ａ）の損壊物は殆どない
。然して上記のように相当の圧壊強度を示す本発明の焼
成ブリケットは高炉への装入操作に際して欠損するよう
なことがない。また、本ブリケットは前述の如く、従来
の焼結鉱ペレット、塊鉄鉱石に比べて高い被還元性を有
している・ので、高炉内での還元効率が上昇し、結果と
してコークス比が低減できる。更にこの貰い被還元性は
軟化・溶融性状の向上（軟化開始温度が高゛くなり、軟
化開始から溶融開始までの温度中が小さくなる）につな
がる結果、融着帯位置が炉底側に低下し、溶鉄中のＳｉ
濃度を下げる効果を有している。また、高い耐還元粉化
性はシャフト部における通気抵抗を低下させ、安定した
高炉操業を可能にする。

上記した第３図（Ｂ）（Ｃ）の場合において、その石灰
石とコークスとの配合層（３）および（４）においては
石灰石（ＣａＣＯｓ　）が生石灰（Ｃａｂ）とＣＯ□ガ
スとなることは上記の通りで、スクリーン（２０）によ
る篩下粉として回収される生石灰は前記した第２図のよ
うな成形機構における粉粒鉱石結合用バインダーとして
用いられる。

本発明によるＩ）のの具体的な製造例について説明する
と以下の如くである。

各種粉鉱石混合物（６鶴以下）７６％、返鉱（４１１以
下）７％、粉石灰石（３日以下）１４％、初生石灰（３
龍以下）２％、粉コークス（３１１以下）１％の重量割
合（乾燥基準）の混合物にアルコール廃液１．５％およ
び混練後の水分が約５．５〜６％になるよう水分を添加
して混練した原料を第２図（Ａ）に示したようなディス
ク型ブリケット製造設備によって、径１０ｍで長さが１
０〜２０鶴の円筒形ブリケット（１）として製造し、こ
のものに粉コークス（５１１以下）３％を添加混合した
配合原料を第１図に示したような焼結機におけるシャト
ルコンベア（１３）のみに収容せしめ、これを切出して
第３図（Ａ）のように装入した。

即ちこの原料装入層（２）の厚さは約５５０ｍまた床敷
鉱Ｎ（６）の厚さは約３０ｍ■であって、このようにし
て装入された原料装入Ｎ（２）に対し予熱炉（１５）に
おいて約１００℃に予熱し、次いで点火炉（１６）にて
点火し焼成した。

この搬送焼成過程における最高温度（Ｔｍａｘ）は１２
７０〜’１３００℃であり、又１１００℃以上における
焼成時間は１．０〜１．５分間であった。

得られた焼成ブリケットの圧壊強度は約１７０ｋｇ／ブ
リケットであり、又石灰石、鉱石の分解ロスを除いた原
料粉粒鉱量に対する製品歩留り（＋４鰭％）は９０〜９
４％であって、このものは前述の如く針状カルシウムフ
ェライトを主体とする結合組織となっており高炉内装入
時において優れた被還元性を示し、従って高炉装入原料
として用いられた場合にコークスなどの配合率を低減す
ることができる。

上記とは別に第２、第３の各ホッパーにも石灰石等を装
入し焼成する操業を行なった。即ちシャトルコンベア（
１３）に収容させた配合原料としては前記した製造例と
同じであって、ブリケット（１）の大きさ、粉コークス
配合量も同一であるが、ホッパー（１２）および（１４
）には、粉石灰石（３■■以下）に粉コークス（３１１
以下）２％を配合し、適正水分を添加してドラムミキサ
ーで混合造粒したものを収容せしめ、返鉱ホッパーも含
めたこれらのホッパー（１１）　、　　（１２）　。

（１４）から夫々切出し焼結機の移送ライン（１０）に
そって搬送されるパレットに４層として装入した。即ち
第３図（Ｂ）のように装入された石灰石・コークス混練
層（３）、　　（４）の厚さは２０鶴、配合原料装入層
（２）は５００鶴で床敷鉱層の厚さは３０ｍであり、こ
れを予熱炉（１５）において約１００℃程度まで予熱し
、次いで点火炉（１６）において点火し焼成した。

搬送焼成過程における最高温度（Ｔｍａｘ）は１２６０
〜１３００℃で、１１００℃以上における焼成時間は１
．５〜２．０分間であった。

上記のような焼成工程を終え焼結機の他端部から排出さ
れたものを４ｍで篩別したところ、篩上である焼成ブリ
ゲットの歩留りは装入したブリケット重量（イグニショ
ンロスを除く）に対して９３％であり、又その篩下たる
ＣａＯと返鉱は前記ブリケットの配合原料として用いた
。

上記したような製造例によって得られた焼成ブリケット
について試験的に高炉装入し出銑操業した結果について
説明すると、表−１に示す組成、品質を有する焼結鉱６
５％と塩基性ペレット１６％、塊鉱石１９％の通常配合
に対して、この焼結鉱のうちの１５％を同じ（表−１に
示す組成、品質を有するブリケットで置換した場合の試
験操業においては、ガス利用率（炉頂ガスのＣｏｔ／　
（Ｃ０＋Ｃ０ｚ）比）が０．４８７から０．５０１に向
上、溶鉄中Ｓｉ濃度が０．３７％から０．１９％（Δ５
ｉ＝−０，１８％）に低減、コークス比（ＣＲ）は５１
３．７　ｋｓｒ／Ｔ−溶銑から５１２．０　ｋｇ／Ｔ−
溶銑（ΔＣＲ−−１，７１＋ｒ／Ｔ　−溶銑）に低下し
た。但し両者の操業間には送風温度、送風中湿分、スラ
グ比、コークス中灰分、溶銑温度等の操業諸元の差が存
在するため、これらの諸元を一定として補正すると結局
焼結鉱の焼成ブリケントによる置換効果は、コークス比
低減−１，２ｋｇ／％−ブリケット、溶銑中Ｓｉ濃度低
減＝０．００７％／％−ブリケットとなった。

発明の効果 ・以上説明したような本発明によるときは高炉装入原料
として好ましい特性をもった焼成ブリケットが粉粒鉱石
から得られ、これによって高炉操業条件を大幅に改善し
、有利な出銑を得しめるものであり、又その製造に関し
ても原料粉粒鉱の粒度その他に拘束されることなく造粒
することができると共に比較的低温条件での焼成を行わ
しめることができ、効率的で低コストに上記したような
特性をもった粉粒鉱石による塊成鉱を得しめるもので、
工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を糸すものであって、第１図
は本発明方法を実施する設備の概要を示した側面的説明
図、第２図は本発明におけるブリケット製造操作の若干
例を示した説明図、第３図は第１図に示した焼成設備に
おける層成装入状態の説明図である。 然してこれらの図面において、（１）（１ａ）はブリゲ
ット、（２）は配合原料装入層、（３）（４）は石灰石
・炭材混合造粒層、（５）は床敷鉱層、（６）は装入層
、（１０）は移送軌跡、（１１）は第１ホツパー、（１
２）は第２ホツパー、（１３）はシャトルコンベア装入
装置、（１４）は第３ホツパー、（１５）は予熱炉、（
１６）は点火炉、（１７）は風箱、（１８）はダクト、
（１９）はダクト仕切弁、（２０）は昇圧用ブロアー、
（２１）は篩別機構を示すものである。 特　許　出　願　人　　　日本鋼管株式会社発　　　　
明　　　　者　　　　山　　　岡　洋　次　部間　　　
　　　　　　　　　　　　竹　　　元　　　克　　部同
　　　　　　　　　　　　　　　松　　　永　　吉　　
　交代　理　人　弁理士　　　白　　川　　−−１１・ １； 第　２　圓

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄鉱石およびＳｉＯ＿２、ＣａＯ、ＭｇＯ等の成
   分調整用副原料類も含む原料粉粒鉱にバインダーを混合
   し圧密成形されると共に焼成されて１００ｍｍ＾３以上
   ３５０ｃｍ＾３以下とされたことを特徴とする非破砕塊
   成鉱。
2. （２）１００ｍｍ＾３以上３５ｃｍ＾３以下に圧密成形
   された鉄鉱石およびＳｉＯ＿２、ＣａＯ、ＭｇＯ等の成
   分調整用副原料類も含む粉粒鉱石とバインダーよりなる
   成形ブリケットにコークスを混合して点火焼成すること
   を特徴とする非破砕塊成鉱の製造法。