JPS63137989A - フエロコ−クスの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉状鉄源を使用して冶金用フェロコークスを
製造する方法に関する。

〔従来の技術および問題点〕

銑鉄製造において、コストを低減するのは種々の手段が
あるが、安価な原材料を使用することが最も効果的であ
る。そして、銑鉄製造において使用できる安価な鉄源に
は、粉鉱石、焼結粉、ダストあるいはミルスケール等と
数多いが、いずれも粉状をなしている。

これら粉状鉄源を高炉に使用すると、炉内の通気性を阻
害し、また、溶融還元炉に使用すると、飛散ロスが大き
いという問題があるため、粉体吠のままでは使用できな
い。そこで、前記粉状鉄源を塊成化するため、数々の手
段が講じられている。

例えば、 ■粉状鉄源にバインダーを加えて塊成化するコールドボ
ン）ブリケット法 ■粉状鉄源を高温で焼成する焼結法 ■特殊コークス炉を使用する成型炭フェロコークス法 ■室炉式コークス炉を使用するフェロコークス法がある
。

以下、それぞれについて説明する。

■　粉状鉄源にバインダーを加えて塊成化するコールド
ボンドブリケット法。

この方法では、粉状鉄源にセメント等のバインダーを加
えて混練・塊成化し、所定期間養生することによって冶
金炉に使用できる強度を有するブリケットを製造する。

しかし、このコールドボンドプリケット法による塊成法
は、バインダーとして使用するセメント量が約８重量％
にも達する。

そして、セメント価格が高いため、塊成鉱もコスト高と
なる問題がある。

■　粉状鉄源を高温で焼成する扉結法。

この方法は、粉状鉄源、コークス粉および石灰石等の副
原料をミキサーで混合・造粒し、高温で焼成して塊成化
するものである。

近年の焼結予備造粒技術の進歩により、微粉のため焼結
用に使用されなかったベレットフィードも、約６重量％
まで使用できるようになった。しかし、ペレットフィー
ドのような微粉鉄源を多量に使用すると、パレット上で
焼成中りこ通気性が低下し、焼成不足による還元性の悪
い生焼き焼結鉱となることがある。これを防止するには
、燃料コークスの増量あるいはプロワ−風量を増加する
等の手段があるが、燃料費や電力費の増加を招（という
問題がある。

■　特殊コークス炉を使用する成型炭フェロコークス法
。

この方法は、原料石炭に粉状鉄源と粘結剤を加えてブリ
ケットを製造し、このブリケットを特殊なコークス炉、
例えば、傾斜式コークス炉あるいは竪型コークス炉に装
入して乾留し、成型フェロコークスを製造するものであ
る。しかし、特殊なコークス炉の無いところでは、この
方法は採用できない。この特殊なコークス炉を設置する
と、莫大な建設費を必要とする。

■　室炉式コークス炉を使用するフェロコークス法。

この方法は、原料石炭と粉状鉄源を混合し、室炉式コー
クス炉に装入して乾留し、フェロコークスを製造するも
のである。しかし、この方法においては、コークス乾留
中に、粉状鉄源と炭化室煉瓦とが接する炉壁部で、鉄源
中のＦｅ　と煉瓦中の５ｉＯｚとが反応して２ＦｅＯ３
ｉＯｔが生じ、炭化室煉瓦が損傷するという問題がある
。また、成品フェロコークスの強度が粉状鉄源の混入に
より低下するため、高品位の原料石炭を必要とする。

以上のように、粉状鉄源の塊成化には、前記いずれの方
法も厄介な問題がある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明者ら
は、安価で作用な鉄源でありながら、使用が歓迎されて
いない粉状鉄源について、その塊成化を鋭意検討した結
果、前記した室炉式フェロコークス製造法の問題点、す
なわち、（イ）　炭火室煉瓦の損傷 （ロ）　成品フェロコークスの強度低下を解決すれば、
室炉式フェロコークス法が粉状鉄源の塊成化方法として
、優れた方法であるとの考えに達し、本発明をするに至
ったのである。

すなわち、本発明によれば、フェロコークスヲ製造する
場合に、石炭粉および粉状鉄源に粘結剤を加えて混練し
、混線材を加圧成型してブリケットを製造する。このブ
リケットと原料石炭粉とを混合し、室炉式コークス炉に
装入して乾留するのである。

この方法によれば、コークス炉の炭化室煉瓦を損傷する
ことなく、また、冶金炉用として使用できる強度を作す
るフェロコークスを製造するととができる。

本発明者らは、前記問題点を次の手段により解決した。

（イ）　炭化室煉瓦損傷の問題 炭化室煉瓦が損傷するのは、粉状鉄源のＦｅ　と炉壁煉
瓦中のＳｔｏｗ　とが乾留中に反応し、２ＦｅＯ３ｉｎ
ｔを生じるからである。この反応を抑制するには、粉状
鉄源と炉壁煉瓦との接触面を極力少なくすればよいので
ある。そとで、本発明においては、前記接触面積を少な
くする手段として、粉状鉄源を塊状にすることにした。

すなわち、粉状鉄源、石炭粉および粘結剤とを混練・加
圧成型し、ブリケットにする。そして、このブリケット
と原料石炭粉とを混合したあと室炉式コークス炉に装入
して乾留し、フェロコークスを製造するのである。

このように、粉状鉄源は原料石炭粉中に混在するブリケ
ット中に含有されており、しかも、ブリケットは球面を
有することから、ブリケットと炉壁煉瓦との接触面積は
次に説明するように、極めて小さいのである。

一般に原料石炭中にブリケットを混合してコークスを・
製造する、いわゆる成型炭配合法の場合、原料石炭粉中
にブリケットを配合できる割合は、ブリケットの偏析を
考慮して３０重量％までとされている。ブリケットを３
０重量％配合した場合を例にすると、原料石炭粉の嵩密
度は０．７〜０．７５ｇ／ｃ♂であるのに対し、ブリケ
ットの見掛・け密度は　１．１０〜１　、１５　ｇｌｃ
ｌであるから、ブリケットが炉壁煉瓦に接触する割合は
約２０％である。しかも、ブリケットは球面を存するこ
とから、実際の接触面積は極めて小さい。したがって、
このブリケット中に粉状鉄源を集中配合すれば、炭化室
煉瓦とブリケット中の粉状鉄源との接触確率は極めて小
さく、炉壁の損傷はほとんど生じないと考えてよい。更
に安全のため、ブリケット製造時に、ブリケット表面に
鉄分を含まない原料をコーティングするか、コークス炉
装入時に炭化室炉壁側にブリケットを少なく装入すれば
一層効果がある。

（ロ）　成品フェロコークスの強度低下の問題成品フェ
ロコークスの強度低下を防止するには、ブリケット中の
粉状鉄源の配合割合を３０重景気以下にすればよい＝粉
状鉄源の配合割合が３０重量％以下ならば、ブリケット
化により、石炭粉と粉状鉄源の粒子間の距離が近接し、
わずかな粘着性で接着できるからである。詳しく言うと
、石炭粉の真比重が１．３５であるのに対し、粉状鉄源
の真比重は４．５以上あるから、ブリケット中の粉状鉄
源の体積比率は約１０％と低い。このため、粉状鉄源粒
子の表面を覆う粘結成分量にあまり影響しないからであ
る。むしろ粉状鉄源の含有量が、３０重量％を越えるブ
リケットを用いて製造されたフェロコークスを、冶金炉
に使用すると、冶金炉内でフェロコークス中の鉄分が解
媒作用を起こし、コークスと炭酸ガスとのソリューシ９
７０ス反応を著しく促進する。この反応は吸熱反応であ
るため、高熱を必要とする冶金炉には適さないのである
。

〔実　施　例〕

炉中が２５０ｍ、炉容が２５０　ｋｇの試験コークス炉
を用い、成品フェロコークスの強度および炉壁煉瓦の損
傷状況を調査した。この試験には、粉状鉄源として第１
表に示す組成を有するペレットフィードを用い、原料石
炭粉、ブリケット用石炭粉および粘結剤は第２表に示す
性状のものを用いた。

第　　１　　表 第　　２　　表 （備考）　粘結剤ｊ　’、代軟化潟度３５℃の軟ピツチ
。

この試験を行うばあたり、第１表に示すペレットフィー
ドと、第２表に示す石炭粉お上び粘結剤との配合割合は
第３表に示すとおりである。

第　　３　　表 （備考）　表中％は重量％を示す。（）はブリケット中
の配合割合である。

第３表のケース１は、ブリケット中にベレットフィード
を配合しない場合。ケース２，３，４゜５は、それぞれ
ブリケット中に、ベレットフィードを１０．２０，３０
．４０重量％を配合した場合である。このように配合し
たあと、よく混練しＩ　Ｔ／ｈのダブルロール式ブリケ
ットマシーンを用い、球面を存するブリケット（体積３
５　ｍ１１１個）を製造した。

こうして製造したブリケットと原料石炭粉とを、３０ニ
ア０の重量割合で混合し、前記試験コークス炉に装入し
て炉温１２００°Ｃで焼成する。焼成中、炭中部コーク
ス温度が９５０℃になった時に、窯出して湿式消火を行
い、成品フェロコークスを製造した。前記成品フェロコ
ークスの品質を試験した結果を第４表に示す。

第　　４　　表 （備考）　表中、反応後強度とは、２０±１ｆｆｉ冒の
整粒コークスを温度１１００℃のＣＯ１雰囲気で２時間
加熱後、胴径１３０ｍ＋＋、胴長７００　ｗのＩ型ドラ
ムにより、回転数２　Ｏｒｐｍで３０分間回転したあと
、１０ｍ■の篩上に残ったコークスの重量割合である。

第４表から判るように、ケース１は、ブリケット中に粉
状鉄源を含まない従来の成型炭配合法と同じであり、コ
ークス強度および反応後強度とも高（、冶金炉用コーク
スとして十分な強度を存している。ケース２，３，４．
５は、いずれもブリケット中に粉状鉄源を添加した場合
であるが、コークス強度は、粉状鉄源の添加量の差によ
る影響は、はとんど見られない。しかし、反応後強度は
。

粉状鉄源の増加と共に低下して行き、ブリヶ・アト中の
粉状鉄源が３０重量％を越えると、反応後強度の管理基
準である５０％に達しなくなり、冶金用コークスとして
使用できない。

次いで、前記各ケースの試験を行った後、炉壁煉瓦の損
傷状態を検査したところ、ケース１から４については、
炉壁煉瓦の異常は全く発見できなかったが、ケース５に
ついては、わずかながら、煉瓦の損傷が見られた。以上
のことから、本発明法によるブリケット中の粉状鉄源の
配合割合は、３０重量％以下が好ましい。

次に、成型炭配合を行う室炉式実コークス炉に、本発明
法を採用した場合の例を、第１図に基づいて説明する。

図面において、粘結炭槽（１）および非粘結炭ｔｌＪ　
（２）から切り出されたブリケット用石炭粉（３）と、
粉状鉄源槽（４）から切り出された粉状鉄源（５）と、
粘結剤槽（６）からの粘結剤（７）とを、混練機（８）
に搬入して混練したあと、混線材をブリケットマシーン
（９）に送りブリケット（１０を製造する。このブリケ
ラ）　００１に粘結炭槽（１）から切り出した原料石炭
粉（！１）と混合する。混合物０２ｉを石炭塔（図示せ
ず）および装炭車（図示せず）を介し、コークス炉０３
に装入して乾留すれば、前記した性伏を有す成品フェロ
コークスを製造することができる。

〔本発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、安価な粉状鉄源
を使用し、低い製造コストで極めて廉価なフェロコーク
スが製造できる。

そして、成品フェロコークスは、高炉等の冶金炉に使用
できる十分な強度を有する。また、製造中にコークス炉
の炉壁煉瓦を損傷することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフェロコークス製造工程を示す図であ
る。 １・・・粘結炭槽　　　　　２・・・非粘結炭槽３・・
・石炭粉　　　　　　４・・・粉状鉄源槽５・・・粉状
鉄源　　　　　６・・・粘結剤槽７・・・粘結剤　　　
　　　８・・・混練機９・・・ブリケットマシーン　　
　　ｌＯ・・・ブリケラ　ト１１・・・原料石炭粉　　
　　１２・・・混合物１３・・・コークス炉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭粉および粉状鉄源に粘結剤を加えて混練し、混練後
   加圧成型してブリケットを製造し、このブリケットを原
   料石炭粉に混合したあと室炉式コークス炉に装入して乾
   留することを特徴とするフェロコークスの製造方法。