JPS63176436A - 焼結用ミニペレツトの製造方法 - 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］ 本発明は焼結用原料たるミニペレットの製造方法に関す
る。

［従来の技術］ 近年、海外ペレット工場が相次いで操業を停止したこと
等から、従来ペレット用として使用されてきた微粉原料
（０，２５＋ｎＩ＋＋以下、平均粒径８０〜１００μｍ
）が焼結用原料として使用されるようになってきた。そ
の結果、従来焼結原料中−０，１２５ｎ＋＋ｎの微粉原
料の割合は１５％程度であったものが、現在２０％を越
えており、今後も増々微粉化する傾向にあると考えられ
る。

焼結原料の微粉化は焼結ベッド内の通気性を著しく阻害
し、生産性の低下をもたらす。このような間悪に対して
は、ミキサーでの造粒を強化し、焼結層内での通気性を
向上させることが重要であり、その具体的方策としては
、（１）ミキサー内滞留時間を延長させる。（２）ミキ
サーを増設する、（３）生石灰などのバインダーを添加
する、等が考えられる。しかし、これらのうち（１）（
２）の方法は、設備改造成いは新設を伴う上、際立つた
造粒効果は期待できない。すなわち、これらの方法では
焼結原料は造粒されるが、個々の粒子の強度が弱いため
、ベッド上で焼成時の熱履歴を受けて容易に崩壊し、通
気性を阻害してしまう。一方、（３）の方法は強固な粒
子を造粒するのに極めて効果的な方法ではあるが、高価
な生石灰を大量に使用する必要が有り、また微粉化が今
後さらに進んだ場合。

生石灰の増配合だけでは十分に造粒を行い得ない可能性
がある。

このような問題に対し、焼結原料中の微粉部（例えばペ
レットフィードのような微粉原料）だけを取り出し、事
前に造粒してミニペレット化する方法が提案されている
。しかし、この方法でも単に微粉原料だけを造粒機（ド
ラム型造粒機或いはパン型ペレタイザー）に供給しただ
けでは、強度の弱い団子状の造粒物ができるだけで、搬
送過程における落下衝撃や焼成過程における熱的衝撃を
受けて容易に崩壊してしまうという問題がある。

この種の焼結用ミニペレットの製造法に関しては、例え
ば、特公昭４６−３１６５２号、特開昭５８−９３８３
０号が提案されている。このうち前者はミニペレット中
に２〜５％ｗｔのカーボンと５〜３５ｗｔ％の石灰石を
配合させたものであるが、この方法では、焼結ベッド上
におけるミニペレットの分布状態如何によっては、熱と
スラグ成分が過剰になって局部的な溶融反応が起こり、
焼成が不均一になる可能性がある。一方、後者は、微粉
原料と粗粒原料を所定の割合に配合してミニペレットを
製造するものであるが、得られたミニペレットは機械的
及び熱的ＷＩ撃に耐え得るだけの十分な強度を有するも
のとは言い難く、実用上問題がある。一方、焼結鉱の製
造では、鉄鉱石等の主原料に造滓材として石灰石が混合
される。この石灰石は通常３＋ｓｍ以下の粗粒に破砕さ
れ、焼結原料として使用される。一般に、使用される石
灰石の粒径は第１図に示すように３．０〜０．２５ｎ＋
１程度が適当とされており、−０，２５ｍｍの粒径では
得られる焼結鉱の還元粉化率やシャッター強度に問題を
生じる。従来使用されている石灰石粉は、通常この−０
，２５ｍｍの微粉を２部から３０％程度も含んでおり、
これが還元粉化率やシャッター強度にある程度の悪影響
を与えていることは明らかである。

しかし実際には１石灰石粉から微粉を分離除去したとし
ても、この石灰石微粉の適当な用途がなく、このため経
済性等の面から破砕した石灰石をそのまま全量配合原料
として使用しているのが実情である。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので。

優れた強度のミニペレットを得ることができ、しかもこ
れを原料とする焼結鉱の還元粉化率やシャッター強度を
向上させることができるミニペレットの製造方法を提供
せんとするものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明者等は以上のような従来法の問題に鑑み検討を重
ねたものであり、この結果、微粉原料に粗粒原料を配合
添加する方式において、微粉原料及び粗粒原料の各粒度
及び配合率を所定の範囲に規制ししかもバインダーとし
て適量の生石灰を配合した原料を用い、これを所定の粒
径に造粒することにより優れた強度のミニペレットが得
られることを見出した。そして、本発明はこのような知
見からさらに一歩進め、焼結鉱の製造に悪影響を与えて
いる微粉石灰石を焼結原料から分離し、これをミニペレ
ット原料の一部として用いることにより、ミニペレット
自体の品質を高めると共に、微粉石灰石の有効利用を図
れるようにしたものである。すなわち１本発明は１粒径
０．２５ｍｍ以下の粒子からなる微粉原料と、粒径１ｍ
ｍ以上８ｍｍ未満の粒子を５０ｖｔ％以上含み、且つ平
均粒径が１　、５ｍｍを超える粗粒原料とを主体とし、
（微粉原料／粗粒原料）の重量比が４．０以下である主
原料に、焼結原料たる石灰石粉を篩い分けして得られた
粒径０．５ｍｍ以下の石灰石微粉と、バインダーたる生
石灰とを、石灰石微粉配合率：５〜２０ｖｔ％ 生石灰配合率：２〜１０ｖｔ％ の割合で配合し、このミニペレット原料を、転勤型造粒
機により１〜８ｍ＋ａの粒径に造粒することをその基本
的特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

微粉原料に粗粒原料を配合する目的は粗粒原料を核とし
て造粒を行わしめることにある。上述した従来方式もこ
のような目的の下に雨原料の配合を行い、しかもその配
合率、粒度などの規制を行ったものであるが、このよう
な規制では造粒性が十分でないことが判明した。

本発明では、粒径が０　、２５ｍｍ以下の粒子からなる
微粉原料と、粒径が１ｍｍ以上８ｍｍ未満の粒子を５０
ｗｔ％以上含み、且つ平均粒径が１　、５ｍｍを超える
粗粒原料とを主体とし、しかもこれらを（微粉原料／粗
粒原料）の重量比が４．０以下となるようにした主原料
をベースとし、これにさらに、焼結原料から篩い分は分
離された粒径０．５ｍｍ以下の石灰石微粉を５〜２０ｗ
ｔ％、バインダーとして生石灰を２〜Ｌｏｕｔ％の各割
合で配合した原料を造粒する。

粗粒原料の第１の条件として、１ｍｍ以上８ｍｍ未満の
粗粒子を５０ｗｔ％以上含む必要がある。粗粒子が造粒
の核として効果的に機能するためには、少なくとも１ｍ
ｍの粒径が必要であるが、逆に粒径が８ｍｍ以上となる
と、焼結過程においてコークスの燃焼反応によって生じ
る熱だけでは不足し、元鉱として未溶融のまま残存する
という問題があり、このため本発明の対象とする粗粒子
は１ｍｍ以上８ｍｍ未満の粒径のものとする。粗粒原料
はこのような粗粒子を５０ｗｔ％以上含む必要があり、
これを下回ると粗粒を核とする微粉の造粒が十分得られ
ない。このような条件に加え、本発明では粗粒原料全体
の平均粒径が１　、５ｍｍ以上であることを必要とする
。

この平均粒径が１．５ｍｍを下回ると、粒成長が十分行
われない。

第２図は、生石灰無添加及び生石灰５％添加の各場合に
ついて核粒度を変更して造粒したときのミニペレット粒
径の変化を示したものである。これによれば、生石灰添
加の有無に拘らず核粒度が低下するとミニペレット粒径
も低下していることが判る。生石灰が２〜１０ｔｚｔ％
の範囲では、核粒度が１．５ｍｌ１１を下回るとミニペ
レット径を２．５ｍｍ（通常の焼結原料の造粒径）以上
に造粒することが難しく、このため粗粒の平均粒径は１
　、５ｍｍ以上とされる。

粗粒原料は微粉原料に対し、重量比（微粉原料／粗粒原
料）で４．０以下となるよう配合される。この重量比が
４．０を上回ると原料中の粗粒が不足し、十分な造粒性
が期待できなくなる。

以上のような微粉原料及び粗粒原料を主体とする主原料
に加えられる石灰石微粉は、ミニペレットの融点を下げ
、シャッター強度を向上させるとともに生産率を向上さ
せる。

本発明では、この石灰石微粉として、焼結原料を篩い分
けして得られた粒径０．５ｍ＋ｎ以下の石灰石微粉が用
いられる。前述したように、このような石灰石微粉をそ
のまま焼結原料として用いた場合、焼結鉱の還元粉化率
やシャッター強度に問題を生じるが、本発明のようにミ
ニペレットの一部とすることにより、上記したような問
題を生じさせることなく焼結原料として用いることがで
きる。

この石灰石は、５ｉ＋ｔ％未満の配合率では、配合によ
る生産率向上効果が期待できず、一方、　２０すｔ％を
超える配合率では、焼結鉱の塩基度（ＣａＯｔｓｔ％／
ＳｉＯ□ｉｉｔ％）一定という基本条件により総量が規
制されているＣａＯ源のうち、ミニペレット中に含まれ
る割合が高くなる。その結果、焼結原料中でＣａＯ源が
石灰石（ＣａＣＯ，）の形で偏在することになり、熱分
解時の吸熱反応により、局所的に熱不足をきたす。

第３図は石灰石配合率と生産率との関係を示すもので、
ミニペレット中の石灰石配合量が、２０％を屈えると生
産率が低下しているのがわかる。これは局所的な熱不足
のために焼成に伴う溶融反応が十分に進まず、強度の低
下を招いたためである。

バインダーとして配合される生石灰は、その配合率が２
ｗｔ％未満であると、上述したような原料の粒径、配合
率の規制を行ったとしても十分な造粒性が得られない。

すなわち、このような原料により造粒されたミニペレッ
トは乾燥させると核となる粗粒から微粉がほとんど剥離
してしまう。一方、生石灰配合量が１０％ｉｔ％を超え
ると、過剰な生石灰の反応に時間を要するため造粒その
ものに支障を来たし、加えて乾燥時に過剰生石灰が剥落
し、ペレット粒径を低下させてしまう問題がある。

第４図は微粉原料として全量０　、２５ｍｍ以下の微粒
子からなるペレットフィードに、全量１ｗＩ以上８ｎｎ
未満の粒子（平均粒径１．５ｍｍ以上）からなる粗粒原
料と、焼結原料たる石灰石粉を篩い分けして得られた粒
径０．５ｎｎ＋以下の石灰石粉と、バインダーとして生
石灰とを配合添加し、混合造粒することによりミニペレ
ットを製造し、その造粒性を調べたものである。ミニペ
レットの造粒性を指す指標として、含水時のミニペレッ
ト平均粒径、乾燥時の平均粒径及び付着粉剥離率をプロ
ットとした。

ここで、付着粉剥離率とは、乾燥時のミニペレットの一
１ｍｍ粉率を、供試原料の粒度分布及び配合割合から求
められる初期−１重量で徐した値である。したがって、
この値が高いほど乾燥時に剥眉する微粉原料が多く、ミ
ニペレット強度が弱いことを意味している。試験内容と
しては、生石灰配合ｆｆｉ：０．１１％、２ｉＩｔ％、
５ｔｚｔ％、１０ｖｔ％、　１５ｗｔ％の６水準、また
重量比（微粉／粗粒）　：８０／２０．６０／４０．４
０／６０．２０／８０の４水準を設定した。

なお、この試験で使用した原料粒度分布を下記第１表に
示す。粗粒原料としては、２．０〜３．３６ａｗｎに整
粒した返鉱を使用した。

第２図によれば、生石灰の多少に拘らず含水時のミニペ
レットは、平均粒径３〜５ｍｍにまで成長している（図
中実線）。但し、最適造粒状態になるまでに要する時間
（造粒時間）及び最終水分値は、生石灰配合量、（微粉
／粗粒）比に応じて異なり、微粉量が多くなるほど造粒
時間が延び、水分値も高くなっている。

生石灰配合量が１ｗｔ％以下の場合、乾燥させるとミニ
ペレットは元の微粉原料と核（粗粒）とにほぼ完全に分
離するため乾燥平均粒径（図中破線）は大幅に低下する
。換言すれば付着粉剥離率は９０−１００％にも達する
。これに対し、生石灰配合量が２ｗｔ％以上となると、
ミニペレット強度は大きく向上し、乾燥後の粒径低下の
度合いが小さくなる。付着粉剥離率は生石灰配合量２ｗ
ｔ％を境に急激に低下し、５ｗｔ％で最も低くなる。こ
の５ｗｔ％では（微粉／粗粒）比の影響はほとんどない
。一方、生石灰配合量が１０ｗｔ％超となると過剰生石
灰の水和反応に時間を要し、造粒が容易でなくなり、こ
の傾向は１５ｗｔ％になると特に顕著になる。また、乾
燥時に過剰な生石灰が剥離脱落し、付着粉剥離率も窩く
なる。

したがって、生石灰配合量は２〜１０−ｔ％の範囲に限
定される。

以上のような配合原料はディスク型ペレタイザーやドラ
ム型ミキサー等の転勤型造粒機により所定の造粒水分下
で造粒されミニペレットが製造される。

なお、上記微粉原料としては、粉鉄鉱石、ペレットフィ
ード、製鉄所内発生ダスト等を、また粗粒原料としては
返鉱、高炉臣下篩下粉、粉鉄鉱石等をそれぞれ使用する
ことができる。

第５図は本発明のミニペレット製造フローを含む焼結鉱
製造フローを示すものであり、焼結原料たる石灰石粉は
、粒径０．５ｍｍ以下の石灰石微粉と０．５ｍｎ超の石
灰石粗粉とに篩い分けされ、石灰石粗粉は主原料ととも
に焼結工程（−次ミキサ−）に送られる。一方、石灰石
微粉は他の原料とともに造粒機で造粒されてミニペレッ
ト化し、このミニペレットは一次ミキサ一または二次ミ
キサーを経た焼結原料に混合される。

〔実　施　例〕

焼結性に及ぼすミニペレットの影響を調査するために行
った焼結鋼試験結果を実施例として以下に示す。試験内
容は生石灰を７．４ｗｔ％、石灰石微粉を１０ｗｔ％含
み、（微粉／粗粒）比が４０／６０の条件で造粒したミ
ニペレットを焼結原料中に１５ｗｔ％　（試験１　）　
、　３０ｔｙｔ％　（試験２）の２水準配合したものと
、試験１及び試験２のミニペレット中に含まれるペレッ
トフィード及び石灰石微粉を造粒しないで混合したもの
（それぞれ試験３．試験４）及び゛′基準″の計５水準
である（第２表参照）。

第　　２　　表 各水準において、Ｓｉｎ、及び塩基度は一定になるよう
に配合調整した。試験結果を第３表に示す。

第　　　３　　　表 第３表より、微粉原料（ここではペレットフィード）を
そのまま焼結原料中に配合して使用するよりもミニペレ
ット化して使用するほうが、生産性の向上、耐還元粉化
性の改善に効果的であることがわかる。これは強度の強
いミニペレットを配合したことにより通気性が向上した
ためである。

また、石灰石微粉もミニペレット化して使用することに
より、冷間強度に対する悪影響が効果的に抑えられてい
ることが判る。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、搬送過程における落下衝撃
や焼結過程における熱的衝撃に耐え得る優れた強度を有
するミニペレットを製造することができ、加えて、微粉
石灰石を焼結原料から分離し、これをミニペレット原料
として用いることにより、ミニペレット自体の品質を高
めるだけでなく、微粉石灰石による焼結鉱品質への悪影
響を排し、しかも微粉石灰石の有効利用を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼結原料中の石灰石粉粒径とシャッター強度（
Ｓ、１．）及び還元粉化率との関係を示すものである。 第２図は核とな′る粗粒原料の平均粒径とミニペレット
粒径との関係を示すものである。 第３図はミニペレッｉ・原料中の石灰石配合率と生産率
との関係を示すものである。第４図は（微粉原料／粗粒
原料）比及び生石灰配合率とミニペレット造粒性との関
係を示すものである。第５図は本発明によるミニペレッ
ト製造フローを含めた焼結鉱衰運フローを示すものであ
る。 焼結原料中の石灰石粒径（ｍｍ　） 第３ｒｙＪ ミニペレット中の、１２反児ｉ配４Ｐデ　（瓢弔１貝の
或ぎ ＠発明者服部　道紀 内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粒径０．２５ｍｍ以下の粒子からなる微粉原料と、粒径
   １ｍｍ以上８ｍｍ未満の粒子を５０ｗｔ％以上含み、且
   つ平均粒径が１．５ｍｍを超える粗粒原料とを主体とし
   、（微粉原料／粗粒原料）の重量比が４．０以下である
   主原料に、焼結原料たる石灰石粉を篩い分けして得られ
   た粒径０．５ｍｍ以下の石灰石微粉と、バインダーたる
   生石灰とを、 石灰石微粉配合率：５〜２０ｗｔ％ 生石灰配合率：２〜１０ｗｔ％ の割合で配合し、このミニペレット原料を、転動型造粒
   機により１〜８ｍｍの粒径に造粒することを特徴とする
   焼結用ミニペレットの製造方法。