以下、本発明の一実施形態に係る鉄鉱石ペレット及び鉄鉱石ペレットの製造方法について説明する。
Hereinafter, a method for producing iron ore pellets and iron ore pellets according to an embodiment of the present invention will be described.
〔鉄鉱石ペレット〕
図1に示す鉄鉱石ペレット1は、高炉操業に用いられる鉄鉱石ペレットである。鉄鉱石ペレットとは、ペレットフィードと、鉄鉱石微粉と、必要に応じて副原料とを用い、高炉用に適した性状(例えばサイズ、強度、還元性など)に、品質を向上させて作り込んだものである。
[Iron ore pellets]
The iron ore pellet 1 shown in FIG. 1 is an iron ore pellet used for blast furnace operation. Iron ore pellets are made by using pellet feed, iron ore fine powder, and auxiliary raw materials as needed to improve the quality to the properties suitable for blast furnace (for example, size, strength, reducing property, etc.). It is.
鉄鉱石ペレット1は、図1に示すように、主としてペレットフィードである粗粒11と、鉄鉱石の粉砕原料である微粉12とから構成され、内部には多数の気孔13が形成されている。上述のように鉄鉱石ペレット1は、副原料を含んでもよい。このような副原料としては、石灰石、ドロマイトなどを挙げることができる。
As shown in FIG. 1, the iron ore pellet 1 is mainly composed of coarse grains 11 which are pellet feeds and fine powder 12 which is a raw material for crushing iron ore, and a large number of pores 13 are formed inside. As described above, the iron ore pellet 1 may contain an auxiliary raw material. Examples of such auxiliary raw materials include limestone and dolomite.
鉄鉱石ペレット1の大きさは、使用される高炉等に応じて適宜決定されるが、例えば粒径10mm以上25mm以下とできる。
The size of the iron ore pellet 1 is appropriately determined according to the blast furnace or the like used, but for example, the particle size can be 10 mm or more and 25 mm or less.
粗粒11としては、例えば1又は複数銘柄の細粒のペレットフィードを配合したものを用いることができる。粗粒11は、粒径が45μm以上の粒を指し、粒径0.5mm以下の粗粒が粗粒11全体の90質量%以上を占めることが好ましい。粗粒11として、粒径0.5mm以下の粗粒の割合が上記下限未満となると、表面積が不足し、高炉操業時の還元性が低下するおそれがある。
As the coarse grain 11, for example, one containing one or a plurality of brands of fine grain pellet feed can be used. The coarse grain 11 refers to a grain having a particle size of 45 μm or more, and it is preferable that the coarse grain having a particle size of 0.5 mm or less occupies 90% by mass or more of the whole coarse grain 11. If the proportion of coarse particles having a particle size of 0.5 mm or less is less than the above lower limit, the surface area may be insufficient and the reducibility during blast furnace operation may decrease.
微粉12には、例えば粗粒11として使用するペレットフィードを粉砕機で粉砕したものを用いることができる。微粉12は、粒径が45μm未満の粒を指すが、そのうち粒径4.7μm以下の微粉12の含有量の下限としては、鉄鉱石ペレット1全体に対して8質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。粒径4.7μm以下の微粉12の含有量を上記下限以上とすることで、気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率を向上させつつ、圧潰強度を高められる。一方、粒径4.7μm以下の微粉12の含有量の上限は、特に限定されないが、例えば50質量%とできる。
As the fine powder 12, for example, a pellet feed used as coarse particles 11 crushed by a crusher can be used. The fine powder 12 refers to grains having a particle size of less than 45 μm, and the lower limit of the content of the fine powder 12 having a particle size of 4.7 μm or less is preferably 8% by mass and 10% by mass with respect to the entire iron ore pellet 1. Is more preferable, and 20% by mass is further preferable. By setting the content of the fine powder 12 having a particle size of 4.7 μm or less to the above lower limit or more, the porosity of coarsely opened pores having a pore diameter of 4 μm or more can be improved and the crushing strength can be increased. On the other hand, the upper limit of the content of the fine powder 12 having a particle size of 4.7 μm or less is not particularly limited, but may be, for example, 50% by mass.
当該鉄鉱石ペレット1が、微粉12の凝集構造12aを有するとよい。図1に示すように、当該鉄鉱石ペレット1では、複数の微粉12が集合し、互いに接触して二次粒子を形成している。つまり、当該鉄鉱石ペレット1内に微粉12の密度が他よりも高い領域が存在している。このように微粉12が凝集構造12aを有すると、この凝集した部分について強度が増すため、当該鉄鉱石ペレット1の圧潰強度が向上する。一方、凝集することで微粉12が偏在することとなり、微粉12が存在しない領域も偏在することとなるから、後述する1つの気孔13の体積が増加し易い。このため、気孔径の大きい開気孔13aの数が増える。従って、このように微粉12の凝集構造12aを有することで、気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率を向上させつつ、圧潰強度を高められる。
It is preferable that the iron ore pellet 1 has an aggregated structure 12a of fine powder 12. As shown in FIG. 1, in the iron ore pellet 1, a plurality of fine particles 12 are aggregated and come into contact with each other to form secondary particles. That is, there is a region in the iron ore pellet 1 in which the density of the fine powder 12 is higher than the others. When the fine powder 12 has the agglomerated structure 12a as described above, the strength of the agglomerated portion is increased, so that the crushing strength of the iron ore pellet 1 is improved. On the other hand, the agglomeration causes the fine powder 12 to be unevenly distributed, and the region where the fine powder 12 does not exist is also unevenly distributed. Therefore, the volume of one pore 13 described later tends to increase. Therefore, the number of open pores 13a having a large pore diameter increases. Therefore, by having the aggregated structure 12a of the fine powder 12 in this way, the porosity of the coarse open pores having a pore diameter of 4 μm or more can be improved, and the crushing strength can be increased.
気孔13は、当該鉄鉱石ペレット1の外部にまで通じている開気孔13aと、ペレットの内部で閉じている閉気孔13bとがある。つまり、図1の拡大断面図に示すように、開気孔13aは、その一部が当該鉄鉱石ペレット1の表面に接しているのに対し、閉気孔13bは、粗粒11及び微粉12により取り囲まれている。一般に開気孔13aと閉気孔13bとを合わせた全気孔13の体積比率で気孔率が決定されるが、当該鉄鉱石ペレット1の気孔13のうち、高炉内の還元ガスと接触するのは開気孔13aのみであるから、鉱石原料の還元性を向上させるためには、開気孔13aの気孔率が重要である。
The pores 13 include open pores 13a leading to the outside of the iron ore pellet 1 and closed pores 13b closed inside the pellets. That is, as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 1, the open pore 13a is partially in contact with the surface of the iron ore pellet 1, while the closed pore 13b is surrounded by the coarse particles 11 and the fine powder 12. It has been. Generally, the porosity is determined by the volume ratio of all the pores 13 including the open pores 13a and the closed pores 13b, but among the pores 13 of the iron ore pellet 1, the ones that come into contact with the reducing gas in the blast furnace are the open pores. Since it is only 13a, the porosity of the open pores 13a is important in order to improve the reducibility of the ore raw material.
また、気孔率が一定である場合、開気孔13aの気孔径が小さいほど当該鉄鉱石ペレット1の表面積は大きくなる。しかし、開気孔13aの気孔径が小さいと、開気孔13a内部に還元ガスが拡散し難くなる。このため、開気孔13aには、ある一定以上の気孔径が必要であると考えられる。一方、気孔率が大きくなると、当該鉄鉱石ペレット1の圧潰強度が低下し、高炉内で粉化し易くなるという不都合が生じる。
Further, when the porosity is constant, the smaller the pore diameter of the open pore 13a, the larger the surface area of the iron ore pellet 1. However, if the pore diameter of the open pore 13a is small, it becomes difficult for the reducing gas to diffuse into the inside of the open pore 13a. Therefore, it is considered that the open pore 13a needs to have a pore diameter of a certain value or more. On the other hand, when the porosity is increased, the crushing strength of the iron ore pellet 1 is lowered, which causes a disadvantage that it is easily pulverized in the blast furnace.
本発明者らが、鋭意検討した結果、気孔径が4μm以上の粗大開気孔13aの気孔率を制御すれば、当該鉄鉱石ペレット1の還元性を向上できることを見出した。つまり、気孔径が4μm以上の粗大開気孔13aの気孔率の下限としては21%であり、23%がより好ましく、25%がさらに好ましい。上記開気孔13aの気孔率が上記下限未満であると、当該鉄鉱石ペレット1の還元性の向上が不十分となり、高炉操業においてコークスの使用量の削減が十分に行えないおそれがある。
As a result of diligent studies, the present inventors have found that the reducibility of the iron ore pellet 1 can be improved by controlling the porosity of the coarse open pores 13a having a pore diameter of 4 μm or more. That is, the lower limit of the porosity of the coarse open pore 13a having a pore diameter of 4 μm or more is 21%, more preferably 23%, still more preferably 25%. If the porosity of the open pores 13a is less than the above lower limit, the reducing property of the iron ore pellet 1 is insufficiently improved, and the amount of coke used in the blast furnace operation may not be sufficiently reduced.
一方、気孔率を高くすると圧潰強度は低下するため、上記開気孔13aの気孔率の上限は、圧壊強度が一定値未満とならない範囲とされる。この圧潰強度の下限としては、180kg/Pであり、190kg/Pがより好ましく、200kg/Pがさらに好ましい。圧潰強度が上記下限未満であると、当該鉄鉱石ペレット1が高炉内で粉化し易くなり、高炉操業が困難となるおそれがある。
On the other hand, if the porosity is increased, the crushing strength decreases, so the upper limit of the porosity of the open pores 13a is set to a range in which the crushing strength does not fall below a certain value. The lower limit of the crushing strength is 180 kg / P, more preferably 190 kg / P, still more preferably 200 kg / P. If the crushing strength is less than the above lower limit, the iron ore pellet 1 is likely to be pulverized in the blast furnace, which may make the blast furnace operation difficult.
気孔径が4μm以上の粗大開気孔13aの累計開気孔体積の下限としては、0.06cm3/gが好ましく、0.07cm3/gがより好ましい。上記累計開気孔体積を上記下限以上とすることで、当該鉄鉱石ペレット1の還元性を高めることができる。
The lower limit of the cumulative open pore volume of the coarse open pore 13a having a pore diameter of 4 μm or more is preferably 0.06 cm 3 / g, more preferably 0.07 cm 3 / g. By setting the cumulative open pore volume to the above lower limit or more, the reducibility of the iron ore pellet 1 can be enhanced.
また、開気孔体積の変化率が最大となる開気孔径は、7μm以上であることが好ましく、8μm以上であることがより好ましい。上記開気孔径を上記下限以上とすることで、当該鉄鉱石ペレット1の還元性を高めることができる。
Further, the open pore diameter that maximizes the rate of change in the open pore volume is preferably 7 μm or more, and more preferably 8 μm or more. By setting the open pore diameter to the above lower limit or more, the reducing property of the iron ore pellet 1 can be enhanced.
<利点>
当該鉄鉱石ペレット1は、気孔径が4μm以上の粗大開気孔13aの気孔率を21%以上とする。当該鉄鉱石ペレット1の表面積の増大に寄与するのは、ペレットの外部まで通じている開気孔13aのみであるので、この開気孔13aの気孔率を制御することで、実際に反応に寄与する鉄鉱石ペレット1の単位重量当たりの表面積を直接的に大きくすることができる。また、当該鉄鉱石ペレット1は、圧潰強度を180kg/P以上とするので、高炉操業時に高炉内で粉化し難い。従って、当該鉄鉱石ペレット1は、還元性が高く、高炉操業においてコークスの使用量のさらなる削減を可能とする。
<Advantage>
In the iron ore pellet 1, the porosity of the coarse open pores 13a having a pore diameter of 4 μm or more is 21% or more. Since only the open pores 13a leading to the outside of the pellets contribute to the increase in the surface area of the iron ore pellet 1, the iron ore that actually contributes to the reaction by controlling the porosity of the open pores 13a. The surface area per unit weight of the stone pellet 1 can be directly increased. Further, since the iron ore pellet 1 has a crushing strength of 180 kg / P or more, it is difficult to pulverize it in the blast furnace during the operation of the blast furnace. Therefore, the iron ore pellet 1 has high reducing property and enables further reduction of the amount of coke used in blast furnace operation.
〔鉄鉱石ペレットの製造方法〕
図2に示す鉄鉱石ペレットの製造方法は、造粒工程S1と、焼成工程S2と、冷却工程S3とを備え、図1に示す本発明の鉄鉱石ペレット1を製造することができる。当該鉄鉱石ペレットの製造方法は、例えば図3に示すグレートキルン方式の製造装置(以下、単に「製造装置2」ともいう)を用いて行うことができる。製造装置2は、パンペレタイザ3と、グレート炉4と、キルン5と、アニュラクーラ6とを備える。
[Manufacturing method of iron ore pellets]
The iron ore pellet manufacturing method shown in FIG. 2 includes a granulation step S1, a firing step S2, and a cooling step S3, and the iron ore pellet 1 of the present invention shown in FIG. 1 can be manufactured. The method for producing the iron ore pellets can be performed using, for example, the Great Kiln-type manufacturing apparatus shown in FIG. 3 (hereinafter, also simply referred to as “manufacturing apparatus 2”). The manufacturing apparatus 2 includes a pan pelletizer 3, a great furnace 4, a kiln 5, and an anuracoola 6.
<造粒工程>
造粒工程S1では、鉄鉱石原料への造粒水の添加により生ペレットPを造粒する。具体的には、鉄鉱石に造粒水を添加した後、この造粒水含有鉄鉱石を造粒機であるパンペレタイザ3に投入及び転動させて、泥団子状の生ペレットPを製造する。
<Granulation process>
In the granulation step S1, raw pellets P are granulated by adding granulating water to the iron ore raw material. Specifically, after adding granulated water to the iron ore, the granulated water-containing iron ore is put into a panperetizer 3 which is a granulator and rolled to produce a mud dumpling-shaped raw pellet P.
上記鉄鉱石は、当該鉄鉱石ペレット1を構成する粗粒11及び微粉12から構成される。鉄鉱石は、採掘地域、粉砕・運搬方法により表面性状が大きく異なるが、当該鉄鉱石ペレットの製造方法において鉄鉱石の表面性状は特に限定されない。
The iron ore is composed of coarse grains 11 and fine powder 12 constituting the iron ore pellet 1. The surface texture of iron ore differs greatly depending on the mining area and the crushing / transporting method, but the surface texture of iron ore is not particularly limited in the method for producing the iron ore pellets.
上記造粒水は、上記鉄鉱石の粒子間に水による架橋を構成する。造粒工程S1で造粒される生ペレットPは、この架橋により、粒子同士に付着力が働くことによって強度が保たれている。つまり、粒子間の結合は、粒子間に存在する水の表面張力により発現され、この表面張力に粒子間の接点数を乗じた値によって粒子間の付着力が担保されている。
The granulated water constitutes a water-based crosslink between the particles of the iron ore. The strength of the raw pellet P granulated in the granulation step S1 is maintained by the adhesive force acting between the particles due to this cross-linking. That is, the bond between particles is expressed by the surface tension of water existing between the particles, and the adhesive force between the particles is guaranteed by the value obtained by multiplying this surface tension by the number of contacts between the particles.
当該鉄鉱石ペレットの製造方法においては、上記造粒水の粘度の下限としては、15mPa・sであり、30mPa・sがより好ましく、100mPa・sがさらに好ましい。上記造粒水の粘度が上記下限未満であると、製造される鉄鉱石ペレット1の圧潰強度が不足するおそれがある。一方、上記造粒水の粘度の上限としては、特に限定されないが、例えば10000mPa・sとできる。
In the method for producing the iron ore pellets, the lower limit of the viscosity of the granulated water is 15 mPa · s, more preferably 30 mPa · s, still more preferably 100 mPa · s. If the viscosity of the granulated water is less than the above lower limit, the crushing strength of the produced iron ore pellet 1 may be insufficient. On the other hand, the upper limit of the viscosity of the granulated water is not particularly limited, but can be, for example, 10000 mPa · s.
上記造粒水が有機バインダを含むとよい。上記有機バインダとしては、好ましくは分子量104以上108以下のもの、より好ましくは分子量104以上106以下のものが用いられ、具体的には、コーンスターチ、タピオカ、ジャガイモ、グァー豆等を挙げることができる。
The granulated water may contain an organic binder. As the organic binder, those having a molecular weight of 104 or more and 108 or less, more preferably those having a molecular weight of 104 or more and 106 or less are used, and specific examples thereof include cornstarch, tapioca, potatoes and guar beans. be able to.
なお、この有機バインダの配合について、上記鉄鉱石が十分に保水している場合は、その保水量に合わせて有機バインダのみを添加すればよい。逆に、上記鉄鉱石が保水していない場合は、水に有機バインダを配合して所望の粘度とした造粒水を添加すればよい。その中間にあるときは、上記鉄鉱石の保水量を加味し、添加した造粒水の粘度が所望の粘度となるように有機バインダ配合量を決定する。この場合、有機バインダの配合は、鉄鉱石の保有する水分に対して行ってもよい。つまり、鉄鉱石への水の添加と、有機バインダの配合とは同時に行ってもよい。
Regarding the composition of this organic binder, if the iron ore is sufficiently water-retaining, only the organic binder may be added according to the water-retaining amount. On the contrary, when the iron ore does not retain water, granulated water having a desired viscosity may be added by blending an organic binder with the water. When it is in the middle, the water retention amount of the iron ore is taken into consideration, and the amount of the organic binder blended is determined so that the viscosity of the added granulated water becomes a desired viscosity. In this case, the organic binder may be blended with respect to the water content of the iron ore. That is, the addition of water to the iron ore and the blending of the organic binder may be performed at the same time.
生ペレットPにおける上記有機バインダの含有量の下限としては、0.01質量%が好ましく、0.1質量%がより好ましい。一方、上記有機バインダの含有量の上限としては、1.0質量%が好ましく、0.2質量%がより好ましい。上記有機バインダの含有量が上記下限未満であると、製造される鉄鉱石ペレット1に微粉12の凝集構造12aが十分に形成されず圧潰強度が不足するおそれがある。逆に、上記有機バインダの含有量が上記上限を超えると、鉄鉱石ペレット1の気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率の向上が飽和傾向となり原料コストの上昇に対して効果が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the content of the organic binder in the raw pellet P is preferably 0.01% by mass, more preferably 0.1% by mass. On the other hand, the upper limit of the content of the organic binder is preferably 1.0% by mass, more preferably 0.2% by mass. If the content of the organic binder is less than the above lower limit, the aggregated structure 12a of the fine powder 12 may not be sufficiently formed on the produced iron ore pellet 1 and the crushing strength may be insufficient. On the contrary, when the content of the organic binder exceeds the above upper limit, the improvement of the porosity of the coarse open pores having a pore diameter of 4 μm or more of the iron ore pellet 1 tends to be saturated, and the effect on the increase of the raw material cost is insufficient. There is a risk of becoming.
生ペレットPにおける水分の含有量の下限としては、7.0質量%が好ましく、8.0質量%がより好ましい。一方、上記水分の含有量の上限としては、11.0質量%が好ましく、10.0質量%がより好ましい。上記水分の含有量が上記下限未満であると、上記鉄鉱石の粒子間の水による架橋構造が不足し、圧潰強度が不足するおそれがある。逆に、上記水分の含有量が上記上限を超えると、鉄鉱石ペレット1の気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率が十分に向上しないおそれがある。
The lower limit of the water content in the raw pellet P is preferably 7.0% by mass, more preferably 8.0% by mass. On the other hand, the upper limit of the water content is preferably 11.0% by mass, more preferably 10.0% by mass. If the water content is less than the lower limit, the cross-linking structure between the particles of the iron ore due to water may be insufficient, and the crushing strength may be insufficient. On the contrary, if the water content exceeds the upper limit, the porosity of the coarse open pores having a pore diameter of 4 μm or more in the iron ore pellet 1 may not be sufficiently improved.
<焼成工程>
焼成工程S2では、生ペレットPを焼成する。焼成工程S2では、グレート炉4及びキルン5が用いられる。
<Baking process>
In the firing step S2, the raw pellet P is fired. In the firing step S2, the great furnace 4 and the kiln 5 are used.
(グレート炉)
グレート炉4は、図3に示すように、トラベリンググレート41と、乾燥室42と、離水室43と、予熱室44とを備える。
(Great furnace)
As shown in FIG. 3, the great furnace 4 includes a traveling great 41, a drying chamber 42, a water separation chamber 43, and a preheating chamber 44.
トラベリンググレート41は、無端状に構成され、このトラベリンググレート41上に載置された生ペレットPを、乾燥室42、離水室43及び予熱室44の順に移動させることができる。
The traveling great 41 is configured to be endless, and the raw pellets P placed on the traveling great 41 can be moved in the order of the drying chamber 42, the water separation chamber 43, and the preheating chamber 44.
乾燥室42、離水室43及び予熱室44では、加熱用ガスG1の下向き通風によって生ペレットPを乾燥、離水及び予熱し、キルン5での転動に耐えうる強度を生ペレットPに付与した予熱ペレットHを得る。
In the drying chamber 42, the water separation chamber 43, and the preheating chamber 44, the raw pellet P is dried, separated, and preheated by the downward ventilation of the heating gas G1, and the raw pellet P is given strength to withstand the rolling in the kiln 5. Obtain pellet H.
具体的には以下の手順による。まず、乾燥室42で、生ペレットPを250℃程度の雰囲気温度で乾燥させる。次に、離水室43で、乾燥後の生ペレットPを450℃程度に昇温し、主に鉄鉱石中の結晶水を分解除去する。さらに、予熱室44で、生ペレットPを1100℃程度まで昇温し、石灰石、ドロマイト等に含まれる炭酸塩を分解し二酸化炭素を除去するとともに、鉄鉱石中のマグネタイトを酸化させる。これにより予熱ペレットHが得られる。
Specifically, follow the procedure below. First, in the drying chamber 42, the raw pellet P is dried at an atmospheric temperature of about 250 ° C. Next, in the water separation chamber 43, the temperature of the dried raw pellet P is raised to about 450 ° C., and water of crystallization mainly in iron ore is decomposed and removed. Further, in the preheating chamber 44, the temperature of the raw pellet P is raised to about 1100 ° C., carbonates contained in limestone, dolomite and the like are decomposed to remove carbon dioxide, and magnetite in iron ore is oxidized. As a result, the preheated pellet H is obtained.
図3に示すように、乾燥室42の加熱用ガスG1としては、離水室43で使用された加熱用ガスG1が流用される。同様に離水室43の加熱用ガスG1には予熱室44の加熱用ガスG1が流用され、予熱室44の加熱用ガスG1には、キルン5で使用された燃焼排ガスG2が流用される。このように下流側の高温の加熱用ガスG1又は燃焼排ガスG2を流用することで、加熱用ガスG1の加熱コストを削減できる。なお、各室にはバーナ45を設け、加熱用ガスG1の温度を制御してもよい。図3では、離水室43及び予熱室44にバーナ45が設けられている。また、乾燥室42で使用された加熱用ガスG1は、最終的には煙突Cから排出される。
As shown in FIG. 3, as the heating gas G1 in the drying chamber 42, the heating gas G1 used in the water separation chamber 43 is diverted. Similarly, the heating gas G1 of the preheating chamber 44 is diverted to the heating gas G1 of the water separation chamber 43, and the combustion exhaust gas G2 used in the kiln 5 is diverted to the heating gas G1 of the preheating chamber 44. By diverting the high-temperature heating gas G1 or the combustion exhaust gas G2 on the downstream side in this way, the heating cost of the heating gas G1 can be reduced. A burner 45 may be provided in each chamber to control the temperature of the heating gas G1. In FIG. 3, a burner 45 is provided in the water separation chamber 43 and the preheating chamber 44. Further, the heating gas G1 used in the drying chamber 42 is finally discharged from the chimney C.
(キルン)
キルン5は、グレート炉4に直結されており、勾配をつけた円筒状の回転炉である。キルン5は、グレート炉4の予熱室44から排出される予熱ペレットHを焼成する。具体的には出口側に配設されたキルンバーナ(不図示)による燃焼により予熱ペレットHを1200℃程度の温度で焼成する。これにより高温の鉄鉱石ペレット1が得られる。
(Kiln)
The kiln 5 is directly connected to the great furnace 4 and is a cylindrical rotary furnace with a gradient. The kiln 5 fires the preheated pellet H discharged from the preheating chamber 44 of the great furnace 4. Specifically, the preheated pellet H is calcined at a temperature of about 1200 ° C. by combustion with a kiln burner (not shown) arranged on the outlet side. As a result, the high temperature iron ore pellet 1 is obtained.
キルン5では、燃焼用空気としては、アニュラクーラ6で使用された冷却ガスG3である大気が用いられる。また、予熱ペレットHの焼成用に使用された高温の燃焼排ガスG2は、加熱用ガスG1として予熱室44へ送り込まれる。
In the kiln 5, the atmosphere, which is the cooling gas G3 used in the anuracoola 6, is used as the combustion air. Further, the high-temperature combustion exhaust gas G2 used for firing the preheating pellet H is sent to the preheating chamber 44 as a heating gas G1.
<冷却工程>
冷却工程S3では、焼成工程S2で得られる高温の鉄鉱石ペレット1を冷却する。冷却工程S3では、アニュラクーラ6が用いられる。冷却工程S3で冷却された鉄鉱石ペレット1は集積され、高炉操業に用いられる。
<Cooling process>
In the cooling step S3, the high-temperature iron ore pellet 1 obtained in the firing step S2 is cooled. In the cooling step S3, the annular cooler 6 is used. The iron ore pellet 1 cooled in the cooling step S3 is accumulated and used for blast furnace operation.
アニュラクーラ6では、キルン5から排出された高温の鉄鉱石ペレット1を移動させながら、冷却ガスG3である大気を通風装置61により通風することで鉄鉱石ペレット1を冷却することができる。
In the anuracoola 6, the iron ore pellet 1 can be cooled by ventilating the atmosphere through the air ventilator 61, which is the cooling gas G3, while moving the high-temperature iron ore pellet 1 discharged from the kiln 5.
なお、アニュラクーラ6で使用され温度が上昇した冷却ガスG3は、キルン5へ送り込まれ、燃焼用空気として使用される。
The cooling gas G3 used in the anuracoola 6 and whose temperature has risen is sent to the kiln 5 and used as combustion air.
<利点>
当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、生ペレットPを造粒する際の造粒水の粘度を15mPa・s以上とするので、気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率が21%以上であり、圧潰強度が180kg/P以上である本発明の鉄鉱石ペレット1を容易に製造することができる。
<Advantage>
In the method for producing the iron ore pellets, the viscosity of the granulated water when granulating the raw pellets P is 15 mPa · s or more, so that the porosity of the coarse open pores having a pore diameter of 4 μm or more is 21% or more. The iron ore pellet 1 of the present invention having a crushing strength of 180 kg / P or more can be easily produced.
[その他の実施形態]
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施形態では、鉄鉱石ペレットが粗粒と微粉とから構成される場合を説明したが、粗粒のみ、あるいは微粉のみで構成される鉄鉱石ペレットも本発明の意図するところである。
In the above embodiment, the case where the iron ore pellet is composed of coarse particles and fine powder has been described, but the iron ore pellet composed of only coarse particles or only fine powder is also an object of the present invention.
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
[実施例1、実施例2、比較例1]
図2に示す鉄鉱石ペレットの製造方法に従って、実施例1、実施例2及び比較例1の鉄鉱石ペレットを製造した。
[Example 1, Example 2, Comparative Example 1]
The iron ore pellets of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 were produced according to the method for producing iron ore pellets shown in FIG.
(造粒工程)
造粒水としては、実施例1及び実施例2では有機バインダを含むものとし、有機バインダの含有量を、実施例1では0.1質量%とし、実施例2では0.2質量%とした。その結果、造粒水の粘度は、実施例1で17.4mPa・s、実施例2で31.7mPa・sとなった。使用した有機バインダは、デンプン系の有機バインダ(コーンスターチ60質量%、タピオカ30質量%、馬鈴薯10質量%を混合した原料にベンナイトを外数で10質量%加えたもの)である。また、粘度の測定は、回転式粘度計を用いてJIS-Z8803:2011に準拠して行った。
(Granulation process)
The granulated water contained an organic binder in Examples 1 and 2, and the content of the organic binder was 0.1% by mass in Example 1 and 0.2% by mass in Example 2. As a result, the viscosity of the granulated water was 17.4 mPa · s in Example 1 and 31.7 mPa · s in Example 2. The organic binder used was a starch-based organic binder (a mixture of 60% by mass of cornstarch, 30% by mass of tapioca, and 10% by mass of potatoes, to which 10% by mass of Bennite was added). The viscosity was measured using a rotary viscometer in accordance with JIS-Z8803: 2011.
一方、比較例1の造粒水は、有機バインダを含まないものとした。造粒水の粘度は、1mPa・sであった。
On the other hand, the granulated water of Comparative Example 1 did not contain an organic binder. The viscosity of the granulated water was 1 mPa · s.
鉄鉱石原料へ上記造粒水を加え混合した後、φ40cm、パン角度:48°、回転数:30rpm、リム高さ:95mmのパンペレタイザに投入及び転動させて、泥団子状の生ペレットを製造した。
After adding the above-mentioned granulated water to the iron ore raw material and mixing it, it is put into a pan pelletizer having a diameter of 40 cm, a pan angle of 48 °, a rotation speed of 30 rpm, and a rim height of 95 mm, and then rolled to produce mud dumpling-shaped raw pellets. did.
(焼成工程)
上記生ペレットを炉へ装入し、温度1210℃で15分間の焼成を行った。なお、雰囲気には、空気3LにN2ガス1Lを混合したものを用いた。また、昇温時間及び冷却時間はともに10分間とした。
(Baking process)
The raw pellets were charged into a furnace and calcined at a temperature of 1210 ° C. for 15 minutes. As the atmosphere, a mixture of 3 L of air and 1 L of N 2 gas was used. The temperature rise time and the cooling time were both set to 10 minutes.
実施例1、実施例2及び比較例1の鉄鉱石ペレットについて、気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率と、圧潰強度とを測定した。上記粗大開気孔率は、水銀圧入式ポロシメータ(島津製作株式会社の「オートポアIII9400」)を用いて測定した鉄鉱石ペレットの開気孔率ε0[%]、鉄鉱石ペレットの単位重量当たりの全細孔容積A[cm3/g]、鉄鉱石ペレットの単位重量当たりの気孔径4μm以上の全細孔容積A+4[cm3/g]として、ε0×A+4/A[%]で算出した。圧潰強度は、試料を乗せるターンテーブル、駆動装置及びロードセルからなる公知の圧潰強度試験機を用いて測定した。結果を図4に示す。
For the iron ore pellets of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, the porosity of coarsely open pores having a pore diameter of 4 μm or more and the crushing strength were measured. The above-mentioned coarse open porosity is the open porosity ε 0 [%] of iron ore pellets measured using a mercury intrusion porosity meter (“Autopore III 9400” manufactured by Shimadzu Corporation), and the total fineness per unit weight of iron ore pellets. Calculated as ε 0 x A + 4 / A [%] as a pore volume A [cm 3 / g] and a total pore volume A +4 [cm 3 / g] with a pore diameter of 4 μm or more per unit weight of iron ore pellets. .. The crushing strength was measured using a known crushing strength tester including a turntable on which the sample was placed, a drive device and a load cell. The results are shown in FIG.
図4の結果から、有機バインダを加えて造粒水の粘度を15mPa・s以上とした当該鉄鉱石ペレットの製造方法では、気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率が21%以上であり、圧潰強度が180kg/P以上である鉄鉱石ペレットを容易に製造することができることが分かる。これに対し、造粒水の粘度が15mPa・s未満である比較例1の鉄鉱石ペレットでは、気孔径が4μm以上の粗大開気孔の気孔率及び圧潰強度がともに低いことが分かる。
From the results of FIG. 4, in the method for producing the iron ore pellet in which the viscosity of the granulated water was 15 mPa · s or more by adding an organic binder, the porosity of the coarse open pores having a pore diameter of 4 μm or more was 21% or more. It can be seen that iron ore pellets having a crushing strength of 180 kg / P or more can be easily produced. On the other hand, in the iron ore pellet of Comparative Example 1 in which the viscosity of the granulated water is less than 15 mPa · s, it can be seen that both the porosity and the crushing strength of the coarse open pores having a pore diameter of 4 μm or more are low.
<還元率>
実施例1、実施例2及び比較例1の鉄鉱石ペレットを用いて、高炉周辺部を模擬した大型荷重還元実験を行って、還元率を調査した。
<Reduction rate>
Using the iron ore pellets of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, a large-scale load reduction experiment simulating the periphery of the blast furnace was conducted to investigate the reduction rate.
図5に、この実験に用いた大型荷重還元実験炉7を示す。試料を充填する黒鉛坩堝71の内径はφ85mmとした。試料充填層72は、上から上部コークス層72a(高さ20mm)、鉱石層72b(高さ150mm)及び下部コークス層72c(高さ40mm)により構成した。鉱石層72bは、焼結鉱(粒径16~19mm)、上記鉄鉱石ペレット(粒径11.2~13.2mm)及び塊鉱石(粒径16~19mm)の混合物とした。
FIG. 5 shows the large load reduction experimental furnace 7 used in this experiment. The inner diameter of the graphite crucible 71 filled with the sample was φ85 mm. The sample packed layer 72 was composed of an upper coke layer 72a (height 20 mm), an ore layer 72b (height 150 mm), and a lower coke layer 72c (height 40 mm) from the top. The ore layer 72b was a mixture of sinter (grain size 16 to 19 mm), the above iron ore pellets (grain size 11.2 to 13.2 mm), and lump ore (grain size 16 to 19 mm).
この試料充填層72に対して、電気炉73を用いて図6に示す温度プロファイルで加熱しつつ、図7に示す組成のガス(還元ガス)を供給した。上記ガスは、大型荷重還元実験炉7の下部に設けられているガス供給管74から供給し、上部に設けられているガス排出管75から排出した。上記ガスの総供給量は51.3NL/minであり、温度管理は2つの熱電対76により行った。また、試料充填層72に加える荷重は1kgf/cm2とした。この荷重は、荷重棒77を介して錘78の重さを加えることで付加した。
The sample packed bed 72 was heated with the temperature profile shown in FIG. 6 using an electric furnace 73, and the gas (reducing gas) having the composition shown in FIG. 7 was supplied. The gas was supplied from the gas supply pipe 74 provided in the lower part of the large load reduction experimental furnace 7 and discharged from the gas discharge pipe 75 provided in the upper part. The total amount of the gas supplied was 51.3 NL / min, and the temperature was controlled by two thermocouples 76. The load applied to the sample packed bed 72 was 1 kgf / cm 2 . This load was added by adding the weight of the weight 78 via the load rod 77.
上述の条件で試料充填層72の温度が1250℃となった時点で昇温を終了するとともにガスの供給を停止し、試料充填層72の還元前重量と還元後重量との差分から還元率を算出した。
When the temperature of the sample packed bed 72 reaches 1250 ° C. under the above conditions, the temperature rise is terminated and the gas supply is stopped, and the reduction rate is calculated from the difference between the weight before reduction and the weight after reduction of the sample packed layer 72. Calculated.
還元率の測定は、2回行った。結果を図8に示す。図8のグラフでは、2回の試行の各結果をバーで、その平均値をドットで示している。図8の結果から、本発明の鉄鉱石ペレットを用いることで、還元性が高められており、高炉操業においてコークスの使用量のさらなる削減ができることが分かる。
The reduction rate was measured twice. The results are shown in FIG. In the graph of FIG. 8, the result of each of the two trials is shown by a bar, and the average value is shown by a dot. From the results shown in FIG. 8, it can be seen that the use of the iron ore pellets of the present invention enhances the reducing property and further reduces the amount of coke used in the blast furnace operation.