JP2000290732A

JP2000290732A - 燃焼性に優れた焼結用原料の造粒方法

Info

Publication number: JP2000290732A
Application number: JP11097771A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yatsugayo; 健一八ケ代; Takeshi Imai; 武今井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2000-10-17
Anticipated expiration: 2019-04-05
Also published as: JP4087982B2

Abstract

(57)【要約】【課題】焼結機内の擬似粒子の燃焼性を良好にし、焼
結鉱の生産性や歩留り等を向上することができる燃焼性
に優れた焼結用原料の造粒方法を提供する。【解決手段】ドラムミキサー１１に粉鉱石とコークス
を添加して攪拌を行って擬似粒子に造粒する焼結用原料
の造粒方法において、予め粉鉱石に全添加量の２０〜５
０重量％のコークスを添加し、残部のコークスを、ドラ
ムミキサー１１の全長をＬとして、装入口から０．５Ｌ
〜０．９８Ｌの範囲に添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉鉱石等にコーク
スを添加し擬似粒子に造粒して焼結鉱を製造する際に、
擬似粒子の燃焼性を高めて生産性を向上する焼結用原料
の造粒方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に製鉄原料は、８ｍｍ以下の微粉の
鉄鉱石や集塵機等から回収されたダスト、焼結機から払
い出された後の篩下粉（返し鉱）等の粉鉱石に、コーク
スを添加し、水や生石灰等のバインダーを添加して、ド
ラムミキサー等を用いて擬似粒子を造粒し、これを焼結
機に装入して１１００〜１３００℃の温度で焼いて焼結
鉱を製造し、高炉に使用している。この焼結鉱の品質
は、高炉の通気性や装入の荷下がり等に影響し、場合に
よっては、高炉の安定操業や高炉の出銑量等に支障が生
じる場合があり、良質の焼結鉱の供給が望まれている。
また、焼結機により製造される焼結鉱は、微粉を多く含
んだ粉鉱石等とコークスを添加して造粒した擬似粒子の
良否によって、焼結操業時の通気性や燃焼性、擬似粒子
の焼結状態に影響を与え、その強度や還元粉化率（ＲＤ
Ｉ）等の特性が大きく左右され、これ等の品質と生産性
や焼結歩留りを満足する擬似粒子の製造そのものが難し
い実情であった。従って、旧来より焼結鉱の品質や生産
性、焼結歩留り等を向上するために、特開昭６３−６９
９２６号公報に記載されているように、微粉の鉄鉱石や
返し鉱等の粉鉱石に、全使用水の４０〜９０重量％の水
を添加してドラムミキサー等で混合して、最初に粉鉱石
のみからなる擬似粒子を製造し、この擬似粒子にコーク
スやスケール等の副原料を加えてドラムミキサー等を用
いて、内部の鉄分からなる粒子の表面にコークスの付着
層を形成することにより、焼結機での着火性及び燃焼性
を改善して焼結鉱の生産性を向上している。また、特開
昭６２−２２５２３８号公報に記載されているように、
粉鉱石や石灰石等の原料をドラムミキサー内に装入し、
ドラムミキサー内の原料の運動領域に噴霧管から擬似粒
子化促進剤を添加して擬似粒子を製造し、焼結機での通
気性の改善や燃焼時間の短縮等により、焼結鉱の生産性
を向上することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−６９９２６号公報では、内部の鉄分をリッチにし
た擬似粒子の表面にコークスの付着層を形成しているの
で、焼結機に装入した際に、着火性及び燃焼性が良好に
なり過ぎて、燃焼速度が過剰に上昇し、上層から下層に
おける燃焼帯の移動が速くなり、コークスの少ない内部
に十分な熱を付与することができず、内部の焼結が不十
分になったり、粒子間におけるボンドの形成が悪くな
る。その結果、焼結鉱の強度の低下を招き、高炉への搬
送過程や高炉内に装入した際に粉化し、高炉の通気性等
を阻害して出銑量の低下等が生じる。また、特開昭６２
−２２５２３８号公報では、ドラムミキサー内を転動し
ながら粉鉱石やコークス等が擬似粒子になりつつある運
動領域内に噴霧管から擬似粒子化促進剤を添加して擬似
粒子にするので、コークスがほぼ均等に含まれる擬似粒
子になり、焼結機内の疑似粒子の燃焼性が阻害され、生
産性や歩留りが低下する等の問題がある。

【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、焼結機内の擬似粒子の燃焼性を良好にし、焼結鉱の
生産性や歩留り等を向上することができる燃焼性に優れ
た焼結用原料の造粒方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る燃焼性に優れた焼結用原料の造粒方法は、ドラムミ
キサーで粉鉱石とコークスを攪拌して擬似粒子に造粒す
る焼結用原料の造粒方法において、予め前記コークスの
全添加量の２０〜５０重量％と前記粉鉱石とを前記ドラ
ムミキサーに装入し、残部のコークスを、前記ドラムミ
キサーの全長をＬとして装入口から０．５Ｌ〜０．９８
Ｌの範囲に添加する。この方法により、擬似粒子の内部
と表層にコークスを含ませ、表層に露出するコークスが
多くなり、装入した擬似粒子の着火性及び燃焼性が高ま
り、表層の燃焼速が向上し、内部を温度の上昇につれて
燃焼させることができ、燃焼性を向上させながら相反す
る燃焼速度を適正にできる。なお、残部のコークスを添
加する位置がドラムミキサーの０．５Ｌより手前の範囲
になると、擬似粒子の内部のコークスが増加したり、コ
ークスそのものの表面に粉鉱石が付着して、疑似粒子の
燃焼性が低下したり、燃焼速度が遅くなり、焼結鉱の強
度や生産性等が阻害される。一方、ドラムミキサーの
０．９８Ｌより後方（留時間が１０秒未満）になると、
擬似粒子の表面に付着するコークスが少なくなり、擬似
粒子に必要なコークスの絶対量が不足し、燃焼性や燃焼
速度が低下する。

【０００６】ここで、前記粉鉱石は、粒度が５００μｍ
未満の微粉を３０〜７０重量％含んでいる。これによ
り、添加したコークスが、最初に造粒された擬似粒子や
その外側に形成される層の内部に埋もれて、燃焼性や燃
焼速度が悪くなるのを防止できる。５００μｍ未満の粉
鉱石が７０重量％を超えると、微粉が多くなり過ぎて、
最初の擬似粒子の形成が悪くなり、後で添加する残部の
コークスに粉鉱石が付着して燃焼性等を阻害する。５０
０μｍ未満の粉鉱石が３０重量％未満になると、擬似粒
子内へのコークスの混入やコークス表面への粉鉱石の付
着が減少し、コークス添加を前後に分割する効果が無く
なる。

【０００７】更に、前記残部のコークスの添加位置を、
５００μｍ未満の粉鉱石の含有量に応じて調整すること
ができる。これにより、最初に造粒された擬似粒子の状
態に適したコークスを適正な位置で添加し、擬似粒子の
内部に含まれるコークスを均一にし、表層に付着するコ
ークスを多くでき、燃焼性や燃焼速度をより安定させる
ことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係る
燃焼性に優れた焼結用原料の造粒方法に適用される焼結
用原料の造粒装置の全体図、図２は同造粒方法に適用す
る粉鉱石とコークスの粒径ごとの容積％を比較したグラ
フ、図３は粉鉱石中の５００μｍ未満の粉鉱石の重量％
とコークス付着厚を２００μｍとするコークスの添加位
置の関係を示すグラフ、図４はコークスの付着厚と焼結
機の生産性の関係を示すグラフである。図１に示すよう
に、本発明の一実施の形態に係る燃焼性に優れた焼結用
原料の造粒方法に用いられる焼結用原料の造粒装置１０
は、図示しない駆動装置により傾斜状態で回転するドラ
ムミキサー１１と、このドラムミキサー１１内に微粉の
鉄鉱石、返し鉱石、ダスト等の粉鉱石を貯蔵する貯蔵ホ
ッパー１２及び貯蔵ホッパー１２から粉鉱石を切り出す
フィーダ１３と、コークスの貯蔵ホッパー１４及び貯蔵
ホッパー１４からコークスを切り出すフィーダ１５と、
これ等の粉鉱石とコークスを搬送するベルトコンベア１
６、１７と、後からドラムミキサー１１にコークスを添
加するためのベルトコンベア１８、その上方に設けられ
たコークスの貯蔵ホッパー１９及びフィーダ２０とを備
えている。更に、ドラムミキサー１１の入り側には、装
入される粉鉱石に散水するスプレー配管２１を備えてお
り、ドラムミキサー１１の出側には、ドラムミキサー１
１からでた擬似粒子を分級する篩２２を設けている。こ
の篩２２の篩上は、製品として図示しない焼結機に搬送
され、篩下となる返し粉２３は、ベルトコンベア１７に
返送して再度ドラムミキサー１１に供給している。な
お、ここで、Ｌは、ドラムミキサー１１の全長を表す。

【０００９】次に、焼結用原料の造粒装置１０を用いた
燃焼性に優れた焼結用原料の造粒方法について説明す
る。まず、貯蔵ホッパー１２に貯蔵された微粉の鉄鉱
石、返し鉱石、ダスト等からなる粉鉱石は、６ｍｍ以下
の大きさであり、特に粒度５００μｍ未満（−５００μ
ｍ）の微粉を３０〜７０重量％含有している。貯蔵ホッ
パー１４に貯蔵されたコークスは、６ｍｍ以下各粒度が
略平均的に分布している。この粉鉱石及びコークスは、
フィーダ１３、１５からベルトコンベア１６上に切り出
され、ベルトコンベア１７に乗り継いでドラムミキサー
１１内に装入される。最終的に粉鉱石に対するコークス
の全配合量（全添加量）は、２．５重量％であり、この
内の２０〜５０重量％がここで貯蔵ホッパー１４から切
り出されることになる。そして、残部のコークスは、ド
ラムミキサー１１の装入口から０．５Ｌ〜０．９８Ｌの
範囲で、貯蔵ホッパー１９からフィーダ２０、ベルトコ
ンベア１８を介して添加される。

【００１０】また、図２のように、粉鉱石に添加するコ
ークス（△）の各粒径（μｍ）の分布は、６ｍｍ〜１２
５μｍの範囲で略平均的に分布をしている。しかも、粉
鉱石に配合したコークスのみの容積％でみると、添加量
が少ないにも係わらず１．５〜５容積％（平均約３．８
容積％）であり、重量から見た場合にくらべ１．５倍の
容積を有し、コークスの添加量が少なくても擬似粒子の
表面を覆うに十分な量であることが判る。なお、図中□
は、粉鉱物とコークスを配合した場合の粒径分布を示
す。しかし、このコークスは粉鉱石に含有する５００μ
ｍ以上の粒子が多くなったり、ドラムミキサー１１の装
入側から０．５Ｌ未満の範囲に残部のコークスを添加し
た場合では、コークスの内の大きい粒子が核になり、こ
の周囲に粉鉱石が付着した擬似粒子を形成したり、粉鉱
石の擬似粒子の内部に埋没するコークスが多くなったり
して、燃焼性を高めた擬似粒子を得ることができない。

【００１１】従って、予め粉鉱石に全添加量の２０〜５
０重量％のコークスと生石灰、石灰石等を添加し、スプ
レー配管２１から５〜８重量％の水を散水してからドラ
ムミキサー１１で攪拌し、粉鉱石とコークスを混合し、
内部にコークスを含む擬似粒子を造粒する。予め粉鉱石
に添加するコークスの量が２０重量％未満になると、擬
似粒子の内部のコークスが不足して、燃焼速度や燃焼温
度を高く保持する時間が短くなり、粒子間のボンドの形
成や焼結不良等が生じる。また、コークスの量が５０重
量％を超えると、ドラムミキサー１１により造粒された
擬似粒子の内部のコークスが多くなり、表面に付着させ
るコークスの量が減少するので、燃焼性や燃焼速度が低
下し、焼結鉱の歩留りの低下、焼結鉱の強度や還元粉化
率等の品質低下を招くことになる。更に、コークスの各
粒径（μｍ）が略平均的に分布をしていることを利用し
て、図３に示すように、粉鉱石に含まれる５００μｍ未
満の粒子の量が３０重量％の場合で、ドラムミキサー１
１の全長Ｌに対し、出側方向の０．５Ｌの位置でコーク
スを添加することで、擬似粒子の表面に２００μｍの厚
みのコークスを主にした付着層を形成することができ
る。このコークスを主にした付着層は、粉鉱石に含まれ
る５００μｍ未満の粒子の量に応じて、ドラムミキサー
１１内のコークスの添加位置を調整することにより、擬
似粒子の表面への付着厚みを１００〜２５０μｍとする
ことができ、その一部が露出した形態を有する理想的な
擬似粒子にすることができる。この調整は、粉鉱石とコ
ークスを同じ条件にして、コークスの添加位置を変えな
がら造粒した擬似粒子の表面に付着したコークスの厚み
を測定しておき、図示しない焼結機のパレットの装入の
層厚や焼結機の移動速度等が変動した際に、前記の測定
された値から、コークスの添加位置を変えて付着厚みを
１００〜２５０μｍの範囲内で最適な生産性が得られる
ように調整することができる。コークスの添加位置は、
ベルトコンベア１８をドラムミキサー１１内に進退させ
て位置を決定し、貯蔵ホッパー１９のフィーダ２０を作
動してコークスの切り出しと搬送を行って、造粒されて
いる粉鉱石に添加する。この残部のコークスの添加量
は、全添加量の５０〜８０重量％にすることで、擬似粒
子の表面にコークスの１００〜２５０μｍの付着層が形
成される。ドラムミキサー１１に添加する残部のコーク
スの量が５０重量％未満になると、擬似粒子の内部のコ
ークスが増加したり、コークスそのものの表面に粉鉱石
原料が付着が増加して、擬似粒子の燃焼性や燃焼速度が
低下する。しかも、ドラムミキサー１１に添加する残部
のコークスの量が８０重量％を超えると、擬似粒子の表
面に付着するコークスの量が多くなり、燃焼速度が速く
なり過ぎたり、擬似粒子の内部のコークスの量が不足
し、焼結鉱の品質を阻害するからである。このように、
擬似粒子の表面に積極的にコークスの付着層を形成し、
その付着厚みを１００〜２５０μｍに調整することによ
り、図４に示すように、焼結機の生産性（Ｔ／ｄ・ｍ
² ）を約２９．７〜３３に向上することができる。そし
て、ドラムミキサー１１を出た擬似粒子は、篩２２で分
級され、１０ｍｍ以上の篩上は焼結機に搬送され、１０
ｍｍ未満の篩下は、返し粉２３として再度ドラムミキサ
ー１１に供給される。

【００１２】

【実施例】次に、燃焼性に優れた焼結用原料の造粒方法
の実施例について説明する。鉄鉱石粉や返し鉱等からな
る粉鉱石を用い、５００μｍ未満が４０重量％と７０重
量％含有する粉鉱石に、蛇紋岩や石灰石粉を１２重量％
配合して、直径が４ｍ、全長が２０ｍのドラムミキサー
を７回転／分で回転しながら、水６．５重量％を外掛け
で添加し、コークスの全添加量を２．５重量％にしてコ
ークスのドラムミキサー内の添加条件を変えて造粒を行
って、焼結機の焼結鉱の生産性（Ｔ／ｄ・ｍ² ）を比較
した。表１に示すように、実施例１では、５００μｍ未
満が４０重量％の粉鉱石に、ドラムミキサーの１／２
（０．５Ｌ）の位置で、残部８０重量％のコークスを添
加したものと、同様に５００μｍ未満が７０重量％の粉
鉱石に、ドラムミキサーの１／２（０．５Ｌ）の位置
で、残部のコークスを８０重量％添加した場合であり、
生産性（Ｔ／ｄ・ｍ² ）が３５、３１であり、いずれも
良好な結果が得られた。実施例２では、５００μｍ未満
が４０重量％の粉鉱石に、ドラムミキサーの３／４
（０．７５Ｌ）の位置で、残部５０重量％のコークスを
添加したものと、同様に５００μｍ未満が７０重量％の
粉鉱石に、ドラムミキサーの３／４（０．７５Ｌ）の位
置で、残部５０重量％のコークスを添加した場合であ
り、生産性（Ｔ／ｄ・ｍ² ）が３２、３２であり、いず
れも良好な結果が得られた。

【００１３】

【表１】

【００１４】これに対して、表２に示すように、５００
μｍ未満が４０重量％の粉鉱石と、５００μｍ未満が７
０重量％の粉鉱石にそれぞれ全添加量が粉鉱石の２．５
重量％であるコークスを全てドラムミキサーの入口で添
加した場合であり、それぞれの生産性（Ｔ／ｄ・ｍ² ）
が２５、２０と極めて悪い結果であった。

【００１５】

【表２】

【００１６】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、粉鉱石は、各産地から出荷される銘柄の鉄
鉱石粉等の他に、乾燥スラジ、焼結鉱粉、庫下粉、ペレ
ット用粉等の鉄分を含有するものを一部配合して用いる
ことができる。更に、ドラムミキサーは傾斜角度を調整
して滞留時間の調整や回転数を遅くする等により全長を
短くしたり、長くすることができる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１〜３記載の燃焼性に優れた焼結
用原料の造粒方法は、ドラムミキサーに粉鉱石とコーク
スを添加して攪拌を行って擬似粒子に造粒する焼結用原
料の造粒方法において、予め粉鉱石に全添加量の２０〜
５０重量％のコークスを添加し、残部のコークスを、ド
ラムミキサーの全長をＬとして、装入口から０．５Ｌ〜
０．９８Ｌの範囲に添加するので、焼結機内に装入した
擬似粒子の燃焼性や燃焼速度が良くなり適正な燃焼温度
で焼結でき、焼結鉱の生産性や歩留り等が向上できる。

【００１８】特に、請求項２記載の燃焼性に優れた焼結
用原料の造粒方法は、粉鉱石が粒度が５００μｍ未満の
微粉を３０〜７０重量％含んでいるので、造粒した擬似
粒子の内部や外側にコークスが埋没するのを抑制して、
燃焼性が低下するのを防止し、焼結鉱の生産性をより向
上できる。

【００１９】請求項３記載の燃焼性に優れた焼結用原料
の造粒方法は、残部のコークスの添加位置を、５００μ
ｍ未満の粉鉱石の含有量に応じて調整するので、擬似粒
子の内部に含まれるコークスと表層に付着するコークス
を適正に調整でき、燃焼性や燃焼速度が良好になり、焼
結鉱の生産性や歩留り等を安定して向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る燃焼性に優れた焼
結用原料の造粒方法に適用される焼結用原料の造粒装置
の全体図である。

【図２】同造粒方法に適用する原料の粉鉱石とコークス
の粒径ごとの容積％を比較したグラフである。

【図３】５００μｍ未満の粉鉱石の重量％とコークス付
着厚を２００μｍとするコークスの添加位置の関係を示
すグラフである。

【図４】コークス付着厚と焼結機の生産性の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１０：焼結用原料の造粒装置、１１：ドラムミキサー、
１２：貯蔵ホッパー、１３：フィーダ、１４：貯蔵ホッ
パー、１５：フィーダ、１６：ベルトコンベア、１７：
ベルトコンベア、１８：ベルトコンベア、１９：貯蔵ホ
ッパー、２０：フィーダ、２１：スプレー配管、２２：
篩、２３：返し粉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドラムミキサーで粉鉱石とコークスを攪
拌して擬似粒子に造粒する焼結用原料の造粒方法におい
て、予め前記コークスの全添加量の２０〜５０重量％と
前記粉鉱石とを前記ドラムミキサーに装入し、残部のコ
ークスを、前記ドラムミキサーの全長をＬとして装入口
から０．５Ｌ〜０．９８Ｌの範囲に添加することを特徴
とする燃焼性に優れた焼結用原料の造粒方法。
【請求項２】請求項１記載の燃焼性に優れた焼結用原
料の造粒方法において、前記粉鉱石は、粒度が５００μ
ｍ未満の微粉を３０〜７０重量％含んでいる燃焼性に優
れた焼結用原料の造粒方法。
【請求項３】請求項１又は２記載の燃焼性に優れた焼
結用原料の造粒方法において、前記残部のコークスの添
加位置を５００μｍ未満の粉鉱石の含有量に応じて調整
する燃焼性に優れた焼結用原料の造粒方法。