JP2003342646A - 高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法 - Google Patents
高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2003342646A JP2003342646A JP2002153640A JP2002153640A JP2003342646A JP 2003342646 A JP2003342646 A JP 2003342646A JP 2002153640 A JP2002153640 A JP 2002153640A JP 2002153640 A JP2002153640 A JP 2002153640A JP 2003342646 A JP2003342646 A JP 2003342646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- blast furnace
- iron
- reduction
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/007—Conditions of the cokes or characterised by the cokes used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/16—Sintering; Agglomerating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高炉シャフト部での被還元性が良好で、急熱
爆裂性能に優れた品質を有する非焼成塊成鉱とその製造
方法を提供する。 【解決手段】 含酸化鉄原料とカーボン系炭材を配合し
バインダーを加えて混錬、成型、養生してなるカーボン
内装非焼成塊成鉱において、鉄鉱石類の被還元酸素を還
元し金属鉄とするために必要な理論炭素量の８０〜１２
０％のカーボンを含有し、かつ常温での圧潰強度７８５
０ｋＮ／ｍ2 以上となるようにバインダーを選択して混
錬、成型、養生してなることを特徴とする高炉用のカー
ボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法。
爆裂性能に優れた品質を有する非焼成塊成鉱とその製造
方法を提供する。 【解決手段】 含酸化鉄原料とカーボン系炭材を配合し
バインダーを加えて混錬、成型、養生してなるカーボン
内装非焼成塊成鉱において、鉄鉱石類の被還元酸素を還
元し金属鉄とするために必要な理論炭素量の８０〜１２
０％のカーボンを含有し、かつ常温での圧潰強度７８５
０ｋＮ／ｍ2 以上となるようにバインダーを選択して混
錬、成型、養生してなることを特徴とする高炉用のカー
ボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉シャフト部で
の被還元性が良好で、急熱爆裂性能に優れた品質を有す
る非焼成塊成鉱とその製造方法に関するものである。
の被還元性が良好で、急熱爆裂性能に優れた品質を有す
る非焼成塊成鉱とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、製鉄所の各種集塵装置等から回収
される多種の含鉄、含炭ダストを配合し、セメント系の
時効性バインダーを使用して混錬、成型して８〜１６ｍ
ｍ径の非焼成のペレットやブリケットを製造して高炉原
料として使用されている。現状の製造方法で製造される
非焼成塊成鉱の問題として、セメント系バインダーを使
用した水和反応によって製品の強度を確保する方式であ
り結晶水や数％の付着水を含む。この結果、高炉シャフ
ト部での還元遅れや、高炉内での５００〜７００℃域で
の急熱爆裂等の懸念から高炉主原料の約３％以下の使用
に制限されており製鉄所のリサイクル率の拡大の視点か
ら非焼成のペレットの品質改善が要請されている。ま
た、カーボンを内装した非焼成ペレットについては通常
の高炉原料である、いわゆる炭素を含まない焼結鉱、焼
成ペレット、生鉱石に比較してより優れた還元進行を示
すことが報告されているが、種々の製鉄ダストの利用形
態や配合制約の結果として、数％のカーボンを含むもの
が多く高炉操業面からの最適値について報告した例は少
ない。
される多種の含鉄、含炭ダストを配合し、セメント系の
時効性バインダーを使用して混錬、成型して８〜１６ｍ
ｍ径の非焼成のペレットやブリケットを製造して高炉原
料として使用されている。現状の製造方法で製造される
非焼成塊成鉱の問題として、セメント系バインダーを使
用した水和反応によって製品の強度を確保する方式であ
り結晶水や数％の付着水を含む。この結果、高炉シャフ
ト部での還元遅れや、高炉内での５００〜７００℃域で
の急熱爆裂等の懸念から高炉主原料の約３％以下の使用
に制限されており製鉄所のリサイクル率の拡大の視点か
ら非焼成のペレットの品質改善が要請されている。ま
た、カーボンを内装した非焼成ペレットについては通常
の高炉原料である、いわゆる炭素を含まない焼結鉱、焼
成ペレット、生鉱石に比較してより優れた還元進行を示
すことが報告されているが、種々の製鉄ダストの利用形
態や配合制約の結果として、数％のカーボンを含むもの
が多く高炉操業面からの最適値について報告した例は少
ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したセ
メント系の非焼成ペレットの高炉操業面からの還元遅れ
や急熱爆裂性等の劣化性能を改善するための抜本的な改
善策を提供するものである。すなわち、ダスト原料の配
合にあたって最適な配合割合のカーボンを内装し、かつ
高い冷間強度を有するカーボン内装非焼成塊成鉱を製造
し、これにより高炉プロセスの特徴の一つとされる熱保
存帯や還元反応平衡帯での還元停滞を回避させ還元を進
行させると共に、カーボン内装効果とバインダーによる
基質強度の向上を積極的に図り、高炉での急熱爆裂の防
止を図る非焼成塊成鉱とその製造方法を提供するもので
ある。
メント系の非焼成ペレットの高炉操業面からの還元遅れ
や急熱爆裂性等の劣化性能を改善するための抜本的な改
善策を提供するものである。すなわち、ダスト原料の配
合にあたって最適な配合割合のカーボンを内装し、かつ
高い冷間強度を有するカーボン内装非焼成塊成鉱を製造
し、これにより高炉プロセスの特徴の一つとされる熱保
存帯や還元反応平衡帯での還元停滞を回避させ還元を進
行させると共に、カーボン内装効果とバインダーによる
基質強度の向上を積極的に図り、高炉での急熱爆裂の防
止を図る非焼成塊成鉱とその製造方法を提供するもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】その発明の要旨とすると
ころは、 （１）含酸化鉄原料とカーボン系炭材を配合しバインダ
ーを加えて混錬、成型、養生してなるカーボン内装非焼
成塊成鉱において、鉄鉱石類の被還元酸素を還元し金属
鉄とするために必要な理論炭素量の８０〜１２０％のカ
ーボンを含有し、かつ常温での圧潰強度７８５０ｋＮ／
ｍ2 以上となるようにバインダーを選択して混錬、成
型、養生してなることを特徴とする高炉用のカーボン内
装非焼成塊成鉱。
ころは、 （１）含酸化鉄原料とカーボン系炭材を配合しバインダ
ーを加えて混錬、成型、養生してなるカーボン内装非焼
成塊成鉱において、鉄鉱石類の被還元酸素を還元し金属
鉄とするために必要な理論炭素量の８０〜１２０％のカ
ーボンを含有し、かつ常温での圧潰強度７８５０ｋＮ／
ｍ2 以上となるようにバインダーを選択して混錬、成
型、養生してなることを特徴とする高炉用のカーボン内
装非焼成塊成鉱。
【０００５】（２）前記（１）に記載の含酸化鉄原料と
して鉄鉱石または製鉄所の集塵装置等から回収される多
種の含鉄、含炭系ダストを用いることを特徴とする高炉
用のカーボン内装非焼成塊成鉱。 （３）前記（１）または（２）に記載の含酸化鉄原料と
カーボン系炭材に、さらに石炭、プラスチック、廃トナ
ー等の炭化水素系の添加材を配合してなることを特徴と
する高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱。
して鉄鉱石または製鉄所の集塵装置等から回収される多
種の含鉄、含炭系ダストを用いることを特徴とする高炉
用のカーボン内装非焼成塊成鉱。 （３）前記（１）または（２）に記載の含酸化鉄原料と
カーボン系炭材に、さらに石炭、プラスチック、廃トナ
ー等の炭化水素系の添加材を配合してなることを特徴と
する高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱。
【０００６】（４）含酸化鉄原料とカーボン系炭材を配
合しバインダーを加えて混錬、成型、養生してなるカー
ボン内装非焼成塊成鉱の製造方法において、鉄鉱石類の
被還元酸素を還元し金属鉄とするために必要な理論炭素
量の８０〜１２０％のカーボンを含有し、かつ常温での
圧潰強度７８５０ｋＮ／ｍ2 以上となるようにバインダ
ーを選択して混錬、成型、養生して製造することによ
り、高炉のシャフト部での熱保存帯での還元停滞と、急
熱爆裂による原料の粉化の双方を効果的に防止すること
を特徴とする高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱の製造
方法である。
合しバインダーを加えて混錬、成型、養生してなるカー
ボン内装非焼成塊成鉱の製造方法において、鉄鉱石類の
被還元酸素を還元し金属鉄とするために必要な理論炭素
量の８０〜１２０％のカーボンを含有し、かつ常温での
圧潰強度７８５０ｋＮ／ｍ2 以上となるようにバインダ
ーを選択して混錬、成型、養生して製造することによ
り、高炉のシャフト部での熱保存帯での還元停滞と、急
熱爆裂による原料の粉化の双方を効果的に防止すること
を特徴とする高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱の製造
方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。先ず、高炉シャフト部での熱保存帯と還元反応平
衡帯でのガス温度分布、ガス濃度分布と高炉原料の還元
進行の停滞に関して説明する。図１は高炉での装入原
料、還元ガスの温度分布を示す説明図である。高炉プロ
セスは装入原料と還元ガスの向流反応炉である。装入原
料の温度上昇に関して、装入され降下する原料は向流す
る高炉還元ガスからの急速な熱交換によって加熱され、
図１に示すように、９００〜１１００℃まで加温され、
ガスと装入原料との温度差がなくなり平衡に達する。さ
らに下部では還元ガスからの熱供給により昇温され羽口
レベルでは１６００℃程度の最高温度に達する。
する。先ず、高炉シャフト部での熱保存帯と還元反応平
衡帯でのガス温度分布、ガス濃度分布と高炉原料の還元
進行の停滞に関して説明する。図１は高炉での装入原
料、還元ガスの温度分布を示す説明図である。高炉プロ
セスは装入原料と還元ガスの向流反応炉である。装入原
料の温度上昇に関して、装入され降下する原料は向流す
る高炉還元ガスからの急速な熱交換によって加熱され、
図１に示すように、９００〜１１００℃まで加温され、
ガスと装入原料との温度差がなくなり平衡に達する。さ
らに下部では還元ガスからの熱供給により昇温され羽口
レベルでは１６００℃程度の最高温度に達する。
【０００８】一方、羽口レベルで熱風とコークスの燃焼
によって生成した２２００℃強の高炉還元ガスは鉄鉱石
の直接還元反応や溶解に必要な反応熱を装入原料に供給
する結果、急激に９００〜１１００℃程度まで降温し、
一旦平衡に達した後、さらにシャフト上部で装入された
原料と熱交換し１００〜２００℃で炉外に排出される。
高炉は装入原料と還元ガスの向流熱伝達と還元反応によ
って規制された適切な温度分布によって安定な操業が継
続することが可能であり、一般的に図１に示すような熱
流比が１より小さい、いわゆるシャフト上部で上に凸、
炉下部では下に凸の温度パターンを示す場合に熱的な安
定操業が可能である。
によって生成した２２００℃強の高炉還元ガスは鉄鉱石
の直接還元反応や溶解に必要な反応熱を装入原料に供給
する結果、急激に９００〜１１００℃程度まで降温し、
一旦平衡に達した後、さらにシャフト上部で装入された
原料と熱交換し１００〜２００℃で炉外に排出される。
高炉は装入原料と還元ガスの向流熱伝達と還元反応によ
って規制された適切な温度分布によって安定な操業が継
続することが可能であり、一般的に図１に示すような熱
流比が１より小さい、いわゆるシャフト上部で上に凸、
炉下部では下に凸の温度パターンを示す場合に熱的な安
定操業が可能である。
【０００９】この結果、シャフト中間から下部に９００
〜１１００の熱保存帯が生じる。この熱保存帯の温度
は、高炉の燃料比の水準や通気対策として選択される分
布制御手段の結果の炉半径方向のｏｒｅ／ｃｏｋｅ分布
によって異なり、高炉の燃料比が高い場合、或いは半径
方向でのｏｒｅ／ｃｏｋｅ比の低い（すなわち、熱流比
の低い）高炉中心部分においては、熱保存帯の平衡温度
は１１００℃程度まで上昇し、逆に高炉の燃料比が低い
操業の場合、あるいは半径方向でｏｒｅ／ｃｏｋｅ比の
高い（すなわち、熱流比の高い）高炉中間域部分におい
ては熱保存帯の平衡温度は９００℃近くに低下する。
〜１１００の熱保存帯が生じる。この熱保存帯の温度
は、高炉の燃料比の水準や通気対策として選択される分
布制御手段の結果の炉半径方向のｏｒｅ／ｃｏｋｅ分布
によって異なり、高炉の燃料比が高い場合、或いは半径
方向でのｏｒｅ／ｃｏｋｅ比の低い（すなわち、熱流比
の低い）高炉中心部分においては、熱保存帯の平衡温度
は１１００℃程度まで上昇し、逆に高炉の燃料比が低い
操業の場合、あるいは半径方向でｏｒｅ／ｃｏｋｅ比の
高い（すなわち、熱流比の高い）高炉中間域部分におい
ては熱保存帯の平衡温度は９００℃近くに低下する。
【００１０】高炉での原料の還元進行を支配する要素と
して高炉の還元雰囲気側の要因として、還元ガスの温度
と還元度［η−ＣＯと称す ＣＯ／（ＣＯ＋ＣＯ2 ）］
があり、熱保存帯温度での平衡ガス還元度から制約され
る還元率以上に還元が進行せず還元停滞が生じることが
一般に知られている。本発明は上記の還元停滞の回避を
提供するものである。
して高炉の還元雰囲気側の要因として、還元ガスの温度
と還元度［η−ＣＯと称す ＣＯ／（ＣＯ＋ＣＯ2 ）］
があり、熱保存帯温度での平衡ガス還元度から制約され
る還元率以上に還元が進行せず還元停滞が生じることが
一般に知られている。本発明は上記の還元停滞の回避を
提供するものである。
【００１１】還元停滞の回避を可能とする非焼成塊成鉱
の製造を検討するために、発明者らが実施した研究の結
果について詳細に説明する。高炉シャフト部での温度上
昇をシミュレートしたヒートパターンでの各種装入原料
の還元試験の結果を図２に示す。図２は炉内昇温ヒート
パターンと各種高炉用原料の還元特性を示す図である。
図２（ａ）は炉内昇温ヒートパターンを示し、図２
（ｂ）は各種高炉用原料の還元特性を示す。この図に示
すように、原料装入後、１時間で１０００℃に到達し２
時間１０００℃の熱保存帯で滞留した場合の例で、還元
雰囲気としてガス還元度η−ＣＯ＝３０％の場合の各種
原料の還元率の推移を示している。
の製造を検討するために、発明者らが実施した研究の結
果について詳細に説明する。高炉シャフト部での温度上
昇をシミュレートしたヒートパターンでの各種装入原料
の還元試験の結果を図２に示す。図２は炉内昇温ヒート
パターンと各種高炉用原料の還元特性を示す図である。
図２（ａ）は炉内昇温ヒートパターンを示し、図２
（ｂ）は各種高炉用原料の還元特性を示す。この図に示
すように、原料装入後、１時間で１０００℃に到達し２
時間１０００℃の熱保存帯で滞留した場合の例で、還元
雰囲気としてガス還元度η−ＣＯ＝３０％の場合の各種
原料の還元率の推移を示している。
【００１２】各種原料として、本発明のカーボン内装非
焼成ペレット、従来の非焼成ペレット、焼結鉱石、輸入
焼成ペレット、輸入塊鉱石を使用した。本発明のカーボ
ン内装非焼成ペレットは以下の如く製造した。 内装炭材に関しては、鉄鉱石の被還元酸素を金属鉄ま
で還元するに必要な理論炭素量（以下、炭素還元当量＝
１．０）を内装した非焼成ペレットであり、炭素含有量
は１３％であり従来の非焼成ペレットより相当高い。炭
素銘柄としては高炉の１次ガス灰をメインに配合調整し
た。
焼成ペレット、従来の非焼成ペレット、焼結鉱石、輸入
焼成ペレット、輸入塊鉱石を使用した。本発明のカーボ
ン内装非焼成ペレットは以下の如く製造した。 内装炭材に関しては、鉄鉱石の被還元酸素を金属鉄ま
で還元するに必要な理論炭素量（以下、炭素還元当量＝
１．０）を内装した非焼成ペレットであり、炭素含有量
は１３％であり従来の非焼成ペレットより相当高い。炭
素銘柄としては高炉の１次ガス灰をメインに配合調整し
た。
【００１３】内装炭材の増加により焼成ペレット組織
が脆弱化するので、早強性ポルトランドセメントを１０
％配合して、７日養生後の圧潰強度７８５０ｋＮ／ｍ2
以上を確保し急熱爆裂性能の抜本的改善を図った。従来
の非焼成ペレットは、製鉄ダストを原料として製造され
ていたもので、炭素還元当量＝０．３、炭素含有量３．
５％、７日養生後の圧潰強度４９００ｋＮ／ｍ2 の通常
の非焼成ペレットである。
が脆弱化するので、早強性ポルトランドセメントを１０
％配合して、７日養生後の圧潰強度７８５０ｋＮ／ｍ2
以上を確保し急熱爆裂性能の抜本的改善を図った。従来
の非焼成ペレットは、製鉄ダストを原料として製造され
ていたもので、炭素還元当量＝０．３、炭素含有量３．
５％、７日養生後の圧潰強度４９００ｋＮ／ｍ2 の通常
の非焼成ペレットである。
【００１４】図２から明らかな通り、内装炭材を含まな
い焼結鉱、鉄鉱石、輸入焼成ペレットの到達還元率はい
ずれも還元雰囲気としてη−ＣＯ３０％のガス還元度の
影響を受けて還元率は３０％程度と低く、還元進行が停
滞していることが認められる。一方、本発明のカーボン
内装非焼成ペレットは、到達還元率は７０％以上に達し
ておりカーボンを内装しない原料に比較して著しく還元
が進行している。カーボン含有量の少ない従来の非焼成
ペレットの到達還元率は相当低い結果となった。これら
理由は以下の通りである。
い焼結鉱、鉄鉱石、輸入焼成ペレットの到達還元率はい
ずれも還元雰囲気としてη−ＣＯ３０％のガス還元度の
影響を受けて還元率は３０％程度と低く、還元進行が停
滞していることが認められる。一方、本発明のカーボン
内装非焼成ペレットは、到達還元率は７０％以上に達し
ておりカーボンを内装しない原料に比較して著しく還元
が進行している。カーボン含有量の少ない従来の非焼成
ペレットの到達還元率は相当低い結果となった。これら
理由は以下の通りである。
【００１５】カーボンを含まない焼結鉱、鉄鉱石、輸入
焼成ペレットのガス還元は鉱石粒の表面からの還元ガス
の拡散によって進行するので、還元到達率は鉱石粒の還
元温度と還元ガスの還元度（η−ＣＯ）によって支配さ
れており、熱保存帯の温度で理論的に平衡するガス還元
度に到達する還元率に達すれば還元の進行が停滞するの
である。本試験ではガス還元度（η−ＣＯ）を熱保存帯
での理論的平衡ガス濃度に近い３０％としていることか
ら、これと平衡する還元率３０％程度で還元停滞が生じ
ていると理解される。
焼成ペレットのガス還元は鉱石粒の表面からの還元ガス
の拡散によって進行するので、還元到達率は鉱石粒の還
元温度と還元ガスの還元度（η−ＣＯ）によって支配さ
れており、熱保存帯の温度で理論的に平衡するガス還元
度に到達する還元率に達すれば還元の進行が停滞するの
である。本試験ではガス還元度（η−ＣＯ）を熱保存帯
での理論的平衡ガス濃度に近い３０％としていることか
ら、これと平衡する還元率３０％程度で還元停滞が生じ
ていると理解される。
【００１６】一方、炭素還元当量が１のカーボン内装非
焼成ペレットのガス還元進行形態は、表面からの還元ガ
スの粒内拡散に加え、粒内に内装された炭材中のカーボ
ンが鉄鉱石中の酸素との直接還元によって、新たに生成
するＣＯガスの内圧の増加により、表面から拡散する還
元度の低い成分の還元ガスを押出し、カーボン内装非焼
成ペレットの表面部分は内部から発生する還元度の高い
ＣＯガスに覆われ、熱保存帯の温度での平衡ガス還元度
に比して、遙に還元力の強いガス濃度となっており、こ
の結果還元到達度が高くなっていると理解できる。
焼成ペレットのガス還元進行形態は、表面からの還元ガ
スの粒内拡散に加え、粒内に内装された炭材中のカーボ
ンが鉄鉱石中の酸素との直接還元によって、新たに生成
するＣＯガスの内圧の増加により、表面から拡散する還
元度の低い成分の還元ガスを押出し、カーボン内装非焼
成ペレットの表面部分は内部から発生する還元度の高い
ＣＯガスに覆われ、熱保存帯の温度での平衡ガス還元度
に比して、遙に還元力の強いガス濃度となっており、こ
の結果還元到達度が高くなっていると理解できる。
【００１７】すなわち、カーボン内装非焼成ペレットは
高炉の熱保存帯の温度レベルでの還元制約を受けるが、
熱保存帯での平衡ガス濃度の影響を回避することが可能
であり、これによって、カーボン内装非焼成ペレットの
還元到達度を高めることができる。従来の非焼成塊成鉱
の炭素含有量は炭素還元当量が低く、熱保存帯温度での
還元停滞を回避するに必要な炭素を含んでいないので、
還元進行が不十分である。
高炉の熱保存帯の温度レベルでの還元制約を受けるが、
熱保存帯での平衡ガス濃度の影響を回避することが可能
であり、これによって、カーボン内装非焼成ペレットの
還元到達度を高めることができる。従来の非焼成塊成鉱
の炭素含有量は炭素還元当量が低く、熱保存帯温度での
還元停滞を回避するに必要な炭素を含んでいないので、
還元進行が不十分である。
【００１８】本発明の高炉での熱保存帯温度での還元停
滞を防止するためには鉄鉱石の被還元酸素を還元するに
必要な理論炭素量（炭素還元当量＝１）の８０％以上、
１２０％以下の炭素を含有することが必要条件である。
１２０％を超える炭素の存在は、還元鉄中に残留し高炉
の還元剤として、あるいは溶解促進のために有利に機能
するが、過剰のカーボンの存在はペレットの圧潰強度の
低下の原因となることから１２０％を上限とした。
滞を防止するためには鉄鉱石の被還元酸素を還元するに
必要な理論炭素量（炭素還元当量＝１）の８０％以上、
１２０％以下の炭素を含有することが必要条件である。
１２０％を超える炭素の存在は、還元鉄中に残留し高炉
の還元剤として、あるいは溶解促進のために有利に機能
するが、過剰のカーボンの存在はペレットの圧潰強度の
低下の原因となることから１２０％を上限とした。
【００１９】本発明のカーボン内装非焼成ペレットの利
点は前述したように、非焼成ペレットに内装した炭素が
鉄鉱石中の酸素と反応して還元性ＣＯガスがペレット内
部から新たに発生し外部表面をシールすることによって
周辺部分の熱保存帯温度で平衡ガス濃度から回避させる
ことができるからである。一方、非焼成ペレットに内装
した炭素と酸素の反応は直接還元反応であり、温度依存
性が高く、一般的に９００℃以上が必要とされる。高炉
の熱保存帯温度は９００〜１１００℃である。熱保存帯
温度の還元到達率への影響を実験で求めた結果を図３に
示した。
点は前述したように、非焼成ペレットに内装した炭素が
鉄鉱石中の酸素と反応して還元性ＣＯガスがペレット内
部から新たに発生し外部表面をシールすることによって
周辺部分の熱保存帯温度で平衡ガス濃度から回避させる
ことができるからである。一方、非焼成ペレットに内装
した炭素と酸素の反応は直接還元反応であり、温度依存
性が高く、一般的に９００℃以上が必要とされる。高炉
の熱保存帯温度は９００〜１１００℃である。熱保存帯
温度の還元到達率への影響を実験で求めた結果を図３に
示した。
【００２０】図３は９００〜１０００℃での炭材内装非
焼成ペレットの還元特性と還元率との関係を示す図であ
る。図３の結果から、高炉の熱保存帯温度が９５０℃以
上であれば、還元停滞が少なく還元は進行するが、９０
０℃の場合には内装した炭素と酸素の直接還元反応が余
り進行せず、熱保存帯温度での平衡ガス濃度の影響を積
極的に回避することができない。本発明者らは、炭素と
鉄鉱石中の酸素の直接還元反応が不十分な９００℃温度
域の熱保存帯でも平衡ガス濃度の影響を回避する方法と
して、反応性の高い内装カーボンの選択や一般に３００
〜５００℃で熱分解して軽質の炭化水素や水素、ＣＯガ
スを発生させる石炭、プラスチック、廃トナー等の炭化
水素系の添加材をあらかじめ含有させるカーボン内装非
焼成ペレットを提供した。
焼成ペレットの還元特性と還元率との関係を示す図であ
る。図３の結果から、高炉の熱保存帯温度が９５０℃以
上であれば、還元停滞が少なく還元は進行するが、９０
０℃の場合には内装した炭素と酸素の直接還元反応が余
り進行せず、熱保存帯温度での平衡ガス濃度の影響を積
極的に回避することができない。本発明者らは、炭素と
鉄鉱石中の酸素の直接還元反応が不十分な９００℃温度
域の熱保存帯でも平衡ガス濃度の影響を回避する方法と
して、反応性の高い内装カーボンの選択や一般に３００
〜５００℃で熱分解して軽質の炭化水素や水素、ＣＯガ
スを発生させる石炭、プラスチック、廃トナー等の炭化
水素系の添加材をあらかじめ含有させるカーボン内装非
焼成ペレットを提供した。
【００２１】一例として発揮分の高い石炭を１５％程度
含有したカーボン内装非焼成ペレットを用いて実施した
還元試験の結果を図４に示した。図４は石炭系炭材配合
非焼成塊成鉱の還元特性と雰囲気温度、ガス濃度および
還元率との関係を示す図である。図４（ａ）は石炭系炭
材配合非焼成塊成鉱での還元温度と還元率との関係を、
図４（ｂ）は石炭系炭材配合非焼成塊成鉱での還元時間
と雰囲気温度との関係を示す。なお、この場合の雰囲気
温度として、石炭揮発分からのガス成分の発生状況を調
べるため窒素雰囲気とした。
含有したカーボン内装非焼成ペレットを用いて実施した
還元試験の結果を図４に示した。図４は石炭系炭材配合
非焼成塊成鉱の還元特性と雰囲気温度、ガス濃度および
還元率との関係を示す図である。図４（ａ）は石炭系炭
材配合非焼成塊成鉱での還元温度と還元率との関係を、
図４（ｂ）は石炭系炭材配合非焼成塊成鉱での還元時間
と雰囲気温度との関係を示す。なお、この場合の雰囲気
温度として、石炭揮発分からのガス成分の発生状況を調
べるため窒素雰囲気とした。
【００２２】この図から明らかなように、石炭等の炭化
水素系の還元剤は４００℃程度から分解し水素系の還元
ガスを発生させ、カーボン内装非焼成ペレットの内部と
表面部分を支配することによって、炭素と鉄鉱石中の酸
素の直接還元反応が不十分な温度域でも、その代替の役
割を果たし熱保存帯温度での平衡ガス濃度の影響を回避
し高い還元到達率が得られた。すなわち、高炉内で９０
０〜９５０℃等の炭素と酸素の直接還元反応が不活発な
温度での還元停滞の回避方法として、石炭、プラスチッ
ク、廃トナー等の炭化水素系の還元材の添加が有効であ
ることを見出した。
水素系の還元剤は４００℃程度から分解し水素系の還元
ガスを発生させ、カーボン内装非焼成ペレットの内部と
表面部分を支配することによって、炭素と鉄鉱石中の酸
素の直接還元反応が不十分な温度域でも、その代替の役
割を果たし熱保存帯温度での平衡ガス濃度の影響を回避
し高い還元到達率が得られた。すなわち、高炉内で９０
０〜９５０℃等の炭素と酸素の直接還元反応が不活発な
温度での還元停滞の回避方法として、石炭、プラスチッ
ク、廃トナー等の炭化水素系の還元材の添加が有効であ
ることを見出した。
【００２３】次に、本発明の主要要件であるカーボン内
装非焼成ペレットの強度の確保対策について説明する。
高炉はガスと装入原料の向流反応炉であり、高炉へ装入
するまでの原料の移送や整粒等のハンドリングに耐える
ための強度が原料には必要であり、また、高炉へ装入さ
れ高炉下部へ逐次移動していく過程での転動、磨砕に耐
える耐摩耗強度、鉱石の還元進行や熱的履歴による鉱物
組織の脆弱化に耐え得る高温強度等を考慮して高炉装入
原料の種々の強度に関する品質管理指標を実験的、経験
的に設けて原料の工程分析での品質管理が実行されてい
る。従来の非焼成塊成鉱については、高炉装入前の冷間
圧潰強度として４９００ｋＮ／ｍ2 程度の水準で品質管
理が実施されて来た。
装非焼成ペレットの強度の確保対策について説明する。
高炉はガスと装入原料の向流反応炉であり、高炉へ装入
するまでの原料の移送や整粒等のハンドリングに耐える
ための強度が原料には必要であり、また、高炉へ装入さ
れ高炉下部へ逐次移動していく過程での転動、磨砕に耐
える耐摩耗強度、鉱石の還元進行や熱的履歴による鉱物
組織の脆弱化に耐え得る高温強度等を考慮して高炉装入
原料の種々の強度に関する品質管理指標を実験的、経験
的に設けて原料の工程分析での品質管理が実行されてい
る。従来の非焼成塊成鉱については、高炉装入前の冷間
圧潰強度として４９００ｋＮ／ｍ2 程度の水準で品質管
理が実施されて来た。
【００２４】本発明者らは、非焼成塊成鉱の最大の弱点
とされる高炉内での急熱爆裂特性の改善を中心とする改
善方法を検討すると共に、従来実施されている各種原料
の強度試験を高炉で通常使用されている焼結鉱、輸入焼
成ペレット、輸入鉱石を比較原料として調査し、本発明
のカーボン内装非焼成塊成鉱の必要な強度向上対策を研
究した。原料の試験方法として、圧潰強度、急熱爆裂特
性、還元後圧潰強度について実施したが、各種の原料強
度試験方法については以下の通りである。
とされる高炉内での急熱爆裂特性の改善を中心とする改
善方法を検討すると共に、従来実施されている各種原料
の強度試験を高炉で通常使用されている焼結鉱、輸入焼
成ペレット、輸入鉱石を比較原料として調査し、本発明
のカーボン内装非焼成塊成鉱の必要な強度向上対策を研
究した。原料の試験方法として、圧潰強度、急熱爆裂特
性、還元後圧潰強度について実施したが、各種の原料強
度試験方法については以下の通りである。
【００２５】冷間圧潰強度：ＪＩＳ Ｍ８７１８「鉄鋼
石ペレット圧潰強度試験方法」に則して、試料１個に規
定の加圧盤速度で圧縮荷重をかけることにより、破壊さ
せた時の荷重値を測定する。強度指数は、単位断面積あ
たりの荷重値で表示する。 急熱爆裂性能評価：所定温度に設定した電気炉に試料を
１個投入することにより、急速加熱処理を行い（同様条
件にてＮ＝５で実施）、その際の爆裂の有無を目視す
る。
石ペレット圧潰強度試験方法」に則して、試料１個に規
定の加圧盤速度で圧縮荷重をかけることにより、破壊さ
せた時の荷重値を測定する。強度指数は、単位断面積あ
たりの荷重値で表示する。 急熱爆裂性能評価：所定温度に設定した電気炉に試料を
１個投入することにより、急速加熱処理を行い（同様条
件にてＮ＝５で実施）、その際の爆裂の有無を目視す
る。
【００２６】還元後圧潰強度：所定の還元条件にて還元
した試料を上記の冷間圧潰強度試験と同様に圧縮荷重を
かけることにより、破壊させた時の荷重値を測定する。
強度指数は、単位断面積あたりの荷重値で表示する。 タンブラー強度：５００ｇの試料を毎分９００回転の回
転ドラムに装填し、３０分間回転させる。その後、３ｍ
ｍ篩で篩分け、強度指数は−３ｍｍの粉率で表示する。 落下強度：ＪＩＳ Ｍ８７１１「鉄鋼石焼結鉱落下強度
試験方法」に則して、１０〜１９ｍｍの試料を２０±
０．２ｋｇ試験箱に入れて２ｍの高さから、厚さ１０ｍ
ｍ鉄板の上に１６回落下させた後、５ｍｍ篩で篩分け
し、強度指数については−５ｍｍの粉率で表示する。
した試料を上記の冷間圧潰強度試験と同様に圧縮荷重を
かけることにより、破壊させた時の荷重値を測定する。
強度指数は、単位断面積あたりの荷重値で表示する。 タンブラー強度：５００ｇの試料を毎分９００回転の回
転ドラムに装填し、３０分間回転させる。その後、３ｍ
ｍ篩で篩分け、強度指数は−３ｍｍの粉率で表示する。 落下強度：ＪＩＳ Ｍ８７１１「鉄鋼石焼結鉱落下強度
試験方法」に則して、１０〜１９ｍｍの試料を２０±
０．２ｋｇ試験箱に入れて２ｍの高さから、厚さ１０ｍ
ｍ鉄板の上に１６回落下させた後、５ｍｍ篩で篩分け
し、強度指数については−５ｍｍの粉率で表示する。
【００２７】本発明の製鉄ダスト類を原料とした炭素還
元当量が１となるカーボン内装非焼成ペレットは、内装
カーボン量を相当増加させる必要があり、これによって
圧潰強度が劣化することが経験的に想定されるため、強
度改善方法として従来から使用されているエスメント５
％にアルカリ刺激剤として１％の生石灰を加えた時効性
バインダーに代えて、早強ポルトランドセメント１０％
を使用したカーボン内装非焼成ペレットを製造し評価し
た。
元当量が１となるカーボン内装非焼成ペレットは、内装
カーボン量を相当増加させる必要があり、これによって
圧潰強度が劣化することが経験的に想定されるため、強
度改善方法として従来から使用されているエスメント５
％にアルカリ刺激剤として１％の生石灰を加えた時効性
バインダーに代えて、早強ポルトランドセメント１０％
を使用したカーボン内装非焼成ペレットを製造し評価し
た。
【００２８】圧潰強度、急熱爆裂特性、還元後圧潰強度
の測定結果を各々表１および図５に示す。図５は非焼成
ペレットの急熱爆裂特性と設定温度との関係を示す図で
ある。表１から明らかなように、従来使用のバインダー
の場合のカーボン内装非焼成ペレットの圧潰強度は他の
高炉原料類に比較して低位にあるが、本発明の早強ポル
トランドセメント１０％を使用したカーボン内装非焼成
ペレットの圧潰強度は他原料類に比較して高い圧潰強度
水準に改善された。
の測定結果を各々表１および図５に示す。図５は非焼成
ペレットの急熱爆裂特性と設定温度との関係を示す図で
ある。表１から明らかなように、従来使用のバインダー
の場合のカーボン内装非焼成ペレットの圧潰強度は他の
高炉原料類に比較して低位にあるが、本発明の早強ポル
トランドセメント１０％を使用したカーボン内装非焼成
ペレットの圧潰強度は他原料類に比較して高い圧潰強度
水準に改善された。
【００２９】
【表１】
【００３０】高炉装入原料は、その製造過程や高炉装入
迄のハンドリング工程に応じて水分を含んでいる。特に
非焼成塊成鉱は、造粒、成型工程で適正な水分が必要で
あり、また、セメント系の時効性バインダーは水和反応
によって強度発現をすることから、他の原料と比較して
結晶水や付着水が多く高炉での急熱爆裂特性に劣る弱点
を有しておりその対策が必要とされている。上記した試
験方法で、５００〜８００℃の各一定温度に保持した炉
内に種々の水分の原料を装入して急熱爆裂特性の有無を
評価し、この結果を図５に示した。図中○はｎ＝５個の
測定の中５個とも急熱爆裂をしない健全なもの、△は１
個以上急熱爆裂したもの、×は５個全部が急熱爆裂した
ものを示す。
迄のハンドリング工程に応じて水分を含んでいる。特に
非焼成塊成鉱は、造粒、成型工程で適正な水分が必要で
あり、また、セメント系の時効性バインダーは水和反応
によって強度発現をすることから、他の原料と比較して
結晶水や付着水が多く高炉での急熱爆裂特性に劣る弱点
を有しておりその対策が必要とされている。上記した試
験方法で、５００〜８００℃の各一定温度に保持した炉
内に種々の水分の原料を装入して急熱爆裂特性の有無を
評価し、この結果を図５に示した。図中○はｎ＝５個の
測定の中５個とも急熱爆裂をしない健全なもの、△は１
個以上急熱爆裂したもの、×は５個全部が急熱爆裂した
ものを示す。
【００３１】この結果、従来のエスメント５％のバイン
ダーでの炭素還元当量０．３ペレットは、水分１〜２％
でも５００℃での急熱爆裂条件で急熱爆裂を生じ粉化す
ることが判明した。一方、本発明の早強ポルトランドセ
メント１０％を使用したカーボン内装非焼成ペレット
は、水分４〜５％、７００℃以上の急熱爆裂条件でも急
熱爆裂を生じず健全であった。この原因は、炭素含有量
の増加によって高温蒸気の離脱し易くなったことと早強
ポルトランドセメント配合によるペレットの基質強度の
向上が高温での水分の急速な蒸気化に起因する急熱爆裂
を回避するためと想定され、本発明の５００〜７００℃
温度領域での急熱爆裂の回避は、カーボン内装非焼成塊
成鉱の重要かつ必要条件であることが明らかとなった。
ダーでの炭素還元当量０．３ペレットは、水分１〜２％
でも５００℃での急熱爆裂条件で急熱爆裂を生じ粉化す
ることが判明した。一方、本発明の早強ポルトランドセ
メント１０％を使用したカーボン内装非焼成ペレット
は、水分４〜５％、７００℃以上の急熱爆裂条件でも急
熱爆裂を生じず健全であった。この原因は、炭素含有量
の増加によって高温蒸気の離脱し易くなったことと早強
ポルトランドセメント配合によるペレットの基質強度の
向上が高温での水分の急速な蒸気化に起因する急熱爆裂
を回避するためと想定され、本発明の５００〜７００℃
温度領域での急熱爆裂の回避は、カーボン内装非焼成塊
成鉱の重要かつ必要条件であることが明らかとなった。
【００３２】また、還元試験後の圧潰強度の試験結果を
表１に示した。還元の進行に伴いいずれの装入原料も還
元後圧潰強度は低下している。酸化鉄の還元進行に伴う
還元組織の相変化と気孔率の増加の影響を受けた結果で
あるが、高炉内の還元状況をシミュレートした還元ガス
による３時間還元後の試験結果を表１に示したが、本発
明の早強ポルトランドセメント１０％の配合の場合の還
元後圧潰強度は焼結鉱、輸入鉱石と比較して遜色のない
結果となった。
表１に示した。還元の進行に伴いいずれの装入原料も還
元後圧潰強度は低下している。酸化鉄の還元進行に伴う
還元組織の相変化と気孔率の増加の影響を受けた結果で
あるが、高炉内の還元状況をシミュレートした還元ガス
による３時間還元後の試験結果を表１に示したが、本発
明の早強ポルトランドセメント１０％の配合の場合の還
元後圧潰強度は焼結鉱、輸入鉱石と比較して遜色のない
結果となった。
【００３３】以上のように、本発明の鉄鉱石を金属鉄ま
でに還元するに必要な理論炭素量相当のカーボンを含有
し、かつ常温圧潰強度７８５０ｋＮ／ｍ2 以上となるよ
うに早強ポルトランドセメント１０％を配合して製造し
たカーボン内装非焼成ペレットは高炉での熱保存帯温度
での還元停滞の防止と従来の非焼成塊成鉱の欠点とされ
る急熱爆裂性の双方を抜本的に改善できる優れた高炉原
料であることが確認された。
でに還元するに必要な理論炭素量相当のカーボンを含有
し、かつ常温圧潰強度７８５０ｋＮ／ｍ2 以上となるよ
うに早強ポルトランドセメント１０％を配合して製造し
たカーボン内装非焼成ペレットは高炉での熱保存帯温度
での還元停滞の防止と従来の非焼成塊成鉱の欠点とされ
る急熱爆裂性の双方を抜本的に改善できる優れた高炉原
料であることが確認された。
【００３４】
【実施例】本発明の方法によって製造された工業的規模
でのカーボン内装非焼成ペレットの製造結果と当該製品
の品質と高炉使用評価について説明する。製鉄所で発生
するダスト類を配合して種々の水準の還元炭素当量のカ
ーボン内装非焼成塊成鉱を製造した。表２に原料の配合
表の例を示した。原料配合のケース１〜３は還元炭素当
量を変化させる目的で炭素含有ダストである高炉１次ガ
スの配合量を１０〜３０％に変化させ、還元炭素当量比
０．８、１．０、１．２のカーボン内装非焼成ペレット
を製造した。バインダーとして圧潰強度および急熱爆裂
性を改善するために早強ポルトランドセメント１０％を
配合した。
でのカーボン内装非焼成ペレットの製造結果と当該製品
の品質と高炉使用評価について説明する。製鉄所で発生
するダスト類を配合して種々の水準の還元炭素当量のカ
ーボン内装非焼成塊成鉱を製造した。表２に原料の配合
表の例を示した。原料配合のケース１〜３は還元炭素当
量を変化させる目的で炭素含有ダストである高炉１次ガ
スの配合量を１０〜３０％に変化させ、還元炭素当量比
０．８、１．０、１．２のカーボン内装非焼成ペレット
を製造した。バインダーとして圧潰強度および急熱爆裂
性を改善するために早強ポルトランドセメント１０％を
配合した。
【００３５】図６はカーボン内装非焼成塊成鉱の工業的
製造フローを示す図である。本実験で製造したペレット
の製造は原料配合表に示した各銘柄の原料を各々配合槽
から切り出し、潤式ボールミルで加湿粉砕混錬しミキサ
ーにて水分調整後、６ｍ径のディスクペレタイザーで造
粒し５〜１５ｍｍ径のペレットを製造し、屋根付養成ヤ
ードで４日養成し原料ヤードに払い出した。各ケースで
の製造ｔ／ｈ、造粒歩留等の製造状況、生ペレットを性
状を表２に示した。
製造フローを示す図である。本実験で製造したペレット
の製造は原料配合表に示した各銘柄の原料を各々配合槽
から切り出し、潤式ボールミルで加湿粉砕混錬しミキサ
ーにて水分調整後、６ｍ径のディスクペレタイザーで造
粒し５〜１５ｍｍ径のペレットを製造し、屋根付養成ヤ
ードで４日養成し原料ヤードに払い出した。各ケースで
の製造ｔ／ｈ、造粒歩留等の製造状況、生ペレットを性
状を表２に示した。
【００３６】
【表２】
【００３７】高炉１次ガス灰の増量によって原料の嵩密
度が低下することから製造ｔ／ｈ、造粒歩留は若干低下
したが、３０ｔ／ｈ水準の高生産性を維持できた。養成
日数による常温圧潰強度の推移を表２に示したが７日強
度で７８５０ｋＮ／ｍ2 以上の良好な製品が製造でき
た。還元炭素当量１に近いＮｏ．２（一次ガス灰２０％
配合）のカーボン内装非焼成ペレットに関して、摩耗・
衝撃強度指標であるタンブラー強度、落下強度並びに急
熱爆裂性能試験、η−ＣＯ３０％での昇温還元試験の結
果を表３に示したが、いずれも本発明の目的を達成でき
るカーボン内装非焼成塊成鉱を製造することができた。
また、本製品を装入原料に１０％配合して高炉操業を実
施したが、安定な操業が確認された。
度が低下することから製造ｔ／ｈ、造粒歩留は若干低下
したが、３０ｔ／ｈ水準の高生産性を維持できた。養成
日数による常温圧潰強度の推移を表２に示したが７日強
度で７８５０ｋＮ／ｍ2 以上の良好な製品が製造でき
た。還元炭素当量１に近いＮｏ．２（一次ガス灰２０％
配合）のカーボン内装非焼成ペレットに関して、摩耗・
衝撃強度指標であるタンブラー強度、落下強度並びに急
熱爆裂性能試験、η−ＣＯ３０％での昇温還元試験の結
果を表３に示したが、いずれも本発明の目的を達成でき
るカーボン内装非焼成塊成鉱を製造することができた。
また、本製品を装入原料に１０％配合して高炉操業を実
施したが、安定な操業が確認された。
【００３８】
【表３】
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による品質の
改善により、従来の配合制約が緩和され製鉄所のダスト
リサイクルを促進することができ、この結果、鉄鉱石、
石炭等の資源の有効活用ができる。また、本発明ペレッ
トは高炉熱保存帯で炭素を内装しない焼結鉱等に見られ
る還元停滞を回避することができる結果、還元進行が早
く燃料比の低減が可能である。また、還元進行が早く高
炉融着帯での金属化率が高くなり高温特性も優れてお
り、高炉の通気性の安定に貢献できる。ダスト中の微粒
カーボン、ＣＤＱや石炭等の還元用炭材を炭素還元当量
に内装する原料であることから本発明の製品は高炉の塊
コークスを消費することなく、鉄を製造することがで
き、高炉燃料コストの低減に貢献できる。
改善により、従来の配合制約が緩和され製鉄所のダスト
リサイクルを促進することができ、この結果、鉄鉱石、
石炭等の資源の有効活用ができる。また、本発明ペレッ
トは高炉熱保存帯で炭素を内装しない焼結鉱等に見られ
る還元停滞を回避することができる結果、還元進行が早
く燃料比の低減が可能である。また、還元進行が早く高
炉融着帯での金属化率が高くなり高温特性も優れてお
り、高炉の通気性の安定に貢献できる。ダスト中の微粒
カーボン、ＣＤＱや石炭等の還元用炭材を炭素還元当量
に内装する原料であることから本発明の製品は高炉の塊
コークスを消費することなく、鉄を製造することがで
き、高炉燃料コストの低減に貢献できる。
【図１】高炉での装入原料、還元ガスの温度分布を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】炉内昇温ヒートパターンと各種高炉用原料の還
元特性を示す図である。
元特性を示す図である。
【図３】９００〜１０００℃での炭材内装非焼成ペレッ
トの還元特性と還元率との関係を示す図である。
トの還元特性と還元率との関係を示す図である。
【図４】石炭系炭材配合非焼成塊成鉱の還元特性と雰囲
気温度、ガス濃度および還元率との関係を示す図であ
る。
気温度、ガス濃度および還元率との関係を示す図であ
る。
【図５】非焼成ペレットの急熱爆裂特性と設定温度との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図６】非焼成ペレットの急熱爆裂特性と設定温度との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年８月２２日（２００２．８．２
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】高炉での装入原料、還元ガスの温度分布を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】炉内昇温ヒートパターンと各種高炉用原料の還
元特性を示す図である。
元特性を示す図である。
【図３】９００〜１０００℃での炭材内装非焼成ペレッ
トの還元特性と還元率との関係を示す図である。
トの還元特性と還元率との関係を示す図である。
【図４】石炭系炭材配合非焼成塊成鉱の還元特性と雰囲
気温度、ガス濃度および還元率との関係を示す図であ
る。
気温度、ガス濃度および還元率との関係を示す図であ
る。
【図５】非焼成ペレットの急熱爆裂特性と設定温度との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図６】カーボン内装非焼成塊成鉱の工業的製造フロー
を示す図である。
を示す図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 上川 清太
東京都千代田区富士見１−４−４ 株式会
社鐵原内
(72)発明者 森本 浩史
東京都千代田区富士見１−４−４ 株式会
社鐵原内
(72)発明者 松永 伸一
千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式
会社君津製鐵所内
(72)発明者 内藤 誠章
千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式
会社技術開発本部内
Ｆターム(参考） 4K001 AA10 BA14 CA26 DA01 GA02
HA01 HA11
Claims (4)
- 【請求項１】 含酸化鉄原料とカーボン系炭材を配合し
バインダーを加えて混錬、成型、養生してなるカーボン
内装非焼成塊成鉱において、鉄鉱石類の被還元酸素を還
元し金属鉄とするために必要な理論炭素量の８０〜１２
０％のカーボンを含有し、かつ常温での圧潰強度７８５
０ｋＮ／ｍ2 以上となるようにバインダーを選択して混
錬、成型、養生してなることを特徴とする高炉用のカー
ボン内装非焼成塊成鉱。 - 【請求項２】 請求項１に記載の含酸化鉄原料として鉄
鉱石または製鉄所の集塵装置等から回収される多種の含
鉄、含炭系ダストを用いることを特徴とする高炉用のカ
ーボン内装非焼成塊成鉱。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の含酸化鉄原料
とカーボン系炭材に、さらに石炭、プラスチック、廃ト
ナー等の炭化水素系の添加材を配合してなることを特徴
とする高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱。 - 【請求項４】 含酸化鉄原料とカーボン系炭材を配合し
バインダーを加えて混錬、成型、養生してなるカーボン
内装非焼成塊成鉱の製造方法において、鉄鉱石類の被還
元酸素を還元し銑鉄とするために必要な理論炭素量の８
０〜１２０％のカーボンを含有し、かつ常温での圧潰強
度７８５０ｋＮ／ｍ2 以上となるようにバインダーを選
択して混錬、成型、養生して製造することにより、高炉
のシャフト部での熱保存帯での還元停滞と、急熱爆裂に
よる原料の粉化の双方を効果的に防止することを特徴と
する高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153640A JP4118604B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法 |
| BRPI0302859-3B1A BR0302859B1 (pt) | 2002-05-28 | 2003-05-26 | minério aglomerado não queimado contendo carbono para alto-forno e método de produção do mesmo |
| CA002430027A CA2430027C (en) | 2002-05-28 | 2003-05-26 | Carbon containing nonfired agglomerated ore for blast furnace and production method thereof |
| KR1020030033569A KR100571063B1 (ko) | 2002-05-28 | 2003-05-27 | 고로용 탄소가 내장된 비소성 괴 성광 및 그 제조방법 |
| SE0301553A SE528193C2 (sv) | 2002-05-28 | 2003-05-27 | En produktionsmetod för en kolinnehållande obränd pellet för masugn |
| AU2003204419A AU2003204419B2 (en) | 2002-05-28 | 2003-05-27 | Carbon Containing Nonfired Agglomerated Ore for Blast Furnace and Production Method Thereof |
| CNA031383750A CN1468969A (zh) | 2002-05-28 | 2003-05-28 | 高炉用混碳非烧结块状矿及其制造方法 |
| US10/446,638 US6918944B2 (en) | 2002-05-28 | 2003-05-28 | Carbon containing nonfired agglomerated ore for blast furnace and production method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153640A JP4118604B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342646A true JP2003342646A (ja) | 2003-12-03 |
| JP4118604B2 JP4118604B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=19194818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002153640A Expired - Fee Related JP4118604B2 (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6918944B2 (ja) |
| JP (1) | JP4118604B2 (ja) |
| KR (1) | KR100571063B1 (ja) |
| CN (1) | CN1468969A (ja) |
| AU (1) | AU2003204419B2 (ja) |
| BR (1) | BR0302859B1 (ja) |
| CA (1) | CA2430027C (ja) |
| SE (1) | SE528193C2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008095177A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-04-24 | Nippon Steel Corp | 高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法 |
| JP2009161791A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Nippon Steel Corp | 高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法 |
| WO2010041770A1 (ja) | 2008-10-10 | 2010-04-15 | 新日本製鐵株式会社 | 含炭非焼成ペレットを用いる高炉操業方法 |
| JP2011105975A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Kashima Senko Kk | 鉄原料の塊成方法およびその塊成設備 |
| JP2015074799A (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-20 | 新日鐵住金株式会社 | 高炉操業方法 |
| JP2020084305A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 日本製鉄株式会社 | 含炭塊成鉱の製造方法 |
| JP2021110005A (ja) * | 2020-01-10 | 2021-08-02 | 日本製鉄株式会社 | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004027193A1 (de) * | 2004-06-03 | 2005-12-29 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Agglomeratstein zum Einsatz in Schacht-, Corex- oder Hochöfen, Verfahren zur Herstellung von Agglomeratsteinen und Verwendung von Eisenerz-Fein- und -Feinststäuben |
| JP4707407B2 (ja) * | 2005-02-18 | 2011-06-22 | Ｎｔｎ株式会社 | 製鋼ダスト固形化物およびその製造方法 |
| KR100934379B1 (ko) * | 2007-10-15 | 2009-12-30 | 주식회사 제철세라믹 | 유기성 바인더를 이용한 제철 소결용 소결 결합제 및제조방법과 소결결합제를 이용한 소결 공정 부산물처리방법. |
| JP4808819B2 (ja) * | 2009-08-21 | 2011-11-02 | 新日本製鐵株式会社 | 高炉用の非焼成含炭塊成鉱およびその製造方法 |
| CN102471822B (zh) * | 2009-08-21 | 2013-12-25 | 新日铁住金株式会社 | 非烧成含碳团矿及其制造方法 |
| CN104894367B (zh) * | 2014-03-05 | 2020-11-03 | 华北理工大学 | 一种酸性球团矿和碱性物料混合超厚料层烧结方法 |
| CN104451139A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-03-25 | 安徽工业大学 | 一种废塑料与含油铁皮低温热压制球团工艺 |
| WO2020065691A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Solid agglomerated product based on iron oxides and corresponding production method |
| CN112410540B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-01-31 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 镁质球团的制备方法及镁质球团 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE790753A (fr) * | 1971-11-01 | 1973-04-30 | Fmc Corp | Briquettes mixtes contenant du charbon et du fer et procede pour leur fabrication |
| US4168966A (en) * | 1975-06-14 | 1979-09-25 | Nippon Steel Corporation | Agglomerates for use in a blast furnace and method of making the same |
| BR8205577A (pt) * | 1981-09-24 | 1983-08-30 | Sumitomo Metal Ind | Processo para produzir um minerio de ferro aglomerado a frio |
| CN1158903A (zh) | 1996-12-03 | 1997-09-10 | 吕美竺 | 一种直接炼钢和炼铁用冷固球团的工业生产方法 |
| US6409964B1 (en) * | 1999-11-01 | 2002-06-25 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | Cold bonded iron particulate pellets |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002153640A patent/JP4118604B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-05-26 CA CA002430027A patent/CA2430027C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-26 BR BRPI0302859-3B1A patent/BR0302859B1/pt active IP Right Grant
- 2003-05-27 AU AU2003204419A patent/AU2003204419B2/en not_active Expired
- 2003-05-27 KR KR1020030033569A patent/KR100571063B1/ko active IP Right Grant
- 2003-05-27 SE SE0301553A patent/SE528193C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2003-05-28 US US10/446,638 patent/US6918944B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-28 CN CNA031383750A patent/CN1468969A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008095177A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-04-24 | Nippon Steel Corp | 高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法 |
| JP2009161791A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Nippon Steel Corp | 高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法 |
| WO2010041770A1 (ja) | 2008-10-10 | 2010-04-15 | 新日本製鐵株式会社 | 含炭非焼成ペレットを用いる高炉操業方法 |
| JP2011105975A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Kashima Senko Kk | 鉄原料の塊成方法およびその塊成設備 |
| JP2015074799A (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-20 | 新日鐵住金株式会社 | 高炉操業方法 |
| JP2020084305A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 日本製鉄株式会社 | 含炭塊成鉱の製造方法 |
| JP7188033B2 (ja) | 2018-11-30 | 2022-12-13 | 日本製鉄株式会社 | 含炭塊成鉱の製造方法 |
| JP2021110005A (ja) * | 2020-01-10 | 2021-08-02 | 日本製鉄株式会社 | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 |
| JP7368726B2 (ja) | 2020-01-10 | 2023-10-25 | 日本製鉄株式会社 | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1468969A (zh) | 2004-01-21 |
| JP4118604B2 (ja) | 2008-07-16 |
| SE0301553D0 (sv) | 2003-05-27 |
| SE0301553L (sv) | 2003-11-29 |
| CA2430027C (en) | 2008-10-21 |
| US6918944B2 (en) | 2005-07-19 |
| KR20030091806A (ko) | 2003-12-03 |
| KR100571063B1 (ko) | 2006-04-13 |
| BR0302859B1 (pt) | 2013-06-25 |
| AU2003204419A1 (en) | 2003-12-18 |
| BR0302859A (pt) | 2005-05-03 |
| SE528193C2 (sv) | 2006-09-19 |
| US20040025633A1 (en) | 2004-02-12 |
| AU2003204419B2 (en) | 2008-02-21 |
| CA2430027A1 (en) | 2003-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5000402B2 (ja) | 高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法 | |
| TWI339218B (ja) | ||
| JP2003342646A (ja) | 高炉用のカーボン内装非焼成塊成鉱およびその製造方法 | |
| JP2008214715A (ja) | 製鉄用非焼成塊成鉱の製造方法 | |
| JP4603628B2 (ja) | 含炭非焼成ペレットを用いる高炉操業方法 | |
| JP5114742B2 (ja) | 高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法 | |
| JP4842403B2 (ja) | 非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP2011063835A (ja) | 塊成化状高炉用原料の強度改善方法 | |
| JP3863052B2 (ja) | 高炉原料装入方法 | |
| JP5786668B2 (ja) | 非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP5454505B2 (ja) | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP5517501B2 (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
| JP5825180B2 (ja) | 石炭チャーを使用した高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP5447410B2 (ja) | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JP2005290525A (ja) | 高炉用冷間塊成鉱の製造方法 | |
| JPH09310111A (ja) | 還元鉄製造用ペレット及び還元鉄製造方法 | |
| AU2011250873B2 (en) | Briquette iron by hot molding and process for producing the same | |
| JP2023133079A (ja) | 転炉用昇熱材およびその製造方法 | |
| JP2014025135A (ja) | 高炉用非焼成含炭塊成鉱の製造方法 | |
| JPH1150160A (ja) | 半還元鉄塊成鉱およびその製造方法ならびに銑鉄の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040707 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060117 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061219 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070214 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080129 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080319 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080422 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080423 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4118604 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502 Year of fee payment: 5 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502 Year of fee payment: 5 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140502 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |