JP2008280556A - 高炉用自溶性ペレットおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高炉の通気性を改善して生産性を向上させるとともに、ペレット製造時にはグレート上のペレット層の通気性を改善してペレットを増産しうる、自溶性ペレットおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】CaO/SiO2質量比が0.8以上、MgO/SiO2質量比が0.4以上であって、平均粒径が10〜13mmで、粒径4mm以上8mm未満のものが6質量%以下、粒径15mm以上20mm未満のものが7質量%以下の粒径分布を有することを特徴とする高炉用自溶性ペレット。
【選択図】なし
Description
松井ら,「当社における高炉操業技術の進歩とコークス中心装入法としての中心流操業思想」,R&D 神戸製鋼技報,第55巻,第2号,2005年9月,p.9−17 大山ら,「神戸3高炉におけるオールペレット操業への移行:(神戸3高炉オールペレット操業−その1)」,材料とプロセス,第15巻,第1号,2002年3月1日,p.129−130 日本鉄鋼協会編,「鉄鋼便覧(第II巻)製銑・製鋼」,第3版,丸善株式会社,昭和54年10月15日,p.158
本発明に係る高炉用自溶性ペレットは、CaO/SiO2質量比が0.8以上、MgO/SiO2質量比が0.4以上であって、平均粒径が10〜13mmで、粒径4mm以上8mm未満のものが6質量%以下、粒径15mm以上20mm未満のものが7質量%以下の粒径分布を有することを特徴とする。
自溶性ペレットのスラグ組成を規定するCaO/SiO2質量比およびMgO/SiO2質量比をともに所定値(0.8および0.4)以上に高くすることで、高温還元時におけるペレットの軟化・溶け落ち温度を高く維持でき、高温の被還元性を上昇させることができるためである。CaO/SiO2質量比は、1.0以上、さらには、1.2以上、特に1.4以上とするのが好ましい。また、MgO/SiO2質量比は、0.5以上、さらには0.6以上、特に0.7以上とするのが好ましい。ただし、CaO/SiO2質量比およびMgO/SiO2質量比を高くしすぎると、ペレット焼成時にCaOおよびMgO成分がスラグ化しにくくなり、焼成ペレットの強度が低下するとともに、CaOおよびMgO源としての石灰石およびドロマイトの使用量が増加してコスト増となるので、CaO/SiO2質量比は2.0以下、さらには1.8以下、特に1.6以下とするのが好ましく、MgO/SiO2質量比は1.1以下、さらには1.0、特に0.9以下とするのが好ましい。
自溶性ペレットの平均粒径は、小さすぎると、被還元性は良好となるものの、高炉内の鉱石層、グレート上のペレット層とも通気性が低下し、他方、大きすぎると、高炉内の鉱石層、グレート上のペレット層とも通気性は改善されるものの、被還元性が低下する。よって、自溶性ペレットの平均粒径は10〜13mmの範囲、好ましくは11〜12mmの範囲とする。
上記本発明に係る高炉用自溶性ペレットは、例えば、以下のようにして製造することができる。
鉄原料である鉄鉱石(ペレットフィード)に、CaOおよびMgOを含有する副原料として石灰石とドロマイトを配合し、CaO/SiO2質量比が0.8以上(好ましくは1.0以上、さらに好ましくは1.2以上、特に好ましくは1.4以上)、MgO/SiO2質量比が0.4以上(好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.6以上、特に好ましくは0.7以上)になるように調整する。鉄鉱石および副原料は、必要により、事前にまたは配合後にボールミル等で粉砕して、配合原料の粒度が44μm以下、80質量%以上になるようにする。
この配合原料に適量の水分を添加して、造粒機としてパンペレタイザまたはドラムペレタイザを用いて造粒し、生ペレットを形成する。生ペレットの粒径分布は、後段の焼成による収縮を考慮して、焼成後の自溶性ペレットの粒径分布(本発明が規定する粒度分布を満足する目標粒度分布)より、平均粒径をやや大きい側にシフトさせた粒径分布になるように設定する。生ペレットの粒径分布の設定は、下限の粒径を規定するシードスクリーンの篩目と、上限の粒径を規定するオーバーサイズスクリーンの篩目を調整することにより容易に行うことができる。シードスクリーンの篩下はそのまま造粒機に戻すとともに、オーバーサイズスクリーンの篩上は解砕して造粒機に戻すことにより、原料歩留(製造歩留)を低下させることなく、所望の粒径分布を得ることができる。なお、本発明が規定する焼成後のペレットの粒径分布を得るためには、従来よりシードスクリーンの篩目を大きくし、かつ、オーバーサイズスクリーンの篩目を小さくする必要があり、必然的に造粒機への戻し量が多くなるため、造粒機1台あたりの生ペレット生産能力が低下するので、造粒機の増強ないし増設が必要となる場合がある。
上記のようにして成形された、所定の粒径分布を有する生ペレットは、焼成装置としてのグレート・キルンまたはストレートグレートの移動グレート上に充填され、そのペレット層に高温ガスを流通させることにより、乾燥、離水(必要な場合のみ)、予熱の各段階を経た後、前者ではロータリキルンで、後者ではそのまま移動グレート上で、1220〜1300℃の高温ガスで加熱され焼成されて自溶性ペレットが得られる。加熱焼成の温度は、使用する鉄鉱石の種類や、CaO/SiO2質量比、MgO/SiO2質量比等に応じて、上記温度範囲で適宜調整すればよい。
このペレットを、篩目が20mm、15mm、12mm、10mm、8mm、4mmの各篩で篩分けを行った。このペレットには、もともと20mmを超えるペレットは存在せず、また、4mm未満のペレットは、高炉への装入直前にスクリーンで除去されてから高炉に装入される。そこで、まず、上記篩い分けにより得られた、4〜8mm、8〜10mm、10〜12mm、12〜15mm、15〜20mmの各粒度範囲のペレットごとに、高温荷重還元試験を実施した。なお、例えば「4〜8mm」の表記は、「4mm以上8mm未満」を意味するものとする。
・黒鉛るつぼ内径:43mm
・試料量:約87g(充填高さ:約33.5mm)
・荷重:1.0kgf/cm2(=9.80665×104Pa)
・温度:[室温→1000℃]×10℃/min、[1000℃→溶け落ち終了]×5℃/min
・還元ガス:[30容量%CO+70容量%N2]×7.2NL/min
次に、種々の粒径分布を想定し、それぞれの粒径分布を有するペレットの高温還元率(間接還元率および直接還元率)を、実際に高温荷重還元試験を行うことなく、上記各粒径範囲ごとの実測値に基づいて予測計算により求めた。具体的には、上記想定された粒径分布を有するペレットの高温還元率(間接還元率および直接還元率)は、上記各粒径範囲ごとの高温還元率(間接還元率および直接還元率)の実測値を、上記想定した粒径分布の各粒径範囲に存在するペレットの質量割合で加重平均することにより求めた。
Claims (2)
- CaO/SiO2質量比が0.8以上、MgO/SiO2質量比が0.4以上であって、平均粒径が10〜13mmで、粒径4mm以上8mm未満のものが6質量%以下、粒径15mm以上20mm未満のものが7質量%以下の粒径分布を有することを特徴とする高炉用自溶性ペレット。
- 鉄鉱石に、CaOおよびMgOを含有する副原料を配合してCaO/SiO2質量比が0.8以上、MgO/SiO2質量比が0.4以上になるように調整する原料配合工程と、この配合された原料を造粒して所定の粒径分布を有する生ペレットに成形する造粒工程と、この生ペレットを1220〜1300℃で加熱焼成して、平均粒径が10〜13mmで、4mm以上8mm未満が6質量%以下、15mm以上20mm未満が7質量%以下の粒径分布を有する自溶性ペレットとする焼成工程とを備えたことを特徴とする高炉用自溶性ペレットの製造方法。
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