JP2013221187A - Method for producing agglomerate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄鉱石や酸化鉄等の酸化鉄源（以下、酸化鉄含有物質ということがある）、石炭やコークス等のような炭素を含む還元剤（以下、炭素質還元剤ということがある）、およびバインダーを含む塊成物を加熱し、該塊成物中の酸化鉄を還元して還元鉄を製造する方法に関するものであり、詳細には、前記還元鉄を製造する際に用いる前記塊成物を製造する方法に関するものである。 The present invention may be referred to as an iron oxide source such as iron ore or iron oxide (hereinafter sometimes referred to as an iron oxide-containing substance), a reducing agent containing carbon such as coal or coke (hereinafter referred to as a carbonaceous reducing agent). ) And an agglomerate containing a binder, and relates to a method for producing reduced iron by reducing iron oxide in the agglomerate, and more specifically, the method used in producing the reduced iron The present invention relates to a method for producing an agglomerate.
酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、およびバインダーを含む原料混合物を塊成化して得られた塊成物を加熱し、該塊成物中の酸化鉄を還元して還元鉄を製造する直接還元製鉄法が開発されている。この製鉄法では、上記塊成物を加熱炉（例えば、移動炉床炉など）に供給し、炉内で加熱バーナーによる燃焼熱や輻射熱により加熱することによって塊成物中の酸化鉄を炭素質還元剤で還元している。得られた還元鉄は、炉に設けられた排出手段によって炉外へ排出され、回収される。 Direct reduction for producing reduced iron by heating the agglomerate obtained by agglomerating a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, and a binder, and reducing the iron oxide in the agglomerate. Steelmaking methods have been developed. In this iron making method, the agglomerate is supplied to a heating furnace (for example, a moving hearth furnace) and heated in the furnace by combustion heat or radiant heat from a heating burner, thereby converting the iron oxide in the agglomerate into a carbonaceous material. Reduced with a reducing agent. The obtained reduced iron is discharged out of the furnace and collected by the discharging means provided in the furnace.
上記塊成物は、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤の混合物に、該塊成物の強度を高めるためにバインダーと水を配合し、造粒機で塊成化して生ペレットとした後、乾燥することにより製造される。得られた塊成物は、通常、ベルトコンベアに乗せられて加熱炉まで移動させるが、加熱炉に供給されるまで移動する間や、ベルトコンベアを乗り継ぐときに塊成物の一部が砕け、粉化することがあるため粉化しない程度の強度を有していることが求められている。また、加熱炉に塊成物を供給するときは、ある程度の高さから炉床上に落とされるが、このとき落下させても塊成物の一部が砕けたり、崩壊しない程度の強度を有していることが求められている。塊成物の強度が低く、塊成物が粉化、崩壊すると、酸化鉄の還元が不充分となって還元鉄の品質が低下したり、還元鉄と、酸化鉄の還元時に副生するスラグとの分離性が悪くなって還元鉄の品質が低下するからである。また、塊成物の粉化物が炉床に堆積すると、炉床上に塊状や板状の還元鉄が形成される。炉床上に堆積した還元鉄が粗大化すると、還元鉄を炉外へ排出するために設けた排出手段等に接触し、この排出手段等を損傷する原因となる。また、炉床表面を平滑に均すための均し手段が設けられている場合には、上記炉床上に堆積した還元鉄が均し手段に接触し、該均し手段を損傷することがある。特に、炭素質還元剤は水と馴染みにくいため、炭素質還元剤を含有しない場合と比べて塊成物の強度は低下する傾向がある。 The agglomerate is a mixture of an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent, and a binder and water are blended in order to increase the strength of the agglomerate, and agglomerated with a granulator to obtain raw pellets. Manufactured by drying. The obtained agglomerate is usually placed on a belt conveyor and moved to a heating furnace, but while moving until it is supplied to the heating furnace, or when transferring the belt conveyor, a part of the agglomerate is crushed, Since it may be pulverized, it is required to have strength that does not pulverize. In addition, when agglomerates are supplied to the heating furnace, they are dropped onto the hearth from a certain height. However, even if dropped at this time, the agglomerates are strong enough not to break or collapse. It is required to be. If the strength of the agglomerate is low and the agglomerate is pulverized or disintegrated, the iron oxide is not sufficiently reduced and the quality of the reduced iron is reduced, or the reduced iron and slag produced as a by-product during the reduction of the iron oxide This is because the quality of the reduced iron is deteriorated due to poor separation. In addition, when the agglomerated powder is deposited on the hearth, reduced iron in the form of lumps or plates is formed on the hearth. When the reduced iron deposited on the hearth becomes coarse, it comes into contact with the discharging means provided for discharging the reduced iron to the outside of the furnace, causing damage to the discharging means. In addition, when a smoothing means for smoothing the hearth surface is provided, the reduced iron deposited on the hearth may come into contact with the smoothing means and damage the smoothing means. . In particular, since the carbonaceous reducing agent is not easily compatible with water, the strength of the agglomerate tends to be lower than when no carbonaceous reducing agent is contained.
上記塊成物の強度を高める技術として、特許文献１、２が知られている。これらのうち特許文献１には、主成分たる酸化鉄と、この酸化鉄を還元するのに十分な量の炭材と、前記酸化鉄と炭材とを粘結するのに十分な量の有機質粘結剤と、０．０５質量％以上、１質量％未満の無機質凝集剤とを含む混合原料に水分を添加して造粒した生ペレットを、この生ペレットの水分が１．０質量％以下になるまで乾燥することによって酸化鉄ペレットの強度を高める技術が開示されている。この文献には、有機質粘結剤の具体例として、小麦粉、トウモロコシ粉等が挙げられている。
特許文献２には、バインダーとして炭水化物を用いると共に、酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、バインダーおよび水分を含む原料混合物を静置工程に付してから塊成化することによって、塊成化物の強度を高める技術が開示されている。この文献には、炭水化物の具体例として、小麦粉、トウモロコシ粉などが挙げられている。また、バインダーの配合比は、原料混合物中に占める比率で０．５〜１．５質量％程度とすることが記載されている。
In
上記塊成物の強度は、バインダーの配合量にある程度比例して高くなることが知られている。一方、上記バインダーとしては、一般的には小麦粉が使用されているが、小麦粉の価格はここ数年高騰しているため、コスト高となっている。また、国や地域によっては、小麦粉を産出しないか、産出量が少なく工業向けに用いる余裕が無いところがあり、バインダーとして小麦粉以外の代替品を使用せざるを得ないことがある。そこでバインダーとして配合する小麦粉量を低減することが求められている。 It is known that the strength of the agglomerates increases in proportion to the blending amount of the binder. On the other hand, flour is generally used as the binder, but the price of the flour has been rising for several years, and the cost is high. Further, depending on the country or region, there is a place where wheat flour is not produced, or the amount of production is small and there is no room for industrial use, and substitutes other than wheat flour must be used as a binder. Therefore, it is required to reduce the amount of flour blended as a binder.
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、塊成物にバインダーとして配合する小麦粉量を低減しても強度が高く、粉化率の低い塊成物を製造できる方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、得られた塊成物を用いて還元鉄を製造する方法を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned circumstances, and the purpose thereof is an agglomerate having a high strength and a low pulverization rate even if the amount of flour mixed as a binder in the agglomerate is reduced. It is providing the method which can manufacture. Another object of the present invention is to provide a method for producing reduced iron using the obtained agglomerates.
上記課題を解決することのできた本発明に係る塊成物の製造方法とは、酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、およびバインダーを含む原料混合物を塊成化した塊成物を加熱し、該塊成物中の酸化鉄を還元して還元鉄を製造する際に用いる前記塊成物の製造方法であって、前記バインダーはコーンスターチ粉末および小麦粉からなり、前記原料混合物全体の質量に対する前記バインダーの配合量を１．５〜２．５質量％とし、前記バインダーの前記配合量に対して前記コーンスターチ粉末の配合量を６０〜８０質量％とする点に要旨を有している。上記原料混合物全体の質量に対して、コーンスターチ粉末の配合量は、０．９〜２質量％とし、上記小麦粉の配合量は、０．３〜１質量％とすればよい。本発明には、上記製造方法で得られた塊成物を還元鉄の製造に用いて還元鉄を製造する方法も包含される。 The method for producing an agglomerate according to the present invention that has been able to solve the above-mentioned problems includes heating an agglomerate obtained by agglomerating a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, and a binder, A method for producing the agglomerate used for producing reduced iron by reducing iron oxide in the agglomerate, wherein the binder is made of corn starch powder and wheat flour, and the binder comprises the total mass of the raw material mixture. It has a gist in that the blending amount is 1.5 to 2.5 mass%, and the blending amount of the corn starch powder is 60 to 80 mass% with respect to the blending amount of the binder. The blending amount of the corn starch powder may be 0.9 to 2% by mass and the blending amount of the wheat flour may be 0.3 to 1% by mass with respect to the mass of the whole raw material mixture. The present invention also includes a method for producing reduced iron using the agglomerate obtained by the above production method for producing reduced iron.
本発明によれば、塊成物に配合するバインダーとしてコーンスターチ粉末と小麦粉を併用すると共に、これらの併用割合を適切に制御しているため、小麦粉の配合量を低減しても塊成物の強度を高めることができ、粉化を抑えることができる。その結果、塊成物のコストを削減でき、この塊成物を用いて還元鉄を製造すれば、還元鉄の製造コストを低減できる。 According to the present invention, corn starch powder and wheat flour are used in combination as a binder to be blended in the agglomerate, and the combination ratio is appropriately controlled, so that the strength of the agglomerate is reduced even if the blending amount of the flour is reduced. Can be increased and powdering can be suppressed. As a result, the cost of the agglomerate can be reduced, and if reduced iron is produced using this agglomerate, the production cost of reduced iron can be reduced.
本発明者らは、酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、およびバインダーを含む原料混合物を塊成化した塊成物を加熱し、該塊成物中の酸化鉄を還元して還元鉄を製造する際に用いる前記塊成物について、該塊成物に配合する小麦粉量を低減しても塊成物の強度を確保し、粉化率を抑えることを目指して鋭意検討を重ねてきた。その結果、バインダーとして小麦粉とコーンスターチ粉末とを併用すると共に、これらの併用割合を適切に調整すれば、バインダーとして用いる小麦粉の配合量を低減しても、塊成物の強度低下を抑制でき、粉化を抑えられることを見出し、本発明を完成した。以下、本発明について詳細に説明する。 The inventors of the present invention produce a reduced iron by heating an agglomerate obtained by agglomerating a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, and a binder, and reducing the iron oxide in the agglomerate. As for the agglomerates used in the process, intensive studies have been made with the aim of ensuring the strength of the agglomerates and suppressing the pulverization rate even if the amount of flour blended in the agglomerates is reduced. As a result, when wheat flour and corn starch powder are used in combination as a binder and the combination ratio of these is appropriately adjusted, the strength reduction of the agglomerate can be suppressed even if the amount of flour used as the binder is reduced. As a result, the present invention was completed. The present invention will be described in detail below.
本発明では、バインダーとして、コーンスターチ粉末と小麦粉を併用することが重要である。即ち、従来からバインダーとして用いられている数々の材料からコーンスターチ粉末を選択し、このコーンスターチ粉末と小麦粉とを併用することによって、小麦粉の使用量を低減しても小麦粉を単独で用いたときと同程度の塊成物強度を達成できることを明らかにしている。 In the present invention, it is important to use corn starch powder and wheat flour as a binder. That is, by selecting corn starch powder from a number of materials conventionally used as a binder and using this corn starch powder and wheat flour together, even if the amount of flour used is reduced, the flour is the same as when used alone. It has been shown that a degree of agglomerate strength can be achieved.
ここで、コーンスターチ粉末とは、トウモロコシから得られる澱粉であり、小麦粉とは、小麦を粉にしたものである。 Here, the corn starch powder is a starch obtained from corn, and the wheat flour is a flour of wheat.
本発明では、コーンスターチ粉末と小麦粉を併用したうえで、上記原料混合物全体の質量に対するバインダーの配合量は１．５〜２．５質量％とする必要がある。バインダーの配合量が１．５質量％未満では、コーンスターチ粉末と小麦粉を併用しても酸化鉄含有物質と炭素質還元剤とを充分粘結させることができず、塊成物の強度が低下し、搬送時や炉への供給時に粉化が発生しやすくなる。従ってバインダーの配合量は１．５質量％以上とし、好ましくは１．８質量％以上である。一方、バインダーの配合量を２．５質量％超としても粘結剤としての効果は飽和し、経済的に不利益になるだけである。また、２．５質量％を超えて配合すると、後述する様に、原料混合物を塊成化して得られた生ペレット性状として、荷重時変形率がバインダー添加量の増加に伴って大きくなり、乾燥器内で積載したときに潰れ気味となり、乾燥空気の通気を阻害する現象が起こり勝ちになる。従ってバインダーの配合量は２．５質量％以下とし、好ましくは２．３質量％以下である。 In this invention, after using corn starch powder and wheat flour together, the compounding quantity of the binder with respect to the mass of the whole said raw material mixture needs to be 1.5-2.5 mass%. When the blending amount of the binder is less than 1.5% by mass, the iron oxide-containing substance and the carbonaceous reducing agent cannot be sufficiently bonded even if corn starch powder and wheat flour are used in combination, and the strength of the agglomerate is reduced. During the transportation or supply to the furnace, pulverization is likely to occur. Therefore, the blending amount of the binder is 1.5% by mass or more, preferably 1.8% by mass or more. On the other hand, even if the blending amount of the binder exceeds 2.5% by mass, the effect as a binder is saturated, which is only economically disadvantageous. Also, when blended in excess of 2.5% by mass, as will be described later, as the raw pellet properties obtained by agglomerating the raw material mixture, the deformation rate under load increases with an increase in the amount of binder added, and dried. When loaded in a container, it becomes crushed and tends to cause a phenomenon that impedes the passage of dry air. Therefore, the blending amount of the binder is 2.5% by mass or less, and preferably 2.3% by mass or less.
本発明では、上記原料混合物全体の質量に対するバインダーの配合量を上記範囲に調整したうえで、該バインダーの上記配合量に対する上記コーンスターチ粉末の配合量を６０〜８０質量％とすることが重要である。即ち、バインダーとして小麦粉のみを用いる場合に対して、コーンスターチ粉末の置換率を６０〜８０％とすることが重要である。コーンスターチ粉末の配合量が６０質量％（コーンスターチ粉末による置換率が６０％）を下回ると、バインダーに占める小麦粉の配合量が多くなるため、コーンスターチ粉末を用いることによるコスト削減効果が期待できない。従ってコーンスターチ粉末の配合量は６０質量％以上とし、好ましくは６５質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。しかしコーンスターチ粉末の配合量を８０質量％（コーンスターチ粉末による置換率が８０％）を超えると、後述する実施例で明らかにするように、落下強度が低下し、粉化率が高くなる。従ってコーンスターチ粉末の配合量は８０質量％以下とし、好ましくは７８質量％以下である。 In the present invention, it is important that the blending amount of the corn starch powder with respect to the blending amount of the binder is 60 to 80% by mass after adjusting the blending amount of the binder with respect to the total mass of the raw material mixture within the above range. . That is, it is important that the substitution rate of corn starch powder is 60 to 80% when only wheat flour is used as the binder. When the blending amount of corn starch powder is less than 60% by mass (substitution rate by corn starch powder is 60%), the blending amount of wheat flour in the binder increases, so that the cost reduction effect by using corn starch powder cannot be expected. Therefore, the blending amount of corn starch powder is 60% by mass or more, preferably 65% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more. However, when the blending amount of corn starch powder exceeds 80% by mass (the substitution rate with corn starch powder is 80%), the drop strength is lowered and the powdering rate is increased, as will be clarified in Examples described later. Therefore, the blending amount of corn starch powder is 80% by mass or less, preferably 78% by mass or less.
上記原料混合物全体の質量に対して、コーンスターチ粉末の配合量は、０．９〜２質量％とすればよく、上記小麦粉の配合量は、０．３〜１質量％とすればよい。 The compounding quantity of corn starch powder should just be 0.9-2 mass% with respect to the mass of the said whole raw material mixture, and the compounding quantity of the said wheat flour should just be 0.3-1 mass%.
上記原料混合物は、上記バインダーの他に、酸化鉄含有物質と炭素質還元剤を含んでいる。上記酸化鉄含有物質としては、例えば、鉄鉱石、砂鉄、非鉄精錬残渣などを用いることができる。上記炭素質還元剤としては、炭素含有物質を用いることができ、例えば、石炭やコークスなどを用いることができる。 In addition to the binder, the raw material mixture contains an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing agent. As said iron oxide containing substance, an iron ore, sand iron, a nonferrous refining residue etc. can be used, for example. As said carbonaceous reducing agent, a carbon containing substance can be used, for example, coal, coke, etc. can be used.
上記原料混合物には、その他の成分として、ＣａＯ供給物質、ＭｇＯ供給物質、ＣａＯとＭｇＯの供給物質、Ａｌ2Ｏ3供給物質、ＳｉＯ2供給物質などを配合してもよい。ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、およびＳｉＯ2は、いずれも塊成物に含まれる鉄以外の成分（特に、脈石）の融点に影響する物質である。 As the other components, the raw material mixture may contain a CaO supply material, a MgO supply material, a CaO and MgO supply material, an Al 2 O 3 supply material, a SiO 2 supply material, and the like. CaO, MgO, Al 2 O 3 , and SiO 2 are all substances that affect the melting point of components (particularly gangue) other than iron contained in the agglomerate.
上記ＣａＯ供給物質としては、例えば、ＣａＯ（生石灰）、Ｃａ（ＯＨ）2（消石灰）およびＣａＣＯ3（石灰石）よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合することが好ましい。上記ＭｇＯ供給物質としては、例えば、ＭｇＯ粉末、天然鉱石や海水などから抽出されるＭｇ含有物質、ＭｇＣＯ3よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合することが好ましい。上記ＣａＯとＭｇＯの供給物質としては、例えば、ＣａＭｇ（ＣＯ3）2（ドロマイト）などを配合することが好ましい。上記Ａｌ2Ｏ3供給物質としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3粉末、ボーキサイト、ベーマイト、ギブサイト、ダイアスポアなどを配合することが好ましい。上記ＳｉＯ2供給物質としては、例えば、ＳｉＯ2粉末や珪砂などを用いることができる。 Examples of the CaO feed material, for example, CaO (quicklime), Ca (OH) 2 is preferably blended at least one selected from the group consisting of (hydrated lime) and CaCO 3 (limestone). As the MgO supply substance, it is preferable to blend at least one selected from the group consisting of MgO powder, Mg-containing substance extracted from natural ore or seawater, and MgCO 3 , for example. As the CaO and MgO supply substance, for example, CaMg (CO 3 ) 2 (dolomite) is preferably blended. As the Al 2 O 3 supply substance, for example, Al 2 O 3 powder, bauxite, boehmite, gibbsite, diaspore and the like are preferably blended. As the SiO 2 supply substance, for example, SiO 2 powder or silica sand can be used.
上記原料混合物は、混合機を用いて混合すればよく、混合機としては、例えば、回転容器形混合機や固定容器形混合機を用いることができる。上記回転容器形混合機としては、例えば、回転円筒形、二重円錐形、Ｖ形などの混合機を用いることができる。上記固定容器形混合機としては、例えば、混合槽内に回転羽（例えば、鋤など）を設けた混合機を用いることができる。 What is necessary is just to mix the said raw material mixture using a mixer, and as a mixer, a rotary container type mixer and a fixed container type mixer can be used, for example. As the rotary container type mixer, for example, a rotary cylinder type, double cone type, V type mixer or the like can be used. As the fixed container mixer, for example, a mixer provided with rotating blades (for example, a bowl) in a mixing tank can be used.
上記原料混合物を混合する際には、必要に応じて適量の水を配合すればよい。 What is necessary is just to mix | blend an appropriate amount of water as needed, when mixing the said raw material mixture.
上記混合機で混合して得られた原料混合物は、塊成機を用いて塊成化すればよい。上記塊成機としては、例えば、皿形造粒機（ディスク形造粒機）やドラム形造粒機（円筒形造粒機）、双ロール型ブリケット成型機などを用いることができる。 What is necessary is just to agglomerate the raw material mixture obtained by mixing with the said mixer using an agglomerator. As the agglomerating machine, for example, a dish granulator (disk granulator), a drum granulator (cylindrical granulator), a twin roll briquette molding machine, or the like can be used.
上記原料混合物を成形するときの形状は特に限定されず、例えば、塊状、粒状、ブリケット状、ペレット状、棒状などであればよく、好ましくはペレット状やブリケット状であればよい。 The shape at the time of shaping the raw material mixture is not particularly limited, and may be, for example, a lump shape, a granular shape, a briquette shape, a pellet shape, a rod shape, or the like, preferably a pellet shape or a briquette shape.
上記原料混合物を塊成化して得られた生ペレットは、乾燥して塊成物とする。なお、上記生ペレットを乾燥させるときの条件は特に限定されない。 The raw pellet obtained by agglomerating the raw material mixture is dried to obtain an agglomerate. In addition, the conditions when drying the said raw pellet are not specifically limited.
乾燥して得られた塊成物の大きさは特に限定されないが、最大直径が５０ｍｍ程度以下であればよく、下限値は５ｍｍ程度である。 Although the magnitude | size of the agglomerate obtained by drying is not specifically limited, A maximum diameter should just be about 50 mm or less, and a lower limit is about 5 mm.
本発明で得られた塊成物は、強度が高い（特に、転動時における粉化率が低い）ため、乾燥後、加熱炉へ供給するまでの間や、加熱炉に供給しても粉化し難い。そのため、還元鉄の生産性が向上する。 The agglomerate obtained in the present invention has high strength (particularly, the powdering rate at the time of rolling is low). Therefore, the powder is dried or supplied to the heating furnace, or even if it is supplied to the heating furnace. It's hard to make it. Therefore, the productivity of reduced iron is improved.
次に、本発明で得られた塊成物を用いて還元鉄を製造するときの条件について説明する。上記塊成物を加熱炉へ供給し、加熱して塊成物に含まれる酸化鉄を炭素質還元剤により還元することによって還元鉄を製造できる。 Next, conditions for producing reduced iron using the agglomerates obtained in the present invention will be described. Reduced iron can be produced by supplying the agglomerate to a heating furnace and heating to reduce the iron oxide contained in the agglomerate with a carbonaceous reducing agent.
上記加熱炉としては、公知の炉を用いればよく、例えば、移動炉床式加熱炉を用いればよい。移動炉床式加熱炉とは、炉床がベルトコンベアのように炉内を移動する加熱炉であり、具体的には、回転炉床炉が例示できる。回転炉床炉は、炉床の始点と終点が同じ位置になるように、炉床の外観形状が円形（ドーナツ状）に設計されており、炉床上に供給された塊成物は、炉内を一周する間に加熱還元されて還元鉄を生成する。従って、回転炉床炉には、回転方向の最上流側に塊成物を炉内に供給する手段が設けられ、回転方向の最下流側（回転構造であるため、実際には装入手段の直上流側になる）に排出手段が設けられる。 As the heating furnace, a known furnace may be used. For example, a moving hearth type heating furnace may be used. The moving hearth type heating furnace is a heating furnace in which the hearth moves in the furnace like a belt conveyor, and specifically, a rotary hearth furnace can be exemplified. The rotary hearth furnace is designed in a circular shape (donut shape) so that the start point and end point of the hearth are the same, and the agglomerate supplied on the hearth is Is reduced by heating to make reduced iron. Therefore, the rotary hearth furnace is provided with a means for supplying the agglomerate into the furnace on the most upstream side in the rotation direction, and the most downstream side in the rotation direction. Discharging means is provided on the upstream side.
上記加熱炉には、炉内の炉床上に供給した上記塊成物の積層厚みを均すための均し手段を設けてもよい。均し手段としては、例えば、スクリューフィーダーなどが挙げられる。 The heating furnace may be provided with a leveling means for leveling the laminated thickness of the agglomerates supplied on the hearth in the furnace. Examples of the leveling means include a screw feeder.
上記塊成物は、炉内で常法に従って加熱すればよく、例えば、塊成物の温度が１２００〜１５００℃となるように加熱すればよい。加熱温度を１３００℃前後とした場合には、固体状態で還元反応が起こり、還元鉄を固体状態のまま回収できる。一方、加熱温度を１４００℃以上とした場合には、溶融状態で還元反応が起こるため、還元鉄と、酸化鉄の還元時に副生するスラグが、いずれも液体状となり、還元鉄とスラグに分離し、これらが夫々凝集する。これを冷却すれば、還元鉄とスラグを回収できる。 What is necessary is just to heat the said agglomerate in a furnace in accordance with a conventional method, for example, the temperature of an agglomerate may be 1200-1500 degreeC. When the heating temperature is about 1300 ° C., the reduction reaction occurs in the solid state, and the reduced iron can be recovered in the solid state. On the other hand, when the heating temperature is 1400 ° C. or higher, a reduction reaction occurs in a molten state, and thus reduced iron and slag produced as a by-product during the reduction of iron oxide both become liquid and are separated into reduced iron and slag. These aggregate together. If this is cooled, reduced iron and slag can be recovered.
得られた還元鉄は、例えば、高炉や電気炉へ供給して鉄源として用いることができる。 The obtained reduced iron can be supplied to a blast furnace or an electric furnace, for example, and used as an iron source.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
酸化鉄含有物質、炭素質還元剤、およびバインダーを含む原料混合物を塊成化した塊成物を作製し、該塊成物の強度を測定した。 An agglomerate was produced by agglomerating a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, and a binder, and the strength of the agglomerate was measured.
上記酸化鉄含有物質としては下記表１に示した成分組成の鉄鉱石を用い、上記炭素質還元剤としては下記表２に示した成分組成の石炭を用いた。 As the iron oxide-containing substance, iron ore having the component composition shown in Table 1 below was used, and as the carbonaceous reducing agent, coal having the component composition shown in Table 2 below was used.
また、上記原料混合物には、酸化鉄含有物質（鉄鉱石）、炭素質還元剤（石炭）、およびバインダーの他に、スラグ組成調整用副原料を配合した。上記スラグ組成調整用副原料としては、ＣａＯ供給物質である石灰石（主成分はＣａＣＯ3で、詳細な成分組成を下記表３に示す。）を配合した。上記原料混合物の組成を下記表４に示す。 In addition to the iron oxide-containing substance (iron ore), the carbonaceous reducing agent (coal), and the binder, the raw material mixture was mixed with an auxiliary raw material for adjusting the slag composition. As an auxiliary material for adjusting the slag composition, limestone which is a CaO supply substance (the main component is CaCO 3 and the detailed component composition is shown in Table 3 below) was blended. The composition of the raw material mixture is shown in Table 4 below.
上記原料混合物全体の質量に対する上記バインダーの配合量は０．６〜２．０質量％とした。上記バインダーとしては、コーンスターチ粉末と小麦粉を用い、これらの配合比率を適宜調整した（表５のＮｏ．１〜１８）。下記表５に、原料混合物全体の質量に対する小麦粉の配合量、コーンスターチ粉末の配合量、バインダー量（即ち、コーンスターチ粉末と小麦粉の合計量）を示す。また、バインダー全体の質量に対するコーンスターチ粉末の質量割合を下記表５に併せて示す（表５では置換率と表記）。なお、比較例として、バインダーとして小麦粉のみを用いた例も下記表５に示した（表５のＮｏ．１９〜２２）。 The blending amount of the binder with respect to the total mass of the raw material mixture was 0.6 to 2.0% by mass. As said binder, the corn starch powder and wheat flour were used, and these compounding ratios were adjusted suitably (No. 1-18 of Table 5). Table 5 below shows the blending amount of wheat flour, the blending amount of corn starch powder, and the binder amount (that is, the total amount of corn starch powder and flour) with respect to the mass of the entire raw material mixture. Moreover, the mass ratio of the corn starch powder with respect to the mass of the whole binder is shown together in following Table 5 (in Table 5, it describes with a substitution rate). In addition, as a comparative example, the example which used only flour as a binder was also shown in the following Table 5 (No. 19-22 of Table 5).
得られた原料混合物に適量の水を添加し、タイヤ型造粒機を用いて直径約１９ｍｍの生ペレットに造粒した。得られた生ペレットを乾燥機に装入し、１８０℃で１時間加熱して付着水を完全に除去して塊成物を得た。乾燥して得られた塊成物の機械的強度を評価するために、塊成物の粉化率を測定した。また、塊成物の落下強度についても測定した。 An appropriate amount of water was added to the obtained raw material mixture, and granulated into raw pellets having a diameter of about 19 mm using a tire type granulator. The obtained raw pellets were charged into a dryer and heated at 180 ° C. for 1 hour to completely remove the adhering water to obtain an agglomerate. In order to evaluate the mechanical strength of the agglomerate obtained by drying, the powdering rate of the agglomerate was measured. The drop strength of the agglomerates was also measured.
［粉化率］
塊成物の粉化率は、実操業で発生する粉化率と相関性がよいタンブラー強度に基づいて評価した。タンブラー強度は、ＤＩ５０指数に基づいて評価した。ＤＩ５０指数は、「製銑ハンドブック １９７９」の１０．７章に記載された鉄鉱石類（焼結鉱）の還元粉化試験に準拠して算出した。これによれば、内径１２．６６ｃｍで長さ２０ｃｍの円筒内に対向する高さ２．５ｃｍで厚さ０．６ｃｍの２枚の仕切板を長手方向に設けた金属製容器に、塊成物を約１００ｇ入れ、回転速度３０ｒｐｍで５０回転させたのち篩にかけ、測定された３．５５ｍｍ以下の塊成物の量を質量％で表したものをＤＩ５０指数としている。この値が小さいほど塊成物のタンブラー強度が高く、塊成物の粉化率が低いことを意味している。本発明では、ＤＩ５０指数が５％以下の場合を合格とし、粉化率が低く、塊成物の強度が高いと評価している。
[Powdering rate]
The agglomeration rate of the agglomerates was evaluated based on the tumbler strength, which has a good correlation with the pulverization rate generated in actual operation. The tumbler strength was evaluated based on the DI50 index. The DI50 index was calculated based on a reduction powdering test of iron ores (sintered ore) described in Chapter 10.7 of “Mr. Handbook 1979”. According to this, the agglomerate was placed in a metal container in which two partition plates having a height of 2.5 cm and a thickness of 0.6 cm opposed to each other in a cylinder having an inner diameter of 12.66 cm and a length of 20 cm were provided. About 100 g was added, and rotated 50 rpm at a rotation speed of 30 rpm. After passing through a sieve, the amount of agglomerate measured 3.55 mm or less expressed in mass% was taken as DI50 index. It means that the smaller the value, the higher the tumbler strength of the agglomerate and the lower the powdering rate of the agglomerate. In this invention, the case where DI50 index | exponent is 5% or less is set as the pass, and it is evaluated that the powdering rate is low and the intensity | strength of an agglomerate is high.
また、図１に、バインダー全体の質量に対するコーンスターチ粉末の置換率と粉化率との関係をグラフに示す。図１において、□はバインダーの合計量が１．０％の結果（表５のＮｏ．１〜７）、△はバインダーの合計量が１．５％の結果（表５のＮｏ．８〜１２）、○はバインダーの合計量が２．０％の結果（表５のＮｏ．１３〜１８）を夫々示している。 FIG. 1 is a graph showing the relationship between the substitution rate of corn starch powder and the powdering rate with respect to the total mass of the binder. In FIG. 1, □ is the result of the total amount of the binder of 1.0% (No. 1 to 7 in Table 5), and Δ is the result of the total amount of the binder of 1.5% (No. 8 to 12 of Table 5). ) And ◯ respectively show the results (Nos. 13 to 18 in Table 5) when the total amount of the binder is 2.0%.
［落下強度］
塊成物の落下強度は、得られた塊成物を鋼板の上方４５ｃｍの位置から自然落下させ、塊成物本体から分離した小破片の割合が、落下回数測定前における塊成物の質量に対して１０質量％を超える直前の回数を落下回数とした。測定は、１０個の塊成物について行い、測定結果の平均値を落下強度とした。落下強度を下記表５に示す。
[Drop strength]
The drop strength of the agglomerate is the mass of the agglomerate before the number of drops is measured. On the other hand, the number of times immediately before exceeding 10% by mass was defined as the number of drops. The measurement was performed on 10 agglomerates, and the average value of the measurement results was taken as the drop strength. The drop strength is shown in Table 5 below.
本発明では、上記ＤＩ５０指数が５％以下で、且つ落下回数が５回以上の場合を塊成物の強度がより優れていると評価し、上記ＤＩ５０指数が５％以下で、且つ落下回数が１０回以上の場合を塊成物の強度が特に優れていると評価している。 In the present invention, when the DI50 index is 5% or less and the number of drops is 5 or more, it is evaluated that the strength of the agglomerate is better, the DI50 index is 5% or less, and the number of drops is The case of 10 times or more is evaluated that the strength of the agglomerate is particularly excellent.
また、図２に、バインダー全体の質量に対するコーンスターチ粉末の置換率と落下強度との関係をグラフに示す。図２において、□はバインダーの合計量が１．０％の結果（表５のＮｏ．１〜７）、△はバインダーの合計量が１．５％の結果（表５のＮｏ．８〜１２）、○はバインダーの合計量が２．０％の結果（表５のＮｏ．１３〜１８）を夫々示している。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the replacement rate of corn starch powder and the drop strength with respect to the total mass of the binder. In FIG. 2, □ is the result of the total amount of the binder of 1.0% (No. 1 to 7 in Table 5), and Δ is the result of the total amount of the binder of 1.5% (No. 8 to 12 of Table 5). ) And ◯ respectively show the results (Nos. 13 to 18 in Table 5) when the total amount of the binder is 2.0%.
下記表５、図１、図２から明らかなように、原料混合物全体の質量に対するバインダーの配合量を１．５〜２．０質量％とし、バインダーの配合量に対してコーンスターチ粉末の配合量を６０〜８０質量％（即ち、コーンスターチ粉末の置換率を６０〜８０％）とすることによって、小麦粉の使用量を低減しても塊成物の粉化率を低くでき（ＤＩ５０指数が５％以下）、塊成物の強度を高められる（落下回数が５回以上）ことが分かる（Ｎｏ．８、９、１３、１４、１５）。 As is apparent from Table 5 and FIG. 1 and FIG. 2 below, the blending amount of the binder with respect to the total mass of the raw material mixture is 1.5 to 2.0 mass%, and the blending amount of the corn starch powder is based on the blending amount of the binder. 60% to 80% by mass (that is, 60% to 80% replacement rate of corn starch powder) Even if the amount of flour used is reduced, the agglomeration rate of the agglomerates can be lowered (DI50 index is 5% or less) ), It can be seen that the strength of the agglomerate can be increased (the number of drops is 5 or more) (No. 8, 9, 13, 14, 15).
一方、Ｎｏ．２〜４は、バインダーの配合量に対してコーンスターチ粉末の配合量を６０〜８０質量％（即ち、コーンスターチ粉末の置換率が６０〜８０％）としている例であるが、原料混合物全体の質量に対するバインダーの配合量が１．５質量％を下回っているため、塊成物の粉化率が高く（ＤＩ５０指数が５％超）、塊成物の強度が低く（落下回数が５回未満）なった。 On the other hand, no. 2 to 4 are examples in which the blending amount of the corn starch powder is 60 to 80% by mass (that is, the substitution rate of the corn starch powder is 60 to 80%) with respect to the blending amount of the binder. Since the blending amount of the binder is less than 1.5% by mass, the agglomeration rate is high (DI50 index is over 5%) and the agglomeration strength is low (the number of drops is less than 5). It was.
Ｎｏ．１は、塊成物の粉化率が低く、塊成物の強度が高い例であるが、バインダーの配合量に占めるコーンスターチ粉末の配合量が４０質量％であるため、小麦粉の使用量を低減できておらず、コスト高となる。 No. 1 is an example in which the agglomeration rate is low and the agglomeration strength is high, but the amount of cornstarch powder in the binder content is 40% by mass, so the amount of flour used is reduced. It is not done and the cost is high.
Ｎｏ．５〜７は、原料混合物全体の質量に対するバインダーの配合量が１．５質量％を下回っており、しかもバインダーの配合量に対してコーンスターチ粉末の配合量を８０質量％超としているため、塊成物の粉化率が高く（ＤＩ５０指数が５％超）、塊成物の強度が低く（落下回数が５回未満）なった。 No. In Nos. 5 to 7, the blending amount of the binder with respect to the total mass of the raw material mixture is less than 1.5% by mass, and the blending amount of the corn starch powder is more than 80% by mass with respect to the blending amount of the binder. The powdering rate of the product was high (DI50 index is over 5%), and the strength of the agglomerate was low (the number of drops was less than 5).
Ｎｏ．１０〜１２、Ｎｏ．１６〜１８は、原料混合物全体の質量に対するバインダーの配合量が１．５〜２．０質量％とした例であるが、バインダーの配合量に対してコーンスターチ粉末の配合量が８０質量％（即ち、コーンスターチ粉末の置換率が８０％）を超えているため、塊成物の粉化率が高くなるか（ＤＩ５０指数が５％超）、および／または塊成物の強度が低く（落下回数が５回未満）なった。 No. 10-12, no. 16 to 18 are examples in which the blending amount of the binder with respect to the total mass of the raw material mixture is 1.5 to 2.0% by weight, but the blending amount of the corn starch powder is 80% by weight with respect to the blending amount of the binder (that is, The cornstarch powder replacement rate is over 80%), so the agglomeration rate is high (DI50 index is over 5%) and / or the agglomerate strength is low (the number of drops is low) Less than 5 times).
また、Ｎｏ．１４とＮｏ．２１を比較すると、本発明のＮｏ．１４によれば、バインダーの合計使用量は約２倍に増加するが、コーンスターチ粉末を併用することによって、小麦粉の使用量を３／５に低減しても、同程度のＤＩ５０指数を有し、落下強度を一層向上させた塊成物を得ることができることが分かる。 No. 14 and no. When comparing No. 21, No. 21 of the present invention. According to 14, the total amount of binder used increases approximately twice, but by using corn starch powder together, even if the amount of flour used is reduced to 3/5, it has the same DI50 index, It can be seen that an agglomerate with further improved drop strength can be obtained.
よって本発明で規定する要件を満足する塊成物を加熱し、該塊成物中の酸化鉄を還元すれば、バインダーとして小麦粉のみを使用する場合と比べて還元鉄を低コストで製造できる。 Therefore, by heating an agglomerate that satisfies the requirements defined in the present invention and reducing the iron oxide in the agglomerate, reduced iron can be produced at a lower cost than when only flour is used as a binder.
Claims (3)
前記バインダーはコーンスターチ粉末および小麦粉からなり、
前記原料混合物全体の質量に対する前記バインダーの配合量を１．５〜２．５質量％とし、
前記バインダーの前記配合量に対して前記コーンスターチ粉末の配合量を６０〜８０質量％とすることを特徴とする塊成物の製造方法。 The agglomerate used for producing reduced iron by heating an agglomerate obtained by agglomerating a raw material mixture containing an iron oxide-containing substance, a carbonaceous reducing agent, and a binder, and reducing the iron oxide in the agglomerate. A method for producing a composition comprising:
The binder consists of corn starch powder and wheat flour,
The blending amount of the binder with respect to the mass of the entire raw material mixture is 1.5 to 2.5% by mass,
The manufacturing method of the agglomerate characterized by making the compounding quantity of the said corn starch powder 60-60 mass% with respect to the said compounding quantity of the said binder.
上記小麦粉の配合量を０．３〜１質量％とする請求項１に記載の製造方法。 The blending amount of corn starch powder is 0.9-2 mass% with respect to the mass of the whole raw material mixture,
The manufacturing method of Claim 1 which makes the compounding quantity of the said wheat flour 0.3-1 mass%.
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