JP5630399B2 - 微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、新たな観点から微粉鉄鉱石の粉砕粒度を適切化することにより、造粒が困難なPFを多量に含む微粉原料を造粒する方法を提供し、それによって、微粉原料を多量使用しても焼結生産性を低下させない微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法を提供することである。
しかし、粉砕した微粉鉄鉱石の粒度は、最適な粒度構成があると考えられる。
本発明者は、前記の知見を更に一歩進め、PFの隙間に入り込む微粉鉄鉱石の粒度を適正化し、アニオン性高分子分散剤を添加しなくてもPFの造粒が可能であることを見出した。
(2)前記空隙充填用鉄鉱石製造工程が、鉄鉱石を篩分けすることにより250μm以下
の大きさとし、前記250μm以下の大きさにした鉄鉱石の一部である33質量%以上を
、更に10μm以下に粉砕して粒度調整する工程であることを特徴とする前記(1)に記
載の微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法。
(3)前記空隙充填用鉄鉱石が、結晶水を5質量%以上含有していることを特徴とする前
記(1)又は(2)に記載の微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法。
(4)前記造粒物製造工程において、空隙充填用鉄鉱石の一部を消石灰に置き換え、全造
粒物(前記ブラジル産PF+空隙充填用鉄鉱石+消石灰)に対して15質量%以下の範囲で消石灰を添加することを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法。
発明の第一の実施形態は、ブラジル産PFのメジアン径に対して粒径比が0.23倍以下の比率が45%以上で、0.23倍を超え250μm以下の比率が55質量%未満に粒度を調整する空隙充填用鉄鉱石(全量0.10倍以下を除く)の製造工程と、前記粒度を調整した空隙充填用鉄鉱石を20質量%以上30質量%以下と、前記ブラジル産ペレットフィードを70質量%以上80質量%以下とを混合造粒する造粒物製造工程と、前記混合造粒して得られた造粒物と、その他の原料を混合した後、焼結機に装入して焼結鉱を焼成する焼結鉱焼成工程を実施することを特徴とする。
本発明に係る第一の実施形態のフローを図1に示す。
以下、ブラジル産PFのメジアン径を0.1mmとして説明する。鉄鉱石を、250μmの篩目を有する篩分機1で篩い分ける。次に、その篩下を粉砕機2により全量粉砕する。この時、粒径23μm(ブラジル産PFのメジアン径に対して、粒径比0.23倍)以下の粒子が45質量%以上とする。
前記空隙充填用鉄鉱石20質量%以上30質量%以下と、ブラジル産ペレットフィード70質量%以上80質量%以下とを高速撹拌型ミキサー3で水と混合し、さらにドラム型ミキサー4で造粒する。
ブラジル産PFに対して20〜30質量%配合することとしたのは、ブラジル産PFのみによる造粒物の顕微鏡写真により決定した。ブラジル産PFのみによる造粒物の顕微鏡写真を図4(A)に示す。写真の空隙の比率は、25〜40面積%である。この空隙を最密充填(空隙率25体積%)で充填するに要する充填用鉄鉱石の質量比率として、20〜30質量%を定めた。
充填用鉄鉱石の粒径をブラジル産PFのメジアン径に対して粒径比が0.23倍以下の比率が45%以上(全量0.10倍以下を除く)としたのは、Horsfieldの球の充填模型に基づく。
250μm以下に篩分けた豪州産ヘマタイト鉱石または豪州産ゲーサイト鉱石を粉砕し、23μm以下の割合を変更した空隙充填用鉄鉱石30%とブラジル産PF70%を混合し、高速撹拌ミキサーとドラム型ミキサーを直列に使用して、造粒物を造粒し、その圧潰強度を測定した。充填用鉄鉱石の23μm篩下比率は、粉砕程度を変更し、22質量%、45質量%、75質量%および100質量%の4種である。圧潰強度を図3に示す。この粉砕物30質量%とMBR・PF70質量%の造粒物の圧潰強度の測定は、JIS M8718「鉄鉱石ペレット圧潰強度試験方法」に準じて、試料1個に対して、規定の加圧速度で圧縮荷重をかけることにより、破壊した時の荷重値を測定した。
23μm比率が45%の豪州産ヘマタイト鉱石を充填剤とした場合の造粒物の断面写真を図4(B)に示す。MBR・PF粒子の隙間を細かい豪州産ヘマタイト鉱石の粒子が埋めている様子がわかる。
発明の第二の実施形態は、前記空隙充填用鉄鉱石製造工程が、鉄鉱石を篩分けすることにより250μm以下の大きさとし、前記250μm以下の大きさにした鉄鉱石の一部である33質量%以上を、更に10μm以下に粉砕して粒度調整した工程であることを特徴とする。
鉄鉱石を250μmの篩目を有する篩分機1で篩い分け、その篩下の一部である33質量%以上を更に粉砕機2により粉砕し、粉砕後の鉄鉱石と篩分機1の篩下である250μm以下鉄鉱石とをあわせて空隙充填用鉄鉱石とするものである。
Aは、バインダーとしての粒度が粗すぎ、造粒することができない。C2、D2、B2は、造粒することができるが、D2が、最も圧潰強度の高い造粒物が得られた。PF間の間隙を埋めるのに、全量を7μm以下に粉砕したものよりも、粒度の異なるバインダーが、より密な充填となり、圧潰強度が高い造粒物が得られたものと考えられる。
このように、粒径が250μm以下の鉄鉱石の一部を更に10μm以下に粉砕することにより、請求項1に規定する粒径の空隙充填用鉄鉱石を得ることができる。
発明の第三の実施形態は、空隙充填用鉄鉱石が、結晶水を5質量%以上含有していることを特徴とする。
結晶水を5質量%以上含有している鉄鉱石としては、鉱物組成がゲーサイト(FeOOH)のものがある。前記図3において、豪州産ゲーサイト鉱石を粉砕した空隙充填用鉄鉱石は、豪州産ヘマタイト鉱石を粉砕したものに比較し、造粒物の圧潰強度が大きい。粉砕した後の微粒ゲーサイトは、水中分散性がよく、PFの粒子間によく浸透し、PFの粒子間のバインダーとしての効果を発揮するからである。
発明の第四の実施形態は、前記造粒物を得る工程において、空隙充填用鉄鉱石の一部を消石灰に置き換え、全造粒物(ブラジル産PF+空隙充填用鉄鉱石+消石灰)に対して15質量%以下の範囲で消石灰を添加することを特徴とする。
焼結工程では造粒剤として生石灰が用いられるが、粉砕しても平均で40μm粒度と尚粗いことから、本発明では適用できない。
「空隙充填用鉄鉱石製造工程」で作成した空隙充填用鉄鉱石を用いて、MBR・PFを「PFの造粒工程」において造粒した。PF製造工程のPF比率は、70%(20.3/29)で、空隙充填用鉄鉱石の比率は、30%であった。
空隙充填用鉄鉱石製造工程における23μm以下のRobe River鉱石及び消石灰の比率は48.1%(15.9×0.22+4+4)/(19.9+4))であり、消石灰の比率は16.7%(4/(19.9+4))であった。
PF製造工程のPF比率は、70%(56.0/79.9)で、空隙充填用鉄鉱石の比率は、30%であった。
図6においては、本発明により、PFの使用量を20質量%とした実施例1および56質量%とした実施例2の場合の焼結生産率の変化を(■印)に示す。また、本発明によらずに、PFの通常の使用方法で操業した場合の操業での焼結生産率の変化を(□印)に示す。
Claims (4)
- 粒径が0.25mm以下のブラジル産PFのメジアン径に対して粒径比が0.23倍以下の比率が45%以上で、
0.23倍を超え250μm以下の比率が55質量%未満に粒度調整した空隙充填用鉄鉱
石(全量0.10倍以下を除く)を得る工程と、
前記粒度調整した空隙充填用鉄鉱石を20質量%以上30質量%以下と、前記ブラジル
産ペレットフィードを70質量%以上80質量%以下とを混合造粒して造粒物を得る工程
と、
前記混合造粒して得られた造粒物と、その他の原料を混合した後、焼結機に装入して焼
結鉱を製造する工程を実施することを特徴とする微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法。 - 前記空隙充填用鉄鉱石を得る工程が、鉄鉱石を篩分け、粉砕することにより250μm
以下の大きさとし、前記250μm以下の大きさにした鉄鉱石の一部である33質量%以
上を、更に10μm以下に粉砕して粒度調整した工程であることを特徴とする請求項1に
記載の微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法。 - 前記空隙充填用鉄鉱石が、結晶水を5質量%以上含有していることを特徴とする請求項
1又は請求項2に記載の微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法。 - 前記造粒物を得る工程において、空隙充填用鉄鉱石の一部を消石灰に置き換え、全造粒
物(前記ブラジル産PF+空隙充填用鉄鉱石+消石灰)に対して15質量%以下の範囲で消石灰を添加することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の微粉原料を用いた焼結鉱の製造方法。
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