JP6004191B2 - 焼結原料の製造方法 - Google Patents
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Description
以上のように、製鋼スラグの取り扱いに関しては、溶融性の向上と造粒性の確保を両立する方法を採用する必要があるが、それらを共に満足する有効な操業方法を見出す必要があった。
まず、製鋼スラグの造粒粒子の強度が比較的弱い場合には、造粒粒子が造粒機内での転動によって破壊されるのを防止する観点から、造粒ラインの下流に位置する2次造粒機において投入するのが好ましい。ただし、この場合には、本発明の効果を得るためには、製鋼スラグの造粒粒子の表面に必要最低限以上の未造粒の通常原料を被覆する必要があり、そのためには、2次造粒機内に投入してから排出されるまでの滞留時間を10秒以上確保することが好ましい。したがって、製鋼スラグの造粒粒子は、少なくとも10秒間の造粒機内での混合・造粒に伴う転動に耐え得る強度を有すればよいことになる。より好ましい滞留時間は15秒以上である。
ここで、図1に示したT1〜T4の各条件について説明すると、T1は、製鋼スラグを1次造粒機で副原料とともに粉鉱石に配合した後、混合・撹拌し、造粒して造粒粒子とし、これを焼結原料とする比較例であり、ベッディングヤードで製鋼スラグを混合する従来技術に相当する。T2は、製鋼スラグ以外の原料、すなわち、粉鉱石と副原料(通常原料)を混合・撹拌し、造粒して得た造粒粒子中に、製鋼スラグを別途にペレタイザーで造粒した造粒粒子を混在させたものを焼結原料とする比較例であり、特許文献5に開示の従来技術に相当する。
また、T3〜T4は、製鋼スラグをペレタイザーで造粒した造粒粒子を、さらに、製鋼スラグ以外の通常原料を造粒するラインに投入して得た造粒粒子を焼結原料に用いる本発明に適合する発明例であり、具体的には、T3は、製鋼スラグの造粒粒子を2次造粒機の排出部近傍で投入し、15秒間造粒して製鋼スラグの造粒粒子表面に未造粒の通常原料を被覆した造粒粒子を焼結原料とする例、T4は、製鋼スラグの造粒粒子を2次造粒機の前かつ1次造粒機(混合ミキサー)の後で投入し、2次造粒機(ドラムミキサー)で造粒した造粒粒子を焼結原料とする例、ただし、上記T3〜T4では、1次造粒機や2次造粒機での転動によっても粒子が破壊しない強度を有する製鋼スラグの造粒粒子を用いた。このような高い強度の造粒粒子が得られるのは、製鋼スラグ中に含まれる遊離CaOが、添加した水と水和反応を起こし、さらに、大気中のCO2と反応して、スラグ粒子間に炭酸カルシウムが生成するため、スラグ造粒粒子中の空隙率が低下し、緻密な組織となるためである。
なお、いずれの条件も、焼結原料全体に対する製鋼スラグの配合率は3.4mass%とした。また、2次造粒機における副原料および粉コークスの添加は、いずれの条件も2次造粒機の排出までの滞留時間が30秒となる位置で投入し、この際の副原料の投入量は、焼結原料全体の塩基度(CaO/SiO2)が2.0となる量に、また、粉コークスの焼結原料全体に対する添加量は4.8mass%となるように調整した。
上記焼結実験では、焼結原料装入部の大きさが内径300mmφ×高さ400mmの試験鍋に、層厚が400mmとなるよう焼結原料を充填した後、上記充填層の上表面の粉コークスに点火し、鍋下方から−700mmAqで吸引して、充填層内に空気を導入して粉コークスを燃焼させた。この際、各焼結原料の焼結に要した時間と、焼結が進行している間の平均風量を測定するとともに、得られた成品焼結鉱の冷間強度(SI)をJIS M8711に準じて測定し、生産率(単位炉床面積(m2)、単位時間(hr)当たりの焼結鉱生産量(t))を求めた。
特許文献5に開示された方法のT2(比較例)では、ベッディングで製鋼スラグを配合するT1(比較例)に比べて、冷間強度が75.7%から75.0%へと低下しているが、平均風量が0.95m3/minから1.07m3/minへと増加し、焼結時間が短縮したため、生産性は1.10t/hr・m2から1.24t/hr・m2へと向上している。
これに対して、製鋼スラグを、製鋼スラグ以外の通常原料と別々に造粒し、その製鋼スラグの造粒粒子を2次造粒機(ドラムミキサー)の排出部近傍で投入し、15秒間造粒したT3(発明例)では、上記T2と比べて、平均風量が1.07m3/minから1.19m3/minへとさらに増加し、焼結鉱の冷間強度も75.0%から78.0%へと向上した結果、生産性が1.24t/hr・m2から1.28t/hr・m2へと大きく増加(約13%)している。
また、製鋼スラグを、製鋼スラグ以外の通常原料と別々に造粒し、その製鋼スラグの造粒粒子を2次造粒機(ドラムミキサー)の前で投入するT4(発明例)では、上記T2と比べて、平均風量がそれぞれ1.21m3/minに増加し、焼結鉱の冷間強度もそれぞれ77.9%に向上し、その結果、生産性もそれぞれ1.29t/hr・m 2 に上昇している。ただし、T3(発明例)と比較すると、平均風量が増加するが、冷間強度が低下するため、生産性はほぼ同レベルである。
Claims (3)
- 高炉用焼結鉱の原料を、製鋼スラグと製鋼スラグ以外の原料とに分け、それぞれを別々に造粒して焼結原料を製造する方法において、
製鋼スラグを造粒して造粒粒子とし、その後、該製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して上記製鋼スラグの造粒粒子の表面に製鋼スラグ以外の原料を被覆するに際し、上記製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインの2次造粒機の排出部側から該2次造粒機内に投入するか、該2次造粒機の前かつ1次造粒機の後に投入することを特徴とする焼結原料の製造方法。 - 上記製鋼スラグの造粒粒子を2次造粒機の排出部側からその内部に投入するときは、該2次造粒機内で滞留時間を10秒以上確保することを特徴とする請求項1に記載の焼結原料の製造方法。
- 上記製鋼スラグの造粒粒子は、焼結鉱全体に対する製鋼スラグの含有量が0mass%超え10mass%以下の範囲内で、製鋼スラグ以外の原料中に投入することを特徴とする請求項1または2に記載の焼結原料の製造方法。
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