JPH01136936A - 高炉装入用自溶性ペレットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、高炉装入用の鉄原料として、高温の還元率
（以下、これを単に還元率という）が高い自溶性ペレッ
トの製造方法に関する。

（従来の技術） 例えば、鉄鉱石の微粉は、そのままの状態では高炉に装
入できないため、これらを−旦、生ペレットに造粒した
後、焼成して自溶性ペレットとし、これを高炉装入用原
料とすることが行われている。そして、このような自溶
性ペレットには製銑効率を向上させるために、高い被還
元性を有することが要求される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記従来の自溶性ペレットは還元率が７５〜
８０％程度であり、更に被還元性の高いものを得る上で
、その製造方法に改善の余地が残されている。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、物理的性状に問題を生じない範囲で被還元性の高い
自溶性ペレットを製造できるようにすることを目的とす
る。

（発明の構成） 上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、ペレット原料として４４ＪＬｍ〜１＋ｅ＋＋の粒径
のものを８０％以上含有するドロマイトと石灰石の少な
くともいずれか一方を粉鉄鉱石に添加し、これを生ペレ
ットとした後、１２２０℃〜１３００℃の焼成温度で焼
成してＣａＯ／ＳｉＯ２の値が０．８以上となるように
した点にある。

（実施例） 以下、この発明の詳細な説明する。

自溶性ペレットを成形するためのペレット原料として、
４４ｐｍ〜１■の粒径のものを９０％以上含有するドロ
マイトと石灰石の少なくともいずれか一方を粉鉄鉱石（
スラック等副原料を含む）に添加し、これをパン型ペレ
タイザー等で生ペレットとする０次に、この生ペレット
を１２２０℃〜１３００℃の焼成温度で焼成してＣａＯ
／ＳｉＯ２の値が０．８以上となるようにする。

上記の場合、ペレット原料として、４４ＩＬｍ〜１！１
１１の粒径のものを８０％以上含有させることとしたの
は、次の理由による。即ち、仮に４４ル層以下とすると
、成形した自溶性ペレットの気孔１（ｃＸｌ／ｇ）が低
下して所望の被還元性を得られないおそれがあるためで
ある。また、１ｍｍ以上にすると、スラグ層が生成しに
くくなり、このため、十分な圧潰強度が得られないとい
う物理的性状の点で問題を生じるためである。

また、前記のように焼成温度を１２２０°Ｃ〜１３００
℃としたのは次の理由による。即ち、仮に、上記温度を
１２２０℃以下にすると、焼成不足となってスラグ層が
生成しにくくなり、上記と同じく十分な圧潰強度が得ら
れないとい不都合を生じるからである。また、　１３０
０℃以上にすると、焼成が過ぎて気孔率が低下し、即ち
、所望の被還元性が得られないという不都合を生じるた
めである。

更に、成形される自溶性ペレットのＣａＯ／Ｓ　ｉ　０
２（塩基度）の値を０．８以上としたのは、この０．８
以上の値によって被還元性が顕著に上昇するためである
。

また、上記自溶性ペレットのＭｇＯ／ＳｉＯ２の値はこ
れを０．４７以上にすれば、更に被還元性が顕著に向上
する。

自溶性ペレットに含有される５ｉ０２量（％）を少なく
すれば、これを高炉に投入した場合、融液生成量が少な
くなり、即ち、被還元性の向上することが知られている
。この場合、５ｉ０２量（％）を次式を満足させる量に
すれば、所望の被還元性を得ることができる。

また、前記ペレット原料における鉄鉱石に、ブレーン比
表面ａ（ＪＩＳの測定法による）が１０００Ｃｉ／ｇ以
下である鉱石を２５％以上含有させ、かつ、このペレッ
ト原料のブレーン比表面積を１８００〜３８００ａｌＦ
　／　ｇとする。上記の場合、鉄鉱石にブレーン比表面
積が１０００ｃｏ？　／　ｇ以下のものを多く含有させ
たのは、鉄鉱石をある程度粗くし、即ち、これにより、
自溶性ペレットの気孔率を高めて被還元性を向上させる
ためである。また、ペレット原料のブレーン比表面積を
１８００〜３８００ｃＪ／ｇとしたのはペレット製造お
よび高炉使用に必要な強度を発現させるためである。

次に、上記製造方法にて成形された自溶性ペレットにつ
き、図面を参照して説明する。

第１図において、１は本発明の自溶性ペレットで、この
自溶性ペレッ）１の内部には無数の気孔（以下余白） ２が形成されている。この気孔２のうち、自溶性ペレッ
ト１の外部にまで通じているものを開気孔２ａといい、
自溶性ペレット１内で閉じているものを閉気孔２ｂとい
う。

そして、この自溶性ペレット１には、直径５ルｍ以上の
開気孔ｚａ量を０．０４５（７７ｇ以上存在させである
。開気孔２ａ量を上記のようにすると、還元率が８０％
以上となり、従来ペレットの還元率が７５〜８０％以下
であることに比較して被還元性の向上が達成される。

また、直径５ＩＬｆｆｉ以上の気孔２の周辺にはカルシ
ウム・フェライト組織である脈石相３が存在している。

この脈石相３は化学式がＣａＯ・Ｆｅ２０３のものや、
Ｃａｆｅ　２Ｆａ２０３　　（ヘミカルシウム−フェラ
イト）のものがある、また、この脈石°相３は厚さが１
００４　ｒａ以上であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２（塩基度）
の値は１．４以上である。上記の場合、脈石相３の厚さ
は気孔２の周辺の全域にわたって１００　ｇ　ｒａ以上
であってもよく、部分的であってもよい、このように気
孔２の周辺にある程度以上の厚さを有する脈石相３を存
在させたのは、これにより被還元性が向上するためであ
る。

更に、この自溶性ペレッ）１は全体としてＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２の値が０．８以上となっており、また、　ＭｇＯ／
ＳｉＯ２の値は０．４７以上となっている。

ここで、前記した直径５終■以上の開気孔２ａ量を算出
する方法につき説明する。

まず、自溶性ペレット１の見掛は密度（Ｓａ）（ｇ／ａ
？）を水銀置換法（ＪＩＳ　１４８７１８）で測定する
。

また、真の密度（Ｓ）　（ｇ／　ａｌ　）をピラノメー
タ法（ＪＩＳ　Ｍ８７１７）で測定する。

次に、上記測定値により、気孔率（Ｐ）（％）を次式に
より算出する。

一方、自溶性ペレッ）１について閉気孔２ｂを含んだ見
掛は密度（Ｓｃ）（ｇ／　ａｌ　）を測定する。この測
定方法は前記した真の密度の測定と同様である（以下余
白） が、この場合、自溶性ペレット１の周りの雰囲気を０．
０１ｍＩＩＨ２０に減圧し、開気孔２ａをキシレンにて
置換することにより、上記見掛は密度（Ｓｃ）が求めら
れる。

そして、上記各数値に基づき、閉気孔率（Ｐｃ）（％）
を次式により算出する。

更に、上記各数値により、開気孔量（Ｖｏｐ）　（ｃｊ
／ｇ）を次式により算出する 次に、気孔２の直径の分布を測定する。この測定には、
水銀圧入式ポロシメータ（イタリー国力ルロエルバ社製
）を用いる。測定範囲は０．０７４ｐ−ｔａ　〜１２５
＃Ｌｍ、であり、０．０７４　ＪＬ　１未満は無、視し
ている。上記範囲におけるいずれかの直径から（以下余
白） １２５ｐｍまでの開気孔ｚａ量（Ｃｊ／ｇ）が求められ
る。即ち、例えば、　５ＩＬｍ〜　１２５　ＩＬ！ｌの
開気孔ｚａ量（ｃｍＦ　／　ｇ）が求められる。

ここで、上記水銀圧入式ポロシメータの測定理論を説明
する。即ち、開気孔２ａの断面が円形であると仮定し、
その半径をγ、水銀の表面張力をσ、ぬれ角をθ、加え
られる圧力をＰとして、開気孔２ａに水銀を圧入しよう
とすれば、次式が成立する。

γ：２σｃｏｔθ／Ｐ 従って、圧力を徐々に変化させて測定すれば。

上記のように、ある気孔の直径の範囲における開気孔？
ａ量を求めることができる。

上記ポロシメータにより、５ＩＬ！１以下の開気孔２ａ
量（Ｖ−ｓ　）　　（ａｌ／ｇ）を求めれば、初期目的
の５終■以上の開気孔２ａ量（Ｖ＋　ｓ　）　　（ａｒ
　／　ｇ）は次式により算出される。

Ｖ’ｓ　　（ｊ／ｇ）ｍＶｏｐ　−Ｖ−ｓ一方、前記被
還元性の評価法につき説明する。

高炉内の温度が９５０℃以下では、装入された鉱石類の
大部分はＦｅ１−ＸＯまでの還元に留まり、これ以上の
温度では、急速昇温下でＦｅ１−ＸＯ→ＭｅＦｅへ還元
される。この還元条件を簡便化した条件で被還元性を評
価することが妥当である。

そこで、還元条件を、 ９００℃（還元ガスＣｏ／Ｃ０２＝ｌＯ／４０）にて還
元時間２時間 １２５０℃（還元ガスＣＯ／　Ｎ２　＝３０／７０）に
て還元時間２時間 の２段階還元とし、 Ｗｌを還元前の重量、ｌ１ｉ２を１２５０℃還元後の重
量、　Ｔ＊Ｆｅ（％）とＦｅｄ（％）を還元前試料のも
のとして１次式により還元率を測定する。

（以下余白） なわ、上記のように自溶性ペレット１を成形すれば、還
元率が向上して好ましいが、更にこれら自溶性ペレット
１を次のようにして高炉に投入すれば、更にその効果が
向上する。

即ち、自溶性ペレット１を成形する場合に複数の生ペレ
ットに炭素分を付着させて焼成する。すると、これらが
互いに付着し、複数の自溶性ペレット１群が１つのブロ
ックとなる。このため、各自溶性ペレット１の粒子径は
小さくできるのであり、よって、この点でも被還元性を
向上させることができる。また、これを炉内に投入した
ときには、これは転がりにくいため、安だ、角を大きく
とることができ、よって、所定の傾斜角を保って炉内に
積層できることから、ガスの偏流を防止できる。

次に、自溶性ペレット１の製造方法について、具体的実
施例を説明する。

（第１具体的実施例） ペレット原料として、下記第１表の粒径範囲で示すよう
にある範囲にある粒度のものを９０％以上含宥するドロ
マイトを添加し、これを生ペレットとした後、１２５０
℃と１２７５℃の各温度でそれぞれ焼成し自溶性ペレッ
ト１を成形した。

第２図の各図は焼成温度を１２５０℃とした場合の自溶
性ペレット１の断面写真であり、第３図の各図は焼成温
度を１２７５℃とした場合の自溶性ペレット１の断面写
真である。これらの写真は３倍の拡大写真で、第１表で
示すように各粒径範囲のものをそれぞれ撮影して示しで
ある。

（第１表） 上記各図によれば、ドロマイトの粒径を粗くするに従っ
て、気孔２量が増加することがわかる。

上記により成形した自溶性ペレット１について、開気孔
２ａ量と、還元率（ＲＩ）との関係を第４図に示しであ
る。この図によれば、直径５ｇｍ以上の開気孔２ａｉを
０．０４５　ｃｍＦ　／　ｇ以上存在させれば、従来の
還元率の最高水準（８０％）を越えて、この還元率が顕
著に向上することが理解される。

また、上記のように成形された自溶性ペレット１は、そ
の断面形状が第５図と、この第５図の一部を拡大した第
６図とで示すようなものとなっている。第６図中、気孔
２の周辺には厚さ旦が１００４　ｍ以上の脈石相３が存
在している。４はＦｅ２０３　と低塩基度スラグである
。

下記第２表は、焼成温度を１２５０℃とした場合のもの
で、上記第５図と第６図中、脈石相３と、符号５で示す
部分の各成分を重量％で示し、かつ、各部分におけるＣ
ａＯ／ＳｉＯ２　　（塩基度）の値を示しである。

（以下余白） （第２表）　　（１２５０℃の場合） また、下記第３表は、焼成温度を１２７５℃とした場合
のものである。

（第３表）　　（１２７５℃の場合） なお、第７図は、ぺ１／ツト原料に微粉のドロマイトを
添加した場合の従来例であり、この図は上記８６図に相
当している。この場合には、゛気孔２′の周辺には脈石
相３が存在していない、また、下記第４表は上記第７図
生得号５′で示す部分の成分と、それに対応する塩基度
とを焼成温度別に示しである。

（以下余白） （第４表） 上記第２、第３表と、第４表とを対比すれば、実施例の
気孔？近傍のＣａＯ／ＳｉＯ２　　（塩基度）が従来の
ものよりも高くなっていることが理解され、これにより
被還元性の向上が達成される。

第８図と第９図は、焼成温度を１２５０℃として自溶性
ペレット１を成形した場合のもので、第８図は、この自
溶性ペレット１の脈石相３におけるＣａＯ／Ｓ　ｉ０２
の値と、還元率との関係を示すグラフ図であり、このＣ
ａＯ／Ｓ　ｉ０２の値に対する還元率の値は自溶性ペレ
ット１の開気孔率がほぼ一定であるにもかかわらすＣａ
Ｏ／Ｓ　ｉ０２の値によって変化する。なお、脈石相３
は均一組織ではないため、ＣａＯ／ＳｉＯ２の値には幅
が出る。そのため、高い還元率を得る上では、この値を
１．４以上にすることが妥当であることがわかる。

第９図は自溶性ペレット１全体としてのＣａｎ／ＳｉＯ
２と、還元率との関係を示すグラフ図であり、ペレット
原料として４４１Ｌｍ以下の微粉ドロマイトを用いた場
合の従来例も併記しである（図中鎖線図示）０図によれ
ば、粒径が０．１〜０．５■である粗粒のドロマイトを
原料とすれば、還元率の上昇することが理解される。そ
して、ＣａＯ／ＳｉＯ２の値を０．８以上にすれば、粒
径０．１〜０　、５ｍｍのドロマイトを添加することに
よって高い還元率の得られることがわかる。

第１０図は、粒径が０．１■〜０．５■である粗粒ドロ
マイトを原料として、焼成温度を１２５０℃と１２７５
°Ｃとして自溶性ペレット１を成形した場合のもので、
　ＭｇＯ／Ｓ　ｉ０２の値と、還元率との関係を示すグ
ラフ図である。現在、工業生産されているペレットの中
で最も高い還元率は８０％である。

そこで、これ以上の還元率を得るためには、　ＭｇＯ／
ＳｉＯ２の値を０．４０以上にするだけのＭｇＯの添加
が必要であることがわかる。

（第２具体的実施例） ペレット原料として、下記第５表の粒径範囲で示すよう
にある範囲にある粒度のものを９０％以上含有する石灰
石を添加し、これを生ペレットとした後、１２５０℃と
１２７５℃の各温度でそれぞれ焼成し自溶性ペレット１
を成形した。

第１１図の各図は焼成温度を１２５０℃とした場合自溶
性ペレット１の断面写真であり、第１２図の各図は焼成
温度を１２７５℃とした場合の自溶性ペレット１の断面
写真である。これら写真は３倍の拡大写真で、第５表で
示すように各粒径範囲のものをそれぞれ撮影して示しで
ある。

（以下余白） （第５表） 上記各図によれば１石灰石の粒径を粗くするに従って、
気孔２の量が増加することがわかる。

上記により成形した自溶性ペレット１について、開気孔
２ａ量と、還元率との関係を第１３図に示しである。こ
の図によれば、直径５３Ｌｌ１以上の開気孔２ａ量を０
．０４５ｃａｌ”　／　１以上存在させれば、従来の還
元率の最高水準である８０％を越えて、この還元率が顕
著に向上することが理解される。

また、上記のように成形された自溶性ペレ−／　）１は
、その断面形状が第１４図と、この第１４図の一部を拡
大した第１５図とで示すようなものとなっている。第１
５図中、気孔２の周辺には厚さ文が１５０〜４００ＩＬ
１１の脈石相３が存在している。

４はＦｅ２０３である。

下記第６表は焼成温度を１２５０℃とした場合のもので
、上記第１４図と第１５図中、脈石相３と、符号５で示
す部分の各成分を重量％で示し、かつ、各部分における
ＣａＯ／ＳｉＯ２（塩基度）の値を示しである。

（第６表’）　　（１２５０℃の場合）また、下記第７
表は、焼成温度を１２７５℃とした場合のものである。

（以下余白） （第７表）　　（１２７５℃の場合） なお、第１６図は、ペレット原料に微粉の石灰石を添加
した場合の従来例であり、この図は上記第１５図に相当
している。この場合には、気孔２′の周辺には脈石相３
が存在していない、また、下記第８表は、上記第１２図
生得号５′で示す部分の成分と、それに対応する塩基度
とを焼成温度別に示しである。

（第８表） 上記第６．７表と、第８表とを対比すれば、この実施例
のＣａＯ／ＳｉＯ２が従来のものよりも高くなっている
ことが理解される。そして、これは前記第１具体的実施
例と同じく、還元率を向上させる結果となる。

（発明の効果） この発明によれば、ペレット原料として４４鉢■〜ｌａ
ｍの粒径のものを９０％以上含有するドロマイトと石灰
石の少なくともいずれか一方を粉鉄鉱石に添加し、これ
を生ベレー／　）とした後、１２２０℃〜１３００℃の
焼成温度で焼成してＣａＯ／Ｓ　ｉ０２の値が０．８以
上となるようにしたため、還元率が従来のペレットでは
７５〜８０％であるのに対し１本発明により製造した自
溶性ペレットでは８０％以上となり、高炉装入用原料と
しての品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は自溶性ペレット
の概略断面図、第２図から第１Ｏ図は第１具体的実施例
で、第２図と第３図は自溶性ペレットの断面写真、第４
図はグラフ図、第５図は自溶性ペレットの断面図、第６
図は第５図の一部拡大図、第７図は従来例で第６図に相
当する図、第８図から第１０図はグラフ図、第１１図か
ら第１６図は第２具体的実施例で、第１１図と第１２図
は自溶性ペレットの断面写真、第１３図はグラフ図、第
１４図は自溶性ペレットの断面図、第１５図は第１４図
の一部拡大図、第１６図は従来例で第１５図に相当する
図である。 ｌ・・自溶性ペレット、２ｅ・気孔、２ａ・・開気孔、
２ｂ・拳閉気孔、３・・脈石相（カルシウム・フェライ
ト系組織）。 特　許　出　願　人　　　株式会社神戸製鋼所第４図 ・ｊ、−一開気ａ−ｔ　＜ｃ−η）　０′°−″９第２
図（ｂ） 第２図（ｄ、） 第２１ 第２　＋％Ｔ（Ｃ） 冒　　　　　　　＋☆　　　　） 図（ｅ） 訳石牝＾ＣａＯ／Ｓｉ　０２　（−） ｏ、５　　　　ｆ、０　　　　　ズ５２，０ＣｔＯ７Ｓ
＆Ｏｚ比（−） Ｍｆ／５ｓＯ２比（−） ０　　　　　２ｏ　　　　　ｇｏ　　　　　６０　　　
　８０第１６図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年特許願第２９４５７４号 ２、発明の名称 高炉装入用自溶性ベレットの製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所（居所）　兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番１
８号名称　　　　　（１１９）　　株式会社　神戸製鋼
所４、代理人　〒５３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ペレット原料として４４μｍ〜１ｍｍの粒径のもの
   を９０％以上含有するドロマイトと石灰石の少なくとも
   いずれか一方を粉鉄鉱石に添加し、これを生ペレットと
   した後、１２２０℃〜１３００℃の焼成温度で焼成して
   ＣａＯ／ＳｉＯ＿２の値が０．８以上となるようにした
   ことを特徴とする高炉装入用自溶性ペレットの製造方法
   。 ２、生ペレットの焼成後におけるＭｇＯ／ＳｉＯ＿２の
   値が０．４０以上となるようにしたことを特徴とすると
   する特許請求の範囲第１項に記載の高炉装入用自溶性ペ
   レットの製造方法。 ３、生ペレットの焼成後におけるＳｉＯ＿２量がＳｉＯ
   ＿２（％）＜１．１４・（〔ＣａＯ〕／〔ＳｉＯ＿２〕
   ）＋１．６５を満足するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の高炉装入用
   自溶性ペレットの製造方法。 ４、ペレット原料にブレーン比表面積が１０００ｃｍ＾
   ２／ｇ以下である鉄鉱石を２５％以上含有させ、このペ
   レット原料のブレーン比表面積を１８００〜３８００ｃ
   ｍ＾２／ｇとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第３項のいずれか１つに記載の高炉装入用自溶性
   ペレットの製造方法。