JPH03111521A - 焼結鉱の製造方法 - 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） 本発明は、焼成後の焼結鉱中のΔ１２０３含有量が１．
８　ｗｔ％以上に増加することにより、成品歩留や冷間
強度（ＴＩ）還元粉化性（ＲＤＩ）が悪化するのを防止
する原料配合に係わる焼結鉱の製造方法に関する。

（従来の技術） 通常、焼結鉱の塩基度（ＣａＯ／５ｉＯｚ）　、　Ｓｉ
ｎ□含有量を目標とするレベルにするように、鉄鉱石に
石灰石、珪石、蛇紋岩等の副原料の配合割合を決定し、
これら配合原料をドラムミキサーやパンペレタイザーで
混合、造粒した後焼結機で焼成し、得られた焼結鉱を高
炉に装入使用している。

従来から焼結鉱中Ａｌｚ（ｈ含有量が１．８　ｗｔ％以
上に増加すると、成品歩留、冷間強度、還元粉化性が悪
化することは指摘されていることであるが、現今の鉱石
原料事情により鉄鉱石のＡｌ２Ｏ３含有量が徐々に増加
することが予想されており、焼結鉱中のＡ１．０３の悪
影響を防止または抑制する技術の開発は緊急の課題であ
る。

゛焼結鉱中のＡＩ、０．含有量が増加して成品歩留や冷
間強度、還元粉化性が悪化するのは、■融液の融点上昇
による融液不足 ■融液の粘性上昇による鉱粒子間の融液不足■融液の融
点上昇に起因した焼結層内温度上昇による再酸化へマタ
イト増 ■焼結層内温度上昇のために生成した再酸化へマタイト
とカルシウムフェライトの共存！ｔＪｉ織増等が原因と
して考えられる。またＡｌ２Ｏ，は、カルシウムフェラ
イトや再酸化へマタイトの中に固溶されて、共存組織の
みならずそれらの組織そのものの強度を低下させるとも
いわれている。

これらのＡｌ２Ｏ３の焼結反応への悪影響を防止できれ
ば、焼結鉱の成品歩留や冷間強度、還元粉化性の悪化は
防止できると考えられる。

これまでＡｌ２Ｏ，の焼結反応への悪影響を防止する手
段として、 ■ゲイサイトを多量に含有したリモナイト鉱石の３ｆｆ
ｌＩ！１以上のものは破砕し、焼結配合原料の配合鉱石
における０、５ｍｍ以下の配合割合を２０〜３０％の範
囲とする方法（特開昭５９−１９７５２８号公報〕■Ａ
１ｚＯｚを２．３　ｗｔ％以上および結晶水を２ｗｔ％
以上含む高へ１２０．褐鉄鉱を５．８〜２ｈｔ％のＦｅ
Ｏ成分存在下に事前予備混合造粒する方法（特開昭６１
−１１３７２９号公報） ■Ａｌ２Ｏ３含有量が１．８　ｗｔ％以上である鉄鉱石
を分級して、粒径５＋＋ｎｎ以上の粗粒分と５ＩｎＩ１
１未満の細粒分とに分離し、この５工未満の細粒分を他
の原料と混合造粒した後５ＩＩ１１１以上の粗粒分を添
加する焼結原料の事前処理方法（特開昭６２−１３９８
３４号公報） ■焼結原料として配合する金粉鉱石の平均Ａｌ２Ｏ３／
（平均Ａｌ２Ｏ３＋平均Ｆｅ、Ｏ，）値を計算し、この
平均値より高いＡｌｚＯ３／　（Ａｌ２Ｏ３　＋　Ｆｅ
ｚＯｆｆ）値を持つ粉鉱石には全焼結原料の平均ＣａＯ
／ＳｉＯ□値よりも高くなるようにＣａＯ源を配合して
事前混合・造粒する焼結原料の事前処理方法（特開昭６
３−７６８２８号公報） 等が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記の方法は、何れも破砕・篩分は設備で別処
理するとか、特定の原料を予備混合・造粒するため設備
費が膨大となる欠点を有し、また事前に混合・造粒した
造粒物と残りの原料と再度混合・造粒したときに崩壊す
ると、予備造粒効果が大巾に減少して造粒効果を十分に
発揮できないという欠点を有している。

上記問題に鑑み本発明は、破砕・篩分は設備で別処理す
ることもなく、また一部の原料を事前に混合・造粒する
事前処理工程を経ることもなく、更には事前処理した造
粒物の崩壊を心配するということもなく、焼結配合原料
の配合設計を特定することで焼結配合原料中のＡ１□０
３を焼結段階で封じ込めることで悪影響を防止し、焼結
鉱の成品歩留、冷間強度、還元粉化性を大巾に向上させ
る焼結鉱の製造方法を提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、焼成後の焼結鉱中Ａｌｔ
ｏｚが１．８　ｗｔ％以上になる焼結配合原料の焼結法
において、焼結配合原料に＋１＋ｎ＋＋＋７５ｗｔ％以
上の石灰石を５ｗｔ％以上配合し、かつＦｅＯを１０ｗ
ｔ％以上含有するスケール、マグネタイト系鉱石等のＦ
ｅＯ源原粗原料ｈｔ％以上配合して焼結することを特徴
とし、また焼成後の焼結鉱中Ａ１□０３が１．８　ｗｔ
％以上になる焼結配合原料の焼結法において、焼結配合
原料に＋１ｍｍ７５ｗｔ％以上の石灰石を５ｗｔ％以上
配合し、かつＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有するスケール
、マグネタイト系鉱石等のＦｅＯ源原粗原料ｗｔ％以上
配合し、さらにＳｉＯ□を３０ｗｔ％以上含有する一１
＋＋＋ｍ７５４％以上の珪石、蛇紋岩等のＳｉＯ２源原
料を０．２ｗｔ％以上配合して焼結することを特徴とし
、また焼成後の焼結鉱中ＡｈＯｉが１，３　ｗｔ％以上
になる焼結配合原料の焼結法において、焼結配合原料に
＋１ｍ＋ｎ７５ｗｔ％以上の石灰石を５ｗｔ％以上配合
し、かつＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有するスケール、マ
グネタイト系鉱石等のＦｅＯ源原料を５ｗｔ％以上配合
七で焼結し、一方焼成後の焼結鉱中Ａｌ２Ｏ３が１，３
　ｗｔ％未満になる焼結配合原料には一１ｍｍ７５ｗｔ
％以上の石灰石を５ｗｔ％以上配合して焼結することを
特徴とする焼結鉱の製造方法である。

（作　用） 本発明は、鉄鉱石中のＦｅｚＯ３とＡｌ２Ｏ３が石灰石
中のＣａＯと容易に反応して悪影響を及ぼすことに着目
し、ＦｅＯとＳｉＯ２を主体にしたシリケート系融液の
生成を優先させ、ＣａＯとＦｅｚＯｘからなるカルシウ
ムフェライト系融液の生成を抑制することで、八１□０
３をゲーレナイトの結晶としてまず析出させて封じ込め
、且つシリケート系スラグ増、再酸化へマタイト生成減
、再酸化へマタイトとカルシウムフェライトの共存組織
源により、焼結鉱の成品歩留、冷間強度そして還元粉化
性を向上させるものである。

具体的には、 ■石灰石の粗粒化とスケール、マグネタイト系鉱石等の
ＦｅＯ原料の配合により、低塩基度のシリケート系融液
の生成を促進して融点を低下させ、融液量を確保する ■石灰石を粗粒にし、且つＦｅＯと５ｉＯｚの反応を促
進して、ＣａＯの融液への溶は込みを遅らせてシリケー
ト系融液に溶融している５１０ｚ、　Ａｌｚ（ｈとＣａ
Ｏの結合を容易にし、ゲーレナイト（２ＣａＯ・八１□
０３　　・ＳｉＯ□）の結晶を析出させてＡｌ２Ｏ３を
封じこめる ■融液の融点を低下させ、且つ、ＣａＣ０，の分解によ
る吸熱反応を高温部で行わせるため、焼結層内温度が下
がり、還元粉化性に悪いと一般的にいわれている再酸化
へマタイトの生成を抑制する■焼結層内温度低下により
再酸化へマタイトの生成が抑制され、石灰石の融液への
溶は込み遅れにより、ＣａＯがＦｅｚＯ＋の反応で生成
されるカルシウムフェライト（ＣａＯ・２ＦｅｚＯｚに
Ｓｉｎ、とＡＩＺ（ｈが固溶）の生成量が減少するので
、一般に還元粉化性に悪いといわれている「カルシウム
フェライト＋再酸化へマタイト」の共存組織が大巾に低
減する 等により焼結鉱中のＡ１２０ｆｆをゲーレナイト析出で
封じ込めて、さらに「カルシウムフェライト＋再酸化へ
マタイト」の共存組織低減により焼結鉱組織を改質し、
焼結鉱の成品歩留、冷間強度そして還元粉化性を向上さ
せるものである。

第１の発明において、焼結配合原料に配合する石灰石は
既設の石灰石破砕設備で粗粒粒度に調整し、その粒度分
布を＋１皿７５ｗ　ｔ％以上になるようにする。この粒
度調整は、破砕設備が山元にある場合も製鐵所にある場
合も同じである。この石灰石は焼結配合原料のＳｉ％以
上配合する。同時に低融点シリケート系スラグ融液の生
成を促進するために、ＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有する
ＦｅＯ源原料を５ｗｔ％以上配合し、初期融液としてＦ
ｅＯとＳｉＯ□を主体にした融液をできるだけ多く生成
させる。

第２の発明は、上記焼結配合原料に、さらに５ｉＯｚを
３０ｗ　ｔ％以上含有する珪石、蛇紋岩等のＳｉＯ２源
原料を一１ｍｍ７５ｗｔ％以上にして０．２ｗｔ％以上
配合すると、シリケート系スラグの生成が一層促進され
るのでより効果的である。

また第３の発明は、焼結鉱中のＡｌ２Ｏ３が１．８　ｗ
ｔ％未満になる場合が介在するとＡｌｚＯｉの成品歩留
や品質への悪影響は減少するので、この場合の配合設計
として、石灰石は積極的にカルシウムフェライトの生成
に寄与させることで成品歩留や品質が改善できるので、
石灰石は細粒にするほど効果が発現しやすくなる。した
がって焼結鉱中のΔＩ２Ｏ３含有量１．８　ｗｔ％を境
にして、石灰石破砕設備での粒度調整過程において発生
する粗粒（＋　１　ｍｌ１１７５ｗｔ％以上）と、細粒
（−１ｍｍ７５ｗｔ％以上）とを使い分けることにより
、発生細粒を無駄にすることがなく全量使用可能とする
ものである。

以上のように配合設計した焼結配合原料は、特定配合原
料を予備造粒するなどの操作をすることなく、通常の通
り燃料を配合し、これをドラムミキサ−で混合・造粒し
た後焼結機のサージホッパーに装入してドラムフィーダ
ー等を介してパレットに充填装入し、点火炉で焼結ベツ
ド表面に点火して吸引ブロアーで焼結ベツド下方に吸引
しながら焼結するという通常の焼結操業を行う。

本発明において、石灰石の粒度を＋１ｍｍ７５ｗｔ％以
上にするとした理由は、粒度分布について種々の実験を
したところ、第１図に示すように＋１＋＋ｕ７５ｗｔ％
以上になってＲＤＩ改善効果が顕著に発現するからであ
る。この石灰石の配合量は、５ｗｔ％未満になると焼結
鉱の冷間強度が急激に悪化することから、５ｗｔ％以上
とするものである。またその配合量が２０ｗ　ｔ％以上
になると実質的効果に変動がなく、塩基度管理上スラグ
量を増大することとなるので、２０ｗｔ％以下とするこ
とが好ましい。

上記ＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有する原料としては、ス
ケール、還元鉄粉、マグネタイト系鉱石等が使用できる
。このＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有するＦｅＯ源原粗原
料２図に示すように、Ｆｅ０１０　ｗｔ％未満のＦｅＯ
源原粗原料その配合量を５ｗｔ％以上としてもＲＤＩ改
善効果が小さく、最も効率よくシリケート系スラグを生
成するには、ＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有するＦｅＯ源
原粗原料ｗｔ％以上配合すればよい。しかし焼結鉱中の
ＦｅＯ含有量が増加すると被還元性が低下することから
、ＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有する原料は３０ｗｔ％ま
でとすることが好ましい。

上記Ｓｉｎｇ源原料を一１胴７５ｗｔ％以上にして０．
２ｗｔ％以上配合するとしたのは、配合原料としての分
散性および溶解性から細粒となるほど少量の配合で効果
発現がもたらされるが、逆に破砕設備の負荷が大巾に増
大する。またその配合量が３ｗｔ％以上になると、スラ
グ量管理上好ましくないので３ｗｔ％までとすることが
好ましい。

次に本発明において、主要な作用として採用しているゲ
ーレナイト結晶の生成機構について詳述する。

第３図にＣａＯＡｌｚＯ：ｌ　　５ｉＯｚ三元状態図、
第４図にＣａ０−Ｆｅ２Ｏ＝−５ｉｎ、三元状態図、第
５図にＣａＯ−ＦｅＯ−５ｉＯ□三元状態図を示す。第
３図に示すように、Ｃａ０−Ａ１□０３−５ｉＯｚ系に
は１３００°Ｃ以下の低融点領域があり、高温部でＣａ
ＯがＳｉＯ□と結合できれば２ＣａＯ−Ａ１□０３　　
・ＳｉＯ□組成のゲーレナイトが容易に生成できること
がわかる。ＣａＯと５ｉ０２とＡｌｚＯ３を優先的に反
応させるには、第４〜５図に示すＣａ０Ｆｅ２０３　５
ｔＯｚ三元状態図、Ｃａ０−ＦｅＯ−５ｉｎ、三元状態
図から、ＣａＯとＦｅｚＯ＝の反応で生成するカルシウ
ムフェライト系融液の生成を抑制し、ＳｉＯ□濃度の高
いシリケート系融液を生成してグイカルシウムシリケー
ト（２ｃａｏ　　・ＳｉＯ□）の生成を促進すればよい
ことがわかる。ダイカルシウムシリケートとＡ１□０３
の反応でゲーレナイトが生成するのは第３図かられかる
。

上述した反応を効果的に進展させる手段として、石灰石
を粗粒にしてＣａＯとＦｅｚＯ３の反応を抑制し、且つ
ＦｅＯを多く含有する原料を配合して、ＦｅＯ−５ｉＯ
□系のシリケート系融液を優先的に生成させたり、さら
にＳｉＯ□源原料を細粒化してシリケート系融液を活発
に生成せしめると、焼結鉱中へのＡｈＯｊ封じ込めが達
成される。

（実施例） 第１表は本発明の実施例と比較例の焼結配合原料を示す
。第２表は石灰石、　　ＦｅＯ源、　５ｉＯｚ源の粒度
分布を示す。比較例１は焼結鉱中Ａｌ２Ｏ３が１，８４
％以上、比較例２は焼結鉱中へ１□０３が１．８　ｗｔ
％未満の基本焼結配合原料である。実施例１では＋１ｍ
ｍ７５ｗｔ％の粗粒石灰石を焼結配合原料中１０ｗｔ％
、Ｆｅ０１０ｗｔ％のＦｅＯ源原粗原料て、スケールと
粉鉱石の混合原料を焼結配合原料中５ｗｔ％を配合した
。

実施例２ではさらに一１ｍｍ７５匈ｔ％の５ｉ０２源と
して細粒蛇紋岩を０．２ｗｔ％配合した。実施例３では
比較例２に対して、普通の石灰石に置き換えて一１ａａ
ｎ７５１１ｊ％の細粒石灰石を１０．３ｗｔ％配合した
。

第６図にその鍋試験結果を示す。比較例に対して実施例
１では生産率をほぼ一定に維持して、成品歩留、　ＴＩ
、　ＲＤＩを大巾に改善できた。実施例２では成品歩留
、　ＴＩの効果が若干小さくなるが、ＲＤＩはさらに改
善される結果となった。比較例２に対して実施例３では
、成品歩留とＴＩが大巾に改善されＲＤＩも効果は小さ
いものの若干改善された。細粒の石灰石を使用するので
生産率の低下が懸念されたが、成品歩留が大巾に向上す
るので、通気性がやや低下するにもかかわらず生産率は
比較例２とほぼ同じであった。

第 表 （単位；ｗ（％） 第 表 （単位ニーｔ％） （発明の効果） 以上説明したように本発明によると、焼成後の焼結鉱中
ＡＩｆ０３が１．８ｗｔ％以上になる焼結鉱であっても
、焼結配合原料中のＡｂＯｓを焼結段階で封じ込めるこ
とでその悪影否を防止し、冷間強度と還元粉化性で代表
される焼結鉱品質も改善され、成品歩留の向上を図り得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼結配合原料中に１０ｗｔ％配合した石灰石の
＋１ｍｍ重量割合と焼結鉱ＲＤＩとの関係を示す図面、
第２図は焼結配合原料中のＦｅＯ源原粗原料合割合とＲ
ＤＩとの関係を示す図面、第３図はＣａ０−ＡｔｔＯ，
−５ｉｎ、三元状態図、第４図はＣａＯ−Ｆｅ２０ｓ−
９ｉｎ２三元状態図。第５図はＣａＯ−ＰｅＯ−５ｉ０
２三元状態図。第６図は本発明を実施した鍋試験結果を
示す図面である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼成後の焼結鉱中Ａｌ＿２Ｏ＿３が１．８ｗｔ％
   以上になる焼結配合原料の焼結法において、焼結配合原
   料に＋１ｍｍ７５ｗｔ％以上の石灰石を５ｗｔ％以上配
   合し、かつＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有するスケール、
   マグネタイト系鉱石等のＦｅＯ源原料を５ｗｔ％以上配
   合して焼結することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
2. （２）焼成後の焼結鉱中Ａｌ＿２Ｏ＿３が１．８ｗｔ％
   以上になる焼結配合原料の焼結法において、焼結配合原
   料に＋１ｍｍ７５ｗｔ％以上の石灰石を５ｗｔ％以上配
   合し、かつＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有するスケール、
   マグネタイト系鉱石等のＦｅＯ源原料を５ｗｔ％以上配
   合し、さらにＳｉＯ＿２を３０ｗｔ％以上含有する−１
   ｍｍ７５ｗｔ％以上の珪石、蛇紋岩等のＳｉＯ＿２源原
   料を０．２ｗｔ％以上配合して焼結することを特徴とす
   る焼結絋の製造方法。
3. （３）焼成後の焼結鉱中Ａｌ＿２Ｏ＿３が１．８ｗｔ％
   以上になる焼結配合原料の焼結法において、焼結配合原
   料に＋１ｍｍ７５ｗｔ％以上の石灰石を５ｗｔ％以上配
   合し、かつＦｅＯを１０ｗｔ％以上含有するスケール、
   マグネタイト系鉱石等のＦｅＯ源原料を５ｗｔ％以上配
   合して焼結し、一方焼成後の焼結鉱中Ａｌ＿２Ｏ＿３が
   １．８ｗｔ％未満になる焼結配合原料には−１ｍｍ７５
   ｗｔ％以上の石灰石を５ｗｔ％以上配合して焼結するこ
   とを特徴とする焼結鉱の製造方法。