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JP3233755B2 - 鉄スクラップ含有焼結鉱 - Google Patents

鉄スクラップ含有焼結鉱

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Publication number
JP3233755B2
JP3233755B2 JP28365093A JP28365093A JP3233755B2 JP 3233755 B2 JP3233755 B2 JP 3233755B2 JP 28365093 A JP28365093 A JP 28365093A JP 28365093 A JP28365093 A JP 28365093A JP 3233755 B2 JP3233755 B2 JP 3233755B2
Authority
JP
Japan
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scrap
raw material
ore
sintered ore
iron
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JP28365093A
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English (en)
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JPH07138662A (ja
Inventor
嘉雄 奥野
政美 藤本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉等で溶銑を製造す
るに際して原料となる焼結鉱に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の焼結鉱を製造する従来プロセスの
概略工程図の例を図5に示す。鉱石は鉱石ホッパー1、
副原料である石灰石は石灰石ホッパー3、燃料の粉コー
クスは粉コークスホッパー2、返鉱は返鉱ホッパー(図
示せず)からそれぞれ所定量切り出し、これらの原料を
ミキサー4で水分を6.8%添加し調湿造粒している。
【0003】調湿造粒後の焼結原料は原料供給機5に一
旦装入しドラムフィーダー6から切り出し、シュート7
を介してパレット8に装入して充填層9を形成する。こ
の充填層の層厚は550mmである。充填層9の表層部分
の粉コークスに点火炉10で点火して、下方に空気を吸
引しながらコークスを燃焼させ、この燃焼熱で上層から
下層にかけて順次原料を焼結して焼結鉱としている。ま
た特開昭63−274723号公報には金属化率の高い
予備還元鉄の発熱を利用する方法により焼結して焼結鉱
としている。一方、近年、自動車、家電、容器、ダライ
粉等由来の軽量屑と呼ばれる鉄スクラップ片(以下単に
スクラップと称す)が多く発生しその有効活用が求めら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年劣質の鉄鉱石粉が
増加しているため、焼結鉱のFe含有量は低下傾向にあ
る。焼結鉱の含有量Feを高める方法として前述の特開
昭63−274723号公報記載の方法の予備還元鉄の
発熱を利用して製造する焼結鉱があり、焼結鉱のFe含
有量をいくらか高めることができる。しかしこの方法は
焼結に利用するまでに運搬時間に大気中で酸化発熱し高
温となるため、取扱いが困難で運搬方法に問題を残して
おり、またその量も少なく、量の確保にも問題がある。
【0005】一方、自動車、家電、容器、ダライ粉等由
来の軽量屑と呼ばれるスクラップはシュレッダーあるい
は裁断機で細片化されたもの、または機械加工工程で発
生する切削屑として発生するが、嵩比重が小さいため電
気炉や転炉等での使用は歓迎されておらず、軽量スクラ
ップの有効利用方法が求められている。本発明は軽量ス
クラップを内部に含有する焼結鉱を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、焼結原料に鉄スクラップを配合し、下方吸
引式焼結機により製造する焼結鉱において、焼結鉱の内
部に前記鉄スクラップの未溶解部を前記焼結原料及び鉄
スクラップの総量に対して1質量%以上70質量%以下
残留したことを特徴とする鉄スクラップ含有焼結鉱であ
る。なお、以下の説明において単位表示%は全て質量%
を意味し、以下単に%と表示する。
【0007】
【作用】本発明によるFe含有量の高い焼結鉱を高炉へ
装入し溶銑を製造すると、酸化鉄を還元しFeを製造す
るに要するコークスが減少するため、溶銑量当たりのコ
ークス費が低下し、また出銑量が増加することにより、
溶銑の製造コストが低下する。スクラップの大きさとし
ては厚みがmm以下、最長辺が50mm以下の鉄スクラッ
プ(以下、薄片鉄スクラップと呼ぶ)、厚みが10mm以
下、最長辺が150mm以下の鉄スクラップ(以下、塊鉄
スクラップと呼ぶ)である。
【0008】スクラップの配合比率〔スクラップ/(ス
クラップ+焼結原料)〕はスクラップの大きさにより異
なる。これはスクラップの大きさによりスクラップの溶
解量が変化するためである。スクラップは大きいほど内
部への伝熱が不十分で溶融し難く、小さいほど伝熱が良
く、溶融性が良くなるので好ましく下限大きさを限定す
るものではない。スクラップは圧縮して球状、角状にし
ても良い。
【0009】スクラップの配合比率の上限はスクラップ
の大きさにより異なる。図2に示すように薄片鉄スクラ
ップの焼結可能配合比率上限は100%である。これは
スクラップが小さいため、原料充填層の充填密度が大き
くなり、スクラップ間も十分伝熱し薄片鉄スクラップが
十分溶融するためである。塊鉄スクラップの焼結可能配
合比率上限は70%である。これはスクラップが大きい
ため、原料充填層の充填密度が小さくなり、またスクラ
ップの伝熱が不十分で塊鉄スクラップが溶融し難いため
である。
【0010】薄片鉄スクラップの溶融量は図3に示すよ
うに、配合比率100%で30%程度となる。この場合
の未溶解の薄片鉄スクラップの焼結鉱中の含有率(即ち
焼結原料及び鉄スクラップの総量に対する割合)は70
%程度となり、焼結原料の溶融物と一体化して焼結する
ため焼結鉱の強度が維持される。したがって薄片鉄スク
ラップの焼結可能配合比率上限としては100%とな
る。図3に示すように、配合率70%で塊鉄スクラップ
の溶融量はほぼ0%に近い値となる。この場合、焼結鉱
中の未溶解スクラップの含有率(即ち焼結原料及び鉄ス
クラップの総量に対する割合)は、配合率70%のスク
ラップが100%残留することになるので未溶解スクラ
ップは70%となる。したがってスクラップは焼結原料
の溶融物に物理的に噛み込まれた形となり、焼結鉱の強
度が維持される限界となる。したがって塊鉄スクラップ
の焼結可能配合比率上限としては70%となる。このよ
うに、本発明において焼結鉱中の未溶解スクラップの含
有率(即ち焼結原料及び鉄スクラップの総量に対する割
合)の上限を70%とする。 また、焼結鉱中の未溶解ス
クラップの含有率(即ち焼結原料及び鉄スクラップの総
量に対する割合)の下限は、図3に示す薄片鉄スクラッ
プの未溶解スクラップの最小値(スクラップ配合比率=
10%、鉄スクラップの未溶解スクラップ含有率=10
%)から1%とする。
【0011】上記のように本発明によればスクラップが
焼結鉱内に大部分溶融するか、または一部溶融した形、
あるいは物理的に焼結原料による焼結体に噛み込んだ形
でほぼ全量固定される。本発明による焼結鉱の断面顕微
鏡組織例を図4に示す。図4(a)の焼結鉱はスクラッ
プ配合量10%における未溶解スクラップ含有率は9
%、図4(b)の焼結鉱はスクラップ配合量80%にお
ける未溶解スクラップ含有率は48%スクラップであ
る。比較例として図5の鉄鉱石を主原料とした従来方法
により製造した焼結鉱を図4(c)に示した。未溶解ス
クラップ含有率は30mm径焼結鉱10個の断面顕微鏡組
織から未溶解スクラップの面積比により求める。
【0012】このように本発明による焼結鉱は従来の焼
結鉱に比較してスクラップを含有するためスクラップの
Feにより焼結鉱中のFe含有量が高くなる。本発明に
よるFe含有量の高い焼結鉱を高炉へ装入し溶銑を製造
すると、酸化鉄を還元しFeを製造するに要するコーク
スが減少するため、溶銑量当たりのコークス比が低下
し、また出銑量が増加することにより、溶銑の製造コス
トが低下する。
【0013】
【実施例】
(実施例1)本発明の実施例1を図1に示す方法によっ
て示す。比較列は図5の方法により実施した。鉱石は鉱
石ホッパー1、副原料である石灰石は石灰石ホッパー
3、燃料の粉コークスは粉コークスホッパー2、返鉱は
返鉱ホッパー(図示せず)からそれぞれ所定量切り出
し、これらの焼結原料を運搬するミキサー4前のベルト
コンベアー上に厚みが0.1mm〜2mmのスクラップを圧
縮して径が10mm以下の大きさにしたスクラップをスク
ラップホッパー16から配合比率10%になるよう切り
出し、焼結原料とともにミキサー4で水分を6.8%添
加し調湿造粒した。
【0014】調湿造粒後のスクラップと焼結原料は原料
供給機5に一旦装入し、ドラムフィーダー6から切り出
しシュート7を介してパレット8に装入して充填層9を
形成した。この充填層の層厚は600mmである。充填層
9の表層部分の粉コークスとスクラップに点火炉10で
点火して、下方に空気を吸引しながらコークスを燃焼さ
せ、この燃焼熱で上層から下層にかけて順次原料を焼結
して焼結鉱を製造した。焼結鉱内には未溶解のスクラッ
プが9%残留し、焼結鉱のFeは従来焼結鉱のFe5
6.0%より高い58.32%となり高品質となった。
【0015】(実施例2)本発明の実施例2を図1に示
す方法によって示す。比較列は図5の方法により実施し
た。基本的には実施例1と同様の方法による。焼結原料
を運搬するミキサー4前のベルトコンベアー上に厚みが
3mm以下、長さが50mm以下の薄片鉄スクラップをスク
ラップホッパー16から配合比率80%になるよう切り
出し、焼結原料とともにミキサー4で水分を6.8%添
加し調湿造粒した。
【0016】調湿造粒後の薄片鉄スクラップと焼結原料
はパレット8に装入して充填層9を形成した。この充填
層の層厚は550mmである。充填層9の表層部分の粉コ
ークスと薄片鉄スクラップに点火炉10で点火して、下
方に空気を吸引しながらコークスを燃焼させこの燃焼熱
で上層から下層にかけて順次原料を焼結して焼結鉱を製
造した。焼結鉱内には未溶解のスクラップが48%残留
し、焼結鉱のFeは従来焼結鉱のFe56.0%より高
い71.0%となり高品質となった。
【0017】(実施例3)本発明の実施例3を図1に示
す方法によって示す。比較列は図5の方法により実施し
た。基本的には実施例1と同様の方法による。焼結原料
を運搬するミキサー4前のベルトコンベアー上に厚みが
10mm以下、長さが150mm以下の塊鉄スクラップをス
クラップホッパー16から配合比率30%になるよう切
り出し、焼結原料とともにミキサー4で水分を6.8%
添加し調湿造粒した。
【0018】調湿造粒後の塊鉄スクラップと焼結原料は
パレット8に装入して充填層9を形成した。この充填層
の層厚は550mmである。充填層9の表層部分の粉コー
クスと塊鉄スクラップに点火炉10で点火して、下方に
空気を吸引しながらコークスを燃焼させこの燃焼熱で上
層から下層にかけて順次原料を焼結して焼結鉱を製造し
た。焼結鉱内には未溶解のスクラップが57%残留し、
焼結鉱のFeは従来焼結鉱のFe56.0%より高い6
3.0%となり高品質となった。
【0019】(実施例4)本発明の実施例4を図1に示
す方法によって示す。比較列は図5の方法により実施し
た。基本的には実施例1と同様の方法による。焼結原料
を運搬するミキサー4前のベルトコンベアー上に厚みが
10mm以下、長さが150mm以下の塊鉄スクラップをス
クラップホッパー16から配合比率70%になるよう切
り出し、焼結原料とともにミキサー4で水分を6.8%
添加し調湿造粒した。
【0020】調湿造粒後の塊鉄スクラップと焼結原料は
パレット8に装入して充填層9を形成した。この充填層
の層厚は550mmである。充填層9の表層部分の粉コー
クスと塊鉄スクラップに点火炉10で点火して、下方に
空気を吸引しながらコークスを燃焼させこの燃焼熱で上
層から下層にかけて順次原料を焼結して焼結鉱を製造し
た。焼結鉱内には未溶解のスクラップが98%残留し、
焼結鉱のFeは従来焼結鉱のFe56.0%より高い7
1.0%となり高品質となった。
【0021】(実施例5)本発明の実施例5を図1に示
す方法によって示す。比較列は図5の方法により実施し
た。基本的には実施例1と同様の方法による。焼結原料
を運搬するミキサー4前のベルトコンベアー上に厚みが
5mm以下、長さが50mm以下の薄片鉄スクラップをスク
ラップホッパー16から配合比率10%になるよう切り
出し、焼結原料とともにミキサー4で水分を6.8%添
加し調湿造粒した。
【0022】調湿造粒後の薄片鉄スクラップと焼結原料
はパレット8に装入して充填層9を形成した。この充填
層の層厚は550mmである。充填層9の表層部分の粉コ
ークスと薄片鉄スクラップに点火炉10で点火して、下
方に空気を吸引しながらコークスを燃焼させこの燃焼熱
で上層から下層にかけて順次原料を焼結して焼結鉱を製
造した。焼結鉱内には未溶解のスクラップが12%残留
し、焼結鉱のFeは従来焼結鉱のFe56.0%より高
い58.0%となり高品質となった。
【0023】(実施例6)本発明の実施例6を図1に示
す方法によって示す。比較例は図5の方法により実施し
た。基本的には実施例1と同様の方法による。焼結原料
を運搬するミキサー4前のベルトコンベアー上に厚みが
5mm以下、長さが50mm以下の薄片鉄スクラップをスク
ラップホッパー16から配合比率100%になるよう切
り出し、ミキサー4で混合した。
【0024】混合後の薄片鉄スクラップはパレット8に
装入して充填層9を形成した。この充填層の層厚は55
0mmである。充填層9の表層部分の薄片鉄スクラップに
点火炉10で点火して、下方に空気を吸引しながら薄片
鉄スクラップの酸化熱により上層から下層にかけて順次
薄片鉄スクラップを焼結して焼結鉱を製造した。焼結鉱
内には未溶解のスクラップが69%残留し、焼結鉱のF
eは従来焼結鉱のFe56.0%より高い79.3%と
なり高品質となった。
【0025】(実施例7)本発明の実施例7、実施例5
により製造した焼結鉱の高炉への使用実施例を表1に示
す。表1によれば従来法の焼結鉱に比較し、Fe分が高
くなったためコークス比が低下し溶銑の製造コストが低
下した。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明の焼結鉱は未溶解のスクラップを
焼結鉱内に含有するためFeが高くなり、高品質化し、
高炉溶銑を製造するに際し、製造コストが低下する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様を示す説明図である。
【図2】スクラップの大きさの関係から見た焼結可能限
界を示す図表である。
【図3】スクラップの大きさ別の焼結鉱中のスクラップ
含有率およびスクラップ溶融率とスクラップ配合量との
関係を示す図表である。
【図4】(a)本発明のスクラップ10%配合焼結鉱組
織の光学顕微鏡写真、(b)本発明のスクラップ80%
配合焼結鉱組織の光学顕微鏡写真、(c)従来の焼結鉱
組織の光学顕微鏡写真である。
【図5】焼結鉱の従来の製造プロセスの概略工程図であ
る。
【符号の説明】
1 鉱石ホッパー 2 粉コークスホッパー 3 石灰石ホッパー 4 造粒機 5 原料供給機 6 ドラムフィーダー 7 シュート 8 パレット 9 充填層 10 点火炉 11 床敷ホッパー 12 床敷供給層 13 排出部 14 クラッシャー 15 ふるい 16 スクラップホッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22B 1/16 - 1/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結原料に鉄スクラップを配合し、下方
    吸引式焼結機により製造する焼結鉱において、焼結鉱の
    内部に前記鉄スクラップの未溶解部を前記焼結原料及び
    鉄スクラップの総量に対して1質量%以上70質量%以
    下残留したことを特徴とする鉄スクラップ含有焼結鉱。
JP28365093A 1993-11-12 1993-11-12 鉄スクラップ含有焼結鉱 Expired - Fee Related JP3233755B2 (ja)

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