JP7024648B2 - Granulation method of raw material for sintering - Google Patents
Granulation method of raw material for sintering Download PDFInfo
- Publication number
- JP7024648B2 JP7024648B2 JP2018140718A JP2018140718A JP7024648B2 JP 7024648 B2 JP7024648 B2 JP 7024648B2 JP 2018140718 A JP2018140718 A JP 2018140718A JP 2018140718 A JP2018140718 A JP 2018140718A JP 7024648 B2 JP7024648 B2 JP 7024648B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- mass
- ore
- slurry
- sintering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims description 169
- 238000005469 granulation Methods 0.000 title claims description 94
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims description 89
- 230000003179 granulation Effects 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 143
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 83
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 77
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 52
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 24
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 91
- 239000000047 product Substances 0.000 description 79
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000004482 other powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- -1 serpentinite Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Glanulating (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
本発明は、焼結用原料の造粒方法に関する。 The present invention relates to a method for granulating a raw material for sintering.
焼結鉱の製造方法は概略以下の通りである。まず、焼結鉱の原料となる焼結用原料を所定の比率で配合した後、水とともに造粒する。ここに、焼結用原料は、主原料である鉄含有原料、焼結反応及び成分調整のために必要な副原料、熱源である炭材(固体燃料)、及び返鉱等で構成される。鉄含有原料は、例えば粉鉱石、微粉鉱石等の鉄鉱石、および製鉄ダスト(製鉄ダスト、製鋼ダスト、スケール等)等である。副原料は、石灰石、ドロマイト、転炉スラグ、蛇紋岩、珪石および橄欖岩等である。炭材は、例えばコークス粉および無煙炭等である。 The method for producing sinter is as follows. First, a raw material for sinter, which is a raw material for sinter, is blended in a predetermined ratio, and then granulated together with water. Here, the raw material for sintering is composed of an iron-containing raw material as a main raw material, an auxiliary raw material necessary for the sintering reaction and component adjustment, a carbonaceous material (solid fuel) as a heat source, a return ore, and the like. The iron-containing raw material is, for example, iron ore such as powder ore, fine powder ore, iron-making dust (iron-making dust, steel-making dust, scale, etc.) and the like. Auxiliary raw materials are limestone, dolomite, converter slag, serpentinite, silica stone and peridotite. The charcoal material is, for example, coke powder and anthracite.
ついで、焼結用原料の造粒物を焼結機の焼結パレットに層状に装入する。ついで、原料充填層の表面から原料充填層中の固体燃料に着火し、原料充填層の上から下の厚み方向に吸引通風する。これによって、原料充填層の燃焼点を順次下層側に移行させ、焼結反応を進行させる。焼成後の焼結パレット内の焼結ケーキは高炉用焼結鉱として適した所定粒度となるように解砕、整粒される。以上の工程により、焼結鉱が作製される。 Then, the granulated material for sintering is charged into the sintering pallet of the sintering machine in layers. Then, the solid fuel in the packed bed is ignited from the surface of the packed bed, and is sucked and ventilated in the thickness direction from the top to the bottom of the packed bed. As a result, the combustion points of the packed bed of the raw material are sequentially shifted to the lower layer side, and the sintering reaction proceeds. The sinter cake in the sinter pallet after firing is crushed and sized so as to have a predetermined particle size suitable for sinter for a blast furnace. By the above steps, sinter is produced.
焼結用原料を造粒物としてから焼結機に装入することで、原料充填層の空隙率及び気孔を大きくすることができる。したがって、原料充填層の通気性が向上するので、焼結鉱の生産性が向上することが期待される。 By charging the sintering raw material into a granulating product and then charging the sintering machine, the porosity and pores of the raw material packed bed can be increased. Therefore, since the air permeability of the packed bed of the raw material is improved, it is expected that the productivity of the sinter is improved.
ところで、近年、鉄鉱石に含まれる鉄分の低下、脈石成分の増加が進行しており、その対策として、選鉱処理によって鉄分を高めた微粉鉱石の使用量を増加させていくことが有効と考えられている。この場合、粉鉱石を核粒子として使用し、粉鉱石に微粉鉱石を付着させることで造粒物を作製する。しかし微粉鉱石は造粒性に劣るため、微粉鉱石の使用量を増加させると、造粒物の粒度が小さくなる。この結果、上述した原料充填層の通気性が低下し、ひいては、焼結鉱の生産性が低下するという問題があった。 By the way, in recent years, the iron content in iron ore has decreased and the gangue component has increased. As a countermeasure, it is considered effective to increase the amount of fine powder ore whose iron content has been increased by mineral processing. Has been done. In this case, the powdered ore is used as the core particles, and the fine powdered ore is attached to the powdered ore to prepare a granulated product. However, since the fine powder ore is inferior in granulation property, if the amount of the fine powder ore used is increased, the grain size of the granulated product becomes smaller. As a result, there is a problem that the air permeability of the raw material packed bed described above is lowered, and eventually the productivity of the sinter is lowered.
このため、非特許文献1には、微粉鉱石の造粒性を改善する技術として、粒度10μm未満の鉄鉱石微粒子をバインダとして使用する技術が開示されている。
Therefore, Non-Patent
本発明者は上記知見についてさらに検討を重ね、鉄鉱石微粒子の作製方法として、鉄鉱石を湿式破砕する方法を見出した(特許文献1、2)。この方法では、鉄鉱石を例えばタワーミルで湿式破砕することで粒度10μm未満の破砕鉱石を含むスラリーを作製する。そして、このスラリーを焼結用原料と混練することで、原料混練物を作製する。ついで、原料混練物を造粒することで、造粒物を作製する。さらに、本発明者は、焼結用原料に添加する破砕鉱石の好ましい質量比が焼結用原料及び破砕鉱石の総質量、すなわち造粒物の総質量に対して3質量%以上7質量%未満であることを見出した(特許文献3)。
The present inventor has further studied the above findings and found a method for wet-crushing iron ore as a method for producing iron ore fine particles (
ところで、本発明者は、特許文献1~3に開示された技術についてさらに検討を重ねたところ、スラリーを焼結用原料に添加する技術には、以下の問題点があることがわかった。焼結用原料である鉄鉱石は、製鉄所へ入荷後ヤードに一時保管される。その後、鉄鉱石は、適宜焼結工場へと払い出されて造粒ラインに持ち込まれることとなる。ここに、造粒ラインに持ち込まれた鉄鉱石は、ヤード保管中の降雨や、発塵防止の観点から実施される散水等によって、ある程度の水分を保持している。したがって、造粒ラインには、鉄鉱石に含まれる水分が持ち込まれることとなる。以下、造粒ラインに鉄鉱石とともに持ち込まれる水分を「鉱石持込み水分」とも称する。
By the way, as a result of further studies on the techniques disclosed in
さらに、特許文献1~3に開示された方法では、焼結用原料にスラリーが添加される。スラリーは、破砕鉱石及び水分を含む。したがって、造粒ラインには、鉱石持込み水分の他、スラリー中の水分が持ち込まれる。以下、スラリーによって造粒ラインに持ち込まれる水分を「スラリー持込み水分」とも称する。なお、スラリーによって焼結用原料に添加される破砕鉱石の質量は、スラリー濃度及びスラリーの添加量によって自動的に決定される。ここに、スラリー濃度は、スラリーの固体濃度である。すなわち、スラリー濃度は、スラリーの総質量に対する破砕鉱石の質量%となる。このように、造粒ラインには、鉱石持込み水分及びスラリー持込み水分が持ち込まれる。
Further, in the methods disclosed in
ところで、焼結用原料に添加する水分量が多いほど、造粒物の粒度(厳密には、粒度分布等から求まる平均粒度(平均粒度は例えば粒度の算術平均値(JIS-M8706(2008)付属書J))となる。)が大きくなる傾向がある。そして、造粒物の粒度が大きいほど、原料充填層の空隙率及び気孔が大きくなる。しかし、水分量が所定値以上となる場合、造粒物の粒度が過剰となり、例えば直径20mmを超える様な粒子が生成され始める。この様な粗大擬似粒子は、焼結機に充填され焼成工程を経ても粒子中心部まで十分に加熱されず、溶融不足ひいては強度不足の焼成体となり成品歩留を低下させる要因となってしまう。したがって、造粒物の含水量の質量比には適正値が存在する。以下、このような適正値を適正水分割合とも称する。微粉鉱石を配合した造粒物の適正水分割合は、造粒物の総質量に対して9~12質量%程度であることがわかっている。ここに、適正水分割合は所謂外数で示した。以下の説明における各水分割合は、いずれも外数である。 By the way, the larger the amount of water added to the raw material for sintering, the more the particle size of the granulated product (strictly speaking, the average particle size obtained from the particle size distribution, etc. Book J)) tends to be larger. The larger the particle size of the granulated product, the larger the porosity and pores of the raw material packed bed. However, when the water content becomes a predetermined value or more, the particle size of the granulated product becomes excessive, and particles having a diameter of more than 20 mm, for example, begin to be generated. Such coarse pseudo-particles are not sufficiently heated to the center of the particles even after being filled in a sintering machine and undergoing a firing step, resulting in a fired body having insufficient melting and thus insufficient strength, which causes a decrease in product yield. Therefore, there is an appropriate value in the mass ratio of the water content of the granulated product. Hereinafter, such an appropriate value is also referred to as an appropriate moisture ratio. It is known that the appropriate water content of the granulated product containing the fine ore is about 9 to 12% by mass with respect to the total mass of the granulated product. Here, the appropriate water content is shown as a so-called external number. Each moisture ratio in the following description is an external number.
上述したように、特許文献1~3に開示された方法では、造粒ラインに鉱石持込み水分及びスラリー持込み水分が持ち込まれる。したがって、鉱石持込み水分割合及びスラリー持込み水分割合の合計が適正割合に対して不足している場合には、不足分の水分を造粒ラインに持ち込めば(すなわち、焼結用原料に添加すれば)良い。鉱石持込み水分割合は、造粒物の総質量に対する鉱石持込み水分の質量%である。スラリー持込み水分割合は、造粒物の総質量に対するスラリー持込み水分の質量%である。以下、鉱石持込み水分及びスラリー持込み水分とは別に造粒ラインに持ち込まれる水分を造粒添加水分とも称する。
As described above, in the methods disclosed in
ここに、微粉鉱石は保水能力が高く、鉄鉱石ヤードから造粒ラインに持ち込まれる時点で他の粉鉱石と比較して水分を多く含んでおり、特に含水割合の多い銘柄では、含水割合は微粉鉱石の総質量に対して10質量%程度に達している。 Here, the fine powder ore has a high water retention capacity, and when it is brought from the iron ore yard to the granulation line, it contains a large amount of water compared to other powder ores. It reaches about 10% by mass with respect to the total mass of the ore.
本発明者は、特許文献3において、焼結用原料に破砕鉱石を3質量%以上7質量%未満の質量比で添加することが好ましいことを提示した。しかし、適正水分割合及び鉱石持込み水分割合の制約から、焼結用原料に破砕鉱石を好ましい質量比で添加できない場合があった。以下、鉱石持込み水分が6.0質量%となる鉄鉱石及びスラリー濃度が40質量%であるスラリーを用いて含水割合が10.5質量%となる造粒物を作製する場合を例としてこの問題を説明する。 The present inventor has presented in Patent Document 3 that it is preferable to add crushed ore to a raw material for sintering in a mass ratio of 3% by mass or more and less than 7% by mass. However, due to restrictions on the appropriate water content and the water content brought in by the ore, it may not be possible to add the crushed ore to the raw material for sintering in a preferable mass ratio. Hereinafter, this problem will be taken as an example of producing a granulated product having a water content of 10.5% by mass using iron ore having an ore carry-in moisture content of 6.0% by mass and a slurry having a slurry concentration of 40% by mass. To explain.
なお、この例では、焼結用原料は粉鉱石及び微粉鉱石とする。微粉鉱石に含まれる水分は、微粉鉱石の総質量に対して10質量%程度に達することが多いが、粉鉱石に含まれる水分は微粉鉱石に比べると少ない。したがって、鉱石持込み水分は10質量%よりも低く、この例では6質量%となる。 In this example, the raw materials for sintering are powder ore and fine powder ore. The water content of the fine powder ore often reaches about 10% by mass with respect to the total mass of the fine powder ore, but the water content of the fine powder ore is less than that of the fine powder ore. Therefore, the water content brought in by the ore is lower than 10% by mass, and in this example, it is 6% by mass.
また、この例では、造粒ラインに4.5質量%の水分を持ち込む必要がある。そして、4.5質量%の水分の全てをスラリー持込み水分で賄う場合、焼結用原料に添加される破砕鉱石の質量%は造粒物の総質量に対して概ね3.0質量%程度となる。したがって、破砕鉱石の質量%は、上述した好ましい範囲の下限値となる。しかし、造粒物の含水割合を適正水分割合の範囲内でさらに減らす場合、あるいは、鉱石持込み水分割合が6.0質量%よりも多い場合には、破砕鉱石の添加量は3.0質量%よりも小さくなってしまう。 Further, in this example, it is necessary to bring 4.5% by mass of water into the granulation line. When all of the water content of 4.5% by mass is covered by the water content brought in by the slurry, the mass% of the crushed ore added to the raw material for sintering is about 3.0% by mass with respect to the total mass of the granulated product. Become. Therefore, the mass% of the crushed ore is the lower limit of the above-mentioned preferable range. However, when the water content of the granulated product is further reduced within the range of the appropriate water content, or when the water content of the ore brought in is higher than 6.0% by mass, the amount of crushed ore added is 3.0% by mass. Will be smaller than.
つまり、適正水分割合及び鉱石持込み水分割合によって、スラリー持込み水分割合の上限値が決まる。したがって、スラリー持込み水分割合が上限値を超えない範囲で、破砕鉱石の添加量を造粒物の総質量に対して3質量%以上7質量%未満とする必要がある。しかし、スラリー濃度が低い場合、このような処理を行うことができない場合があった。 That is, the upper limit of the water content of the slurry brought in is determined by the appropriate water content and the water content of the ore brought in. Therefore, it is necessary to add 3% by mass or more and less than 7% by mass with respect to the total mass of the granulated material within the range where the water content of the slurry brought in does not exceed the upper limit. However, when the slurry concentration is low, such a process may not be possible.
この問題を解決する方法として、スラリー濃度を高めるという方法が挙げられる。上記の例において、造粒物の含水割合をさらに減らす必要がある場合、あるいは、鉱石持込み水分が6.0質量%よりも多い場合には、スラリー濃度を40質量%よりも大きくすれば良い。 As a method for solving this problem, there is a method of increasing the slurry concentration. In the above example, when it is necessary to further reduce the water content of the granulated product, or when the water content of the ore brought in is more than 6.0% by mass, the slurry concentration may be increased to more than 40% by mass.
ただし、スラリー濃度を高めた場合、スラリーの流動性が低下する。したがって、スラリー濃度が高い場合、造粒前に焼結用原料及びスラリーを十分に混練する必要がある。混練が不充分であると、スラリー中の破砕鉱石が緻密な凝集体を形成してしまう。この場合、破砕鉱石は、微粉鉱石粒子間に分散して入り込むことで造粒物強度を向上させるというバインダとしての効果発現が抑制あるいは消滅することが懸念される。この結果、造粒物の粒度が小さくなる可能性がある。逆にいえば、焼結用原料及びスラリーを十分に混練することで、粒度の大きな造粒物を作製できると想定される。 However, when the slurry concentration is increased, the fluidity of the slurry decreases. Therefore, when the slurry concentration is high, it is necessary to sufficiently knead the sintering raw material and the slurry before granulation. Insufficient kneading causes the crushed ore in the slurry to form dense agglomerates. In this case, there is a concern that the crushed ore may suppress or extinguish the effect as a binder that improves the strength of the granulated product by dispersing and entering between the fine ore particles. As a result, the particle size of the granulated product may be reduced. Conversely, it is assumed that a granulated product having a large particle size can be produced by sufficiently kneading the raw material for sintering and the slurry.
そこで、本発明者は、混練に用いるミキサーとして高速撹拌ミキサーに着目し、高速撹拌ミキサーによる撹拌時間を長くすることを試みた。撹拌時間を長くすることで、スラリー及び焼結用原料が十分に混練されるので、造粒物の粒度が大きくすることができると想定されたからである。しかしながら、単に撹拌時間を長くしただけでは、造粒物の粒度がかえって小さくなる場合があった。 Therefore, the present inventor focused on a high-speed stirring mixer as a mixer used for kneading, and attempted to lengthen the stirring time by the high-speed stirring mixer. This is because it was assumed that the particle size of the granulated product could be increased because the slurry and the raw material for sintering were sufficiently kneaded by lengthening the stirring time. However, simply lengthening the stirring time may result in a smaller particle size of the granulated product.
なお、スラリーの流動性を高めることで、造粒物の粒度を大きくする方法も考えられる。スラリーの流動性を高める方法としては、特許文献4、5、非特許文献2に開示されているように、スラリー温度の上昇、スラリーのpHの適正化、スラリーへの分散剤の添加等によってスラリー中の固体粒子間の相互作用力を低下させる方法が知られている。しかし、これらの方法では、スラリーの製造コストを高め、ひいては、造粒物の製造コストを高めてしまう。 It should be noted that a method of increasing the particle size of the granulated product by increasing the fluidity of the slurry is also conceivable. As a method for increasing the fluidity of the slurry, as disclosed in Patent Documents 4, 5 and Non-Patent Document 2, the slurry is raised by raising the slurry temperature, optimizing the pH of the slurry, adding a dispersant to the slurry, and the like. A method of reducing the interaction force between the solid particles in the slurry is known. However, these methods increase the production cost of the slurry, which in turn increases the production cost of the granulated product.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、微粉鉱石を含む造粒物の粒度を低コストで大きくすることが可能な、新規かつ改良された焼結用原料の造粒方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a novel and improved method capable of increasing the particle size of a granulated product containing fine powder ore at low cost. It is an object of the present invention to provide a method for granulating a raw material for sintering.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、全焼結用原料のうち、粉鉱石及び微粉鉱石を含む副焼結用原料を造粒する副造粒工程と、全焼結用原料のうち、副焼結用原料以外の主焼結用原料を造粒する主造粒工程と、を含み、副造粒工程は、副焼結用原料と、粒度10μm未満のバインダ用鉄鉱石を含むスラリーとを高速撹拌ミキサーで混練することで、原料混練物を作製する工程と、原料混練物を造粒する工程と、を含み、スラリーの固体濃度は40質量%以上80質量%未満であり、スラリーの固体濃度が40質量%以上70質量%未満の場合は、高速撹拌ミキサーによる撹拌時間を30秒以上120秒未満とし、スラリーの固体濃度が70質量%以上80質量%未満の場合は、高速撹拌ミキサーによる撹拌時間を60秒以上120秒未満とすることを特徴とする、焼結用原料の造粒方法が提供される。
In order to solve the above problems, according to a certain viewpoint of the present invention, among all sintering raw materials, a sub-granulation step for granulating a sub-sintering raw material including powder ore and fine sinter, and a total sintering raw material. Of these, the main granulation step of granulating the main sintering raw material other than the sub-sintering raw material is included, and the sub-granulation step includes the sub-sintering raw material and the iron ore for binder having a particle size of less than 10 μm. The solid concentration of the slurry is 40% by mass or more and less than 80% by mass , including a step of producing a raw material kneaded product and a step of granulating the raw material kneaded product by kneading the containing slurry with a high-speed stirring mixer. When the solid concentration of the slurry is 40% by mass or more and less than 70% by mass, the stirring time by the high-speed stirring mixer is set to 30 seconds or more and less than 120 seconds, and when the solid concentration of the slurry is 70% by mass or more and less than 80% by mass, Provided is a method for granulating a raw material for sintering, which comprises setting the stirring time by a high-speed stirring mixer to 60 seconds or more and less than 120 seconds.
ここに、原料混練物に含まれるバインダ用鉄鉱石は、副焼結用原料及びバインダ用鉄鉱石の総質量に対して3質量%以上7質量%未満であってもよい。 Here, the iron ore for binder contained in the raw material kneaded material may be 3% by mass or more and less than 7% by mass with respect to the total mass of the raw material for subsintering and the iron ore for binder.
また、副焼結用原料は、微粉鉱石を副焼結用原料の総質量に対して50~85質量%含んでいてもよい。 Further, the raw material for subsintering may contain fine powder ore in an amount of 50 to 85% by mass with respect to the total mass of the raw material for subsintering.
以上説明したように本発明によれば、微粉鉱石を含む副焼結用原料にスラリーを添加することで、微粉鉱石の造粒性を高める。さらに、高速撹拌ミキサーによる撹拌時間をスラリー濃度に応じて調整する。これにより、造粒物、具体的には副造粒物の平均粒度をより大きくすることができる。さらに、スラリーの流動性を高めるための処理が不要となるので、低コストで造粒物の粒度を大きくすることができる。 As described above, according to the present invention, the granulation property of the fine powder ore is enhanced by adding the slurry to the raw material for subsintering containing the fine powder ore. Further, the stirring time by the high-speed stirring mixer is adjusted according to the slurry concentration. This makes it possible to increase the average particle size of the granulated product, specifically, the secondary granulated product. Further, since the treatment for increasing the fluidity of the slurry is not required, the particle size of the granulated product can be increased at low cost.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
<1.本発明者による検討>
本発明者は、スラリー濃度と撹拌時間について鋭意検討した結果、本実施形態に係る焼結用原料の造粒方法に想到した。そこで、まず、本発明者が行った検討について説明する。
<1. Examination by the present inventor>
As a result of diligent studies on the slurry concentration and the stirring time, the present inventor came up with the granulation method of the raw material for sintering according to the present embodiment. Therefore, first, the study conducted by the present inventor will be described.
粉鉱石及び微粉鉱石を焼結用原料として用いて造粒物を作製する場合、粉鉱石は、造粒物の核粒子として機能する。すなわち、粉鉱石のうち、粒度が1mm以上の粒子が核粒子となり、この核粒子の表面に微粉鉱石が付着する。これにより、造粒物が作製される。ここに、微粉鉱石は造粒性が劣っているので、粒度10μm未満の破砕鉱石をバインダとして使用する。具体的には、破砕鉱石が分散したバインダを粉鉱石及び微粉鉱石に添加する。 When the powdered ore and the fine powdered ore are used as a raw material for sintering to prepare a granulated product, the powdered ore functions as a core particle of the granulated product. That is, among the powder ore, particles having a particle size of 1 mm or more become nuclear particles, and the fine powder ore adheres to the surface of the nuclear particles. As a result, a granulated product is produced. Here, since the fine powder ore is inferior in granulation property, a crushed ore having a particle size of less than 10 μm is used as a binder. Specifically, a binder in which crushed ore is dispersed is added to the powder ore and the fine powder ore.
ここに、適正水分割合及び鉱石持込み水分割合によって、スラリー持込み水分割合の上限値が決まる。したがって、スラリー持込み水分割合が上限値を超えない範囲で、破砕鉱石の添加量を造粒物の総質量に対して3質量%以上7質量%未満とする必要がある。しかし、スラリー濃度が低い場合、このような処理を行うことができない場合があった。 Here, the upper limit of the water content of the slurry brought in is determined by the appropriate water content ratio and the water content of the ore brought in. Therefore, it is necessary to add 3% by mass or more and less than 7% by mass with respect to the total mass of the granulated material within the range where the water content of the slurry brought in does not exceed the upper limit. However, when the slurry concentration is low, such a process may not be possible.
この問題を解決する方法として、スラリー濃度を高めることが挙げられる。ただし、スラリー濃度を高めた場合、スラリーの流動性が低下する。したがって、スラリー濃度が高い場合、造粒前に焼結用原料及びスラリーを十分に混練する必要がある。焼結用原料及びスラリーの混練が不十分となる場合、造粒物の平均粒度が小さくなる可能性があるからである。 As a method for solving this problem, increasing the slurry concentration can be mentioned. However, when the slurry concentration is increased, the fluidity of the slurry decreases. Therefore, when the slurry concentration is high, it is necessary to sufficiently knead the sintering raw material and the slurry before granulation. This is because if the kneading of the sintering raw material and the slurry is insufficient, the average particle size of the granulated product may become small.
そこで、本発明者は、混練に用いるミキサーとして高速撹拌ミキサーに着目し、高速撹拌ミキサーによる撹拌時間を長くすることを試みた。撹拌時間を長くすることで、スラリー及び焼結用原料が十分に混練されるので、造粒物の粒度が大きくすることができると想定されたからである。しかしながら、単に撹拌時間を長くしただけでは、造粒物の平均粒度がかえって小さくなる場合があった。 Therefore, the present inventor focused on a high-speed stirring mixer as a mixer used for kneading, and attempted to lengthen the stirring time by the high-speed stirring mixer. This is because it was assumed that the particle size of the granulated product could be increased because the slurry and the raw material for sintering were sufficiently kneaded by lengthening the stirring time. However, the average particle size of the granulated product may be rather small simply by lengthening the stirring time.
本発明者は、この理由について検討した。造粒物の平均粒度は、核粒子である粉鉱石の平均粒度にも依存する。このため、本発明者は、撹拌によって粉鉱石が破砕され、粉鉱石の平均粒度が小さくなったために、造粒物の平均粒度が小さくなったと考えた。 The present inventor examined the reason for this. The average particle size of the granulated product also depends on the average particle size of the powdered ore, which is a nuclear particle. Therefore, the present inventor considered that the powdered ore was crushed by stirring and the average particle size of the powdered ore became small, so that the average particle size of the granulated product became small.
そこで、本発明者は、スラリー濃度と撹拌時間との相関について詳細に検討した。この結果、スラリー濃度が40質量%以上70質量%未満となる場合には、撹拌時間が短いほど、造粒物の平均粒度が大きくなることがわかった。撹拌時間が長いと、核粒子である粉鉱石が破砕され、粉鉱石の平均粒度が小さくなると考えられる。この結果、造粒物の平均粒度が小さくなると考えられる。一方で、スラリー濃度が70質量%以上80質量%未満となる場合、撹拌時間をある程度長くしないと、造粒物の平均粒度は大きくならなかった。撹拌時間が短いと、スラリー中の破砕鉱石が緻密な凝集体を形成してしまうと考えられる。この結果、造粒物の平均粒度が小さくなると考えられる。 Therefore, the present inventor investigated in detail the correlation between the slurry concentration and the stirring time. As a result, it was found that when the slurry concentration was 40% by mass or more and less than 70% by mass, the shorter the stirring time, the larger the average particle size of the granulated product. It is considered that when the stirring time is long, the powder ore, which is a nuclear particle, is crushed and the average particle size of the powder ore becomes small. As a result, it is considered that the average particle size of the granulated product becomes smaller. On the other hand, when the slurry concentration was 70% by mass or more and less than 80% by mass, the average particle size of the granulated product did not increase unless the stirring time was lengthened to some extent. If the stirring time is short, it is considered that the crushed ore in the slurry forms a dense agglomerate. As a result, it is considered that the average particle size of the granulated product becomes smaller.
上記の検討の結果、スラリー濃度が40質量%以上70質量%未満の場合は、撹拌時間を30秒以上とし、スラリー濃度が70質量%以上80質量%未満の場合は、撹拌時間を60秒以上とすることで、平均粒度を大きくすることができることがわかった。一方、撹拌時間の上限値はスラリー濃度に関わらず120秒未満となる。撹拌時間が長過ぎると、スラリー濃度に関わらず、核粒子である粉鉱石が破砕され、粉鉱石の平均粒度が小さくなると考えられるからである。 As a result of the above examination, when the slurry concentration is 40% by mass or more and less than 70% by mass, the stirring time is 30 seconds or more, and when the slurry concentration is 70% by mass or more and less than 80% by mass, the stirring time is 60 seconds or more. By doing so, it was found that the average grain size can be increased. On the other hand, the upper limit of the stirring time is less than 120 seconds regardless of the slurry concentration. This is because if the stirring time is too long, the powder ore, which is a nuclear particle, is crushed regardless of the slurry concentration, and the average particle size of the powder ore is considered to be small.
なお、スラリー濃度は、上述したように、適正水分割合及び鉱石持込み水分割合の制約があるために、高い値に設定される。言い換えれば、スラリー濃度は、適正水分割合及び鉱石持込み水分割合によって予め決まった値となる。そこで、予め決まったスラリー濃度に応じて、撹拌時間を調整することなる。本発明者は、以上の知見に基づいて、本実施形態に係る焼結用原料の造粒方法に想到した。以下、本実施形態について詳細に説明する。 As described above, the slurry concentration is set to a high value due to restrictions on the appropriate water content ratio and the ore carry-in water content ratio. In other words, the slurry concentration is a predetermined value depending on the appropriate water content ratio and the ore carry-in water content ratio. Therefore, the stirring time is adjusted according to the predetermined slurry concentration. Based on the above findings, the present inventor has come up with a method for granulating a raw material for sintering according to the present embodiment. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail.
<2.焼結鉱製造システムの構成>
まず、図1に基づいて、本実施形態に係る焼結鉱製造システム1の構成について説明する。焼結鉱製造システム1は、主造粒ライン10、副造粒ライン20、及び焼結機30を備える。なお、図1では副造粒ライン20は1本であるが、副造粒ライン20は複数用意されても良い。
<2. Configuration of sinter manufacturing system>
First, the configuration of the
主造粒ライン10は、全焼結用原料のうち、主焼結用原料を造粒することで、主造粒物を作製するラインである。ここに、焼結用原料は、主原料である鉄含有原料、焼結反応及び成分調整のために必要な副原料、熱源である炭材(固体燃料)、及び返鉱等で構成される。鉄含有原料は、例えば粉鉱石、微粉鉱石等の鉄鉱石、および製鉄ダスト(製鉄ダスト、製鋼ダスト、スケール等)等である。副原料は、石灰石、ドロマイト、転炉スラグ、珪石および橄欖岩等である。炭材は、例えばコークス粉および無煙炭等である。
The
粉鉱石は、例えば粒度が10mm未満となる鉄鉱石である。粉鉱石の平均粒度は2~3mm程度であってもよい。平均粒度は、例えば粒度の算術平均値である。もちろん、本実施形態に適用可能な粉鉱石はこの例に限られず、焼結鉱の分野において粉鉱石と称される鉄鉱石は全て本実施形態に適用可能である。なお、本実施形態における粒度は、篩によって測定される。粒度は、目開きの異なる篩によって測定される。例えば、焼結用原料を目開きがXmmの篩に掛けた場合に、篩に残った粒子の粒度はXmm以上となり、篩から落ちた粒子の粒度はXmm未満となる。 The powder ore is, for example, an iron ore having a particle size of less than 10 mm. The average particle size of the powder ore may be about 2 to 3 mm. The average particle size is, for example, an arithmetic mean value of the particle size. Of course, the powder ore applicable to this embodiment is not limited to this example, and any iron ore referred to as powder ore in the field of sinter is applicable to this embodiment. The particle size in this embodiment is measured by a sieve. The particle size is measured by sieves with different openings. For example, when the raw material for sintering is placed on a sieve having an opening of X mm, the particle size of the particles remaining on the sieve is X mm or more, and the particle size of the particles dropped from the sieve is less than X mm.
微粉鉱石は、例えば粒度が10μm以上100μm未満程度となる鉄鉱石である。上述したように、微粉鉱石は造粒性に劣っている。このため、本実施形態では、バインダ用鉄鉱石(詳細は後述するが、例えば破砕鉱石)によって微粉鉱石を強固に粉鉱石に付着させる。 The fine powder ore is, for example, an iron ore having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm. As mentioned above, the fine powder ore is inferior in granulation property. Therefore, in the present embodiment, the fine powder ore is firmly adhered to the powder ore by the iron ore for binder (details will be described later, for example, crushed ore).
主焼結用原料は、全焼結用原料のうち、後述する副焼結用原料以外の焼結用原料を意味する。詳細は後述するが、副焼結用原料は、例えば粉鉱石及び微粉鉱石を含む。さらに、副焼結用原料は、微粉鉱石を、副焼結用原料の総質量に対して50~85質量%含む。したがって、これら以外の焼結用原料が主焼結用原料となる。主焼結用原料の質量%は、全焼結用原料の総質量に対して50質量%よりも大きくなることが好ましい。 The main sintering raw material means a sintering raw material other than the sub-sintering raw material described later among all sintering raw materials. The details will be described later, but the raw material for subsintering includes, for example, powder ore and fine powder ore. Further, the raw material for subsintering contains fine powder ore in an amount of 50 to 85% by mass with respect to the total mass of the raw material for subsintering. Therefore, the raw materials for sintering other than these are the main raw materials for sintering. The mass% of the main sintering raw material is preferably larger than 50% by mass with respect to the total mass of the total sintering raw materials.
主造粒ライン10は、ドラムミキサー11、12を備える。ここに、主造粒ライン10にドラムミキサー11、12を配置したのは、ドラムミキサー11、12は単位時間当りの処理量が大きいからである。主造粒ライン10を用いた主焼結用原料の造粒方法は従来の造粒方法と同様であれば良い。すなわち、ドラムミキサー11には、主焼結用原料が投入される。主焼結用原料には、主焼結用原料の造粒性を改善するためのバインダとして生石灰を添加しても良い。これにより、主造粒物の粒度が大きくなり、ひいては、原料充填層の通気性が向上する。また、主焼結用原料には、原料充填層の通気性を悪化させない程度に微粉鉱石を添加しても良い。主焼結用原料に対する微粉鉱石の添加量は、主焼結用原料の総質量に対して概ね10質量%未満程度としてもよい。
The
ドラムミキサー11は、主焼結用原料及び添加物を水分とともに混練する。ドラムミキサー12は、ドラムミキサー11から排出された主焼結用原料の混練物を造粒することで、主造粒物を作製する。以上の工程により、主焼結用原料を造粒する。このように、ドラムミキサー11(1次ミキサー)は主焼結用原料を混練する機能を担い、ドラムミキサー12(2次ミキサー)は主焼結用原料を造粒する機能を担う。
The
ここに、ドラムミキサー11、12は、焼結用原料の造粒に使用されるものであればどのようなものであってもよい。また、本実施形態では、ドラムミキサー11、12によって主焼結用原料を造粒することとしたが、主焼結用原料を造粒することができる装置であればどのような装置を用いても良い。
Here, the
副造粒ライン20は、全焼結用原料のうち、副焼結用原料を造粒することで、副造粒物を作製するラインである。ここに、副焼結用原料は、例えば粉鉱石及び微粉鉱石を含む。副焼結用原料は、微粉鉱石を、副焼結用原料の総質量に対して50~85質量%含むことが好ましい。つまり、微粉鉱石が副焼結用原料の過半を占めることが好ましい。このように、比較的造粒し難い鉄鉱石を主造粒ライン10から分離して造粒することで、造粒を効率的に行うことができる。つまり、造粒しにくい微粉鉱石を副造粒ライン20に集中させることで、スラリーの添加を副造粒ライン20のみで行えばよいことになる。
The
副焼結用原料には、バインダ用鉄鉱石を含むスラリーが添加される。ここに、バインダ用鉄鉱石は、粒度が10μm未満の鉄鉱石であり、例えば上述した破砕鉱石である。破砕鉱石を含むスラリーは、例えば特許文献1、2に開示された製造方法によって作製可能である。
A slurry containing iron ore for binder is added to the raw material for subsintering. Here, the iron ore for binder is an iron ore having a particle size of less than 10 μm, and is, for example, the above-mentioned crushed ore. The slurry containing the crushed ore can be produced, for example, by the production method disclosed in
副焼結用原料は、微粉鉱石を含むので、造粒性が劣る。そこで、バインダ用鉄鉱石を含むスラリーを副焼結用原料に添加することで、副焼結用原料の造粒性を高める。つまり、バインダ用鉄鉱石は、核粒子である粉鉱石の表面に付着し、さらに、粉鉱石と微粉鉱石、あるいは微粉鉱石同士を結着させる。 Since the raw material for subsintering contains fine ore, the granulation property is inferior. Therefore, by adding a slurry containing iron ore for binder to the raw material for subsintering, the granulation property of the raw material for subsintering is enhanced. That is, the iron ore for binder adheres to the surface of the powder ore which is a nuclear particle, and further binds the powder ore to the fine powder ore or the fine powder ore to each other.
ここに、スラリー濃度は40質量%以上80質量%未満であることが好ましい。上述したように、副焼結用原料は微粉鉱石を含むので、副焼結用原料の鉱石持込み水分割合は多い。このため、スラリー濃度は比較的高い値、すなわち40質量%以上とされることが好ましい。これにより、バインダ用鉄鉱石の添加量を3質量%以上7質量%未満とすることができる。ここに、副焼結用原料の鉱石持込み水分割合は、副造粒物の総質量に対する鉱石持込み水分の質量%である。本実施形態において、各水分割合は所謂外数となる。バインダ用鉄鉱石の添加量の質量%は、副造粒物の総質量に対する質量%となる。スラリー濃度が40質量%未満となる場合、スラリー中に占めるバインダ用鉄鉱石の割合が少なく、バインダ用鉄鉱石の添加量を3質量%以上7質量%未満とすることが困難となる。また、スラリー濃度が80質量%以上となる場合、スラリーは、スラリーとしての流動性をほぼ失い固体に近い状態となる、流動性がいわゆる流動限界値に達すると判断される為である。なお、本発明者は、鉄鉱石を湿式破砕することでスラリーを作製し、スラリー濃度を検証した。この結果、本発明者は、幾つかの鉄鉱石種において概ね同等の80質量%程度の濃度で流動性が失われたことを確認した。 Here, the slurry concentration is preferably 40% by mass or more and less than 80% by mass. As described above, since the raw material for subsintering contains fine powder ore, the water content of the raw material for subsintering brought in is high. Therefore, the slurry concentration is preferably a relatively high value, that is, 40% by mass or more. As a result, the amount of iron ore added for the binder can be reduced to 3% by mass or more and less than 7% by mass. Here, the ratio of the ore carry-in water content of the raw material for subsintering is the mass% of the ore carry-in water content with respect to the total mass of the by-granulation products. In this embodiment, each water content is a so-called external number. The mass% of the amount of iron ore added for the binder is mass% with respect to the total mass of the by-granulation. When the slurry concentration is less than 40% by mass, the ratio of the iron ore for binder to the slurry is small, and it is difficult to add the iron ore for binder to 3% by mass or more and less than 7% by mass. Further, when the slurry concentration is 80% by mass or more, the slurry loses its fluidity as a slurry and becomes a state close to a solid, and it is judged that the fluidity reaches the so-called flow limit value. The present inventor produced a slurry by wet-crushing iron ore and verified the slurry concentration. As a result, the present inventor confirmed that the fluidity was lost at a concentration of about 80% by mass, which was almost the same in some iron ore species.
ここに、スラリー濃度及びスラリー添加量は以下の工程で決定される。すなわち、副造粒物の含水割合(副造粒物の総質量に対する水分の質量%)を決定する。例えば、副造粒物100kgに対して含水量が10kgとなる場合、含水割合は10質量%となる。副造粒物の含水割合は、副造粒物の総質量に対して9~12質量%程度とされることが好ましい。 Here, the slurry concentration and the slurry addition amount are determined by the following steps. That is, the water content ratio of the by-granulation (mass% of water with respect to the total mass of the by-granulation) is determined. For example, when the water content is 10 kg with respect to 100 kg of the by-granulated product, the water content is 10% by mass. The water content of the by-granulation is preferably about 9 to 12% by mass with respect to the total mass of the by-granulation.
ついで、鉱石持込み水分割合を特定する。ついで、副造粒物の含水割合と鉱石持込み水分割合の差分をスラリー持込み水分割合の上限値とする。鉱石持込み水分割合は、副造粒物の総質量に対する鉱石持込み水分の質量%である。スラリー持込み水分割合は、副造粒物の総質量に対するスラリー持込み水分の質量%である。ついで、スラリー持込み水分割合が上限値を超えず、かつ、バインダ用鉄鉱石の添加量が副造粒物の総質量に対して3.0質量%以上7.0質量%未満となるように、スラリー濃度及びスラリー添加量を決定する。スラリー持込み水分では副造粒物の水分が不足する場合、別途水分を副焼結用原料に添加しても良い。また、バインダとして生石灰をさらに副焼結用原料に添加しても良い。また、副焼結用原料及び生石灰だけでは焼結反応時に融液源となるCa分や熱源となるC分に乏しい場合、融液源及び熱源を補填するために、副原料やダストやスラグ類を副焼結用原料に添加しても良い。 Then, the water content of the ore brought in is specified. Next, the difference between the water content of the by-granulation and the water content of the ore brought in is set as the upper limit of the water content of the slurry brought in. The ore carry-in water content is the mass% of the ore carry-in water content with respect to the total mass of the by-granulation. The slurry carry-in water content is the mass% of the slurry carry-in water content with respect to the total mass of the by-granulated products. Then, the water content of the slurry brought in does not exceed the upper limit, and the amount of iron ore added for the binder is 3.0% by mass or more and less than 7.0% by mass with respect to the total mass of the by-granulated matter. Determine the slurry concentration and the amount of slurry added. If the water content of the by-granulation is insufficient due to the water content brought in by the slurry, the water content may be added separately to the raw material for sub-sintering. Further, quicklime may be further added as a binder to the raw material for subsintering. In addition, when the sub-sintering raw material and quicklime alone are insufficient in Ca content as a melt source and C content as a heat source during the sintering reaction, auxiliary raw materials, dust and slag are used to supplement the melt source and heat source. May be added to the raw material for subsintering.
副造粒ライン20は、高速撹拌ミキサー21及びパンペレタイザ22を備える。高速撹拌ミキサー21は、副焼結用原料及び副焼結用原料の添加物(上述したスラリー等)を混練することで、原料混練物を作製する。
The
ここに、高速撹拌ミキサー21は、内部に撹拌羽根(アジテータ)やそれに類する機構を有しており、試料に大きな混合、撹拌、せん断力を作用させるミキサーである。通常、攪拌羽根(アジテータ)の周速は、3~30m/秒に調整される(遊佐郁生:『粉体技術の基礎と応用』、化学装置9月号別冊、工業通信社、2005年)。高速撹拌ミキサー21としては、例えば、ミキサー容器と内部の撹拌羽根(アジテータ)が、それぞれ逆方向に回転することで大きな混合撹拌力を発生させる竪型の高速撹拌ミキサー(日本アイリッヒ社製)等が挙げられる。また、高速撹拌ミキサー21の他の例として、レディゲミキサー/プロシェアミキサー(太平洋機工社製)、ダウミキサー等が挙げられる。もちろん、高速撹拌ミキサー21はこれらの例に限られず、焼結鉱の分野において高速撹拌ミキサーと称されるものであれば本実施形態に適用可能である。副焼結用原料は、微粉鉱石を多量に含むため、比表面積が大きく、造粒されにくい。このため、ドラムミキサーでは副焼結用原料を十分混練することができない場合がある。そこで、本実施形態では、副焼結用原料を混練する装置として、高速撹拌ミキサー21を使用する。
Here, the high-
高速撹拌ミキサー21の駆動方式は、バッチ式であっても、連続式であっても良い。高速撹拌ミキサー21がバッチ式となる場合、以下の処理が行われる。すなわち、ミキサー投入口に原料(ここでは、副焼結用原料及び添加物)を投入し、蓋をする。ついで、高速撹拌ミキサー21内で原料が混合される。そして、混合後の原料が同じミキサー投入口から排出される。
The drive system of the high-
高速撹拌ミキサー21が連続式となる場合、以下の処理が行われる。すなわち、混練前の原料(すなわち、副焼結用原料及び添加物)が高速撹拌ミキサー21の一端、例えば上部から投入され、もう一端、例えば底部から排出される。
When the high-
高速撹拌ミキサー21による撹拌時間(言い換えれば、高速撹拌ミキサー21内の滞留時間)は、スラリー濃度に応じて異なる。すなわち、スラリー濃度が40質量%以上70質量%未満の場合は、撹拌時間を30秒以上120秒未満とする。一方、スラリー濃度が70質量%以上80質量%未満の場合は、撹拌時間を60秒以上120秒未満とする。 The stirring time by the high-speed stirring mixer 21 (in other words, the residence time in the high-speed stirring mixer 21) differs depending on the slurry concentration. That is, when the slurry concentration is 40% by mass or more and less than 70% by mass, the stirring time is set to 30 seconds or more and less than 120 seconds. On the other hand, when the slurry concentration is 70% by mass or more and less than 80% by mass, the stirring time is set to 60 seconds or more and less than 120 seconds.
スラリー濃度が40質量%以上70質量%未満の場合、スラリー濃度は比較的低い。この場合、撹拌時間が長過ぎると、核粒子である粉鉱石が破砕され、粉鉱石の平均粒度が小さくなると考えられる。このため、撹拌時間が長過ぎると、造粒物の平均粒度が小さくなる。そこで、スラリー濃度が40質量%以上70質量%未満の場合、撹拌時間を30秒以上120秒未満とする。なお、この場合であっても、ある程度の撹拌時間は必要である。そこで、撹拌時間の下限値を30秒以上とした。撹拌時間が30秒未満となる場合、スラリー中の破砕鉱石が緻密な凝集体を形成してしまうと考えられる。この結果、副造粒物の平均粒度が小さくなると考えられる。 When the slurry concentration is 40% by mass or more and less than 70% by mass, the slurry concentration is relatively low. In this case, if the stirring time is too long, it is considered that the powder ore, which is a nuclear particle, is crushed and the average particle size of the powder ore becomes small. Therefore, if the stirring time is too long, the average particle size of the granulated product becomes small. Therefore, when the slurry concentration is 40% by mass or more and less than 70% by mass, the stirring time is set to 30 seconds or more and less than 120 seconds. Even in this case, a certain amount of stirring time is required. Therefore, the lower limit of the stirring time was set to 30 seconds or more. If the stirring time is less than 30 seconds, it is considered that the crushed ore in the slurry forms a dense agglomerate. As a result, it is considered that the average particle size of the by-granulated product becomes smaller.
一方、スラリー濃度が70質量%以上80質量%未満の場合、スラリー濃度は比較的高い。この場合、十分な撹拌が必要になる。撹拌時間が短いと、スラリー中の破砕鉱石が緻密な凝集体を形成してしまうと考えられる。このため、撹拌時間が短いと、造粒物の平均粒度が小さくなる。そこで、スラリー濃度が70質量%以上80質量%未満の場合は、撹拌時間を60秒以上とする。なお、この場合であっても、撹拌時間が長過ぎると多くの粉鉱石が破砕され、粉鉱石の平均粒度が低下する。したがって、撹拌時間の上限値は120秒未満とする。 On the other hand, when the slurry concentration is 70% by mass or more and less than 80% by mass, the slurry concentration is relatively high. In this case, sufficient stirring is required. If the stirring time is short, it is considered that the crushed ore in the slurry forms a dense agglomerate. Therefore, when the stirring time is short, the average particle size of the granulated product becomes small. Therefore, when the slurry concentration is 70% by mass or more and less than 80% by mass, the stirring time is set to 60 seconds or more. Even in this case, if the stirring time is too long, many powdered ores are crushed and the average particle size of the powdered ore is lowered. Therefore, the upper limit of the stirring time is set to less than 120 seconds.
ここに、撹拌時間は、高速撹拌ミキサー21の駆動方式に応じて異なる。高速撹拌ミキサー21がバッチ式の場合、撹拌時間は、高速撹拌ミキサー21を運転した時間となる。すなわち、撹拌時間には、投入および排出作業にかかる時間は含まれない。したがって、高速撹拌ミキサー21の運転時間を調整することで、撹拌時間を調整可能である。
Here, the stirring time differs depending on the driving method of the high-
一方、高速撹拌ミキサー21が連続式となる場合、原料が高速撹拌ミキサー21に投入されてから排出されるまで、すなわち原料が高速撹拌ミキサー21内に存在していた時間が撹拌時間となる。すなわち、連続式の高速撹拌ミキサー21は、いわゆる定常状態で運転される。定常状態では、原料供給量と排出量がほぼ一定となる。供給量が排出量を上回ると高速撹拌ミキサー21から原料が溢れ、逆だと高速撹拌ミキサー21内が空になる為、高速撹拌ミキサー21が機能しない。高速撹拌ミキサー21を定常状態で運転するには、原料供給量、ミキサー装置条件、及び運転条件等を適宜調整すれば良い。
On the other hand, when the high-
高速撹拌ミキサー21が定常状態で運転されている場合、高速撹拌ミキサー21内では、概ね一定量の原料が滞留して混合されている。
When the high-
したがって、原料供給量及びミキサー内の原料滞留量から撹拌時間が計算される。例えば、原料供給量および排出量が1t/minで滞留量が2tの場合、2minで原料が入れ替わる計算となる。このため為、撹拌時間は2minとなる。なお、実際には一部の原料はより長時間ミキサー内に留まり、また一部は素通りしてしまう等のばらつきは存在する。このため、撹拌時間は平均値とされることが好ましい。例えば、ある期間内で複数回撹拌時間を測定し、これらの算術平均値を撹拌時間とする。撹拌時間は、例えば、原料投入速度及び原料排出速度を調整する、ミキサー容量を調整すること等によって調整可能である。 Therefore, the stirring time is calculated from the amount of raw material supplied and the amount of raw material retained in the mixer. For example, when the supply amount and the discharge amount of the raw material are 1 t / min and the retention amount is 2 t, the raw materials are replaced in 2 min. Therefore, the stirring time is 2 min. In reality, some raw materials stay in the mixer for a longer period of time, and some of them pass through. Therefore, the stirring time is preferably an average value. For example, the stirring time is measured a plurality of times within a certain period, and these arithmetic mean values are used as the stirring time. The stirring time can be adjusted, for example, by adjusting the raw material input rate and the raw material discharge rate, adjusting the mixer capacity, and the like.
パンペレタイザ22は、高速撹拌ミキサー21から排出された原料混練物を造粒することで、副造粒物を作製する。なお、原料混練物を造粒できる装置はパンペレタイザ22に限られない。すなわち、原料混練物を造立できる装置であれば、どのような装置であっても良い。
The
副造粒物が作製された後、副造粒ライン20は、主造粒ライン10と合流する。これにより、主造粒物に副造粒物が混合される。その後、主造粒物及び副造粒物は焼結機30に装入される。焼結機30は、主造粒物及び副造粒物を焼成することで、焼結鉱を作製する。
After the sub-granulation is produced, the
<3.焼結用原料の造粒方法>
つぎに、上述した焼結鉱製造システム1を用いた焼結用原料の造粒方法について説明する。焼結用原料の造粒方法は、主焼結用原料を造粒する主造粒工程と、副焼結用原料を造粒する副造粒工程とを含む。主造粒工程は主造粒ライン10で行われ、副造粒工程は副造粒ライン20で行われる。主造粒工程は、従来と同様であればよい。
<3. Granulation method of raw material for sintering >
Next, a method for granulating a raw material for sinter using the above-mentioned
副造粒工程は、副焼結用原料及びスラリーを高速撹拌ミキサー21で混練することで、原料混練物を作製する工程と、パンペレタイザ22で原料混練物を造粒する工程とを含む。ここに、スラリーは、上述したバインダ用鉄鉱石を含む。
The sub-granulation step includes a step of producing a raw material kneaded product by kneading the sub-sintering raw material and the slurry with a high-
ここに、スラリー濃度及びスラリー添加量は以下の工程で決定される。すなわち、副造粒物の含水割合を決定する。副造粒物の含水割合は、副造粒物の総質量に対して9~12質量%程度とされることが好ましい。 Here, the slurry concentration and the slurry addition amount are determined by the following steps. That is, the water content ratio of the by-granulation is determined. The water content of the by-granulation is preferably about 9 to 12% by mass with respect to the total mass of the by-granulation.
ついで、鉱石持込み水分割合を特定する。ついで、副造粒物の含水割合と鉱石持込み水分割合の差分をスラリー持込み水分割合の上限値とする。ついで、スラリー持込み水分割合が上限値を超えず、かつ、バインダ用鉄鉱石の添加量が副造粒物の総質量に対して3.0質量%以上7.0質量%未満となるように、スラリー濃度及びスラリー添加量を決定する。スラリー持込み水分では副造粒物の水分が不足する場合、別途水分を副焼結用原料に添加しても良い。 Then, the water content of the ore brought in is specified. Next, the difference between the water content of the by-granulation and the water content of the ore brought in is set as the upper limit of the water content of the slurry brought in. Then, the water content of the slurry brought in does not exceed the upper limit, and the amount of iron ore added for the binder is 3.0% by mass or more and less than 7.0% by mass with respect to the total mass of the by-granulated matter. Determine the slurry concentration and the amount of slurry added. If the water content of the by-granulation is insufficient due to the water content brought in by the slurry, the water content may be added separately to the raw material for sub-sintering.
また、原料混練物を作製する工程では、スラリー濃度に応じて高速撹拌ミキサーによる撹拌時間が調整される。すなわち、スラリー濃度が40質量%以上70質量%未満の場合は、撹拌時間を30秒以上120秒未満とする。一方、スラリー濃度が70質量%以上80質量%未満の場合は、撹拌時間を60秒以上120秒未満とする。 Further, in the step of producing the raw material kneaded product, the stirring time by the high-speed stirring mixer is adjusted according to the slurry concentration. That is, when the slurry concentration is 40% by mass or more and less than 70% by mass, the stirring time is set to 30 seconds or more and less than 120 seconds. On the other hand, when the slurry concentration is 70% by mass or more and less than 80% by mass, the stirring time is set to 60 seconds or more and less than 120 seconds.
このように、本実施形態では、微粉鉱石を含む副焼結用原料にスラリーを添加することで、微粉鉱石の造粒性を高める。さらに、高速撹拌ミキサー21による撹拌時間をスラリー濃度に応じて調整する。具体的には、スラリー濃度が40質量%以上70質量%未満の場合は、高速撹拌ミキサー21による撹拌時間を30秒以上120秒未満とし、スラリー濃度が70質量%以上80質量%未満の場合は、高速撹拌ミキサー21による撹拌時間を60秒以上120秒未満とする。これにより、副造粒物の平均粒度をより大きくすることができる。さらに、スラリーの流動性を高めるための処理が不要となるので、低コストで副造粒物の粒度を大きくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the granulation property of the fine powder ore is enhanced by adding the slurry to the raw material for subsintering containing the fine powder ore. Further, the stirring time by the high-
本実施例では、副造粒ライン20を模擬した実験を行った。具体的には、まず、破砕鉱石を含むスラリーを準備した。スラリーは、特許文献1、2に開示された方法に準拠して作製した。ここに、スラリー濃度を40質量%から80質量%まで10質量%刻みで変化させた。ついで、高速撹拌ミキサー21(日本アイリッヒ社製、アイリッヒミキサー、型番R02))に副焼結用原料及びスラリーを投入した。ここに、副焼結用原料及び破砕鉱石の内訳及び質量比は、粉鉱石24質量%、微粉鉱石71質量%、破砕鉱石5質量%とした。つまり、破砕鉱石の質量比を一定とし、スラリー濃度を変更した。また、副造粒物の含水割合は9.0質量%とした。スラリーの添加だけでは水分が不足する場合、不足分の水を所謂造粒添加水分として高速撹拌ミキサー21に投入した。
In this example, an experiment simulating the
ついで、副焼結用原料及びスラリーを高速撹拌ミキサー21で混練した。ここに、高速撹拌ミキサー21のアジテータの周速は10m/秒とし、混練時間を、30秒、60秒、120秒の何れかとした。これにより作製された原料混練物をパンペレタイザ22に装入し、原料混練物をパンペレタイザ22で300秒間造粒した。造粒された造粒物について、平均粒度を測定し、平均粒度を評価指標とした。ここで、平均粒度は以下の工程で測定した。(1)造粒物約500gを採取し、105℃に保持された乾燥機に5-10分間保持した。これは、後に篩分けする際に、造粒物が網に付着して篩分けを困難にするのを抑制する為に造粒物表面の水分を低下させる操作である。(2)乾燥機から取り出した造粒物を幾つかの目開きの篩にかけて篩分けした。(9.5,8.0,4.75,2.8,2.0,1.0mmのJIS規格準拠200mmφ丸篩使用)(3)各粒度区分の質量比率から算術平均径を求めた。このように、本実施例では、スラリー濃度及び撹拌時間を変更して副造粒物を作製し、副造粒物の平均粒度を測定した。結果を図2に示す。
Then, the raw material for subsintering and the slurry were kneaded with the high-
図2から明らかな通り、スラリー濃度が40~60質量%となる場合、撹拌時間が短いほど副造粒物の平均粒度が大きくなった。撹拌時間が長いほど多くの粉鉱石が破砕され、粉鉱石の平均粒度が小さくなると考えられる。この結果、造粒物の平均粒度が小さくなると考えられる。いずれの撹拌時間においても、実用上問題ない平均粒度の副造粒物が得られたので、撹拌時間は30秒以上120秒未満が好ましいことがわかった。 As is clear from FIG. 2, when the slurry concentration was 40 to 60% by mass, the shorter the stirring time, the larger the average particle size of the by-granulated product. It is considered that the longer the stirring time, the more the powder ore is crushed, and the average particle size of the powder ore becomes smaller. As a result, it is considered that the average particle size of the granulated product becomes smaller. It was found that the stirring time is preferably 30 seconds or more and less than 120 seconds because the by-granulated product having an average particle size that does not cause any problem in practical use was obtained in any of the stirring times.
一方、スラリー濃度が70~80質量%となる場合、撹拌時間が30秒となる場合に副造粒物の平均粒度が最も小さくなり、撹拌時間が60秒となる場合に副造粒物の平均粒度が最も大きくなった。したがって、撹拌時間が30秒となる場合、スラリーの撹拌が不十分となり、スラリー中の破砕鉱石が緻密な凝集体を形成してしまうと考えられる。この結果、副造粒物として少数の粗大な粒子と多数の小粒子が生成され、副造粒物の平均粒度が小さくなると考えられる。なお、撹拌時間が60秒となる場合の平均粒度は、撹拌時間が120秒となる場合の平均粒度よりも大きくなった。したがって、スラリー濃度が60秒以上となる場合、撹拌時間が長いほど多くの粉鉱石が破砕されると考えられる。いずれの撹拌時間においても、実用上問題ない平均粒度の副造粒物が得られたが、撹拌時間は60秒以上が好ましいことがわかった。また、上限値は120秒未満であることが好ましいこともわかった。 On the other hand, when the slurry concentration is 70 to 80% by mass, the average particle size of the by-granulation is the smallest when the stirring time is 30 seconds, and the average of the by-granulation is when the stirring time is 60 seconds. The grain size was the largest. Therefore, when the stirring time is 30 seconds, it is considered that the stirring of the slurry is insufficient and the crushed ore in the slurry forms a dense agglomerate. As a result, a small number of coarse particles and a large number of small particles are generated as the by-granulation, and it is considered that the average particle size of the by-granulation becomes smaller. The average particle size when the stirring time was 60 seconds was larger than the average particle size when the stirring time was 120 seconds. Therefore, when the slurry concentration is 60 seconds or more, it is considered that more powder ore is crushed as the stirring time is longer. In any of the stirring times, a by-granulated product having an average particle size that did not cause any problem in practical use was obtained, but it was found that the stirring time was preferably 60 seconds or more. It was also found that the upper limit is preferably less than 120 seconds.
図2によれば、撹拌時間と平均粒度との相関が変化する境界値は、スラリー濃度が60~70質量%となる範囲に存在すると考えられるが、本発明者は、当該境界値を当該相関が実際に変化した70質量%とした。 According to FIG. 2, it is considered that the boundary value at which the correlation between the stirring time and the average particle size changes exists in the range where the slurry concentration is 60 to 70% by mass. Was actually changed to 70% by mass.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.
1 造粒システム
10 主造粒ライン
11、12 ドラムミキサー
20 副造粒ライン
21 高速撹拌ミキサー
22 パンペレタイザ
1
Claims (3)
前記全焼結用原料のうち、前記副焼結用原料以外の主焼結用原料を造粒する主造粒工程と、を含み、
前記副造粒工程は、前記副焼結用原料と、粒度10μm未満のバインダ用鉄鉱石を含むスラリーとを高速撹拌ミキサーで混練することで、原料混練物を作製する工程と、
前記原料混練物を造粒する工程と、を含み、
前記スラリーの固体濃度は40質量%以上80質量%未満であり、
前記スラリーの固体濃度が40質量%以上70質量%未満の場合は、前記高速撹拌ミキサーによる撹拌時間を30秒以上120秒未満とし、
前記スラリーの固体濃度が70質量%以上80質量%未満の場合は、前記高速撹拌ミキサーによる撹拌時間を60秒以上120秒未満とすることを特徴とする、焼結用原料の造粒方法。 Of all raw materials for sintering, a sub-granulation process for granulating sub-sintering raw materials including powdered ore and fine powdered ore, and
Among the total sintering raw materials, the main granulation step of granulating the main sintering raw material other than the sub-sintering raw material is included.
The sub-granulation step includes a step of producing a raw material kneaded product by kneading the sub-sintering raw material and a slurry containing iron ore for a binder having a particle size of less than 10 μm with a high-speed stirring mixer.
Including the step of granulating the raw material kneaded product,
The solid concentration of the slurry is 40% by mass or more and less than 80% by mass.
When the solid concentration of the slurry is 40% by mass or more and less than 70% by mass, the stirring time by the high-speed stirring mixer is set to 30 seconds or more and less than 120 seconds.
A method for granulating a raw material for sintering, which comprises setting the stirring time by the high-speed stirring mixer to 60 seconds or more and less than 120 seconds when the solid concentration of the slurry is 70% by mass or more and less than 80% by mass.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018140718A JP7024648B2 (en) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | Granulation method of raw material for sintering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018140718A JP7024648B2 (en) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | Granulation method of raw material for sintering |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020015963A JP2020015963A (en) | 2020-01-30 |
JP7024648B2 true JP7024648B2 (en) | 2022-02-24 |
Family
ID=69581724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018140718A Active JP7024648B2 (en) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | Granulation method of raw material for sintering |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7024648B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015214761A (en) | 2015-07-31 | 2015-12-03 | 新日鐵住金株式会社 | Method for adding binder to sintering material |
JP2016194113A (en) | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 新日鐵住金株式会社 | Manufacturing method of sintered ore |
-
2018
- 2018-07-26 JP JP2018140718A patent/JP7024648B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016194113A (en) | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 新日鐵住金株式会社 | Manufacturing method of sintered ore |
JP2015214761A (en) | 2015-07-31 | 2015-12-03 | 新日鐵住金株式会社 | Method for adding binder to sintering material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020015963A (en) | 2020-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5699567B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
JP6519005B2 (en) | Method of producing sintered ore | |
CN101981209A (en) | Manufacturing method of reduced iron | |
JP2014001438A (en) | Production method for sintered ore | |
RU2675883C2 (en) | Method and device for producing granulates | |
JP6489092B2 (en) | Sinter ore manufacturing method and sintered ore manufacturing equipment line | |
JP2017505379A (en) | Production method of manganese-containing alloy iron | |
JP4927702B2 (en) | Process for producing mixed raw materials for sintering | |
JP6273957B2 (en) | Sinter ore manufacturing method | |
JP7024648B2 (en) | Granulation method of raw material for sintering | |
JP2009019224A (en) | Method for producing sintered ore | |
JP6273983B2 (en) | Blast furnace operation method using reduced iron | |
CN106661667B (en) | The smelting process of nickel oxide ore, the charging method of particle | |
JP5224917B6 (en) | Manufacturing method of sintered raw material | |
JP6369113B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
KR102394730B1 (en) | Manufacturing method of sintered ore | |
WO2014129282A1 (en) | Method for manufacturing reduced iron | |
JP7024649B2 (en) | Granulation method of raw material for sintering | |
JP2020521050A (en) | Sinter plant operation method | |
JP7024647B2 (en) | Granulation method of raw material for sintering | |
KR101356058B1 (en) | Method and device for treating fine ore for sintering | |
JP4781807B2 (en) | Manufacturing method of dephosphorizing agent for steel making using sintering machine | |
JP3797184B2 (en) | Method for producing sintered ore | |
JP7047645B2 (en) | Sintered ore manufacturing method | |
JPH0742519B2 (en) | Pretreatment method for raw material for blast furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190208 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20190419 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190422 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190426 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210303 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220124 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7024648 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |