JPH01136937A

JPH01136937A - 高炉装入用自溶性ペレット

Info

Publication number: JPH01136937A
Application number: JP29457587A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sugiyama; 健杉山; Akiji Shirouchi; 城内　章治; Mitsutoshi Isobe; 磯部　光利
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1989-05-30
Also published as: JPH0377854B2

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）を高くした自溶性ペ
レットに関する。

（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、更に被還元性の向上を目指す上で、
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を向上
させ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、直径５ＩＬｍ以上の開気孔量が０．０４５ｄ　／　
ｇ以上存在し、一方、上記開気孔を含む直径５経■以上
の気孔の周辺に厚さが１００ル■以上で、ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２の値が１．４以上であるカルシウム・フェライト系
組織を有し、かつ、全体としてＣａＯ／Ｓ　ｉ０２の値
が０．８以上である点にある。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第１図において、１は本発明の自溶性ペレットで、この
自溶性ペレット１の内部には無数の気孔２が形成されて
いる。この気孔２のうち、自溶性ペレットｌ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）１には、直径５ｐＬｍ以上
の開気孔２ａ量を０．０４５ａ／／ｇ以上存在させであ
る。開気孔ｚａ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５ｐｍ以上の気孔２の周辺にはカルシウム会
フェライト組織系である脈石相３が存在している。この
脈石相３は化学式がＧａＯ・Ｆｅ２０３のものや、　　
Ｃａ１ｍ　２Ｆｅ２０３　　（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
００ｇｍ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　ｐ、、　ｔｓ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、この自溶性ペレット１は全体としてＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ２の値が０．８以上となっている。即ち、上記値を０
．８以上とすれば、還元率の向上に対する気孔量の効果
が顕著に上昇するためである。

また、上記自溶性ベレッ）１は全体としてＭｇＯ／Ｓｉ
Ｏ２の値を０．４０以上としである。即ち、上記の値を
０．４０以上とすれば、還元率が顕著に上昇するためで
ある。

ここで、前記した直径５ｇｍ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／　
ａｌ　）を水銀置換法（ＪＩＳ　Ｍ８７１ｆｌ）で測定
する。

また、真の密度（Ｓ）　（ｇ／’ｏ／）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、自溶性ペレット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
るが、この場合、自溶性ペレット１の周りの雰囲気を０
．０１腸膳Ｈ２０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。

（以下余白）更に、上記各数値により、開気孔量（ＶＯｐ）（ａ？／
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−ｔｍ−１２５ル
■であり、０．０７４μｍ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１２５ル腸までの開気孔
２ａ量（ａ／／ｇ）が求められる。即ち、例えば、５Ｉ
Ｌ１１〜１２５Ｋｍの開気孔ｚａ量　（ａ／／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（以下余白） σ、ぬれ角をθ、加えられる圧力をＰとして、開気孔２
ａに水銀を圧入しようとすれば、次式が成立する。

γ＝２σｃｏｓθ／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ｚａ量を求
めることができる。

上記ポロシメータにより、５ｐｍ以下の開気孔２ａ量（
Ｖ−ｓ　）　　（ＱＩＦ／　ｇ）を求めれば、初期目的
の５ＪＬ１１以上の開気孔２ａ量（Ｖ＋　ｓ　）　　（
ＧＩＦ　／　ｇ）は次式により算出される。

Ｖ＋’ｓ　　（ｃｉ／ｇ）＝Ｖｏｐ　−Ｖ−ｓ一方、前
記被還元性の評価法につき一説明する。

高炉内の温度が８５０℃以下では、装入された鉱石類の
一大部分はＦｅｌ−１（Ｏまでの還元に留まり、これ以
上の温度では、急速昇温下でＦｅｌ−３（０→Ｍ・Ｆｅ
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ＧＯ／　ＣＯ２＝　ｇｏ７４Ｇ）に
て還元時７１１１２時間１２５０℃（還元ガスＧｏ／　Ｎ２　＝　３０７７０）
にて還元時間２時間の２段階還元とし、Ｗｔを還元前の重量、曽２を１２５０℃還元後の重量、
Ｔ＊Ｆｅ（％）とＦｅｄ（％）を還元前試料のものとし
て、次式により還元率を測定する。

なお、上記のように自溶性ベレッ）ｌ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°場合に複数の生ベ
レットに炭素分を付着させて焼成する。す（以下余白）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、真白溶性ベレ′
ット１の粒子径はホキくできるのであり、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、安息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、ガスめ偏流
を防止できる。

次に、自溶性ペレット１についての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％以上含有するドロ
マイトを脈石成分を含む粉鉄鉱石類に添加し、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３ｒＭ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）ｌについて、開気孔
ｚａ量と、還元率（Ｒ１）との関係を第４図に示しであ
る。この図によれば、直径５ＩＬ−以上の開気孔ｚａ量
を０．０４５　ａｌ／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ｌ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の周辺には厚さ文が１００１Ｌ−以上の脈石相３が存
在している。４はＦｅ２０３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。

（第２表）　　（１２５０℃の場合）また、下記第３表は、焼成温度を１２７５℃とじた場合
のものである。

（第３表）　　（１２７５℃の場合）なお、第７図は、ペレッ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、この図は上記第６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。

（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２近傍のＣａＯ／５ｉＯｚ　　（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℃とした場合の
上記自溶性ペレッ）１に関するもので、第８図は、この
自溶性ペレッ）１の脈石相３におけるＣａＯ／Ｓ　ｉ０
２の値と、還元率との関係を示すグラフ図であり、この
ＣａＯ／ＳｉＯ２の値に対する還元率の値は自溶性ペレ
ットｌの開気孔率が類似していても、ＣａＯ／ＳｉＯ２
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）１全体としてのＣａＯ／５ｊ０
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４４終−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０．１〜０．５ｍｍ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
、ＣａＯ／ＳｉＯ２レベルで還元率の向上が得られるこ
とがわかる。

第１θ図は１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１２
７５℃とした場合の上記自溶性ペレット１に関するもの
で、　　ＭｇＯ／ＳｉＯ２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ぺレット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。

（第５表）上記各図によれば、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）１について、開−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５終■以上の開気孔２ａ量を０．０
４５ａ！／　８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ット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１５図
中、気孔２の周辺には厚さ文が１５０〜４００　ＩＬｒ
ａ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）　　（１０００℃の場合）また、下記第７表は、焼成温度を１２７５℃とじた場合
のものである。

（第７表）　　（１２７５℃の場合）なお、第１６図は、ベ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、直径５終■以上の開気孔量を０．０
４５ａ／／ｇ以上存在させ、一方、上記開気孔を含む直
径５μ麿以上の気孔の周辺に厚さが　１００４１以上で
、　　ＣａＯ／ＳｉＯ２の値が１．４以上であるカルシ
ウム・フェライト系組織を有し、かつ、全体としてＣａ
Ｏ／Ｓ　ｉ０２の値を９．８以上としたため、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
明の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１０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。１・・自溶性ペレット、２・φ気孔、２ａ・・開気孔、
２ｂΦ・閉気孔、３・・脈石相（カルシウム・フェライ
ト系組織）。第４図喉−瓢）Ｌ’ｔ　（Ｃ而）（ｉｙｏ“°９＃石’ｔｍ　
ｆ　Ｃａｂ／Ｓｉ　Ｏｚ　（−）Ｃｃ、７辱０２比（−
）ＭｙＯ７Ｓ南比（−）第１６図手続ネ…正書（方式）％式％１、事件の表示昭和６２年特許願第２９４５７５号２、発明の名称高炉装入用自演性ペレット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　　　　　１１１９１　　株式会社　神戸製鋼
所４、代理人　〒５３１

Claims

【特許請求の範囲】１、直径５μｍ以上の開気孔量が０．０４５ｃｍ＾３／
ｇ以上存在し、一方、上記開気孔を含む直径５μｍ以上
の気孔の周辺に厚さが１００μｍ以上で、ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ＿２の値が１．４以上であるカルシウム・フェライト
系組織を有し、かつ、全体としてＣａＯ／ＳｉＯ＿２の
値が０．８以上であることを特徴とする高炉装入用自溶
性ペレット。２、全体としてＭｇＯ／ＳｉＯ＿２の値が０．４０以上
であることを特徴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。