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公開番号2025149329
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049911
出願日2024-03-26
発明の名称高炉用含炭非焼成ペレット及びその製造方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22B 1/242 20060101AFI20251001BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】石炭由来原料の使用量が低減されており且つ還元性に優れる高炉用含炭非焼成ペレット及びその製造方法の提供。
【解決手段】一態様においては、海藻起源炭材と、鉄含有原料と、バインダーとを含む、高炉用非焼成ペレットが提供される。一態様においては、海藻起源炭材と、鉄含有原料と、水硬性バインダーとを含む原料混合物の造粒物を得る工程、及び前記造粒物中の前記水硬性バインダーを硬化する工程、を含む、高炉用非焼成ペレットの製造方法が提供される。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
海藻起源炭材と、鉄含有原料と、バインダーとを含む、高炉用非焼成ペレット。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
任意成分として、コークスを更に含み、
前記コークスと前記海藻起源炭材との合計１００質量％に対する前記海藻起源炭材の比率が５質量％～１００質量％である、請求項１に記載の高炉用含炭非焼成ペレット。
【請求項３】
前記海藻起源炭材の炭素比率が３０質量％～５５質量％である、請求項１に記載の高炉用含炭非焼成ペレット。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか一項に記載の高炉用非焼成ペレットの製造方法であって、
海藻起源炭材と、鉄含有原料と、水硬性バインダーとを含む原料混合物の造粒物を得る工程、及び
前記造粒物中の前記水硬性バインダーを硬化する工程、
を含む、高炉用非焼成ペレットの製造方法。
【請求項５】
海藻を温度６００℃～１０００℃で加熱し、次いで粉砕して前記海藻起源炭材を製造することを更に含む、請求項４に記載の高炉用非焼成ペレットの製造方法。
【請求項６】
前記造粒物の水分率が５質量％～１５質量％である、請求項４に記載の高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、海藻起源炭材を含む高炉用含炭非焼成ペレット及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄プロセスにおける高炉用鉄原料としては、粉状鉄鉱石を主要な鉄含有原料とし、これを、石炭コークス等の炭材、及びバインダーと組合せて造粒した後、焼成され又は非焼成（養生）にて得られる含炭ペレットが使用されている。このうち、高炉用含炭非焼成ペレットは、通常、鉄源である酸化鉄と、還元材である炭材と、バインダーとを含む。高炉内での原料の通気性確保のための積層構造を維持する必要性から、高炉用含炭非焼成ペレットには良好な冷間強度が求められる。一般に、高炉用含炭非焼成ペレットの冷間強度が４５ｋｇ／ｃｍ
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程度以上であれば、高炉内での積層構造を維持できると考えられる。良好な冷間強度を得る観点から、高炉用含炭非焼成ペレットのバインダーには、水硬性セメント等の水硬性バインダーが使用されてきた。
【０００３】
高炉用含炭非焼成ペレットは、鉄源と還元材とが近接配置されていることで鉄源の還元性に優れるが、還元性の更なる向上、及び／又は還元材の使用量削減が望まれている。鉄源の被還元率を向上させるためには、高炉用含炭非焼成ペレット中の炭素比率は高い方が望ましい。しかし、炭素比率を高くすると冷間強度の低下という問題が生じ得ることから、炭素比率には上限が存在し、当該上限に起因して、還元性の向上にも上限が存在する。したがって、従来、冷間強度と還元性とを両立させるための技術が提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１は、鉄分を４０質量％以上含有する微粉状鉄含有原料と、炭素分を１０質量％以上含有する微粉状炭材に、水硬性バインダーを添加し、水分を調整しつつ混合、造粒することにより、冷間圧潰強度５０ｋｇ／ｃｍ
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以上の高炉用含炭非焼成ペレットを製造する方法であって、全原料の粒度を２ｍｍ以下とし、全原料中の炭素含有割合（Ｔ．Ｃ）が１５～２５質量％となるように前記微粉状炭材の配合割合を調整し、かつ、該微粉状炭材のメジアン径を１００～１５０μｍとすることを特徴とする高炉用含炭非焼成ペレットの製造方法を記載する。
【０００５】
一方、環境問題への関心の高まりから、石炭が従来使用されてきた分野において、当該石炭をバイオマス等のカーボンニュートラル原料で代替する技術が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献２は、バイオマスを不活性ガス雰囲気下の２５０～６００℃の温度で半乾留し、半乾留した前記バイオマスを粉砕して微粉炭材とすることを特徴とする半乾留バイオマス微粉炭材の製造方法を記載する。
【０００７】
また、非特許文献１は、廃棄物由来の炭素系材料として、都市ゴミ炭化物、下水汚泥炭化物、木質バイオマス炭化物を製銑工程において酸化鉄の還元材である石炭由来のコークスの代替物として利用するために、各還元材とヘマタイト試薬とを混合して炭材内装鉱を作製し、その還元特性を調査したこと、差動型示差熱天秤（ＴＧ）及びバッチ式縦型管状炉での還元試験により、各炭化物が酸化鉄に対して高い還元性を示したことを記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００８－９５１７７号公報
特開２００９－５７４３８号公報
【非特許文献】
【０００９】
土井ら，廃棄物由来の炭素系材料による酸化鉄の還元特性，日本機械学会第２１回環境工学総合シンポジウム２０１１講演論文集（２０１１），ｐｐ．１０９－１１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載される技術のように、高炉用含炭非焼成ペレットの原料の粒度を小さくすることで冷間強度と還元性とを両立させようとする場合、当該原料には良好な粉砕性が望まれる。特許文献２に記載される技術は、主として木質バイオマスを対象とし、これを半炭化して微粉炭材として利用するものである。特許文献２は、木質バイオマスの粉砕性を改善し得るものであるが、特許文献２が提供しているのは半炭化物であり、その炭素比率の低さから還元材としては不適である。また、非特許文献１は、都市ゴミ炭化物、下水汚泥炭化物、又は木質バイオマス炭化物を石炭由来のコークスの代替物として利用しようとするものであるが、これらの炭化物の粉砕性には改善の余地がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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