JP4048734B2

JP4048734B2 - 焼結鉱の製造方法

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Publication number: JP4048734B2
Application number: JP2001182875A
Authority: JP
Inventors: 勝松村; 親司上城; 雅彦星
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2002371322A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＬ（ドワイトロイド）式焼結機を使用する焼結鉱の製造方法であって、フリーカーボン含有量が低く、粒径が小さい原料の燃焼性を改善して、高品質の焼結鉱を高い生産性で製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＬ式焼結機による焼結鉱の一般的な製造プロセスは次のとおりである。
【０００３】
まず、焼結原料としては、数種類の粉鉄鉱石、ＣａＯ源としての石灰石粉、ＳｉＯ₂およびＭｇＯ源としての蛇紋粉、ＣａＯ源およびＭｇＯ源としてのドロマイト、燃料としての粉コークス、返鉱等が使用される。通常、これらの原料はその銘柄（種類）ごとに原料槽に貯蔵され、原料配合に応じて定量切り出しされ、切り出された各銘柄の原料は、原料搬送用のベルトコンベア上で合流し、造粒機まで搬送される。造粒機で原料に水分が添加され、造粒が行われる。造粒後の原料は焼結機のパレット上に層状に装入され、原料充填層の最上部に点火され、充填層の下方から空気が吸引されることによって焼結原料中のコークスが燃焼し、焼結反応が充填層の上部から下部に向かって進行する。充填層の下部まで焼結された塊状物（焼結ケーキと称する）は、焼結機の排鉱部で粗破砕された後、クーラーで冷却される。
【０００４】
このように、焼結鉱の製造プロセスは、原料中に燃料を内装し、原料の充填層を上部から下部に通過するガスの伝熱によって燃料を燃焼させることを大きな特徴としている。
【０００５】
この焼結鉱製造プロセスにおいて、原料中に内装された燃料の燃焼効率を上昇させること、換言すれば、燃料中のカーボン（Ｃ）を未燃カーボンとして焼結ケーキ中に残存させずにＣＯ₂まで燃焼させることが、焼結鉱の製造における歩留を向上させ、焼結鉱の冷間強度、耐還元粉化性を高める上で重要である。また、燃料の燃焼を遅延させないことが焼結速度を上昇させ、生産性を高める上で重要である。
【０００６】
燃料の燃焼効率に対しては燃料の粒径が大きく影響する。燃料の粒径が小さいと、焼結原料の造粒の際に造粒物中に燃料が埋没し、焼結の際に十分に酸素が供給されず、未燃のまま残存したり、ＣＯまでの燃焼にとどまってしまう。逆に燃料の粒径が大きいと、燃料への伝熱が遅延して焼結速度が低下し、生産性が低下する。そのため、焼結原料中に内装される燃料の粒径には適正範囲が存在し、１〜３ｍｍといわれている。
【０００７】
燃料の粒径が小さい場合は造粒による粗粒化が有効であり、特公平８−１９４８５号公報では、粒径１．０ｍｍ以下が７０質量％以上の粉コークスまたは無煙炭を、含有水分が１０〜２８質量％になるように水分調整しながら遠心力を利用した造粒機を用いて予備造粒する方法が開示されている。しかしながら、粉コークスや無煙炭は通常の焼結原料と比較して造粒性が悪いので、特殊な造粒機を必要とするという問題がある。
【０００８】
このような粒径が小さい燃料（小粒径燃料）の燃焼性がよくないという問題は、粉コークスや無煙炭と比較してフリーカーボン含有量が低いものを原料として用いる場合により顕著に現れる。すなわち、原料にフリーカーボン含有量の低い小粒径原料が含まれる場合は、それが造粒物の表層部に存在していても燃焼性が悪くなりやすい。
【０００９】
これは、以下に述べる理由によるものである。すなわち、フリーカーボンが燃焼しても造粒物を構成するフリーカーボン以外の他の粒子が昇温、焼結するのに時間を要する一方、焼結機のパレット上での焼結の進行（焼結反応が生じる高温域の原料充填層上部から下部への進行）はフリーカーボン含有量の高い燃料の燃焼によって決まるため、フリーカーボン含有量の低い原料が燃焼する前に焼結の高温帯（つまり、焼結反応が生じる高温域）がその原料が存在している部位を通過してしまい、フリーカーボン含有量の低い原料の燃焼が遅延したり、フリーカーボンが未燃で残存する可能性が高くなるからである。燃焼が遅延しない場合でも、発生熱量が低いので、造粒物の溶融に必要な熱量の確保が困難で、溶融塊成化に寄与できない可能性が高い。なお、前記の「フリーカーボン含有量が低い小粒径原料」とは、具体的には、例えば製鉄所内の焼結工場や高炉から発生するダストである。
【００１０】
また、フリーカーボン含有量の低い小粒径原料を用いる場合の課題として、造粒物の強度確保の問題がある。製鉄所内で発生するダスト類は、その粒子表面に疎水基を有するため疎水性を示すことが多く、造粒が困難である。このため、造粒に際して生石灰等のバインダーの添加を要し、また高水分とする必要があるが、水分が高いと造粒物の強度は低下する。
【００１１】
特開昭６１−２９１９２６号公報では、平均粒径が１ｍｍ未満の微粉コークスと製鉄所内で発生する微粉原料（転炉ダスト、焼結ダスト等）とを前者が６０〜８０％に対して後者が４０〜２０％の割合になるように混合してペレタイザーで１０〜２０％の水を添加しつつ造粒する方法が開示されている。しかし、この方法は、製鉄所内で発生するダストを核粒子としてその周囲に微粉コークスを配置させることにより微粉コークスの燃焼性を向上させようとするもので、燃焼性がさらに悪化するフリーカーボン含有量が低い小粒径原料の燃焼性の改善方法については何も示されていない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、フリーカーボン含有量が低く、粒径が小さい小粒径原料の燃焼性を改善し、この原料のもつ発熱量を有効に利用して、高品質の焼結鉱を高い生産性で製造する方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するため種々検討を重ねた結果、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料である製鉄所内発生ダストの燃焼性を改善するためには、この原料に事前に造粒処理（この事前に行う造粒処理を、以下「予備造粒処理」または「予備造粒」という）を施すことが有効であることを見いだした。
【００１４】
前述のように、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料の粒子が通常の鉄鉱石とともに造粒されると造粒物あたりの発生熱量が低くなり、この造粒物を焼結塊成化に必要な温度まで加熱することが困難となる。そこで、予備造粒処理によりフリーカーボン含有量が低い小粒径原料同士で構成される造粒物（以下、「予備造粒物」ともいう）としてやれば、焼結機のパレット上に装入する際にこの粒子の近傍に発生熱量の高い造粒物を配置し得るので、この予備造粒物を溶融反応に必要な温度まで加熱することが可能になる。すなわち、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料は、それ自体の発熱量が小さいので、焼結原料内に散在させると燃焼性の低下や、燃焼の遅延によって発熱量を十分に活用できないが、あらかじめ予備造粒物としてまとまった状態で存在させると、他の造粒物の発生熱量を高いままで保持できるので、予備造粒物をその他の造粒物中の燃料の燃焼熱によって燃焼の遅延を起こさずに加熱し、予備造粒物中のフリーカーボン含有量が低い小粒径原料のもつ発熱量を有効に利用することができる。
【００１５】
図２は、上述したフリーカーボン含有量が低い小粒径原料の予備造粒処理による燃焼性の改善効果を説明するための図で、焼結原料をパレット上に装入したときの縦断面の一部を模式的に示す図である。予備造粒処理をせず、通常の鉄鉱石とともに一括して造粒した場合は、図２の（ｂ）に示すように、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料７は造粒物１０（つまり、焼結原料）内に散在することとなり、造粒物１０あたりの発生熱量が低下するため、焼結塊成化に必要な温度まで加熱することが困難になる。これに対して、予備造粒処理を行うと、図２の（ａ）に示すように、小粒径原料７は予備造粒物８としてまとまった状態で存在し、他の造粒物９内には入り込まないので、造粒物９の発生熱量を高いままで保持できる。この予備造粒物８と他の造粒物９を焼結機のパレット上に装入すると、予備造粒物８は他の造粒物９にほぼ均一に混合され、発生熱量の大きい他の造粒物９に囲まれた状態となり、造粒物９中の燃料の燃焼熱によって加熱されるので、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料７は燃焼しやすく、その燃焼性が改善される。
【００１６】
このフリーカーボン含有量が低い小粒径原料をフリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料とともに造粒すると、効果はさらに大きくなる。
【００１７】
また、造粒物が焼結工程に供される前に崩壊するのを防止するために造粒物の強度を確保する必要があるが、その手段として、予備造粒物の水分を１５質量％以下に調整すればよいことが判明した。さらに、予備造粒の際に高速攪拌羽根を内蔵する混合機を使用すれば、予備造粒物の強度がより一層上昇する。
【００１８】
本発明は上記の知見に基づきなされたもので、その要旨は、下記（１）または（２）の焼結鉱の製造方法にある。
【００１９】
（１）フリーカーボン含有量が５質量％以上７０質量％以下で、粒径１ｍｍ以下の粒子を５０質量％以上含む原料をバインダーと混合して予備造粒し、得られた造粒物を焼結原料の一部として使用する焼結鉱の製造方法であって、前記予備造粒の際に、前記バインダーとして生石灰を使用し、さらに、前記造粒物のＣａＯ含有量が揮発成分を除いて１２質量％以上６０質量％以下になるように、前記予備造粒または再度造粒の際に、生石灰以外のＣａＯ含有原料を配合するとともに、他原料と混合する前の前記造粒物の水分を１５質量％以下に調整することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【００２０】
（２）フリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料とフリーカーボン含有量が５質量％以上７０質量％以下で、粒径１ｍｍ以下の粒子を５０質量％以上含む原料をバインダーと混合して予備造粒し、得られた造粒物を焼結原料の一部として使用する焼結鉱の製造方法であって、前記予備造粒の際に、前記バインダーとして生石灰を使用し、さらに、前記造粒物のＣａＯ含有量が揮発成分を除いて１２質量％以上６０質量％以下になるように、前記予備造粒または再度造粒の際に、生石灰以外のＣａＯ含有原料を配合するとともに、他原料と混合する前の前記造粒物の水分を１５質量％以下に調整することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【００２１】
上記（１）または（２）の焼結鉱の製造方法において、予備造粒の際に、高速攪拌羽根を内蔵する混合機を用いれば、造粒物の強度がより一層上昇するので、好ましい。
【００２２】
なお、前記の「揮発成分」とは、予備造粒に用いる原料、燃料およびバインダーに含まれる水分、結晶水、フリーカーボン等、焼結の過程で燃焼、蒸発、脱水等により造粒物中から除かれる成分をいう。
【００２３】
本発明において、粒子の大きさを表す「ｍｍ」は篩目の代表径で、前記の「粒径１ｍｍ以下の粒子」とは、篩目が１ｍｍの篩により分別処理をしたときの篩下を意味する。
また、「再度造粒」とは、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料を、あらかじめ造粒（予備造粒）しておき、それに高ＣａＯ原料を配合して再び造粒し、予備造粒物とする方法を意味する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の焼結鉱の製造方法を図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明の焼結鉱の製造方法における予備造粒工程の代表例を模式的に示す図である。フリーカーボン含有量が５質量％以上７０質量％以下で、粒径１ｍｍ以下の粒子を５０質量％以上含む原料１と、フリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料２と、バインダー３が、それぞれホッパー４−１、４−２、４−３に収納されている。上記の（１）の発明の方法では、ホッパー４−１および４−３からそれぞれ原料１およびバインダー３が切り出され、一方、上記の（２）の発明の方法では、ホッパー４−１、４−２および４−３からそれぞれ原料１、燃料２およびバインダー３が切り出され、ベルトコンベア５ａ、５ｂで搬送され、ミキサー６で造粒される。
【００２６】
本発明の焼結鉱の製造方法では、上記のように、予備造粒工程における原料のフリーカーボン含有量を５質量％以上７０質量％以下と規定した。これは、フリーカーボン含有量が５質量％未満の場合には、得られる熱量が配合された全燃料から得られる熱量に対して非常に小さくなり、予備造粒処理しても焼結鉱の品質等に顕著な改善が見られず、７０質量％を超える場合には、得られる熱量が通常の焼結製造プロセスで得られる熱量とほぼ同等となり、予備造粒の効果が小さいからである。
【００２７】
フリーカーボン含有量が低い小粒径原料および粉コークスの配合条件を変化させた場合の予備造粒の効果を、参考図を用いて下記に示す。
図５は、予備造粒における配合条件が焼結鉱の生産率、成品歩留およびＲＤＩに及ぼす影響を示す図である。なお、このときの造粒方法は、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料と残りの他の焼結原料をそれぞれ別の造粒機で造粒した後に、それらを合流させる方法とした。また、水分は、いずれも、予備造粒直後で２０質量％とし、その後大気雰囲気下で放置（養生）することにより脱水して、他の原料と混合する前で１５質量％とした。
【００２８】
ケース（１ａ）〜（１ｄ）はフリーカーボン含有量が３９．１質量％のダストＡ（全体配合の２質量％）を用い、これを予備造粒した場合で、ケース（１ａ）では粉コークスを加えずに、ケース（１ｂ）では細粒の粉コークス（２質量％、記号Ｏ）を加え、ケース（１ｃ）では粗粒の粉コークス（２質量％、記号Ｐ）を加え、またケース（１ｄ）では細粒および粗粒の粉コークス（それぞれ２質量％）を加えてそれぞれ造粒した。図中に示した●印はバインダーとしての生石灰（１．０質量％）を加えた場合であり、○印は生石灰を加えない場合である。
【００２９】
ケース（１ｅ）〜（１ｈ）はフリーカーボン含有量が１０．５質量％のダストＢ（２質量％）を用い、ケース（１ａ）〜（１ｄ）の場合と同様に予備造粒した場合である。図中に示した●印はバインダーとしての生石灰（１．０質量％）を加えた場合であり、○印は生石灰を加えない場合である。
【００３０】
ケース（１ｉ）〜（１ｌ）はフリーカーボン含有量が３．７質量％のダストＣ（２質量％）を用いた場合である。また、ケース（１ｍ）〜（１ｐ）はダストＡ（２質量％）を用いたが、予備造粒せずに配合した場合である。なお、このうちのケース（１ｍ）は予備造粒を行わずに全原料を一括して造粒した場合であり、ケース（１ｎ）は粉コークス（２質量％、記号Ｏ）のみを予備造粒した場合である。
【００３１】
図５の結果から明らかなように、フリーカーボン含有量が５質量％以上の原料を使用し、バインダーである生石灰を配合して予備造粒を行った場合は、生産率、成品歩留およびＲＤＩの改善が認められた。また、予備造粒の際に粉コークスを加えるとさらに効果があり、粗粒のコークスよりも細粒のコークスの方が若干効果が大きかった。
【００３２】
さらに、原料１が粒径１ｍｍ以下の粒子を５０質量％以上含むこととしたのは、５０質量％未満の場合には、造粒時に粗粒を核として微粉（粒径１ｍｍ以下の粒子）が付着粉層を形成するため粒子の埋没が起こりにくく、焼結の際、未燃状態で残存するおそれが少ないので、本発明の方法を適用するまでもないからである。
【００３３】
このように、予備造粒工程における原料のフリーカーボン含有量や、粒径とその粒径を有する粒子の含有量を限定するのは、予備造粒によって、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料の燃焼性を著しく向上させ、この原料の発熱量の有効利用に対して顕著な効果を得るためである。すなわち、前述したように、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料を焼結原料内に散在させずに予備造粒物としてまとまった状態で存在させると、予備造粒物をその他の造粒物中の燃料の燃焼熱によって加熱し、燃焼の遅延を起こさずに燃焼させ、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料のもつ発熱量を有効に利用することができるからである。
【００３４】
前記の予備造粒工程で用いる原料としては、例えば、焼結集塵機から回収されるダスト、高炉原料槽や炉頂部のダストキャッチャーで捕集されるダスト等があげられる。ダストは乾燥状態で回収されたもの、湿式処理後、脱水されたもの等、どのような形態のものでもかまわない。
【００３５】
本発明の焼結鉱の製造方法では、上記の原料をバインダーと混合して予備造粒する。バインダーと混合するのは、それによって予備造粒物の強度が上昇し、後述する実施例に示すように、焼結鉱の生産率、成品歩留および還元粉化性指数（ＲＤＩ）が改善されるからである。
【００３６】
バインダーとしては、生石灰を使用する。さらに、生石灰以外の高ＣａＯ原料（例えば、石灰粉等）を、得られる予備造粒物のＣａＯ含有量が揮発成分を除いて１２質量％以上６０質量％以下になるように配合して造粒を行えば、すなわち、焼結原料をＣａＯ成分の含有量が高くなるグループと低くなるグループに分割して造粒するＣａＯ傾斜造粒を適用すれば、生産率、品質等の改善効果が大きい。具体的には、ダスト等に石灰粉等を配合してＣａＯ成分を高めておき、予備造粒を行う。後述する図３の（エ）に示すように、ダスト等をあらかじめ造粒（予備造粒）しておき、それに高ＣａＯ原料を配合して再度造粒（予備造粒）して予備造粒物とする方法を採ってもよい。
【００３７】
この場合、得られる予備造粒物のＣａＯ含有量が、水分、結晶水、フリーカーボン等の「揮発成分」を除いて１２質量％以上６０質量％以下になるように配合するのは、以下の理由による。すなわち、前記予備造粒物のＣａＯ含有量が１２質量％未満であればＣａＯ傾斜造粒にはならないため、生産率、品質等の著しい改善という所期の効果が認められず、一方、６０質量％を超えると、ＣａＯ傾斜が強すぎるため、予備造粒物以外の他の焼結原料のＣａＯ含有量が低下し、焼結において、未焼成部が生じ、品質が悪化するからである。
【００３８】
本発明の焼結鉱の製造方法では、予備造粒物の水分（すなわち、他の原料と混合する前の水分）を１５質量％以下に調整する。これによって、粒子集合体の流動化が抑制されて造粒物の強度が確保される。１０質量％以下とすれば、粒子間距離が短くなり、粒子間引力（ファンデルワールス力）によって強度が上昇するので、好ましい。なお、水分の下限は特に限定しない。少なすぎると造粒ができず、下限が自ずから定まるからである。
【００３９】
水は造粒の際にバインダーとして機能するので、１５質量％を超える水分を加えて造粒した後脱水してもよい。脱水する手段としては、ベルトコンベアによる搬送の間における自然乾燥や、ヤード等での自然養生、さらには、５０℃程度の熱処理等が適用できる。
【００４０】
予備造粒後の造粒物の水分を５〜２０質量％の範囲で変更して焼成試験を行った場合の効果を、参考図を用いて下記に示す。
図６は、予備造粒後の造粒物の水分が焼結鉱の生産率、成品歩留およびＲＤＩに及ぼす影響を示す図である。なお、水分は、いずれも、予備造粒直後で２０質量％とし、その後大気雰囲気下で放置（養生）することにより脱水して、他の原料と混合する前で５〜２０質量％の範囲に調整した。また、予備造粒時には、いずれもバインダーとしての生石灰（１質量％）を加えた。
【００４１】
図６において、ケース（２ａ）〜（２ｅ）は予備造粒の際に粉コークスを加えなかった場合、ケース（２ｆ）〜（２ｊ）は細粒の粉コークス（２質量％、記号Ｏ）を加えた場合である。
【００４２】
図６に示した結果から、他原料と混合する前の予備造粒物の水分が１５質量％以下であれば、生産率、成品歩留およびＲＤＩが改善されることがわかる。特に、水分が１０質量％以下の場合は効果が大きかった。
【００４３】
上記の（２）の発明の方法では、フリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料を前記のフリーカーボン含有量が低い小粒径原料と混合して予備造粒する。これは、（１）の発明の方法におけると同様に、フリーカーボン含有量が低い小粒径原料を、予備造粒物としてまとまった状態で存在させ、しかもその造粒物中に発熱量の高いフリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料を存在させることによって、その燃料の燃焼熱によっても加熱することができ、燃焼の遅延を起こさずに燃焼させ得るからである。
【００４４】
このフリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料としては、高炉用コークスの篩下である粉コークス、無煙炭、さらにはコークス乾式消火（ＣＤＱ）集塵粉等があげられる。なお、この燃料の粒度については特に制約はないが、小粒径燃料を使用すると燃料の燃焼性が改善され、相乗効果が得られる。
【００４５】
（２）の発明の方法において、フリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料とフリーカーボン含有量が低い小粒径原料をバインダーと混合して予備造粒し、予備造粒物の水分を１５質量％以下に調整するのは、上記の（１）の発明の方法の場合と同じ理由によるもので、用いるバインダー、水分の調整方法等についても同様である。
【００４６】
上記（１）または（２）の焼結鉱の製造方法において、造粒機としては通常用いられているドラムミキサーを使用すればよいが、高速攪拌羽根を内蔵する混合機を用いるか、または高速攪拌羽根を内蔵する混合機とドラムミキサーを直列に組み合わせて用いるとさらによい。
【００４７】
高速攪拌羽根を内蔵する混合機は、円筒形のパン内に攪拌用の羽根が設置され、パンと羽根が回転運動するタイプの混合機で、例えば、アイリッヒミキサー（商品名）が代表的なものである。この混合機を使用すると、ダストのような粒径の小さい原料を造粒するに際しても、強力な混合力によって混合の際に加えた水を原料全体に均一に浸透させ、造粒物の強度をより一層上昇させるとともに、擬似粒子径（造粒物の径）を均一に大きくし得るからである。
【００４８】
続いて、上記のように予備造粒処理をすることにより得られた造粒物を焼結原料の一部として使用する。すなわち、前記予備造粒物を鉄鉱石、粉コークス等の他の焼結原料に配合し、造粒する。この配合および造粒方法の一例を図３に示す。
【００４９】
図３において、（ベース）は全原料を一括して造粒する方法であり、（ア）はフリーカーボン含有量が低い小粒径原料（図３では、これを「ダスト等」と表示）と残りの他の焼結原料（図３では、これを「残原料」と表示）をそれぞれ別の造粒機で造粒した後に、それらを合流させる方法、（イ）はダスト等と残原料をそれぞれ別の造粒機で造粒（予備造粒）し、それらを合流させた後さらに全原料を造粒する方法、（ウ）はダスト等を予備造粒し、それに残原料を加えて造粒する方法、（エ）はダスト等を予備造粒し、それに残原料の一部（この場合は、高ＣａＯ原料）を配合して造粒した後、造粒処理した残りの焼結原料（図３では、これを「残原料」と表示）を配合する方法である。ダスト等の予備造粒物の埋没を避けるには、（ア）または（イ）の方法が望ましい。（エ）の方法において、予備造粒物に最初に配合する残原料をＣａＯ成分またはＦｅＯ成分を含有する易溶融物質とすれば、生産率が向上し、歩留、品質の改善が著しい。
【００５０】
【実施例】
小型焼結試験機を用いて焼成試験を行い、生産率、歩留および品質（還元粉化性）を評価した。
【００５１】
〔試験条件〕
（１）原料配合
試験に使用した原料（銘柄）の全体配合、粒径１ｍｍ以下の粒子の含有量および化学成分を表１に示す。なお、配合比は、燃料（粉コークス）等を含む全原料から粉コークスと返鉱を除いた新原料中における質量比率（質量百分率）で表示した。また、原料の全体配合は試験を通じて一定とした。ただし、ダストについては、ダストＡを使用し、その配合比を２．０質量％の一定とした。
【００５２】
【表１】

【００５３】
（２）造粒方法
試験で用いた造粒方法を図４に示す。すなわち、試験では、前記の図３に示した（ア）〜（エ）の方法を用いた。ただし、（エ）では、図３に示した高ＣａＯ原料として石灰粉を使用し、これにマラマンバ鉱を配合した。図４において、（ベース）は全原料を一括して造粒する方法で、比較のために行った。
【００５４】
造粒機種としては、ドラムミキサー、またはドラムミキサーと高速攪拌羽根を内蔵した混合機を使用した。ドラムミキサーは内径０．５ｍ、長さ１．０ｍで、回転速度を毎分３０回転（３０ｒｐｍ）、処理時間を４分間とした。高速攪拌羽根を内蔵した混合機は内径０．４ｍ、高さ１．０ｍで、本体の回転速度を１５ｒｐｍ、攪拌機の回転速度を６００ｒｐｍとし、処理時間を１分間とした。
【００５５】
表２に、造粒方法とそれぞれの方法で使用した造粒機種の組み合わせをまとめて示す。表２において、「造粒（混合）機」の欄のα〜δは、それぞれ図４に示した造粒機αや造粒機δのα〜δに対応する。また、（１）はドラムミキサーであり、（２）は高速攪拌羽根を内蔵した混合機で、例えば「造粒（混合）機」の「α」の欄の（２）＋（１）とは、図４の（ア）または（イ）の「造粒機α」において、高速攪拌羽根を内蔵した混合機とドラムミキサーをこの順で直列に組み合わせて使用したことを表す。
【００５６】
【表２】

【００５７】
（３）評価項目
試験での評価項目は、生産率、成品歩留および還元粉化性指数（ＲＤＩ）である。
【００５８】
生産率は、成品量を焼結時間および焼結ストランド面積で除した値である。なお、「成品」とは、焼結ケーキをクラッシャーで破砕した後、焼結鉱冷間強度試験機（ＳＩ試験機）で４回落下させた後の＋５ｍｍ産物（篩目が５ｍｍの篩の篩上）であり、「焼結時間」とは、焼結開始からウインドボックス内に取り付けた熱電対で計測される排ガス温度がピークに達するまでに要した時間と定義した。
【００５９】
成品歩留は、成品量を成品と返鉱の合計量で除した値である。なお、「返鉱」とは、焼結ケーキをクラッシャーで破砕した後、ＳＩ試験機で４回落下させた後の−５ｍｍ産物（篩目が５ｍｍの篩の篩下）である。
【００６０】
還元粉化性指数（ＲＤＩ）は日本鉄鋼協会の製銑部会法により求めた。
【００６１】
〔試験結果〕
図４および表２に示した造粒方法を適用して焼成試験を行った場合の結果を図７に示す。図４において、前記のように、（エ）の方法では、予備造粒したダスト等と混合して造粒機γで造粒する原料は、石灰粉（全体配合の８．７質量％、記号Ｄ）とマラマンバ鉱（同じく２６．０質量％、記号Ｎ）とした。なお、いずれのケースにおいてもダストＡ（２質量％）を用い、バインダーとしての生石灰（１質量％、記号Ｅ）を加えた。また、水分は、いずれも、予備造粒直後で２０質量％とし、その後大気雰囲気下で放置、脱水して、他の原料と混合する前で１５質量％とした。
【００６２】
図７において、ケース（３ａ）〜（３ｆ）は予備造粒の際に粉コークスを加えなかった場合、ケース（３ｇ）〜（３ｌ）は細粒の粉コークス（２質量％、記号Ｏ）を加えた場合である。また、図中の○、●、▲、▼、□および■の各印は、前記の表２の右欄に示したこれらの印とそれぞれ対応し、○、●、▲および▼は比較例を、□および■は本発明例をそれぞれ示す。
【００６３】
図７の結果から、○印すなわち表２の（ア）−１のケース（ダスト等と残原料をそれぞれ別のドラムミキサーを用いて造粒した場合）でも、ベースの造粒方法すなわち図５のケース（１ｍ）（全原料を一括して造粒した場合）に比べて生産率、成品歩留およびＲＤＩが著しく改善されていることがわかる。さらに、●印すなわち表２の（ア）−２のケースや▲印すなわち（イ）−１のケース（いずれも、高速攪拌羽根を内蔵した混合機をダスト等の造粒に使用した場合）では改善効果は一層大きくなった。ただし、▼印すなわち表２の（ウ）−１のケース（ダスト等の造粒物に他の原料を造粒せずに配合し、全原料を造粒した場合）では、高速攪拌羽根を内蔵した混合機をダスト等の造粒に使用していても、○印のドラムミキサーのみで予備造粒を行った場合と比較して、生産率のみの改善にとどまった。
【００６４】
本発明例である□印や■印すなわち表２の（エ）−１や（エ）−２のケース（予備造粒後のダスト等に石灰粉等を配合して、ドラムミキサーで、または高速攪拌羽根を内蔵した混合機とドラムミキサーで再度予備造粒した場合）では、ＣａＯ傾斜造粒であるため、改善が著しかった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の焼結鉱の製造方法によれば、フリーカーボン含有量が低く、粒径が小さい、例えば、焼結集塵機から回収されるダストや高炉原料槽や炉頂部のダストキャッチャーで捕集されるダスト等の小粒径原料の燃焼性を改善し、高品質の焼結鉱を高い生産性で歩留よく製造することができる。予備造粒の際に高速攪拌羽根を内蔵する混合機を用いれば、その効果を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼結鉱の製造方法における予備造粒工程の代表例を模式的に示す図である。
【図２】フリーカーボン含有量が低い小粒径原料の予備造粒処理による燃焼性の改善効果を説明するための図で、焼結原料をパレット上に装入したときの縦断面の一部を模式的に示す図である。（ａ）は前記小粒径原料を予備造粒した場合、（ｂ）は同原料を通常の鉄鉱石とともに一括して造粒した場合である。
【図３】フリーカーボン含有量が低い小粒径原料の配合および造粒方法の一例を示す図である。
【図４】実施例で用いたフリーカーボン含有量が低い小粒径原料の配合および造粒方法の一例を示す図である。
【図５】予備造粒における配合条件が焼結鉱の生産率、成品歩留およびＲＤＩに及ぼす影響を示す図である。
【図６】予備造粒後の造粒物の水分が焼結鉱の生産率、成品歩留およびＲＤＩに及ぼす影響を示す図である。
【図７】実施例の結果を示す図で、造粒方法および造粒機が焼結鉱の生産率、成品歩留およびＲＤＩに及ぼす影響を示す図である。

Claims

フリーカーボン含有量が５質量％以上７０質量％以下で、粒径１ｍｍ以下の粒子を５０質量％以上含む原料をバインダーと混合して予備造粒し、得られた造粒物を焼結原料の一部として使用する焼結鉱の製造方法であって、
前記予備造粒の際に、前記バインダーとして生石灰を使用し、さらに、前記造粒物のＣａＯ含有量が揮発成分を除いて１２質量％以上６０質量％以下になるように、前記予備造粒または再度造粒の際に、生石灰以外のＣａＯ含有原料を配合するとともに、他原料と混合する前の前記造粒物の水分を１５質量％以下に調整することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
フリーカーボン含有量が８０質量％以上の燃料とフリーカーボン含有量が５質量％以上７０質量％以下で、粒径１ｍｍ以下の粒子を５０質量％以上含む原料をバインダーと混合して予備造粒し、得られた造粒物を焼結原料の一部として使用する焼結鉱の製造方法であって、
前記予備造粒の際に、前記バインダーとして生石灰を使用し、さらに、前記造粒物のＣａＯ含有量が揮発成分を除いて１２質量％以上６０質量％以下になるように、前記予備造粒または再度造粒の際に、生石灰以外のＣａＯ含有原料を配合するとともに、他原料と混合する前の前記造粒物の水分を１５質量％以下に調整することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
予備造粒の際に、高速攪拌羽根を内蔵する混合機を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の焼結鉱の製造方法。