JP4510343B2 - 焼結用原料の評価方法および配合設計方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉原料用の焼結鉱の製造に用いる各種銘柄の鉄鉱石の特性を評価する評価方法と、該評価結果に基づいて、成品歩留や品質が優れた焼結鉱を製造するための、各種銘柄の鉄鉱石の配合を設計する配合・設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高炉原料用の焼結鉱は、鉄鉱石粉や篩下粉、副原料（石灰石、蛇紋岩等）、粉コークス、無煙炭、返鉱等を配合し、一次ミキサー、二次ミキサーで混合し、粒径１ｍｍ以上の核粒子の周りに粒径１ｍｍ未満の微粉が付着（微粉が付着した部分を「付着粉部」という。）した擬似粒子を造粒し、その後、この擬似粒子を焼結機に装入して焼結ベッドを形成し、次いで、焼結ベッド表層の粉コークス等の燃料に点火し、下向きに通風しながら燃焼して焼結原料を焼成することにより、製造されている。
【０００３】
この焼成過程で、焼結原料は、燃料の燃焼熱により加熱され、その温度は、最高１３００℃前後にまで上昇するが、通常、１２００℃前後を越えるところで、擬似粒子の付着粉部から初期融液が生成し始め、この後、さらに、温度が１２００℃前後を越えて上昇すると、温度の上昇に伴い、初期融液が、焼結原料の中に浸透していき、所要の鉱石成分を溶かし込み、より多くの融液を生成し、最終的には、焼結鉱の結合相を形成する。
【０００４】
焼結鉱の品質、歩留は、基本的には、鉄鉱石（粉）の性質に左右されるが、擬似粒子の付着粉部から生成した初期融液が、付着粉部へ浸透していき、焼結鉱の結合相を形成する場合、この結合相の量、拡がり程度、および／または、結合態様も、焼結鉱の品質や、歩留に大きく影響する。
【０００５】
初期融液の浸透性とは、融液の拡がり程度のことであるが、初期融液の浸透性が良好な鉄鉱石ほど、均一に拡がる結合相を形成する。そして、焼結鉱中に、均一に拡がる結合相が形成されると、焼結強度が増し、焼結鉱の品質や歩留は向上する。
【０００６】
それ故、各種銘柄の鉄鉱石（粉）の浸透性を評価することが、高品質、高歩留の焼結鉱を製造するうえにおいて、まず重要なことであるが、通常、各種銘柄の鉄鉱石（粉）につき、焼結原料としての適性（例えば、焼結性）を、一元的な“指標”で評価することは、何を指標とするのかも含め難しい。
【０００７】
これまで、焼結原料としての鉄鉱石（粉）を評価する方法が、いくつか提案されている。例えば、粒径３〜５ｍｍの鉄鉱石粒子に粒径１０μｍ以下のＣａＯ粉末（試薬）を付着させた擬似粒子、または、５ｍｍ角に切り出した鉄鉱石粒子をＣａＯタブレットに置いた試料を電気炉で焼成し、鉄鉱石粒子と石灰石の同化反応の態様を評価する方法が、本発明者らにより提案されている（鉄と鋼、７８（１９９２）７、ｐ．１０１３）。
【０００８】
しかし、この方法は、脈石成分の含有量や結晶水含有量の異なる各種銘柄の鉄鉱石粒子と、副原料の一つである石灰石との同化反応の態様を、相対的に評価するもので、歩留や品質に大きな影響を与える焼結鉱の結合相の量、拡がり程度、および／または、結合態様の指標となる鉄鉱石粉への融液の浸透性を評価する方法ではない。
【０００９】
また、結晶水含有量が多いピソライト鉱石を対象として、焼結反応において、その表面に保護層を形成する際における保護層厚の適正化を目的として、擬似粒子の保護層（０．５ｍｍ以下の鉄鉱石、石灰石、および、蛇紋岩の混合粉または蛇紋岩粉）に相当するタブレット（直径１５ｍｍ×高さ５ｍｍ、水銀圧入法開気孔率：３０％）の上に、カルシウムフェライト（ＣＦ）系融液の組成に調合した試薬タブレット（直径８ｍｍ×高さ５ｍｍ）を載せ、電気炉内で、大気雰囲気中で加熱し、冷却後に試料の中央部を切断、研磨して、融液の保護層への浸透深さを測定する方法が、本発明者らにより提案されている（鉄と鋼、７８（１９９２）７、ｐ．１０２１）。
【００１０】
しかし、この方法は、実際には、擬似粒子内の同化反応の抑制効果が大きい成分組成の保護層の浸透深さを測定し、保護層の融液浸入を抑制する割合を評価する方法であり、焼結鉱の結合相の量、拡がり程度、および／または、結合態様の指標となる鉄鉱石粉への融液の浸透性を評価する方法ではない。
【００１１】
このように、従来の鉄鉱石（粉）に対する評価の方法は、鉄鉱石と石灰石（副原料の一つ）の同化反応に影響を与える脈石成分の含有量や結晶水含有量、さらには、気孔率等の点から、同化反応の態様（同化性）を評価するものであり、焼結鉱の成品歩留や品質（強度等）に大きな影響を与える結合相の量、拡がり程度、および／または、結合態様の指標となる、鉄鉱石（粉）への融液浸透性（融液浸透能）を適確に評価する方法は、これまで提案されていなかった。
【００１２】
しかし、高炉原料として、高品質の焼結鉱を用いると、高炉操業において燃料比が低減し、出銑比が大幅に向上する効果を期待することができるので、特に、高強度の焼結鉱を高歩留で製造することが求められていた。そのためには、まず、焼結鉱の成品歩留や品質に大きな影響を与える結合相の量、拡がり程度、および／または、結合態様の指標となる鉄鉱石（粉）への融液浸透性（融液浸透能）を相対的に評価できる評価方法を確立することが必要である。
【００１３】
そこで、本発明者らは、特願平２０００−２４９７１２号の出願で、成型した鉄鉱石粉の上に成型した低融点物質を載せ、大気中または低酸素雰囲気下で１０００℃以上に昇温して低融点物質を溶融させ、その溶融した融液を鉄鉱石粉中に浸透せしめ、その融液が浸透した距離、断面積および体積の１種または２種以上を測定することにより、鉄鉱石粉への融液浸透性を評価する方法を提案した。
【００１４】
この評価方法によれば、各種銘柄の鉄鉱石間における融液浸透性の差違を明確にし、高品質の焼結鉱を高歩留で製造するための各種銘柄の鉄鉱石の配合設計をより適切化することができる。
【００１５】
しかし、焼結ベッドにおける焼結反応は、擬似粒子の内部、即ち、核粒子にも及び、焼結反応後の核粒子内部の状態（例えば、気孔の存在態様）は、焼結鉱の品質、歩留に少なからず影響する。
【００１６】
それ故、より高品質、高歩留の焼結鉱の製造を目指すには、鉄鉱石（粉）の焼結原料としての適性、即ち、鉄鉱石（粉）を擬似粒子とした時の核粒子の特性、および、付着粉部の特性を適確に評価し、この評価結果を考慮して、各種銘柄の鉄鉱石（粉）の配合・設計を最適化する必要がある。
【００１７】
特開昭５９−１５３８４５号公報には、焼結反応における溶融性を、体積収縮率として指数化し、この体積収縮率が所定の範囲となるように、具体的には、鉱石に２０％CaＯを配合した焼結原料の体積収縮率が１５〜３５％となるように銘柄鉱石の配合を管理する方法が開示されている。
【００１８】
しかし、この方法においては、鉄鉱石の溶融性を、細粒（焼結反応時に溶融する。）と粗粒（元鉱として焼結鉱中に残存する。）が混在する状態で、融液発生量を評価し、指数化しているので、実際の焼結反応で起きるミクロの溶融の態様を指数化したことにならず、結局、全体の融液生成量を制御するのみで、この指数に基づいて銘柄鉱石の配合を適確に管理することはできない。
【００１９】
また、特開昭６１−１１９６２６号公報には、各銘柄の鉄鉱石の配合量を、基本配合量より増減させる際に、鉄鉱石を、還元粉化指数（ＲＤＩ）を悪化させるグループと改善させるグループに分類し、配合指数（Ｂ．Ｉ．＝ΣＢｊＷ_Ｂｊ［悪化］／ΣＡｊＷ_Ａｊ［改善］）に基づいて、焼結鉱の還元粉化を推定する方法が開示され、特開平１−１７６０４１号公報には、焼結用原料を構成する鉄鉱石毎の低温還元粉化指数（ＲＤＩ）を予め測定し、鉄鉱石毎のＲＤＩと焼結原料配合計画に基づく配合比をもとに焼結鉱のＲＤＩを予測し、該予測ＲＤＩをもとに焼結鉱のＲＤＩを設定範囲に収めるべく、各鉄鉱石の配合比を修正制御する方法が開示されている。
【００２０】
しかし、上記いずれの方法も、各種銘柄の鉄鉱石の配合において、焼結鉱の特性指数である還元粉化指数（ＲＤＩ）のみを用いるものであって、鉄鉱石の焼結用原料としての適性を評価して、鉄鉱石の配合を設計するものではないから、高品質の焼結鉱を高歩留で製造するという点で、必ずしも満足できる方法ではない。
【００２１】
さらに、特開平８−１７６６８６号公報には、カオリナイト系のアルミナを含有した高アルミナ鉄鉱石と他の鉄鉱石を配合し、粉コークスや無煙炭などの固体燃料を添加配合して焼結する焼結鉱の製造方法において、他の鉄鉱石として、０．２５ｍｍ以下の粒度で、かつ、鉄分を６７％以上含有する高品位鉄鉱石を、全鉄鉱石中の１５〜２５ｗｔ％配合して、全鉄鉱石中の微粉部のＡｌ_２Ｏ_３／Ｔ・Ｆｅの重量比率を０．０２３〜０．０２７にする焼結鉱の製造方法が開示されている。
【００２２】
この方法は、溶融性テストにより、各種銘柄の鉄鉱石（粒度０．２５ｍｍ以下）の溶融性を評価して、鉄鉱石の配合を行い、鉄鉱石に、カオリナイト系のアルミナ鉱物を含有する高アルミナ鉄鉱石を高い割合で配合した時に生じる焼結鉱の品質の悪化（強度および低温還元粉化性の低下）を回避するもので、安価な鉄鉱石を使用して、焼結鉱の品質を維持できる点で有用な方法である。
【００２３】
しかし、使用量、配合割合、鉱石粒度等に限度があるので、汎用性の点で限界があり、この方法により、鉱石配合割合が時々刻々変化する中で、安定して高品質の焼結鉱を高歩留で製造することは期待できない。
【００２４】
したがって、前述したように、より高品質、高歩留の焼結鉱の製造を目指すには、鉄鉱石（粉）の焼結原料としての適性、即ち、鉄鉱石（粉）を擬似粒子とした時の核粒子の特性、および、付着粉部の特性を適確に評価し、この評価結果を考慮して、各種銘柄の鉄鉱石の配合・設計を最適化する必要があるところ、そのような評価方法、および、配合・設計方法は、これまで提案されていない。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記必要性に鑑み、１種または２種以上の鉄鉱石（粉）を含む焼結用原料を造粒し、焼結する際における焼結用原料の焼結特性を適確に評価できる評価方法を提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、前記必要性に鑑み、上記評価結果に基づいて、焼結用原料に配合する１種または２種以上の鉄鉱石（粉）の配合量や配合率を適切に調整し、焼結特性の優れた焼結用原料を設計する配合設計方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
前述したように、本発明者は、特願平２０００−２４９７１２号の出願で、成型した鉄鉱石粉の上に成型した低融点物質を載せ、大気中または低酸素雰囲気下で１０００℃以上に昇温して低融点物質を溶融させ、その溶融した融液を鉄鉱石粉中に浸透せしめ、その融液が浸透した距離、断面積および体積の１種または２種以上を測定することにより、鉄鉱石粉への融液浸透性を評価する方法を提案した。
【００２８】
上記融液浸透性は、擬似粒子の付着部（細粒鉄鉱石が付着した部分）における焼結反応（付着部と核粒子の焼結反応および付着部同士の焼結反応）の動的態様を模擬的に再現するものであるから、各種銘柄の鉄鉱石間における融液浸透性の差違を指数化し、焼結原料の焼結特性を最適化するための鉄鉱石の選択・配合の基準とすれば、高品質の焼結鉱を高歩留で製造するための各種銘柄の鉄鉱石の配合設計をより適正化できるとの発想に至った。
【００２９】
また、本発明者は、焼結反応後における擬似粒子の核粒子（元鉱）の状態（例えば、気孔の存在態様）も、焼結鉱の品質、歩留に少なからず影響することから、同様に、擬似粒子の内部状態を模擬的に代表する特性値を指数化し、鉄鉱石の選択・配合の基準とすれば、高品質の焼結鉱を高歩留で製造するための各種銘柄の鉄鉱石の配合設計をより適正化できるとの発想に至った。
【００３０】
さらに、本発明者は、擬似粒子自体の強度も、焼結鉱の品質、歩留に少なからず影響することから、同様に、所定の試験条件で測定した擬似粒子強度を指数化し、併せて、鉄鉱石の選択・配合の基準とすれば、高品質の焼結鉱を高歩留で製造するための各種銘柄の鉄鉱石の配合設計をより適正化できるとの発想に至った。
【００３１】
そして、本発明者は、上記発想のもとで鋭意研究を進めた結果、次の知見を得るに至った。
【００３２】
（ａ）２種以上の鉄鉱石（粉）を配合して焼結した焼結鉱の品質（強度）および歩留は、擬似粒子の内部状態を模擬的に代表する特性値に基づく指数Ａ（核特性指数）、および、各種銘柄の鉄鉱石間における融液浸透性に基づく指数Ｂ（粉特性指数）を用いて定義した下記式（１）の焼結特性指数SIと相関する。
【００３３】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ …（１）
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
（ｂ）上記焼結鉱の品質（強度）および歩留は、擬似粒子の内部状態を模擬的に代表する特性値に基づく指数Ａ（核特性指数）、各種銘柄の鉄鉱石間における融液浸透性に基づく指数Ｂ（粉特性指数）、および、擬似粒子強度に基づく指数Ｃ（造粒特性指数）を用いて定義した下記式（２）、（３）または（４）の焼結特性指数SIと相関する。
【００３４】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ×Ｃ^ｚ …（２）
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±ｎＣ …（３）
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±Ｃ^ｗ …（４）
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｚ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ≦２
ｎ：造粒特性の寄与係数で、０＜ｎ≦１５
ｗ：造粒特性の寄与率で、０＜ｗ＜１
なお、当然のことながら、指数Ａ、指数Ｂ、および、指数Ｃを、それぞれ単独で管理することも可能である。
【００３５】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
【００３６】
（１）各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料の特性を評価する評価方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
(1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
(2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、
(3)核特性指数および／または粉特性指数に基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評 価する、
ことを特徴とする焼結用原料の評価方法。
【００３７】
（２）前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする前記（１）に記載の焼結用原料の評価方法。
【００４０】
（３）前記核特性指数および／または粉特性指数に基づいて、下記式（１）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする前記（１）または（２）に記載の焼結用原料の評価方法。
【００４１】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ …（１）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
【００４２】
（４）前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする前記（３）に記載の焼結用原料の評価方法。
Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００４３】
（５）前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする前記（３）に記載の焼結用原料の評価方法。
Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
ｂi ：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｑi ：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００４４】
（６）各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料の特性を評価する評価方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
(1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
(2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
(3)粗粒鉄鉱石を核粒子とし細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の 機械的強度を造粒特性指数として指数化し、
(4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、上記焼 結用原料の焼結特性を評価する、
ことを特徴とする焼結用原料の評価方法。
【００４５】
（７）前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする前記（６）に記載の焼結用原料の評価方法。
【００４９】
（８）前記核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式（２）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする前記（６）または（７）に記載の焼結用原料の評価方法。
【００５０】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ×Ｃ^ｚ …（２）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
Ｃ：造粒特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｚ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ≦２
【００５１】
（９）前記核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式（３）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする前記（６）または（７）に記載の焼結用原料の評価方法。
【００５２】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±ｎＣ …（３）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
Ｃ：造粒特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｎ：造粒特性の寄与係数で、０＜ｎ≦１５
【００５３】
（１０）前記核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式（４）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする前記（６）または（７）に記載の焼結用原料の評価方法。
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±Ｃ^ｗ …（４）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
Ｃ：造粒特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｗ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ＜１
【００５４】
（１１）前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする前記（８）、（９）または（１０）に記載の焼結用原料の評価方法。
【００５５】
Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００５６】
（１２）前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする前記（８）、（９）または（１０）に記載の焼結用原料の評価方法。
Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００５７】
（１３）前記造粒特性指数Ｃが、下記式（1c）で定義されるものであることを特徴とする前記（８）、（９）または（１０）に記載の焼結用原料の評価方法。
Ｃ＝Σ（ｃ_i×ｒ_i）／Σ（ｒ_i） …（1c）
ｃ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｒ_i：鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００５８】
（１４）各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
(1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
(2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、
(3)核特性指数および／または粉特性指数に基づいて、下記式（１）で定義する焼結特 性指数SIを算出し、
(4)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
(5)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、
ことを特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
【００５９】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ …（１）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
【００６０】
（１５）前記(3)の焼結特性指数SIの算出、前記(4)の焼結特性の評価、および、前記(5)の配合率の調整を、焼結特性指数が所定の値に達するまで繰り返し行うことを特徴とする前記（１４）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
【００６１】
（１６）前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする前記（１４）または（１５）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
【００６４】
（１７）前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする前記（１４）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００６５】
（１８）前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする前記（１４）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００６６】
（１９）各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
(1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
(2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
(3)粗粒鉄鉱石の核粒子に細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の機 械的強度を造粒特性指数として指数化し、
(4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式 （２）で定義する焼結特性指数SIを算出し、
(5)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
(6)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、
ことを特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
【００６７】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ×Ｃ^ｚ …（２）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
Ｃ：造粒特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｚ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ≦１
【００６８】
（２０）各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
(1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
(2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
(3)粗粒鉄鉱石の核粒子に細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の機 械的強度を造粒特性指数として指数化し、
(4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式 （３）で定義する焼結特性指数SIを算出し、
(5)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
(6)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、
ことを特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
【００６９】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±ｎＣ …（３）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
Ｃ：造粒特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｎ：造粒特性の寄与係数で、ｎ≠０
【００７０】
（２１）各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
(1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
(2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
(3)粗粒鉄鉱石の核粒子に細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の機 械的強度を造粒特性指数として指数化し、
(4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式 （４）で定義する焼結特性指数SIを算出し、
(5)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
(6)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、
ことを特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
【００７１】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±Ｃ^ｗ …（４）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
Ｃ：造粒特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｗ：造粒特性の寄与率で、０＜ｗ＜１
【００７２】
（２２）前記(4)の焼結特性指数SIの算出、前記(5)の焼結特性の評価、および、前記(6)の配合率の調整を、焼結特性指数が所定の値に達するまで繰り返し行うことを特徴とする前記（１９）、（２０）または（２１）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
【００７３】
（２３）前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする前記（１９）〜（２２）のいずれかに記載の焼結用原料の配合設計方法。
【００７７】
（２４）前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする前記（１９）、（２０）または（２１）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００７８】
（２５）前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする前記（１９）、（２０）または（２１）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００７９】
（２６）前記造粒特性指数Ｃが、下記式（1c）で定義されるものであることを特徴とする前記（１９）、（２０）または（２１）に記載の焼結用原料の配合設計方法。
Ｃ＝Σ（ｃ_i×ｒ_i）／Σ（ｒ_i） …（1c）
ｃ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｒ_i：鉄鉱石ｉの配合率（％）
【００８０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。図１に、焼結用原料を造粒した擬似粒子の構造を示す。
【００８１】
擬似粒子は、通常、粒径が１ｍｍ以上の粗粒鉄鉱石（核粒子）１の周囲に、細粒鉄鉱石（通常、粒径が１ｍｍ未満）２、石灰石粉３、および、コークス粉４が付着した（付着粉部）ものであるが、焼結過程において、コークスの燃焼熱により、カルシウムフェライト系の融液（以下「融液」という。）が生成し、この融液が付着粉部に侵入して擬似粒子同士を結合させ、また、核粒子の内部にも侵入し、核粒子の内部状態を変化させる。
【００８２】
図２に、焼結反応で擬似粒子が結合した焼結鉱の構造を示す。図２に示すように、焼結鉱は、基本的には、核粒子を主体とする元鉱部５、および、融液が侵入し同化反応が進行した核粒子表層部と付着粉部同士が融合し空隙７や気孔１０を内包する融合部を含む基質部６からなり、基質部の性状、さらには、元鉱部の性状が、焼結鉱の品質（強度等）および成品歩留に大きく影響する。
【００８３】
それ故、上記基質部の性状、さらには、元鉱部の性状を何らかの指標で評価することができれば、鉄鉱石を選択し配合する際の指針となり、焼結鉱の品質、成品歩留を所要の値に制御できる。
【００８４】
そこで、本発明者は、特願平２０００−２４９７１２号の出願で「鉄鉱石粉の評価方法」を提案した。この方法は、鉄鉱石粉への融液浸透性を評価するもので、この融液浸透性は、焼結鉱の品質（強度等）および歩留に大きく影響する付着粉部同士の融合の程度・態様を表す指標となるものである。
【００８５】
そこで、本発明においては、各種銘柄の鉄鉱石（粉）の融液浸透性を、粉特性指数として指数化し、この指数を、焼結用原料の焼結特性を評価し、調整するための“指標”とすることを特徴とする。
【００８６】
また、本発明においては、各種銘柄の鉄鉱石（粉）の融液浸透性を指数化することに加え、融液が侵入し同化反応が進行した核粒子表層部の性状を表す特性値を、核特性指数として指数化することを特徴とする。
【００８７】
さらに、本発明においては、焼結前の擬似粒子自体の強度も、焼結鉱の品質、歩留に少なからず影響し、焼結用原料の造粒性の良否が、擬似粒子の強度に大きく影響するので、上記２つの指数化に加え、擬似粒子の強度を、造粒特性指数として指数化することを特徴とする。
【００８８】
そして、本発明においては、核特性指数、粒特性指数、および／または、造粒特性指数に基づいて、１種または２種以上の鉄鉱石を含む焼結用原料の焼結特性を評価するとともに、該評価結果に基づいて、焼結用原料に配合する鉄鉱石の種類を選択し、さらに、配合量または配合率を調整して、焼結特性の優れた焼結用原料を設計することを特徴とする。
【００８９】
１）まず、指数化について説明する。
【００９０】
（ａ）核特性指数
従来から、粒径１ｍｍ以上の粗粒鉄鉱石を核粒子として、その周囲に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子について同化試験を行い、同化率や同化性（通気性や生産性に影響する）により鉄鉱石の焼結特性を評価していた。
【００９１】
しかし、同化率や同化性で、核粒子となる粗粒鉄鉱石の焼結特性を評価できても、同化率と焼結鉱の強度・歩留の関係が明確でなく、また、核粒子の同化性と、焼結鉱の同化後の組織が異なったりして、従来の同化試験による結果では、焼結鉱の品質、歩留と密接に相関する核粒子の焼結特性を適切に評価できていないのが実情である。
【００９２】
そこで、本発明では、核粒子となる粗粒鉄鉱石の同化後の焼成体における“焼成体気孔率”を、各種粗粒鉄鉱石の焼結特性を表す“指標”として採用する。
【００９３】
この“焼成体気孔率”（以下「気孔率」という。）は、核粒子（粗粒鉄鉱石）の周囲に生成した融液が、どれだけ核粒子の周囲において広がりかつ浸透し、核粒子の充填堆積層を緻密にするか、即ち、隣接する核粒子同士が強固に結合し塊成化できるかを表す“指標”である。
【００９４】
核粒子となる粗粒鉄鉱石の焼結特性を、“気孔率”（指標）で評価することについて、さらに説明する。
【００９５】
図１に、擬似粒子の構造を示し、図２に、焼結反応により擬似粒子が結合した焼結鉱の構造を示したが、図３〜５に、焼結反応により、図２に示す焼結鉱の構造に至る過程を示す。図３に、図１に示す擬似粒子の付着粉部の構造を、一部（図１中、○印の部分）拡大して示す。空隙８を有する粗粒鉄鉱石１の周囲に、細粒鉄鉱石２と石灰石粉３が空隙７を残して付着している（なお、コークス粉は表示されていない。）。
【００９６】
図３に示す付着粉部において、コークス粉が燃焼し、擬似粒子が１２００℃前後に加熱されると、図４に示すように、石灰石粉３と細粒鉄鉱石２との同化反応により、融液９（ＣａＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３）が生成し始める。
【００９７】
融液９は、生成と同時に、付着粉部内の空隙７内に浸透していくが、重要なことは、図５に示すように、融液９が、迅速に、付着粉部内の空隙７内に広く浸透するとともに、粗粒鉄鉱石（核粒子）５の表層部に存在する空隙８にも浸透し、気孔１０や空隙８の少ない緻密な核粒子の充填堆積層（結合相）を形成することである。
【００９８】
それ故、本発明では、同化反応後結合相中に残る気孔と元鉱部に残る空隙を“気孔”として捉え、その存在割合の“気孔率”を、鉄鉱石の焼結特性を表す“指標”とする。
【００９９】
上記充填堆積層の緻密度は、焼結鉱の品質（強度）・歩留と密接に相関し、気孔率が小さいほど、上記充填堆積層の緻密度は大きいから、核粒子（粗粒鉄鉱石）の特性は、（１−気孔率）に基づいて指数化する。
【０１００】
図６に、核特性指数（Ａ）の技術的意味を模式的に示す。核特性指数（Ａ）は、擬似粒子構造（ａ）の焼結用原料を焼結した時、元鉱部５と基質部６からなる焼結鉱の焼結組織が、緻密な組織（ｂ）となるか、または、空疎な組織（ｃ）となるかを、粗粒鉄鉱石１の特性に着目して判断する基準となるものである。
【０１０１】
表１に、各種鉄鉱石につき測定した気孔率と、該気孔率に基づいて、各種粗粒鉄鉱石の特性を、核特性指数として指数化した例を示す。
【０１０２】
表１に示す気孔率は、３〜５ｍｍの各種粗粒鉄鉱石の周囲に、粒径−０．１２５mmの石灰石粉を、CaＯ／鉄鉱石＝０．１となるように１０ｇ程度付着せしめ、これを、φ２１ｍｍ×高さ１５ｍｍのＮｉ坩堝に充填し（充填時の空隙率は、各種粗粒鉄鉱石につき一定とする。）、電気炉内で、室温から最高１２７３℃まで５分で加熱して、焼成し、その後、１２７５〜１１００℃を４分で冷却し、１１００℃からは空冷した焼成体において、底面から５ｍｍの焼結体断面における５０μｍ以上の空隙（焼成で生成した気孔を含む。）を測定して求めたものである。
【０１０３】
しかし、気孔率の測定方法は、上記の測定法に限定されるものではない。本発明においては、測定値を核特性指数として指数化することが重要であるから、各種銘柄の鉄鉱石につき、一定の条件下で測定した測定値が得られればよい。
【０１０４】
表１には、（１−気孔率）を指数化した核特性指数を示したが、気孔率に替え、残留元鉱率を測定し、これを核特性指数として指数化してもよい。
【０１０５】
残留元鉱率は、（Ｒ／ｓ）・１００（Ｒ：残留元鉱面積［残留元鉱：マクロ的に融液が浸透していない部分］、ｓ：焼成体面積）で表され、（１−気孔率）に対応する指標である。
【０１０６】
また、気孔率に替え、焼成体落下強度を測定し、これを核特性指数として指数化してもよい。焼成体落下強度は、直接、充填堆積層の緻密度に依存する指標であるから、核粒子特性を表す指標として好ましい。
【０１０７】
本発明においては、核特性指数として指数化できる指標であれば、上記以外の指標を用いてもよいことは当然である。
【０１０８】
【表１】

【０１０９】
（ｂ）粉特性指数
前述したように、本発明者は、特願平２０００−２４９７１２号の出願で、粒径１ｍｍ未満の細粒鉄鉱石の評価方法を提案した。この方法は、１ｍｍ未満の細粒鉄鉱石を成型した所定気孔率の成型体の上に、成型した低融点物質を載せ、大気中または低酸素雰囲気下で１０００℃以上に昇温して低融点物質を溶融させ、その溶融した融液を上記成形体中に浸透せしめ、その融液が浸透した距離、断面積および体積の１種または２種以上を測定し、該測定値（融液浸透距離、断面積、体積）をもって、各種鉄鉱石の融液浸透性を評価する方法である。
【０１１０】
この融液浸透距離（または断面積、体積）は、擬似粒子の付着粉部において、初期に生成するカルシウムフェライト系融液と、鉱石微粉部の同化により生成する融液が流動する流動の程度を示すものであるから、各種銘柄の鉄鉱石間における融液浸透性の差違を明確にし、焼結鉱の品質（強度等）および歩留に大きく影響する付着粉部同士の融合の程度・態様を表す指標となる。
【０１１１】
融液浸透距離が大きいほど、初期融液を付着粉部で広げることができ、より結合強度を増すことで焼結鉱の品質（強度）、歩留を高めることができるから、融液浸透距離を、粉特性指数として指数化する。
【０１１２】
図６に、粉特性指数（Ｂ）の技術的意味を模式的に示す。粉特性指数（Ｂ）は、擬似粒子構造（ａ）の焼結用原料を焼結した時、元鉱部５と基質部６からなる焼結鉱の焼結組織が、緻密な組織（ｂ）となるか、または、空疎な組織（ｃ）となるかを、細粒鉄鉱石２の特性に着目して判断する基準となるものである。
【０１１３】
表２に、各種鉄鉱石につき融液浸透距離を測定し、該測定値に基づいて、各種細粒鉄鉱石の特性を、粉特性指数として指数化した例を示す。
【０１１４】
本発明においては、融液浸透距離を用いて指数化したが、融液浸透断面積、または、融液浸透体積を測定して指数化すれば、細粒鉄鉱石の融液浸透性をより適切に評価できる。
【０１１５】
【表２】

【０１１６】
（ｃ）造粒特性指数
実際の焼結は、擬似粒子の造粒、焼結ベッドの形成を経て行われるから、鉄鉱石の焼結特性をより適性に評価するには、核特性指数および／または粉特性指数に加え、鉄鉱石の造粒特性を評価することが好ましい。
【０１１７】
造粒特性は、例えば、核／粉の質量比を６０／４０とした単未銘柄鉄鉱石の擬似粒子を造り、完全乾燥した後、ロータップにて篩い処理を行い、−１ｍｍ粉の粉率から下記式の擬似粒子強度GSを測定し、該強度を造粒特性指数として指数化することにより評価できる。
【０１１８】
GS＝｛［粉400ｇ−（篩い後の“−１mm重量ｇ”）］／粉400ｇ｝×100（％）
表３に、上記方法で測定した擬似粒子強度と造粒特性指数の１例を示す。
【０１１９】
なお、擬似粒子強度の測定方法は、上記方法に限られるものではない。
【０１２０】
本発明においては、造粒特性を指数化して評価することが重要なことであるから、各種銘柄の鉄鉱石につき、一定の条件下で得られる強度であることが必要である。
【０１２１】
【表３】

【０１２２】
２）次に、核特性指数、粉特性指数、および／または、造粒特性指数を用いて、各種鉄鉱石の焼結特性指数を算出し、該指数に基づいて焼結用原料の焼結特性を評価することについて説明する。
【０１２３】
（Ａ）核特性指数および／または粉特性指数による焼結特性の評価
焼結鉱の品質、歩留に大きく影響する鉄鉱石の焼結特性を評価することが、まず、重要であるから、この焼結性を、核特性指数および／または粉特性指数により評価する。
【０１２４】
核特性指数および粉特性指数のどちらか一方で焼結特性を評価しても、大きな評価の間違いはないが、焼結用原料は粗粒鉄鉱石と細粒鉄鉱石を含むことから、その焼結特性は、粗粒鉄鉱石の焼結特性と細粒鉄鉱石の焼結特性が相乗したものとなることが予想される（図６、参照）。
【０１２５】
それ故、焼結用原料の焼結特性を、総括的に適正に評価するため、下記式（１）に従って焼結特性指数SIを算出して評価する。
【０１２６】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ …（１）
Ａ：核特性指数
Ｂ：粉特性指数
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
焼結用原料が２種以上の鉄鉱石（粉）を含む場合には、下記式（1a）および（1b）で、それぞれ定義される核特性指数Ａおよび粉特性指数Ｂを用いて、焼結特性SIを計算する。
【０１２７】
Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
本発明者の研究調査によれば、上記式（１）におけるｘおよびｙは、それぞれ、０．１以上０．５以下、および、０．５以上１以下が好ましく、さらに、それぞれ、０．３、および、１がより好ましい。
【０１２８】
２種以上の鉄鉱石を配合した焼結原料につき、表１および表２にそれぞれ示す各種鉄鉱石の核特性指数および粉特性指数を用い、表４に示す配合量（配合１〜７）のもとで、ｘ＝０．３およびｙ＝１とした上記式（１）に従って焼結特性指数SIを計算した結果を、併せて表４に示す。
【０１２９】
【表４】

【０１３０】
そして、表４に示す焼結特性指数SIを有する焼結用原料を焼結（５０ｋｇ鍋試験）して得た焼結鉱の冷間強度および成品歩留と、焼結特性指数SIの関係を図７および図８に示す。
【０１３１】
これらの図から、焼結鉱の成品歩留および冷間強度は、本発明で定義した焼結特性指数SIと強い相関関係にあることが分かる。
【０１３２】
なお、核特性指数Ａおよび粉特性指数Ｂで焼結特性指数SIを表示する関係式は、上記式（１）に限られるものではない。焼結特性指数SIが、焼結鉱の品質、成品歩留と極めてよい相関関係を示す限りにおいて、どのような関数形式の式でもよい。
【０１３３】
例えば、ｐ・Ａ^ｘ＋ｑ・Ｂ^ｙ（ｐ、ｑ：係数、０＜ｘ、ｙ）でもよい。
【０１３４】
（Ｂ）核特性指数および／または粉特性指数、および、造粒特性指数による焼結特性の評価
鉄鉱石の焼結は、実際には、焼結ベッドの通気性等の影響を受ける。焼結ベッドにおいて、適切な通気性を確保するためには、擬似粒子に適度の強度を付与する必要がある。したがって、焼結用原料を擬似粒子に造粒する際、擬似粒子において、適切な強度を付与できるか否かが重要である。
【０１３５】
そこで、本発明では、核特性指数および／または粉特性指数に加え、造粒特性指数を用いて、焼結用原料の焼結特性を、総括的により適正に評価する。
【０１３６】
即ち、本発明において、核特性指数Ａおよび／または粉特性指数Ｂに、造粒特性指数を加えて、焼結用原料の焼結特性SIを評価する場合は、下記式（２）、（３）、または、（４）に従って行う。
【０１３７】
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ×Ｃ^ｚ …（２）
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±ｎＣ …（３）
SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±Ｃ^ｗ …（４）
ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
ｚ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ≦２
ｎ：造粒特性の寄与係数で、０＜ｎ≦１５
ｗ：造粒特性の寄与率で、０＜ｗ＜１
焼結用原料の造粒性は、鉱石の組合せ効果も考えられるので、本発明においては、造粒特性指数が、焼結特性指数に相乗的に寄与する場合と、相加的に寄与する場合とを想定し、上記３式を定めた。
【０１３８】
なお、核特性指数Ａ、粉特性指数Ｂ、および、造粒特性指数Ｃで焼結特性SIを表示する関係式は、上記式（２）、（３）、および、（４）に限られるものではない。核特性指数Ａおよび粉特性指数Ｂで焼結特性指数SIを表示する場合と同様に、焼結特性指数SIが、焼結鉱の品質および成品歩留と極めてよい相関関係を示す限りにおいて、どのような関数形式の式でもよい。
【０１３９】
例えば、ｐ・Ａ^ｘ×ｑ・Ｂ^ｙ／ｒ・Ｃ^ｚ、（ｐ・Ａ±ｒ_１・Ｃ）^ｘ・（ｑ・Ｂ±ｒ_２・Ｃ）^ｙでもよいし、また、ｐ・Ａ^ｘ＋ｑ・Ｂ^ｙ＋ｒ・Ｃ^ｚ（ｐ、ｑ、ｒ：係数、０＜ｘ、ｙ、ｚ）、でもよい。
【０１４０】
上記３式において、核特性指数Ａおよび粉特性指数Ｂは、それぞれ、前記式（1a）および（1b）のとおりであり、造粒特性指数Ｃは、下記式（1c）のとおりである。
【０１４１】
Ｃ＝Σ（ｃ_i×ｒ_i）／Σ（ｒ_i） …（1c）
ｃ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
ｒ_i：鉄鉱石ｉの配合率（％）
本発明者の研究調査によれば、上記式（２）、（３）、および、（４）におけるｘおよびｙは、それぞれ、０．１以上０．５以下、および、０．５以上１以下が好ましく、さらに、それぞれ、０．３、および、１がより好ましい。
【０１４２】
また、ｚは、０．２以上１．５以下が好ましく、さらに、０．５または１がより好ましい。
【０１４３】
また、ｎは、０．５以上１１以下が好ましく、さらに、１、１．５、２または１０がより好ましい。
【０１４４】
ｗは、０．２以上０．７以下が好ましく、さらに、０．５がより好ましい。
【０１４５】
ここで、２種以上の鉄鉱石を配合した焼結原料につき、表１および表２に、それぞれ示す各種鉄鉱石の核特性指数および粉特性指数と、表３に示す造粒特性指数を用い、表５に示す配合量（配合１〜７）のもとで、ｘ＝０．３、ｙ＝１、ｚ＝１とした上記式（２）に従って焼結特性指数SIを計算した結果を、併せて表５に示す。
【０１４６】
【表５】

【０１４７】
そして、表５に示す焼結特性指数SIを有する焼結用原料を焼結（５０ｋｇ鍋試験）して得た焼結鉱の冷間強度および成品歩留と、焼結特性指数SIの関係を図９および図１０に示す。
【０１４８】
これらの図から、焼結鉱の冷間強度および成品歩留と焼結特性指数は、極めてよい相関関係にあることが分かる。
【０１４９】
また、上記式（３）において、ｘ＝０．３、ｙ＝１、ｎ＝２とした焼結特性指数SIと、焼結鉱の冷間強度および成品歩留との関係を図１１および図１２に示す。
【０１５０】
さらに、上記式（４）において、ｘ＝０．３、ｙ＝１、ｗ＝０．５とした焼結特性指数SIと、焼結鉱の冷間強度および成品歩留との関係を図１３および図１４に示す。
【０１５１】
これらの図から、焼結鉱の冷間強度および成品歩留と焼結特性指数は、極めてよい相関関係にあることが分かる。
【０１５２】
３）次に、各種鉄鉱石の焼結特性指数に基づいて、焼結用原料の配合設計する方法について説明する。
【０１５３】
前述したように、本発明の各式で定義する焼結特性指数SIは、焼結鉱の品質（強度）および成品歩留と、極めてよい相関関係を示すから、１種または２種以上の鉄鉱石を含む焼結用原料の焼結特性指数SIに基づいて、該焼結用原料を焼結して得られる焼結鉱の品質（強度）および成品歩留を推定することができる。
【０１５４】
鉄鉱石は、成分組成が似ていても鉱床形成条件の相違で、鉱石の性状・形態が全く異なるから、このような鉄鉱石を２種以上配合した焼結用原料から所要品質（強度）および成品歩留の焼結鉱を製造しようとする場合には、試行錯誤により、鉄鉱石の配合量または配合率を決めざるを得なかった。
【０１５５】
しかし、本発明によれば、焼結用原料の焼結特性指数を知ることにより、成品焼結鉱の品質（強度）および成品歩留を推定できる。即ち、本発明に従い焼結用原料の焼結特性を評価することにより、焼結用原料の特性の適否を判断することができ、この評価結果に基づいて、焼結用原料に配合する鉄鉱石の種類、配合量および配合率を選択、調整することができる。
【０１５６】
本発明においては、焼結特性指数を算出するのに、核特性指数、粉特性指数の他、造粒特性指数を用いたが、さらに、焼結に影響を与える原料特性、例えば、通気性、鉱石の付着力、最適含水量などを指数化して、焼結特性指数の算出に加えてもよい。
【０１５７】
【実施例】
（実施例１）
表６に示す配合例の焼結用原料を、所定の割合に配合し、石灰石や蛇紋岩、珪石等のその他副原料の割合を調整して、焼結鉱のＳｉＯ_２、ＣａＯ／ＳｉＯ_２、ＭｇＯの割合、比を大きく変化させないようにした。このように調整した配合原料を焼結鍋試験で焼結して冷間強度、成品歩留を測定した。
【０１５８】
表１、表２、および、表３にそれぞれ示す核特性指数、粉特性指数、および、造粒特性指数を用い、式（１）（ｘ＝０．３、ｙ＝１）で算出した焼結特性指数SI（１）と、焼結鉱の冷間強度と成品歩留の関係を、図１５および図１６に、また、式（２）（ｘ＝０．３、ｙ＝１、ｚ＝１）で算出した焼結特性指数SI（２）と、焼結鉱の冷間強度と成品歩留の関係を、図１７および図１８に示す。
【０１５９】
焼結特性が悪く、その結果、焼結鉱の品質および成品歩留が劣る焼結用原料については、表６に示すように、鉄鉱石の配合量を調整し、焼結特性指数を高めて、焼結鉱を製造した。これらの図から、焼結特性指数を高めると、焼結鉱の品質および成品歩留を向上させることがわかる。
【０１６０】
【表６】

【０１６１】
（実施例２）
次に、焼結面積４８０ｍ^２で焼結パレット幅４ｍの実機焼結機において、本発明法を適用する操業を実施した。本発明法では、式（１）（ｘ＝０．３、ｙ＝１）、または、式（２）（ｘ＝０．３、ｙ＝１、ｚ＝１）で算出した焼結特性指数SIが１９０以上になるように、焼結用原料の配合を行った。
【０１６２】
１週間に２〜３回の頻度で焼結原料の配合変更を行いながら、本発明法適用前後の焼結鉱品質（冷間強度還元粉化指数）と成品歩留の変動を調べた。なお、生産率などの生産条件はほぼ一定とし、焼結鉱品質が管理基準値を外れた時は粉コークス配合比を変化させた。
【０１６３】
図１９に２ヶ月間の実機焼結機の操業における本発明法適用前後の成品歩留、冷間強度、および、還元粉化率（ＲＤＩ）の推移を示す。生産率がほぼ一定の条件で、本発明法適用後は焼結原料の配合変更を頻繁に行っても、焼結鉱品質と成品歩留は、高位に安定して推移した。特に焼結鉱品質のバラツキが低減したので、高炉操業が極めて安定する結果を得た。
【０１６４】
【発明の効果】
本発明によれば、１種または２種以上の鉄鉱石を含む焼結用原料の焼結特性を、原料配合段階で適正に評価できるので、より焼結特性の良好な焼結用原料を設計することができる。
【０１６５】
また、本発明によれば、安価な鉄鉱石や、これまで用いられていなかった鉄鉱石を焼結用原料として用いたり、または、配合変更を頻繁に行っても、品質および成品歩留の良好な焼結鉱を安定して製造することができるので、高炉操業を安定化し、生産性の向上や、燃料比の低下に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】焼結用原料を造粒した擬似粒子の構造を模式的に示す図である。
【図２】焼結反応により擬似粒子が結合した焼結鉱の構造を模式的に示す図である。
【図３】図１に示す擬似粒子の構造を一部拡大して示す図である。
【図４】付着粉部において、焼結反応の初期に生成した融液の態様を示す図である。
【図５】同化反応が進行し、融液が付着粉部内の空隙と粗粒鉱石（核粒子）表層部の空隙に浸透した態様を示す図である。
【図６】核特性指数および粉特性指数の技術的意味を示す図である。（ａ）は、擬似粒子の構造を示す図である。（ｂ）は、緻密な焼結組織を示す図であり、（ｃ）は、空疎な焼結組織を示す図である。
【図７】式（１）の焼結特性指数と焼結鉱の冷間強度の関係を示す図である。
【図８】式（１）の焼結特性指数と焼結鉱の成品歩留の関係を示す図である。
【図９】式（２）の焼結特性指数と焼結鉱の冷間強度の関係を示す図である。
【図１０】式（２）の焼結特性指数と焼結鉱の成品歩留の関係を示す図である。
【図１１】式（３）の焼結特性指数と焼結鉱の冷間強度の関係を示す図である。
【図１２】式（３）の焼結特性指数と焼結鉱の成品歩留の関係を示す図である。
【図１３】式（４）の焼結特性指数と焼結鉱の冷間強度の関係を示す図である。
【図１４】式（４）の焼結特性指数と焼結鉱の成品歩留の関係を示す図である。
【図１５】実施例（１）における、焼結特性指数（式（１）（ｘ＝０．３、ｙ＝１））と焼結鉱の冷間強度の関係を示す図である。
【図１６】実施例（１）における、焼結特性指数（式（１）（ｘ＝０．３、ｙ＝１））と焼結鉱の成品歩留の関係を示す図である。
【図１７】実施例（１）における、焼結特性指数（式（２）（ｘ＝０．３、ｙ＝１、ｚ＝１））と、焼結鉱の冷間強度の関係を示す図である。
【図１８】実施例（１）における、焼結特性指数（式（２）（ｘ＝０．３、ｙ＝１、ｚ＝１））と、焼結鉱の成品歩留の関係を示す図である。
【図１９】従来の焼結操業と本発明法を適用した焼結操業における焼結鉱の品質と成品歩留を比較する図である。
【符号の説明】
１…粗粒鉄鉱石（＋１ｍｍ以上）
２…細粒鉄鉱石（−１ｍｍ未満）
３…石灰石粉
４…コークス粉
５…元鉱部
６…基質部
７、８…空隙
９…融液
１０…気孔
Ａ…核特性指数
Ｂ…粉特性指数

Claims (26)

1. 各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料の特性を評価する評価方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
   (1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
   (2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、
   (3)核特性指数および／または粉特性指数に基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評 価する、
   ことを特徴とする焼結用原料の評価方法。
2. 前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする請求項１に記載の焼結用原料の評価方法。
3. 前記核特性指数および／または粉特性指数に基づいて、下記式（１）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする請求項１または２に記載の焼結用原料の評価方法。
   SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ …（１）
   Ａ：核特性指数
   Ｂ：粉特性指数
   ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
   ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
4. 前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする請求項３に記載の焼結用原料の評価方法。
   Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
   ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
   ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
5. 前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする請求項３に記載の焼結用原料の評価方法。
   Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
   ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
   ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
6. 各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料の特性を評価する評価方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
   (1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
   (2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
   (3)粗粒鉄鉱石を核粒子とし細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の 機械的強度を造粒特性指数として指数化し、
   (4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、上記焼 結用原料の焼結特性を評価する、
   ことを特徴とする焼結用原料の評価方法。
7. 前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする請求項６に記載の焼結用原料の評価方法。
8. 前記核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式（２）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする請求項６または７に記載の焼結用原料の評価方法。
   SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ×Ｃ^ｚ …（２）
   Ａ：核特性指数
   Ｂ：粉特性指数
   Ｃ：造粒特性指数
   ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
   ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
   ｚ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ≦２
9. 前記核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式（３）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする請求項６または７に記載の焼結用原料の評価方法。
   SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±ｎＣ …（３）
   Ａ：核特性指数
   Ｂ：粉特性指数
   Ｃ：造粒特性指数
   ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
   ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
   ｎ：造粒特性の寄与係数で、０＜ｎ≦１５
10. 前記核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式（４）で定義する焼結特性指数SIを算出し、該焼結特性指数SIに基づいて、前記焼結用原料の焼結特性を評価することを特徴とする請求項６または７に記載の焼結用原料の評価方法。
    SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±Ｃ^ｗ …（４）
    Ａ：核特性指数
    Ｂ：粉特性指数
    Ｃ：造粒特性指数
    ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
    ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
    ｗ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ＜１
11. 前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする請求項８、９または１０に記載の焼結用原料の評価方法。
    Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
    ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
    ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
12. 前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする請求項８、９または１０に記載の焼結用原料の評価方法。
    Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
    ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
    ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
13. 前記造粒特性指数Ｃが、下記式（1c）で定義されるものであることを特徴とする請求項８、９または１０に記載の焼結用原料の評価方法。
    Ｃ＝Σ（ｃ_i×ｒ_i）／Σ（ｒ_i） …（1c）
    ｃ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
    ｒ_i：鉄鉱石ｉの配合率（％）
14. 各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
    (1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
    (2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、
    (3)核特性指数および／または粉特性指数に基づいて、下記式（１）で定義する焼結特 性指数SIを算出し、
    (4)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
    (5)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、
    ことを特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
    SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ…（１）
    Ａ：核特性指数
    Ｂ：粉特性指数
    ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
    ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
15. 前記(3)の焼結特性指数SIの算出、前記(4)の焼結特性の評価、および、前記(5)の配合率の調整を、焼結特性指数が所定の値に達するまで繰り返し行うことを特徴とする請求項１４に記載の焼結用原料の配合設計方法。
16. 前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の焼結用原料の配合設計方法。
17. 前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする請求項１４に記載の焼結用原料の配合設計方法。
    Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
    ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
    ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
18. 前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする請求項１４に記載の焼結用原料の配合設計方法。
    Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
    ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
    ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
19. 各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
    (1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
    (2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
    (3)粗粒鉄鉱石の核粒子に細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の機 械的強度を造粒特性指数として指数化し、
    (4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式 （２）で定義する焼結特性指数SIを算出し、
    (5)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
    (6)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、こと を特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
    SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ×Ｃ^ｚ …（２）
    Ａ：核特性指数
    Ｂ：粉特性指数
    Ｃ：造粒特性指数
    ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
    ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
    ｚ：造粒特性の寄与率で、０＜ｚ≦１
20. 各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
    (1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
    (2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
    (3)粗粒鉄鉱石の核粒子に細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の機 械的強度を造粒特性指数として指数化し、
    (4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式 （３）で定義する焼結特性指数SIを算出し、
    (5)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
    (6)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、
    ことを特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
    SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±ｎＣ …（３）
    Ａ：核特性指数
    Ｂ：粉特性指数
    Ｃ：造粒特性指数
    ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
    ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
    ｎ：造粒特性の寄与係数で、ｎ≠０
21. 各種鉄鉱石の１種または２種以上を所定の配合率で含む焼結用原料を設計する配合設計方法において、各種鉄鉱石のそれぞれを粗粒と細粒に分け、
    (1)各種粗粒鉄鉱石に石灰石粉を付着させて造粒した擬似粒子の焼成体における気孔率 を核特性指数として指数化し、および／または、
    (2)成型した各種細粒鉄鉱石の上に成型した低融点物質を置いて焼成した時、低融点物 質の融液が上記細粒鉄鉱石の内部に浸透する距離、断面積および体積の１または２以上 を測定して確認する融液浸透性を粉特性指数として指数化し、さらに、
    (3)粗粒鉄鉱石の核粒子に細粒鉄鉱石を付着させて造粒した各種鉄鉱石の擬似粒子の機 械的強度を造粒特性指数として指数化し、
    (4)核特性指数および／または粉特性指数、さらに、造粒特性指数に基づいて、下記式 （４）で定義する焼結特性指数SIを算出し、
    (5)上記焼結特性指数SIに基づいて、上記焼結用原料の焼結特性を評価し、
    (6)評価結果に基づいて、上記焼結用原料に配合する鉄鉱石の配合率を調整する、
    ことを特徴とする焼結用原料の配合設計方法。
    SI＝Ａ^ｘ×Ｂ^ｙ±Ｃ^ｗ …（４）
    Ａ：核特性指数
    Ｂ：粉特性指数
    Ｃ：造粒特性指数
    ｘ：核特性の寄与率で、０≦ｘ≦１（ただし、ｙ＝０のときｘ≠０）
    ｙ：粉特性の寄与率で、０≦ｙ≦１（ただし、ｘ＝０のときｙ≠０）
    ｗ：造粒特性の寄与率で、０＜ｗ＜１
22. 前記(4)の焼結特性指数SIの算出、前記(5)の焼結特性の評価、および、前記(6)の配合率の調整を、焼結特性指数が所定の値に達するまで繰り返し行うことを特徴とする請求項１９、２０または２１に記載の焼結用原料の配合設計方法。
23. 前記粗粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石であり、前記細粒鉄鉱石が粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石であることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の焼結用原料の配合設計方法。
24. 前記核特性指数Ａが、下記式（1a）で定義されるものであることを特徴とする請求項１９、２０または２１に記載の焼結用原料の配合設計方法。
    Ａ＝Σ（ａ_i×ｐ_i）／Σ（ｐ_i） …（1a）
    ａ_i：鉄鉱石ｉの核特性指数
    ｐ_i：粒径１ｍｍ以上の鉄鉱石ｉの配合率（％）
25. 前記粉特性指数Ｂが、下記式（1b）で定義されるものであることを特徴とする請求項１９、２０または２１に記載の焼結用原料の配合設計方法。
    Ｂ＝Σ（ｂ_i×ｑ_i）／Σ（ｑ_i） …（1b）
    ｂ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
    ｑ_i：粒径１ｍｍ未満の鉄鉱石ｉの配合率（％）
26. 前記造粒特性指数Ｃが、下記式（1c）で定義されるものであることを特徴とする請求項１９、２０または２１に記載の焼結用原料の配合設計方法。
    Ｃ＝Σ（ｃ_i×ｒ_i）／Σ（ｒ_i） …（1c）
    ｃ_i：鉄鉱石ｉの粉特性指数
    ｒ_i：鉄鉱石ｉの配合率（％）

Images