(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも１つの「生の」カルシウム−マグネシウム化合物および鉄ベースの化合物を含む、生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態の組成物、並びに、その製造方法および使用方法の提供。【解決手段】ｉ．少なくとも１つの「生の」カルシウム−マグネシウム化合物と鉄ベースの化合物とを含む粉末混合物を供給する工程（前記混合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含み、Ｃａ／Ｍｇのモル比が１以上（好ましくは２以上、より好ましくは３以上）である）、ｉｉ．前記粉末混合物をローラープレスに供給する工程、ｉｉｉ．生ブリケットの形態のカルシウム−マグネシウム組成物を得るための、前記ローラープレスで前記粉末混合物を圧縮する工程、ｉｖ．前記生ブリケットを回収する工程、を備えるブリケットの形態のカルシウム−マグネシウムの組成物を製造するための方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む、ブリケットの形態のカルシウム−マグネシウム組成物を製造するための方法：
ｉ．少なくとも１つの、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物を含む粉末混合物を供給する工程（前記粉末混合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含み、Ｃａ／Ｍｇのモル比が１以上である）、
ｉｉ．前記粉末混合物をローラープレスに供給する工程、
ｉｉｉ．生ブリケットの形態のカルシウム−マグネシウム組成物を得るための、前記ローラープレスで前記粉末混合物を圧縮する工程、および、
ｉｖ．前記生ブリケットを回収する工程
（ここで、前記粉末混合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも３％のＦｅ２Ｏ３当量の含有量で鉄ベースの化合物が存在し、前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満および径ｄ９０が２００μｍ未満を特徴とする非常に細かい粒度分布を有することを特徴とし、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む前記少なくとも１つの、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物は、粒子径が９０μｍ以下であり、前記粉末混合物の重量に対して少なくとも２０重量％のＣａＯ等価物を有するカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分を含み、前記鉄ベースの化合物は、当該鉄ベースの化合物の総重量に対して、少なくとも５０重量％の、磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４形態の酸化鉄を含み、かつ、前記ローラープレスのローラーは、ローラー外面の線速度が１０〜１００ｃｍ／ｓであり、線圧力が６０〜１６０ｋＮ／ｃｍである）。
【請求項２】
前記圧縮する工程は、接合剤または潤滑剤の存在下で行われ、
前記接合剤または前記潤滑剤は、前記ブリケットの総重量に対して、０．１〜１重量％の含有量である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１１００℃以上の温度での熱処理をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
生ブリケットの前記熱処理は、３〜２０分間の所定の時間行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物が生石灰である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
粉末混合物を供給する前記工程の前に、さらに以下の工程を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法：
ｉ．前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ当量の、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物および、少なくとも３重量％のＦｅ２Ｏ３当量の鉄ベースの化合物を混合機に供給する工程（前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満および径ｄ９０が２００μｍ未満を特徴とする非常に細かい粒度分布を有し、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む前記少なくとも１つの、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物は、粒子径が９０μｍ以下であり、前記粉末混合物の重量に対して少なくとも２０重量％のＣａＯ等価物を有するカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分を含み、前記鉄ベースの化合物は、当該鉄ベースの化合物の総重量に対して、少なくとも５０重量％の、磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４の形態の酸化鉄を含む）、
ｉｉ．前記化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物および前記鉄ベースの化合物の粉末混合物を得るために、前記鉄ベースの化合物と、前記化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物を混合する工程。
【請求項７】
接合剤または潤滑剤が前記混合機に加えられ、前記接合剤または前記潤滑剤が前記粉末混合物に含まれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物は、少なくとも１０重量％の粉砕粒子の形態の生石灰を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
調製雰囲気に対して、少なくとも２体積％のＣＯ２かつ最大３０体積％のＣＯ２を含む調製雰囲気下での前記ブリケットの処理工程を、前記生ブリケットを回収する工程の後にさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記粉末混合物が、粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子を、前記粉末混合物の重量に対して少なくとも１０％さらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記粉末混合物が、粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子を、前記粉末混合物の重量に対して１０％〜６０％さらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記鉄ベースの化合物が、前記粉末混合物の総重量に対して、少なくとも２０重量％の量で存在している、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
９０μｍ未満の粒子径のカルシウム−マグネシウム化合物の画分における生石灰の総重量％および、非常に細かい粒度分布を有する前記鉄ベースの化合物のＦｅ２Ｏ３当量の％に対する、９０μｍ未満の粒子径の、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の画分におけるＣａＯ等価物の重量％が、３０％以上である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物および鉄ベースの化合物を含む、生ブリケットの形態の組成物であって、
当該組成物は、当該組成物の重量に対して少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含むことを特徴とし、
当該組成物は、Ｃａ／Ｍｇのモル比が１以上であり、
前記組成物の重量に対して、少なくとも３重量％のＦｅ２Ｏ３当量の含有量で前記鉄ベースの化合物が存在することを特徴とし、
前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満および径ｄ９０が２００μｍ未満を特徴とする非常に細かい粒度分布を有し、
少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む前記少なくとも１つの、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物は、粒子径が９０μｍ以下であり、前記組成物の重量に対して少なくとも２０重量％のＣａＯ等価物を有するカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分を含み、
前記鉄ベースの化合物は、当該鉄ベースの化合物の総重量に対して、少なくとも５０重量％の、磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４の形態の酸化鉄を含む、生ブリケットの形態の組成物。
【請求項１５】
前記カルシウム−マグネシウム化合物が生石灰である、請求項１４に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項１６】
前記化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物が、
前記化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の総重量に対して０重量％〜９０重量％の重量の、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の礫の製造での選別において不合格であった微粒子（カルシウム−マグネシウムフィルターダスト）から選択されるカルシウム−マグネシウム化合物の微粒子、および、
前記化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の総重量に対して１０〜１００重量％の粉砕粒子の形態の生石灰、を含む、請求項１４または１５に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項１７】
ＢＥＴ比表面積が１ｍ２／ｇ以上である、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項１８】
気孔率が２０％以上である、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項１９】
接合剤または潤滑剤をさらに含み、
前記ブリケットの総重量に対して、０．１〜１重量％の含有量である、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項２０】
粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子を、前記組成物の総重量に対して少なくとも１０％さらに含む、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項２１】
粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子を、前記組成物の重量に対して１０％〜６０％さらに含む、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項２２】
９０μｍ未満の粒子径のカルシウム−マグネシウム化合物の画分における、生石灰の総重量％および、非常に細かい粒度分布を有する前記鉄ベースの化合物のＦｅ２Ｏ３当量の％に対する、９０μｍ未満の粒子径の、化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の画分におけるＣａＯ等価物の重量％は、３０％以上である、請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物。
【請求項２３】
少なくとも１つの鉄ベースの化合物を含む、熱処理されたブリケットの形態の組成物であって、
当該組成物は、当該組成物の重量に対して少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含み、
当該組成物は、Ｃａ／Ｍｇのモル比が１以上であり、
前記鉄ベースの化合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも３重量％のＦｅ２Ｏ３当量の含有量で存在することを特徴とし、
前記鉄ベースの化合物は、当該鉄ベースの化合物の総重量（Ｆｅ２Ｏ３当量で表される）に対して、少なくとも６０％（Ｆｅ２Ｏ３当量で表される）のカルシウムフェライトを含み、
少なくとも４０重量％の前記カルシウムフェライトは、ジカルシウムフェライトＣａ２Ｆｅ２Ｏ５の形態である、熱処理されたブリケットの形態の組成物。
【請求項２４】
前記鉄ベースの化合物は、当該鉄ベースの化合物の総重量に対して、少なくとも７０％のカルシウムフェライトを含む、請求項２３に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物。
【請求項２５】
ＢＥＴ比表面積が０．４ｍ２／ｇ以上である、請求項２３または２４に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物。
【請求項２６】
気孔率が２０％以上である、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物。
【請求項２７】
前記熱処理されたブリケットは、８％未満のシャッターテスト指数を示す、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物。
【請求項２８】
化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子（前記ブリケットの断面において、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法により観察できる二次元サイズが６３μｍ超、５ｍｍ未満であり、前記断面の面積の最大２０％に及ぶ）をさらに含むことを特徴とする、請求項２３〜２７のいずれか１項に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物。
【請求項２９】
化学組成が酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムであるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子（前記ブリケットの断面において、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法により観察できる二次元サイズが６３μｍ超、５ｍｍ未満であり、前記断面の面積の少なくとも２０％に及ぶ）をさらに含むことを特徴とする、請求項２３〜２７のいずれか１項に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物。
【請求項３０】
酸素転換炉またはアーク炉での鉄鋼冶金における、請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物、または、請求項２３〜２９のいずれか１項に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物の使用。
【請求項３１】
溶融金属の脱リン化および／または溶融金属の脱硫化および／またはスラグにおける精錬金属の損失削減のための溶融金属を精錬するプロセスにおける、請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の生ブリケットの形態の組成物、または、請求項２３〜２９のいずれか１項に記載の熱処理されたブリケットの形態の組成物の使用。
【請求項３２】
高温金属および任意に鉄ベースのくずを容器に導入する少なくとも１つの工程、
前記生ブリケットの形態の組成物、または、前記熱処理されたブリケットの形態の組成物を前記容器に導入する少なくとも１つの工程、
前記容器に酸素を吹き入れる少なくとも１つの工程、
前記容器において、ブリケットの前記組成物とともにスラグを形成する少なくとも１つの工程、
脱リン化および／または脱硫化によって高温金属から、リン化合物および／または硫黄化合物の含有量が低減した精錬金属、および／または精錬金属の含有量が増加した精錬金属を得る少なくとも１つの工程、
リン含有成分および／または硫黄含有成分の含有量が低減した精錬金属、および／または精錬金属の含有量が増加した精錬金属を排出する少なくとも１つの工程、を含む、請求項３１に記載の組成物の使用。
【請求項３３】
生石灰を加える工程をさらに含む、請求項３２に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、「生の」("quick") カルシウム−マグネシウム化合物と鉄ベースの化合物とを含むブリケットの形態の組成物を製造する方法、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物と酸化鉄とを含む生ブリケット、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物とカルシウムフェライトとを含む熱処理されたブリケット、およびそれらの使用に関する。
【０００２】
「生の」カルシウム−マグネシウム化合物との用語は、本発明における意味では、化学組成が主に酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムである無機固体材料を意味する。「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、本発明における意味では、生石灰（カルシウム石灰）、マグネシウム生石灰、ドロマイト生石灰または「生の」焼成ドロマイトを含んでいることを意味する。「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、不純物、すなわち、数％程度のシリカ、ＳｉＯ２、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の化合物を含んでいる。これらの不純物は、前記の形態で表されるが、実際にはさまざまな相として現れ得るものである。また、一般に未焼成分と呼ばれる残留ＣａＣＯ３またはＭｇＣＯ３を数％含み、さらに冷却、搬送、貯蔵工程の間に「生の」生成物を部分的に水素化された残留Ｃａ（ＯＨ）２またはＭｇ（ＯＨ）２を数％含む。
【０００３】
生石灰とは、化学組成が主に酸化カルシウム（ＣａＯ）である無機固体物質を意味する。生石灰は、一般的に、主にＣａＣＯ３からなる石灰岩の焼成によって得られる。生石灰は、不純物、即ち、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ２）、更にはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の化合物を数％の量で含む。これらの不純物は、前述の形態で表されるが、実際にはさまざまな相として現れ得るものと理解される。生石灰には、一般に未焼成分と呼ばれる数％の残留ＣａＣＯ３と、冷却、搬送および／または貯蔵時において酸化カルシウムＣａＯが部分的に水素化された数％の残留Ｃａ（ＯＨ）２とが含まれる。
【０００４】
本発明によれば、「ブリケット」という用語は、長楕円形状のコンパクトを意味する。ブリケット当たりの重量は５〜１００ｇであり、平坦または細長い回転楕円面（「扁球の回転楕円面」または「幅の広い回転楕円面」）に内設している。一般的にはブリケットは、棒状石鹸状であり、または「エッグ状のブリケット」として説明される。
【０００５】
これらは、通常ペレットの形状をした、「Eurotab」社の「Titan（チタン）」をプレスすることで製造されるようなタブレットと比較される。定義では、産業用のタブレットは標準の形状で、より詳細には、高さが低いシリンダー形状をしている。
【０００６】
ブリケットは、既知であり、WO2015/007661に例証されている。本文献によると、コンパクト（すなわち、ブリケットまたはタブレット）は、少なくとも５０％の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を含むカルシウム−マグネシウム化合物の粒子を含むことが記載されている。開示されたコンパクト（ブリケットまたはタブレットの形状をした）もまた、添加剤（特に酸化鉄）を含むことができる。
【０００７】
本文献によると、落下強度（落下機械強度）は、シャッターテストで測定される。説明されたコンパクトは、一般的には、１０％未満のシャッターテスト指数を有する。
【０００８】
「シャッターテスト指数」との用語は、本発明における意味では、１０ｋｇの生成物を用いて、２ｍの落下を４回行った後に生じた１０ｍｍ未満の微粒子の重量％を意味する。これらの微粒子は、２ｍの落下を４回行った後、１０ｍｍの正方形のメッシュを備えたふるいにかけることにより定量化する。
【０００９】
前記文献の実施例および比較例の詳細な分析は、向上した落下強度を有する生タブレットは、少なくとも５０％の「生の」生成物を用いて得られること、また、これらのタブレットは、多湿の雰囲気下での劣化に対する耐性を示すことを示している。一方、「生の」化合物のブリケットを「生の」化合物を用いて得るとき、シャッターテスト指数（機械強度を表している）は高いまま（１３〜１５％）であり、１０％未満のシャッターテスト指数を達成したい場合は、熱処理を行う必要がある。
【００１０】
米国特許第5,186,742号では、任意選択的に潤滑剤と共に、５５〜８５重量％の石灰と、１０〜４０重量％の灰と、紙繊維を０．１〜１０重量％含む石灰ブリケットが開示されている。米国特許第5,186,742号で開示されたブリケットは、落下残存率を試験され、この試験は、シャッターテスト指数を測定するための試験との互換性はない。それらは、衝突強度が１５０〜３００ポンドであり、シャッターテスト指数が１０％よりはるかに上であることを意味する。
【００１１】
カルシウム−マグネシウム化合物は、例えば、鋼鉄金属学、ガス処理、水およびスラッジの処理、農業、建築業界、公共土木事業等の、多くの産業で使用されている。それらは、礫若しくは塊として、または微粒子（典型的に７ｍｍ未満のサイズ）としてのいずれかで使用することができる。しかし、特定の産業では、礫形状が好ましい。
【００１２】
これは、例えば、鋼鉄業において、酸素転炉または電気アーク炉にカルシウム−マグネシウム化合物を添加する場合である。
【００１３】
礫および塊の製造時に、多くの微粒子が生成される。これらの微粒子は、通常、搬送および取り扱いが難しいので使用できる範囲が限定されている。
【００１４】
何年間かの間に、より簡単かつより安全に搬送、取り扱いおよび使用ができるように、多くの産業分野において初めは粉末の形態の化合物をブリケットに変えることが試みられてきた。
【００１５】
石灰製造者は、礫形状のカルシウム−マグネシウム化合物と、焼成の前および間、並びに取り扱いおよびそれに続く操作の間に生じるその微粒子との間の物質収支を、常に維持する。それにもかかわらず、場合によって、過剰の微粒子が生産される。その後、これらの微粒子は、ブリケット等の形態で凝集し得るので、過剰の微粒子を除去できることが可能になり得るだけでなく、これらのブリケット、または礫と同様の物を添加することによって、人為的に礫形状のカルシウムおよびマグネシウム化合物の生産を高めることが可能になる。
【００１６】
Barnettらの文献（Roll-press briquetting: Compacting fines to reduce waste-handling costs, powder and bulk engineering, Vol. 24, No. 10, October 2010, 1-6）には、石灰の生ブリケットの製造方法が記載されている。しかしながらこの文献は、製造条件および得られたブリケットの機械的特性について記載していない。過剰の微粒子等に基づくブリケットは、一般的に、機械強度が、礫形状のカルシウムおよびマグネシウム化合物よりも低い。さらに、それらはしばしば、それらの貯蔵またはそれらの取り扱いの間の劣化に対する耐性が、礫形状のカルシウムおよびマグネシウム化合物よりも、非常に低い。
【００１７】
これにより、実際には、カルシウムおよびマグネシウム化合物の微粒子のブリケットは、今日では、あまり使用されていない理由が説明される。このタイプのプロセスによって形成されたブリケットの品質が低いことを考慮すると、再循環工程が必要なこのタイプのプロセスの終了時に、非常に多くの使用できないブリケットが存在するため、ブリケット化の収率は、５０％未満であると推定される。
【００１８】
潤滑剤および接合剤は、ブリケットまたはその類似物の形態への集塊の方法においてよく用いられる添加物である。
【００１９】
潤滑剤には内的または外的の２つのタイプがある。内的潤滑剤は、ブリケット化すべき材料と密に混合される。これは、一方で、ブリケット化の機械への供給時に混合物の流動性を増やし、他方で、圧縮中、混合物内の粒子の再配列を促進する。外的潤滑剤は、ブリケット化の機械のローラーの表面に塗布され、主に離型のために用いられる。何れの場合も、表面での摩擦およびそれによる摩耗を低減する。潤滑剤は、鉱物油、シリコーン等の液体、または、タルク、グラファイト、パラフィン、ステアリン酸塩等の固体であり得る。「生の」カルシウム−マグネシウム化合物に基づく組成物においては、ステアリン酸塩が好ましく、より好ましくはステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸マグネシウムである。
【００２０】
接合剤は、接着力または化学反応の何れかによって、粒子を凝集させることが可能な物質である。接合剤は、鉱物由来（セメント、粘土、ケイ酸塩等）、植物または動物由来（セルロース、デンプン、ゴム、アルギナート、ペクチン、膠等）、合成物由来（ポリマー、ワックス等）であり得る。多くの場合、接合剤は、水とともに用いられ、水は接合剤の凝集特性を活性化する。
【００２１】
何年にも亘って、カルシウムおよびマグネシウム化合物のブリケット等の強度および耐久性を高めるために、いくつかの添加剤、例えば、ステアリン酸カルシウムまたは紙繊維（例えば、米国特許第5,186,742号参照）が、使用されてきたが、十分な改善は得られなかった。さらに、特にカルシウム−マグネシウム化合物のブリケットを製造する場合のように、多くの場合に、他の成形された工業製品に現在使用されている添加剤を使用することは、制限されている。これは、カルシウム−マグネシウム化合物が、水と激しく反応すること、または、カルシウム−マグネシウム化合物のブリケットの最終的な使用に、これらの添加剤が潜在的に悪影響を及ぼすこと、のいずれかの理由による。
【００２２】
鉄鋼冶金における多くの精錬プロセスにおいて、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の組成物（例えば生石灰および／または「生の」ドロマイト等、並びにスクラップ材料）を、転炉に加え、スラグを形成する反応を動力学的におよび化学的に制御し、これにより、不純物の除去を助け、且つ炉の耐熱被膜を過度の摩耗から保護している。
【００２３】
添加された「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、高温の金属浴に浮かぶので、これにより界面を形成する。
【００２４】
精錬の間に、溶融金属は、容器に供給されるが、さらに、その容器に、スクラップ鉄も加えることができる。
【００２５】
金属化合物の溶融から得られた溶融金属には、典型的に、溶融金属１トン当り初期炭素含有量４０〜４５ｋｇ、および溶融金属１トン当り初期リン含有量０．７〜１．２ｋｇが含まれる。
【００２６】
「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、溶融金属浴に添加されて溶融金属浴に浮かぶ。炭素を焼き尽くすために酸素を、所定の期間で吹込み、直接的および／または間接的にリン含有化合物、およびケイ素を酸化させる。吹込みの間、カルシウム−マグネシウム化合物は、溶融金属浴に浸され、カルシウム−マグネシウム化合物が常時浮遊している溶融金属との界面で僅かに分解／溶融する。
【００２７】
スラグは、浴の表面に浮かんでいる酸化物の層であり、吹込みの間のケイ素の酸化によるＳｉＯ２の形成、およびその他の酸化物（ＭｎＯおよびＦｅＯ）の形成、耐熱被膜におけるＳｉＯ２の作用を中和し、スラグを液化および活性化するための「生」カルシウム−マグネシウム化合物の添加、並びに耐熱被膜の摩耗から生じるＭｇＯから生じる。
【００２８】
実際、転化の間に、炭素が燃焼して、ガス状のＣＯおよびＣＯ２を形成して、金属／ガス反応が生じている。所定期間の吹込みの終わりに、炭素含有量は、溶融金属１トン当り約０．５ｋｇ、すなわち、約５００ｐｐｍ減少する。
【００２９】
溶融金属と浮遊カルシウム−マグネシウム化合物との界面では、金属／スラグ反応が起こる。これは、溶融金属からの脱リンを目的としている。スラグと金属との間の反応の終わりに、リン含有量は、溶融金属１トン当り約０．１ｋｇまたはそれ未満、すなわち、約１００ｐｐｍまたはそれ未満である。
【００３０】
金属が鉄で、カルシウム−マグネシウム化合物がカルシウム石灰の場合、化学反応は次のようになる。
【００３１】
【化１】
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【００３２】
ＦｅＯ（酸化鉄）およびリンは、高温の金属に由来するが、一方、ＣａＯは、転炉に添加される。この反応は、発熱反応であり、目的は、平衡を右辺に移すことである。これは、温度を下げ、できるだけスラグを流動化し、金属浴を均質化し（大抵の場合、アルゴンおよび／または窒素を底から吹込むことによって行われる）、塩基度指数ＣａＯ／ＳｉＯ２を３〜６（酸であるシリカに対する酸化カルシウムの重量比）に保ち、スラグ中のマグネサイトの濃度を９％未満に保ち、十分な量のスラグを形成させることにより行うことができる。
【００３３】
マグネサイトは、典型的に、スラグ中に存在し、耐熱被膜の摩耗に起因しており、これは、「生の」ドロマイトの添加を制御することによって、減らすことができる。しかしながら、スラグ中の反応を動力学的に迅速化させるためには、マグネサイトの濃度は、９％未満に保つべきである。
【００３４】
理解されるように、高温金属を精錬することは、容易ではなく、その金属の質量バランスにおける作用により所定の液体金属量を達成するため、酸素の質量バランス（酸化反応）における作用により所定の化学分析を行うため、（熱バランスにおける作用により）吹込みの終わりにて所定の温度を達成するため、最適化される必要がある。
【００３５】
精錬の間の高温金属からの脱リン化を改善することは、とりわけ、３つのバランスを同時に重視することにより複雑化する。
【００３６】
このような精錬の間の脱リン化の方法は、「ペレット添加によるLinz Donawitz 転炉（ＢＯＦ転炉）における鋼鉄の脱リン化プロセス」の文献（インド公開特許（ムンバイ）第IN01412MU2006A号）により当該技術分野において知られている。
【００３７】
この特許は、プロセスの後半にてスラグを冷却することによって、転炉におけるプロセス中の脱リン化の改善に焦点を当てている。
【００３８】
しかしながら、残念なことに、開示された方法には、無機添加剤および標準冷却剤を加えた後、岩石を転炉に加える方法において追加工程が必要となる。したがって、これは、処理時間を増加させるものであり、このような精錬プロセスの各瞬間は非常に高価であるため、これは精錬業にとって受け入れられる解決法ではない。
【００３９】
リンの除去のための別の方法は、Slag-Making Methods And Materialsの文献、米国特許第3,771,999号から知られている。この特許は、０．５〜１５％のＣａＣｌ２、ＮａＣｌ、ＫＣｌおよび／またはＮａＦ２を有するブリケットの石灰ベースの形成物を使用することによって、転炉を用いた方法における脱リン化の改善に焦点を当てている。
【００４０】
さらに、精錬プロセスの間に、酸化鉄、酸化マンガン、炭素、ＣａＦ２、酸化ホウ素のようなフラックスを石灰に添加することは、溶融金属の脱リン化のような精錬プロセスの品質を改善する従来の技術水準にて示された。
【００４１】
しかしながら、このようなフラックスの添加は、典型的には、精錬プロセスにさらなる複雑さを生じさせる。
【００４２】
そのため、特に酸化鉄では、フラックスを含有する「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を供給する必要が有る。
【００４３】
任意選択的にフラックスを含有している「生の」カルシウム−マグネシウム化合物のブリケットは、既知である。しかしながら、フラックスを含有した既知のカルシウム−マグネシウム化合物は、風化の影響が報告されてきた。これは、ヒュームにおける風化が吹き出し後に噴出することが問題である（米国特許第3,649,248号参照）。さらに、酸化鉄がフラックスとして添加された際、フェライトに転化されなければならず、そうすることでスラグ形成が加速する。
【００４４】
しかしながら、このことは理論上では簡単であるが、フェライトに完全に転化した酸化鉄は、大抵僅かしかなく、スラグ形成を加速するために機能しない。これにより、鉄鋼メーカーは、石灰を、任意選択的に鉄と共に加える一方で、他方では任意選択的に石灰と共にフェライトを加える。
【００４５】
カルシウムフェライトの形成は、（一般的には１２００〜１２５０℃）の比較的高温にてかなり長時間の熱処理が必要となる（米国特許第3,649,248号参照）。それゆえ、先行技術に記載された生石灰（ドロマイト）をベースとしたブリケットと酸化鉄とは、カルシウムフェライトを容易に形成することにはならない。
【００４６】
従って、転炉の上流における前記熱処理を実施する工程は、技術的経済的観点（特定の炉、エネルギー消費、低い生産能力、不完全焼成、すなわち、比表面積の低下と細孔容積の減少）から悪影響がある。
【００４７】
熱処理を転炉においてその場で実行する際、カルシウムフェライトの形成は、動力学的にはかなり遅く、これらのブリケットを脱リン化する効果に悪い影響を与える。
【００４８】
その結果、あまり制約されることがなく簡単に使用でき、石灰の損失を最小限にする生成物はまだない。
【００４９】
本発明は、スラグ形成における、石灰の損失を大幅に低減すること、および石灰のスラグ形成効率の改善した方法を提供することにより、これらの欠点の少なくとも一部を解決することを目的とする。
【００５０】
この問題を解決するために、本発明によると、以下の工程を備えるブリケットの形態のカルシウム−マグネシウムの組成物を作製するための方法を提供する。
【００５１】
ｉ．少なくとも１つの「生の」カルシウム−マグネシウム化合物と鉄ベースの化合物とを含む粉末混合物を供給する工程（前記混合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含み、Ｃａ／Ｍｇのモル比が１以上（好ましくは２以上、より好ましくは３以上）である）、
ｉｉ．前記粉末混合物をローラープレスに供給する工程と、
ｉｉｉ．生ブリケットの形態のカルシウム−マグネシウム組成物を得るための、前記ローラープレスで前記粉末混合物を圧縮する工程と、
ｉｖ．前記生ブリケットを回収する工程。
【００５２】
前記粉末混合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも３重量％（好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％）のＦｅ２Ｏ３当量の含有量で鉄ベースの化合物が存在し、前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満（好ましくは５０μｍ未満）および径ｄ９０が２００μｍ未満（好ましくは１５０μｍ未満、好ましくは１３０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ）を特徴とする非常に細かい粒度分布を有することを特徴とし、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む前記少なくとも１つの「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、粒子径が９０μｍ以下であり、前記粉末混合物の重量に対して少なくとも２０重量％のＣａＯ等価物を有するカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分を含み、前記鉄ベースの化合物は、当該鉄ベースの化合物の総重量に対して、少なくとも５０重量％（好ましくは少なくとも６０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％、特に９５重量％より多く）の、磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４形態の酸化鉄を含み、かつ、前記ローラープレスのローラーは、ローラー外面の線速度が１０〜１００ｃｍ／ｓ（好ましくは２０〜８０ｃｍ／ｓ）であり、線圧力が６０〜１６０ｋＮ／ｃｍ（好ましくは８０〜１４０ｋＮ／ｃｍ、さらにより好ましくは８０〜１２０ｋＮ／ｃｍ）である。
【００５３】
本発明の特定の実施形態において、前記粉末混合物は、前記組成物の重量に対して、最大９７重量％、好ましくは最大９０重量％、好ましくは最大８８％、ある実施形態においては、最大６０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む。
【００５４】
任意には、本発明に係る方法において、工程ｉは、好ましくは、粉末状または濃縮懸濁液の状態の接合剤または潤滑剤の存在下で行われ、接合剤または潤滑剤はより詳細には、セメント、粘土、ケイ酸塩等の鉱物性の接合剤、セルロース、デンプン、ゴム、アルギン酸塩、ペクチン、膠等の植物性または動物性の接合剤、ポリマー、ワックス等の合成物質の接合剤、鉱物油またはシリコーン等の液状潤滑剤、タルク、グラファイト、パラフィン、ステアリン酸塩からなる群から選択され、特には、カルシウムステアリン酸、マグネシウムステアリン酸およびそれらの混合物、好ましくは、カルシウムステアリン酸塩および／またはマグネシウムステアリン酸塩であり、前記ブリケットの総重量に対して、０．１〜１重量％、好ましくは０．１５〜０．６重量％、より好ましくは０．２〜０．５重量％の含有量が含まれる。
【００５５】
ＣａＯ＋ＭｇＯ、およびＦｅ２Ｏ３当量として表される重量％は、ＥＮ１５３０９規格に記載されているようにＸ線蛍光観察（ＸＲＦ）によって決定される。原子量が１６（酸素）〜２２８（ウラニウム）である分子重量の相対濃度を決定するＸＲＦによる半定量化学分析が、８０μｍまで粉砕してペレットに成形した試料で行われる。試料を、PANalytical/MagiX-Pro-PW2540装置に入れ、波長分散モードにおいて処理する。測定は、二重検出器を使用して、５０ｋＶおよび８０ｍＡの電力で実施される。
【００５６】
分析結果により、カルシウム、マグネシウム、および鉄の含有量が分かり、これらの測定により、ＣａＯおよびＭｇＯおよびＦｅ２Ｏ３当量として表された重量が記録される。
【００５７】
本発明によると、既存の組成とは異なり、本発明に係るブリケットにおいて、一方では、形成された混合物が均質であることの影響により、他方では、非常に細かい粒度分布の酸化鉄の形態で存在する鉄ベースの化合物量の影響により、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物において９０μｍ以下の粒子径のカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分が、前記の粉末混合物の重量に対して、少なくとも２０重量％のＣａＯ等価物をさらに含む影響と合わせることで、熱処理後、多量の酸化鉄がフェライトカルシウムに転化されたことが分かった。さらに、赤鉄鉱Ｆｅ２Ｏ３の形態の酸化鉄の主分率によりモノカルシウムフェライトを熱処理している間の形成が改善され、モノカルシウムフェライトとジカルシウムフェライト間の比を制御することが可能になる。これらはいかなる場合であっても熱処理された化合物内にあり得るため、その存在を制御可能である。パラメータの１つにより、特に鉄ベースの化合物内に赤鉄鉱が主に存在することでモノカルシウムフェライト側に平衡状態を移すことが可能になる。
【００５８】
実際、いくつかの用途では、ジカルシウムフェライトが好ましいことがある。
【００５９】
しかしながら既知の組成物では、酸化鉄の粒度分布が大抵の場合粗いため適用されず、ブリケット化での成形プロセスにおいて鉄ベースの化合物を使用することに加え、混合物の流れ特性を劣化させ、プレスの供給が弱まるため、カルシウム−マグネシウム化合物の微粒子粉末を使用することは、従来技術の優れた慣習と相反していると当業者らは認知している。
【００６０】
本方法で使用される鉄ベースの化合物の粒度分布は、レーザー粒度分析により決定される。そのため測定は、光回折に基づいており、FraunhoferおよびMieの理論に従う。
【００６１】
特に、粒子は、球状で、通気性がなく、不透明であると見なされる。測定は、超音波を用いずにメタノール内でISO13320規格に従い実行される。
【００６２】
さらに、本発明によると、熱処理後または転炉内で十分な転化量を得ることを可能にするだけでなく、むしろ酸化鉄において細かい粒度分布が有効な粒度分布であることが、ブリケットの形態の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物とともに使用する際に酸化鉄が活性となるために、必要であることが実証された。
【００６３】
「鉄ベースの化合物」、「非常に細かい粒度分布の鉄ベースの化合物」という用語は、例えば、径ｄ９０が２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、好ましくは１３０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満で、かつメジアン径ｄ５０が１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満であることを特徴とする鉄ベースの化合物、好ましくは酸化鉄ベースの化合物を表す。そのため、酸化鉄を活性鉄と記載してもよく、これは、特に鉄ベースの化合物中に存在する酸化鉄の全量に対して、少なくとも４０％の酸化鉄が、鉄ベースの化合物の粒子からなる周辺層に存在しており、前記周辺層は、３μｍの膜厚で規定されている。これにより、熱処理時、またはそれ以外で転炉においてその場で直接的にフェライトに転化し得る、反応可能な酸化鉄の粒子の表面における酸化鉄の体積の画分が規定される。
【００６４】
本発明によると、鉄ベースの化合物は、鉄ベースの複数の化合物からなる混合物の形態であり、前記鉄ベースの複数の化合物の混合物が、１つ以上の酸化鉄を含み、順番に、前記鉄ベースの化合物の総重量に対して、活性酸化鉄を５０重量％、好ましくは６０重量％、より好ましくは７０重量％を含むことができる。
【００６５】
ブリケットの形態の組成物における鉄ベースの混合物の粒度分布は、画像分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法およびＸ線マッピングによって決定される。
【００６６】
測定は、鉄ベースの化合物の粒子が高エネルギー照射（例えば、高密度電子ビーム）を受けた際に、所定のエネルギー（６．３９８ｋｅＶ）のＸ線を放出する鉄ベースの化合物の粒子の特性に基づく。前記放射線の検出を、観測された位置毎の電子ビームの正確な位置情報と重ね合わせることで鉄ベースの化合物の粒子を具体的にマッピングすることが可能になる。
【００６７】
特定された各粒子は、ISO13322-1規格で規定された、等価表面積（Ｘａ、ｉ）における粒子の直径で特定される。その結果、粒子は、粒子径の粒度分布画分によって分類される。
【００６８】
前記で言及した特定の条件では、本発明の意味において、前記割合の活性鉄は、鉄ベースの化合物の各粒子の周辺層にある。最外層は厚さが３μｍである。従って、粒度分布画分ごと、つまり粒子径ごとに、周辺層における鉄の割合を以下の数式から計算可能である。
【００６９】
【数１】
2020073437.tif 000003
【００７０】
ここでＶｅｘｔは、鉄ベースの化合物の粒子の体積であり、Ｖｉｎｔは、表面から３μｍより遠くに位置する粒子のコアの体積である。つまり、半径が３μｍだけ少ない球状粒子の体積に対応する。
【００７１】
粒子が完全に球であると見なすと、直径が６μｍより大きい粒子において以下の数式が得られる。
【００７２】
【数２】
2020073437.tif 000004
【００７３】
ここでＤｅｘｔは、μｍで表される粒子の直径で、つまりレーザー粒子分析上の粒子径である。
【００７４】
以下の数式は、直径が６μｍ未満の粒子に対して適用される。
【００７５】
【数３】
2020073437.tif 000005
【００７６】
そのため、本発明での意味における、活性鉄の全割合は、レーザー粒度分析によって得られた各粒子径の体積率を掛けた、活性鉄の割合について、全ての粒子径において足し合わせたものである。
【００７７】
【数４】
2020073437.tif 000006
【００７８】
その結果、本発明に係る方法によって製造されたブリケット内の鉄ベースの化合物が十分な活性酸化鉄を有するためには、活性鉄の割合は少なくとも４０％でなければならない。
【００７９】
本発明によると、以上のように、細かい粒度分布だけでは不十分で、ブリケットにおける鉄ベースの化合物内に、予備熱処理時にまたは転炉でフェライトに十分に転化させることを可能にするだけの活性酸化鉄の割合を得ることが実際には必要である。
【００８０】
さらに、本発明に係る方法において、前記活性酸化鉄が、生ブリケットの総重量に対して、６０重量％の高い含有量であっても、形成されたブリケットの機械強度に悪影響を与えないことが分かった。
【００８１】
さらに、高い含有量の酸化鉄を含む前記生ブリケットを形成することで、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）等のフラックスと同時に、必要とされるフェライトもブリケットに供給することができる。これは、生ブリケットがフェライトを直接的に含んでいなくても、フェライトが、例えばブリケットが使用されている転炉内で、直接的にその場で形成可能となるためである。
【００８２】
そのため、本発明に係る方法により、生ブリケットの組成が４０重量％未満である酸化鉄に対して熱処理を行わない場合であっても、フラックスを添加することで、機械強度が強制的に弱まっていないカルシウム−マグネシウム化合物のブリケットを得ることができる。前記酸化鉄は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満で、径ｄ９０が２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、好ましくは１３０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満であることを特徴とする非常に細かい粒度分布である。さらに、前記抑制剤、特には磁鉄鉱の形態をした抑制剤を添加しなくても、可撓性、および性能が優れている。
【００８３】
本発明における意味では、前記鉄ベースの化合物は１つ以上の鉄ベースの化合物から形成することができ、組成物における全含有量を合わせると、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも２５重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％である。
【００８４】
本発明の別の好ましい実施形態では、前記鉄ベースの化合物は、８０μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下のｄ５０を特徴とする粒度分布を有する。
【００８５】
本発明における意味では、特に記載されない限り、記号ｄｘは、メタノール内で超音波を使用せずにレーザー粒度分析により測定された、測定された粒子のｘ体積％がそれ以下となる直径を表す。
【００８６】
「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の場合、特に生石灰の場合、粒度分布を測定する方法は、ふるいにより行われるものでレーザー回折によるものではない。
【００８７】
特定の実施形態では、本発明に係る方法は、さらに、１１００℃以上の温度、好ましくは１１５０℃以上の温度、より好ましくは１２００℃以下の温度、好ましくは、（所定の時間）／（熱処理温度−１０００℃）＞５℃の式に従う熱処理を含む。
【００８８】
熱処理は、好ましくは３〜２０分間の間、好ましくは５分間以上、かつ１５分間以下の所定時間で実施され、熱処理されたブリケットが形成および製造される。前記酸化鉄は、カルシウムフェライト（特に、モノカルシウムフェライトの形態）に転化する。つまり、熱処理されたブリケットは、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物と、少なくともカルシウムフェライトを含む鉄ベースの化合物とを含んでおり、前記少なくともカルシウムフェライトを含む鉄ベースの化合物は、Ｆｅ２Ｏ３当量で、少なくとも３％、好ましくは少なくとも１２％、より好ましくは少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも３５％の含有量でカルシウムフェライト少なくとも含む。
【００８９】
熱処理が、「多層」条件で実行される場合、つまりブリケットが、特定の厚さのブリケットの静止層の形態である場合、熱処理時間を長くすることが可能で、それにより熱がブリケットの層の中心に浸透することが理解され得る。１２００℃以下の温度条件では、熱処理により、細孔容積と比表面積とがほとんど、ないしは全く変化することのない、カルシウム−マグネシウム化合物と、カルシウムフェライトを含む鉄ベースの化合物とを含む、熱処理されたブリケットを得ることができ、それによりブリケットの機械強度が向上する。別の表現では、ブリケットの焼結現象は、これらの温度では回避される。これらの比較的大きな細孔の特性により、金属精錬工程において、熱処理されたブリケットがスラグ内で素早く溶解可能となる。
【００９０】
このため、本発明に係る方法で得られたブリケットは、十分に多い量のカルシウムフェライトを有するだけでなく、シャッターテスト指数で表された特に興味深い機械強度を有することが分かった。
【００９１】
実際、本発明に係る方法のある実施形態では、熱処理されたブリケットは、シャッターテスト指数が８％未満、時には６％未満、４％未満、３％未満、さらには約２％である。
【００９２】
これは、本発明により、強度の高いブリケットを製造できたことで、損傷したブリケット、または輸送時の微粒子の生成による損失が著しく減り、鋼鉄作業場への輸送の間の微粒子の生成のため並びに鉄鋼作業場内での取り扱いおよび輸送のために、２０％を超える生石灰の損失が大抵生じる、という既知のブリケットの欠点を克服可能となったことを意味する。
【００９３】
さらに別の特定の有利な実施形態では、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、軟焼カルシウム−マグネシウム化合物または半焼カルシウム−マグネシウム化合物であり、軟焼カルシウム−マグネシウム化合物が好ましい。
【００９４】
実際、本発明に係る方法では、均質な混合物の形態で供給されたカルシウム−マグネシウム化合物自体に十分な反応性がある場合、熱処理後、鉄ベースの化合物を含む粘着性のブリケットを製造することができる。さらに、スラグを形成するための転炉で使用する際には、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物に十分に反応性があることが有利である。
【００９５】
生石灰等の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、シャフト炉（２重フロー再生炉、環状炉、標準シャフト炉等）、ロータリーキルン等の種々のタイプの炉で天然石灰石を焼くことで産業的に製造される。例えば、水と激しく反応するカルシウム−マグネシウム化合物（例えば、生石灰）の品質および品質の一貫性は、使用される炉の種類、炉の動作条件、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物自体に由来する石灰の特性、またはそれ以外の特性、および使用される燃料の量にある程度関係している。このため、例えば、水と反応が最も速い生石灰から遅い生石灰等の全ての範囲の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を製造することが理論的に可能である。
【００９６】
有利には、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、生石灰である。
【００９７】
一般的には、緩やかに焼く（９００〜１０００℃）ことにより生石灰を製造することで、ある程度反応性の高い石灰を得ることが可能である。それに対して、反応性の低い石灰の製造は、高温（１２００〜１４００℃）での過剰燃焼が必要とされる。生石灰の組織の成長の度合いがかなり速い熱領域内で焼成操作が行われるため、過剰燃焼により、大抵の場合、水との反応性において不安定な品質の生石灰の製造に繋がる。過剰燃焼された生石灰は、より高い温度での使用が必要となるため、低反応性の生石灰よりも製造にさらに莫大な費用が掛かる。それだけでもなく、もし専用の炉が使用されなければ、過剰燃焼された生石灰の製造が、より一般的に使用され、焼成条件の安定化の問題もなく、それゆえ、品質を安定化させるための課題もない、低反応性の生石灰の製造に取って代わるために製造業務を止めることに繋がる。
【００９８】
緩やかに焼くことによって得られた生石灰は、通常、少なくとも２時間、１９０℃で、真空下で脱気した後、窒素吸着圧力計によって測定し、ISO9277:2010E規格で記載されているようにマルチポイントＢＥＴ法に従って計算した比表面積が、１ｍ２／ｇ超と計算される。一方、過剰燃焼された生石灰の比表面積は、通常、１ｍ２／ｇ未満である。
【００９９】
本発明における意味では、生石灰の反応性は、欧州規格ＥＮ４５９−２：２０１０Ｅの水反応性試験を用いて測定される。そのため、１５０ｇの生石灰を、２０℃の脱イオン化された水６００ｃｍ３を含む１．７ｄｍ３の円筒状デューワーに添加して撹拌する。生石灰は、０〜１ｍｍのサイズの微粒子の形態で供給される。特定の撹拌翼を使用して、２５０ｒｐｍで撹拌される。温度変化は、時間の関数で測定され、反応性曲線をプロットすることができる。ｔ６０値は、６０℃に達する時間であり、本曲線から見出すことができる。
【０１００】
焼ドロマイトの反応性は、同じ反応性試験を使用して測定される。この場合、１２０ｇの焼ドロマイトを、４０℃の脱イオン化された水４００ｃｍ３を含む１．７ｄｍ３の円筒状デューワーに添加して撹拌させる。焼ドロマイトは、０〜１ｍｍの間のサイズの微粒子の形態で供給される。特定の撹拌翼を使用して、２５０ｒｐｍで撹拌される。温度変化は、時間の関数で測定され、反応性曲線をプロットすることができる。ｔ７０値は、７０℃に達する時間であり、本曲線から見出すことができる。
【０１０１】
本発明に係る組成物は、軟焼カルシウム−マグネシウム化合物または半焼カルシウム−マグネシウム化合物を含み、軟焼カルシウム−マグネシウム化合物を含むことが好ましい。これは必然的に比較的反応性が高く、従って、反応性が高いブリケットを提供できる。
【０１０２】
本発明によると、軟焼カルシウム−マグネシウム化合物または半焼カルシウム−マグネシウム化合物（好ましくは軟焼カルシウム−マグネシウム化合物）は、カルシウム−マグネシウム化合物が生石灰である場合は、ｔ６０値が１０分間未満であることを特徴とする。ｔ６０は、好ましくは８分間未満、好ましくは６分間未満、より好ましくは４分間未満である。カルシウム−マグネシウム化合物が焼ドロマイトである場合は、ｔ７０が１０分間未満であることを特徴とする。ｔ７０は、好ましくは８分間未満、好ましくは６分間未満、より好ましくは４分間未満である。
【０１０３】
本発明に係る特定の実施形態の方法は、粉末混合物を供給する前記供給工程の前に、以下の工程を含む：
ｉ．前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ当量の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物、および、前記組成物の重量に対して、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも２５重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％のＦｅ２Ｏ３当量の鉄ベースの化合物を混合機に供給する工程（前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満であり、径ｄ９０が２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、好ましくは１３０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満であることを特徴とする非常に細かい粒度分布を有し、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、９０μｍ以下の粒子径であるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分を少なくとも含み、粉末混合物の重量に対して、ＣａＯ等価物を２０重量％さらに含み、前記鉄ベースの化合物は、鉄ベースの化合物の総重量に対して、磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４の形態の酸化鉄を少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％、特には９５重量％より多く含む）、および、
ｉｉ．前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物および前記鉄ベースの化合物のほぼ均質な粉末混合物を得るのに十分な所定の時間、前記鉄ベースの化合物と、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を混合する工程。前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物および前記鉄ベースの化合物のほぼ均質な粉末混合物を得るのに十分な所定の時間、前記鉄ベースの化合物と、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を混合する工程。
【０１０４】
有利には、本発明に係る、９０μｍ以下の粒子径であるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分は、粉末混合物の重量に対して、最大６０重量％のＣａＯ等価物を含む。
【０１０５】
より詳細には、本発明に係る方法は、接合剤または潤滑剤が、ローラープレスを供給する工程の段階において直接添加可能である。前記接合剤または潤滑剤は、混合器に添加され、前記接合剤または潤滑剤は、前記粉末混合物（好ましくは均質な粉末混合物）に含まれる。
【０１０６】
本発明に係る別の特定の実施形態の方法では、前記カルシウム−マグネシウム化合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも１０重量％の粉砕粒子の形態の生石灰を含む。
【０１０７】
有利には、本発明に係るカルシウム−マグネシウム化合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％、好ましくは少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、好ましくは少なくとも６５重量％、特に、少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、有利には少なくとも９０重量％、さらには１００重量％の生石灰を粉砕粒子の形態で含む。
【０１０８】
「粉砕粒子の形態の生石灰」は、生石灰を粉砕することで石灰石のサイズが小さくなることに伴い形成された石灰の微粒子を示している。粉砕工程は、炉および／または貯蔵庫に残されている未分類の材料を開始材料とするか、予めふるい分けされた、炉および／または貯蔵庫に残されている未分類の材料を開始材料とするかのいずれかにより実行可能である。粉砕工程は、種々のタイプの粉砕ミル（インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー、ダブルロールクラッシャー、コーンクラッシャー等）を使用して、開回路（再循環ループがない）、または閉回路（再循環ループがある）で実行可能である。
【０１０９】
粉砕粒子の形態の生石灰（別名、粉石灰という）は、ふるい分けされた石灰とは異なる。ふるい分けされた石灰は、石灰のふるい分けにより生じる石灰の微粒子を意味する。粒度分布は、ふるいのサイズで規定される。例えば、３ｍｍのふるいを通過する石灰は、０から３ｍｍでふるい分けされた石灰をもたらす。そのため、炉から取り出した未分類の材料をふるい分けする工程は、「第１の」ふるい分けされた石灰をもたらす。貯蔵用鉱舎から取り出した未分類の材料をふるい分けする工程は、「第２の」ふるい分けされた石灰をもたらす。
【０１１０】
本発明における意味では、粉砕粒子の形態の生石灰は、ふるい分け後の石灰の微粒子よりもさらに非常に細かい粒子を一様に含む石灰の微粒子を意味する。そのため、例として、０から３ｍｍの微粒子であれば、粉砕粒子の形態の生石灰の微粒子は、通常、１００μｍ以下の非常に微細な微粒子を少なくとも３０重量％、大抵の場合少なくとも４０重量％、さらに、少なくとも５０重量％含み得る。一方、ふるい分けされた石灰粒子は、大抵の場合、１００μｍ以下の非常に細かい微粒子を最大２５重量％、さらに最大１５重量％含み得る。
【０１１１】
粉砕石灰の微粒子の化学組成は、通常、ふるい分けされた石灰の微粒子の化学組成より、一層均一である。そのため、石炭（亜炭、硬質炭、無煙炭等）、またはそれ以外の石油コークス等の灰を生成する燃料を使用して焼成された１０〜５０ｍｍの石灰石を考慮し、石灰石の粉砕またはふるい分けによって形成された０〜３ｍｍの微粒子を規定する場合、粉砕によって形成された０〜３ｍｍの微粒子中の０〜２００μｍの画分は、２００μｍ〜３ｍｍの画分と同様の化学特性である。一方、ふるい分けで形成された０〜３ｍｍの微粒子の画分は、２００μｍ〜３ｍｍの画分よりも、不純物を多く含む。
【０１１２】
粉砕石灰の微粒子は、通常、ふるい分けされた石灰の微粒子よりも反応性が高い。そのため、軟焼生石灰において、０〜３ｍｍの微粒子の水との反応性を（ＥＮ４５９規格で）測定した場合、粉砕により形成された微粒子は、通常、５分間未満のｔ６０値となり、一方、第１のふるい分けから形成された微粒子は、大抵５分間超のｔ６０値となる。
【０１１３】
実際、驚異的に、現時点において原因の説明が可能でないのだが、ブリケットの重量に対して、少なくとも１０重量％の濃度の粉砕粒子の形態の生石灰を添加することで、より優れた落下強度を得ることが可能である。１０重量％の限定された含有量で、著しく向上した機械強度を得ることが可能となるが、粉砕粒子の量を１００重量％まで上げることも可能である。
【０１１４】
さらに詳細には、粉砕粒子の形態の前記生石灰は、軟焼生石灰または半焼生石灰であり、好ましくは軟焼生石灰がよく、粉末の形態の前記生石灰はｔ６０値が１０分間未満であることを特徴とし、好ましくは８分間未満がよく、好ましくは６分間未満がよく、より好ましくは４分間未満である。
【０１１５】
本発明に係る方法の好ましい実施形態は、調製雰囲気に対して、少なくとも２体積％のＣＯ２、最大３０体積％のＣＯ２、好ましくは最大２５体積％のＣＯ２、好ましくは最大２０体積％、より好ましくは最大１５体積％のＣＯ２、さらにより好ましくは最大１０体積％のＣＯ２を含む調製雰囲気下でブリケットを前処理する工程をさらに含む。
【０１１６】
本発明により、調製雰囲気に対して、前記ＣＯ２％を含む前記調製雰囲気下で前処理を行うことで、ブリケットの機械強度を高めることができることが実際に確認された。
【０１１７】
本発明の有利な変形例では、前記粉末混合物は、粉末混合物の総重量に対して、粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子を１０％未満含む。
【０１１８】
このため、本発明に係る方法で得られたブリケットは、相対粒子径の均一性が高い。つまり、ブリケットが切断された際に、体積の主な画分が粒状組成となっている。そのため、カルシウム−マグネシウム化合物、後者におけるカルシウム成分、鉄ベースの化合物の生ブリケット内の初期量に応じた、例えば、生石灰、任意選択的に酸化鉄等の鉄ベースの化合物等のカルシウムフェライト、カルシウム−マグネシウム化合物により形成される連続層を観察可能である。
【０１１９】
前述の違いは、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法を用いて、本発明に係るブリケットの断面に基づき、明確にされる。これにより、当初は三次元の対象物（ブリケット）を二次元（前記断面の表面）で視覚化することが可能となるだけでなく、ブリケットを構成する粒子もまた二次元化できる。そのため、カルシウム−マグネシウム化合物の粒子もまた、断面において二次元で表示される。三次元において粒子が球に近似され、近似球の直径としてサイズ（「三次元」サイズ）を決定することが慣例であるように、本発明において粒子の切断面を、近似円盤とでき、「二次元」サイズもこの円盤の近似直径とできる。より正確には、カルシウムフェライトの連続マトリクス中に分散された「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子ごとに、切断面の最小寸法と最大寸法との合計を２で割った値を求めるプログラムを用いて二次元サイズを計算する。この合計値を２で割った値は、近似円盤の直径を表す。
【０１２０】
この意味において、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子は、ブリケットの断面におけるエネルギー分散分析を備えた走査電子顕微鏡によって観察できる二次元サイズが６３μｍ未満である場合、カルシウム−フェライトの前記マトリクス（連続層）において、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子が溶融したり、融合したりしているものと見なされる。
【０１２１】
この意味において、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子は、ブリケットの断面におけるエネルギー分散分析を備えた走査電子顕微鏡によって観察できる二次元サイズが６３μｍ未満である場合、カルシウム−フェライトの前記マトリクス（連続層）において、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子が溶融したり、融合したりしているものと見なされる。
【０１２２】
さらに、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子は、ブリケットの断面におけるエネルギー分散分析を備えた走査電子顕微鏡によって観察できる二次元サイズが、６３μｍ超、および５ｍｍ未満である場合、カルシウム−フェライトの前記マトリクスにおいて、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子の含有量は、前記断面の面積の少なくとも２０％に及ぶと見なされる。
【０１２３】
「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子が、ブリケットの断面におけるエネルギー分散分析を備えた走査電子顕微鏡によって観察できる二次元サイズが、６３μｍ超、および５ｍｍ未満で、ブリケットの断面にある「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子が２０％未満におよび、特に前記断面の表面積の１０％未満に及ぶ場合、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の真の含有物は存在しないが、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物のいくつかの粒子は、時折、ブリケットの不完全な製造工程、特に熱処理の結果、思いがけず存在している。
【０１２４】
そのため「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の含有物が有効に存在しないカルシウムフェライトのブリケットは、鉄鋼冶金上、スラグ形成を迅速化させるために溶融金属の精錬工程のための転炉で特に使用可能である。そのため前記ブリケットは、スラグの形成を加速させ、スラグの流動性を増加させるという利点を確かに提供できる。
【０１２５】
しかしながら、カルシウムフェライト自体は、溶融金属を精錬することができない、すなわち、不純物を捕捉してしまう。カルシウム−マグネシウム化合物、特に生石灰だけがこの機能を提供できる。そのため、生石灰（生石灰の塊状またはブリケット）等を本発明に係るカルシウムフェライトに基づくブリケットと同時に添加可能である。
【０１２６】
本発明の別の有利な変形例として、前記粉末混合物は、粉末混合物の総重量に対して、粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子を１０〜６０％含む。
【０１２７】
本発明の有利な代替案は、上述のように、カルシウムフェライトの連続層（マトリクス）内に分散させた「生の」カルシウム−マグネシウム化合物、特には生石灰の含有物を提供することである。実際、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、カルシウムフェライトのスラグ形成が速くなる場所でその場で利用することができ、フラックスとして機能し、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を即時に作用させることができる。
【０１２８】
本方法の有利な変形例として、本発明に係る熱処理されたブリケットを切断すると、断面平面に、カルシウム−マグネシウム化合物および／または生石灰が散らばって含まれており、生石灰の形態における後者にカルシウムフェライトを形成するための反応をさせないようにでき、生石灰の形態のまま、例えば、製鋼におけるスラグ形成等のために使用可能である。カルシウム−マグネシウム化合物の前記含有量は、本発明に係る熱処理されたブリケットにおける断面について上述したように、多少重要となることもある。
【０１２９】
より詳細には、本発明に係る方法では、少なくとも１つの鉄ベースの化合物は、粉末混合物の総重量に対して、２０重量％以上であり、好ましくは、少なくとも２５重量％で、より好ましくは少なくとも３０重量％で、特には少なくとも３５重量％の量で存在する。
【０１３０】
鉄ベースの化合物の含有量、より詳細には、非常に細かい粒度分布を有する酸化鉄の含有量は、粉末混合物の重量に対して、少なくとも２０重量％である。非常に細かい粒子（ｄ３０＜９０μｍ）の形態のカルシウム−マグネシウム化合物におけるＣａＯの量が少なくとも２０重量％である場合、カルシウムフェライトの形成が迅速化するだけでなく、酸化鉄からカルシウムフェライトへの転化率が約９０％となる。さらに、特に、ＣａＯとＦｅ２Ｏ３当量での量がつり合っている場合、モノカルシウムフェライトとジカルシウムフェライトとの間のつり合いがジカルシウムフェライト側に移る。需要と供給に基づいて、モノカルシウムフェライトの割合に対するジカルシウムフェライトの割合を制御可能であることが興味深いことになり得ることが実際に明らかとなってきた。
【０１３１】
本発明に係る方法のより好ましい実施形態では、９０μｍ未満の粒子径を有するカルシウム−マグネシウム化合物の割合における生石灰の総重量％に対する、粒子径が９０μｍ未満の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の画分におけるＣａＯ当量で表された重量％と、非常に細かい粒度分布を有する鉄ベースの化合物のＦｅ２Ｏ３当量で表された重量％とは、４０％未満であり、好ましくは３８％未満で、より好ましくは３６％未満、かつ２０％超、好ましくは２２％超、好ましくは２４％超である。
【０１３２】
有利なことに、前記生石灰粒子の総重量％に対して、粒子径が９０μｍ未満の前記生石灰粒子の重量％を調節すること、および本発明に係る方法で使用される非常に細かい粒度分布を有する酸化鉄の固有の特性に従うことで、ブリケットの熱処理の間に、モノカルシウムフェライトとジカルシウムフェライトとの間の比に影響を及ぼし制御できることが実際に分かった。
【０１３３】
９０μｍ未満の粒子径を有するカルシウム−マグネシウム化合物の画分における生石灰の総重量％および非常に細かい粒度分布を有する前記鉄ベースの化合物のＦｅ２Ｏ３当量で表された重量％に対して、粒子径が９０μｍ未満の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の画分におけるＣａＯ当量で表された重量％は、３０％以上であり、好ましくは３２％以上で、より好ましくは３４％以上であり、特に好ましくは３６％以上の場合、ブリケットの熱処理により、ジカルシウムフェライト（Ｃａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形成をさらに迅速化させることになる。
【０１３４】
このことは、条件として：
Ｐ１は、ブリケット化を目的とする粉末混合物における、粒子径が９０μｍ未満である「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の％（粒子径が９０μｍ未満のカルシウム−マグネシウム化合物の割合）を表し、
Ｐ２は、ブリケット化を目的とする粉末混合物における、粒子径が９０μｍ超である「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の％を表し、
Ｐ３は、ブリケット化を目的とする粉末混合物における（非常に細かい粒度分布の）鉄ベースの化合物の％を表し、
Ｃ１は、粒子径が９０μｍ未満の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子におけるＣａＯ当量で表された％を表し、
Ｃ２は、粒子径が９０μｍ超の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子におけるＣａＯ当量で表された％を表し、
Ｃ３は、鉄ベースの化合物におけるＦｅ２Ｏ３当量で表された％を表すとき、
重量比「Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ３）」は、モノカルシウムフェライトまたはジカルシウムフェライトのいずれかを優先的に形成するために制御されなければならない重要なパラメータで、より一般的には、重量比「Ｐ１．Ｃ１／（Ｐ１．Ｃ１＋Ｐ３．Ｃ３）」が、モノカルシウムフェライトまたは他のジカルシウムフェライトのいずれかを優先的に形成することを可能にするパラメータの１つであることを意味する。
【０１３５】
Ｐ２（％）は、二次元サイズが６３μｍ超である「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を含む、もしくは含まないブリケットを形成するために制御されなければならない重要なパラメータである。
【０１３６】
本発明は、少なくとも１つの「生の」カルシウム−マグネシウム化合物と鉄ベースの化合物とを備える生ブリケットの形態の組成物にも関する。前記組成物が、前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含み、Ｃａ／Ｍｇモル比は１以上であって、好ましくは２以上がよく、より好ましくは３以上であることを特徴とし、前記鉄ベースの化合物は、前記組成物の重量に対して、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％のＦｅ２Ｏ３等価物を含むことを特徴とし、前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、径ｄ９０が２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、好ましくは１３０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満であることを特徴とする非常に細かい粒度分布を有する。少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む前記少なくとも１つの「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、前記組成物の重量に対して、ＣａＯ当量で、少なくとも２０重量％である９０μｍ以下の粒子径のカルシウム−マグネシウム化合物の粒子の画分を含み、前記鉄ベースの化合物は、鉄ベースの化合物の総重量に対して、磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４の形態の酸化鉄を少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％、特には、９５重量％より多くの含有量を含む。前記組成物は、有利なことに、酸化鉄の含有量が４０％未満の場合にシャッターテスト指数２０％以下である。
【０１３７】
４０％未満の鉄ベースの化合物を含有する、生ブリケットについて、シャッターテストによって評価された前記機械強度は、これらの生ブリケットが、本発明の一実施形態に従い、前記ブリケットが繰り返し落下することになる回転炉内で後に熱処理されるため、特に興味深い。
【０１３８】
本発明における意味では、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、１つ以上の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を含む。
【０１３９】
「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、生石灰（カルシウム石灰）、マグネシウム石灰、ドロマイト生石灰、焼成ドロマイトおよびそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは、粒子の形態（ふるい分け、粉砕により形成された粒子、濾過したダストおよびそれらの混合物等）がよい。
【０１４０】
そのため、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の総重量に対して０重量％〜９０重量％の重量の、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の礫の製造での選別において不合格であった微粒子（カルシウム−マグネシウムフィルターダスト）から選択されるカルシウム−マグネシウム化合物の微粒子、および、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の総重量に対して１０〜１００重量％の粉砕粒子の形態の生石灰を含んでもよい。
【０１４１】
前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物はそのため、ブリケットの形態の組成物のカルシウム−マグネシウム成分であると見なすことができ、後者は、別の化合物を含むこともできる。
【０１４２】
本発明の特定の実施形態において、本発明に係る生ブリケットの形態の組成物は、前記組成物の重量に対して、最大９７重量％、好ましくは最大９０重量％、好ましくは最大８８％、ある実施形態においては、最大６０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む。
【０１４３】
好ましい実施形態では、本発明に係る生ブリケットの形態の組成物は、組成物の総重量に対して、粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子を１０％未満含む。
【０１４４】
別の好ましい実施形態として、本発明に係る生ブリケットの形態の組成物は、組成物の総重量に対して粒子径が９０μｍ以上、かつ５ｍｍ以下である「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子を１０〜６０％含む。
【０１４５】
さらに有利には、本発明に係る生ブリケットの形態の組成物は、Ｆｅ２Ｏ３当量として表された鉄ベースの化合物の総重量に対して、磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４の形態の酸化鉄を少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％、特には９５重量％より多く含む。
【０１４６】
他の有利な実施形態では、粒子径が９０μｍ未満のカルシウム−マグネシウム化合物の画分における生石灰の総重量％および非常に細かい粒度分布の鉄ベースの化合物のＦｅ２Ｏ３当量の％に対する、９０μｍ未満の粒子径である、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の画分におけるＣａＯ当量の重量％は、３０％以上、好ましくは３２％以上、より好ましくは３４％以上、特に好ましくは３６％以上である。
【０１４７】
本発明は、少なくとも１つの鉄ベースの化合物を含む熱処理されたブリケットの形態における組成物にも関する。前記組成物は、前記組成物の重量に対して、ＣａＯ＋ＭｇＯを当量として、少なくとも４０重量％の含有量を含み、Ｃａ／Ｍｇモル比は１以上、好ましくは２以上、より好ましくは３以上であり、前記鉄ベースの化合物は、前記組成物の重量に対して、Ｆｅ２Ｏ３当量が、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％である。前記鉄ベースの化合物は、Ｆｅ２Ｏ３当量として表された重量で示された前記鉄ベースの化合物の総重量に対して、Ｆｅ２Ｏ３当量として表された重量で示されたカルシウムフェライトを少なくとも４０％、好ましくは少なくとも６０％、好ましくは少なくとも８０％、さらにより好ましくは少なくとも９０％含む。ここにおいて、少なくとも４０重量％、好ましくは５０重量％の前記カルシウムフェライトは、ジカルシウムフェライトＣａ２Ｆｅ２Ｏ５の形態をしている。
【０１４８】
カルシウムフェライトは、式：ＣａＦｅ２Ｏ４（モノカルシウムフェライト）および／またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５（ジカルシウムフェライト）で表される。
【０１４９】
本発明の特定の実施形態において、前記粉末混合物は、前記組成物の重量に対して、最大９７重量％、好ましくは最大９０重量％、好ましくは最大８８％、ある実施形態においては、最大６０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を含む。
【０１５０】
好ましくは、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は０〜１００重量％の、前記カルシウム−マグネシウム化合物の礫を粉砕した粒子の形態の生石灰を含む。
【０１５１】
本発明の好ましい変形例において、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、当該カルシウム−マグネシウム化合物の総重量に対して、前記カルシウム−マグネシウム化合物の礫の製造での選別において不合格であった微粒子を０〜９０重量％、粉砕粒子の形態の生石灰を１０〜１００重量％含む。
【０１５２】
有利には、生ブリケットまたは熱処理されたブリケットにおいて、粉砕粒子の形態の前記生石灰は、前記組成物の重量に対して、少なくとも１５重量％（特に、少なくとも２０重量％、より好ましくは少なくとも３０重量％、特に好ましくは少なくとも４０重量％）の濃度で存在している。
【０１５３】
より詳細には、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、前記カルシウム−マグネシウム化合物は、軟焼カルシウム−マグネシウム化合物または半焼カルシウム−マグネシウム化合物であり、好ましくは軟焼カルシウム−マグネシウム化合物である。
【０１５４】
粉砕粒子の形態の生石灰が存在するとき、粉砕粒子の形態の前記生石灰は、軟焼生石灰または半焼生石灰であり、好ましくは軟焼生石灰である。
【０１５５】
より詳細には、本発明によると、前記組成物が生ブリケットの形態であるとき、前記組成物は、ＢＥＴ比表面積が１ｍ２／ｇ以上（好ましくは１．２ｍ２／ｇ以上、より好ましくは１．４ｍ２／ｇ以上）である。
【０１５６】
有利には、本発明によると、前記組成物が生ブリケットの形態であるとき、前記組成物は、気孔率が２０％以上（好ましくは２２％以上、より好ましくは２４％以上）である。
【０１５７】
用語「ブリケットの形態の組成物の気孔率」は、本発明の意味において、ＩＳＯ規格15901-1:2005Eの第１部に従い、水銀圧入細孔分析法を用いて決定される、水銀法による全細孔容積を意味する。当該方法は、３００００ｐｓｉａで測定される骨格密度と０．５１ｐｓｉａで測定される見かけの密度との差を骨格密度で割ることから構成される。
【０１５８】
代わりに、気孔率を石油圧入細孔分析法により測定してもよい。前記ブリケットの密度および気孔率は、EN ISO 5017規格に基づく測定プロトコールに従い、石油圧入法により決定される。測定は５個のブリケットにおいて行われる。
【０１５９】
前記ブリケットの密度は、式ｍ１／（ｍ３−ｍ２）×Ｄｐに従い算出され、気孔率（％）は、式（ｍ３−ｍ１）／（ｍ３−ｍ２）×１００に従い算出される。
【０１６０】
ｍ１は５個のブリケットの重量であり、ｍ２は石油に浸した５個のブリケットの重量であり、ｍ３は５個の「湿った」ブリケット（すなわち、石油を含浸させたブリケット）の重量である。Ｄｐは石油の密度である。
【０１６１】
より詳細には、本発明によると、前記組成物が生ブリケットの形態であり、前記カルシウム−マグネシウム化合物が主に生石灰であるとき、当該組成物の反応性のｔ６０値は１０分間未満（好ましくは８分間未満、好ましくは６分間未満、さらにより好ましくは４分間未満）である。前記組成物中の鉄ベースの化合物の含有量を考慮すると、添加された生石灰１５０ｇと当量にするため、反応性試験では、１５０ｇよりやや多い前記組成物を加える。
【０１６２】
有利には、本発明によると、前記組成物が生ブリケットの形態であり、前記カルシウム−マグネシウム化合物が主に焼ドロマイトであるとき、当該組成物の反応性の値ｔ７０は１０分間未満（好ましくは８分間未満、好ましくは６分間未満、さらにより好ましくは４分間未満）である。前記組成物中の鉄ベースの化合物の含有量を考慮すると、添加された焼ドロマイト１２０ｇと当量にするため、反応性試験では、１２０ｇよりやや多い前記組成物を加える。
【０１６３】
より詳細には、本発明によると、前記組成物が熱処理されたブリケットの形態であるとき、当該組成物のＢＥＴ比表面積は０．４ｍ２／ｇ以上（好ましくは０．６ｍ２／ｇ以上、より好ましくは０．８ｍ２／ｇ以上）である。
【０１６４】
有利には、本発明によると、前記組成物が熱処理されたブリケットの形態であるとき、前記組成物は、気孔率が２０％以上（好ましくは２２％以上、より好ましくは２４％以上）である。
【０１６５】
より詳細には、本発明によると、前記組成物が熱処理されたブリケットの形態であり、前記カルシウム−マグネシウム化合物が主に生石灰であるとき、当該組成物のｔ６０値は１０分間未満（好ましくは８分間未満、好ましくは６分間未満、さらにより好ましくは４分間未満）である。前記組成物中の鉄ベースの化合物の含有量を考慮すると、添加された「未反応の」生石灰１５０ｇと当量にするため、反応性試験では、１５０ｇよりやや多い前記組成物を加える。「未反応の」生石灰は、酸化鉄と未反応であり、カルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４および／またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）を生じさせる生石灰を意味する。
【０１６６】
本発明の好ましい実施形態において、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、前記少なくとも１つのカルシウム−マグネシウム化合物は、７ｍｍ未満の粒子から形成される。代わりに、前記少なくとも１つのカルシウム−マグネシウム化合物は、５ｍｍ未満の粒子から形成される。本発明に係る他の変形例において、前記少なくとも１つのカルシウム−マグネシウム化合物は、３ｍｍ未満の粒子から形成される。
【０１６７】
本発明のさらなる他の変形例において、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、前記少なくとも１つのカルシウム−マグネシウム化合物は、７ｍｍ未満の粒子および／または５ｍｍ未満の粒子および／または３ｍｍ未満の粒子の混合物である。
【０１６８】
本発明の一実施形態において、生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態の前記組成物は、接合剤または潤滑剤（より好ましくは、鉱物由来の接合剤（例えば、セメント、粘土、ケイ酸塩）、植物由来または動物由来の接合剤（例えば、セルロース、デンプン、ゴム、アルギン酸塩、ペクチン、膠）、合成物質由来の接合剤（例えば、ポリマー、ワックス）、液状潤滑剤（例えば、鉱物油またはシリコーン）、固形潤滑剤（例えば、タルク、グラファイト、パラフィン、ステアリン酸塩）からなる群から選択され、特に、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムおよびこれらの混合物、好ましくはステアリン酸カルシウムおよび／またはステアリン酸マグネシウムである）を、前記ブリケットの総重量に対して、０．１〜１重量％（好ましくは０．１５〜０．６重量％、より好ましくは０．２〜０．５重量％）さらに含んでいる。
【０１６９】
本発明に係る組成物は、工業的量で製造され、１ｍ３以上の内容体積の種々の容器（例えば、大きな袋、容器、サイロ等）に包装（好ましくは密封）された生ブリケットまたは熱処理されたブリケットの組成物である。
【０１７０】
有利には、生ブリケットの形態の組成物のブリケットは、酸化鉄の含有量が当該組成物の２０重量％未満のとき、シャッターテスト指数が１０％未満である。
【０１７１】
有利には、熱処理されたブリケットの形態の組成物のブリケットは、鉄ベースの化合物の含有量に関わらず、シャッターテスト指数が８％未満（より詳細には６％未満）である。
【０１７２】
有利には、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、当該ブリケットは、最大寸法が最大５０ｍｍ（好ましくは最大４０ｍｍ、より好ましくは最大３０ｍｍ）である。これは、ブリケットの形態の前記組成物のブリケットが、幅がそれぞれ５０ｍｍ（好ましくは４０ｍｍ、特に３０ｍｍ）の正方形のメッシュを有するふるいを通過することを意味する。
【０１７３】
好ましくは、前記生ブリケットまたは熱処理されたブリケットは、最大寸法が少なくとも１０ｍｍ（好ましくは少なくとも１５ｍｍ、より好ましくは少なくとも２０ｍｍ）である。
【０１７４】
用語「最大寸法」は、前記生ブリケットまたは前記熱処理されたブリケットの最大の固有寸法を意味する。（好ましくは、長楕円形のブリケットの長手方向における）直径、全長、幅、厚さのいずれかである。
【０１７５】
好ましくは、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、前記少なくとも１つのカルシウム−マグネシウム化合物は、「生の」ドロマイトである。
【０１７６】
代わりに、前記組成物が生ブリケットの形態または熱処理されたブリケットの形態のいずれであっても、前記少なくとも１つのカルシウム−マグネシウム化合物は、生石灰である。
【０１７７】
有利には、前記生ブリケットまたは前記熱処理されたブリケットは、ブリケットあたりの平均重量が少なくとも５ｇ（好ましくは少なくとも１０ｇ、より好ましくは少なくとも１２ｇ、特に少なくとも１５ｇ）である。
【０１７８】
本発明によると、前記生ブリケットまたは前記熱処理されたブリケットは、ブリケットあたりの平均重量が１００ｇ以下（好ましくは６０ｇ以下、より好ましくは４０ｇ以下、特に３０ｇ以下）である。
【０１７９】
有利には、前記生ブリケットまたは前記熱処理されたブリケットは、見かけ密度が２ｇ／ｃｍ３〜３．０ｇ／ｃｍ３（有利には２．２ｇ／ｃｍ３〜２．８ｇ／ｃｍ３）である。
【０１８０】
好ましい実施形態において、本発明に係る熱処理されたブリケットは、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子（好ましくは、前記ブリケットの断面において、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法により観察できる二次元サイズが６３μｍ未満であり、前記断面の面積の少なくとも２０％に及ぶ「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子）を含む。
【０１８１】
他の好ましい実施形態において、本発明に係る熱処理されたブリケットは、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子（好ましくは、前記ブリケットの断面において、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法により観察できる二次元サイズが６３μｍ超、５ｍｍ未満であり、前記断面の面積の最大２０％（好ましくは最大１０％）に及ぶ「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子）をさらに含む。
【０１８２】
より詳細には、本発明によると、熱処理されたブリケットは、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子（好ましくは、前記ブリケットの断面において、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法により観察できる二次元サイズが６３μｍ超、５ｍｍ未満であり、前記断面の面積の少なくとも２０％（好ましくは最大６０％）に及ぶ「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子）をさらに含む。
【０１８３】
有利には、本発明に係る熱処理されたブリケットは、熱処理されたブリケットの形態の前記組成物の重量に対して少なくとも２０重量％のカルシウムフェライトを含む。当該カルシウムフェライトは、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子を分散させるマトリクスを形成している。
【０１８４】
前記マトリクスは、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の粒子（特に生石灰）を分散させる、カルシウムフェライトに基づく連続相であると理解される。「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子のサイズが小さく、カルシウムフェライトに基づくマトリクス中に明らかに溶解する場合と、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子がより大きなサイズであり、前記マトリクス中での「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の含有物として観察される場合とで、違いが生じる。
【０１８５】
前述の違いは、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法を用いて、本発明に係るブリケットの断面に基づき、明確にされる。これにより、当初は三次元である対象（ブリケット）の二次元（前記断面の表面）で、さらにブリケットを構成する粒子の二次元で可視化できる。このように、カルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子を断面平面において二次元でも観察する。三次元において粒子が球に近似され、近似球の直径としてサイズ（「三次元」サイズ）を決定することが慣例であるように、本発明において、前記粒子の切断表面は近似円盤に近似され、「二次元」サイズは、この円盤の近似直径として決定される。より正確には、二次元サイズは、カルシウムフェライトの連続マトリクスに分散した「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の各粒子について、切断面の最小寸法と最大寸法との合計を２で割った値を検出するプログラムを用いて計測される。２で割った合計は、近似円盤の直径を表している。
【０１８６】
この意味において、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子は、前記ブリケットの断面において、エネルギー分散分析を組み合わせた走査電子顕微鏡法により観察できる二次元サイズが６３μｍ未満であるとき、カルシウムフェライトの前記マトリクス（連続相）中に溶解するか、融合されると考えられる。
【０１８７】
より詳細には、本発明に係る熱処理されたブリケットは、少なくとも４０重量％（好ましくは少なくとも５０重量％）の、カルシウムフェライトを、ジカルシウムフェライトＣａ２Ｆｅ２Ｏ５の形態で含んでいる。
【０１８８】
本発明に係る生ブリケットの形態の組成物、または、本発明に係る熱処理されたブリケットの形態の組成物の他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に提示されている。
【０１８９】
また、本発明は、（特に酸素転換炉またはアーク炉での）鉄鋼冶金における、本発明に係る生ブリケットの形態の組成物、または、本発明に係る熱処理されたブリケットの形態の組成物の使用に関する。
【０１９０】
より詳細には、本発明に係る生ブリケット、または、本発明に係る熱処理されたブリケットは、酸素転換炉またはアーク炉において、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物のブリケットまたは「生の」カルシウム−マグネシウム化合物の礫と混合することに使用される。
【０１９１】
実際、従来の方法では、精錬プロセスの最初の時間において、脱リン化の反応を効率的に開始させるため、反応容器において不十分な利用可能なスラグが存在している。本発明に係る組成物の使用、すなわち、フラックス（石灰石よりも速く溶解する）でのドープ処理によって、従来の方法と比較して、プロセスの開始時により速く液状スラグを形成させることができる。均質化された混合物の均質な混合および形成により、スラグ形成プロセスをさらにより加速し、高い融点のスラグ（例えば、上述の従来の方法で通常形成されるケイ酸カルシウム）の形成を最小化することができる。
【０１９２】
また、本発明は、（特に、溶融金属の脱リン化および／または溶融金属の脱硫化および／または前記スラグにおける精錬金属の損失削減のための）溶融金属を精錬するプロセスにおける、生ブリケットの形態の組成物または熱処理されたブリケットの形態の組成物の使用に関する。
【０１９３】
溶融金属を精錬するプロセスにおける、本発明に係る生ブリケットの形態の組成物または熱処理されたブリケットの形態の組成物の使用は、
高温金属および任意に鉄ベースのくずを容器に導入する少なくとも１つの工程、
本発明に係る生ブリケットの形態の組成物、または、本発明に係る熱処理されたブリケットの形態の組成物（好ましくは、本発明に係る熱処理されたブリケットの形態の組成物）を前記容器に導入する少なくとも１つの工程、
前記容器に酸素を吹き入れる少なくとも１つの工程、
前記容器において、ブリケットの前記組成物とともにスラグを形成する少なくとも１つの工程、
脱リン化および／または脱硫化によって高温金属から、リン化合物および／または硫黄化合物の含有量が低減した精錬金属、および／または精錬金属の含有量が増加した精錬金属を得る少なくとも１つの工程、並びに、
リン含有成分および／または硫黄含有成分の含有量が低減した前記精錬金属、および／または精錬金属の含有量が増加した前記精錬金属を排出する少なくとも１つの工程、を含む。
【０１９４】
本発明に係る使用は、生石灰（好ましくは生石灰塊または生石灰成形体（特に、生石灰タブレットまたはブリケット））を加える工程をさらに含む。
【０１９５】
本発明に係る使用の他の形態は、添付の特許請求の範囲に提示されている。
【０１９６】
その他の本発明の特徴、詳細、および利点を、以下に記載された、実施例および図を用いた詳細な説明によって明らかにする。ただし、本発明はこれに限定されない。
【０１９７】
図１は、本発明に係るブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量の含有量に対する、ＢＥＴ比表面積および石油圧入気孔率のグラフである。
【０１９８】
図２は、本発明に係る熱処理されたブリケットおよび生ブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量の含有量に対する、シャッターテスト指数（ＳＴＩ）のグラフである。
【０１９９】
図３は、本発明に係る熱処理されたブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量の含有量に対する、カルシウムフェライトに変化したＦｅ２Ｏ３の割合（％）のグラフである。
【０２００】
図４は、熱処理前の生ブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量で表される酸化鉄の含有量に対する、熱処理されたブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量で表されるカルシウムフェライトの含有量の変化を表すグラフである。
【０２０１】
図５は、実施例９〜１６におけるブリケットの断面の画像を示す。
【０２０２】
本発明は、カルシウム−マグネシウム化合物および鉄ベースの化合物の微粒子をブリケット化する方法に関する。前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、および、径ｄ９０が２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、好ましくは１３０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満であることを特徴とする、非常に細かい粒度分布を有する。
【０２０３】
本発明に係るブリケット化の方法は、前記組成物の重量に対して、少なくとも４０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ当量の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物を含み、かつ、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物を少なくとも３重量％（好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％）含む、ほぼ均質な粉末混合物を供給することを含む。ここで、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物は、ＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を少なくとも４０重量％含んでおり、さらに、粒子径が９０μｍ以下であるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分を少なくとも含む。また、前記鉄ベースの化合物は、前記粉末混合物の重量に対して、さらに、ＣａＯ等価物を少なくとも２０重量％含む。
【０２０４】
本発明の特定の実施形態において、前記粉末混合物は、前記組成物の重量に対して、ＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を最大９７重量％、好ましくは最大９０重量％、好ましくは最大８８重量％、ある実施形態においては最大６０重量％含む。
【０２０５】
鉄ベースの化合物が均一に分布している均質な混合物を、ローラープレス（ときに接線プレスとも称される）へ供給する。前記ローラープレスとして、例えば、Komarek, Sahut Konreur, Hosokawa BepexまたはKoppern等のプレスが挙げられる。前記ローラープレス中で、ほぼ均質な粉末混合物を圧縮する。前記圧縮は、適宜、接合剤または潤滑剤の存在下で行われる。より具体的には、前記接合剤または前記潤滑剤は、セメント、粘土、ケイ酸塩等の鉱物由来の接合剤、セルロース、デンプン、ゴム、アルギン酸塩、ペクチン、膠等の植物由来または動物由来の接合剤、ポリマー、ワックス等の合成物質由来の接合剤、鉱物油またはシリコーン等の液状潤滑剤、タルク、グラファイト、パラフィン、ステアリン酸塩等の固形潤滑剤からなる群より選択される。具体的には、前記ステアリン酸塩が、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、およびそれらの混合物、好ましくはステアリン酸カルシウムおよび／またはステアリン酸マグネシウムからなる群から選択される。前記接合剤または潤滑剤の含有量は、前記ブリケットの総重量に対して、０．１〜１重量％であり、好ましくは０．１５〜０．６重量％であり、より好ましくは０．２〜０．５重量％である。
【０２０６】
稼働中の、前記ローラープレスのローラー外面における線速度は、１０〜１００ｃｍ／ｓ、好ましくは２０〜８０ｃｍ／ｓであり、ローラープレスのローラーの線圧力は６０〜１６０ｋＮ／ｃｍ、好ましくは８０〜１４０ｋＮ／ｃｍ、より好ましくは８０〜１２０ｋＮ／ｃｍである。
【０２０７】
線圧力がフープの表面に作用するときの１／２の角度であるとみなすことで、表面圧力を計算できる。前記表面圧力は、線圧力を（１／２・π・Ｄ）／３６０で割った値に等しい。ここでＤは、フープの直径（ｃｍ）である。前記表面圧力は、３００〜５００ＭＰａであり、好ましくは３００〜４５０ＭＰａであり、より好ましくは３５０〜４５０ＭＰａである。
【０２０８】
圧縮後、カルシウム−マグネシウム組成物が生ブリケットの形態で得られ、これらを回収する。
【０２０９】
本発明に係る方法の好ましい一実施形態において、回収された生ブリケットは、９００〜１２００℃、好ましくは１０５０℃〜１２００℃、より好ましくは１１００℃〜１２００℃の温度で熱処理される。前記熱処理を、好ましくは３〜２０分間のうち所定の時間行い、熱処理されたブリケットを得る。前記熱処理されたブリケットにおいて、前記酸化鉄がカルシウムフェライトに変化する。すなわち、前記熱処理されたブリケットは、「生の」カルシウム−マグネシウム化合物、およびカルシウムフェライト化合物をＦｅ２Ｏ３当量で少なくとも３％、好ましくは少なくとも１２％、より好ましくは少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも３５％含有している。
【０２１０】
本発明の一実施形態において、前記生ブリケットの熱処理を高温の回転炉内にて行う。好ましくは、酸化鉄含有量が４０％未満のブリケットの熱処理のために前記回転炉を使用する。
【０２１１】
または、前記熱処理を、例えば、トンネル炉、貫通型炉、車型炉、ローラー炉またはメッシュベルト炉等の横型炉内にて行う。変形例として、例えば、過度に摩擦が生じる等、炉内の詰め込み具合に変化を生じさせないのであれば、従来の炉のどんな種類を使用してもよい。
【０２１２】
冷却を、炉の下流部、または炉の外で、従来の方法で行ってもよい。例えば、クエンチの場合、冷気の逆流による縦型冷却器、冷気を用いた流動層冷却器において冷却する。
【０２１３】
特定の実施形態において、熱処理の最後に行われる冷却は、１５分間未満、好ましくは１０分間未満、冷気を用いた流動層冷却器内で素早く行われる。
【０２１４】
本発明に係る好ましい一実施形態において、前記方法は、前述の均質な粉末混合物を供給する前に、以下の工程を含む；
ｉ．粉末混合器に、少なくとも４０重量％ＣａＯ＋ＭｇＯ当量の「生の」カルシウム−マグネシウム化合物、および、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％のＦｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物（前記鉄ベースの化合物は、メジアン径ｄ５０が１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、および径ｄ９０が２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、好ましくは１３０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満であることを特徴とする非常に細かい粒度分布を有する）を供給する工程（ここで、前記生のカルシウム−マグネシウム化合物は、ＣａＯ＋ＭｇＯ等価物を少なくとも４０重量％含んでおり、さらに、粒子径９０μｍ以下であるカルシウム−マグネシウム化合物の粒子画分を少なくとも含む。また、前記鉄ベースの化合物は、さらに、粉末混合物の重量に対して、ＣａＯ等価物を２０重量％以上含む。）、および、
ｉｉ．前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物と、前記鉄ベースの化合物とを、前記「生の」カルシウム−マグネシウム化合物および前記鉄ベースの化合物のほぼ均質な粉末混合物を得るのに十分な、所定の時間混合する工程。
【０２１５】
本発明の変形例として、カルシウム−マグネシウム化合物は、前記カルシウム−マグネシウム化合物の総重量に対して、粉砕した生石灰の粒子を少なくとも１０重量％、好ましくは少なくとも２０重量％、より好ましくは少なくとも３０重量％、および最大１００重量％含む。
【０２１６】
「生」ブリケットは、生石灰（任意にドロマイト）および酸化鉄の超微粒子をベースとする。前記「生」ブリケットは、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄を、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％含むことを特徴とする。また、前記生ブリケットは、ＣａＯおよびＭｇＯ当量で表されるカルシウムおよびマグネシウムを、少なくとも４０重量％含むことを特徴とする。化学分析を、ＥＮ１５３０９規格に従って、Ｘ線蛍光分光法（ＸＲＦ）によって行う。
【０２１７】
原子量が１６（酸素）〜２２８（ウラニウム）である元素の重量によって相対濃度を測定するための、ＸＲＦによる半定量化学分析を、８０μｍまで粉砕してペレットに成形した試料から行う。前記試料を、高エネルギー源（第１Ｘ線）により励起状態にし、励起状態を標準状態に戻すために、前記試料が、試料を形成している化学元素の特徴となる第２Ｘ線を放出する。
【０２１８】
前記試料を、PANalytical/MagiX Pro PW2540装置に入れ、波長分散モードにおいて処理する。測定は、二重検出器（duplex detector）を用いて、５０ｋＶおよび８０ｍＡで行われる。
【０２１９】
前記分析の結果、カルシウム、マグネシウムおよび鉄が含有されていることがわかる。これらの測定は、ＣａＯおよびＭｇＯ当量、およびＦｅ２Ｏ３当量で示される。
【０２２０】
鉄ベースの化合物（酸化鉄Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、カルシウムフェライトＣａＦｅ２Ｏ４、Ｃａ２Ｆｅ２Ｏ５）の半定量分析を、リートベルト法によるＸ線回折像を基に行う。
【０２２１】
リートベルト法は、試料の結晶モデルを用いて回折像をシミュレートする工程、そして、シミュレートされた回折像が実験から得た回折像と可能な限り近づくように、本モデルのパラメータを調節する工程からなる。半定量分析の最後には、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄の全体量が、ＸＲＦによって得られた値と比較して１０％より大きく異ならないことを実証する。カルシウムフェライトの形態である鉄全体の割合（％）は、単純な除法により求められる（フェライト中の鉄の量を、鉄ベースの化合物全体の鉄の量で割る）。
【０２２２】
また、前記生ブリケットは、ＢＥＴ比表面積が１ｍ２／ｇ以上、好ましくは１．２ｍ２／ｇ以上、好ましくは１．４ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする。
【０２２３】
前記生ブリケットの気孔率は、２０％以上、好ましくは２２％以上、好ましくは２４％以上である。
【０２２４】
前記生ブリケットは、見かけ密度が２．０〜３．０であり、好ましくは２．２〜２．８である。
【０２２５】
前記ブリケットは、経年変化に対する優れた抵抗性を有する。そのため、ブリケットを、例えば、５〜１５ｇ／ｍ３の絶対湿度である多湿の雰囲気下にさらした場合、生ブリケットの力学的性質（ＳＴＩ）の劣化は、生石灰ＣａＯが加水分解され、消石灰Ｃａ（ＯＨ）２となる反応に続いて、１．５％を超えて重量が増加するとき、好ましくは２％を超えて重量が増加するとき、より好ましくは２．５％を超えて重量が増加するときのみ起こる。
【０２２６】
前記熱処理されたブリケットは、カルシウム−マグネシウム化合物を含む。前記カルシウム−マグネシウム化合物としては、例えば、生石灰（ドロマイト）および酸化鉄およびカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４および／またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の超微粒子を含んでいる鉄ベースの化合物である。
【０２２７】
前記熱処理されたブリケットは、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄を、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも１２重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％含有することを特徴とする。また、前記熱処理されたブリケットは、ＣａＯおよびＭｇＯ当量で表されるカルシウムおよびマグネシウムを、少なくとも４０重量％含有することを特徴とする。化学分析を、前述したように、ＸＲＦによって行う。
【０２２８】
全ての鉄のうち、少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも７０％が、カルシウムフェライトの形態である。
【０２２９】
前記カルシウムフェライトの定量を、前記生ブリケットと同様に、前記ブリケットを粉砕した後、ＸＲＤ／リートベルト分析によって行う。
【０２３０】
本発明の熱処理されたブリケットは、鉄ベースの化合物の含有量に関わらず、シャッターテスト指数（ＳＴＩ：すなわち、２ｍの高さから４回落下させた後の、１０ｍｍ未満の微粒子の重量％）が６％未満である。
【０２３１】
また、前記熱処理されたブリケットは、比表面積が０．４ｍ２／ｇ以上、好ましくは０．５ｍ２／ｇ以上、好ましくは０．６ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする。
【０２３２】
気孔率は、２０％以上、好ましくは２２％以上、好ましくは２４％以上である。
【０２３３】
前記熱処理されたブリケットの見かけ密度は、２．０〜３．０であり、好ましくは２．２〜２．８である。
【０２３４】
前記熱処理されたブリケットは、経年変化に対する優れた抵抗性を有する。そのため、例えば、５〜１５ｇ／ｍ３の絶対湿度である多湿の雰囲気下にさらした場合、前記熱処理されたブリケットの力学的性質（ＳＴＩ）の劣化は、生石灰ＣａＯが加水分解され、消石灰Ｃａ（ＯＨ）２となる反応に続き、４％を超えて重量が増加するとき、好ましくは４．５％を超えて重量が増加するとき、より好ましくは５％を超えて重量が増加するときのみ起こる。
【実施例】
【０２３５】
〔実施例１．生石灰および酸化鉄のブリケット〕
並行流再生炉内で軟焼石灰の塊から、粉砕された生石灰微粒子を作製した。粉砕は、２ｍｍのふるい、および２ｍｍより大きい粒子径のための再循環ループを備えるハンマーミル中で行われる。粉砕されたこれらの生石灰微粒子は、粒子径が９０μｍ未満である粒子を２９％（ｄ３０＜９０μｍ）、９０μｍより大きい粒子を７１％、５００μｍより大きい粒子を３７％、１ｍｍより大きい粒子を２１％、および２〜３ｍｍの粒子を１％含んでいる。水反応性試験におけるｔ６０の値は、０．９分間である。ＢＥＴ比表面積（１９０℃で２時間以上、真空脱ガス処理した後、窒素吸着圧力計により測定し、ＩＳＯ規格9277:2010Eに記載のマルチポイントＢＥＴ法によって算出する）は、１．７ｍ２／ｇである。粉砕されたこれらの生石灰微粒子は、ＣａＯを９５．７重量％、ＭｇＯを０．８重量％含む。
【０２３６】
磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）型の鉄鉱石を粉砕し、１２５μｍの篩を通過させることによって酸化鉄微粒子を得る。前記酸化鉄微粒子は、コールターレーザー粒度分布計において、ｄ１０が８μｍ、ｄ５０が５２μｍ、およびｄ９０が１２６μｍであることを特徴とする。これらの酸化鉄微粒子は、鉄を６６．４％含む。
【０２３７】
３５０ｒｐｍ（すなわち、２．６ｍ／ｓ）で回転する、旋回半径７ｃｍの標準撹拌翼を備える、容量が１０ｄｍ３のゲーリックＧＣＭ４５０粉末混合器を使用する。前記粉末混合器を、下記の物質からなる混合物を生成するために、連続運転モードで使用する：
前記粉砕された生石灰微粒子  ８９．７５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０２３８】
粉末の全体流速は３００ｋｇ／ｈであり、滞留時間は３．５秒間である。
【０２３９】
得られた混合物は、非常に均質である。非常に均質であるとは、最終混合物から取り出した試料１０ｇ中それぞれの鉄の含有量は、いずれも、これらの平均値のプラスマイナス５％であることを意味する。
【０２４０】
棒状石鹸（１つのフープあたり６７個のポケットが４列配置されている、または１つのフープあたり２６８個のポケットがある）の形状である、理論上の体積が７．２ｃｍ３であるブリケットを製造するために、直径６０４ｍｍおよび幅１４５ｍｍのフープを備えた接線プレスを使用する。前記接線プレスの最大線圧力は１２０ｋＮ／ｃｍである。
【０２４１】
１０トンの前記混合物を、前記接線プレスに供給し、１２０ｋＮ／ｃｍの線圧力（または、半分の角度において算出される表面圧力が４５５ＭＰａ）で、１２ｒｐｍの速さ（すなわち、３８ｃｍ／ｓの線速度）で圧密化を行う。
【０２４２】
約８．５トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．４ｃｍ３、平均重量は２１．４ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．８ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．６ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積（ＩＳＯ規格15901-1:2005Eの第１部に従って、水銀圧入細孔分析法により測定され、３００００ｐｓｉａで測定される骨格密度と０．５１ｐｓｉａで測定される見かけ密度との差を、骨格密度で割ることによって求められる）は、２６％である。
【０２４３】
前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６６．７ｇ加えることで測定される。ブリケット１６６．７ｇは、生石灰１５０ｇに相当する。ｔ６０の値は、１分間である。
【０２４４】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、４．６％である。
【０２４５】
ブリケット中の組成物における鉄ベースの粒子の粒度分布を、走査型電子顕微鏡およびＸ線回折を組み合わせた、画像分析によって決定する。その結果を表１に示す。酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、５４％である。よって、前記酸化鉄粉末は、活性酸化鉄を５４％含んでいる。
【０２４６】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて、１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量を、リートベルト分析によって行う。全ての鉄の５２％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、４８％がＦｅ２Ｏ３の形態のままである。
【０２４７】
〔実施例２．生石灰および酸化鉄のブリケット〕
粉砕された生石灰微粒子は、実施例１と同じである。酸化鉄微粒子は、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）型の鉄鉱石を粉砕し、１５０μｍの篩を通過させることによって得る。前記酸化鉄微粒子は、コールターレーザー粒度分布計において、ｄ１０が９μｍ、ｄ５０が３７μｍおよびｄ９０が１０２μｍであることを特徴とする。これらの酸化鉄微粒子は、鉄を６７．１％含む。
【０２４８】
実施例１の方法によって作製される混合物は、下記の物質からなる：
前記粉砕された生石灰微粒子  ８９．７５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０２４９】
前記混合物から、実施例１の方法によってブリケットを製造する。約８．６トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．４ｃｍ３、平均重量は２０．３ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．６ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．６ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２６％である。
【０２５０】
前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６６．７ｇ加えることで測定される。ブリケット１６６．７ｇは、生石灰１５０ｇに相当する。ｔ６０の値は、０．９分間である。
【０２５１】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、４．５％である。
【０２５２】
ブリケット中の組成物における、酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、６３％である。
【０２５３】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の６１％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、３９％がＦｅ２Ｏ３またはＦｅ３Ｏ４の形態のままである。
【０２５４】
〔実施例３．生石灰および酸化鉄のブリケット〕
粉砕された生石灰微粒子は、実施例１と同じである。酸化鉄微粒子は、赤鉄鉱（Ｆｅ２Ｏ３）型の鉄鉱石を粉砕し、１５０μｍの篩を通過させることによって得る。前記酸化鉄微粒子は、コールターレーザー粒度分布計において、ｄ１０が０．５μｍ、ｄ５０が１２．３μｍおよびｄ９０が３５．７μｍであることを特徴とする。これらの酸化鉄微粒子は、鉄を６４．６％含む。
【０２５５】
実施例１の方法によって製造される混合物は、下記の物質からなる：
前記粉砕された生石灰微粒子  ８９．７５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０２５６】
前記混合物から、実施例１の方法によってブリケットを製造する。８．３トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．５ｃｍ３、平均重量は２０．１ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．７ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．７ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２６％である。前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６６．７ｇ加えることで測定される。ブリケット１６６．７ｇは、生石灰１５０ｇに相当する。ｔ６０の値は、０．９分間である。
【０２５７】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、３．７％である。
【０２５８】
ブリケット中の組成物における、酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、８８％である。
【０２５９】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて、１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の８４％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、１６％がＦｅ２Ｏ３の形態のままである。
【０２６０】
〔実施例４．生石灰および酸化鉄の熱処理されたブリケット〕
実施例１におけるブリケット１トンを、容器中で１００ｍｍの厚さのブリケットの層になるように配置し、１１００℃で２０分間熱処理する。このとき温度は、１分間あたり５０℃で増減する。
【０２６１】
得られたブリケットの平均体積は８．２ｃｍ３、平均重量は１９ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは３６ｍｍ、幅は２６ｍｍ、厚さは１５．５ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．２ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２７％である。
【０２６２】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、１．６％である。
【０２６３】
ブリケット中の組成物における鉄ベースの粒子の粒度分析分布を、走査型電子顕微鏡およびＸ線回折を組み合わせた画像分析によって決定する。
【０２６４】
その結果を表１に示す。
【０２６５】
酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、４３％である。よって、前記酸化鉄粉末は、活性酸化鉄を４３％含んでいる。
【０２６６】
これらの熱処理されたブリケットのうち３０個において、粒度分布８０μｍ未満である粉末が作製される。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の５４％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、４６％がＦｅ２Ｏ３またはＦｅ３Ｏ４の形態のままである。
【０２６７】
前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１７４．２ｇ加えることで測定される。ブリケット１７４．２ｇは、「未反応の」生石灰１５０ｇに相当する（すなわち、カルシウムフェライトの形態でない）。ｔ６０の値は、４．７分間である。
【０２６８】
〔実施例５．生石灰および酸化鉄の熱処理されたブリケット〕
実施例３におけるブリケット１トンを、容器中で１００ｍｍの厚さのブリケットの層になるように配置し、１１００℃で２０分間熱処理する。このとき温度は、１分間あたり５０℃で増減する。
【０２６９】
得られたブリケットの平均体積は８．５ｃｍ３、平均重量は２０．０ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．７ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、０．９ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２７％である。
【０２７０】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、１．４％である。
【０２７１】
酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、８４％である。よって、前記酸化鉄粉末は、活性酸化鉄を８４％含んでいる。
【０２７２】
これらの熱処理されたブリケットのうち３０個において、粒度分布８０μｍ未満である粉末が作製される。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の９１％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、９％がＦｅ２Ｏ３の形態のままである。
【０２７３】
前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１７９．４ｇ加えることで測定される。ブリケット１７９．４ｇは、「未反応の」生石灰１５０ｇに相当する（すなわち、カルシウムフェライトの形態でない）。ｔ６０の値は、３．８分間である。
【０２７４】
〔実施例６．生石灰および酸化鉄のブリケット〕
粉砕された生石灰微粒子は、実施例１と同じである。分類されなかった材料を、予熱器を備える回転炉の外部において、３ｍｍの篩にかけた後、選別された生石灰粒子を回収した。選別された生石灰微粒子は、粒子径が９０μｍ未満の粒子を２６％、９０μｍより大きい粒子を７４％、５００μｍより大きい粒子を６０％、１ｍｍより大きい粒子を４７％、および２〜３ｍｍの粒子を１８％含んでいる。水反応試験におけるｔ６０の値は、４分間である。ＢＥＴ比表面積は、１．２ｍ２／ｇである。選別されたこれらの生石灰微粒子は、ＣａＯを９７．１重量％、ＭｇＯを０．７重量％含む。酸化鉄粒子は、実施例３と同じである。
【０２７５】
実施例１の方法によって製造される混合物は、下記の物質からなる：
前記粉砕された生石灰微粒子  ４４．７５重量％
前記選別された生石灰微粒子  ４５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０２７６】
前記ブリケットは、実施例１の方法によって前記混合物から製造される。８．６トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．６ｃｍ３、平均重量は２０．３ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．７ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．４ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２６％である。前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６６．７ｇ加えることで測定される。ブリケット１６６．７ｇは、生石灰１５０ｇに相当する。ｔ６０の値は、１．６分間である。
【０２７７】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、４．４％である。
【０２７８】
ブリケット形態中の組成物における酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、８６％である。
【０２７９】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて、１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の８３％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、１７％がＦｅ２Ｏ３の形態のままである。
【０２８０】
〔実施例７．生石灰および酸化鉄のブリケット〕
選別された生石灰微粒子は、実施例６と同じである。酸化鉄微粒子は、実施例３と同じである。
【０２８１】
実施例１の方法により製造される混合物は、下記の物質からなる：
前記選別された生石灰微粒子  ８９．７５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０２８２】
前記ブリケットは、実施例１の方法によって前記混合物から製造される。８．１トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．５ｃｍ３、平均重量は２０．０ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．６ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．３ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２６％である。前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６６．７ｇ加えることで測定される。ブリケット１６６．７ｇは、生石灰１５０ｇに相当する。ｔ６０の値は、３．７分間である。
【０２８３】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、１１．６％である。
【０２８４】
ブリケット形態中の組成物における酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、８７％である。
【０２８５】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて、１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の８１％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、１９％がＦｅ２Ｏ３の形態のままである。
【０２８６】
〔実施例８．ドロマイト生石灰および酸化鉄のブリケット〕
粉砕された生石灰微粒子は、実施例１と同じである。並行流再生炉内で製造した焼ドロマイト石灰の塊から、粉砕された焼ドロマイト微粒子を作製した。粉砕を、ハンマーミルで行った。これらの粉砕された焼ドロマイト微粒子は、９０μｍより大きい粒子を９１％、５００μｍより大きい粒子を４４％、１ｍｍより大きい粒子を３１％、２ｍｍより大きい粒子を１７％、および３ｍｍ〜５ｍｍの粒子を８％含んでいる。水反応性試験におけるｔ７０の値は、３．１分間である。ＢＥＴ比表面積は、２．８ｍ２／ｇである。これらの粉砕された焼ドロマイト微粒子は、ＣａＯを５８．５重量％、ＭｇＯを３８．４重量％含む。酸化鉄は、実施例３と同じである。
【０２８７】
実施例１の方法によって製造される混合物は、下記の物質からなる：
前記粉砕された生石灰微粒子  ６４．７５重量％
前記粉砕された焼ドロマイト微粒子  ２５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０２８８】
前記ブリケットは、実施例１の方法によって前記混合物から製造される。８．３トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．４ｃｍ３、平均重量は１９．９ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．５ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、２．１ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２５％である。
【０２８９】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、５．３％である。
【０２９０】
ブリケット形態中の組成物における酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、８６％である。
【０２９１】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて、１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の８４％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、１６％がＦｅ２Ｏ３の形態のままである。
【０２９２】
〔比較例１．生石灰および低い活性を示す酸化鉄のブリケット〕
粉砕された生石灰は、実施例１と同じである。酸化鉄微粒子は、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）型の鉄鉱石を粉砕することによって得る。前記酸化鉄微粒子は、２５０μｍの篩を通過するが、１２５μｍの篩を通過しない。前記酸化鉄微粒子は、コールターレーザー粒度分布計において、ｄ１０が１４０μｍ、ｄ５０が２２７μｍおよびｄ９０が３１８μｍであることを特徴とする。これらの酸化鉄微粒子は、鉄を約６７％含む。
【０２９３】
実施例１の方法によって製造される混合物は、下記の物質からなる：
前記粉砕された生石灰微粒子  ８９．７５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０２９４】
前記混合物から、実施例１の方法によってブリケットを製造する。８．２トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．５ｃｍ３、平均重量は２０．５ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．８ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．６ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２６％である。
【０２９５】
前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６６．７ｇ加えることで測定される。ブリケット１６６．７ｇは、生石灰１５０ｇに相当する。ｔ６０の値は、１．０分間である。
【０２９６】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、４．９％である。
【０２９７】
ブリケット中の組成物における鉄ベースの粒子の粒度分析分布を、走査型電子顕微鏡およびＸ線回折を組み合わせた画像分析によって決定する。その結果を表１に示す。ブリケット中の組成物中における酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、２４％である。
【０２９８】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて、１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の１６％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、８４％がＦｅ２Ｏ３またはＦｅ３Ｏ４の形態のままである。
【０２９９】
〔比較例２．生石灰および活性の低い酸化鉄のブリケット〕
粉砕された生石灰は、実施例１と同じである。酸化鉄微粒子は、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）型の鉄鉱石を粉砕することによって得る。前記酸化鉄微粒子は、５００μｍの篩を通過するが、２５０μｍの篩を通過しない。前記酸化鉄微粒子は、コールターレーザー粒度分布計において、ｄ１０が２８２μｍ、ｄ５０が４１７μｍおよびｄ９０が６６３μｍであることを特徴とする。これらの酸化鉄微粒子は、鉄を約６７％含む。
【０３００】
実施例１の方法によって製造される混合物は、下記の物質からなる：
前記粉砕された生石灰微粒子  ８９．７５重量％
前記酸化鉄微粒子  １０重量％
粉末状ステアリン酸カルシウム  ０．２５重量％。
【０３０１】
前記混合物から、実施例１の方法によってブリケットを製造する。８．５トンのブリケットを得る。これらのブリケットの平均体積は８．４ｃｍ３、平均重量は２０．３ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの長さは約３６ｍｍ、幅は約２６ｍｍ、厚さは約１５．７ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、１．６ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２６％である。
【０３０２】
前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６６．７ｇ加えることで測定される。ブリケット１６６．７ｇは、生石灰１５０ｇに相当する。ｔ６０の値は、０．９分間である。
【０３０３】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、４．８％である。
【０３０４】
ブリケット中の組成物における鉄ベースの粒子の粒度分析分布を、走査型電子顕微鏡およびＸ線回折を組み合わせた画像分析によって決定する。その結果を表１に示す。ブリケット中の組成物中における酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、１０％である。
【０３０５】
また、前記ブリケットは、前記ブリケットのうち３つにおいて、１１００℃で１０分間熱処理（熱の供給／排出）が行われ、熱処理後に粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成されることを特徴とする。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の１１％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、８９％がＦｅ２Ｏ３またはＦｅ３Ｏ４の形態のままである。
【０３０６】
〔比較例３．生石灰および活性の低い酸化鉄の、熱処理されたブリケット〕
比較例２におけるブリケット１トンを、容器内で１００ｍｍの厚さのブリケットの層になるように配置し、１２００℃で２時間熱処理する。このとき温度は、１分間あたり５０℃で増減する。
【０３０７】
得られたブリケットの平均体積は７．２ｃｍ３、平均重量は２０．１ｇ、平均密度は２．４である。これらのブリケットの厚さは約１５．４ｍｍである。これらのブリケットのＢＥＴ比表面積は、０．４ｍ２／ｇであり、水銀法による全細孔容積は、２３％である。
【０３０８】
１０ｋｇのブリケットを、２ｍの高さから連続して４回落下させて、シャッターテストを行う。連続して４回落下させ、最終的に生成された１０ｍｍ未満の微粒子の重量を測定した。得られたシャッターテスト指数は、１．５％である。
【０３０９】
酸化鉄粒子の表面における酸化鉄の体積比は、９％である。よって、前記酸化鉄粉末は、活性酸化鉄を９％含んでいる。
【０３１０】
これらの熱処理されたブリケットのうち３０個において、粒度分布８０μｍ未満である粉末が生成される。粒度分布８０μｍ未満である粉末は、Ｘ線回折によって同定され、位相定量をリートベルト分析によって行う。全ての鉄の１６％がカルシウムフェライト（ＣａＦｅ２Ｏ４またはＣａ２Ｆｅ２Ｏ５）の形態であり、８４％がＦｅ２Ｏ３またはＦｅ３Ｏ４の形態のままである。
【０３１１】
前記ブリケットの水反応性は、２０℃の６００ｍＬの水に、前もって粉砕して０〜１ｍｍの大きさの微粒子とした前記ブリケットを１６９．０ｇ加えることで測定される。ブリケット１６９．０ｇは、「未反応の」生石灰１５０ｇに相当する（すなわち、カルシウムフェライトの形態でない）。ｔ６０の値は、１３分間である。
【０３１２】
【表１】
2020073437.tif 000007
【０３１３】
〔実施例９〜１６〕
０〜２ｍｍの大きさの粒子を含む、粉砕された生石灰を用いて、本発明に係る生ブリケットを製造する。前記粉砕した生石灰は、異なる粒度分布を有し、赤鉄鉱型の酸化鉄をＦｅ２Ｏ３当量で１０〜６０重量％含む。これらの実施例において使用する酸化鉄は、ｄ１０が０．５μｍ、ｄ５０が１２．３μｍおよびｄ９０が３５．７μｍであることを特徴とする。各実施例において、０〜２ｍｍの大きさである粉砕された生石灰の粒子は、９０μｍ未満の粒子を３０％以上有する。また、それぞれの生ブリケットは、潤滑剤としてステアリン酸カルシウムを０．２５重量％含む。
【０３１４】
同一の組成の生ブリケットを、１１００℃または１２００℃で２０分間熱処理して、生石灰および鉄ベースの化合物の含有量が異なる、熱処理されたブリケットを得た。ブリケットの組成および行った熱処理を表２に示す。これらの生ブリケットおよび熱処理されたブリケットにおいて、数回のテストを行った。これらのテストについて、図１〜４を用いて以下に説明する。
【０３１５】
図１は以下を示すグラフである：
生ブリケットにおける、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物の含有量に対する、ＢＥＴ比表面積の変化；
生ブリケットにおける、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物の含有量に対する、気孔率の変化；
１１００℃で２０分間熱処理されたブリケットにおける、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物の含有量に対する、ＢＥＴ比表面積の変化；および、
１１００℃で２０分間熱処理されたブリケットにおける、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物の含有量に対する、気孔率の変化。
【０３１６】
図１からわかるように、これらの気孔率および比表面積の変化は、生ブリケットおよび熱処理されたブリケットの鉄ベースの化合物の含有量に伴い、線形にわずかに減少している。熱処理されたブリケットは、生ブリケットよりも小さい比表面積を有する。一方、熱処理されたブリケットは、鉄ベースの化合物の含有量が同一の生ブリケットよりも高い気孔率を有する。
【０３１７】
図２は、以下を示すグラフである：
生ブリケットにおける、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物の含有量に対する、シャッターテスト指数の変化；および、
１１００℃で２０分間熱処理されたブリケットにおける、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物の含有量に対する、シャッターテスト指数の変化。
【０３１８】
図２からわかるように、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される鉄ベースの化合物の含有量が４０％未満である生ブリケットにおいて、シャッターテスト指数は２０％未満である。一方、熱処理されたブリケット全てにおいて、シャッターテスト指数は１０％未満、または６％未満である。
【０３１９】
図３は、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される酸化鉄の含有量に対する、カルシウムフェライトに変化した鉄ベースの化合物（酸化鉄）の量の変化、およびモノカルシウムフェライトおよびジカルシウムフェライトに変化した酸化鉄の量を示すグラフである。厚さ１００ｍｍのブリケットの固定層を、トンネル炉中において、１１００℃で２０分間熱処理した。
【０３２０】
図３からわかるように、Ｆｅ２Ｏ３当量で表される酸化鉄の含有量が４０％を超えると、カルシウムフェライトへの変化量は減少し始める。酸化鉄の量が４０％のとき、モノカルシウムフェライトの割合（％）は最大となる。ジカルシウムフェライトの形成の割合（％）は、酸化鉄の含有量に伴い減少した。
【０３２１】
図４は、熱処理前の生ブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量で表される酸化鉄の含有量に対する、熱処理されたブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量で表されるカルシウムフェライトの含有量の変化を示している。
【０３２２】
図４からわかるように、熱処理されたブリケット中のカルシウムフェライトの含有量は、生ブリケット中の酸化鉄の含有量に伴い増加する。しかし、生ブリケット中の酸化鉄の含有量が４０〜４５％のとき、カルシウムフェライトの含有量は、５０％と最大となる。そして、生ブリケット中の酸化鉄の含有量が６０％のとき、カルシウムフェライトの含有量は、約４０％に減少する。
【０３２３】
しかしながら、酸化鉄のカルシウムフェライトへの変化量を９０％よりも多くし、熱処理されたブリケット中のカルシウムフェライトの含有量を５０％より多く、さらには７０％より多くをすることは可能である。これは、例えば、熱処理の温度を１２００℃に上げること、または９０μｍ未満の生石灰の粒子の割合を増加させるために生石灰の粉砕を最適化すること、または上述の２つの手段を組み合わせることによって可能である。いくつかの実施例を行い、測定結果を表２に示す。
【０３２４】
【表２】
2020073437.tif 000008
【０３２５】
表２においてわかるように、７０％より多くの、好ましくは８０％より多くの、より好ましくは９０％より多くの酸化鉄をカルシウムフェライトへ変化させ、かつカルシウムフェライトのうち少なくとも４０重量％がモノカルシウムフェライトの形態とするために、酸化鉄の割合、熱処理の温度、生石灰の粒度分布の様々なパラメータを最適化することは可能である。
【０３２６】
実施例１１において、０．２５重量％のステアリン酸カルシウムを除いた生ブリケットの総重量に対して、赤鉄鉱を約４０重量％、およびｄ９７が２ｍｍ、ｄ３０が９０μｍである生石灰を６０重量％含む生ブリケットを１２００℃で２０分間熱処理する。その後、酸化鉄の９８％がカルシウムフェライトへ変化し、カルシウムフェライトの全体量に対して５５．３重量％がモノカルシウムフェライトである熱処理されたブリケットを得る。
【０３２７】
実施例１３において、０．２５重量％のステアリン酸カルシウムを除いた生ブリケットの総重量に対して、赤鉄鉱を約５０重量％、およびｄ９７が２ｍｍ、ｄ３０が９０μｍである生石灰を２５重量％、およびｄ９７が９０μｍである生石灰を２５重量％含む生ブリケットを１１００℃で２０分間熱処理する。その後、酸化鉄の９０％がカルシウムフェライトへ変化し、カルシウムフェライトの全体量に対して６９．９重量％がモノカルシウムフェライトである熱処理されたブリケットを得る。
【０３２８】
実施例１４において、０．２５重量％のステアリン酸カルシウムを除いた生ブリケットの総重量に対して、赤鉄鉱を約５０重量％、およびｄ９７が９０μｍである生石灰を５０重量％含む生ブリケットを１１００℃で２０分間熱処理する。その後、酸化鉄の９６％がカルシウムフェライトへ変化し、カルシウムフェライトの全体量に対して４７．２重量％がモノカルシウムフェライトである熱処理されたブリケットを得る。
【０３２９】
実施例１５において、０．２５重量％のステアリン酸カルシウムを除いた生ブリケットの総重量に対して、赤鉄鉱を約５０重量％、およびｄ９７が２ｍｍ、ｄ３０が９０μｍである生石灰を２５重量％含む生ブリケットを１２００℃で２０分間熱処理する。その後、酸化鉄の９９％がカルシウムフェライトへ変化し、カルシウムフェライトの全体量に対して４３．９重量％がモノカルシウムフェライトである熱処理されたブリケットを得る。熱処理温度を１１００℃へ下げることによって、モノカルシウムフェライトの収量は増加し得る。
【０３３０】
実施例１６において、０．２５重量％のステアリン酸カルシウムを除いた生ブリケットの総重量に対して、赤鉄鉱を約５０重量％、およびｄ９７が２ｍｍ、ｄ３０が９０μｍである生石灰を５０重量％含む生ブリケットを１１００℃で２０分間熱処理する。その後、酸化鉄の６１％がカルシウムフェライトへ変化し、カルシウムフェライトの全体量に対して８２．６重量％がモノカルシウムフェライトである熱処理されたブリケットを得る。ｄ９７が９０μｍである生石灰の重量を増やすことによって、モノカルシウムフェライトの収量は増加し得る。
【０３３１】
モノカルシウムフェライトは、ジカルシウムフェライトよりも低い融点を有するため、モノカルシウムフェライトの量が４０重量％より多いことは金属精製プロセスにおいて有用であり得る。これにより、スラグ内のブリケットの溶解が促進され得る。
【０３３２】
また、７０％より多く、好ましくは８０％より多く、より好ましくは９０％より多くの酸化鉄がカルシウムフェライトへ変化し、かつ、カルシウムフェライトのうち４０重量％以上がジカルシウムフェライトの形態とするために、酸化鉄の割合、熱処理の温度、生石灰の粒度分布の様々なパラメータを最適化することが可能である。しかし、実施例１４のように、１１００℃で２０分間において、カルシウムフェライトの全体量に対して５２．８％のジカルシウムフェライトを得ることができる一方、その他の実施例のほとんどにおいて、ブリケットを１２００℃で２０分間熱処理する場合に、カルシウムフェライトの全体量に対して、少なくとも４０％のジカルシウムフェライトが形成され易いことを示している。
【０３３３】
酸化鉄のカルシウムフェライトへの変化量を最大にするために、生ブリケットを１２００℃で熱処理することは有用であり得る。
【０３３４】
図５は、実施例９〜１６におけるブリケットの断面図の画像を表す。実施例９〜１６における熱処理されたブリケット断面を作製し、その断面を樹脂で封入した後、断面を研磨することによって、これらの熱処理されたブリケットの構成を、走査型電子顕微鏡とエネルギー分散型分析とを組み合わせて分析した。これらの分析によって、ブリケットの断面における、各成分の分布図を作成することができる。画像分析ソフトウェアを用いて、得られた各成分の分布図を重ね合せて、各成分のサイズ分布および相対的被覆率を測定することができる。
【０３３５】
以上のことから、実施例９〜１６に係るブリケットにおいて、カルシウムフェライトが、生石灰の粒子（不連続層）が分散しているマトリクス（または、連続層）を形成することが示された。カルシウムフェライトマトリクスは、カルシウム−マグネシウム化合物の粒子を少なくとも２０重量％含み、好ましくは生石灰の形態であり、ｄ９０が２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満であって、ｄ５０が５０未満である酸化鉄を少なくとも２０重量％含む生ブリケットを、９００〜１２００℃、好ましくは１０５０〜１２００℃で２０分間熱処理した後に、得ることができる。マトリクス中に分散している石灰の粒子の二次元サイズを、カルシウムフェライトマトリクス中の生石灰のそれぞれの粒子の最小および最大の寸法の平均を求めるプログラムによって算出する。粒子を、粒子の二次元方向の大きさが６３μｍ未満であり、測定装置の検出可能下限値より大きい第１グループ、および粒子の二次元方向の大きさが６３μｍより大きい第２グループに分類する。以下の表３は、実施例９〜１６に係るブリケットにおける、それぞれのブリケットの断面中のカルシウムフェライトマトリクスの相対的被覆率、６３μｍ未満の生石灰の粒子の相対的被覆率、および６３μｍより大きい生石灰粒子の相対的被覆率を示す。
【０３３６】
【表３】
2020073437.tif 000009
【０３３７】
組成物のうちカルシウムフェライトを６０重量％より多く含有する熱処理されたブリケットにおいて、６３μｍより大きい生石灰の粒子の表面被覆率の割合（％）は、２５％より小さい。
【０３３８】
〔実施例１７〕
ブリケットの重量に対して、ｄ９７が１５０μｍであり、ｄ５０が４０μｍである磁鉄鉱Ｆｅ３Ｏ４の形態の酸化鉄を３８．８５重量％、ｄ９７が２ｍｍ未満であり、ｄ３０が９０μｍ未満である生石灰を６０．９重量％、およびステアリン酸カルシウムを０．２５重量％用いて生ブリケットを作製した。３層のブリケットからなる固定層を、１１００℃で２０分間熱処理し、熱処理されたブリケットを得た。熱処理されたブリケット中のモノカルシウムフェライトに変化した鉄の重量％は８％であり、ジカルシウムフェライトに変化した鉄の重量％は８２％である。
【０３３９】
〔実施例１８〕
ブリケットの重量に対して、ｄ１０が０．５μｍであり、ｄ５０が１２．３μｍであり、ｄ９０が３５．７μｍであることを特徴とする赤鉄鉱Ｆｅ２Ｏ３の形態である酸化鉄を３９．９重量％、ｄ９７が２ｍｍ未満であり、ｄ３０が９０μｍ未満である生石灰を５９．８５重量％、およびステアリン酸カルシウムを０．２５重量％用いて、生ブリケットを作製した。得られたブリケットを、実施例１７と同様の条件で熱処理し、熱処理されたブリケットを得た。このとき、熱処理されたブリケット中のモノカルシウムフェライトに変化した鉄の割合（％）は６５重量％であり、ジカルシウムフェライトに変化した鉄の割合（％）は２４重量％である。
【０３４０】
〔実施例１９〜３５．表４中のテスト１〜１７のそれぞれに対応するＣＯ２を含む調製雰囲気下における前処理〕
以下の実施例において、Pharmatron Multitest 50を用いて、ブリケットに対して圧縮強度試験を行った。Pharmatron Multitest 50のプレートの１つは、突起部を有する。突起部があることにより、ブリケットを破裂させるために必要な力が、突起部がない場合で行われる圧縮強度試験に比べて少ない。
【０３４１】
実施例１において使用される生石灰と同様の生石灰を５９．８５重量％、実施例１１と同様のＦｅ２Ｏ３を３９．９％、およびステアリン酸カルシウムを０．２５％含む生ブリケット１０個を、この圧縮強度試験によって測定した。平均値は、３３ｋｇ重である。
【０３４２】
表４に示すようにパラメータを変更し、毎度、１１リットル電気マッフル炉に新しい生ブリケットを１０個充填して、数回の前処理テストを行った。これらの前処理は全て、毎分１０リットルのＮ２、Ｈ２ＯおよびＣＯ２からなる混合ガスフロー下において、２０〜４５０℃で行われた。温度上昇率は、２〜１０℃／分である。
【０３４３】
ガス中のＨ２Ｏの体積濃度は、３．９〜２０．１％である。ガス中のＣＯ２の体積濃度は、０．９〜９．１％である。
【０３４４】
各テストにおける前処理の最後に、ブリケット１０個を圧縮強度試験によって特性を示した。加えて、前処理されたブリケット１０個全てを分析し、水和反応に伴い増加する重量ｄｍ（Ｈ２Ｏ）／ｍおよび炭化反応に伴い増加する重量ｄｍ（ＣＯ２）／ｍを測定した。これら全ての結果を表４に示す。
【０３４５】
表４からわかるように、調製雰囲気を構成するガス中のＣＯ２が２体積％より多い場合、前処理によってブリケットが圧密化される。反対に、ＣＯ２が２体積％未満である場合、ブリケットは、凝集力が低下する。
【０３４６】
【表４】
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【０３４７】
〔比較例４〕
複数の試料の生ブリケットにおいて、落下指数を圧縮力と比較した。そして、落下指数と圧縮力の相関関係を明らかにした。試験された生ブリケットは、ブリケットの総重量に対して、０〜６０重量％の異なる含有量の酸化鉄、および０．１２５重量％〜０．５重量％の範囲の異なる含有量の潤滑剤を含む、０〜３ｍｍの粒子径を有する生石灰を含んでいた。また、相関関係を明らかにするのに十分大きい母数となるよう、ブリケット化プロセスのパラメータを変更した。
【０３４８】
圧縮力が１４４ｋｇ（３１７．５ポンドに対応する）より大きい場合、ブリケットの落下指数は１０％未満である必要がある。
【０３４９】
もちろん、本発明は、上述の実施例によって、何ら制限されることはなく、請求項の範囲内において、種々の変更を加えてよい。
【図面の簡単な説明】
【０３５０】
【図１】図１は、本発明に係るブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量の含有量に対する、ＢＥＴ比表面積および石油圧入気孔率のグラフである。
【図２】図２は、本発明に係る熱処理されたブリケットおよび生ブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量の含有量に対する、シャッターテスト指数（ＳＴＩ）のグラフである。
【図３】図３は、本発明に係る熱処理されたブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量の含有量に対する、カルシウムフェライトに変化したＦｅ２Ｏ３の割合（％）のグラフである。
【図４】図４は、熱処理前の生ブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量で表される酸化鉄の含有量に対する、熱処理されたブリケット中のＦｅ２Ｏ３当量で表されるカルシウムフェライトの含有量の変化を表すグラフである。
【図５】図５は、実施例９〜１６におけるブリケットの断面の画像を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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