(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、
この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、
この成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、
前記成形物の一部をリサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程とを含み、
前記成形物循環工程では、前記篩下の全部もしくは一部が前記リサイクル原料として、前記ミキサを経由することなく、前記ブリケットマシンに戻される。
【請求項２】
炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、
この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、
この成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、
前記成形物の一部をリサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程とを含み、
前記成形物循環工程では、前記篩上の一部が前記リサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻される。
【請求項３】
炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、
この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、
この成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、
前記成形物の一部をリサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程とを含み、
前記成形物循環工程では、前記篩下の全部もしくは一部と前記篩上の一部との合計が前記リサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻される。
【請求項４】
炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、
この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、
この成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、
前記成形物の一部をリサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程とを含み、
前記成形物循環工程は、前記分級前の前記成形物の一部と前記篩下の全部もしくは一部との合計が前記リサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻される。
【請求項５】
請求項１に記載の炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
前記分級工程は、前記成形物を篩で篩上と篩下とに分級した後、前記篩上をさらに篩で篩上と篩下とに分級し、その篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする。
【請求項６】
炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、
この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、
この成形物を振動スクリーンで篩上と篩下とに分級し、その篩上をさらに複数のローラーを含むローラースクリーンで篩上と篩下とに分級し、このローラースクリーンの篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、
前記ローラースクリーンの篩下をリサイクル原料として、前記ミキサを経由させることなく、前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程とを含む。
【請求項７】
請求項６に記載の炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
前記ローラースクリーンでは、前記振動スクリーンで前記成形物から除去されたバリによる粉及び当該成形物に付着した粉が篩下に分級され、前記成形物が篩上に分級されるように、ローラー間の隙間寸法が設定される。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法において、
前記混合工程において、さらに、前記粉状混合物に対してＣａＯ源がＣａＯ換算で１質量％以上１０質量％以下添加される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所ダストなどのように多量の微粒子を含有する酸化金属原料と、微粉炭などの炭材との粉状混合物をブリケットマシンにて加圧成形して炭材内装酸化金属ブリケットを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の還元鉄製造プロセスには、その製造のための還元剤として高価な天然ガスを必要とすること、プラントの立地が通常天然ガスの産地に限られることなどの制約がある。このため、近年、前記還元剤として、比較的安価で、かつ、プラント立地の地理的制約も緩和される石炭を用いた還元鉄の製造プロセスが注目されている。そして、この石炭を使用する方法として、鉄鉱石と石炭との粉状混合物を塊成化した炭材内装酸化金属を回転炉床炉内に装入し、この回転炉床炉内で加熱して還元することにより還元鉄を製造する方法が多数提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
前記鉄鉱石と前記石炭との粉状混合物の塊成化には、ペレタイザを用いた転動造粒による球状ペレット化、機械的押し出しによる円筒状ペレット化、ブリケットロールでプレスすることによるブリケット化などがある。
【０００４】
しかし、前記転動造粒によるペレット化では、原料が製鉄所ダストなど微粒子を多く含むものである場合、１）造粒速度が低下して生産性が減少すること、２）原料の比表面積が大きくなるため、造粒に必要な水分が多くなり、後段のプロセスで水分の乾燥に必要な熱量が増加してエネルギ消費量が増加すること、３）原料粒度が変動したときに造粒が不安定になり、生産量の変動を招き易いこと、等の問題がある。
【０００５】
また、前記押し出しによるペレット化のためには、流動化した原料を使用する必要があるため、通常は転動造粒以上に原料中に多くの水分を含有させなければならない。このことは、後段のプロセスで水分乾燥に必要なエネルギ消費量をさらに増加させてしまう。
【０００６】
一方、前記ブリケットロールによるブリケット化には、例えば特許文献３に記載されるような双ロール型ブリケットマシン（同文献３ではミキサ及び成形機）を用いることができる。この双ロール型ブリケットマシンは、モータで回転駆動される加圧ロールと、その上方から当該加圧ロールに原料を供給するホッパとを備え、このホッパ内に原料押し込み用のスクリュフィーダが設けられる。
【０００７】
このような双ロール型ブリケットマシンを用いる場合は、糖蜜やリグニン等の液体バインダを使用することが可能で、乾燥した原料をそのまま、すなわち水分を添加することなく、塊成化することができる。このことは、後段のプロセスで水分乾燥に必要なエネルギ消費量の大幅な節減を可能にする。
【０００８】
しかしながら、本発明者の検討により、製鉄所ダストなどのように微粒子を多く含む原料を用いて双ロール型ブリケットマシンでブリケットを製造する場合には、下記（１）〜（３）に示すような問題点が存在することが判明した。
【０００９】
（１）微粒原料は、それ自身に作用する重力だけで加圧ロールのポケット内に確実に供給されることが難しいため、スクリュフィーダで加圧ロールに強制的に送り込まれる必要がある。従って、加圧ロールの中心部に比べ幅端部近傍へは原料が供給されにくく、加圧ロールの幅方向に成形圧の分布ができてしまう。このことは、加圧ロールの幅端部近傍で成形されるブリケットの強度を低下させる。
（２）噴流性が高く油分を含有する電気炉ダストなど、滑りやすい原料を塊成化する場合は、スクリュフィーダによる押し込み力がスクリュフィーダの半径方向外側に逃げてしまう。従って、原料が加圧ロールに供給されにくく、ブリケット強度が上がりにくい。
（３）ブリケットのうち、その表面には加圧ロールによる強い圧縮力が与えられるが、ブリケットの中心部まで成形圧が伝わりにくい。従って、ブリケット強度が出にくい。
【００１０】
前記（１）〜（３）によるブリケット強度の低下を抑制するには、原料が加圧ロールのポケット内に確実に供給されるよう、加圧ロールの回転数を極端に低下させればよいが、このことはブリケットマシンのブリケット製造能力を大幅に低下させてしまう。
【特許文献１】特開２００４−２６９９７８号公報
【特許文献２】特開平９−１９２８９６号公報
【特許文献３】特開平１１−９２８３３号公報（［００２６］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、製鉄所ダストなどのように微粒子を多く含む酸化金属原料を用いても、ブリケットの十分な強度を確保しうる、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この方法は、多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、この成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、前記成形物の一部をリサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程とを含む。
【００１３】
また本発明に係る方法は、多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、この粉状混合物を第１ブリケットマシンで圧縮成形して第１成形物とする第１成形工程と、この第１成形物の全部または一部を第２ブリケットマシンで再度圧縮成形して第２成形物とする第２成形工程と、この第２成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、を含むものでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法の概略を示すフロー図である。
【００１６】
図１には、原料ビン１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、これらに対応するフィーダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、ミキサ１５と、ブリケットマシン１７とが示される。前記原料ビン１１ａからは前記フィーダ１２ａを通じて微粒子を多量に含有する酸化金属原料としての電気炉ダストＡが切り出され、前記原料ビン１１ｂからは前記フィーダ１２ｂを通じて炭材としての微粉炭Ｂが切り出され、前記原料ビン１１ｃからは前記フィーダ１２ｃを通じて副原料としてのＣａＯ源である消石灰Ｃが切り出される。さらに、タンク１３からポンプ１４で液体バインダとしての糖蜜Ｄが所定割合で送出され、これらＡ，Ｂ，Ｃ及びＤがミキサ１５で混合されて粉状混合物Ｅとなる。この粉状混合物Ｅは、サージホッパ１６を経由して、前記ブリケットマシン１７の原料としてホッパ５に投入される。
【００１７】
前記ブリケットマシン１７は、図７に示すような双ロール型であり、固定回転ロール２及び可動回転ロール３からなる加圧ロール１と、前記両回転ロール２，３を回転駆動するモータ４と、前記加圧ロール１の上方に配置される原料供給用のホッパ５と、このホッパ５内に設けられる原料押し込み用のスクリュフィーダ６と、ホッパー５内で回転するブレード８と、前記加圧ロール１の可動回転ロール３を前記固定回転ロール２に押付けるための油圧シリンダ７とを備える。このブリケットマシン１７の具体的な構成は特に限定されない。
【００１８】
前記ホッパ５に投入された原料は、当該原料のホッパ５の内壁面への付着が前記ブレード８の回転により防がれながら、前記スクリュフィーダ６の回転により加圧ロール１に押し込まれ、加圧ロール１を構成する一対の回転ロール２，３の各表面に設けられた複数のポケットにて、アーモンド形、ピロー形など所定形状の成形物Ｆに圧縮形成される。
【００１９】
この成形物Ｆのうち、通常５ｍｍ以下のものは、炉床に付着物を形成するなど回転炉床炉の原料として好ましくないため、粉状や小片のブリケットは除去される必要がある。そこで、ブリケットマシン１７で成形された成形物Ｆは、所定の寸法（例えば５ｍｍ）の開き目を有する篩１８で篩上Ｇと篩下Ｈとに分級され、篩上Ｇが製品ブリケットとして回収される。
【００２０】
前記篩下Ｈは、リサイクル原料Ｊとして、２基のリサイクル原料ビン１９ａ，１９ｂに分配して一旦保管される。それぞれのリサイクル原料ビン１９ａ，１９ｂから、リサイクル原料Ｊの全部または一部Ｊ１がサージホッパ１６に戻され、残部Ｊ２がミキサ１５に戻されて、それぞれ新原料（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に添加される。リサイクル原料Ｊの全部がサージホッパ１６に戻される場合は、当然、ミキサ１５に戻される分は存在しない。
【００２１】
すなわち、この方法では、篩下Ｈが全量、リサイクル原料Ｊとして系内で循環使用される。これにより、上記特許文献３に記載の方法と同様に、高い原料歩留を確保できる。
【００２２】
前記ミキサ１５に戻されたリサイクル原料Ｊの残部Ｊ２は、ミキサ１５内で新原料（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）と混合された際に相当程度解砕されて粉状に戻ってしまうものの、サージホッパ１６に戻されたリサイクル原料Ｊの一部Ｊ１は、ミキサ１５からの粉状混合物Ｅとともに単にサージホッパ１６内に充填されるだけであるので、当該ミキサ１５で解砕されることがない。従って、塊状物はそのままブリケット原料中に残存し、ブリケットマシン１７に供給される。
【００２３】
このように、リサイクル原料Ｊの全部または一部Ｊ１が粉状混合物Ｅに添加されると、そのリサイクル原料Ｊ中に存在する、製品ブリケットＧよりは小さいものの高密度化された塊状化物が、ブリケットマシン１７での成形時に次のような作用（ａ）〜（ｃ）を生じさせ、その結果、製品ブリケットＧの強度を上昇させる。
（ａ）高密度化した成形物の添加は、原料全体の平均密度を高くしてその自重による供給を容易にし、また、スクリュフィーダによる押し込み速度を上昇させる。
（ｂ）噴流性が高く油分を含有する電気炉ダストなど、滑りやすい原料を用いた場合であっても、スクリュフィーダの押し込み力が成形物を介して原料全体に伝わりやすくなる。
（ｃ）加圧ロールによる成形圧が成形物を介してブリケットの中心部まで伝わりやすくなる。
【００２４】
通常、製品ブリケットの強度は、原料性状や原料粒度等が変わること等によって変動するが、リサイクル原料Ｊの、サージホッパ１６とミキサ１５とへの分配比率を調整することで、容易に製品ブリケットの強度を維持することができる。
【００２５】
（第１の実施形態の変形例）
上記ブリケットマシン１７に戻されるリサイクル原料Ｊ１は、篩下Ｈの全部または一部のみに限られず、篩下Ｈの全部または一部に篩上（製品ブリケット）Ｇの一部が添加されたものでもよい。この添加は、製品ブリケットの生産速度を低下させるが、ブリケットマシン１７に供給される塊状物の割合を増加して製品ブリケットＧの強度をさらに高めることができる。
【００２６】
上記ミキサ１５と上記ブリケットマシン１７との間のサージホッパ１６は省略可能である。すなわち、ミキサ１５からの粉状混合物Ｅとリサイクル原料ビン１９からのリサイクル原料Ｊの全部または一部Ｊ１とが直接、ブリケットマシン１７に供給されてもよい。
【００２７】
上記サージホッパ１６と上記ミキサ１５とに分配されるリサイクル原料Ｊ１とＪ２は互いに同じ粒度構成のものに限られない。例えば、リサイクル原料Ｊが前記篩１８よりも篩目の小さい別の篩でさらに分級され、その粗い側の、塊状物が多く含まれる部分がＪ１としてサージホッパ１６に分配され、その細かい側の、粉が多く含まれる部分がＪ２としてミキサ１５に分配されてもよい。この分配は、リサイクル原料Ｊ中の塊状物のうちミキサ１５を経由して解砕されるものの割合を減らしてより多くの健全な塊状物をブリケットマシンに供給することを可能にし、これにより、製品ブリケットの強度向上をさらに確実にする。
【００２８】
さらに、篩１８での篩上Ｇと篩下Ｈとの分級後、篩上Ｇが別の篩により篩上と篩下とに分級され、その篩上が製品ブリケットとされてもよい。この場合、ＲＨＦに装入する直前でのさらなる篩が、還元性能の低い小粒原料のＲＨＦへの供給をさらに低減できる。また、小粒原料をブリケット原料に使用することが、製品ブリケットの強度向上をさらに確実にする。
【００２９】
また、上記ブリケット原料（粉状混合物）Ｅに添加されるＣａＯ源として、上記第１の実施形態で用いられる消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）の代わりに石灰石（ＣａＣＯ３）や生石灰（ＣａＯ）などが用いられてもよい。ＣａＯ源を添加する場合、その添加量は、ブリケット原料（粉状混合物）Ｅに対してＣａＯ換算で１質量％以上１０質量％以下とするのが推奨される。
【００３０】
一般的に、ブリケット製造用の液体バインダとして糖蜜（廃糖蜜）を使用する場合、消石灰などのＣａＯ源も同時に添加されることが多い（なお、原料中に水分が多い場合には消石灰に代えて生石灰を用いることも多い。）。ただし、このような糖蜜とＣａＯ源との併用はブリケットの強度向上が目的であり、ブリケット原料へのＣａＯ源の添加割合は通常ＣａＯ換算で１質量％未満である。
【００３１】
しかし、ＣａＯ源の添加は、その脱硫作用により回転炉床炉からの排ガス中のＳＯｘ含有量を低減する効果もあり、このような脱硫作用を効果的に発揮させるためにＣａＯ源を用いる場合は、ブリケット原料に対してＣａＯ換算で１％以上の添加が好ましい。一方、ＣａＯ源のうち消石灰と生石灰とは非常に微粉の原料であるため、これらを多量に添加すると、成形性が悪化し、ブリケット強度が低下する。また、ＣａＯ源のうち消石灰と石灰石とは、回転炉床炉でブリケットを還元処理する際に分解熱を必要とするため、これらを多量に添加すると回転炉床炉の熱負荷が増加して、消費エネルギの増大や還元金属の生産性の低下を来たしてしまう。したがって、ＣａＯ源の添加はブリケット原料に対してＣａＯ換算で１０質量％以下とするのが好ましい。さらに好ましいＣａＯ源の添加範囲は、ブリケット原料に対してＣａＯ換算で２質量％以上５質量％以下である。
【００３２】
なお、脱硫の必要性がない場合は、ＣａＯ源の添加を省略してもよい。
【００３３】
図２に、本発明の第２の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの概略の製造フローを示す。なお、原料（Ａ，Ｂ，Ｃ）から成形物Ｆを成形するまでの工程は上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略し、上記実施形態１と異なる部分について詳細に説明を行う。
【００３４】
ブリケットマシン１７で成形された成形物Ｆは、スプリッタ２０で二手（Ｆ１，Ｆ２）に分配される。一方の成形物Ｆ１は、篩１８で篩上Ｇと篩下Ｈに分級され、篩上Ｇは製品ブリケットとして回収される。他方の成形物Ｆ２は分級することなくそのまま前記篩下Ｈと合わさってリサイクル原料Ｊとなり、リサイクル原料ビン１９を経由してミキサ１５に戻され、新原料（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に添加される。すなわち、リサイクル原料Ｊの全量が系内で循環して使用されるので、上記特許文献３に記載の方法および上記第１の実施形態と同様に、高い原料歩留を確保できる。
【００３５】
また、ミキサ１５に戻されたリサイクル原料Ｊは、ミキサ１５内で新原料（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）と混合された際に解砕作用を受けるが、ブリケットマシン１７で成形された成形物Ｆを単にスプリッタ２０で分けたものＦ２を含むから、製品ブリケット（篩上）Ｇと同等の粒径および高強度の塊状物を含む。従って、このリサイクル原料Ｊは、上記解砕作用を受けても完全に粉状になることはなく、粉状混合物Ｅ中にある程度の大きさを有する塊状物が残存した状態でブリケットマシン１７に供給される。
【００３６】
したがって、上記第１の実施形態で述べたのと同様の作用効果により、ブリケットの強度が上昇する。
【００３７】
（第２の実施形態の変形例）
上記第２の実施形態では、リサイクル原料Ｊが全量、ミキサ１５に戻されるが、上記第１の実施形態１と同様、ミキサ１５とブリケットマシン１７の間にサージホッパが設けられてこれに前記リサイクル原料Ｊの全部または一部が戻され、残部がミキサ１５に戻されてもよい。また、上記第１の実施形態の変形例について述べたように、上記サージホッパを設置することなく、リサイクル原料Ｊの全部または一部を直接、ブリケットマシン１７に戻してもよい。
【００３８】
図３に、本発明の第３の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの概略の製造フローを示す。この第３の実施形態では、互いに直列に設置された２基のブリケットマシンが採用される。
【００３９】
新原料（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）は、上記第１の実施形態１と同様、ミキサ１１５で混合されて粉状混合物Ｅとなり、さらに第１ブリケットマシン１１７で圧縮成形されて第１成形物Ｆ１が生成され、この第１成形物Ｆ１が第２ブリケットマシン１２７で再度圧縮成形される。この第２成形物Ｆ２は、篩１２８にて篩上Ｇと篩下Ｈとに分級され、篩上Ｇは製品ブリケットとして回収され、篩下Ｈは、第２ブリケットマシン１２７に戻される。
【００４０】
この第３の実施形態においても、第１ブリケットマシン１１７で成形された成形物Ｆ１中の塊状物が第２ブリケットマシン１２７に供給されるので、上記実施形態１および２と同様の作用効果により、高強度の製品ブリケットＧが得られる。
【００４１】
第１ブリケットマシン１１７と第２ブリケットマシン１２７との間に篩目が篩１２８より粗めの別の篩１１８が設けられてその篩下の一部または全部がミキサ１１５に戻されてもよい。これにより、ミキサ１１５の解砕作用にかかわらず塊状物が残存しやすくなり、第１ブリケットマシン１１７にも塊状物が供給されることとなるので、成形物Ｆ１の強度が上昇し、その結果、製品ブリケットＧの強度もさらに上昇することが期待される。
【００４２】
（実施形態３の変形例）
上記篩１２８による篩下Ｈはミキサ１１５に戻されてもよい。また、第１ブリケットマシン１１７と第２ブリケットマシン１２７との間に設置される別の篩１１８は省略も可能である。
【００４３】
図４に、本発明の第４の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの概略の製造フローを示す。
【００４４】
この第４の実施形態では、２基の第１ブリケットマシン１１７と１基の第２ブリケットマシン１２７との組合せが用いられる。第１ブリケットマシン１１７の基数が第２ブリケットマシン１２７の基数より多いと、第２ブリケットマシン１２７に塊状物がより多く供給される。このことは、製品ブリケットＧの強度上昇効果をより確実にする。なお、この実施の形態では、各第１ブリケットマシン１１７毎にミキサ１１５及び篩１１８が設けられている。
【００４５】
（第４の実施形態の変形例）
第１ブリケットマシン１１７の基数が第２ブリケットマシン１２７の基数より多ければ、両ブリケットマシン１１７，１２７の具体的な基数は限定されない。その基数は、ブリケットマシン１基当りの製造能力や製品ブリケットＧの必要強度等に応じて適宜調整されればよい。
【００４６】
上記第３の実施形態と同様、篩１２８による篩下Ｈはミキサ１５に戻されてもよく、第１ブリケットマシン１１７と第２ブリケットマシン１２７との間の別の篩１１８は省略することも可能である。
【００４７】
図５に、本発明の第５の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの概略の製造フローを示す。
【００４８】
この第５の実施形態では、分級工程のための篩１８として、振動スクリーン２１とローラースクリーン２２との組合せが用いられる。この組合せが、コンパクトな構造で、ブリケットマシンでの圧縮成形により生成された成形物の好適な分級を実現する。
【００４９】
前記振動スクリーン２１は、例えば平板状の篩用の網と、この網を高速で振動させるアクチュエータとを具備し、前記網の上にセットされた成形物を第１次分級するとともに、その振動で当該成形物におけるバリを除去する機能を有する。この振動スクリーン２１には、従来から周知のものがそのまま適用可能である。この振動スクリーン２１の篩上には大径の成形物が残り、篩下には小径の成形物及び除去されたバリが落される。
【００５０】
前記ローラースクリーン２２には、前記振動スクリーン２１の篩上の成形物が搬入される。その中には、当該成形物の他、当該成形物に付着した粉や、当該成形物の搬送の際に生じた粉が含まれる。この実施の形態に係るローラースクリーン２２は、専らそのような粉を除去するための第２次分級を行う。
【００５１】
このローラースクリーン２２も、従来から周知のものがそのまま適用され得るものである。その構造例を図６に示す。この図に示されるローラースクリーン２２は、複数本のローラー２３を具備し、これらのローラー２３がその軸方向と直交する方向に適当な間隔をおいて配列され、その上を搬入物（成形物２４と粉２６との混合物）が転がる。ローラー２３同士の間隔は、前記振動スクリーン２１の篩上に残るのに十分な径をもつ成形物２４の当該径よりも小さく、かつ、除去すべき粉２６の径よりも大きな寸法に設定される。
【００５２】
このローラースクリーン２２の篩上に残る成形物２４は、前記ローラー２３上を転がった後に製品としてダクト２７を通じて搬出される。一方、ローラー２３同士の隙間から篩下に落された粉２６は、ダクト２８を通じてリサイクル原料として回収され、前記各実施形態と同様、ブリケットマシン１７またはミキサ１５に戻される。これにより、付着した粉が除去された高品質のブリケットの提供と、当該粉の再利用との双方が実現される。
【００５３】
このローラースクリーン２２には、前記振動スクリーン２１で既に小径の成形物が篩い落された後の大径の成型物のみが搬入されるので、その大径の成形物ときわめて小径の粉２６との分級ができればよく、従ってローラー２３同士の間隔の設定はきわめて容易である。また、この間隔を小さく設定することによりローラースクリーン２２全体の小型化も図ることができる。
【００５４】
このローラースクリーン２２は、振動スクリーン２１に比べ、成形物の表面に付着した粉を除去する手段としてより有効である。前記振動スクリーン２１では、例えば平板状の篩の表面に成形物が載せられるだけなので、この成形物が篩と接触する面は下面のみであり、篩上で成形物が転がることも少ない。また、成形物から粉が離脱しても、この粉が前記網目以外の網の上に残って篩下に落ちない可能性もある。これに対して前記ローラースクリーン２２では、成形物が前記の複数のローラー２３の上を転がる際に当該成形物の表面の粉が剥がれ易い。そして、一旦剥がされた粉はローラー２３を超えていくことができないので、当該粉は確実に篩下に落される。
【００５５】
また、このローラースクリーン２２は、前記振動スクリーン２１と異なり、成形物に衝撃を与えにくいので、製品としての成形物にひびを与えるなどのおそれが低い。
【００５６】
従って、このローラースクリーン２２が振動スクリーン２１の下流側に設けられることは、品質の向上の点からも好ましい。
【００５７】
その一方、当該ローラースクリーン２２の上流側に設けられる振動スクリーン２１も、搬入される成形物のバリを除去することにより品質の向上に寄与し得るとともに、当該ローラースクリーン２２の上流側で第１次分級を行うことにより、前記のようにローラースクリーン２２の設計の容易化及び小型化に寄与し得る。
【００５８】
従って、上流側に配置される振動スクリーン２１と、下流側に配置されるローラースクリーン２２との組合せが、コンパクトな構造で高品質のブリケットを提供することを可能にする。
【００５９】
（前記各実施形態に共通の変形例）
微粒子を多量に含有する酸化金属原料としては、前記の電気炉ダストの他、高炉ダスト、転炉ダスト、ミルスケール等の他の製鉄所ダストは勿論のこと、ペレットフィードなどの微粒鉄鉱石や、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化マンガン、酸化チタン等の非鉄酸化物を含有する微粒鉱石にも本発明を適用することができる。
【００６０】
また、炭材としては、前記石炭（微粉炭）の他、コークス、オイルコークス、木炭、木材チップ、廃プラスチック、古タイヤ等を使用することもできる。
【００６１】
また、液体バインダは、前記糖蜜の他、リグニン等を用いてもよい。
【実施例】
【００６２】
１）ブリケット用配合原料の製造
まず、ブリケット用配合原料が製造される。新原料として、下記表１に示す平均粒径および化学成分を有する炭材（石炭）と酸化金属原料（鉄鉱石、電気炉ダスト）とが用いられる。これらの新原料のみを用いて製造されたブリケットの篩下がリサイクル原料として別途回収される。これらの原料が下記表２に示す配合条件で配合され、これに、液体バインダとしての廃糖蜜が、リサイクル原料を除く新原料に対して外数で４質量％添加されてミキサで混合されることにより、ブリケット用配合原料が生成される。
【００６３】
表２の原料Ｎｏ．５ではリサイクル原料のみが使用され、新たな廃糖蜜の添加は行われていない。また、表２の原料Ｎｏ．２、４、５および６に配合された各リサイクル原料としては、各原料Ｎｏ．における新原料だけを配合して予め製造したブリケットの篩下（５ｍｍ以下）が用いられている。
【００６４】
ここに、石炭と鉄鉱石は、乾燥機にて事前に乾燥され、含有水分量は０．１質量％未満であるが、電気炉ダストＡ，Ｂは乾粉状態であったため乾燥処理されていない。廃糖蜜には多量の水分が含まれており、その水分含有量は大幅に変動するため、製造されたブリケットの水分含有量には乾量基準で１〜２質量％程度の範囲の変動がある。
【００６５】
【表１】
0005551855.tif 000002
【００６６】
【表２】
0005551855.tif 000003
【００６７】
２）ブリケット製造試験
上記の各配合原料を用いてブリケットを製造する試験が行われる。
【００６８】
この試験では、図７に示されるブリケットマシンが用いられる。このブリケットマシンは回転ロールを備え、この回転ロールのロール直径は５２０ｍｍ、ロール幅は２００ｍｍ、ポケット寸法は長さ３０ｍｍ×幅２５ｍｍ×深さ７ｍｍである。このブリケットマシンにより、体積約１０ｃｍ３のブリケットが製造される。
【００６９】
ブリケットの圧潰強度は、ＩＳＯ４７００に準拠して測定される。具体的には、１０個のブラケットについて、各ブリケットを横に寝かせた状態でその厚み方向に圧縮荷重を掛けてブリケットが破壊したときの最小荷重が測定され、その１０個の平均値が採用される。圧縮強度の単位である「ｋｇｆ」は９．８０６６５Ｎに相当する。
【００７０】
ブリケットの落下強度は、１０個のブリケットについて、４５ｃｍの高さからブリケットを鉄板上に落下させ、ブリケットが割れるまでその落下を繰り返した回数の平均値である。
【００７１】
以上の測定結果を下記表３に示す。
【００７２】
【表３】
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【００７３】
表３によると、酸化鉄金属原料として鉄鉱石を使用した配合原料Ｎｏ．１では、ブリケットの強度（落下強度、圧潰強度とも）が高いだけでなく、高い生産速度が得られることがわかる。これは、鉄鉱石の平均粒径が大きいため、微粒原料を使用した場合のような問題点が発生しないためと考えられる。
【００７４】
酸化鉄金属原料として電気炉ダストを使用した配合原料Ｎｏ．２〜５では、電気炉ダストの平均粒径が、上記鉄鉱石に比べて大幅に小さく、配合原料Ｎｏ．１に比べて、ブリケット強度、生産速度とも低くなっている。配合原料Ｎｏ．２と４の結果を比較すると、互いに平均粒径が同程度でリサイクル原料の添加割合も同じであるにもかかわらず、配合原料Ｎｏ．４の方が生産速度は低い。具体的に、配合原料４については、生産速度を配合原料Ｎｏ．２と同程度の２．５ｔ／ｈに高めると、ブリケット強度が低下し、ブリケットが製造できないため、生産速度が１．６ｔ／ｈまで抑えられている。これは、両者の電気炉ダストの粒度および化学成分は似ているものの、配合原料Ｎｏ．４は配合原料Ｎｏ．２に比べて油分の含有量が多いため、ブリケットマシン上のホッパ内に設けられたスクリュフィーダによる押し込み力が低下し、ブリケットの生産速度を低下しなければ、ある程度の強度を有するブリケットが製造できなかったためと考えられる。
【００７５】
配合原料Ｎｏ．３〜５はリサイクル原料の添加割合を変更した例である。リサイクル原料の添加割合を増加させると、ブリケットの強度（落下強度、圧潰強度とも）、生産量とも上昇するのがわかる。
【００７６】
また、配合原料Ｎｏ．６は、配合原料４に対して消石灰添加の効果を確認するためのものである。微粉原料である消石灰を、通常バインダとして使用する場合（１質量％未満）より多量（４質量％）に添加したにもかかわらず、リサイクル原料を併用することにより、ブリケットの強度（落下強度、圧潰強度とも）の低下が防止できることがわかる。
【００７７】
以上の結果より、本実施例では、試験設備の構成上の制約から、リサイクル原料を新原料とともにミキサで混合したため、リサイクル原料中の塊状物が相当程度解砕された可能性があるにもかかわらず、リサイクル原料の添加によりブリケットの強度が上昇する傾向が確認された。このことは、本発明の適用が、微粒子を含有する原料を用いながらも生産性を低下させることなく製品ブリケットの強度を上昇させることを可能にすることを立証するものである。
【００７８】
以上のように、本発明は、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法を提供する。この方法は、多量の微粒子を含有する酸化金属原料と、炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、この成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、前記成形物の一部をリサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程とを含む。
【００７９】
この方法では、既にブリケットマシンで圧縮成形された成形物の全部または一部がリサイクル原料として新原料に添加され、再度ブリケットマシンで圧縮成形される。このことは、次のような作用を生じさせる。
【００８０】
（１）高密度化した成形物の添加により原料全体の平均密度が高くなって、自重による供給が容易になる。
（２）噴流性が高く油分含有を含有する電気炉ダストなど、滑りやすい原料を用いた場合であっても、スクリュフィーダ等による押し込み力が成形物を介して原料全体に伝わりやすくなり、その押し込み速度も上昇する。
（３）加圧ロールによる成形圧が成形物を介してブリケットの中心部まで伝わりやすくなる。
【００８１】
そして、これらの作用により、ブリケットの強度が上昇する。
【００８２】
この方法において、前記成形物循環工程では、前記篩下の全部もしくは一部が前記リサイクル原料として前記ブリケットマシンに戻されてもよいし、前記篩上の一部が前記リサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻されてもよい。あるいは、前記篩下の全部もしくは一部と前記篩上の一部との合計が前記リサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻されてもよいし、前記分級前の前記成形物の一部と前記篩下の全部もしくは一部との合計が前記リサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻されてもよい。
【００８３】
また本発明に係る炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法は、多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、この粉状混合物を第１ブリケットマシンで圧縮成形して第１成形物とする第１成形工程と、この第１成形物の全部または一部を第２ブリケットマシンで再度圧縮成形して第２成形物とする第２成形工程と、この第２成形物を篩で篩上と篩下とに分級し、前記篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、を含むものでもよい。
【００８４】
この方法において、前記第１ブリケットマシンが、互いに並列に設置された複数基のブリケットマシンからなり、その基数が、前記第２ブリケットマシンを構成するブリケットマシンの基数より多いと、第２ブリケットマシンに塊状物がより多く供給されるため、製品ブリケットの強度上昇効果がより確実になる。
【００８５】
また、本発明に係る炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法は、多量の微粒子を含有する酸化金属原料と炭材とをミキサで混合して粉状混合物とする混合工程と、この粉状混合物をブリケットマシンで圧縮成形して成形物とする成形工程と、この成形物を振動スクリーンで篩上と篩下とに分級し、その篩上をさらに複数のローラーを含むローラースクリーンで篩上と篩下とに分級し、このローラースクリーンの篩上を製品である炭材内装酸化金属ブリケットとする分級工程と、前記ローラースクリーンの篩下をリサイクル原料として前記ミキサまたは前記ブリケットマシンに戻す成形物循環工程と、を含むものであってもよい。
【００８６】
この方法では、分級工程において上流側に設けられる振動スクリーンと下流側に設けられるローラースクリーンとの組合せが、コンパクトな構造で、ブリケットマシンでの圧縮成形により生成された成形物の好適な分級を行うことを可能にする。
【００８７】
具体的に、前記振動スクリーンでは、前記成形物に振動を与えながらその分級が行われるので、当該成形物に形成されたバリが除去され、このバリが小径の成形物とともに篩下に篩い落される一方、大径の成形物及びこの成形物の表面に付着した粉が篩上に残される。そして、この篩上の成形物及びこれに付着する粉が下流側のローラースクリーンで篩い分けられ、前記粉が除去された後の上品質の成形物が製品として提供される。さらにローラーによる篩は、振動による篩に比べて成形物の粉化を抑制することができる。
【００８８】
前記ローラースクリーンでは、前記振動スクリーンから供給される成形物に混在する粉が篩下に分級され、前記成形物が篩上に分級されるように、ローラー間の隙間寸法が設定されるのが、好ましい。
【００８９】
前記各方法において、前記混合工程では、さらに、前記粉状混合物に対してＣａＯ源がＣａＯ換算で１質量％以上１０質量％以下添加されることが、より好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法の概略を示すフロー図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法の要部を示すフロー図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る、炭材内装酸化金属ブリケットの製造方法に用いられるローラースクリーンを示す斜視図である。
【図７】前記第１〜第５の実施形態に係るブリケットマシンの概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１１…原料ビン
１２…フィーダ
１３…タンク
１４…ポンプ
１５,１１５…ミキサ
１６…サージホッパ
１７,１１７,１２７…ブリケットマシン
１８、１１８、１２８…篩
１９…リサイクル原料ビン
２０…スプリッタ
Ａ…微粒子を多量に含有する酸化金属原料（電気炉ダスト）
Ｂ…炭材（微粉炭）
Ｃ…ＣａＯ源（消石灰）
Ｄ…液体バインダ（糖蜜）
Ｅ…粉状混合物
Ｆ…成形物
Ｇ…篩上（製品ブリケット）
Ｈ…篩下
Ｊ…リサイクル原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005551855.tif 000008
【図５】
0005551855.tif 000009
【図６】
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【図７】
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