(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉用焼結鉱の原料を製鋼スラグと製鋼スラグ以外の原料とに分け、造粒して焼結原料を製造する方法において、
製鋼スラグを水と混合し、造粒して造粒粒子とした後、該製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して上記製鋼スラグの造粒粒子の表面に製鋼スラグ以外の原料を付着あるいは被覆する際、上記製鋼スラグの造粒粒子を乾燥させずに養生してから投入することを特徴とする焼結原料の製造方法。
【請求項２】
上記の養生する期間を５日以上とすることを特徴とする請求項１に記載の焼結原料の製造方法。
【請求項３】
上記製鋼スラグを造粒する際、製鋼スラグに粉鉱石および／またはダストを２０ｍａｓｓ％以下混合することを特徴とする請求項１または２に記載の焼結原料の製造方法。
【請求項４】
上記製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインの２次造粒機の排出部側より該２次造粒機内に投入するか、該２次造粒機の前かつ１次造粒機の後の位置か、１次造粒機、および、１次造粒機の前のいずれかの位置において製鋼スラグ以外の原料中に投入することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結原料の製造方法。
【請求項５】
上記製鋼スラグの造粒粒子を２次造粒機の排出部側よりその内部に投入するときは、２次造粒機内の滞留時間を１０秒以上とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結原料の製造方法。
【請求項６】
上記製鋼スラグの造粒粒子は、焼結鉱全体に対する製鋼スラグの含有量が１０ｍａｓｓ％以下の範囲内で、製鋼スラグ以外の原料中に投入することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の焼結原料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉に装入する焼結鉱の原料となる焼結原料の製造方法に関し、具体的には、上記焼結原料の一部に製鋼スラグを用いる焼結原料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉製鉄法において主要な鉄源となる焼結鉱は、一般に、次のような工程で製造されている。先ず、主原料となる約１０ｍｍ以下の粉鉱石に、返鉱、フラックス源としての石灰石、ドロマイト、製鋼スラグなどのＣａＯ系副原料や、珪石、蛇紋岩などのＳｉＯ２系副原料および適量の水を加えて均一に混合し、造粒して擬似粒子とも呼ばれる造粒粒子とし、この造粒粒子に、固体燃料（炭材）としての粉コ−クスや無煙炭粉等を外装して造粒原料とする。
【０００３】
次いで、上記造粒粒子を焼結原料として焼結機のパレット（グレート）上に充填して焼結原料装入層を形成した後、上記装入層の表層部に含まれる炭材（粉コークス）に点火し、パレット下方に配設されたウインドボックスで空気を吸引して酸素を装入層内に導入してコークスを燃焼させ、その燃焼熱で焼結原料を１２００℃以上の温度に加熱して焼結し、得られた焼結ケーキを焼結機の出側に配設されたクラッシャー等で粉砕し、例えば目開き５ｍｍ程度の篩でスクリーニングし、＋５ｍｍは成品として高炉に送り、−５ｍｍは返鉱として繰り返し、造粒粒子の原料として使用する。
【０００４】
このようにして製造される焼結鉱は、冷間強度や被還元性、還元粉化性などの特性に優れていることが要求される。これらの特性は、使用する鉄鉱石の種類（産地）によって大きく変化するため、それぞれの特性に合わせて副原料の配合割合やコークス粉の添加量を適宜調整している。また、近年、鉄鋼生産量の増加に伴って、焼結鉱の生産性をより高めることが要求され、また、高炉の生産性を高めるため、より高品質の焼結鉱が要求されるようになってきている。そのため、高品質の焼結鉱を生産性よく製造する技術の開発が重要な課題となっている。
【０００５】
ところで、製鉄所の製鋼工程から発生する製鋼スラグには、製銑予備処理工程から発生する予備処理スラグ、転炉等の脱炭工程で発生する脱炭スラグ（転炉スラグ）、脱珪工程で発生する脱珪スラグ、脱硫工程で発生する脱硫スラグ、脱燐工程で発生する脱燐スラグ、二次製錬工程で発生する二次製錬スラグおよび連続鋳造工程で発生する連鋳スラグなどがある。しかし、上記製鋼スラグは、鉄鋼分野では余り有効な再利用がなされていない。というのは、例えば、脱炭スラグは、脱燐工程でリサイクルされる場合があるが、融点が高いため、脱燐炉において多量に使用することは難しい。そのため、製鋼スラグは、従来、土木分野を中心にして再利用されており、生産量の約４０％が埋立てや廃棄処分されている。しかし、近年の環境規制の強化に伴い、埋立てや廃棄処分される量も徐々に減少してきている。また、セメント原料としても使用されているが、その量は僅かでしかない。
【０００６】
そこで、製鋼スラグにはＣａＯ分が多く含まれていることに着目し、これを焼結鉱の製造プロセスにおいてフラックスとして再利用することが検討されている。例えば、特許文献１には、焼結配合原料に転炉スラグを用いるに際して、ミルスケールを混合することで焼結鉱の品質を向上する技術が、特許文献２には、ゲーサイト成分の多い鉄鉱石に、鉄鉱石との反応性の低い転炉スラグを混合することで、焼結鉱の強度を弱める反応を抑制する技術が開示されている。また、特許文献３には、石灰石と比較して鉄鉱石との反応性に劣る転炉スラグの粒度を細かくして反応面積を大きくし、反応速度を高めることで、フラックスとして使用する技術が開示されている。また、特許文献４には、焼結鉱の品質低下を招く難焼結性のドロマイトを易焼結性の製鋼スラグと選択的に組み合わせることで、焼結鉱の品質低下を防止しつつ効率的に製鋼スラグをリサイクルする技術が開示されている。
【０００７】
しかし、表１に、転炉スラグや脱硫スラグの成分組成例を、粉鉱石等と対比して示したように、製鋼スラグは、その種類によって成分組成や融点が大きく異なり、また、脱硫スラグは、ＣａＯ以外に、多くのＡｌ２Ｏ３を含んでいるのが特徴である。このＡｌ２Ｏ３は、焼結鉱を得るのに必要な溶融相の溶融温度を上昇させて流動性を低下するため、焼結鉱の生産性を著しく阻害する。また、転炉スラグはＰが高く、高炉では脱Ｐができないため、製鋼での脱Ｐコストが上昇するという問題もある。そのため、製鋼スラグを焼結原料として再使用することは、現時点では積極的に行われていないのが実情である。
【０００８】
【表１】
0006020840.tif 000002
【０００９】
そこで、上記問題点を打開する技術として、特許文献５に、製鋼スラグと、製鋼スラグ以外の焼結原料とを分別して別々に適正な大きさに造粒した上で、製鋼スラグ由来の造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料由来の造粒粒子中に均一に混在させて焼結機のパレット上に装入することによって、製鋼スラグによる弊害を製鋼スラグ由来の造粒粒子内に封じ込め、製鋼スラグ以外の原料由来の造粒粒子にまで悪影響を及ぼさないようにする技術が提案されている。
【００１０】
しかし、上記特許文献５に開示の技術においてもなお、焼結鉱の品質低下の懸念が残されている。というのは、先述したように、Ａｌ２Ｏ３を多く含む製鋼スラグは、一般的に高融点のものが多い。特に、脱Ｐ工程および脱炭工程で発生した転炉スラグは、溶融温度が１３００℃以上と高く、焼結プロセスの焼結温度の上限に近い溶融温度を有している。そのため、焼結機のパレット上に装入された焼結原料装入層内においては、上記高融点の製鋼スラグを含む造粒粒子は、周囲の製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子と溶融同化せず、焼結ケーキ中にそのまま残存しやすい。また、粗大な製鋼スラグの造粒粒子の周辺部には空隙が多く存在するため、通気性が改善されるが、上記溶融同化の不足によって、製鋼スラグの造粒粒子の周囲には空隙がそのまま残り、上記空隙を起点としてクラックが発生し易い。そのため、成品焼結鉱の強度が低下して歩留りが低下し、生産性が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−２０５４２１号公報
【特許文献２】特開平０５−０４３９５３号公報
【特許文献３】特開平０５−０５１６５３号公報
【特許文献４】特開平１１−２２９０４６号公報
【特許文献５】特開２０１２−１１７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
発明者らは、上記問題点、即ち、焼結鉱の原料の一部に溶融温度が高い製鋼スラグを使用したときに、成品焼結鉱の強度が低下（歩留りが低下）し、生産性が低下するという問題点を解決する方策について検討した結果、製鋼スラグ以外の原料とは別途に造粒した製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料を造粒する造粒ラインのいずれかの位置、具体的には、図１に示した造粒ラインの１〜３のいずれかの位置で投入し、その表面に未造粒の原料（粉鉱石、ＣａＯ系副原料等）を付着あるいは被覆し、該表面に低融点の溶融層を形成し易くし、製鋼スラグの造粒粒子の周囲に存在する製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との溶融同化を促進することによって、製鋼スラグの造粒粒子を起点としたクラックの発生を抑止できることを見出し、該技術を、特願２０１３−１８９４８３として出願している。
【００１３】
しかし、上記技術を実現するためには、製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入する際、特に、図１に示した２次造粒機の前の２の位置や１次造粒機の前の３の位置で投入する場合には、製鋼スラグの造粒粒子が、造粒による転動や衝撃によって崩壊し、粉化しない強度を有していることが必要である。しかし、従来の製鋼スラグの造粒粒子は、造粒ラインにおける転動に十分耐え得る強度を有するものではない。また、製鋼スラグの造粒粒子は、ベルトコンベア等で搬送する時の振動や落下もしくは焼結機に他の造粒粒子と共に装入する際に、自重で圧潰し、壊れて粉化するおそれが高い。したがって、製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入するためには、製鋼スラグの造粒粒子の高強度化を図る必要がある。なお、造粒粒子を高強度化する手段としては、セメント等の固化剤を添加する方法もあるが、焼結原料の製造に適用するにはコスト的に難がある。
【００１４】
本発明は、従来技術における上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製鋼スラグ以外の原料を造粒する造粒ラインにおける転動にも十分に耐え得る強度を有する製鋼スラグの造粒粒子を、容易かつ安価に製造することできる焼結原料の製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意検討を重ねた。その結果、製鋼スラグの造粒粒子の強度を向上させる手段として、製鋼スラグ中に含まれる石灰分（ＣａＯ）を活用し、該フリーＣａＯと水とを反応させて水酸化物を生成させ、さらに、所定の時間、養生して空気中の二酸化炭素と反応させることによって、石灰分を炭酸化物として固化できるとともに、上記炭酸化物が膨張して粒子間の空隙を埋め、造粒粒子の強度をより高めることができることを見出し、本発明を開発するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明は、高炉用焼結鉱の原料を製鋼スラグと製鋼スラグ以外の原料とに分け、造粒して焼結原料を製造する方法において、製鋼スラグを水と混合し、造粒して造粒粒子とした後、該製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して上記製鋼スラグの造粒粒子の表面に製鋼スラグ以外の原料を付着あるいは被覆する際、上記製鋼スラグの造粒粒子を乾燥させずに養生してから投入することを特徴とする焼結原料の製造方法を提案する。
【００１７】
本発明の焼結原料の製造方法は、上記の養生する期間を５日以上とすることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグを造粒する際、製鋼スラグに粉鉱石および／またはダストを２０ｍａｓｓ％以下混合することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインの２次造粒機の排出部側より該２次造粒機内に投入するか、該２次造粒機の前かつ１次造粒機の後の位置か、１次造粒機、および、１次造粒機の前のいずれかの位置において製鋼スラグ以外の原料中に投入することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグの造粒粒子を２次造粒機の排出部側よりその内部に投入するときは、２次造粒機内の滞留時間を１０秒以上とすることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグの造粒粒子は、焼結鉱全体に対する製鋼スラグの含有量が１０ｍａｓｓ％以下の範囲内で、製鋼スラグ以外の原料中に投入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、製鋼スラグの造粒粒子の強度を格段に向上することができるので、上記製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入しても、また、その後、上記造粒粒子を搬送したり、焼結機へ装入したりしても、製鋼スラグの造粒粒子の崩壊や粉化を抑制できるので、焼結時における原料装入層の通気性を向上し、焼結時間を短縮することができる。さらに、上記製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して得た造粒粒子は、その表面に未造粒の粉鉱石や石灰石、粉コークス等が付着・被覆しているので、焼結時に、その周囲に存在する製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との溶融同化が促進されるので、高強度の焼結鉱を高歩留りで、生産性よく製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術において、製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入する位置を説明する図である。
【図２】製鋼スラグの造粒粒子の圧潰強度に及ぼす養生期間の影響を調査する実験方法について説明する図である。
【図３】製鋼スラグの造粒粒子の圧潰強度に及ぼす、製鋼スラグ以外の原料および養生期間の影響を示すグラフである。
【図４】製鋼スラグを養生する方法例を説明する図である。
【図５】本発明の焼結原料の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
前述したように、発明者らは、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインにおける転動や衝撃等にも十分に耐え得る強度を有する製鋼スラグの造粒粒子を、容易かつ安価に製造するべく、その方策について検討を重ねた。その結果、製鋼スラグ中に含まれる石灰分（フリーＣａＯ）を活用し、上記フリーＣａＯと水とを反応させ、下記式；
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ  →  Ｃａ（ＯＨ）２
によって水酸化物を生成させ、さらに、上記水酸化物と空気中の二酸化炭素とを反応させ、下記式；
Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２  →  ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
によって炭酸化物を形成させて固化させると同時に、炭酸化物を膨張させることによって造粒粒子の強度を高めることができることを見出した。以下、この効果を製鋼スラグの「自硬効果」という。
【００２５】
しかし、造粒した直後の造粒粒子の内部に含まれるフリーＣａＯが水分と反応するためには時間が必要である。さらに、上記水酸化物が、空気中の二酸化炭素を吸収し、反応するにも時間を要する。そこで、発明者らは、製鋼スラグの造粒粒子を乾燥させずに湿潤状態に長時間維持する、いわゆる、養生を施すことによって、上記水酸化物を形成する時間、および、上記水酸化物を炭酸化するのに必要な時間を十分に確保してやることに想到した。
【００２６】
以下、上記の考えを確認する基礎実験について説明する。
製鋼スラグの造粒粒子の原料（造粒原料）を、図２に示したように、撹拌機に投入し、水分が１９ｍａｓｓ％となるよう造粒水を添加し、１８０秒間撹拌・混合した後、さらに、ドラムミキサーで６０秒間造粒して、粒径が３．０〜７．７ｍｍの疑似粒子（造粒粒子）とした。この際、撹拌機に投入する造粒原料は、下記の３条件とした。
条件Ａ：製鋼スラグ１００ｍａｓｓ％
条件Ｂ：製鋼スラグ８０ｍａｓｓ％＋鉄鉱石２０ｍａｓｓ％
条件Ｃ：製鋼スラグ８０ｍａｓｓ％＋ダスト２０ｍａｓｓ％
ここで、上記製鋼スラグには、溶融温度が１５００℃の製鋼スラグ（脱炭炉スラグ）を用い、鉄鉱石には微粉鉱石であるペレットフィード（１５０μｍ以下の粒度）、ダストには転炉ダストを用いた。
【００２７】
次いで、上記のようにして得た造粒粒子を、乾燥させることなくヤードに山積みし、その上に乾燥を防止する防水シートを被せて養生し、養生期間が０日、５日、１０日および２０日後の造粒粒子について、圧潰強度をＪＩＳ  Ｍ８７１８に準じて測定した。
【００２８】
上記の測定結果を図３に示した。この図から、製鋼スラグが１００ｍａｓｓ％の条件Ａでは、養生期間が０日の場合には、圧潰強度が４．４ｋｇ／ｐｉｅｃｅであるが、５日養生後は４０．１ｋｇ／ｐｉｅｃｅに、１０日養生後は６１．９ｋｇ／ｐｉｅｃｅ、２０日養生後は７２．３ｋｇ／ｐｉｅｃｅに上昇している。
また、製鋼スラグ８０ｍａｓｓ％に鉄鉱石を２０ｍａｓｓ％配合した条件Ｂでは、養生期間が０日の場合には、圧潰強度が２．１ｋｇ／ｐｉｅｃｅであるが、５日養生後は１２．４ｋｇ／ｐｉｅｃｅ、１０日養生後は１８．２ｋｇ／ｐｉｅｃｅ、２０日養生後は１５．０ｋｇ／ｐｉｅｃｅに上昇している。
また、製鋼スラグ８０ｍａｓｓ％にダストを２０ｍａｓｓ％配合した条件Ｃでは、養生期間が０日の場合には、圧潰強度が３．０ｋｇ／ｐｉｅｃｅであるが、５日養生後は１５．８ｋｇ／ｐｉｅｃｅ、１０日養生後は１２．２ｋｇ／ｐｉｅｃｅ、２０日養生後は２９．９ｋｇ／ｐｉｅｃｅに上昇している。
上記の実験結果から、製鋼スラグの造粒粒子は、造粒後、乾燥させずに養生することで、強度を格段に向上することができることが確認された。
【００２９】
ここで、上記の「造粒後、乾燥させずに養生」とは、製鋼スラグを造粒後、ヤードに山積みし、天日乾燥を阻止すれば足り、例えば、図４（ａ）に示したように、ヤードに１０トン以上山積みし、その上に防水シートを被せて乾燥を防止することでも実現できる他、図４（ｂ）に示したように、天日乾燥を阻止できる屋根付き建屋内に保管することでも実現できる。この場合、表層は乾燥するが、１０トン以上、数１０トン単位で保管することで、内部は含水状態を保持することができるので、養生が可能である。
【００３０】
そこで、本発明は、焼結鉱の原料の一部として製鋼スラグを用いる場合、図１に示したように、製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して上記製鋼スラグの造粒粒子の表面に製鋼スラグ以外の原料等を付着あるいは被覆するときには、図５に示したように、製鋼スラグを造粒して造粒粒子とした後、乾燥させずに所定期間湿潤状態に保持する養生を施してから投入することとした。
【００３１】
なお、本発明によれば、製鋼スラグの自硬効果によって造粒粒子の強度を格段に高めることができるので、上記製鋼スラグに、微粉鉱石であるペレットフィード（１５０μｍ以下の粒度）等の鉄鉱石（粉鉱石）や、製鉄所で発生する鉄分を多く含むダスト、例えば、高炉工程から発生する高炉灰、製鋼工程から発生する転炉ダスト、熱延工程から発生するミルスケール等の難造粒性の粉原料を混合することができる。ただし、多量の混合は、製鋼スラグの自硬効果を損ねることになるので、混合する場合の配合率は２０ｍａｓｓ％以下に制限するのが好ましい。より好ましくは１０ｍａｓｓ％以下である。
【００３２】
また、上記製鋼スラグの自硬効果を発現させるために必要な養生期間は、図３からわかるように、５日以上とするのが好ましい。ただし、製鋼スラグに鉄鉱石やダストを混合する場合には、１０日以上とするのが好ましく、より好ましくは１５日以上、さらに好ましくは２０日以上である。
【００３３】
なお、本発明に使用することができる製鋼スラグとしては、溶銑予備処理で発生した脱硫スラグや転炉スラグの他、高炉灰や転炉ダスト、ペレットフィード等がある。また、鉄分を含有するため焼結用原料として使用できるが、難造粒性とされている粉原料も使用することができる。
【００３４】
また、製鋼スラグを造粒する際に必要な造粒水の量は、製鋼スラグの種類によっても異なるが、概ね１９ｍａｓｓ％以上２３ｍａｓｓ％以下とするのが好ましい。
【００３５】
また、本発明の製鋼スラグの造粒粒子は、図３に示したように高い強度を有するので、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入し、製鋼スラグの造粒粒子の表面に、製鋼スラグ以外の原料、具体的には、未造粒の粉鉱石やＣａＯ系副原料等を付着あるいは被覆することができる。これによって、製鋼スラグの造粒粒子の表面が低融点化して、焼結時に溶融層を形成し易くなり、周囲に存在する製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との溶融同化が促進されるので、製鋼スラグの造粒粒子を起点としたクラックの発生が抑止され、成品焼結鉱の強度および歩留りが向上し、生産性を高めることができる。
【００３６】
ここで、製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入する位置は、上記製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインが、主原料である粉鉱石にＣａＯ系副原料等を配合し、撹拌して均一に混合・造粒する１次造粒機と、上記混合した原料を造粒して擬似粒子（造粒粒子）とする２次造粒機で構成されている場合には、２次造粒機の排出部側よりその内部に投入するか、２次造粒機の前かつ１次造粒機の後の位置か、１次造粒機、および、１次造粒機の前のいずれかの位置とするのが好ましい。また、１次造粒機のみで構成される場合には、１次造粒機の排出部側よりその内部に投入するか、１次造粒機の前のいずれかの位置において、製鋼スラグ以外の原料中に投入することが好ましい。
【００３７】
ただし、製鋼スラグの造粒粒子の強度が比較的弱い場合には、造粒粒子が造粒機内での転動等によって崩壊し、粉化するのを防止する観点から、造粒ラインの下流に位置する２次造粒機の排出部側よりその内部（図５に示した１の位置）において投入するのが好ましい。この場合、製鋼スラグの造粒粒子の表面に必要最低限以上の未造粒の原料等を被覆する観点から、２次造粒機の内部に投入してから排出されるまでの滞留時間を１０秒以上確保することが好ましい。より好ましい滞留時間は１５秒以上である。
【００３８】
一方、製鋼スラグの造粒粒子が、２次造粒機内での転動により崩壊を起こさない強度を有する場合には、２次造粒機の前かつ１次造粒機の後の位置（図５に示した２の位置）において製鋼スラグ以外の原料中に投入してもよい。また、製鋼スラグの造粒粒子の強度がさらに高い場合には、１次造粒機、あるいは、１次造粒機の前（図５に示した３の位置）、即ち、ＣａＯ系副原料等の添加と同時に製鋼スラグ以外の原料中に投入してもよい。
【００３９】
このような造粒ラインの上流側で製鋼スラグの造粒粒子を投入した場合には、該造粒粒子の表面に、未造粒の原料や副原料をより多く付着させることができる。また、投入した製鋼スラグの造粒粒子が核となり、その表面に未造粒の原料や副原料が被覆され、より大きな造粒粒子を形成することができる。その結果、焼結機に装入したときの通気性が改善されて生産性が向上する。さらに、製鋼スラグの造粒粒子の表面に付着あるいは被覆した未造粒の原料や副原料により、焼結時に、製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との融合同化が促進されるので、成品焼結鉱の強度をより高めることができる。ただし、製鋼スラグを含まない焼結原料の造粒粒子径よりも過大な造粒粒子が形成されると、焼結反応が不均一となり、成品焼結鉱の強度の低下を来たすおそれがあるので、生産性と歩留りとのバランスを考慮して、投入位置を決定するのが望ましい。
【００４０】
なお、本発明の焼結原料の製造方法においては、上記製鋼スラグの造粒粒子を、焼結鉱全体に対する製鋼スラグの比率が０ｍａｓｓ％超え１０ｍａｓｓ％以下となる範囲内で投入するのが好ましい。１０ｍａｓｓ％を超えると、製鋼スラグの弊害が顕在化し、焼結鉱の強度が低下するようになる他、焼結鉱の成分（塩基度）調整のために添加する副原料の石灰石を減配する必要があるため、焼結反応性が著しく低下し、生産性を維持することが困難となるという問題や、製鋼スラグ中に含まれる不純物によって、溶銑中の不純物元素濃度が上昇し、溶銑としての許容範囲を超えてしまうおそれがあるからである。好ましくは６ｍａｓｓ％以下である。
【実施例】
【００４１】
前述した基礎実験と同様、製鋼スラグを撹拌機に投入し、水分が１９ｍａｓｓ％となるよう造粒水を添加し、１８０秒間撹拌・混合した後、さらに、ドラムミキサーで６０秒間造粒して、粒径が３．０〜７．７ｍｍの疑似粒子（造粒粒子）とした。この際、撹拌機に投入する造粒原料は、下記の３条件とした。
条件Ａ：製鋼スラグ１００ｍａｓｓ％
条件Ｂ：製鋼スラグ８０ｍａｓｓ％＋鉄鉱石２０ｍａｓｓ％
条件Ｃ：製鋼スラグ８０ｍａｓｓ％＋ダスト２０ｍａｓｓ％
ここで、上記製鋼スラグには、溶融温度が１５００℃の脱炭炉スラグを用い、鉄鉱石にはペレットフィード、ダストには転炉ダストを用いた。
次いで、上記のようにして得た条件Ａ〜Ｃの造粒粒子を、乾燥させずにヤードに山積みし、その上に防水シートを被せて、５日間養生した。
次いで、上記のようにして養生した製鋼スラグの造粒粒子を、図５に示した１の位置で、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入し、製鋼スラグの造粒粒子の表面に未造粒の粉鉱石、石灰石および粉コークス等を付着あるいは被覆して造粒粒子とした。この際、２次造粒機内の滞留時間は３０秒とした。
なお、上記いずれの条件も、焼結原料全体に対する製鋼スラグの配合率は３．４ｍａｓｓ％とした。また、２次造粒機における副原料および粉コークスの添加は、いずれの条件も２次造粒機の排出までの滞留時間が３０秒となる位置で投入し、この際の副原料の投入量は、焼結原料全体の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が２．０となる量に、また、粉コークスの焼結原料全体に対する添加量は４．８ｍａｓｓ％となるように調整した。
【００４２】
次いで、上記のようにして得た３種の造粒粒子を焼結原料に用いて焼結実験を行った。
上記焼結実験では、焼結原料装入部の大きさが内径３００ｍｍφ×高さ４００ｍｍの試験鍋に、層厚が４００ｍｍとなるよう焼結原料を充填した後、上記充填層の上表面の粉コークスに点火し、鍋下方から−７００ｍｍＡｑで吸引して、充填層内に空気を導入して粉コークスを燃焼させた。この際、各焼結原料の焼結に要した時間と、得られた成品焼結鉱の歩留りおよび冷間強度（ＳＩ）をＪＩＳ  Ｍ８７１１に準じて測定し、生産率（単位炉床面積（ｍ２）、単位時間（ｈｒ）当たりの焼結鉱生産量（ｔ））を求めた。
なお、上記焼結実験は、ベース条件（参考例）として、上記条件Ａ〜Ｃから得た焼結原料の他に、製鋼スラグを一切含まずかつ養生もしない造粒粒子（条件Ｄ）を焼結原料に用いた焼結実験、および、上記条件Ａ〜Ｃから得た焼結原料を養生せず（０日）に焼結原料に用いた焼結実験（比較例）についても実施した。
【００４３】
上記の焼結実験の結果を表２に示した。この結果から、造粒後、５日間養生して強度を高めた製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して得た造粒粒子を焼結原料に用いて焼結を行った場合には、養生しない製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入した場合と比較し、焼結時間が短縮されるとともに、成品焼結鉱の強度、歩留りを向上することができ、生産率が大幅に向上することがわかる。これは、養生したことによって製鋼スラグの造粒粒子の強度が向上し、製鋼スラグの崩壊や粉化が抑制され、通気性が向上したこと、さらに、上記製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入したことによって、該造粒粒子の表面に未造粒の原料（粉鉱石やＣａＯ系副原料等）が付着あるいは被覆し、製鋼スラグの造粒粒子の表面が低融点化して溶融層を形成し易くなり、焼結時に周囲に混在する製鋼スラグ以外の原料の造粒粒子から生成する鉱石組織との溶融同化が促進され、成品焼結鉱の強度および歩留りが向上したことによるものと推察される。
【００４４】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００４５】
上記説明では、焼結熱源として、固体系燃料（粉コークス）を用いて焼結鉱を製造する方法について説明したが、本発明の技術は、上記例に限定されるものではなく、例えば、固体系燃料に加えて気体燃料を供給して焼結鉱を製造する方法および／または酸素を付加して焼結鉱を製造する方法の焼結原料にも適用することができる。
【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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