(57)【要約】【課題】  焼結生産率の低下の少ない高燐鉱石を用いた焼結鉱の製造方法を提供する。【解決手段】  Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石を焼結原料鉱石に配合して用いる焼結鉱の製造方法であって、高燐鉱石全体の質量に対する、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量の割合を２．２質量％以下とする。これにより、微粉部の溶融時に融液の流動性悪化が抑制され、焼結時の通気性が確保されるので、焼結時間の延長を防止できる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石を焼結原料鉱石に配合して用いる焼結鉱の製造方法であって、前記高燐鉱石全体の質量に対する、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3含有量の割合を２．２質量％以下としたことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石を焼結原料鉱石に配合して用いる焼結鉱の製造方法であって、前記高燐鉱石全体の質量に対する、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を２９質量％以下としたことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
前記焼結原料鉱石として用いる高燐鉱石は、トップサイズが９ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石を焼結原料鉱石に配合して用いる焼結鉱の製造方法であって、前記高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部における、Ａｌ2Ｏ3の含有量に対するＳｉＯ2の含有量の比であるＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の値を０．６以下としたことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
前記Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の値を、ＳｉＯ2系原料を添加することで調整することを特徴とする請求項４に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3含有量の割合を２．２質量％以下としたことを特徴とする焼結原料用鉱石。
【請求項７】
Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を２９質量％以下としたことを特徴とする焼結原料用鉱石。
【請求項８】
Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部における、Ａｌ2Ｏ3の含有量に対するＳｉＯ2の含有量の比であるＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の値を０．６以下としたことを特徴とする焼結原料用鉱石。
【請求項９】
Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、トップサイズが９ｍｍ以上であることを特徴とする焼結原料用鉱石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焼結鉱の製造方法に関し、特に高燐鉱石を焼結原料として用いる焼結鉱の製造方法および焼結原料用鉱石に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、良質の塊状鉄鉱石が不足していることもあって、高炉に装入する鉄系原料として焼結鉱への依存が高まっている。その焼結鉱は、一般に、粉状鉄鉱石、返鉱等の鉄系原料（以下、焼結原料鉱石と呼ぶ）に、造滓剤としてＳｉＯ2や石灰石、及び、焼成のための熱源となる炭材等を添加した配合原料から製造される。すなわち、これらの配合原料に適量の水を加えて混合し、造粒した後、焼結機パレット上に装入し、空気を下向きに流通させながら炭材を燃焼させることにより、配合原料の少なくとも一部を溶融させ、さらに冷却固化させた後に、破砕することで焼結鉱を製造する。
【０００３】
最近では、焼結鉱の原料となる鉄鉱石の枯渇化もあって、従来までは使用されなかったＰ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石を使用する試みがなされている。
なお、この高燐鉱石を使用した例としては、他に特許文献１に示されるように、塊鉱石として使用した例がある。
【特許文献１】特開２０００−１４４２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高燐鉱石は高燐であるという難点のほかに、焼結原料として使用した場合には、焼結生産性が著しく悪化するという問題があった。このため、今まで高燐鉱石は焼結原料として多量に使用されることはなかった。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、高燐鉱石を原料として用いた場合にも焼結生産性の悪化を抑制することができる焼結鉱の製造方法および焼結原料用鉱石を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１による焼結鉱の製造方法は、前記高燐鉱石全体の質量に対する、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3含有量の割合を２．２質量％以下としたことを特徴とする。
また、本発明の請求項２による焼結鉱の製造方法は、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石を焼結原料鉱石に配合して用いる焼結鉱の製造方法であって、前記高燐鉱石全体の質量に対する、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を２９質量％以下としたことを特徴とする。
【０００６】
本発明者らは、後述するように、高燐鉱石中に多量に含まれる微粉と、この微粉部に含まれる高濃度のＡｌ2Ｏ3が、焼結時の通気性を悪化させ、焼結生産性悪化の要因となっているとの考察を基に、微粉部あるいは微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量を低減することで高燐鉱石を用いた場合の焼結生産性の悪化を抑制又は解消できることを見出した。そのために、本発明者においては、前記焼結生産性悪化の要因となっている高燐鉱石中に多量に含まれる、微粉部あるいは微粉部の高濃度のＡｌ2Ｏ3を、前記高燐鉱石全体の質量に対して所定の範囲に制限することにより、高燐鉱石を用いた場合の焼結生産性の悪化を抑制又は解消する。
【０００７】
すなわち、前記本発明の請求項１においては、前記高燐鉱石全体の質量に対して０．２５ｍｍ以下の微粉部におけるＡｌ2Ｏ3の含有量の割合を２．２質量％以下とする。なお、さらに１．５質量％以下であれば、高燐鉱石の使用による焼結生産率悪化が解消されるので好ましい。さらに、前記高燐鉱石全体の質量に対して、０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合が２９質量％以下であると焼結生産率が改善されるため、本発明では０．２５ｍｍ以下の微粉部の含有率が２９質量％以下と規定した。なお、２８質量％以下であるとより好ましく、さらに２５質量％以下であると高燐鉱石使用による悪影響が解消されるので好ましい。
【０００８】
さらにまた、本発明の請求項３による焼結鉱の製造方法は、請求項１又は２において、前記焼結原料鉱石として用いる高燐鉱石は、トップサイズが９ｍｍ以上であることを特徴とする。
すなわち、高燐鉱石のトップサイズを上昇させ、焼結原料鉱石として粗粒部分を増加させた高燐鉱石を用いることにより、微粉部あるいは微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量を相対的に低減することで、高燐鉱石を用いた場合の焼結生産性の悪化を抑制又は解消を図る。
【０００９】
造粒過程で粗粒部分に付着し擬似粒子化された時、粗粒の核粒子に付着する０．２５ｍｍ以下の微粉部も少ないので、０．２５ｍｍ以下の微粉部および微粉部のＡｌ2Ｏ3含有率も低い。従って、このような高燐鉱石を用いることで焼結生産性の低下を防止できる。
ここで、トップサイズとは、高燐鉱石の飾分けにおいて１０質量％以上の粒子が残留する最大の粒度区分の大きさを意味し、例えば、トップサイズが９ｍｍの高燐鉱石とは、粒度区分が＋９ｍｍ（９ｍｍを超える）の粒子を少なくとも１０質量％含有する高燐鉱石を意味する。
【００１０】
なお、鉱石採掘においては、所定粒度で破砕した後の、篩い目９ｍｍを通過した鉱石群をトップサイズ９ｍｍと呼称する。破砕された鉱石形状によって、９ｍｍを超えるものでも篩い目を通過するため、上述したように９ｍｍを超える粒子が１０質量％含有される。
さらに、本発明の請求項４は、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石を焼結原料鉱石に配合して用いる焼結鉱の製造方法であって、前記高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部における、Ａｌ2Ｏ3の含有量に対するＳｉＯ2の含有量の比であるＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の値を０．６以下としたことを特徴とする。
【００１１】
高燐鉱石は特に微粉部におけるＡｌ2Ｏ3含有率が高いので、ＳｉＯ2を添加することにより、焼結生産率の低下、還元粉化性の悪化等の高Ａｌ2Ｏ3含有による悪影響を低減できる。
さらにまた、本発明の請求項５による焼結鉱の製造方法は、請求項４において、前記Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の値を、ＳｉＯ2系原料を添加することで調整することを特徴とする。
【００１２】
なお、本発明の請求項６による焼結原料用鉱石は、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3含有量の割合を２．２質量％以下としたことを特徴とする。
また、本発明の請求項７による焼結原料用鉱石は、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を２９質量％以下としたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の請求項８による焼結原料用鉱石は、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部における、Ａｌ2Ｏ3の含有量に対するＳｉＯ2の含有量の比であるＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の値を０．６以下としたことを特徴とする。
さらにまた、本発明の請求項９による焼結原料用鉱石は、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、トップサイズが９ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
焼結原料用鉱石として高燐鉱石を使用する際に、高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合及び／又は微粉部に濃縮されているＡｌ2Ｏ3含有量割合を調整することにより、焼結への使用の際の問題解決を可能とする。さらに前記含有割合の調整は、トップサイズを調整することにより、相対的に効率良く実現された焼結鉱製造用の焼結原料用鉱石となって、焼結鉱製造時の悪影響を抑止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の焼結鉱の製造方法および焼結原料用鉱石によれば、高燐鉱石を焼結鉱石原料に用いた際の焼結鉱品質の低下ならびに焼結生産率の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の成立過程から詳細に説明する。
高燐鉱石は、その例を後述の表に示すように、Ｐ濃度が他の鉱石の２〜３倍を有し（後述の表２）、算術平均径が、１．８６ｍｍとマラマンバ鉱石並に細粒が特徴で（後述の表３）、０．２５ｍｍ以下が３３％程度である。
表２は、トップサイズ６．３ｍｍ例であり、このトップサイズ粒径が業界の通例であった。
【００１７】
高燐鉱石は前述したように、高燐であるという難点のほかに、焼結原料として使用した場合には、焼結生産性が著しく悪化するという問題があった。このため、今まで高燐鉱石は焼結原料として多量に使用されることはなかった。
そこで、本発明者らは、焼結原料として使用した場合には、焼結生産性が著しく悪化する点を解明するため、高燐鉱石の詳細な調査を行った。
そして、高燐鉱石は、後述の表にて示すように、前述した０．２５ｍｍ以下の微粉部が３３％程度の他（後述の表３）、０．２５ｍｍ以下の微粉部においては、他の鉱石と比較して微粉部のＡｌ2Ｏ3が増加し、絶対値とともにＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2が高いことが特徴であった（後述の表４）。
【００１８】
本発明者らは、前記、高燐鉱石中に多量に含まれる微粉と、この微粉部に含まれる高濃度のＡｌ2Ｏ3が、焼結時の通気性を悪化させ、焼結生産性悪化の要因となっているとの考察を基に、微粉部あるいは微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量を低減することで高燐鉱石を用いた場合の焼結生産性の悪化を抑制又は解消できることを見出したものである。
まず本発明者らは、高燐鉱石を用いた場合に焼結生産率の悪化をもたらす要因を調査した。トップサイズが６．３ｍｍの高燐鉱石を焼結原料鉱石に３０質量％，６０質量％と配合して行った焼結鍋試験の結果を図１に示す。なお、この試験では以下の表１に示すような焼結配合原料を用いた。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
図１に示すように、高燐鉱石の配合量の増加に伴って、比重が軽く粗粒のリモナイト鉱石Ｃと振り替えたため装入嵩密度は増加し（同図（ａ））、擬似粒径が低下し（同図（ｃ））、焼結中の風速（通気性）が低下し（同図（ｂ））、焼結時間が延長した（同図（ｄ））。さらに、歩留は向上したものの焼結時間が延長したため、比較的劣質なリモナイト鉱石と振り替えたにもかかわらず焼結生産率が低下した（同図（ｇ））。また、高燐鉱石の配合量の増加に伴って、被還元性はそれほど変化しないものの（同図（ｆ））、還元粉化性が悪化した（同図（ｈ））。
【００２１】
以上が高燐鉱石の焼結操業での使用結果である。
この結果に基づき、本発明者らは、焼結中の通気性の悪化の要因について調査するため、焼結中の通気性の変化を観測した。図２には、高燐鉱石を焼結原料鉱石中に６０質量％配合した場合及び高燐鉱石を配合しない場合の通気性変化を示す。この結果、高燐鉱石を配合した場合には、高燐鉱石を配合しない場合に比べて、焼結時間が延長し（同図（ａ））、通気性が悪化していることが確認された（同図（ｂ）丸囲み部分）。さらに、通気性（ガス風速）の変化に着目すると、高燐鉱石を配合した場合には、焼結前半及び焼結後半のどちらにおいても通気性は悪化しているものの、主に湿潤帯での通気抵抗が支配的な焼結前半においては通気性悪化の程度は小さく、主に溶融帯での通気抵抗が支配的な焼結後半で顕著な悪化が見られた。
つまり、高燐鉱石は細粒であるため、造粒粒子径が低下し、これが焼結前半での通気性の悪化をもたらしたものと考えられる。しかしながら、焼結前半での通気性悪化による影響は小さく、主には、高燐鉱石が溶融している状態での通気性の悪化が生産性に悪影響を及ぼしていると推察される。
【００２２】
次に、焼結中の排ガス組成変化の観測結果を図３に示す。同図に示すように、高燐鉱石を焼結配合原料に６０質量％配合した場合は、配合しない場合に比べて、排ガス中のＣＯ濃度が上昇し、ＣＯ2濃度が低下した。これより、高燐鉱石を配合した場合には、コークスの燃焼が阻害されたものと考えられる。稲角らによれば、流動する融液はコークス燃焼により発生する気体により迂回することが確認されており、融液の流動性が悪化するとコークスが融液に包まれて燃焼する比率が高まると報告されている（鉄と鋼、Ｖ  Ｏｌ．７８（１９９２）、Ｐ．１０５３）。このことから、高燐鉱石を焼結原料鉱石に配合すると、融液の流動性が悪化するものと推察される。
さらに、この融液の流動性悪化をもたらす要因について、本発明者らは高燐鉱石がＡｌ2Ｏ3を多く含有し、またＡｌ2Ｏ3含有量／ＳｉＯ2含有量の値が高い点に着目した。以下、表２〜表５に高燐鉱石と他の鉱石の組成の相違を示す。
【００２３】
【表２】
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【００２４】
【表３】
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【００２５】
【表４】
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【００２６】
【表５】
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【００２７】
なお、表２〜表５中、Ａ鉱石は南米へマタイと鉱石、Ｂ鉱石は豪州へマタイト鉱石、Ｄ鉱石はインド鉱石、Ｅ鉱石はマラマンバ鉱石を示す。
上述したように高燐鉱石は、リンを他の鉱石の約２〜３倍含有し（表２）、０．２５ｍｍ以下の微粉部が高燐鉱石全体の３３質量％と他の鉱石に比べて多く、算術平均が１．８６ｍｍとマラマンバ鉱石並に細粒であることが特徴である（表３）。
【００２８】
さらに、表４に示すように、高燐鉱石は、他の鉱石と比較して、高燐鉱石全体と０．２５ｍｍ以下の微粉部とでＡｌ2Ｏ3の含有率が大きくで異なっており、微粉部では、Ａｌ2Ｏ3含有率の絶対値とともにＡｌ2Ｏ3／ｓｉＯ2（Ａｌ2Ｏ3の含有量／ｓｉＯ2の含有量）の値も高いことが特徴である。表５には、湿潤熱、見掛け比重、０．５ｍｍ以下の気孔量及び比表面積の各値を示すが、高燐鉱石は比較的濡れ性が良いものの、気孔構造の観点からはそれほど特異な性質は認められなかった。
【００２９】
上述の結果から本発明者らは、微粉部が多く、その微粉部でのＡｌ2Ｏ3含有率及びＡｌ2Ｏ3／ｓｉＯ2が高いという高燐鉱石の特徴的な性質が融液の流動性の悪化の要因となっていると推察し、Ａｌ2Ｏ3が融液の流動性に与える影響を調査した。
まず、融液の粘度を図４に示す粘度測定装置を用いて測定した。この測定では、球引き上げ法を採用し、融液中の球Ｂを引き上げる際の天秤指示針Ｎの移動速度をもとに、粘度を算出した。測定は、ＣａＯを２０質量％、Ｆｅ２Ｏ3を８０質量％含有する融液に、Ａｌ2Ｏ3試薬をそれぞれ１，２，６，８，１０質量％添加して行った。その結果、図５に示すようにＡｌ2Ｏ3含有量の増加に従って、融液粘度が上昇することが確認された。
【００３０】
次に、図６に示す装置を用いて融液の浸透速度を測定し、融液粘度の上昇と浸透速度との関係を調べた。この測定では、ガラスビーズ（直径５ｍｍ）の充填したシリンダー（内径４５ｍｍ、高さ３２０ｍｍ）に、シリンダー上方に設置したストッパー付きの漏斗（筒上端部の内径３ｍｍ）から融液を滴下し、この充填層に浸透する融液を観測することで、浸透速度を算出した。図７に示す結果より、融液粘度の上昇に従って、融液の浸透速度は低下することが確認された。
【００３１】
したがって、この融液の浸透速度の低下が、焼結ケーキ中の気孔の成長を阻害し、ひいては、熱間での通気性やコークスの燃焼の悪化につながるものと考えられる。以上の結果から、次のことが解明した。すなわち、高燐鉱石の配合率を増加させた場合には、微粉部全体のＡｌ2Ｏ3含有量が増加し、焼結過程においては、表面積が大きい微粉部から優先的に溶融するものと考えられるため、融液はＡｌ2Ｏ3が高濃度となって、融液粘度が増加するとともに融液の浸透速度が低下する。これにより、焼結過程における空気の流路である気孔の成長が阻害され、焼結擬似粒子間の間隙が融液によって埋められることで、焼結中の通気性が低下して焼結時間が延長し、焼結鉱の生産性が低下することになる。
また、さらに詳細に分析を行うと、微粉部に含まれているＡｌ2Ｏ3により、下記障害を発生していることが判明した。
【００３２】
図８は、各微粉領域で含有されるＡｌ2Ｏ3量による示差熱分析結果を示したものである。示差熱は、粒度区分が異なるためＡｌ2Ｏ3含有量が種々の値である各高燐鉱石について、ＣａＯを１０質量％及びＳｉＯ2を５．０質量％配合し、サンプル粒度を４４μｍ、基準物質をＡｌ2Ｏ3、昇温速度を５０℃／ｍｉｎとして行った。この結果、Ａｌ2Ｏ3の高濃度領域となる、高燐鉱石の微粉部では、カルシウムフェライトの分解溶融に起因すると思われる１２００℃以上での大きな吸熱反応を有し、融液が生じた後吸熱反応が生じ、焼結過程における融液の流動性の悪化や空気の流路となる気孔の成長阻害を引き起こしているものと考えられ、焼結中の通気性が低下して焼結時間が延長し、焼結鉱の生産性が低下することになったと推察された。
【００３３】
そのために、本発明においては、前記焼結生産性悪化の要因となっている高燐鉱石中に多量に含まれる、微粉部あるいは微粉部の高濃度のＡｌ2Ｏ3を、前記高燐鉱石全体の質量に対して所定の２．２質量％以下の範囲に制限することにより、高燐鉱石を用いた場合の焼結生産性の悪化を抑制又は解消する。
【００３４】
図９は、整粒時の調節により、高燐鉱石全体に対する０．２５ｍｍ以下の微粉部の含有率が種々の高燐鉱石を得て、本発明にかかる高燐鉱石の０．２５ｍｍ以下の微粉割合、微粉中Ａｌ2Ｏ3含有量ならびにＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2を変化させた時のシャッター強度、焼結生産性との関係を示すグラフである。高燐鉱石の０．２５ｍｍ以下の微粉部の含有率と、その微粉部のＡｌ2Ｏ3の含有率の関係を図９に示す。同図に示すように、０．２５ｍｍ以下の微粉部の含有率が低下するのに従い、０．２５ｍｍ以下の微粉部のＡｌ2Ｏ3の含有率も低下している。
【００３５】
そして、高燐鉱石全体の質量に対する、その０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量を２．２質量％以下とした時（図９（ａ））、あるいは、前記高燐鉱石全体の質量に対する、その０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を２９質量％以下とした時（図９（ｄ））、シャッター強度、焼結生産率ともに上昇する。このため、本発明では、０．２５ｍｍ以下の微粉部におけるＡｌ2Ｏ3の含有率を高燐鉱石全体の質量に対し、２．２質量％以下とした。あるいは０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を高燐鉱石全体の質量に対し、２９質量％以下とした。
【００３６】
なお、高燐鉱石全体の質量に対する、その０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量の割合がさらに１．５質量％以下であれば、高燐鉱石の使用による焼結生産率悪化が解消されるので好ましい。
同様に高燐鉱石全体の質量に対する、その０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合が２５％質量％以下であれば、高燐鉱石の使用による焼結生産率悪化が解消されるので好ましい。
【００３７】
また、高Ａｌ2Ｏ3による融液の流動性悪化の障害は、ＳｉＯ2を添加して、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2を制御することで改良を図ることができる。本発明においては、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2を０．６以下とすることによって融液の流動性を改善することができ、シャッター強度、焼結生産率ともに上昇する（図９（ｂ））。このために本発明では、ＳｉＯ2系原料を添加して０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2を０．６以下とすることにした。
【００３８】
さらに本発明では、０．２５ｍｍ以下の微粉部におけるＡｌ2Ｏ3の含有率を高燐鉱石全体の質量に対し、２．２質量％以下とする、あるいは０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を高燐鉱石全体の質量に対し、２９質量％以下とすることに加え、ＳｉＯ2系原料を添加して０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ３／ＳｉＯ2を０．６以下とすることを併用してより焼結操業の悪影響を改善してもよい。
【００３９】
また、添加するＳｉＯ2系原料としては、珪石、Ｎｉスラグ、蛇紋岩等の粉が使用できる。なお、融液の流動性確保のため、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2は０．３以上、好ましくは０．４以上とする。この範囲であれば二次ヘマタイトの生成が抑止され、得られる焼結鉱の還元粉化率の悪化もない。
前記、０．２５ｍｍ以下の微粉部、微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3は、微粉部を篩などで除去することで高燐鉱石全体の質量に対する含有割合を調整することが可能である。しかるに微粉部までを造粒により擬似粒子として取り込み活用する焼結操業では、篩による微粉部の除去は、コスト上昇ならびに資源の有効利用にならないことになる。
【００４０】
そこで、本発明においては、０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量を２．２質量％以下、あるいは、前記高燐鉱石全体の質量に対する、その０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を２９質量％以下にするに際して、焼結鉱の製造に供する高燐鉱石のトップサイズ粒径を上昇させ、粒径の粗い部分を増加させることにより、前記微粉部及び／又は微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3の量の相対的な量を低下させて調整を行うことが好ましい。高燐鉱石を造粒するとき、トップサイズ粒径上昇に伴う粗粒部分の増加により、粗い核粒子部分に小さな粒子および微粉が付着形成される擬似粒子化過程では、相対的に粗い粒子に対する微粉の割合が低下することになり、これが高燐鉱石を焼結に使用する際の障害が解消できる所以であり、かつ、焼結に供する高燐鉱石を微粉部を含め無駄なく全て利用することができることにつながる。
以下実施例を示す。
【実施例１】
【００４１】
本実施例では、採掘後の高燐鉱石の整粒過程で、破砕時の破砕粒径や飾分け時の節目の大きさ等を調整することで、下記表６に示すような粒度分布の各高燐鉱石を得た。
【００４２】
【表６】
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【００４３】
この結果表６に示すように、トップサイズ９．０ｍｍの高燐鉱石は、０．２５ｍｍ以下の微粉部が２７質量％、トップサイズ６．３ｍｍの高燐鉱石は、０．２５ｍｍ以下の微粉部が３４質量％であり、トップサイズが大きいと、すなわち破砕粒径等を大きくすることで、微粉部の量を低減できることが確認された。
【００４４】
次に、表６に示す粒度分布の各高燐鉱石を用いて焼結鉱の製造を行った。発明例１では、トップサイズ９．０ｍｍの高燐鉱石を焼結原料鉱石中に６０質量％配合した。また、発明例２では、トップサイズ９．０ｍｍの高燐鉱石を焼結原料鉱石中に６０質量％配合するとともに、焼結原料にＳｉＯ2系原料（珪石）を配合することで０．３質量％のＳｉＯ2を添加した。一方、比較例では、トップサイズ６．３ｍｍの高燐鉱石を焼結原料鉱石中に６０質量％配合した。
【００４５】
この結果、図１０に示すように、発明例１及び発明例２では、比較例と比べ、焼結中の通気性が改善し（同図（ｂ））、焼結時間も短縮し（同図（ｄ））、焼結生産率が向上した（同図（ｇ））。また、被還元性が向上し（同図（ｆ））、還元粉化性が改善した。このことから、高燐鉱石のトップサイズを大きくし、又は、微粉部の含まれる割合を相対的に低減することで、焼結生産性や還元粉化性等を改善できることが確認された。また、還元粉化性は、発明例１よりもＳｉＯ2を添加した発明例２の方が改善の効果が大きく、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の値を低減した効果が確認された（同図（ｈ））。
【実施例２】
【００４６】
次に、高燐鉱石のみ使用した焼結鍋試験結果を示す。表６に示した、トップサイズ６．３ｍｍの従来の高燐鉱石を比較例、トップサイズが８．０ｍｍの高燐鉱石を他の比較例、トップサイズを９ｍｍとした本発明になる高燐鉱石を発明例として各２回の試験結果で示した。
この結果、図１１に示すように、発明例では、２種の比較例と比べ、鍋中平均風速は向上し（同図（ａ）、歩留りも向上した（同図（ｂ））。擬似粒子径も増加し（同図（ｃ））、さらに焼結時間、生産率ともに向上しており（（同図（ｄ）（ｅ））還元粉化性も向上した（同図（ｆ））。なお、高出銑比高炉操業を行う時焼結鉱の還元粉化率は約３０％以下が要求されるがトップサイズ９．０ｍｍでは、いずれも良好な結果となり、本発明の有効性が確認された。なお、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部に含まれるＡｌ2Ｏ3含有量の割合を２．２質量％以下としたことを特徴とする焼結原料用鉱石、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部の割合を２９質量％以下としたことを特徴とする焼結原料用鉱石、Ｐ成分が０．１質量％を超える高燐鉱石であって、その高燐鉱石中の０．２５ｍｍ以下の微粉部における、Ａｌ2Ｏ3の含有量に対するＳｉＯ2の含有量の比であるＡｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2を０．６以下としたことを特徴とする焼結原料用鉱石のみを使用した焼結鍋試験結果も同様な結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】トップサイズが６．３ｍｍの高燐鉱石を焼結原料に用いた場合の焼結鍋試験の結果を示すグラフである。
【図２】高燐鉱石を６０質量％配合した場合及び高燐鉱石を配合しない場合の通気性変化を示すグラフである。
【図３】焼結中の排ガス組成の変化の観測結果を示すグラフである。
【図４】粘度測定の様子を示す図である。
【図５】Ａｌ2Ｏ3含有量と融液粘度の関係を示すグラフである。
【図６】融液の浸透速度測定の様子を説明する図である。
【図７】融液粘度と浸透速度の関係を示すグラフである。
【図８】微粉部に含有されるＡｌ2Ｏ3濃度ごとの示差熱析の結果を示すグラフである。
【図９】本発明にかかる高燐鉱石の０．２５ｍｍ以下の微粉部の含有率と、Ａｌ2Ｏ3含有率、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、焼結鉱のシャッター強度、焼結生産率との関係を示すグラフである。
【図１０】実施例の焼結鍋試験の結果を示すグラフである。
【図１１】高燐鉱石単味を用いた焼結鍋試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
Ｂ      球
Ｎ      天秤指示針
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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