(57)【要約】【課題】ＳｉＯ2、ＣａＯなどの高炉スラグを形成する成分の含有量が従来より少ない含有量でも、９０％以上の落下強度（ＳＩ）を有する焼結鉱をほぼ確実に製造できる製造方法を提供すること。また、高い落下強度を有すると同時に、被還元性が高く、かつ金属鉄が存在する焼結鉱製造用擬似粒子を提供すること。【解決手段】ＳｉO2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％を含有する焼結鉱の製造方法であって、焼結鉱の配合原料のうちＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石と炭材とを混合して成形体を、成形体の炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上となるように成形し、成形体の表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの中から選ばれる１種または２種以上からなる被覆層を形成して多層成形体とし、多層成形体と配合原料の残部とを混合・造粒して焼結機に供給し焼結することを特徴とする焼結鉱の製造方法を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉO2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％を含有する焼結鉱の製造方法であって、前記焼結鉱の配合原料のうちＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石と炭材とを混合して成形体を、該成形体の炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上となるように成形し、該成形体の表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの中から選ばれる１種または２種以上からなる被覆層を形成して多層成形体とし、該多層成形体と前記配合原料の残部とを混合・造粒して焼結機に供給し焼結することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
多層成形体が、さらに被覆層の外側に炭材からなる炭材層を有することを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石からなる成形体が、ＣａＯ含有量を４ｍａｓｓ％以下とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
成形体が、ブリケットマシンで加圧成形したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
焼結鉱の配合原料のうち、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石と炭材とＣａＯを含有する副原料とで成形体を形成し、該成形体の表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの中から選ばれる１種または２種以上からなる被覆層を形成して多層成形体とし、該多層成形体の表面に配合原料の残部の一部が外装された擬似粒子であって、前記成形体の炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上であることを特徴とする焼結鉱製造用擬似粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱の製造方法および焼結鉱製造用擬似粒子に関し、特に高炉スラグ形成成分であるＳｉＯ2やＣａＯの含有量が少ないにもかかわらず、高い強度を有し、金属鉄を含有する焼結鉱の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高炉に装入する鉄系原料としては、良質の塊状鉄鉱石が不足していることもあり、焼結鉱への依存度が高まっている。その焼結鉱は、一般に、粉状鉄鉱石の他、返鉱、硫酸滓、砂鉄、スケール、高炉ダストおよび転炉ダスト等の鉄系原料に、造滓材としての石灰石、焼成のための熱源となる炭材等を混合してなる主として粉状の配合原料を焼結して製造されている。即ち、前記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前記炭材を燃焼させることにより、該配合原料の少なくとも一部を溶融させてから冷却固化し、破砕することにより、製造している。つまり、焼結鉱は、粉状鉄鉱石等の鉄系原料がフラックスとして使われるＣａＯやＳｉＯ2等の造滓（スラグ）成分と反応し、少なくとも一部が溶融して塊状化した人工鉱石である。
【０００３】
しかしながら、現在、高炉で使用されている焼結鉱は、塊状鉄鉱石と比較すると、ＳｉＯ2、ＣａＯ含有量が多いので、高炉に装入する鉄系原料のうち、焼結鉱の割合が高くなるに従い、高炉スラグの発生量が増加し、その結果、高炉の燃料比および高炉スラグの処理費の増大を招く等の問題がある。しかも、最近では、省資源・省エネルギーの観点からも、高炉の燃料比およびスラグ比の低減に対する要望が高まっている。
【０００４】
一方で、焼結鉱中のＳｉＯ2、ＣａＯ含有量を減少させることは、焼結鉱の強度低下を招くことになるため、現在はＳｉＯ2含有量の下限値を４．５ｍａｓｓ％程度、ＣａＯ含有量の下限値を9．０ｍａｓｓ％程度としている。例えば、ＣａＯが６〜９ｍａｓｓ％の低スラグ焼結鉱の製造方法（例えば、特許文献１参照。）、ＳｉＯ2が平均５ｍａｓｓ％以下で、ＣａＯ／ＳｉＯ2が１．９０から２．１０の焼結鉱の製造方法（例えば、特許文献２参照。）、ＳｉＯ2が４．２〜４．９ｍａｓｓ％、ＭｇＯが１．５〜３．０ｍａｓｓ％で、ＣａＯ／ＳｉＯ2が１．８〜２．２の焼結鉱の製造方法（例えば、特許文献３参照。）、あるいはＳｉＯ2が４．６ｍａｓｓ％以下、ＣａＯ／ＳｉＯ2が１．０〜３．０、ＭｇＯが０．５ｍａｓｓ％超の焼結鉱の製造方法（例えば、特許文献４参照。）が知られている。
【０００５】
しかしながら、これらの従来技術で製造した焼結鉱ではいずれも、ＳｉＯ2、ＣａＯ含有量の低下に伴い、落下強度（シャッター強度：ＳＩ）が８５％程度に低下してしまうため、焼結鉱中のＳｉＯ2含有量は４．５〜５．５ｍａｓｓ％程度、ＣａＯ含有量は下限値を９．０ｍａｓｓ％程度に留めているのが現状である。なお、ＳｉＯ2含有量を４．５〜５．５ｍａｓｓ％以上、ＣａＯを９．０ｍａｓｓ％以上含有する現在の焼結鉱では、落下強度（ＳＩ）が８９％程度である。また、含有させるＳｉＯ2、ＣａＯなどのいわゆるフラックス成分の減少に対し、配合原料中の炭材含有量を増加させることにより、必要な強度を確保しようという考え方もあるが、この場合には、焼結鉱のミクロ組織が溶融時に生成したオリビン系融液に由来する結晶が多いものとなり、焼結鉱の被還元性（ＲＩ）が劣化するという問題があるのであまり望ましい方法ではない。
【０００６】
また一方で、高炉の燃料比を低減する手段として高炉原料における金属鉄の使用が知られており、焼結鉱を部分的に還元して金属鉄を得る方法が提案されている。例えば５〜２０ｍａｓｓ％の炭材を含む原料を造粒して内層とし、外層を２〜５ｍａｓｓ％の炭材を含む原料で形成しこの２層擬似粒子を焼結原料の一部とする半還元焼結鉱の製造方法（例えば、特許文献５参照。）や、生ペレット表面にＣａＯ分を２５ｍａｓｓ％以上含有する被覆層を備えた部分還元ペレットの製造方法（例えば、特許文献６参照。）が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２７３７３８号公報
【特許文献２】特開平１１−８０８４５号公報
【特許文献３】特開平１１−１３１１５１号公報
【特許文献４】特開２０００−１７８６５９号公報
【特許文献５】特開平４−２１０４３２号公報
【特許文献６】特開２０００−１９２１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、かかる事情に鑑み、高炉スラグを形成する成分(ＳｉＯ2、ＣａＯなど)の含有量が従来より少ないＳｉＯ2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％の含有量でも、９０％以上の落下強度（ＳＩ）を有する焼結鉱の製造方法として、特願２００４−２８８８１号を提案した。この技術は、粉鉄鉱石とその他の鉄源原料、ＣａＯを含有する副原料および炭材とを混合し、水分を添加して造粒した後に焼結機へ供給し、前記炭材を燃焼させて溶融、冷却し、ＳｉＯ2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％を含有する焼結鉱を製造するに際して、まず、ＳｉＯ2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉱石及び炭材を予め混合、造粒して造粒物を形成し、引き続き、該造粒物と残り原料とを再度混合、造粒してから焼結機に供給する焼結鉱の製造方法である。
【０００８】
しかしながら、前記焼結鉱の製造方法の製造においては、ＳｉＯ2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉱石及び炭材を用いて予め製造した造粒物が、引き続いて残り原料と混合、造粒する際に崩壊する場合があり、結局のところ、全原料を混合、造粒する従来技術と大差がなくなり、所定の焼結鉱を得ることができない場合があった。
【０００９】
また、焼結鉱を部分的に還元して金属鉄を得る技術においては、従来技術では擬似粒子中の炭材燃焼による高温化のため内層部分が溶融し、融液が流動し溶け落ち再酸化してしまうため金属鉄を得ることが困難であるという問題があった。
【００１０】
したがって本発明の目的は、従来技術の抱えている上述した問題点を克服できる技術の確立、即ち、ＳｉＯ2、ＣａＯなどの高炉スラグを形成する成分の含有量が従来より少ないＳｉＯ2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％の含有量でも、９０％以上の落下強度（ＳＩ）を有する焼結鉱をほぼ確実に製造できる製造方法を提供することにある。
【００１１】
また本発明の他の目的は、高い落下強度を有すると同時に、被還元性が高く、かつ金属鉄が存在する焼結鉱製造用擬似粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）ＳｉO2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％を含有する焼結鉱の製造方法であって、前記焼結鉱の配合原料のうちＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石と炭材とを混合して成形体を、該成形体の炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上となるように成形し、該成形体の表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの中から選ばれる１種または２種以上からなる被覆層を形成して多層成形体とし、該多層成形体と前記配合原料の残部とを混合・造粒して焼結機に供給し焼結することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
（２）多層成形体が、さらに被覆層の外側に炭材からなる炭材層を有することを特徴とする（１）に記載の焼結鉱の製造方法。
（３）ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石からなる成形体が、ＣａＯ含有量を４ｍａｓｓ％以下とすることを特徴とする（１）または（２）に記載の焼結鉱の製造方法。
（４）成形体が、ブリケットマシンで加圧成形したものであることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の焼結鉱の製造方法。
（５）焼結鉱の配合原料のうち、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石と炭材とＣａＯを含有する副原料とで成形体を形成し、該成形体の表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの中から選ばれる１種または２種以上からなる被覆層を形成して多層成形体とし、該多層成形体の表面に配合原料の残部の一部が外装された擬似粒子であって、前記成形体の炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上であることを特徴とする焼結鉱製造用擬似粒子。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石を用い、ＳｉO2、ＣａＯなどの高炉スラグを形成する成分の含有量が従来より少ないＳｉO2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％の含有量とする焼結鉱であっても、９０％以上の落下強度（ＳＩ）を有する高強度焼結鉱を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の焼結鉱製造用擬似粒子を用いれば、金属鉄、ウスタイトおよびマグネタイトなどの金属鉄系融液を生成させ、最終的には、高強度、高被還元性で、一部金属鉄が残留した状態の焼結鉱を得ることができる。すなわち、本発明によれば、従来よりもＳｉO2量の低いＳｉO2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％とする焼結鉱であっても、被還元性が高くかつ９０％以上の落下強度（ＳＩ）を示す高強度の金属鉄含有焼結鉱を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明においてはＳｉO2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％を含有する焼結鉱を製造するに際し、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石は、予め成形して成形体とした後に焼結鉱原料として使用する。この理由は、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石を単に造粒するだけでは他の原料との混合造粒操作で崩壊する場合があるので、混合・造粒時崩壊せぬような強度を付与するためである。すなわち、混合・造粒として代表的なドラムミキサーによる混合・造粒操作でＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石を造粒しただけでは、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％超えである粉鉄鉱石等の他の配合原料との混合、造粒時に予め造粒したＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石からなる造粒物である擬似粒子が崩壊して、他の配合原料と混合、造粒されてしまうという問題を回避するためである。
【００１６】
粉鉄鉱石の全量をＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石としないのは、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石は、多量入手は困難な点もあり、全量ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石を焼結原料として使用することは現実的ではないためである。したがって、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石と、その他のＳｉO2含有量が高い粉鉄鉱石との併用においてＳｉO2、ＣａＯなどの高炉スラグを形成する成分の含有量が従来より少ない焼結鉱であるＳｉO2：４．０〜５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：７〜９ｍａｓｓ％を含有する焼結鉱への原料配合調整を余儀なくされる。その場合ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石は、本発明においては、残りの焼結用原料との混合、造粒過程で崩壊を生じないように強度を高めるため予め成形した成形体として使用する。
【００１７】
ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石は、成形体全体として炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上となるように炭材を加えて成形体を形成する。またＣａＯ含有量は、成形体全体として４ｍａｓｓ％以下とすることが望ましい。そして成形体の表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの中から選ばれる１種または２種以上からなる被覆層を形成して多層成形体とする。そして多層成形体と残りの焼結用原料とを混合、造粒して焼結鉱製造用擬似粒子を製造する。
【００１８】
なお、予め成形する成形手段としては、加圧成形手段が容易で大量生産にむいており、具体的にはブリケットマシンによる成形体の製造が好ましい。
【００１９】
本発明において、成形体の炭材含有量を１０ｍａｓｓ％以上とし、成形体に被覆層を形成して多層成形体とするのは、安定して金属鉄を含有する還元鉄が存在する焼結鉱を得るためである。
【００２０】
一般に、高炉の燃料比を低減する方法の1つとして、高炉装入原料として金属鉄を使用するという考え方がある。そこで、その金属鉄を焼結鉱中に含有させておけば、上記と同様の作用効果、即ち高炉燃料比の低減に有効に作用すると考えられる。ただし、通常の焼結鉱は、金属鉄をほとんど含有していないのが実情である。その理由は、配合原料中の鉄源が、炭材等の作用による還元雰囲気によって、一時的に還元されて金属鉄を生成するものの、生成した融液が流動化し、擬似粒子の形状を保てないため焼結反応終了後の高温酸化性雰囲気において、再酸化されてしまうからである。
【００２１】
そこでＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石を含む配合原料を、炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上となるようにして加圧成形することで擬似粒子を強固なものとし、融液の流動化を抑制するとともに、さらに融液を保持するための被覆層を形成することにより形状を安定化し、再酸化を防止する。
【００２２】
また、成形体の被覆層の外側にさらに炭材層を形成することにより、この炭材の燃焼により成形体の温度が更に高まり金属鉄の含有量を増加させることができる。
【００２３】
したがって、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石と炭材とを混合して成形体を、該成形体の炭材含有量が１０ｍａｓｓ％以上となるように成形し、成形体の表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの単体または複合体からなる被覆層を形成した多層成形体の表面に残りの配合原料の一部が外装されている焼結鉱製造用擬似粒子、あるいは多層成形体の被覆層の外側に炭材層を形成しさらに残りの配合原料の一部が外装されている焼結鉱製造用擬似粒子を用いて焼結鉱を製造することで、金属鉄（還元鉄）を含有する焼結鉱を製造することができる。
【００２４】
以下、本発明を開発するに至った動機とともに、本発明の最良の実施形態について説明する。
【００２５】
焼結鉱は、粉鉄鉱石を、フラックス(つまり、ＣａＯやＳｉO2等のスラグ成分)と反応―溶融させた後、冷却して塊成化したものである。そのため、焼結鉱の強度には、配合原料の粒度や配合比率（塩基度）等、様々な因子が影響を及ぼしていることは周知である。特にＳｉO2含有量が４．０〜５．０ｍａｓｓ％で、ＣａＯ含有量が７〜１０ｍａｓｓ％程度の低スラグ焼結鉱では、ＣａＯやＳｉO2等のフラックス成分の減少に伴い、融液量が不足して、製品焼結鉱の落下強度（ＳＩ）が低下することが知られている。
【００２６】
そこで、発明者らは、添加フラックス成分に依存しない融液生成を種々試みた。その結果、焼結機装入原料として、配合原料の一部に、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石を用い、該粉鉄鉱石と炭材とを、予め混合したのち、加庄成形して成形体としたものにＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの単体または複合体からなる被覆層を形成して多層成形体とし、残りの前記配合原料を混合・造粒したものを用い、これを焼結装入原料として焼結鉱を製造すると、被還元性が比較的高く、高強度の金属鉄含有焼結体が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００２７】
ところで、現在、製造されている焼結鉱においても、炭材燃焼時の還元雰囲気下でＦｅ2Ｏ3とＳｉO2に由来するオリビン系融液が多く生成する。この融液に由来するミクロ組織を有する焼結鉱は、被還元性が低くなることが知られている。
【００２８】
一方で、本発明に示すように、焼結鉱の製造に当たり、ＳｉO2含有量が3．6ｍａｓｓ％以下である鉱石を用い、かつ炭材を１０ｍａｓｓ％以上含有する焼結原料を用いると、オリビン系融液の生成量が少なくなり、ウスタイト系融液由来のミクロ組織が多くなって、高強度と高被還元性を両立する焼結体が得られ金属鉄の残留が観察されたのである。そして、ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である鉱石を用い、かつ炭材を添加して加圧成形した成形体を用いると、成形体が緻密であることから炭材のガス化に伴ない成形体の内圧が上昇して還元雰囲気が強化され、酸化性ガスの侵入を抑制するように作用して再酸化抑止効果を生じる。
【００２９】
その結果として、焼結鉱中（成形体部分）には金属鉄が多く安定して残留し、高強度と高被還元性の両特性を有し、かつ金属鉄含有の焼結鉱が得られることが分かったのである。
【００３０】
以上のように金属鉄が残留することも、本発明においてＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石を、加圧成形した成形体として使用する理由の一つである。
【００３１】
次に、本発明者らは、上述した所定の効果を有する焼結鉱を得るために、前記成形体中への炭材添加量の好適範囲について検討した。その結果、成形体中の炭材添加量が１０ｍａｓｓ％未満では、金属鉄が得られない場合があったので、１０ｍａｓｓ％を下限とした。１０ｍａｓｓ％以上であれば、金属鉄の存在と、前記ウスタイト系融液由来のミクロ組織増加によって高強度と高被還元性の両特性が成立する。なお、この炭材添加量の上限は特に設ける必要はないが、製造上の要請や経済性等により決定すればよく、例えば２５ｍａｓｓ％程度とする。より好ましくは１０〜２０ｍａｓｓ％である。
【００３２】
また本発明では、前記成形体表面にＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの単体または複合体からなる被覆層を形成して、多層成形体とする。これは残りの原料に由来する焼結融液と成形体表面が接触することにより融液が成形体内部に拡大し成形体が流動化するのを抑制するためである。ここでの被覆層に用いられる材料としては焼結鉱の原料として有害とならない成分の酸化物が考えられ、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの単体または複合体が用いられる。またここでは反応による融液を生成しにくいものが望ましく、好ましくはＳｉＯ2、Ａｌ2O3、ＭｇＯの単体または複合体が用いられる。
【００３３】
さらに本発明では、前記ＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石を用いる際、炭材に加えて、ＣａＯ含有副原料（例えば石灰石、焼石灰）をも添加し、予めＣａＯの添加量が４ｍａｓｓ％以下と比較的少ない含有量に留めることが有効である。その理由は、この成形体にＣａＯが４ｍａｓｓ％以下の含有量であれば、含まれていても、焼結鉱の強度や被還元性をさほど低下させないからである。加圧して成形する成形体としての使用においては、ＣａＯ含有副原料の添加を行わずとも実施可能である。
【００３４】
次に図１を用いて、本発明の焼結鉱の製造方法の一実施形態を説明する。
【００３５】
図１は本発明に係る焼結鉱の製造工程例を説明するフロー図であり、（Ａ）まず、ＳｉO2含有量４．０〜５．０ｍａｓｓ％の焼結鉱を製造するに当たり、原料配合を決定する。すなわち、ＳｉO2含有量３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石使用量に基づき、その他の粉鉄鉱石使用量を求め全焼結配合原料としてＳｉO2含有量４．０〜５．０ｍａｓｓ％となる焼結原料配合を定める。これは、ＳｉO2含有量３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石以外のその他の配合から全焼結配合原料としてＳｉO2含有量４．０〜５．０ｍａｓｓ％となるようにＳｉO2含有量３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石使用量を求めてよいことは当然である。
【００３６】
（Ｂ、Ｃ）引き続き、ＳｉO2含有量３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石に対するＣａＯ、および炭材量を決定し、混合する。
【００３７】
（Ｄ）また、残りの焼結原料であるＳｉO2含有量３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石以外の他の焼結原料についても同様にＣａＯ、炭材量を決定する。
【００３８】
（Ｅ）成形体に被覆層を形成する被覆材料量を決定する。
【００３９】
（Ｆ）ＳｉO2含有量３．６ｍａｓｓ％以下の粉鉄鉱石に対するＣａＯ、および炭材量を決定し、混合した後に、水を加え加圧成形して成形体とする。なお、この成形体は残りの他の焼結原料との混合・造粒時に崩壊しない程度の強度を有しておれば良く、バインダーとして水、あるいは必要に応じベントナイト、糖蜜などを使用すればよい。加圧成形機としては、ブリケットマシンを用いることができる。
【００４０】
（Ｇ）、（Ｆ）で成形した成形体に被覆材料を被覆するには代表的にはドラムミキサーを用いることができる。成形体に被覆材料を加え、ドラムミキサーの入り側から装入して混合そして転動による造粒操作を加えて成形体の表面に粉状被覆材料を外装化して多層成形体とする。
【００４１】
（Ｈ）被覆された多層成形体の外側にさらに炭材層を形成する場合にも、ドラムミキサーを用いることができる。多層成形体に炭材を加え、ドラムミキサーの入り側から装入して混合そして転動による造粒操作を加えて多層成形体の表面に炭材を外装化する。
【００４２】
（Ｉ）次いで、多層成形体と、残りの焼結原料の混合・造粒にもドラムミキサーを用いることができる。ＣａＯおよび炭材、必要に応じＳｉＯ2原料を加え、ドラムミキサーの入り側から多層成形体とともに装入して混合そして転動による造粒操作を加えて成形体の表面に粉状原料を外装化して擬似粒子化する。
【００４３】
（Ｊ）擬似粒子を焼結機パレット上に装入して、焼結する。
【００４４】
図２は、本発明に係る焼結鉱製造用の擬似粒子の一実施形態の説明図であり、核粒子としてＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石と炭材とＣａＯを含有する副原料とからなる成形体（ブリケット）１を有し、その周囲に被覆層２を有し、最も外側にＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％を超える粉鉄鉱石等からなる付着部（外装）４を有するものである。
【００４５】
また、図３に本発明の焼結鉱製造用の擬似粒子の他の実施形態の説明図を示す。核粒子としてＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％以下である粉鉄鉱石と炭材とＣａＯを含有する副原料とからなる成形体（ブリケット）１を有し、その周囲に被覆層２を有し、更にその周囲に炭材層３を有し、最も外側にＳｉO2含有量が３．６ｍａｓｓ％を超える粉鉄鉱石等からなる付着部（外装）４を有するものである。
【００４６】
上記の被覆された多層成形体の表面に粉状原料が外装化され擬似粒子化が図られた焼結鉱の製造用擬似粒子を焼結すると、焼結鉱中（元成形体部分）には金属鉄が多く安定して残留するので、高強度と高被還元性の両特性を有し、かつ金属鉄を含有する焼結鉱を得ることができる。
【実施例１】
【００４７】
本発明にかかる焼結鉱の具体的な製造方法を実施例に基づいて説明するとともに、本発明の範囲外である例を比較例とし、本発明の効果を確認した。なお、これらの焼結鉱を製造するに際しては、表１に示す組成を有する9銘柄の粉鉄鉱石を使用し、表１に示す鉱石配合割合で配合した。ＳｉO2含有量３．６ｍａｓｓ％以下の鉱石は、表1から明らかなように鉱石Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇである。また、副原料の内訳と化学成分を表２に、配合の基準とする鉱石Ａ〜Ｉの鉄鉱石原料と各副原料との配合割合を表３に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
【表２】
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【００５０】
【表３】
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【００５１】
（本発明例１）
この実施例において、配合原料を調整するに当っては、焼結鉱中のＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％となるように珪石を、焼結鉱中のＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％となるように石灰石を配合した。また、製品とならない５ｍｍ未満の焼結鉱は原料中に返鉱として戻されるが、その返鉱を新原料に対し２０ｍａｓｓ％となるように配合した。ここで新原料とは鉄鉱石原料及び副原料の和のことである。
【００５２】
そして、焼結鉱の製造に当っては、
（ａ）まず、鉱石Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇに対し、炭材（粉コークス）の含有量が１０ｍａｓｓ％となるように添加・混合した後、水分を添加しブリケットマシンにて加圧成形して成形体を得た。
【００５３】
ブリケットマシンにて加圧成形して得られた成形体は、アーモンド状の形状であり、１０ｃｃの体積を有する粒径に成形した。従って、表１の鉱石銘柄のうち、上記鉱石Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇ以外のものは加圧成形されない、残りの配合用原料である。ここで配合原料とは新原料と返鉱の和のことである。
（ｂ）次に、（ａ）で得られた成形体とともに、副原料中のニッケルスラグ０．８ｍａｓｓ％を粉状被覆材料としてドラムミキサーに投入し、水分を添加しながら混合、造粒して成形体の表面に被覆材料を外装化して被覆層を形成し、多層成形体を得た。
（ｃ）次に、上述した残りの配合原料を（ｂ）で得られた多層成形体とともにドラムミキサーに投入し、水分を添加しながら混合、造粒して造粒物を得た。前記（ａ）で得られた成形体は鉄鉱石原料中６３ｍａｓｓ％であり残りの鉄鉱石原料は、３７ｍａｓｓ％であった。
【００５４】
なお、配合した前記混合物中の全炭材量は、新原料に対し７．０ｍａｓｓ％（全配合原料に対し、５．６ｍａｓｓ％）とした。これらの製造条件を整理して表４に示す。
【００５５】
次に、上記のようにして製造された造粒物を、焼結機のパレット上に装入し、通常操業に従う空気吸引下で焼結した。得られた焼結鉱の品質を表５に示す。焼結鉱の品質の評価は、通常の化学分析により金属鉄含有量を求め、日本工業規格ＪＩＳ Ｍ８７１１に規定された方法により落下強度（シャッターインデックス（ＳＩ））を求め、また日本工業規格ＪＩＳ Ｍ８７１３に規定された方法で被還元性指数（ＲＩ）を求めて行った。得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であり、金属鉄を安定して９．５ｍａｓｓ％含有し、ＳＩが９２、ＲＩが６６と高強度で被還元性の良好な焼結鉱が得られた。
【００５６】
【表４】
2006265569.tif 000006
【００５７】
【表５】
2006265569.tif 000007
【００５８】
（本発明例２）
ニッケルスラグ０．８ｍａｓｓ％に替えて珪石０．４ｍａｓｓ％を粉状被覆材料として成形体の表面に外装化して被覆層を形成し、多層成形体を得たこと以外は本発明例１と同様の方法で焼結鉱を製造した。結果を表４、表５に併せて示す。
【００５９】
得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０mass%、ＣａＯ含有量が７．０mass%であり、金属鉄を９．３ｍａｓｓ％含有し、ＳＩが９２、ＲＩが６６と高強度で被還元性が良好な焼結鉱が得られた。
【００６０】
（本発明例３）
ニッケルスラグ０．８ｍａｓｓ％に替えてドロマイト１．５ｍａｓｓ％を粉状被覆材料として成形体の表面に外装化して被覆層を形成し、多層成形体を得たこと以外は本発明例１と同様の方法で焼結鉱を製造した。結果を表４、表５に併せて示す。
【００６１】
得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であり、金属鉄を９．３ｍａｓｓ％含有し、ＳＩが９１、ＲＩが６７と高強度で被還元性が良好な焼結鉱が得られた。
【００６２】
（本発明例４）
ニッケルスラグを被覆層として外装化した多層成形体とともに、多層成形体に対し１ｍａｓｓ％の炭材をドラムミキサーに投入し、水分を添加しながら混合、造粒して多層成形体の表面に炭材を外装化して炭材層を形成した炭材多層成形体を得たこと以外は本発明例１と同様の方法で焼結鉱を製造した。結果を表４、表５に併せて示す。
【００６３】
得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％であり、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であり、金属鉄を１０・１ｍａｓｓ％含有し、ＳＩが９３、ＲＩが６６と高強度で被還元性が良好な焼結鉱が得られた。
（本発明例５）
鉱石Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇの粉鉄鉱石、炭材およびＣａＯを含有する副原料として石灰石を混合して、成形体を成形した。この際に、成形体中のＣａＯ添加量が４ｍａｓｓ％となるように石灰石を添加すると共に、炭材含有量が１０ｍａｓｓ％となるように配合し、これらを混合した後、水分を添加しブリケットマシンにて加圧成形して成形体とし、ニッケルスラグを粉状被覆材料として成形体の表面に外装化して被覆層を形成した。これ以外は本発明例1と同様の方法で焼結鉱を製造した。結果を表４、表５に併せて示す。
【００６４】
得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であり、金属鉄を７．０ｍａｓｓ％含有し、ＳＩが９３、ＲＩが６７と高強度で被還元性が良好な焼結鉱が得られた。
（本発明例６）
鉱石Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇに対し炭材を１２ｍａｓｓ％となるように配合し、さらにこれらを混合後、水分を添加しブリケットマシンにて加圧成形して成形体を得た。配合した全炭材量は、新原料に対し９．０ｍａｓｓ％であり、炭材の配合量以外は本発明例１と同様の方法で焼結鉱を製造した。結果を表４、表５に併せて示す。
【００６５】
得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であり、金属鉄を１１．８ｍａｓｓ％含有し、ＳＩが９４、ＲＩが６４と高強度で被還元性が良好な焼結鉱が得られた。
（本発明例７）
成品焼結鉱のＳｉO2含有量が５．０ｍａｓｓ％となるように珪石を配合し、また、焼結鉱のＣａＯ含有量が１０．０ｍａｓｓ％となるように石灰石を配合したこと以外は本発明例１と同様の方法で焼結鉱を製造した。結果を表４、表５に併せて示す。
【００６６】
得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が５．０ｍａｓｓ％であり、ＣａＯ含有量が１０．０ｍａｓｓ％であり、金属鉄を７．８ｍａｓｓ％含有し、ＳＩが９４、ＲＩが６５と高強度で被還元性が良好な焼結鉱が得られた。
【００６７】
（比較例１）
焼結鉱のＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％となるように珪石を、成品焼結鉱のＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％となるように石灰石を配合した。また、返鉱は、新原料に対し２０ｍａｓｓ％となるように配合した。
【００６８】
すべての配合原料を、ドラムミキサーに投入し、水分を添加しながら混合・造粒した。配合した全炭材量は、新原料に対し７．０ｍａｓｓ％とした。上記配合物を焼結機に装入し、焼結後に得られた焼結鉱の品質を本発明例と同様に測定した。ここで得られた焼結鉱はＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％であり、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であったが、金属鉄はほとんど含有していないため、ＳＩが７７、ＲＩが６９と落下強度の低い焼結鉱となった。
【００６９】
（比較例２）
本発明例１の被成形原料Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇにかえて、鉱石銘柄Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｈ、Ｉの粉鉄鉱石に対し炭材として粉コークスを１０ｍａｓｓ％となるように配合し、これらを混合した後、水分を添加してブリケットマシンにて加圧成形し、残りの配合原料を混合・造粒した以外は本発明例１と同様の方法で実施した。得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％であり、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であり、金属鉄はほとんど含有していないため、ＳＩが８６、ＲＩが５０と強度が低く、被還元性も悪い焼結鉱となった。
【００７０】
（比較例３）
予め鉱石銘柄Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇの粉鉄鉱石、炭材およびＣａＯを含有する副原料を成形物中へのＣａＯ添加量が７ｍａｓｓ％となるようにすると共に、炭材を１０ｍａｓｓ％となるように配合し、これらを混合した後、水分を添加して混合・造粒した。すなわち、ブリケットマシンにて加庄成形するところをＣａＯを添加して通常の造粒としたこと以外は本発明例１と同様の方法で実施した。得られた焼結鉱は、ＳｉO2含有量が４．０ｍａｓｓ％であり、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であったものの、金属鉄を５ｍａｓｓ％程度含有している部分も存在したが、ＳＩが８０、ＲＩが６４と強度がやや低く、被還元性も悪い焼結鉱となった。
【００７１】
（比較例４）
予め鉱石銘柄Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇの粉鉄鉱石に対し炭材を４ｍａｓｓ％となるように配合し、これらを混合した後、水分を添加して混合・造粒した。すなわち、ブリケットマシンにて加圧成形するところを炭材の添加量を減らして通常の造粒としたこと以外は本発明例１と同様の方法で実施した。得られた焼結鉱は、ＳｉＯ2含有量が４．０ｍａｓｓ％であり、ＣａＯ含有量が７．０ｍａｓｓ％であったが、金属鉄を含有する部分と金属鉄をほとんど含有しない（金属鉄を０．１ｍａｓｓ％程度含有）部分とが存在し、金属鉄をほとんど含有しないものは、ＳＩが８７、ＲＩが６５と強度が低く、被還元性も悪い焼結鉱であった。
【００７２】
（比較例５）
焼結鉱のＳｉＯ2含有量が５．０ｍａｓｓ％となるように珪石を配合し、また、成品焼結鉱のＣａＯ含有量が１０．０ｍａｓｓ％となるように石灰石を配合したこと以外は比較例１と同様の方法で実施した。得られた焼結鉱のＳｉＯ2含有量は５．０ｍａｓｓ％であり、ＣａＯ含有量は１０．０ｍａｓｓ％であったが、金属鉄をほとんど含有しない（金属鉄を０．１ｍａｓｓ％程度含有）ものでは、ＳＩが８９、ＲＩが６４と強度が低く、被還元性も悪い焼結鉱となった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る焼結鉱の製造方法の工程例を説明するフロー図である。
【図２】本発明に係る焼結鉱製造用の擬似粒子を説明する図である。
【図３】本発明に係る他の焼結鉱製造用の擬似粒子を説明する図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    成形体（ブリケット）
２    被覆層（外装）
３    炭材層（外装）
４    付着部（外装）
【図１】
2006265569.tif 000008
【図２】
2006265569.tif 000009
【図３】
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