(57)【要約】【課題】高リン鉱石を焼結原料に配合する場合にも強度、歩留りの高い高品質の焼結鉱を製造できる、焼結鉱の製造方法を提供すること。高リン鉱石のようにＡl2Ｏ3含有量が高い原料鉱石を用いた場合にも強度、歩留りの高い高品質の焼結鉱を製造できる、焼結鉱の製造方法を提供すること。【解決手段】鉄鉱石と石灰石とを配合した焼結原料から焼結鉱を製造する方法であって、前記鉄鉱石が少なくとも一部としてＡｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石を含み、前記石灰石が平均粒径２．０ｍｍ以上、かつ粒径０．２５ｍｍ以下の微粒子の含有量が１５ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする焼結鉱の製造方法を用いる。Ａｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石がＰを０．１ｍａｓｓ％以上含有するものであることが望ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石と石灰石とを配合した焼結原料から焼結鉱を製造する方法であって、前記鉄鉱石が少なくとも一部としてＡｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石を含み、前記石灰石が平均粒径２．０ｍｍ以上、かつ粒径０．２５ｍｍ以下の微粒子の含有量が１５ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
Ａｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石がＰを０．１ｍａｓｓ％以上含有するものであ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉等の主原料として用いられる焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉製銑法の主原料である焼結鉱は、一般的には、以下のようにして製造される。まず、粒径が８ｍｍ以下で質量平均径２．０〜４．０ｍｍの鉄鉱石粉、粒径３．０ｍｍあるいは５．０ｍｍ以下に整粒した石灰石、ドロマイトなどの含ＣａＯ原料（以下ＣａＯ含有副原料と記載する。）、製鉄所内回収粉、焼結鉱篩下粉、生石灰等の造粒助剤、およびコークス粉、無煙炭などの炭材を所定の割合でドラムミキサー等により混合しながら、適量の水を加え調湿した後、ドラムミキサーやディスクペレタイザー等により造粒し、平均径が３．０〜６．０ｍｍの擬似粒子を製造し、この擬似粒子を無端移動式の焼結機パレット上に４００〜６００ｍｍ前後の高さに充填し、この充填ベッドの表層の炭材に点火する。下方に向けて空気を吸引しながら炭材を燃焼させ、そのとき発生する燃焼熱によって原料擬似粒子を焼結させて焼結ケーキとする。得られた焼結ケーキを破砕、整粒して３ないし５ｍｍ以上の塊成鉱を成品焼結鉱として、これを高炉に装入して使用する。
【０００３】
焼結機に於いて粉鉄鉱石等の含Ｆｅ原料が塊成されるのは、主に鉄鉱石に接触した生石灰、石灰石中のＣａＯが酸化鉄と反応して低融点のＣａＯ−Ｆｅ2Ｏ3系融体を作り、この融体を介して塊成化が行われると同時に焼結鉱を構成する種々の組織が晶出形成されることによるものである。
【０００４】
焼結反応に於いて重要な役割を担っているこの融液は、鉄鉱石と生石灰、石灰石の微粒子接触点が発生の基点になることも知られている。更に、この初期発生融液にＡl2Ｏ3が溶け込むと粘性が高くなり流動性が悪化し鉱石同士の焼結反応が充分に進まない為、焼結鉱の歩留り、強度が悪化するとされている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照。）。
【非特許文献１】井上、池田ら「鉄と鋼」６８、１９８２年、ｐ．２１９０
【非特許文献２】川口、笠間、稲角「鉄と鋼」７８、１９９２年、ｐ．１０５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
焼結鉱の原料鉄鉱石としては、従来、主としてヘマタイト鉱石（赤鉄鉱）やマグネタイト鉱石（磁鉄鉱）が用いられてきたが、最近このような良質の鉄鉱石の供給量が減少しつつあり、結晶水の含有量が高い鉄鉱石や、Ｐ（リン）の含有量が高い鉄鉱石を用いる必要に迫られている。
【０００６】
高リン鉱石は、焼結原料として利用される通常の粉鉄鉱石と比べてＰの含有量が高く、一般にＰを０．１ｍａｓｓ％以上含有するような鉄鉱石である。このようなＰ含有量の高い鉄鉱石を高炉原料として使用することは、製造される溶銑のＰ濃度を高め、脱燐処理の負荷を増大させることになるため、従来ではほとんど使用されていなかった。しかし、上述したように良質な鉄鉱石の供給量が減少しつつあることから、この高リン鉱石についても、焼結原料として相当量配合することが検討されつつある。しかし、本発明者らが検討したところ、高リン鉱石を焼結原料として用いた場合、焼結鉱の強度、歩留りが悪化するという問題があることが判明した。これは、高リン鉱石のＡl2Ｏ3含有量が高いためと考えられる。
【０００７】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、高リン鉱石を焼結原料に配合する場合にも強度、歩留りの高い高品質の焼結鉱を製造できる、焼結鉱の製造方法を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的は、高リン鉱石のようにＡl2Ｏ3含有量が高い原料鉱石を用いた場合にも強度、歩留りの高い高品質の焼結鉱を製造できる、焼結鉱の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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）鉄鉱石と石灰石とを配合した焼結原料から焼結鉱を製造する方法であって、前記鉄鉱石が少なくとも一部としてＡｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石を含み、前記石灰石が平均粒径２．０ｍｍ以上、かつ粒径０．２５ｍｍ以下の微粒子の含有量が１５ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする焼結鉱の製造方法。
（２）Ａｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石がＰを０．１ｍａｓｓ％以上含有するものであることを特徴とする（１）に記載の焼結鉱の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、Ａl2Ｏ3含有量が高い原料鉱石を用いた場合にも強度、歩留りの高い高品質の焼結鉱を製造できる。特に高リン鉱石を焼結鉱原料として有効に使用して、強度、歩留りの高い高品質の焼結鉱の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
表１に、主な鉄鉱石資源の種類とその組成を示す。
【００１２】
【表１】
2006152334.tif 000002
【００１３】
表１によれば、高リン鉱石は、焼結原料として利用される通常の粉鉄鉱石と比べ、平均粒径が小さくＡl2Ｏ3含有量が高いことが分かる。また本発明者らが検討したところ、高リン鉱石においては、特に細粒においてＡl2Ｏ3含有量が高いことが判明した。例えば、粒径０．０６３ｍｍ以下の高リン鉱石のＡl2Ｏ3含有量は、通常使用されるような複数種類の鉄鉱石を混合した場合の２倍程度になる場合がある。このため、通常の鉱石よりも石灰石との接触頻度(割合)が増加して、焼成時に形成される初期融液の多くがＡl2Ｏ3を多量に固溶し、高リン鉱石の周りから流動しにくくなり、焼結ベット充填層全体での生成融液を介した焼結反応は充分に進まず焼結鉱の強度、歩留りを悪化させると考えられる。
【００１４】
そこで本発明では、上記問題を解決し、焼結原料として、高リン鉱石を有効に使用するために、Ａl2Ｏ3と石灰石との接触割合を低下させ、融液に固溶するＡl2Ｏ3の量を少なくする方法を検討し、石灰石の粒度を従来使用しているものよりも高くすることが効果のあることを見出した。そのためには石灰石を、粒径０．２５ｍｍ以下の微粉の割合が１５ｍａｓｓ％以下となる粒度分布とする必要があり、そのような粒度分布を得るためには、石灰石の平均粒径が２．０ｍｍ以上となる粒度分布とすることが効果的であることを見出した。
【００１５】
尚、石灰石同様にＣａＯを含有する生石灰については、焼結鉱製造時に水、あるいは温水と反応して水酸化カルシウムの超微細粒が生成されるため、粒度を調整しても効果がない。
【００１６】
石灰石の粒度を上記のように調整すれば、石灰石と高リン鉱石との接触割合は相対的に低下する。また、接触する石灰石の粒度が相対的に大きくなれば、反応が起こっても、固溶するＡl2Ｏ3の濃度はＣａＯの量が多いため従来粒度の石灰石を使用した場合に比べ上がらない。従って、融液の流動性は確保でき焼結反応を充分に進めることができる。
【００１７】
以上の原理は高リン鉱石と同様にＡl2Ｏ3含有量が高く平均粒径が比較的小さい鉱石全般に適用可能であり、原料鉱石の少なくとも一部としてＡｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石を焼結鉱原料として用いる場合には効果があるが、特に細粒中にＡl2Ｏ3含有量が高い、Ｐ含有量が０．１ｍａｓｓ％以上、Ａｌ2Ｏ3含有量が２．０ｍａｓｓ％以上の高リン鉱石を用いると焼結鉱の強度、歩留りが非常に向上する。配合する原料鉱石の少なくとも一部がＡｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石であれば本発明の効果があるが、Ａｌ2Ｏ3を２．０ｍａｓｓ％以上含有し、かつ平均粒径が２．０ｍｍ以下の鉄鉱石が焼結鉱の配合原料全体の５ｍａｓｓ％以上配合されている場合に、焼結鉱の強度、歩留り向上の効果が明らかである。
【００１８】
石灰石の粒度を高くするための粒度調整法としては、例えば微粉を除去することが有効であるが、通常、野外に貯蔵される石灰石は、少なくとも３ｍａｓｓ％、多い場合には５ｍａｓｓ％程度の水分を含有しているため、篩い等の簡便な方法で微粉を除去することは困難である。したがって、０．２５ｍｍ以下の粒径の微粉を除去することで粒径０．２５ｍｍ以下の微粉の割合を１５ｍａｓｓ％以下とすることはあまり現実的な方法ではない。より簡便な他の手段として、例えば、使用している石灰石の粒度の管理スペックを見直し、粒度の上限管理値を緩和し相対的に微粉の比率を下げる方法が、コストの上昇も伴わず有効な手段である。表２に、通常焼結鉱原料として用いる石灰石の粒度の上限管理値を変化させた場合の粒度分布の一例を示す。
【００１９】
【表２】
2006152334.tif 000003
【００２０】
表２に示すように、石灰石の粒径の上限を５ｍｍに管理する場合（−５ｍｍ）の平均粒径は１．７４ｍｍであるが、石灰石の粒径の上限を７ｍｍに管理する場合（−７ｍｍ）の平均粒径は２．１１ｍｍとなる。このように石灰石の粒径の上限値を管理することで平均粒径を制御することが可能である。粒径０．２５ｍｍ以下の微粉の割合も石灰石の上限を７ｍｍに管理することで１５ｍａｓｓ％以下とすることができる。
【実施例１】
【００２１】
表３に示すように配合した焼結原料（比較例１、比較例２、本発明例１、本発明例２）に、外数で４．０ｍａｓｓ％の粉コークスを炭材として加え、混合した後調湿・造粒して、直径２６ｃｍの鍋に層厚が４００ｍｍになるよう造粒粒子を装入し、バーナーで表面に点火後―１０ｋＰａ一定の吸引圧力で焼成試験を実施した。比較例１、比較例２では、粒径の上限を５ｍｍとした石灰石（表２の−５ｍｍ）を用いた。一方、本発明例１、本発明例２では、粒径の上限を７ｍｍとした石灰石（表２の−７ｍｍ）を使用した。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
焼成試験で製造した焼結鉱の生産性、タンブラー強度、歩留、ＲＤＩ、ＲＩを測定した。結果を表４に示す。
【００２４】
【表４】
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【００２５】
原料の配合量が同じである比較例２と本発明例１とを比較すると、石灰石の粒度を粗くすることで生産性、強度、歩留りが改善されていることが分かる。
【００２６】
また、本発明例２では、高リン鉱石の配合率が８ｍａｓｓ％と高いことにもかかわらず、焼結鉱の生産性、強度が維持されていることが分かる。