(57)【要約】【要  約】【課  題】  鉄鉱石とSiＯ2 含有原料との擬似粒子の表面に、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を付着させる処理を行なうにあたって、ドラムミキサーの生産性を向上できる焼結用原料の製造方法を提供する。【解決手段】  ドラムミキサーの装入口から鉄鉱石およびSiＯ2 含有原料を装入して造粒するとともに、ドラムミキサー内にて造粒された擬似粒子がドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が10〜50秒の範囲となる下流側途中に設定した領域で平均粒径 250μｍ〜１mmの石灰石系粉原料および平均粒径 250μｍ〜１mmの固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を擬似粒子の表面に付着させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として原料をドラムミキサーに装入して造粒する焼結用原料の製造方法において、前記ドラムミキサーの装入口から鉄鉱石およびSiＯ2 含有原料を装入して造粒するとともに、前記ドラムミキサー内にて造粒された擬似粒子が前記ドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が10〜50秒の範囲となる下流側途中に設定した領域で平均粒径 250μｍ〜１mmの石灰石系粉原料および平均粒径 250μｍ〜１mmの固体燃料系粉原料を添加し、前記排出口に至る間に前記石灰石系粉原料および前記固体燃料系粉原料を前記擬似粒子の表面に付着させることを特徴とする焼結用原料の製造方法。
【請求項２】
前記滞留時間が30〜50秒であることを特徴とする請求項１に記載の焼結用原料の製造方法。
【請求項３】
前記排出口から前記ドラムミキサー内にスクリューコンベアを挿入し、前記石灰石系粉原料および前記固体燃料系粉原料を前記スクリューコンベアの端部から落下させて前記擬似粒子に添加することを特徴とする請求項１または２に記載の焼結用原料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて焼結鉱を製造する際に使用する焼結用原料を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉に装入される焼結鉱は、一般的に次のような処理を経て製造される。
【０００３】
まず下記の (a)〜(d) に大別される素材をドラムミキサーに装入し、さらに適量の水分を添加して混合・造粒して、粒状の焼結用原料を製造する。
(a) 鉄鉱石
(b) 珪石，蛇紋岩，ニッケルスラグ等からなるSiＯ2 含有原料
(c) 石灰石等のCaＯを含有する石灰石系粉原料
(d) 粉コークス，無煙炭等の熱源となる固体燃料系粉原料
これらの (a)〜(d) の素材を混合・造粒した造粒物粒子からなる焼結用原料は、ドワイトロイド式焼結機のパレット上に所定の厚さ（たとえば 500〜700mm ）になるように層状に積載される。次いで、パレット上に積載された焼結用原料層の上層部に分布する固体燃料系粉原料に着火し、着火後は下方に向けて空気を吸引しながら固体燃料系粉原料を燃焼させ、その燃焼熱によって焼結用原料を焼結させて焼結ケーキとする。その際、鉄鉱石に含まれるヘマタイトと石灰石系粉原料や鉄鉱石に含まれるCaＯとが反応してカルシウムフェライト融液（以下、ＣＦ融液という）を生成し、そのＣＦ融液が焼結用原料の結合に寄与する。この焼結ケーキは破砕・整粒され、所定の粒径を有する焼結鉱を得る。一方、所定の粒径に満たない焼結鉱は返鉱となり、焼結原料として再利用される。
【０００４】
焼結用原料を焼結する際に、ＣＦ融液を焼結用原料の表面に選択的に生成させることによって、ＣＦ融液の機能を活用すれば、焼結鉱を効率良く製造できるばかりでなく、焼結用原料に配合する各種素材の使用量を削減することができる。そこで、ＣＦ融液を焼結用原料の表面に選択的に生成させる技術が種々検討されている。
【０００５】
たとえば特許文献１には、上記した (a)鉄鉱石と (b)SiＯ2 含有原料をドラムミキサーの装入口から装入して造粒し、その造粒物粒子（以下、擬似粒子という）が排出口に到達するまでの滞留時間が10〜90秒となる位置で (c)石灰石系粉原料と (d)固体燃料系粉原料を添加する技術が開示されている。この技術によって得られる焼結用原料は、鉄鉱石とSiＯ2 含有原料との擬似粒子の表面に、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料が付着している。したがって、その焼結用原料を焼結すると、ＣＦ融液を焼結用原料の表面に選択的に生成される。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、擬似粒子に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を添加した後、最大90秒経過して、焼結用原料がドラムミキサーから排出されるので、焼結用原料の製造に長時間を要する。つまり特許文献１に開示された技術は、ＣＦ融液を焼結用原料の表面に選択的に生成する上で有効な技術であるが、ドラムミキサーの生産性向上の観点から、改善の余地が残されていた。
【特許文献１】特開2003-138319 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような問題を解消し、鉄鉱石とSiＯ2 含有原料との擬似粒子の表面に、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を付着させる処理（以下、外装処理という）を行なうにあたって、ドラムミキサーの生産性を向上できる焼結用原料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】
【０００８】
本発明者は、外装処理を行なう際のドラムミキサーの生産性を向上する技術について、鋭意検討した。その結果、ドラムミキサー内の擬似粒子に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を添加した後、擬似粒子が排出口に到達するまでの滞留時間（以下、外装時間という）を短縮できることを見出した。つまりドラムミキサー内の擬似粒子に添加する石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料の粒径を小さくすれば、外装時間を短縮しても、擬似粒子の表面に容易に付着させることが可能となる。そして、外装時間を短縮すれば、外装処理におけるドラムミキサーの生産性が向上する。本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
すなわち本発明は、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として原料をドラムミキサーに装入して造粒する焼結用原料の製造方法において、ドラムミキサーの装入口から鉄鉱石およびSiＯ2 含有原料を装入して造粒するとともに、ドラムミキサー内にて造粒された擬似粒子がドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が10〜50秒の範囲となる下流側途中に設定した領域で平均粒径 250μｍ〜１mmの石灰石系粉原料および平均粒径 250μｍ〜１mmの固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を擬似粒子の表面に付着させる焼結用原料の製造方法である。
【００１０】
本発明の焼結用原料の製造方法においては、ドラムミキサー内にて造粒された擬似粒子がドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が30〜50秒の範囲となる下流側途中に設定した領域で粒径１mm以下の石灰石系粉原料および粒径１mm以下の固体燃料系粉原料を添加することが好ましい。また、ドラムミキサーの排出口からスクリューコンベアを挿入し、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を前記スクリューコンベアの端部から落下させて擬似粒子に添加することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外装処理におけるドラムミキサーの生産性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明を適用して焼結用原料を製造する装置の例を模式的に示す配置図である。本発明では鉄鉱石２およびSiＯ2 含有原料３を装入口からドラムミキサー１に装入して造粒を行なう。ドラムミキサー１内で造粒された鉄鉱石２とSiＯ2 含有原料３の造粒物粒子（すなわち擬似粒子）は、排出口へ移動していく。
【００１３】
そして擬似粒子が排出口へ到達するまでの滞留時間（すなわち外装時間）が10〜50秒の範囲となる下流側途中に設定した領域で、石灰石系粉原料４と固体燃料系粉原料５を添加する。その具体的な方法は、たとえば下流側の排出口からドラムミキサー１内の長手方向に進退可能に配置したベルトコンベアあるいはスクリューコンベア等の先端位置を調整して石灰石系粉原料４，固体燃料系粉原料５を添加することによって、外装時間を所定の範囲に維持できる。なお、必要に応じて適量の水分を添加しても良い。その結果、擬似粒子が排出口に到達するまでの間に、擬似粒子の表面に石灰石系粉原料４と固体燃料系粉原料５が均一に被覆される。
【００１４】
なお、所定の外装時間を確保する位置に石灰石系粉原料４と固体燃料系粉原料５を搬送するためには、搬送装置（たとえばベルトコンベア，スクリューコンベア等）をドラムミキサー１内に挿入しなければならない。しかしドラムミキサー１内は多量の粉塵が浮遊しているので、ベルトコンベアを使用すると、ベルトに駆動力を供給するモーターやローラーの故障頻度が上昇する。
【００１５】
そこで、ベルトコンベアをドラムミキサー１内に挿入せず、搬送速度を増速して、排出口の外側から石灰石系粉原料４と固体燃料系粉原料５を投入することも可能である。この方法を採用すると、石灰石系粉原料４と固体燃料系粉原料５が擬似粒子に添加される際に、自然落下の衝撃のみならず搬送速度に起因して水平方向の衝撃が加わる。したがって擬似粒子が崩壊しやすくなり、擬似粒子の内部に石灰石系粉原料４と固体燃料系粉原料５が混入する。
【００１６】
スクリューコンベアは、多数のローラーを設置する必要がなく、構造が単純であるため、ドラムミキサー１内に挿入しても故障し難く、安定して稼動できる。スクリューコンベアをドラムミキサー１内に挿入すれば、その先端位置を調整して所定の位置に石灰石系粉原料４，固体燃料系粉原料５を添加することが可能である。その場合は衝撃が緩和（自然落下の衝撃のみ）されるので、擬似粒子の崩壊を防止できる。また石灰石系粉原料４や固体燃料系粉原料５の崩壊も防止でき、予め調整した粒径を維持できる。したがって本発明ではスクリューコンベアを使用するのが好ましい。
【００１７】
外装処理に使用する石灰石系粉原料４および固体燃料系粉原料５の平均粒径は、いずれも 250μｍ〜１mmとする。石灰石系粉原料４や固体燃料系粉原料５の平均粒径が１mmを超えると、石灰石系粉原料４や固体燃料系粉原料５の粗大な粒子が増加するので、擬似粒子の表面に、短時間で均一に被覆するのは困難になる。一方、平均粒径が250μｍ未満では、石灰石系粉原料４や固体燃料系粉原料５の微細な粒子が増加し、擬似粒子に不可避的に存在する隙間から侵入して、内部にも石灰石系粉原料４や固体燃料系粉原料５が混入した焼結用原料となる。そのような焼結用原料を焼結すると、ＣＦ融液を焼結用原料の表面に選択的に生成させる効果は得られない。
【００１８】
外装時間が10秒未満では、擬似粒子の表面を均一に被覆できなくなる。外装時間が50秒を超えると、石灰石系粉原料４，固体燃料系粉原料５を添加した後で擬似粒子が崩壊して再度造粒されるので、石灰石系粉原料４，固体燃料系粉原料５が擬似粒子の内部に混入する。その結果、擬似粒子の表面を均一に被覆できなくなるばかりでなく、内部にも石灰石系粉原料４や固体燃料系粉原料５が混入した焼結用原料となる。したがって外装時間は、10〜50秒の範囲内を満足する必要がある。ただし擬似粒子の表面を被覆した石灰石系粉原料４や固体燃料系粉原料５の剥離を防止するためには、外装時間を30秒以上とするのが好ましい。
【００１９】
このようにして外装処理における外装時間を短縮することによって、ドラムミキサーの生産性を向上できる。しかも、得られた焼結用原料を焼結すると、ＣＦ融液を焼結用原料の表面に選択的に生成させて、焼結鉱を効率良く製造できる。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、鉄鉱石２およびSiＯ2 含有原料３を装入口からドラムミキサー１に装入して造粒した。なお、SiＯ2 含有原料３として珪石あるいはニッケルスラグを使用した。ドラムミキサー１内で、鉄鉱石２とSiＯ2 含有原料３が造粒されて擬似粒子となり、その擬似粒子がドラムミキサー１の排出口に到達するまでの滞留時間が40秒となる位置に石灰石系粉原料４として平均粒径0.9mm の石灰石および固体燃料系粉原料５として平均粒径0.9mm の粉コークスを添加した。その具体的な方法は、排出口からドラムミキサー１内の長手方向に進退可能に配置したスクリューコンベアの先端位置を調整して、擬似粒子が排出口に到達するまでの滞留時間が40秒となる位置に石灰石系粉原料４，固体燃料系粉原料５を添加した。したがって外装時間は40秒である。これを発明例とする。
【００２１】
一方、比較例１として、図１に示すように、鉄鉱石２およびSiＯ2 含有原料３を装入口からドラムミキサー１に装入して造粒した。なお、SiＯ2 含有原料３として珪石あるいはニッケルスラグを使用した。ドラムミキサー１内で、鉄鉱石２とSiＯ2 含有原料３が造粒されて擬似粒子となり、その擬似粒子がドラムミキサー１の排出口に到達するまでの滞留時間が80秒となる位置に石灰石系粉原料４として粒径1.9mm の石灰石および固体燃料系粉原料５として粒径1.9mm の粉コークスを添加した。その具体的な方法は、排出口からドラムミキサー１内の長手方向に進退可能に配置したスクリューコンベアの先端位置を調整して、擬似粒子が排出口に到達するまでの滞留時間が80秒となる位置に石灰石系粉原料４，固体燃料系粉原料５を添加した。したがって外装時間は80秒である。
【００２２】
また比較例２として、外装時間を40秒とする他は、比較例１と同じ条件で焼結用原料を製造した。
【００２３】
発明例および比較例１，２の焼結用原料を焼結したところ、発明例と比較例１の焼結用原料では、十分な強度を有する焼結鉱が得られた。これは、ＣＦ融液が焼結用原料の表面に生成されたことを示している。
【００２４】
しかし比較例２の焼結用原料から製造した焼結鉱は、発明例や比較例１の焼結用原料を用いた焼結鉱に比べて、強度が劣っていた。これは、擬似粒子の表面に石灰石系粉原料４と固体燃料系粉原料５を均一に被覆できなかったために、ＣＦ融液の生成にムラが生じたことを示している。
【００２５】
つまり本発明によれば、焼結用原料を製造する際に外装時間を短縮でき、しかもその焼結用原料を焼結することによって、十分な強度を有する焼結鉱を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用して焼結用原料を製造する装置の例を模式的に示す配置図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ドラムミキサー
２  鉄鉱石
３  SiＯ2 含有原料
４  石灰石系粉原料
５  固体燃料系粉原料
６  焼結用原料
【図１】
2006063375.tif 000003