(57)【要約】【要  約】【課  題】  Mn鉱石を用いて製造した焼結用原料を焼結するにあたって、焼結機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Mn鉱石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10〜90秒の範囲となる下流側途中に設定した領域でSiＯ2 含有原料および固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間にSiＯ2 含有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
2006063377.tif 000002
【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Mn鉱石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10〜90秒の範囲となる下流側途中に設定した領域でSiＯ2 含有原料および固体燃料系粉原料を添加し、前記排出口に至る間に前記SiＯ2 含有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Mn鉱石が、Mnを40質量％以上含有する鉄鉱石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。
【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】
高炉や電気炉等の製錬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する。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、鉄鉱石中のヘマタイトとCaＯが反応してカルシウムフェライト融液を生成し、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】
上記の (a)に記載した鉄鉱石は、高炉に装入する鉄鉱石の予備処理で発生する粉鉱や粉鉱石として存在する鉄鉱石等であり、主要な成分は通常の鉄鉱石と同等である。ところが、近年、原料コスト削減の観点から、Mnを多量に含む安価な鉄鉱石を使用するための技術開発の必要性が指摘されている。そこでMnを多量に含む鉄鉱石（以下、Mn鉱石という）を用いて焼結用原料を製造する技術が種々提案されている。
【０００５】
たとえば特許文献１，特許文献２には、Mn鉱石に石灰石または生石灰を混合して焼結し、得られた焼結鉱を転炉あるいは溶融還元炉に投入する技術が開示されている。特許文献１，特許文献２によれば、得られた焼結鉱を転炉や溶融還元炉で使用することによってMn歩留りが向上するとされている。
【０００６】
また特許文献３には、Mn鉱石にCaＯを混合して焼結し、得られた焼結鉱を電気炉に投入する技術が開示されている。特許文献３によれば、得られた焼結鉱を電気炉で使用することによって電気炉操業が安定化するとともにMn収率が向上するとされている。
【０００７】
これらの特許文献１〜３に開示された技術は、いずれも焼結用原料にMnとCaＯが含まれている。したがって、焼結を行なうことによって焼結用原料中のMnとCaＯが反応し、でき上がったMn焼結鉱中のMn含有量が低下し、CaＯ含有量が上昇することにより、電気炉で使用する際にコストアップとなるという問題が生じる。したがってMn鉱石を用いて製造した焼結用原料を焼結する際には、Caの配合量（すなわち石灰石，生石灰，CaＯ等の配合量）を可能な限り低減する必要がある。しかし焼結用原料のCaＯ含有量が低下すると、焼結中にカルシウムフェライト融液が生成し難くなるので、焼結用原料を積載したパレットの搬送速度を減速せざるを得ない。
【特許文献１】特公平6-86613号公報
【特許文献２】特許第2711758 号公報
【特許文献３】特開2002-115014 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記のような問題を解消し、Mn鉱石を用いて製造した焼結用原料を焼結するにあたって、焼結機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】
【０００９】
本発明者らは、Mn鉱石から製造した焼結用原料を焼結して、焼結機の生産性を高める技術について鋭意検討した。その結果、ドワイトロイド式焼結機を用いて焼結するに先立って、ドラムミキサーを用いて焼結用原料を製造する工程で、石灰石系粉原料を添加せずにMn鉱石を造粒した後、SiＯ2 含有原料と固体燃料系粉原料を段階的に添加して造粒することによって、Mn鉱石の造粒物粒子（以下、擬似粒子という）の表面にSiＯ2 含有原料と固体燃料系粉原料を被覆した焼結用原料を得ることができることを見出した。さらにドワイトロイド式焼結機を用いて、その焼結用原料を焼結すると、焼結機の生産性が向上することが判明した。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
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Mn鉱石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10〜90秒の範囲となる下流側途中に設定した領域でSiＯ2 含有原料および固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間にSiＯ2 含有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。
【００１１】
本発明の焼結用原料の製造方法では、Mn鉱石が、Mnを40質量％以上含有する鉄鉱石であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安価なMn鉱石を用いて製造した焼結用原料を焼結するにあたって、焼結機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】
【００１３】
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Mn鉱石２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Mn鉱石２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。
【００１４】
そして擬似粒子が排出口に到達するまでの滞留時間が10〜90秒の範囲となる下流側途中に設定した領域で、SiＯ2 含有原料３および固体燃料系粉原料４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の先端位置を調整してSiＯ2 含有原料３，固体燃料系粉原料４を添加することによって、排出口に到達するまでの滞留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SiＯ2 含有原料３と固体燃料系粉原料４が均一に被覆される。
【００１５】
SiＯ2 含有原料３，固体燃料系粉原料４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が10秒未満では、擬似粒子の表面を均一に被覆できない。滞留時間が90秒を超えると、SiＯ2 含有原料３，固体燃料系粉原料４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、SiＯ2 含有原料３，固体燃料系粉原料４が擬似粒子内に混入するので、擬似粒子の表面を均一に被覆できない。
【００１６】
このようにして擬似粒子の表面をSiＯ2 含有原料，固体燃料系粉原料で被覆した焼結用原料を製造する。この焼結用原料を焼結すると、従来のMnを多量に含む焼結用原料の焼結に比べて、焼結機の生産性を向上できる。その理由を以下に説明する。
【００１７】
本発明の焼結用原料は、Mn鉱石の擬似粒子の表面にSiＯ2 含有原料と固体燃料系粉原料が付着したものである。したがって焼結中に固体燃料系粉原料が効率良く燃焼する。したがって、本発明を適用して製造した焼結用原料を焼結する際には、固体燃料系粉原料の使用量削減の効果も得られる。一方、Mn鉱石（すなわちMnを多量に含む鉄鉱石）には、多量のMn，Feに加えて、４〜６質量％程度のCaＯが含まれ、さらにヘマタイトも存在する。そのため、焼結中に固体燃料系粉原料が燃焼することによって、焼結用原料の表層部が昇温され、擬似粒子の表面に付着したSiＯ2 含有原料および擬似粒子の表面近傍が溶融する。焼結用原料の表層部が溶融すると、ヘマタイトとCaＯが反応してカルシウムフェライト融液が生成されて、焼結用原料の結合に寄与する。このようにして焼結反応が進行する間、溶融したSiＯ2 含有原料は、周囲の粉原料を固溶し、同化（結合）させるという機能を発揮する
以上に説明した通り、本発明を適用して製造した焼結用原料を焼結すると、焼結用原料の表層部にカルシウムフェライト融液が効率良く生成されるので、焼結用原料を積載したパレットの搬送速度を減速する必要はない。
【００１８】
なおMnを40質量％以上含有するMn鉱石に本発明を適用すると、焼結機の生産性向上の効果が顕著に発揮される。
【００１９】
また、本発明を適用して製造した焼結用原料を焼結して得られた焼結鉱は、転炉，溶融還元炉，電気炉等で支障なく使用できる。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、Mn鉱石２（Mn含有量：42質量％）を装入口からドラムミキサー１に装入して造粒した。ドラムミキサー１内で、Mn鉱石２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60秒となる位置にSiＯ2 含有原料３として珪石粉および固体燃料系粉原料４として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ベルト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60秒となる位置にSiＯ2 含有原料３，固体燃料系粉原料４を添加した。
【００２１】
このようにしてMn鉱石の擬似粒子の表面を珪石粉と粉コークスで被覆した焼結用原料５を製造した。これを発明例とする。
【００２２】
一方、比較例として、Mn鉱石２，SiＯ2 含有原料３として珪石粉，固体燃料系粉原料４として粉コークスおよび石灰石系粉原料として石灰石を装入口からドラムミキサー１に装入して造粒して、焼結用原料５を製造した。
【００２３】
発明例と比較例について、得られ焼結用原料５をドワイトロイド式焼結機で焼結し、焼結機の生産性と粉コークスの使用量を調査した。その結果は表１に示す通りである。ただし表１では、焼結機の生産性（ton／hr）は焼結用原料を積載したパレット１ｍ2 あたりの生産性（以下、生産率という）で示し、粉コークスの使用量（kg）は焼結鉱１ton あたりの使用量で示した。
【００２４】
【表１】
2006063377.tif 000003
【００２５】
表１から明らかなように、発明例は、比較例に比べて、焼結機の生産率が高く、粉コークスの使用量が減少した。
【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  Mn鉱石
３  SiＯ2 含有原料
４  固体燃料系粉原料
５  焼結用原料
【図１】
2006063377.tif 000004