(57)【要約】【課題】焼結鉱の製造に際して発生するエネルギーを用いて還元鉄を製造することのできる原料処理方法を提供する。【解決手段】本発明による原料処理方法は、粉鉄鉱石、副原料及び燃料を含む焼結配合原料を用意する過程と、含鉄微粉原料及び炭材を含む造粒物を製造する過程と、焼結台車に焼結配合原料及び造粒物を装入する過程と、焼結配合原料を焼結し、造粒物を焼成する過程と、を含み、装入する過程において焼結台車に造粒物を装入して第１の原料層を形成し、第１の原料層の上部に焼結配合原料を装入して第２の原料層を形成する。【選択図】図３
2018021250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉鉄鉱石、副原料及び燃料を含む焼結配合原料を用意する過程と、
含鉄微粉原料及び炭材を含む造粒物を製造する過程と、
焼結台車に前記焼結配合原料及び前記造粒物を装入する過程と、
前記焼結配合原料を焼結し、前記造粒物を焼成する過程と、
を含み、
前記装入する過程において前記焼結台車に前記造粒物を装入して第１の原料層を形成し、前記第１の原料層の上部に前記焼結配合原料を装入して第２の原料層を形成することを特徴とする原料処理方法。
【請求項２】
前記造粒物を製造する過程は、
前記含鉄微粉原料を造粒してコア部を製造する過程と、
前記コア部の表面に前記炭材をコーティングしてコーティング部を形成する過程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の原料処理方法。
【請求項３】
前記造粒物を製造する過程は、
前記含鉄微粉原料にバインダーを混合する過程を含むことを特徴とする請求項２に記載の原料処理方法。
【請求項４】
前記バインダーは、生石灰（ＣａＯ）及び消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）のうちのいずれか一方を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の原料処理方法。
【請求項５】
前記含鉄微粉原料及び前記バインダーを合計した量を１００重量％としたとき、
前記バインダーは１〜５重量％含まれることを特徴とする請求項４に記載の原料処理方法。
【請求項６】
前記造粒物に含まれる炭材の配合比は、前記焼結配合原料に含まれる燃料の配合比よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の原料処理方法。
【請求項７】
前記含鉄微粉原料、前記バインダー及び前記炭材を合計した量を１００重量％としたとき、
前記炭材は１〜５重量％含まれることを特徴とする請求項６に記載の原料処理方法。
【請求項８】
前記造粒物を製造する過程において水分を供給することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の原料処理方法。
【請求項９】
前記造粒物の直径は、５〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の原料処理方法。
【請求項１０】
前記装入する過程前に、前記焼結台車に上部鉱を装入することを特徴とする請求項９に記載の原料処理方法。
【請求項１１】
前記挿入する過程において、
前記第１の原料層の厚さを前記第２の原料層の厚さよりも厚く形成することを特徴とする請求項１０に記載の原料処理方法。
【請求項１２】
前記第１の原料層は、前記焼結台車の内部の底面から高さ方向に１０〜７０％の個所に形成し、前記第２の原料層は、前記焼結台車の高さ方向に７０〜１００％の個所に形成することを特徴とする請求項１１に記載の原料処理方法。
【請求項１３】
前記造粒物は、前記焼結配合原料が焼結して発生する熱を用いて焼成されることを特徴とする請求項１２に記載の原料処理方法。
【請求項１４】
前記焼結配合原料は１３００〜１４００℃の温度で焼結され、
前記造粒物は１２００〜１３００℃の温度で焼成されることを特徴とする請求項１３に記載の原料処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料処理方法に係り、より詳しくは、焼結鉱の製造に際して発生するエネルギーを用いて還元鉄を製造することのできる原料処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微粒の粉鉄鉱石を焼結して高炉の使用に適した大きさに製造する焼結鉱の製造工程としては、量産可能なドワイトロイド（Ｄｗｉｇｈｔ−Ｌｙｏｉｄ、以下、「ＤＬ」と称する。）式焼結工程が主として用いられる。このようなＤＬ式焼結工程においては、粉鉄鉱石、副原料及び燃料（粉コークス、無鉛炭）などをドラムミキサーに入れて混合及び調湿を行って焼結配合原料を疑似粒子化させて焼結機の台車の上に所定の高さで装入する。また、点火炉により表面を点火させた後、下方から空気を強制的に吸引しながら焼結配合原料の焼成が行われ、焼結鉱が製造される。焼結が終わった焼結鉱は、排鉱部の破砕器（Ｃｒｕｓｈｅｒ）を経て冷却器（Ｃｏｏｌｅｒ）において冷却され、分級されて高炉に搬送される。分級される粒子の大きさは、高炉内への装入及び反応を行い易い５〜５０ｍｍの粒度に調整される。
【０００３】
ＤＬ式焼結工程において焼結反応を効率よく行い、良好な品質の焼結鉱を製造するためには、適量の空気が原料層内を流れるように通気性を確保することが重要である。また、焼結生産性は、原料層内の通気性に大きな影響を受ける。さらに、原料層内の通気性は、疑似粒子の粒度分布にも影響を受け、通気性を改善するためには、平均粒径を増大させるよりは、微粉部の割合を減少させることが効果的である。このため、焼結原料中の微粉の割合を最小化させる必要があり、鉄鉱石の選鉱過程を経て生産される微粉鉄鉱石（ｕｌｔｒａ−ｆｉｎｅ  ｉｒｏｎ  ｏｒｅ）のように微粉の割合が非常に高い鉄鉱石を用いる場合には、別途の事前処理を通じて焼結原料として用いなければならない。
一方、焼結工程において焼結原料を焼結させる熱源は、焼結原料中の燃料物質が燃焼して発生する。このようにして発生した熱は、台車の上部側から下部側に伝わって台車内の原料層を満遍なく焼結させることができる。しかしながら、実際の操業に当たっては、台車の下部側に過剰の熱が存在し、上部側においては熱が不足するという現象が発生してしまう。このような熱のバラツキは、焼結鉱の強度及び還元性を低下させるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許第５５６９６５８号公報
【特許文献２】日本国特許出願公開  特開２００５−２１３５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであってその目的とするところは、焼結に際して発生する余剰の熱を用いて還元鉄を製造することのできる原料処理方法を提供することにある。
また他の目的とするところは、エネルギーの使用を節減し、環境汚染を抑えることのできる原料処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明の原料処理方法は、粉鉄鉱石、副原料及び燃料を含む焼結配合原料を用意する過程と、含鉄微粉原料及び炭材を含む造粒物を製造する過程と、焼結台車に焼結配合原料及び造粒物を装入する過程と、焼結配合原料を焼結し、造粒物を焼成する過程と、を含み、装入する過程において焼結台車に造粒物を装入して第１の原料層を形成し、第１の原料層の上部に焼結配合原料を装入して第２の原料層を形成することを特徴とする。
【０００７】
造粒物を製造する過程は、含鉄微粉原料を造粒してコア部を製造する過程と、コア部の表面に炭材をコーティングしてコーティング部を形成する過程と、を含むことが好ましい。
造粒物を製造する過程は、含鉄微粉原料にバインダーを混合する過程を含むことができる。
バインダーは、生石灰（ＣａＯ）及び消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）のうちのいずれか一方を含むことがよい。
【０００８】
含鉄微粉原料及びバインダーを合計した量を１００重量％としたとき、バインダーは１〜５重量％含まれることが好ましい。
造粒物に含まれる炭材の配合比は、焼結配合原料に含まれる燃料の配合比よりも小さいことがよい。
含鉄微粉原料、バインダー及び炭材を合計した量を１００重量％としたとき、炭材は１〜５重量％含まれることが好ましい。
【０００９】
造粒物を製造する過程において水分を供給することができる。
造粒物の直径は、５〜１５ｍｍであることが好ましい。
装入する過程前に、焼結台車に上部鉱を装入してもよい。
装入する過程において、第１の原料層の厚さを第２の原料層の厚さよりも厚く形成することがよい。
【００１０】
第１の原料層は、焼結台車の内部の底面から高さ方向に１０〜７０％の個所に形成し、第２の原料層は、焼結台車の高さ方向に７０〜１００％の個所に形成することがよい。
造粒物は、焼結配合原料が焼結して発生する熱を用いて焼成されることができる。
焼結配合原料は１３００〜１４００℃の温度で焼結され、造粒物は１２００〜１３００℃の温度で焼成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、焼結工程に際して発生する余剰の熱を用いて還元鉄を製造することができる。すなわち、含鉄微粉原料を含む造粒物に炭材をコーティングし、焼結鉱の製造に際して発生する熱を用いて焼成することにより還元鉄を製造することができる。比較的に低温において還元鉄を製造することができ、その結果、還元率を向上させることができる上、還元鉄を製造するのに必要なエネルギー及び燃料（炭材）コストを節減することができ、さらに環境汚染を低減することができる。
また、高炉の使用に適していない微粉原料を造粒化して用いることから、製造コストを節減することができ、資源を効率よく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態により原料を処理するための設備の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態による原料処理方法により製造されたペレットを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による原料処理方法を順次に示す手順図である。
【図４】本発明の実施形態による原料処理方法を用いて焼結鉱及びペレットを製造するときの焼結台車内の原料層の積層状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づき本発明の実施形態による「原料処理方法」について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態により原料を処理するための設備の構成を概略的に示す図であり、図２は、本発明の実施形態による原料処理方法により製造されたペレットを概略的に示す断面図であり、図３は、本発明の実施形態による原料処理方法を順次に示す手順図である。
【００１４】
図１に示したとおり、原料処理設備、例えば、焼結鉱を製造するための設備は、造粒物を製造する造粒装置２００と、焼結配合原料を貯留する第１のホッパー１３０と、造粒装置２００において製造された造粒物を貯留する第２のホッパー１２０と、焼結配合原料及び造粒物を用いて焼結配合原料を焼結させて焼結鉱を製造し、造粒物を焼成させて還元鉄を製造する焼結機３００と、を備えることがよい。
まず、第１のホッパー１３０は、焼結鉱の主原料として用いられる鉄鉱石と、石灰石、珪石などの副原料と、コークス、石炭などの燃料と、を所定の配合比で混合して製造される焼結配合原料を貯留することができる。
第２のホッパー１２０は、後述する造粒物を貯留し、第１のホッパー１３０の一方の側に配設されることができる。第１のホッパー１３０及び第２のホッパー１２０は、後述する焼結機３００を構成する構成要素として配設されることがよく、これらに加えて、返鉱を貯留する第３のホッパー１１０をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
造粒装置２００は、ペレットフィード、鉄成分を含有する製鋼副産物などの含鉄微粉原料と、炭材を用いて所定の大きさの造粒物を製造することが好ましい。このとき、造粒物の強度を向上させるためにバインダーを含めることができ、以下では、含鉄微粉原料、バインダー及び炭材を用いて造粒物を製造する例について説明する。
造粒装置２００は、含鉄微粉原料を貯留する含鉄微粉原料ホッパー２１０と、バインダーを貯留するバインダーホッパー２２０及び炭材を貯留する炭材ホッパー２３０と、それぞれの含鉄微粉原料ホッパー２１０及びバインダーホッパー２２０から含鉄微粉原料及びバインダーの供給を受けて造粒物を製造する第１の造粒機２４０と、炭材ホッパー２３０から炭材の供給を受けて第１の造粒機２４０において製造された造粒物の表面に炭材をコーティングする第２の造粒機２５０と、を備えることができる。造粒物１０は、図２に示すとおり、コア部１２と、コア部１２の表面を取り囲むコーティング部１４と、を備えることが好ましい。このとき、コア部１２は第１の造粒機２４０において製造することができ、コア部１２は第２の造粒機２５０において製造することもできる。以下では、コア部１２の表面にコーティング部１４が形成された結果物を造粒物と称し、造粒物はペレットを含む。造粒物は、焼結工程において焼成されて還元鉄として製造されることが好ましい。
また、造粒装置２００を構成する第１の造粒機２４０及び第２の造粒機２５０は、造粒物の製造に際してその内部に水分を供給する水分供給装置（図示せず）をそれぞれ備えることが好ましい。
【００１６】
焼結機３００は、移動経路に沿って移動可能なように配設される複数の焼結台車３２０と、移動経路の一方の側に配設されて焼結台車３２０に原料、例えば、焼結配合原料及び造粒物を装入する原料供給部１００と、焼結台車３２０の移動方向に対して原料供給部１００の前方に配設されて焼結台車３２０内の原料層の表層部を点火させる点火炉３１０と、焼結台車３２０の移動経路に沿って配置されて焼結台車３２０の内部を吸引する複数のウィンドボックス３３０と、を備えることが好ましい。焼結機３００は、移動経路の他方の側に配設されて焼結台車３２０から排鉱される焼結鉱を破砕する破砕器（図示せず）と、破砕された焼結鉱を冷却させる冷却装置（図示せず）と、を備えることが好ましい。なお、焼結機３００は、焼結鉱を製造する過程及び焼結鉱を冷却させる過程において発生する様々な排ガスのうちの少なくとも一部を焼結台車３２０に循環させるための循環部（図示せず）をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
ここで、移動経路は、焼結台車３２０が無限軌道方式により回転可能なように閉ループを形成し、移動経路の上部側は焼結台車３２０の内部に装入された原料、すなわち、焼結配合原料及び造粒物が焼結される焼結区間であり、移動経路の下部側は、焼結され終わった焼結鉱を排鉱した後に空き焼結台車３２０が焼結工程のために焼結区間に移動するための回送区間である。このとき、焼結区間の前には、原料が装入される装入区間と、点火区間と、が配設されることがよい。このため、原料供給部１００が配置される領域は装入区間となり、点火炉３１０が配設される領域は点火区間となる。ウィンドボックス３３０は、焼結区間の下部に配設されて焼結区間に沿って移動する焼結台車３２０の内部を吸引することができる。また、焼結台車３２０の内部において焼結し終わった焼結鉱は、焼結台車３２０が焼結区間から回送区間に切り換えられる部分、すなわち、移動経路の他方の側から排鉱され、この領域を排鉱部と称し、排鉱部は、原料供給部１００の反対側に配設される。
【００１８】
このとき、上述した第１のホッパー１３０及び第２のホッパー１２０は焼結機３００の原料供給部１００を構成する要素であり、原料供給部１００は、上部鉱を貯留する第３のホッパー１１０をさらに備えてもよい。また、原料供給部１００は、第１のホッパー１３０、第２のホッパー１２０及び第３のホッパー１１０から供給される焼結配合原料と、造粒物及び上部鉱を焼結台車３２０に装入する装入機をさらに備えることができる。装入機は、第１のホッパー１３０から供給される焼結配合原料を焼結台車３２０に装入する第１の装入機１３２と、第２のホッパー１２０から供給される造粒物を焼結台車３２０に装入する第２の装入機１２２と、を備えていてもよい。第１の装入機１３２は第１のホッパー１３０の直下部に、第２の装入機１２２は第２のホッパー１２０の直下部に配置されることが好ましい。
第３のホッパー１１０は、焼結機３００の移動経路における焼結台車３２０の移動方向に対して最も後方に配置することができ、第２のホッパー１２０が第３のホッパー１１０の一方の側に配設することもできる。このため、第３のホッパー１１０、第２のホッパー１２０及び第１のホッパー１３０の順に配置することが好ましい。
【００１９】
このような焼結鉱製造設備を用いて焼結鉱及び造粒物を製造する方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態による原料処理方法を順次に示す手順図であり、図４は、本発明の実施形態による原料処理方法を用いて焼結配合原料を焼結し、造粒物を焼成させるときの焼結台車内の原料層の積層状態を示す図である。
図３に示したとおり、本発明の一実施形態による原料処理方法は、焼結配合原料及び上部鉱を用意する過程（Ｓ１１０）と、含鉄微粉原料、バインダー及び炭材を用いて造粒物を製造する過程（Ｓ１２０）と、焼結台車に上部鉱を装入する過程（Ｓ１３０）と、上部鉱の上部に焼結配合原料及び造粒物を装入する過程（Ｓ１４０）及び焼結配合原料を焼結させ、造粒物を焼成させる過程（Ｓ１５０）を含む。
【００２０】
以下、このような本発明の一実施形態による原料処理方法について詳細に説明する。
まず、鉄鉱石、副原料、返鉱及び燃料などから構成される焼結配合原料を用意する。ここで、鉄鉱石としては、１０ｍｍ以下の大きさを有する粉鉄鉱石を挙げることができ、副原料としては、石灰石、珪石などを挙げることができ、燃料としては、コークス、石炭などを挙げることができる。このとき、焼結配合原料中の燃料は、粉鉄鉱石、副原料及び燃料を合計した量を１００重量％としたとき、約５〜１０重量％含まれることがよい。焼結配合原料は、粉鉄鉱石、副原料、返鉱及び燃料を混合機に装入し、水分を供給しながら造粒して約２〜３ｍｍの大きさに形成することがよい。焼結配合原料の用意は、通常の焼結配合原料の用意過程と略同様に行うことができるので、その具体的な説明は省略する。このようにして用意された焼結配合原料は、第１のホッパー１３０に貯留される。
造粒物を製造する過程は、０．０４５ｍｍ以下の重量比が６０重量％以上、例えば、約６０〜９５重量％である含鉄微粉原料及びバインダーを用いてコア部を製造する過程と、炭材をコーティングしてコーティング部をコア部の表面に形成する過程と、を含むことが好ましい。
【００２１】
コア部を製造する過程は、含鉄微粉原料ホッパー２１０に貯留された含鉄微粉原料及びバインダーホッパー２２０に貯留されたバインダーを第１の造粒機２４０に供給し、第１の造粒機２４０を回転させて含鉄微粉原料及びバインダーを均一に混合しながら、第１の造粒機２４０に水分を供給して行うことがよい。このとき、含鉄微粉原料としては、微粉鉄鉱石であるペレットフィード、鉄成分をはじめとする製鋼副産物などを挙げることができる。また、バインダーは、生石灰（ＣａＯ）及び消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）のうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。バインダーは、含鉄微粉原料を造粒してコア部を製造するときに造粒強度を確保し、また、造粒物の塩基度を調節するために用いられる。バインダーは、コア部の総重量、すなわち、含鉄微粉原料及びバインダーを合計した量を１００重量％としたとき、約１〜５重量％含まれることが好ましい。バインダーが提示された範囲よりも少量用いられる場合には、造粒物の強度が低下する虞があり、提示された範囲よりも多量用いられる場合には、後続する焼結過程においてＣａＯ２・Ｆｅ２Ｏ３などのカルシウムフェライト化合物が生成されることになる。造粒物内の含鉄微粉原料は、固相拡散接合することが好ましいが、カルシウムフェライト化合物は約１２００℃で生成され、造粒物内において溶融されて造粒物内の含鉄微粉原料を溶融結合することにより造粒物の被還元性を低下させる問題がある。
このようにして製造されたコア部は、約４〜１４ｍｍの直径を有する円形又は楕円形に形成されることがよい。
【００２２】
コア部の表面にコーティング部を形成する過程は、第１の造粒機２４０において製造されたコア部を第２の造粒機２５０に装入し、炭材及び水分を供給しながらコア部の表面に炭材を含むコーティング部を形成させる。このとき、含鉄微粉原料と、バインダー及び炭材を合計した量を１００重量％としたとき、炭材は約１〜５重量％含まれることが好ましい。このような炭材の配合比は、焼結配合原料に含まれる燃料の配合比よりも小さくてもよい。これは、焼結に際して焼結配合原料中の燃料が燃焼して発生する熱が焼結台車３２０の上部側から下部側に移動して下部側、すなわち、焼結台車３２０内の原料層の下層部に熱量が集中するため、下層部に集中する熱量を用いて造粒物を焼成させることができる。
このようにしてコア部の表面に形成されるコーティング部は、約１ｍｍ以下の厚さに形成されることがよく、このため、造粒物は、約５〜１５ｍｍの直径を有する円形又は楕円形に形成されることが好ましい。これは、通常の高炉装入原料として製造されたものであり、造粒物の大きさは提示された範囲において種々に変更可能である。
【００２３】
炭材の含量が提示された範囲よりも少ない場合には、焼結工程に際して造粒物の焼成に必要な熱源を確保することが難しくなる。なお、炭材の含量が提示された範囲よりも多い場合には、熱量の過剰により造粒物が溶融されて還元性が低下し、造粒物が互いに溶融結合されて焼成後に破砕、選別などの追加工程が必要になる問題がある。
また、造粒物の製造に際して追加される水分の量は、含炭微粉原料、バインダー及び炭材を合計した量を１００重量％としたとき、約８〜１４重量％であることがよく、第１の造粒機２４０及び第２の造粒機２５０に適切に分配供給（ディストリビュート）してもよい。水分は、粉末状態の原料を結合するのに用いられ、特に、バインダー中の生石灰を水和させるのに使用される。すなわち、生石灰は、添加される水分により水和されて消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）になり、消石灰は、配合原料を結合する役割を果たす。水分の添加量が提示された範囲よりも少ない場合、反応が十分に起きないため、含鉄微粉原料を円滑に結合することができず、提示された範囲よりも多い場合には、造粒物の形状を一定に保つことが難しいという問題がある。
このようにして製造された造粒物は、第２のホッパー１２０に貯留されることが好ましい。造粒物を第２のホッパー１２０に貯留する前に、造粒物内の水分を除去する過程を行ってもよい。
次いで、用意された焼結配合原料及び造粒物を焼結台車３２０に装入する。焼結配合原料及び造粒物を焼結台車３２０に装入する前に、焼結台車３２０の内部の底面には上部鉱を装入することが好ましい。上部鉱は、焼結台車３２０の高さ方向に、焼結台車３２０の底面から約１０％の個所に上部鉱層Ａを形成するように装入されることが好ましい。
【００２４】
また、上部鉱が装入されると、装入機を用いて焼結配合原料及び造粒物を焼結台車３２０に装入することができる。このとき、焼結配合原料及び造粒物は、焼結台車３２０内において異なる層を形成するように装入することがよい。すなわち、上部鉱の上部に第２の装入機１２２を用いて造粒物を装入して第１の原料層Ｂを形成し、第１の装入機１３２を用いて第１の原料層Ｂの上部に焼結配合原料を装入することにより第２の原料層Ｃを形成することがよい。第１の装入機１３２及び第２の装入機１２２は、焼結配合原料及び造粒物を粒度偏析するように装入してもよい。すなわち、第１の装入機１３２及び第２の装入機１２２は、焼結配合原料及び造粒物を焼結台車３２０の高さ方向に下部側から上部側に進むにつれて小さくなるように装入することが好ましい。これにより、図４に示したとおり、焼結台車３２０の内部における高さ方向に最も下部には、上部鉱層Ａが、上部鉱層Ａの上部には、造粒物からなる第１の原料層Ｂが、第１の原料層Ｂの上部には、焼結配合原料からなる第２の原料層Ｃを形成することができる。
【００２５】
第１の原料層Ｂは、焼結台車３２０の内部の底面から高さ方向に約１０〜７０％の範囲に形成されることがよく、第２の原料層Ｃは、焼結台車３２０の内部の底面から高さ方向に約７０〜１００％の範囲に形成されることがよい。これは、造粒物からなる第１の原料層Ｂと焼結配合原料からなる第２の原料層Ｃが焼結されて発生する熱を用いて焼結されるためである。換言すると、第２の原料層Ｃを構成する焼結配合原料中の燃料が燃焼して発生する熱が焼結台車３２０の下部側に伝わり、これとともに、第１の原料層Ｂを構成する造粒物中の炭材が燃焼して発生する熱を用いて造粒物を焼成させるためである。ここで、第１の原料層Ｂが提示された範囲よりも低く装入された場合、相対的にさらに多くの第２の原料層Ｃが装入されるため、第１の原料層Ｂが形成される焼結台車３２０の下部側に熱量が過剰に蓄積されてしまう問題が発生する。
【００２６】
上述したとおり、焼結台車３２０に上部鉱、造粒物及び焼結配合原料が装入されると、焼結台車３２０は、焼結機３００の移動経路に沿って移動され、移動経路に配設される点火炉３１０において第２の原料層Ｃの表面が点火される。次いで、焼結台車３２０が焼結機３００の移動経路、すなわち、焼結経路に沿って移動されると、ウィンドボックス３３０の吸引力により第２の原料層Ｃの燃料が燃焼して焼結鉱が製造され、このときに発生する熱は、第２の原料層Ｃが形成される焼結台車３２０の下部側に移動される。次いで、第２の原料層Ｃにおいては、第１の原料層Ｂから伝わる熱により第２の原料層Ｃを構成する造粒物のコーティング部１４、すなわち、炭材が燃焼する。このときに発生する熱により造粒物、すなわち、コア部１２が焼成される。より具体的に、コア部１２は、コーティング部１４を形成する炭材が燃焼して発生する熱及び第１の原料層Ｂから伝わる熱により焼成される。
【００２７】
第２の原料層Ｃは、約１３００〜１４００℃の温度で焼結が行われ、第１の原料層Ｂは、第２の原料層Ｃに比べて燃料物質、すなわち、炭材が相対的に少量しか含まれていないので、たとえ第１の原料層Ｂから熱が伝わったとしても、第１の原料層Ｂよりも低い温度、例えば、約１２００〜１３００℃の温度で焼成が行われる。また、造粒物は、焼結配合原料を構成する粉鉄鉱石よりも粒子が小さい含鉄微粉原料により製造されるため、焼成に際して必要なエネルギーが焼結配合原料よりも少なくてよく、焼成後にも粒子間固体結合、多量の微細気孔により焼結配合原料に比べて還元性が高い。このとき、第１の原料層Ｂの焼成温度が提示された範囲よりも高い場合には、焼成過程において２ＦｅＯ・ＳｉＯ２、ＣａＯ２・Ｆｅ２Ｏ３などの溶融物が生成され、このような溶融物は、冷却過程において還元速度が遅い鉱物状を形成し、気孔構造を変化させて造粒物の全体の還元性を悪化させる原因になる。
【００２８】
焼結配合原料の焼結及び造粒物の焼成が終わると、焼結機３００の排鉱部において焼結鉱及び焼成済みの造粒物が同時に排鉱される。排鉱された焼結鉱及び焼成済みの造粒物は冷却装置において冷却された後、焼結鉱は高炉に装入できるように適切な大きさに破砕され、焼成済みの造粒物はそのまま高炉に装入するか、簡単な選別過程を経た後に高炉に装入することがよい。
このような方法を用いて含鉄微粉原料で造粒物を形成し、焼結鉱の製造に際して焼成させることにより、焼結鉱を製造しながら発生する過剰の熱を用いて造粒物を焼成させることができ、比較的に低温において焼成を行うことができることから、造粒物の還元率を向上させることができ、造粒物を焼成させるのに必要なエネルギーも節減することができる。
【００２９】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明の範囲は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を有する者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３０】
１０：造粒物
１２：コア部
１４：コーティング部
１００：原料供給部
１１０：第３のホッパー
１２０：第２のホッパー
１２２：第２の装入機
１３０：第１のホッパー
１３２：第１の装入機
２００：造粒装置
２１０：含鉄微粉原料ホッパー
２２０：バインダーホッパー
２３０：炭材ホッパー
２４０：第１の造粒機
２５０：第２の造粒機
３００：焼結機
３１０：点火炉
３２０：焼結台車
３３０：ウィンドボックス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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