(57)【要約】【課題】強度を担保しつつ、焼結生産性と耐還元粉化特性の改善が可能な焼結鉱の製造方法を提供する。【解決手段】鉄鉱石と、表面が消石灰で覆われた固体燃料と、副原料とを含む焼結原料を、造粒機１１で擬似造粒した後、この擬似造粒物を焼結機１２で焼結する焼結鉱の製造方法において、焼結原料中のＭｇＯ量を１．０質量％以上１．８質量％以下とし、固体燃料の表面を覆う消石灰の被覆厚みを０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とするので、強度を担保しつつ、焼結生産性と耐還元粉化特性の改善が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石と、表面が消石灰で覆われた固体燃料と、副原料とを含む焼結原料を、造粒機で擬似造粒した後、この擬似造粒物を焼結機で焼結する焼結鉱の製造方法において、
前記焼結原料中のＭｇＯ量を１．０質量％以上１．８質量％以下とし、前記固体燃料の表面を覆う前記消石灰の被覆厚みを０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としたことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結過程では、ＮＯｘ削減を目的として、例えば、特許文献１のように、消石灰と粉コークスを事前に造粒し、粉コークスを消石灰で被覆処理した後、これを本造粒系統の鉄鉱石に添加している。
また、焼結鉱の耐還元粉化特性の改善を目的として、焼結原料中のＭｇＯ比率を増加させている。このように、ＭｇＯ比率を増加させると、マグネタイトが安定化するため、焼結鉱の耐還元粉化特性が向上する。この技術としては、例えば、特許文献２に、ＭｇＯソースの粒径を制御する技術等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３７２９号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の技術には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
特許文献１には、対象とする焼結原料の配合条件について言及がなく、また、焼結生産性や耐還元粉化特性についても記載も示唆もない。
また、特許文献２では、焼結鉱の耐還元粉化特性を改善できる一方、融液の生成量が低下して、焼結鉱の強度を低下させるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、強度を担保しつつ、焼結生産性と耐還元粉化特性の改善が可能な焼結鉱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】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）鉄鉱石と、表面が消石灰で覆われた固体燃料と、副原料とを含む焼結原料を、造粒機で擬似造粒した後、この擬似造粒物を焼結機で焼結する焼結鉱の製造方法において、
前記焼結原料中のＭｇＯ量を１．０質量％以上１．８質量％以下とし、前記固体燃料の表面を覆う前記消石灰の被覆厚みを０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としたことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る焼結鉱の製造方法は、焼結原料中のＭｇＯ量と、固体燃料の表面を覆う消石灰の被覆厚みを、それぞれ適正範囲内に調整するので、強度を担保しつつ、焼結生産性と耐還元粉化特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る焼結鉱の製造方法の説明図である。
【図２】焼結原料中のＭｇＯ量と粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みが焼結鉱の耐還元粉化特性に及ぼす影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る焼結鉱の製造方法は、焼結鉱の焼結設備１０において、鉄鉱石と、表面が消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）で覆われた粉コークス（固体燃料の一例）と、副原料とを含む焼結原料を、ドラムミキサー（造粒機の一例）１１で混合して擬似造粒した後、この擬似造粒物（造粒物）を焼結機１２で焼結する方法である。以下、詳しく説明する。
【００１０】
焼結鉱の焼結設備１０では、まず、鉄鉱石や副原料（ＭｇＯソース、生石灰、石灰石等）を、各原料槽１３〜１４から、予め設定した配合割合でそれぞれ切出す。
そして、この鉄鉱石と副原料を、ドラムミキサー１１へ投入し、水分を添加して造粒処理を行う。
【００１１】
一方、焼結鉱の焼結設備１０に設けられた固体燃料の被覆処理設備１５では、まず、消石灰と粉コークスを、各原料槽１６、１７から、予め設定した配合割合でそれぞれ切出す。そして、この消石灰と粉コークスを混練機１８へ投入し、これに水分を添加して混合処理した後、パンペレタイザー（造粒機）１９へ投入して造粒処理する。
これにより、表面が消石灰で覆われた粉コークス（以下、被覆コークスともいう）を製造できる。
【００１２】
そして、固体燃料の被覆処理設備１５で得られた被覆コークスを、焼結鉱の焼結設備１０のドラムミキサー１１内の下流側に装入し、造粒途中の他の焼結原料と共に混合して造粒処理することで、擬似造粒物が得られる。
この擬似造粒物を、焼結機１２へ装入して焼結させることで、焼結鉱を製造する。
【００１３】
通常、粉コークスは、焼結機の焼結ベッド内において、６００℃程度で燃焼を開始し、焼結層内の温度を約１３００℃まで上昇させる。一方、消石灰が被覆された粉コークスは、消石灰の存在によって、１２００〜１２５０℃で燃焼を開始するため、焼結ベッド層内の温度を、１３５０℃以上まで上昇させることができる。
このため、消石灰が被覆された粉コークスを使用する場合、消石灰と鉄鉱石が、１２００〜１２５０℃で固溶してカルシウムフェライト融液を生成し、その後、粉コークスの燃焼開始に伴い、カルシウムフェライト融液の温度を１３５０℃程度まで上昇させることができる。
【００１４】
従って、上記した温度領域では、カルシウムフェライト融液内への固体ＭｇＯの溶解進行が顕著になる。このように溶解したＭｇＯは、冷却過程でのマグネタイトを安定化させるため、焼結鉱の耐還元粉化特性を向上させることができる。
そこで、本発明は、焼結原料（配合原料）中のＭｇＯ量を１．０質量％以上１．８質量％以下とし、粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みを０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とした。
【００１５】
上記した焼結原料中のＭｇＯ量が１．０質量％未満の領域では、ＭｇＯの固溶可能な量が少な過ぎて、焼結鉱の耐還元粉化特性を向上させるような効果を発現しない。
一方、焼結原料中のＭｇＯ量が１．８質量％を超えると、高炉のスラグボリュームを増加させることとなり、例えば、高炉の通気性を悪化させたり、出銑しずらくなるという問題を招き、適切ではない。
【００１６】
従って、焼結原料中のＭｇＯ量を、１．０質量％以上１．８質量％以下としたが、下限を、１．１質量％、上限を、１．６質量％、更には１．５質量％、とすることが好ましい。
なお、ＭｇＯは、副原料中のＭｇＯソース（例えば、ブルーサイトや低ＣａＯドロマイト等）のみならず、例えば、鉄鉱石中にも含まれている。このため、焼結原料中のＭｇＯ量を調整するに際しては、焼結原料を構成する各原料に含まれるＭｇＯ量を考慮して調整する。
【００１７】
また、焼結原料中のＭｇＯ量と粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みが、焼結鉱の耐還元粉化特性に及ぼす影響について、図２を参照しながら説明する。
図２は、横軸に、粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みを、縦軸に、焼結鉱の耐還元粉化特性（ＲＤＩ：還元粉化指数）を、それぞれ示している。なお、耐還元粉化特性は、ＪＩＳ  Ｍ８７２０（２００９年）により測定した。
また、焼結原料中のＭｇＯ量は、０．６質量％、１．０質量％、及び１．８質量％、とした。
【００１８】
図２から明らかなように、焼結原料中のＭｇＯ量が上記した適正範囲（１．０〜１．８質量％）を下回る場合（０．６質量％の場合）、消石灰の被覆厚みを変更しても、焼結鉱の耐還元粉化特性の改善傾向は得られなかった。
一方、焼結原料中のＭｇＯ量を適正範囲内とした場合（１．０質量％と１．８質量％の場合）、消石灰の被覆厚みを０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることで、焼結鉱の耐還元粉化特性を改善できることを確認できた。具体的には、焼結原料中のＭｇＯ量が１．０質量％の場合、最大で１％程度、焼結原料中のＭｇＯ量が１．８質量％の場合、最大で２％程度、ＲＤＩを低下（即ち、耐還元粉化特性を改善）させることができた。
【００１９】
従って、粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みを、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としたが、下限を、０．１ｍｍ、更には０．１５ｍｍ、上限を、０．４５ｍｍ、更には０．４ｍｍ、とすることが好ましい。
なお、消石灰の被覆厚みの調整は、例えば、粉コークスと消石灰の混練時に添加する水分量や、粉コークスと消石灰の配合量を調整することで行う。また、消石灰の被覆厚みは、例えば、上記調整条件（水分量と配合量の調整）と被覆厚みとの関係を、予め実績データとして所持しておくことで、上記した範囲内で調整できる。この被覆厚みは、例えば、ＥＰＭＡ等を用いた公知の方法によって測定できる。
【００２０】
従来の焼結操業では、ＭｇＯは融点を向上させ、融液量を低下させるため、ＭｇＯの高配合条件においては、焼結鉱の強度を低下させていたが、本発明では、燃焼温度を増加させる（燃焼制御する）ことにより、この課題を解決できる。
従って、本発明の焼結鉱の製造方法を使用することで、強度を担保しつつ、焼結生産性と耐還元粉化特性の改善が可能となる。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
まず、焼結鉱の製造方法について説明する。
使用する焼結原料は、鉄鉱石（ブラジル系鉱石、豪州系鉱石）と、副原料（ＭｇＯソース、生石灰、石灰石）と、熱源（被覆コークス、その他熱源（例えば、無煙炭等））と、返鉱とを有している。
【００２２】
被覆コークスは、消石灰と粉コークスを事前に５分間、混練機で水分が１１質量％になるように混合処理を行った後、更にパンペレタイザー（７ｍφ）で５分間、造粒処理（被覆処理）することで得た。なお、使用した消石灰は、平均径が０．１２ｍｍであり、焼結原料として用いられるものである。
【００２３】
上記方法で得られた被覆コークスを、焼結鉱の焼結設備のドラムミキサーへ、その後段より添加し、造粒途中の他の焼結原料と共に混合して造粒処理することで、擬似造粒物を得た。
この擬似造粒物を、更に焼結機へ装入して焼結させることで、焼結鉱を製造した（以上、図１参照）。
ここで、使用した焼結機の能力を、表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
以下、上記した焼結鉱の製造方法において、焼結原料中のＭｇＯ量と、粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みを種々変更したものを使用し、焼結生産性、強度、及び耐還元粉化特性について検討した結果を示す。なお、検討に際しては、消石灰の被覆処理がなされていない粉コークスを使用した結果（ベース条件）を、比較に用いた。
【００２６】
（実施例１）
ここでは、焼結原料中のＭｇＯ量を１．８質量％とし、粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みを０．５ｍｍとした。なお、消石灰の使用量は、粉コークスに対して８質量％とした。
上記被覆コークスの粒度の平均径は、約２．５ｍｍであった。この被覆コークスの粒径分布を、表２に示す。なお、表２中の％は、質量％である。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
また、焼結原料に使用するＭｇＯソースとして、ＭｇＯ量が５８質量％である中国産のブルーサイトを使用した（粒度：平均径で２．５ｍｍ）。
ここで、焼結原料の配合割合を、表３に示す。なお、表３中の各原料の量は、焼結原料の全量を１００質量％とした場合の質量％である。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
上記条件で被覆処理された被覆コークスを使用することで、被覆処理がなされていない粉コークスを使用したベース条件に対して、約１．０トン／日／ｍ２の増産効果を確認できた。
また、焼結鉱の強度に変化はなく、耐還元粉化特性も１％改善することがわかった。
【００３１】
（実施例２）
ここでは、焼結原料中のＭｇＯ量を１．０質量％とし、粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みを０．２ｍｍとした。なお、消石灰の使用量は、粉コークスに対して４質量％とした。
上記被覆コークスの粒度の平均径は、約２．２ｍｍであった。なお、この被覆コークスの粒径分布は、上記した実施例１と略同様であった。
【００３２】
また、焼結原料に使用するＭｇＯソースとして、ＭｇＯ量が３８質量％である中国産の低ＣａＯドロマイトを使用した（粒度：平均径で１．２ｍｍ）。
ここで、焼結原料の配合割合を、表４に示す。なお、表４中の各原料の量は、焼結原料の全量を１００質量％とした場合の質量％である。
【００３３】
【表４】
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【００３４】
上記条件で被覆処理された被覆コークスを使用することで、被覆処理がなされていない粉コークスを使用したベース条件に対して、約０．７トン／日／ｍ２の増産効果を確認できた。
また、焼結鉱の強度に変化はなく、耐還元粉化特性も０．８％改善することがわかった。このように、本実施例の改善傾向は、前記した実施例１と同様の改善傾向を示していた。
【００３５】
（比較例１）
ここでは、焼結原料中のＭｇＯ量を０．６質量％とし、粉コークスの表面を覆う消石灰の被覆厚みを０．１ｍｍとした。なお、消石灰の使用量は、粉コークスに対して３質量％とした。
上記被覆コークスの粒度の平均径は、約２．２ｍｍであった。なお、この被覆コークスの粒径分布は、上記した実施例１、２と略同様であった。
【００３６】
また、焼結原料に使用するＭｇＯソースとして、ＭｇＯ量が５８質量％である中国産のブルーサイトを使用した（粒度：平均径で２．５ｍｍ）。
ここで、焼結原料の配合割合を、表５に示す。この表５中の各原料の量は、焼結原料の全量を１００質量％とした場合の質量％である。なお、表５に記載した各原料の量の合計が１００質量％にならないのは、四捨五入による。
【００３７】
【表５】
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【００３８】
上記条件で被覆処理された被覆コークスを使用した場合、被覆処理がなされていない粉コークスを使用したベース条件に対し、焼結生産性、強度、及び耐還元粉化特性のいずれについても、改善効果を確認できなかった。
【００３９】
以上のことから、本発明の焼結鉱の製造方法を用いることで、強度を担保しつつ、焼結生産性と耐還元粉化特性を改善できることを確認できた。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の焼結鉱の製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、固体燃料として粉コークスを使用した場合について説明したが、焼結鉱の製造に使用する固体燃料であれば、これに限定されるものではない。
【００４１】
更に、前記実施の形態においては、消石灰と粉コークスを、混合処理した後に造粒処理することで、粉コークスの表面に消石灰を被覆した場合について説明したが、生石灰と粉コークスを、混合処理した後に造粒処理することで、粉コークスの表面に消石灰を被覆してもよい。これは、生石灰と粉コークスの混合処理の際に添加する水分により、生石灰が消石灰になることによる。
【符号の説明】
【００４２】
１０：焼結鉱の焼結設備、１１：ドラムミキサー（造粒機）、１２：焼結機、１３、１４：原料槽、１５：固体燃料の被覆処理設備、１６、１７：原料槽、１８：混練機、１９：パンペレタイザー
【図１】
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【図２】
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