(57)【要約】【課題】従来に比べてＮＯｘの発生を抑制することができ、しかも０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材が存在しても同様の効果を得ることが可能な焼結鉱の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る焼結鉱の製造方法では、鉄鋼製造用焼結鉱の製造に用いる凝結材を生石灰及び／又は消石灰と共に混練装置１０に装入して水分の存在下で造粒し、造粒された造粒物を圧縮成形装置１１に供給して圧縮成形した後、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサー１９に添加する。圧縮成形装置１１による造粒を行った後、造粒装置１２を用いてさらに造粒処理したものをドラムミキサー１９に添加してもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鋼製造用焼結鉱の製造に用いる凝結材を生石灰及び／又は消石灰と共に混練装置に装入して水分の存在下で造粒し、造粒された造粒物を圧縮成形装置に供給して圧縮成形した後、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーに添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の焼結鉱の製造方法において、前記凝結材は、粒度０．２５ｍｍアンダーの微粉を２０質量％以上含むことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の焼結鉱の製造方法において、前記混練装置による造粒を６０秒間以上行うことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結鉱の製造方法において、前記混練装置による造粒時の水分が１０質量％以上となるように水分調整を行うことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結鉱の製造方法において、圧縮成形された前記造粒物を造粒装置を用いてさらに造粒処理することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結鉱の製造方法において、圧縮成形された前記造粒物を前記ドラムミキサーの後段に添加することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の焼結鉱の製造方法において、前記造粒装置で造粒処理された造粒物を前記ドラムミキサーの後段に添加する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、鉄鋼製造用の焼結鉱の製造方法に関し、特に、窒素酸化物の発生を凝結材の事前処理によって抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼製造に用いる焼結鉱は、原料となる鉄鉱石に凝結材及び石灰等を混合して造粒した擬似造粒物を焼結機で焼成することにより製造される。この時、凝結材に含まれる窒素分の一部が窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と記載する。）となって排ガス中に混入する。
ＮＯｘは大気汚染物質であることから、大気へのＮＯｘの排出についてその濃度及び量に規制が設けられており、操業条件の調整などの制約が発生する。ＮＯｘを除去する排ガス処理装置の設置なども行われているが、多大な設備投資が必要となる。そのため、操業制約や設備投資の軽減を目的として、凝結材の事前処理によってＮＯｘの発生を抑制する方法が従来より検討されてきた。
【０００３】
なお、凝結材は、主として炭素を含むもので、ＮＯｘ源になるものを含み、酸化によって発熱する材料である。例えば、石炭やコークスなどを指す。
【０００４】
凝結材の事前処理によってＮＯｘの発生を抑制する方法の一つとして、生成したＮＯｘを還元する物質で凝結材の表面を被覆する方法がある。例えば、特許文献１には、カルシウムフェライトを含有する微粉末触媒と凝結材を並存させ、生成したＮＯｘを還元して抑制する技術が開示されている。
特許文献１記載の発明では、ＮＯｘの発生を抑制しつつコストを低減する目的で、カルシウムフェライト等の配合割合を規定しており、凝結材中の窒素分がＮＯｘに転換した割合を示すＮＯｘ転換率は３０％以上となっている。なお、ＮＯｘ転換率とは、凝結材に含まれる窒素分の総量に対するＮＯｘに転換した窒素分の割合である。
【０００５】
しかし、実操業では、さらにＮＯｘ転換率を低減することが望まれており、特許文献２では、特許文献１のカルシウムフェライト等を生石灰に特定することで、ＮＯｘ転換率を２０％台まで低減できることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６０２５７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７２０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の段落[０００５]には、０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材が低温で酸化し、ＮＯｘが発生しやすいことが記載されている。また、特許文献２の段落[００３８]には、微粉凝結材と微粉生石灰の造粒物（造粒体（Ｐ型））であっても、凝結材が微粉であることに起因してＮＯｘが増大することが記載されている。このため、特許文献２記載の発明では、０．２５ｍｍオーバーの凝結材を主として用いてＮＯｘの発生を抑制している。
【０００８】
凝結材は、一般に、石炭やコークスを粉砕して製造されるため、例えば０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材は定常的に生産される。そのため、０．２５ｍｍオーバーの凝結材を主として用いると、微粉凝結材が余剰となるという問題がある。また、ＮＯｘ転換率をさらに低減したいというニーズもある。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来に比べてＮＯｘの発生を抑制することができ、しかも０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材が存在しても同様の効果を得ること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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、鉄鋼製造用焼結鉱の製造に用いる凝結材を生石灰及び／又は消石灰と共に混練装置に装入して水分の存在下で造粒し、造粒された造粒物を圧縮成形装置に供給して圧縮成形した後、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーに添加することを特徴としている。
【００１１】
本発明では、凝結材を生石灰及び／又は消石灰と共に混練装置に装入して水分の存在下で造粒した造粒物を圧縮成形装置に供給する。これにより、凝結材と生石灰等からなる造粒物がロールによって圧縮成形され、緻密な造粒物が形成される。その結果、造粒物を構成する粒子同士の間の空気の透過性が抑制され、低温段階での凝結材の酸化が進行せず、ＮＯｘの発生が抑制される。
【００１２】
なお、本発明における造粒物は、特にことわりのない限り、凝結材粒子の周囲に生石灰等の被覆層が形成されたＳ型造粒物、並びに微粉凝結材と生石灰等が混合したＰ型造粒物の双方を指す。
【００１３】
また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記凝結材は、粒度０．２５ｍｍアンダーの微粉を２０質量％以上含んでいてもよい。
【００１４】
本発明により緻密な造粒物が形成されるので、凝結材が粒度０．２５ｍｍアンダーの微粉を含んでいても、従来に比べてＮＯｘの発生を抑制することができる。その際、後述するように、０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材を２０質量％以上含んでいると、ＮＯｘ低減効果はより顕著となる。
【００１５】
また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記混練装置による造粒を６０秒間以上行うことを好適とする。
当該構成では、混練装置による造粒を６０秒間以上行うことによって、造粒物や被覆層の緻密度が向上することでＮＯｘ低減効果が拡大する。
【００１６】
また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、前記混練装置による造粒時の水分が１０質量％以上となるように水分調整を行うことを好適とする。
当該構成では、上記水分調整を行うことにより、緻密な造粒物や被覆層が形成されＮＯｘ低減効果が拡大する。
【００１７】
また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、圧縮成形された前記造粒物を造粒装置を用いてさらに造粒処理してもよい。
当該構成では、圧縮成形を行った造粒物を造粒装置を用いてさらに造粒処理することにより、造粒物や被覆層の緻密度がさらに向上してＮＯｘ低減効果が拡大する。
【００１８】
また、本発明に係る焼結鉱の製造方法では、圧縮成形された前記造粒物あるいは前記造粒装置でさらに造粒処理された造粒物を前記ドラムミキサーの後段に添加することを好適とする。
当該構成では、圧縮成形された前記造粒物あるいは前記造粒装置でさらに造粒処理された造粒物をドラムミキサーの後段に添加することによって、ドラムミキサー内における被覆層の剥離や造粒物の崩壊が抑制され、高いＮＯｘ低減効果を維持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る焼結鉱の製造方法によれば、凝結材を生石灰及び／又は消石灰と共に混練装置に装入して水分の存在下で造粒した造粒物を圧縮成形することにより緻密な造粒物が形成されるので、従来に比べてＮＯｘの発生を抑制することができ、しかも０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材が存在しても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】凝結材の造粒方法ごとにＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。
【図２】本発明の一実施の形態に係る焼結鉱の製造方法が適用される焼結プラントの模式図である。
【図３】ブリケット製造機の断面図である。
【図４】凝結材中の０．２５ｍｍアンダーの割合とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示すグラフである。
【図５】混練装置による造粒時間とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示すグラフである。
【図６】造粒物の水分割合とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示すグラフである。
【図７】圧縮成形装置による圧縮成形後に造粒処理を行う場合と行わない場合、並びにドラムミキサーに造粒物を前添加する場合と後段添加する場合それぞれにおけるＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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いて説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明では、凝結材を生石灰等と共に造粒したものを「造粒物」、前記造粒物を鉄鉱石や無煙炭等に添加して造粒処理したものを「擬似造粒物」と呼ぶ。
【００２２】
［ＮＯｘの発生を抑制するメカニズム］
本発明者等は、特許文献２に記載されている０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材を含む造粒物とＮＯｘ発生の関係について調べた。具体的には、凝結材の造粒方法、特に造粒物に作用させる加速度及び圧縮力（圧密度）の影響を調べるため、比較的加速度及び／又は圧縮力の小さなドラムミキサー及びパンペレタイザーに対し、圧縮力の大きな圧縮成形装置や加速度の大きなマルメライザーを比較検討した。
【００２３】
比較実験では、凝結材であるコークスに対し、生石灰を１０質量％添加（内掛け）し、最終水分が１５質量％となるように水添加量を調整した後、各装置で凝結材の造粒を行った。次いで、各装置によって造粒処理された造粒物を、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーの後段にそれぞれ添加して擬似造粒物を造粒した。そして、擬似造粒物を焼成した際に発生する排ガスの流量及び排ガスに含まれるＮＯｘ濃度を測定してＮＯｘ発生量を算出した。
比較実験に使用した焼結原料の配合（鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサー出側の配合）を表１に示す。なお、コークスには０．２５ｍｍアンダーの微粉を２５質量％含むものを使用した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
凝結材の造粒に当たり、ドラムミキサーには直径１ｍの試験機を使用し、回転数２０ｒｐｍで５分間造粒処理を行った。
パンペレタイザーには直径１ｍ、傾斜角度４５°のパンを使用し、回転数１５ｒｐｍで５分間造粒処理を行った。
圧縮成形装置には、２００φ双ロール式ブリケット製造機を使用し、凝結材及び生石灰を一旦、混練装置で造粒処理した後、上記ブリケット製造機の線圧を０．３ｔｏｎ／ｃｍとして圧縮成形した。混練装置には、容量４０Ｌの高速撹拌ミキサー（アイリッヒミキサー）を使用し、パンの回転速度１３ｒｐｍ、アジテータの回転速度３００ｒｐｍとして３００秒間造粒処理した。
マルメライザーによる造粒処理は、直径１ｍの竪型円筒容器底部の円盤の回転数を２００ｒｐｍとして２分間行った。
【００２６】
図１に、造粒処理をしていない凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率に対する、各装置によって造粒処理された凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率の改善割合を示す。
なお、ＮＯｘ転換率は、ＮＯｘ発生量からＮＯｘに転換した窒素量を算出し、予め分析しておいた凝結材中の窒素量を１００としたときの割合に換算して求めた。また、ＮＯｘ転換率の改善割合は次式で算出した。
ＮＯｘ転換率の改善割合＝（１−造粒処理した凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率／造粒処理しない凝結材を用いた場合のＮＯｘ転換率）×１００％
【００２７】
同図より、ドラムミキサーやパンペレタイザーで造粒した造粒物は、ＮＯｘ転換率の改善割合が１０％未満と低く、ＮＯｘ発生量の抑制に寄与が少ないことがわかる。また、加速度の大きなマルメライザーもＮＯｘ転換率の改善割合が１０％程度と、ＮＯｘ抑制効果が小さいことがわかる。
ドラムミキサーやパンペレタイザーで造粒した造粒物は、造粒時の造粒物にかかる加速度が実質的に１Ｇ未満であるのに対し、マルメライザーでは２０Ｇに達するが、ＮＯｘ抑制効果が同等に低位であることから、必ずしも加速度を大きくすることではＮＯｘの発生を十分に抑制することができないことが判明した。
【００２８】
これに対し、本発明者等は、高速撹拌ミキサーで造粒した造粒物を例えば線圧０．３ｔｏｎ／ｃｍのブリケット製造機で圧縮成形した成形物（以降、圧縮成形後の造粒物を「成形物」と呼ぶことがある。）を用いて焼成時のＮＯｘ発生量を調査した。その結果、ドラムミキサー、パンペレタイザー、マルメライザーで造粒した造粒物に比べて、ブリケット製造機で圧縮成形した成形物を使用した焼成では、ＮＯｘ転換率の改善割合が３０％台に上昇しＮＯｘ発生量が大幅に低減することを発見した。
【００２９】
上述したＮＯｘ発生量の相違は、圧密度が小さな造粒物は、構成する粒子同士の間を空気が透過するため、比較的低温段階から造粒物内の微粉凝結材が酸化するのに対し、ブリケット製造機で圧縮成形した成形物は、構成する粒子が圧密されて粒子同士の間の空気の透過性が抑制され、低温段階での微粉凝結材の酸化が進まなかったためと考えられる。さらに焼結機内で温度が１０００℃以上となった段階で、造粒物を構成する生石灰や消石灰が溶融流出し、露出した微粉凝結材が１０００℃以上の高温で酸化することで、ＮＯｘ発生が抑制されたと考えられる。
【００３０】
また、ドラムミキサーで造粒した造粒物を数日間大気養生して乾燥させたものを１ｍの高さからコンクリート床に落下させたときの０．５ｍｍ以下粉の発生割合は１０％以下となる。一方、ブリケット製造機で圧縮成形した成形物を１ｍの高さからコンクリート床に落下させたときの０．５ｍｍ以下粉の発生割合は２５％である。従って、ドラムミキサーで造粒した造粒物は、大気養生することにより高強度の造粒物となる。
しかし、大気養生した造粒物とブリケット製造機で圧縮成形した成形物のＮＯｘ転換率の改善割合を比較すると、大気養生した造粒物のＮＯｘ抑制効果は、ブリケット製造機で圧縮成形した成形物に比べて十分ではなかった。
【００３１】
以上の結果より、造粒物に強い圧縮力を作用させ、緻密な造粒物を形成することがＮＯｘの抑制に有効であることが判明した。特に養生によって造粒物強度を確保したにもかかわらず、十分なＮＯｘ抑制が図られなかった一方で、ロールによる強制的な圧縮力を造粒物に作用させた場合、ＮＯｘ抑制効果が顕著であったことから、圧縮することによって造粒物が緻密化してＮＯｘ転換率が抑えられたと推定される。
【００３２】
［本発明の構成について］
上記知見に基づき、本発明は、鉄鋼製造用焼結鉱の製造に用いる凝結材を生石灰及び／又は消石灰と共に混練装置に装入して水分の存在下で造粒し、造粒された造粒物を圧縮成形装置に供給して圧縮成形した後、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーに添加することを特徴としている。
【００３３】
凝結材と生石灰等を造粒し、生石灰等で凝結材を被覆することにより、焼結機パレット内で１０００℃程度まで凝結材の酸化が進行しにくくなる。１０００℃を超えると、生石灰等と造粒物周囲の鉄鉱石が低融点化合物を形成し、造粒物から生石灰等が溶融流出する。これを受けて、凝結材が高温雰囲気に露出し、凝結材の酸化が顕著に進行する。このように、例えば１０００℃以上の高温雰囲気において凝結材の酸化を進行させることが可能となるため、凝結材と生石灰等を造粒するのがよい。
加えて、生石灰は消化して微細な水酸化カルシウム微粒子となって分散が促進され、消石灰も一部溶解して水酸化カルシウム微粒子として凝結材粒子間に再析出するため分散が良好となる。その結果、強固で緻密な造粒物となる。
【００３４】
また、造粒された造粒物を圧縮成形装置に供給することにより、造粒物がロールによって圧縮成形されて緻密な造粒物となり、顕著なＮＯｘ低減効果が得られる。
圧縮成形装置としては、ブリケット製造機やローラーコンパクタ、ローラミルなど、原料に圧縮力を作用させるロールを有する装置であればよい。
なお、ブリケット製造機等の圧縮成形装置は、凝結材と生石灰等を混練する機能が低いため、混練装置を用いて凝結材と生石灰等を事前に混練（造粒）しておく必要がある。
【００３５】
圧縮成形された成形物（造粒物）はフレーク状となる。生石灰等で凝結材を確実に覆うため、フレーク厚みは凝結材の平均粒径の１．５倍以上が好ましい。また、成形物中の凝結材の高温での酸化をより容易にし、鉄鉱石を含む焼結原料中で成形物をより均一に分散させるため、フレーク厚みは凝結材の平均粒径の４倍以下であることが好ましい。従って、フレーク厚みが上記範囲となるように、圧縮成形装置の線圧を調整することが望ましい。
【００３６】
［焼結鉱の製造方法］
本発明の一実施の形態に係る焼結鉱の製造方法について、図２に示す焼結プラントにより説明する。
凝結材が蓄えられている貯留槽１３と生石灰や消石灰が蓄えられている貯留槽１４からそれぞれ所定量の凝結材及び生石灰等を切り出し、混練装置１０に装入して水分の存在下で造粒する。
生石灰等の量は、凝結材と合わせた全量に対して、即ち内掛けで５質量％以上６０質量％以下が好ましい。６０質量％を超えると、凝結材燃焼性を抑制する影響が顕著となる。また、混練装置１０による造粒時の水分が内掛けで１０質量％以上となるように水分調整し、混練装置１０による造粒時間は６０秒間以上とする。
【００３７】
混練装置１０で造粒された造粒物は圧縮成形装置１１に供給され、フレーク厚みが凝結材の平均粒径の１．５倍〜４倍程度となるように圧縮成形される。
図３に圧縮成形装置１１の一例であるブリケット製造機を示す。この圧縮成形装置１１は、造粒物が投入されるホッパ２１と、造粒物を圧縮成形する一対のロール２２と、ホッパ２１内に設置され、一対のロール２２間に造粒物を供給するスクリューフィーダ２３とから概略構成されている。
【００３８】
ホッパ２１に造粒物が投入されると、ホッパ２１内の造粒物はスクリューフィーダ２３によって一対のロール２２間に送られる。僅かなクリアランスを有して並設された一対のロール２２は互いに逆方向に回転しており、一対のロール２２間に挿入した造粒物は、一対のロール２２を通過することによって圧縮成形され、フレーク状の成形物となる。
【００３９】
圧縮成形装置１１によって圧縮成形された成形物（造粒物）は、パンペレタイザー１２（造粒装置の一例）に装入され、造粒処理された後、貯留槽１７もしくは一時貯留槽１８に貯留される。鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサー１９に造粒物を前添加する場合は貯留槽１７に、ドラムミキサー１９に造粒物を後段添加する場合は一時貯留槽１８にそれぞれ貯留する。
なお、造粒物の一部を貯留槽１７に、残りを一時貯留槽１８に貯留してもよい。また、パンペレタイザー１２による追加造粒を行わずに、貯留槽１７もしくは一時貯留槽１８に貯留してもよい。
【００４０】
一方、ドラムミキサー１９には、鉄鉱石が蓄えられている貯留槽１５や無煙炭が蓄えられている貯留槽１６などからそれぞれ切り出された鉄鉱石や無煙炭等が装入される。また、貯留槽１７から切り出された造粒物がドラムミキサー１９に前添加され、あるいは一時貯留槽１８から切り出された造粒物がドラムミキサー１９に後段添加される。ドラムミキサー１９では、ドラムミキサー１９に前添加もしくは後段添加された造粒物が、鉄鉱石や無煙炭等と共に造粒処理され、擬似造粒物が製造される。
【００４１】
ドラムミキサー１９で製造された擬似造粒物は焼結機２０に装入されて焼成され、焼結鉱となる。焼結時に発生する排ガスは、ブロワ（図示省略）により焼結機２０から吸引され、電気集塵機（図示省略）により粉塵等が除去された後、煙突（図示省略）から大気中に排出される。
【００４２】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、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、上記実施の形態では、圧縮成形装置による圧縮成形を行った後、パンペレタイザーを用いて造粒処理を行ったが、パンペレタイザーではなくドラムミキサーやレディゲミキサーなど他の造粒装置を用いてもよい。
【実施例】
【００４３】
本発明によれば、凝結材の酸化を、従来の技術より高温で開始することができるため、ＮＯｘ抑制効果が著しい。従って、従来ではＮＯｘ発生量が多いといわれていた粒径分布でも好適にＮＯｘを低減でき、０．２５ｍｍアンダーの微粉凝結材を用いた場合でも高いＮＯｘ抑制効果が得られる。
【００４４】
図４は、凝結材に含まれる微粉を変化させた場合のＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。凝結材の造粒には高速撹拌ミキサーを用い、生石灰１０質量％、水分１５質量％を添加し、パンの回転速度１３ｒｐｍ、アジテータの回転速度３００ｒｐｍとして３００秒間行った。その後、ロール径２００ｍｍのブリケット製造機を用いて線圧０．３ｔｏｎ／ｃｍで造粒物を圧縮成形した。
【００４５】
同図より、微粉凝結材が１５質量％までの少ない段階ではＮＯｘ転換率の改善割合が１０％程度に止まるのに対し、２０質量％以上ではＮＯｘ転換率の改善割合が大きくなることがわかる。微粉凝結材に対しても緻密な造粒物が形成されることから、改善効果が拡大すると考えられる。
このことから、本発明では、凝結材に含まれる０．２５ｍｍアンダーの微粉割合を２０質量％以上と規定した。一方、凝結材に含まれる０．２５ｍｍアンダーの微粉割合の上限については規定しないが、０．２５ｍｍアンダーの微粉割合が多くなると、凝結材の破砕処理時間が長くなるため、通常は５０質量％以下とする。
【００４６】
図５は、混練装置による造粒時間とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示したグラフである。凝結材の造粒処理には高速撹拌ミキサーを用い、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％含む凝結材に生石灰を１０質量％添加して水分を１５質量％に調整し、パンの回転速度を１３ｒｐｍ、アジテータの回転速度を３００ｒｐｍとして造粒した。高速撹拌ミキサーにより造粒した造粒物は、ロール径２００ｍｍのブリケット製造機を用いて線圧０．３ｔｏｎ／ｃｍで圧縮成形した。
同図より、造粒時間が６０秒未満ではＮＯｘ転換率の改善割合が小さいのに対し、６０秒以上において大きく改善することがわかる。緻密度が向上してＮＯｘ低減効果が拡大すると考えられる。
このことから、本発明では、混練装置による凝結材の造粒時間を６０秒以上と規定した。一方、混練装置による凝結材の造粒時間が６００秒を超えると造粒物が破砕することから、混練装置による凝結材の造粒時間の上限は６００秒とする。
【００４７】
図６は、造粒物の水分割合とＮＯｘ転換率の改善割合との関係を示したグラフである。凝結材の造粒処理には高速撹拌ミキサーを用い、０．２５ｍｍ以下の微粉を２０質量％含む凝結材に生石灰を１０質量％添加し、パンの回転速度を１３ｒｐｍ、アジテータの回転速度を３００ｒｐｍとして３００秒間造粒した。高速撹拌ミキサーにより造粒した造粒物は、ロール径２００ｍｍのブリケット製造機を用いて線圧０．３ｔｏｎ／ｃｍで圧縮成形した。
同図より、水分が１０質量％未満ではＮＯｘ転換率の改善割合が小さいのに対し、１０質量％以上において大きく改善することが判明した。高水分化によって緻密な造粒物や被覆層が形成されＮＯｘ抑制効果が拡大すると考えられる。
このことから、本発明では、混練装置による凝結材の造粒時の水分を１０質量％以上と規定した。また、凝結材の造粒時の水分が２０質量％までは同様の傾向を示すことから、凝結材の造粒時の水分の上限は２０質量％とする。
【００４８】
図７は、圧縮成形装置による圧縮成形後に造粒処理を行う場合と行わない場合、並びにドラムミキサーに造粒物を前添加する場合と後段添加する場合それぞれにおけるＮＯｘ転換率の改善割合を示したグラフである。なお、図中のＤＭはドラムミキサー、ＰＰはパンペレタイザーである。
凝結材の造粒処理には高速撹拌ミキサーを用い、０．２５ｍｍ以下の微粉を２５質量％含む凝結材に生石灰を１０％添加して水分を１５質量％に調整し、パンの回転速度を１３ｒｐｍ、アジテータの回転速度を３００ｒｐｍとして３００秒間造粒した。高速撹拌ミキサーにより造粒した造粒物は、ロール径２００ｍｍのブリケット製造機を用いて線圧０．３ｔｏｎ／ｃｍで圧縮成形した（ＰＰ無し）。また、この成形物を直径１ｍのパンペレタイザーを用いて、パンの傾斜角度４５°、回転数１５ｒｐｍで５分間造粒した（ＰＰ有り）。
【００４９】
同図より、いずれの条件においてもパンペレタイザー造粒を追加することで、ＮＯｘ転換率の改善割合が増大することがわかる。追加の造粒によって被覆厚みが増加するためと考えられる。
また、鉄鉱石を含む焼結原料を造粒するドラムミキサーの後段に造粒物を添加することによりＮＯｘ転換率の改善割合が顕著に増大することが同図よりわかる。ドラムミキサー内における生石灰及び／又は消石灰の被覆層の剥離や造粒物の崩壊が抑えられ、緻密な被覆層や造粒物が確保されるためと考えられる。
【符号の説明】
【００５０】
１０：混練装置、１１：圧縮成形装置、１２：パンペレタイザー、１３〜１７：貯留槽、１８：一時貯留槽、１９：ドラムミキサー、２０：焼結機、２１：ホッパ、２２：ロール、２３：スクリューフィーダ
【図１】
2015193889.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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