(57)【要約】【課題】生産性が向上する焼結鉱の製造方法及び焼結鉱製造用の鉱石組成物を提供する。【解決手段】水を添加して造粒し、粒状の焼結原料を形成する造粒工程と、粒状の焼結原料を焼結させて焼結ケーキを形成する焼結工程と、焼結ケーキを破砕してから篩分けし、所定サイズ以上の焼結鉱を取り出す破砕・篩分け工程とを備える焼結鉱の製造方法において、造粒工程と同時またはその前に、造粒促進剤としての糖蜜と粉コークスの燃焼促進剤としての有機酵素を配合することを特徴とする焼結鉱の製造方法、及び焼結鉱製造用の鉱石組成物であって、粉鉱石と、フラックスと、粉コークスと、水と、糖蜜と、有機酵素とからなったことを特徴とする鉱石組成物を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分とする粉鉱石、フラックス、粉コークスからなる粉状の焼結原料に、水を添加して造粒し、粒状の焼結原料を形成する造粒工程と、
前記粒状の焼結原料を焼結させて焼結ケーキを形成する焼結工程と、
前記焼結ケーキを破砕してから篩分けし、所定サイズ以上の焼結鉱を取り出す破砕・篩分け工程とを備える焼結鉱の製造方法において、
前記造粒工程と同時またはその前に、造粒促進剤としての糖蜜と粉コークスの燃焼促進剤としての有機酵素を配合することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
【請求項２】
前記有機酵素として、該有機酵素を生む菌種組成物を配合してから、焼結原料内において、糖蜜を栄養剤として生ませることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項３】
前記焼結工程において、前記粒状の焼結原料をベルトコンベア上に層状に分散してから、搬送しながら焼結させることを特徴とする請求項１または２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項４】
前記糖蜜と前記有機酵素とは、粉状の焼結原料を基準として１〜３重量％の量を添加し、且つ、水は、６〜９重量％の量を添加することを特徴とする請求項１または２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項５】
前記糖蜜と前記有機酵素とは、粉状の焼結原料を基準として１.５〜２.５重量％の量を添加することを特徴とする請求項４に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項６】
前記糖蜜として、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、蜂蜜、楓糖漿、果糖漿及びこれらの混合物からなる群より選んで使用することを特徴とする請求項１または２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項７】
前記菌種組成物として、乳酸菌、酵母菌、放射線菌及びこれらの混合物からなる群より選んで使用することを特徴とする請求項２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項８】
前記造粒工程に、前記糖蜜及び有機酵素の他にも、米糠、大豆粉、苦茶粉、米酒、米酢、微量の鉱物質及びこれらの混合物からなる群より選ばれたものを添加することを特徴とする請求項２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項９】
前記微量の鉱物質として、鉄、アルミニウム、マグネシウム、珪素及びこれらの混合物からなる群より選ばれたものを添加することを特徴とする請求項８に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項１０】
前記粉鉱石として、鉄鉱石の粉を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の焼結鉱の製造方法。
【請求項１１】
焼結鉱製造用の鉱石組成物であって、粉鉱石と、フラックスと、粉コークスと、水と、糖蜜と、有機酵素とからなったことを特徴とする鉱石組成物。
【請求項１２】
焼結鉱製造用の鉱石組成物であって、粉鉱石と、フラックスと、粉コークスと、水と、糖蜜と、有機酵素を生む菌種組成物とからなったことを特徴とする鉱石組成物。
【請求項１３】
前記糖蜜と前記有機酵素とは、前記粉鉱石と、フラックスと、粉コークスとの総量を基準として１〜３重量％を含み、水は、６〜９重量％を含んだことを特徴とする請求項１１または１２に記載の鉱石組成物。
【請求項１４】
前記糖蜜と前記有機酵素とは、前記粉鉱石と、フラックスと、粉コークスとの総量を基準として１.５〜２.５重量％を含んだことを特徴とする請求項１３に記載の鉱石組成物。
【請求項１５】
前記糖蜜は、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、蜂蜜、楓糖漿、果糖漿及びこれらの混合物からなる群より選ばれたものを特徴とする請求項１１または１２に記載の鉱石組成物。
【請求項１６】
前記菌種組成物は、乳酸菌、酵母菌、放射線菌及びこれらの混合物からなる群より選ばれたことを特徴とする請求項１２に記載の鉱石組成物。
【請求項１７】
米糠、大豆粉、苦茶粉、米酒、米酢、微量の鉱物質及びこれらの混合物からなる群より選ばれたものをも含んだことを特徴とする請求項１２に記載の鉱石組成物。
【請求項１８】
前記微量の鉱物質は、鉄、アルミニウム、マグネシウム、珪素及びこれらの混合物からなる群より選ばれたことを特徴とする請求項１７に記載の鉱石組成物。
【請求項１９】
前記粉鉱石は、鉄鉱石由来のものであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の鉱石組成物。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱の製造方法及び焼結鉱製造用の鉱石組成物に関し、特に生産性が向上する焼結鉱の製造方法及び焼結鉱製造用の鉱石組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高炉に製鉄原料として装入する焼結鉱は以下のようにして製造する。まず、主原料である粉鉄鉱石、副原料であるフラックス、燃料である粉コークスからなる粉状の焼結原料を原料槽から切り出してから、ドラムミキサーで水を添加しながら混合、造粒し、粒状の焼結原料を形成する。
【０００３】
次いで、前記粒状の焼結原料を焼結機の中を移動するベルトコンベア上に層状に連続的に装入する。この粒状の焼結原料が堆積してなる焼結原料層の表層部に、点火炉で点火する上、焼結原料層の上方から空気を送入して焼結原料層中の粉コークスと接触させ、粉コークスを燃焼させることにより、燃焼帯を形成する。この燃焼帯では、空気の下行によって上面から下面に向かって進行し、燃焼帯で発生する高温の燃焼により、１２５０℃〜１３５０℃程度の温度まで上げ、粒状の焼結原料を熔融、焼結させ、焼結ケーキを形成する。
【０００４】
次いで、破砕機で前記焼結ケーキを破砕してから篩分けし、粒径５ｍｍ以上の焼結鉱を取り出して、高炉へ搬送する。一方、粒径５ｍｍ以下の焼結鉱は返鉱として、返鉱ホッパーに搬送して配合原料として再使用する。
【０００５】
しかしながら、このような従来法によると、焼結原料層の燃焼の際に、焼結原料層の通気性や粉コークス自体の燃焼性が小さいと粉コークスの燃焼反応が阻害されて、焼結鉱の製品の収率を低下させたり焼結時間を延長させたりし、生産性を悪くさせる原因となる。そのため、焼結原料層の通気性や粉コークス自体の燃焼性、ひいては従来プロセスにおける生産性３２ｔ／ｍ２／２４ｈｒに対し、生産性を格段に向上させることが望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、焼結原料層の通気性や粉コークス自体の燃焼性を改善すると共に、生産性を格段に向上させることができる焼結鉱の製造方法及び焼結鉱製造用の鉱石組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、研究に研究を重ねた結果、造粒原料に、水の他に、糖蜜と有機酵素をも配合すれば、糖蜜が通気性を低下させる原因となる細かい粒子になる焼結原料を、粒度がより大きくてその集合の見掛け容積が割合に嵩張る粒子に造粒しておき、焼結原料層の通気性を大きくする一方、有機酵素が粉コークスの多環芳香族炭化水素を分解して、粉コークス自体の燃焼性をも促進させることができるので、その後の焼結工程において、焼結時間を大幅に短縮させ、生産性を向上させることができることを知見して本発明に到達した。
【０００８】
前記知見により、本発明は、まず、主成分とする粉鉱石、フラックス、粉コークスからなる粉状の焼結原料に、水を添加して造粒し、粒状の焼結原料を形成する造粒工程と、粒状の焼結原料を焼結させて焼結ケーキを形成する焼結工程と、焼結ケーキを破砕してから篩分けし、所定サイズ以上の焼結鉱を取り出す破砕・篩分け工程とを備える焼結鉱の製造方法において、造粒工程と同時またはその前に、造粒促進剤としての糖蜜と粉コークスの燃焼促進剤としての有機酵素を配合することを特徴とする焼結鉱の製造方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、焼結鉱製造用の鉱石組成物であって、粉鉱石と、フラックスと、粉コークスと、水と、糖蜜と、有機酵素とからなったことを特徴とする鉱石組成物を提供する。
【００１０】
前記焼結鉱の製造方法において、前記有機酵素として、該有機酵素を生む菌種組成物を配合してから、焼結前の焼結原料内において、前記糖蜜を栄養剤として生ませても良い。即ち、前記鉱石組成物は、粉鉱石と、フラックスと、粉コークスと、水と、糖蜜と、有機酵素を生む菌種組成物とからなったものを使用しても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による方法では、焼結鉱製造用の鉱石組成物として、糖蜜と有機酵素をも配合するため、造粒工程において、造粒性を上げて、サイズがより大きい粒子を形成し、その後の焼結工程における焼結原料層の通気性を大きくする一方、粉コークス自体の燃焼性をも促進させることができるので、従来の焼結設備の調整を行わずに、簡単な方法で生産性を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ、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は本発明の焼結鉱の製造方法を説明するフローチャートであり、図２は本発明の焼結鉱の製造方法を適用する焼結設備の一例を概略的に示す図である。
【００１３】
図１及び図２を併せて参照してみると、本発明の焼結鉱の製造方法は、図２に示す焼結設備により、造粒工程と、焼結工程と、破砕・篩分け工程とに行われる。
【００１４】
図２に示すように、焼結設備２は、主として、上下に貫通する複数の排気通路２１１を有する焼結床２１と、回りながら焼結床２１を通って移動する通気可能なベルトコンベア２２と、原料槽２３と、原料槽２３と連結していてそれから受料するドラムミキサー２４と、焼結床２１の一側の上方に設けられる上、ドラムミキサー２４と連結していてそれから受料し、焼結床２１に入る前のベルトコンベア２２上に落下的に送料する給鉱ホッパー２５と、給鉱ホッパー２５の近くに設けられていて焼結床２１における送料の表面層を点火する点火炉２６と、焼結床２１の他側に設けられていてベルトコンベア２２から受料して次のプロセスへ案内するシュート２７と、シュート２７の中に設置されていてそれを通過する送料を破砕する破砕機２８と、空気を焼結床２１における送料の上方から下方に吸引してから排気通路２１１を通って煙突３に排出するように配置・配管されている排気ポンプ２９とからなっている。
【００１５】
本発明の焼結鉱の製造方法は前記焼結設備２に行われ、即ち、まず、原料槽２３から主成分とする粉鉱石、副原料であるフラックス、燃料である粉コークスからなる粉状の焼結原料を切り出してから、水を添加すると共に、造粒促進剤としての糖蜜と粉コークスの燃焼促進剤としての有機酵素をも配合して、ドラムミキサー２４の回転により均一に混合・造粒し、粒状の焼結原料を形成する(造粒工程)。
【００１６】
そして、ドラムミキサー２４で混合・造粒した粒状の焼結原料を給鉱ホッパー２５を介してベルトコンベア２２上に層状に連続的に装入して、点火炉２６で堆積してなる焼結原料層の表層部に点火すると共に、排気ポンプ２９で焼結層の上側から下側へと空気を送入して焼結層中の粉コークスを燃焼させ、焼結原料層内に該下行の空気により上面から下面に向かって進行する燃焼帯を形成する上、該燃焼帯で発生する高温の燃焼により、粒状の焼結原料を熔融・焼結させ、焼結ケーキを形成する(焼結工程)。
【００１７】
そして、破砕機２８でベルトコンベア２２の下流側から排出した焼結の終了した焼結ケーキを破砕してから篩分けし、粒径５ｍｍ以上の焼結鉱を取り出して、高炉へ搬送する(破砕・篩分け工程)。一方、粒径５ｍｍ以下の焼結鉱は返鉱として、ドラムミキサー２４と連通している返鉱ホッパー４に搬送して配合原料として再使用する。
【００１８】
前記粉鉱石は、鉄鉱石、銅鉱石、亜鉛鉱石、マンガン鉱石、礬土(アルミニウムの冶金)、菱苦土鉱(マグネシウムの冶金)などが挙げられる。また、前記フラックスは、石灰石、白雲石、蛇紋石、珪石などが挙げられるが、その限りではなく、粉鉱石に応じて変更する場合もある。
【００１９】
前記糖蜜と有機酵素の量は、前記粉状の焼結原料を基準として、１〜３重量％が好ましく、より好ましくは１.５〜２.５重量％である。水の量は、前記粉状の焼結原料を基準として、６〜９重量％が好ましい。
【００２０】
前記造粒促進剤としての糖蜜は、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、蜂蜜、楓糖漿、果糖漿、またはこれらの２種類以上の混合物を用いても良い。
【００２１】
前記粉コークスの燃焼促進剤としての有機酵素は、直接に適用する有機酵素を用いても良いが、有機酵素を生む菌種組成物を配合してから、焼結原料内において、糖蜜を栄養剤として生ませても良い。前記菌種組成物は、乳酸菌、酵母菌、放射線菌、またはこれらの２種類以上の混合物を用いることが好ましい。
【００２２】
また、前記糖蜜及び有機酵素の他にも、前記菌種組成物の成長を促進するために、米糠、大豆粉、苦茶粉、米酒、米酢、微量の鉱物質及びこれらの混合物からなる群より選ばれたものを添加しても良い。さらに、前記微量の鉱物質としては、鉄、アルミニウム、マグネシウム、珪素、またはこれらの２種類以上の混合物を使用することが好ましい。
【００２３】
本実施形態例においては、造粒促進剤としての糖蜜と粉コークスの燃焼促進剤としての有機酵素は原料槽２３(即ち、図中の投入口５１より)から焼結原料に添加すると示しているが、その限りではなく、ドラムミキサー２４(即ち、図中の投入口５２より)、または返鉱ホッパー４(即ち、図中の投入口５３より)から添加しても良い。
【００２４】
本実施形態例においては、ドラムミキサー２４で混合・造粒した粒状の焼結原料は一旦給鉱ホッパー２５に貯蔵した後、ベルトコンベア２２の上に層状に連続的に装入すると示しているが、その限りではなく、ドラムミキサー２４から直接にベルトコンベア２２上に装入しても良い。
【００２５】
叙上のように、本発明は、造粒工程と同時またはその前に、糖蜜と有機酵素を配合するから、糖蜜が通気性を低下させる原因となる細かい粒子になる焼結原料を、粒度がより大きくてその集合の見掛け容積が割合に嵩張る粒子に造粒しておき、焼結原料層の通気性を大きくする。一方、有機酵素が粉コークスの多環芳香族炭化水素を分解して、粉コークス自体の燃焼性を促進させることができる。そのため、その後の焼結工程において、焼結時間を大幅に短縮させ、生産性を向上させることができる。
【００２６】
下記表１に示すデータは、発明者が前記実施形態例の下に実験を行なった結果である。実施例１と２は、それぞれ１.５ｗｔ％と２.５ｗｔ％の糖蜜と有機酵素を添加した本発明であり、比較例は糖蜜と有機酵素を添加していない従来法に属する。ここで、主成分とする粉鉱石、フラックス、粉コークスからなる粉状の焼結原料の総重量は１００キロとした。
【表１】
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【００２７】
前記表１に示したデータから明らかなように、実施例１と２の平均焼結時間３１.１分と３１.４分は、比較例の平均焼結時間３５.５分より、大幅に短くなり、約１０％〜１６％の焼結時間を短縮した。また、本発明の生産性は、従来法の３２．１６〜３２.９６(ｔ／ｍ２／２４ｈｒ)に対し、表１にみられるように３５.４２〜３７.９５(ｔ／ｍ２／２４ｈｒ)と高くなり、約１０.０％〜１５.０％ほど向上することができる。
【００２８】
また、表１における焼結廃気分析をみてみると、実施例１と２のＣＯ/(ＣＯ+ＣＯ２)比率は比較例より遥かに低いので、本発明は確かに燃焼を促進することが分かる。
【００２９】
上記結果より、本発明は前記のような従来技術の問題点が解消でき、即ち焼結原料層の通気性や粉コークス自体の燃焼性、ひいては生産性を向上させることが確認され、本発明の目的が達成される。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定して狭義に解釈されるものではなく、即ち本発明の精神の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
叙上のように、本発明による方法では、焼結鉱製造用の鉱石組成物として、糖蜜と有機酵素をも配合するため、造粒工程において、造粒性を上げて、サイズがより大きい粒子を形成し、その後の焼結工程における焼結原料層の通気性を大きくする一方、粉コークス自体の燃焼性をも促進させることができるので、従来の焼結設備の調整を行わずに、簡単な方法で生産性を格段に向上させることができる。工業上極めて有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は本発明の焼結鉱の製造方法を説明するフローチャートである。
【図２】図２は本発明の焼結鉱の製造方法を適用する焼結設備の一例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
２．．．．焼結設備
２１．．．焼結床
２１１．．排気通路
２２．．．ベルトコンベア
２３．．．原料槽
２４．．．ドラムミキサー
２５．．．給鉱ホッパー
２６．．．点火炉
２７．．．シュート
２８．．．破砕機
２９．．．排気ポンプ
３．．．．煙突
４．．．．返鉱ホッパー
５１．．．投入口
５２．．．投入口
５３．．．投入口 
【図１】
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【図２】
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