(57)【要約】【課題】焼結機へ装入する焼結原料に添加する水分量を最適化することで、成品焼結鉱の品質および生産性の向上を図る焼結原料の処理方法を提供する。【解決手段】焼結原料に水分を添加しながらミキサーで混練する焼結原料の処理方法において、原料の配合条件にかかわらずミキサーにて添加する水分比率を一定割合に管理することを特徴とする焼結原料の処理方法。また、上記、ミキサーにて添加する水分量を配合原料の１〜３％となるように制御する焼結原料の処理方法。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結原料に水分を添加しながらミキサーで混練する焼結原料の処理方法において、原料の配合条件にかかわらずミキサーにて添加する水分比率を一定割合に管理することを特徴とする焼結原料の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載において、ミキサーにて添加する水分量を配合原料の１〜３％となるように制御することを特徴とする焼結原料の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉装入原料である焼結鉱の原料となる焼結原料の処理方法に関する。さらに詳しくは、例えばＤＬ（ドワイトロイド）式焼結機へ装入する焼結原料に添加する水分量を最適化することで、成品焼結鉱の品質および生産性の向上を図ることを目的とする焼結原料の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉に製鉄原料として装入される焼結鉱は、先ず、主成分となる鉄鉱石に石灰石等の副原料とコークスをミキサーにて水分を添加しつつ混合し、造粒して焼結原料を製造する。次に、この焼結原料が焼結機の中を移動するパレット上に層状に連続的に装入される。この焼結原料が堆積してなる焼結層の表層部に点火し、焼結層の上部から吸引される空気と焼結層中のコークスとを接触させてコークスを燃焼させることにより焼結鉱が製造される。このような焼結層の燃焼の際に、焼結層の通気性や燃焼性が小さいとコークスの燃焼反応が阻害されて、焼結鉱の成品歩留りを低下させ、生産性低下の原因となる。
【０００３】
上記ミキサーは、このような焼結層の燃焼性を確保するために、通気性を低下させる原因となる細かい粒子を含む焼結原料を、見掛け上の粒子が大きくなる擬似粒子に予め造粒しておき、この造粒された焼結原料を用いることにより焼結層における擬似粒子間の空隙を空気の流路として確保することに寄与する。
ミキサーにて、細かい粒子を含む焼結原料を見掛け上の粒度が大きくなる擬似粒子に造粒するに際して、バインダーとなるのは水分であるため、擬似粒子の造粒状況を適正にするためには、この水分比率が最適値となるように制御することが極めて重要である。従って、従来からこの水分比率最適値を算出するための発明が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１１−６１２８１号公報（特許文献１）には、粗粒および微粉を含有する焼結原料の１種または２種以上の配合物に水分を添加する前に、焼結原料の吸水率および造粒前粒度分布から水分添加後の焼結原料が付着力を有する水分濃度の下限値である臨界水分濃度を予め算出しておき、擬似粒子の水分濃度が臨界水分濃度以上となるように、造粒ミキサーにおける水分の添加量を制御しながら焼結原料を転動することにより、擬似粒子へ造粒する方法が記載されている。また、特公昭５７−１７０５８号公報（特許文献２）には、配合する原料の銘柄別の原料の添加水分率を決定することを特徴とする焼結原料の配合原料の配合水分調整方法が、それぞれ記載されている。
【０００５】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平１１−６１２８１号公報）
（２）特許文献２（特公昭５７−１７０５８号公報）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は予め焼結原料の吸水率、造粒前粒度分布の測定が必要であり、さらに、それらデータから焼結原料が付着力を有する水分濃度の下限値である臨界水分濃度を算出する必要がある。さらに、特許文献２に記載された技術も、予め配合する原料の銘柄別の原料含水分率、乾燥原料粒度および原料吸水率を算出する必要がある。つまり、これらの技術は事前に試験等が必要になるため工数を多く要しコスト増が避けられないという問題がある。
【０００７】
さらに、これらの技術により最適値となる焼結原料の水分値を算出しても、焼結原料の水分値変動幅が大きいため、最適な水分状態を維持するためには、頻繁に造粒ミキサーにおける焼結原料の水分を測定し、焼結原料全体の水分が最適値となっているかをチェックし、造粒ミキサーにおける添加水分量を頻繁に変化させなければならないため、これも工数増加によるコスト増に繋がる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、焼結原料と水分と擬似粒子の造粒および焼結操業指標の関係について詳細に検討を行った。その結果、以下なる知見を得た。
（１）焼結原料水分のうち、原料表面に存在する水分のみが擬似粒子の造粒に寄与し、原料内部に吸収されている水分は造粒に寄与しない。
（２）原料表面に存在する水分には焼結操業上、最適値が存在し、それ以上でも以下でも操業指標が悪化する。
【０００９】
（３）ミキサーにて添加された水分は原料表面に吸着する。その後、徐々に原料の内部に吸収されるが、ミキサーにて製造された擬似粒子が焼結機の中を移動するパレット上に層状に連続的に装入されるまでの、通常３０分以内という短い時間には、その吸収は無視できる程度しか進行しない。つまり焼結操業上においては、ミキサーにて添加された水分は、全量原料表面に留まると考えて良い。
（４）原料表面に存在する水分の最適値は、焼結原料全体の１〜３％である。
【００１０】
そこで、発明者らは、擬似粒子の造粒に関するこれらの新規な知見に基づいてさらに検討を重ねた結果、
（１）ミキサーにて添加する水分を、焼結原料全体に対して最適な固定比率（擬似粒子を形成するための固定された比率）とすることで造粒は最適化し、操業指標が改善すること。すなわち、ミキサーにおける添加水分量を頻繁に変化させる必要がない。
（２）上記、ミキサーにて添加する水分の焼結原料全体に対する最適な固定比率は、１〜３％であること。すなわち、使用する焼結原料銘柄、吸水率、造粒前粒度分布に影響されないことを知見して、本発明の完成に至った。
【００１１】
その発明の要旨とするところは、
（１）焼結原料に水分を添加しながらミキサーで混練する焼結原料の処理方法において、原料の配合条件にかかわらずミキサーにて添加する水分比率を一定割合に管理することを特徴とする焼結原料の処理方法。
（２）前記（１）記載において、ミキサーにて添加する水分量を配合原料の１〜３％となるように制御することを特徴とする焼結原料の処理方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
焼結配合原料は、水の表面張力により微粒子が微粒子に付着することで擬似粒子を形成する。そのため、核粒子表面の水分が不足すると擬似粒子の形成が困難になり、ベッドの通気性は悪化する。従って、焼結配合原料中には、造粒のための水分が必要であるが、逆に水分が過多になると過剰な水分が擬似粒子間の空隙を埋めてしまうために通気性が悪化する。また、熱バランス的にも水分の蒸発潜熱等が必要となるため、焼結配合原料水分には最適値が存在する。
【００１３】
一方、焼結配合原料中の水分は、擬似粒子の核を構成している粒子が吸収する水分と、微粒子が核に付着するために必要な水分に分けることができ、前者は鉱石銘柄毎に異なり、後者は常に固定値（擬似粒子を形成するための固定された水分）と考えられる。図１は、本発明に係る擬似粒子の模式図である。この図に示すように、擬似粒子の核１が吸収する水分は鉱石銘柄毎の固有値であり、微粒子が核に付着するために必要な水分２は常に固定値として定めることができる。この場合、焼結原料としての造粒試験、焼成試験に示した造粒性ＧＩ（１．０）＝１００％となる焼結配合原料水分値（＝最適配原水分値）は、これら核１が吸収する水分と微粒子が核に付着するために必要な水分２の合計値になる。
【００１４】
これらにより、焼結配合原料水分を最適にするためには、固定値である微粒子が核に付着するために必要な水分２を常にミキサーにて添加すればよく、原料配合銘柄に左右されないこととなる。この固定値を求めるために、表１に示す各Ｎｏの鉱石銘柄の加重平均水分（＝原料持込水分）と造粒性ＧＩ（１．０）が１００％となる水分（＝最適水分値）比較した。その結果を図２に示す。図２は、ヤードからの原料持込水分と最適目標水分の関係を示す。この図によれば、微粒子が核に付着するために必要な水分（固定値）は１〜３％分であり、ミキサーにて原料に１〜３％相当する水分を添加すれば、原料配合銘柄に関係なく、常に焼結配合原料水分を最適にすることができる。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
図３は、ミキサー添加水分と成品強度との関係を示す図である。通気、成品強度を改善するためには、配原水分を目標値にするのでなく、ミキサーにおける水分添加量を最適値にすべきであることがわかる。すなわち、上述した図３から分かるように、焼結配合原料水分の１〜３％に相当する水分をミキサーにて添加すべきであることがわかる。この結果、図３に示すように、成品強度ＳＩを最大にするためには、少なくともミキサーにおける水分添加量を１〜３％添加することで、目標成品強度ＳＩを得ることができる。しかし、１％未満ではその効果が十分でなく、また、３％を超えると同様に目標成品強度が低下することから、その範囲を１〜３％とした。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
主成分となる鉄鉱石、石灰石等の副原料、および燃料となるコークスをヤードから原料配合槽へ投入する。次に各々をある配合比率で原料配合槽から切り出す。ここで原料の切り出し量は通常固定値であり、Ｔ／Ｈ一定で管理される。原料配合槽から切り出された焼結原料は造粒ミキサーに装入され、水分を添加しつつ混合され造粒される。ここで造粒ミキサーにおける添加水分を焼結原料全体の１〜３％とする。例えば原料配合槽からの原料切り出し量が１０００Ｔ／Ｈならば１０〜３０Ｔ／Ｈに設定すれば良い。一度設定すれば、原料の切り出し量は通常固定値であるため、変化させる必要はない。このようにして焼結配合原料水分を管理された原料を用いて実操業での焼結を行なった。その結果、焼結鉱の生産性、歩留の増加、成品強度が増加した。また、一度造粒ミキサーにおける水分添加量を設定してしまえば、原料切り出しＴ／Ｈが変化しない限り焼結原料の水分の調整に必要となる工数を低減することが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明による造粒ミキサーにおける添加水分を固定値に設定することで、特別な設備改造などを要することなく、生産性、歩留りの増加、成品強度の増加を達成することができる。また、焼結原料の水分の調整に必要となる工数を低減することが可能となる等工業的に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る擬似粒子の模式図である。
【図２】ヤードからの原料持込水分と最適目標水分の関係を示す図である。
【図３】ミキサー添加水分と成品強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  擬似粒子の核
２  微粒子が核に付着するために必要な水分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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