(57)【要約】【課題】製鉄用原料となる焼結鉱の製造において粉鉄鉱石等の焼結原料の造粒に有効であり、より均一な造粒を可能とする製鉄用原料の造粒処理方法及び製鉄用造粒処理剤の運搬方法を提供する。【解決手段】カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、該製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を１０℃以上として製鉄用原料に添加する製鉄用原料の造粒処理方法、及び、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、該製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を加熱した後、製鉄用原料に添加する製鉄用原料の造粒処理方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、
該製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を１０℃以上として製鉄用原料に添加する
ことを特徴とする製鉄用原料の造粒処理方法。
【請求項２】
カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、
該製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を加熱した後、製鉄用原料に添加する
ことを特徴とする製鉄用原料の造粒処理方法。
【請求項３】
カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、
該製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を保温するための設備により保温した後、製鉄用原料に添加する
ことを特徴とする製鉄用原料の造粒処理方法。
【請求項４】
カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、
該製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を温水と混合して製鉄用原料に添加する
ことを特徴とする製鉄用原料の造粒処理方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の製鉄用原料の造粒処理方法に用いる製鉄用造粒処理剤を２０℃以上で保温して運搬する
ことを特徴とする製鉄用造粒処理剤の運搬方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄用原料の造粒処理方法及び製鉄用造粒処理剤の運搬方法に関する。より詳しくは、製鉄用原料となる焼結鉱の製造において粉鉄鉱石等を造粒するための製鉄用原料の造粒処理方法及び該製鉄用原料の造粒処理方法に用いる製鉄用造粒処理剤の運搬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄工程は、一般に鉄鉱石を主成分とする製鉄用原料を高炉に装入することにより行われている。製鉄用原料となる鉄鉱石には、塊鉄鉱石と粉鉄鉱石とがあり、このうち５ｍｍ以下の粉鉄鉱石が世界で産出される鉄鉱石の約６０％を占めているが、このような粉鉄鉱石をそのまま製鉄の高炉に装入すると、通気性の不良や不均一、ガス灰発生量の増加を生じる等、高炉操業に影響を及ぼすこととなる。これらのことから、一般に製鉄工程における高炉装入用原料としては、粉鉄鉱石を塊成化した焼結鉱が用いられている。すなわち現在では、製鉄工程における高炉装入用原料としては焼結鉱が主体である。
【０００３】
このような焼結鉱の製造工程においては、鉄鉱石、副原料、燃料等を含む焼結原料を焼結機に特定の高さに充填し、焼結ベッドを形成した後に、表層に点火して焼結工程が行われることとなる。焼結機としては、通常では下方吸引式が採用されている。下方吸引式の焼結機においては、焼結原料の下側から吸引することによって焼結に必要な空気を流通させると共に、焼結原料の上側から下側へ向かって燃料を燃焼させることにより、焼結原料を焼結するようになっている。このため、焼結原料が微粉を多く含んでいると、目詰まりを起こす等して通気性が低下し、燃料であるコークスの燃焼速度が遅くなるので、焼結鉱の生産効率が低下することとなる。
【０００４】
そこで焼結原料を焼結させる際の焼結機における通気性を改善するために、焼結原料を造粒して擬似粒子化する等の事前処理が行われている。例えば、焼結原料となる鉄鉱石、副原料、燃料等を混合し、少量の水を添加して造粒機で攪拌する等の造粒操作が行われている。擬似粒子とは、一般的に、０．５ｍｍ以下の微粒子が１〜３ｍｍの核粒子に付着している粒子である。このような造粒に際して求められる作用は、微粉粒子が核粒子の周りに付着する擬似粒化性を向上すること、擬似粒子が焼結工程における湿潤帯、乾燥帯等で崩壊しにくくなるようにすること等である。焼結原料をこのように擬似粒子とすることで、焼結機上での焼結原料充填層（焼結ベッド）中の通気性を向上し、焼結工程における生産性向上を図ることができる。
【０００５】
このような焼結原料の事前処理において、水だけを用いる造粒操作では、擬似粒化性を向上させる効果が乏しいため、焼結原料に含まれる微粉の量をあまり低減することができない。このために、擬似粒化性を向上させる対策として、焼結原料中に粘結剤としての作用を有する造粒添加剤を添加する方法が提案されている。造粒添加剤としては、例えば、ベントナイト、リグニン亜硫酸塩（パルプ廃液）、澱粉、砂糖、糖蜜、水ガラス、セメント、ゼラチン、コーンスターチ等が検討されているが、現在では、生石灰が広く用いられている。生石灰は、造粒機内での擬似粒子化の促進を図ることができるうえに、焼結工程において、乾燥、加熱する過程で擬似粒子が崩壊することを防止し、焼結層中の均一な風の流れを保つことができるとされている。
【０００６】
しかしながら、生石灰や糖蜜等のバインダーは、一般に比較的高価なものであり、また、生石灰は吸湿しやすく、このとき発熱するため、取り扱いやすいものが求められている。更に、現在使用されている生石灰は、使用量を比較的多くしないと充分な効果が得られないため、この点でもコストが上昇することとなる。生石灰を用いる場合には、その使用量を極力減少させて操業しているのが現状である。そして、生石灰を２質量％以上添加しても、その擬似粒化性の向上効果は頭打ちとなる傾向にある。
【０００７】
焼結原料の事前処理について、特開昭５９−５０１２９号公報には、特定濃度の分散剤及び／又は特定濃度の界面活性剤を含有する水を用いる焼結原料の前処理方法に関し、分散剤としては、平均分子量２０００〜２００００のアクリル酸系重合体、マレイン酸系重合体、スチレンスルホン酸系重合体等が開示されている。また、特開昭６１−６１６３０号公報には、平均分子量が５００〜３０００００のマレイン酸重合体等の水溶性高分子化合物を含む焼結鉱製造用粘結剤が開示されている。
【０００８】
しかしながら、これらの技術においては、焼結原料に添加されることになる造粒添加剤の粘性を低くしてより均一な造粒を可能とし、添加水量を少なくするための工夫の余地があった。すなわち造粒添加剤の粘性が高いと、造粒添加剤を焼結原料に添加して分散する際に工業的な規模では分散が容易ではなく、また、造粒添加剤の粘性を低下させたり、分散を容易にしたりするために水の添加量を多くすると、焼結鉱の生産効率を低下させることから、これらの点において工夫の余地があった。
【０００９】
ところで、焼結原料を擬似粒子化するためには、造粒添加剤に焼結原料のバインダーとしての作用が要求されることになる。このような要求性能としては、製鉄のコストを抑制するために少量の添加で造粒できて廉価なものであること、輸送時や焼結ベッドの水分凝縮帯で崩壊しないように乾燥後も微粒粉に戻りにくくて焼結強度が落ちにくいこと、焼結鉱の歩留まりをよくして生産効率が向上すること等が挙げられるが、これらの性能をより向上することができる技術が求められている。また、最近では、優良塊鉱の枯渇化と共に、粉鉱石の劣質化も激しく、焼結原料の造粒性が以前よりも悪化している傾向にあることから、焼結原料に含まれる微粉の量を低減させる効果が充分に高く、焼結原料を擬似粒子化し、しかも効率よく焼結鉱とすることを可能とする技術が切望されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、製鉄用原料となる焼結鉱の製造において粉鉄鉱石等の焼結原料の造粒に有効であり、より均一な造粒を可能とする製鉄用原料の造粒処理方法及び製鉄用造粒処理剤の運搬方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、製鉄用原料を造粒する造粒処理方法について種々検討するうち、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物が製鉄用造粒処理剤を構成する造粒用バインダーとしての作用を有することに着目した。造粒用バインダーとは、通常では水が粉鉄鉱石を造粒する作用を有するため水を加え造粒しているが、水だけでは焼結の際、乾燥すると粉に戻るのでこれを防止して焼結鉱の製造における歩留まり、生産効率の低下を抑制するためのものである。通常では粉鉄鉱石の微粉の凝集体が水を吸収して造粒する作用を充分に発揮することができないこととなるが、造粒用バインダーとして該高分子化合物を用いると、水を取り込んでいる凝集体を破壊して分散させる作用を発揮し、これにより粉鉄鉱石を造粒する作用を発揮できる水の量が充分となって擬似粒化性が向上し、また、粉鉄鉱石を充分に分散させることにより、水が効率よく粉鉄鉱石を造粒する作用を発揮することができることとなる。すなわち通常では造粒用バインダーは、粘結剤としての作用を有するものがよいと考えられていたが、該高分子化合物においては、分散剤としての作用を有することにより造粒用バインダーとしての作用を有することになると考えられる。
【００１２】
このようなカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を用いて造粒処理するに際し、（１）製鉄用造粒処理剤を特定の温度以上として製鉄用原料に添加する形態、（２）製鉄用造粒処理剤を加熱した後、製鉄用原料に添加する形態、（３）製鉄用造粒処理剤を保温するための設備により保温した後、製鉄用原料に添加する形態、（４）製鉄用造粒処理剤を温水と混合して製鉄用原料に添加する形態のいずれか又はこれらの形態を組み合わせることにより、製鉄用造粒処理剤の粘度が低くなり製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して分散する際に工業的な規模での分散が容易となることから実機でより均一な造粒が可能となることを見いだし、これらに起因して焼結鉱の生産効率が向上することを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。更に、保温された製鉄用造粒処理剤を運搬する方法についても本発明の作用効果を発揮するうえで有用であることも見いだし、本発明に到達したものである。
【００１３】
すなわち本発明は、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、上記製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を１０℃以上として製鉄用原料に添加する製鉄用原料の造粒処理方法である。
【００１４】
本発明はまた、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、上記製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を加熱した後、製鉄用原料に添加する製鉄用原料の造粒処理方法でもある。
【００１５】
本発明はまた、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、上記製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を保温するための設備により保温した後、製鉄用原料に添加する製鉄用原料の造粒処理方法でもある。
【００１６】
本発明は更に、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなる製鉄用原料の造粒処理方法であって、上記製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用造粒処理剤を温水と混合して製鉄用原料に添加する製鉄用原料の造粒処理方法でもある。
【００１７】
本発明はそして、上記製鉄用原料の造粒処理方法に用いる製鉄用造粒処理剤を２０℃以上で保温して運搬する製鉄用造粒処理剤の運搬方法でもある。
以下に、本発明を詳述する。
【００１８】
本発明の製鉄用原料の造粒処理方法は、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理する工程を含んでなるが、（１）製鉄用造粒処理剤を１０℃以上として製鉄用原料に添加する形態、（２）製鉄用造粒処理剤を加熱した後、製鉄用原料に添加する形態、（３）製鉄用造粒処理剤を保温するための設備により保温した後、製鉄用原料に添加する形態又は、（４）製鉄用造粒処理剤を温水と混合して製鉄用原料に添加する形態により行われることになる。本発明においては、これらの形態を適宜組み合わせてもよい。
なお、製鉄用造粒処理剤を用いるとは、焼結鉱やペレットの製造において、製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料（焼結原料、ペレット原料）に添加することを意味する。
【００１９】
上記（１）において、製鉄用造粒処理剤の温度が１０℃未満であると、製鉄用造粒処理剤の粘度が高くなるため、該製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料中に分散することが容易ではなくなり、製鉄用原料を均一に造粒することができなくなったり、焼結鉱の生産効率を向上することができなくなったりすることとなる。好ましくは、１５℃以上であり、また、９５℃以下である。より好ましくは、２０℃以上であり、また、９０℃以下である。
【００２０】
上記（２）において、製鉄用造粒処理剤を加熱する温度としては、製鉄用造粒処理剤の製鉄用原料への分散性を向上することができるように製鉄用造粒処理剤の温度を高めることができる程度であればよいが、製鉄用造粒処理剤を上記（１）の温度とすることができるように加熱することが好ましい。加熱方法としては、上記のように設定することができる限り特に限定されるものではない。また、好ましい実施形態としては、製鉄用造粒処理剤を加熱した後、保温して製鉄用原料に添加することが好ましい。
【００２１】
上記（３）において、製鉄用造粒処理剤を保温する温度としては、製鉄用造粒処理剤の製鉄用原料への分散性を向上することができるように製鉄用造粒処理剤の温度を保つことができる程度であればよいが、上記（１）の温度とすることができるように製鉄用造粒処理剤を保温することが好ましく、製鉄用造粒処理剤を保温するための設備としては、上記（１）の温度以上の温度に保温することができる設備が好適である。保温方法としては、上記のように設定することができる限り特に限定されるものではない。
【００２２】
上記（４）において、製鉄用造粒処理剤に混合される温水としては、製鉄用造粒処理剤の製鉄用原料への分散性を向上することができるように製鉄用造粒処理剤の温度を高めることができる温水であればよいが、１５℃以上であることが好ましい。より好ましくは、２０℃以上であり、また、９５℃以下である。また、温水の使用量としては、製鉄用造粒処理剤中のカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物の種類や製鉄用造粒処理剤の製鉄用原料への分散性等により適宜設定すればよく、製鉄用造粒処理剤を上記（１）の温度とすることができるように製鉄用造粒処理剤に添加することが好ましい。
【００２３】
本発明においてはまた、上記製鉄用造粒処理剤の粘度が５０Ｐａ・ｓ以下となるようにすることが好ましい。５０Ｐａ・ｓを超えると、製鉄用原料を均一に造粒することができなくなるおそれや、焼結鉱の生産効率を向上することができなくなるおそれがある。より好ましくは、１０Ｐａ・ｓ以下である。更に好ましくは、５Ｐａ・ｓ以下である。本発明においては、製鉄用造粒処理剤の粘度がこのような範囲となるように、製鉄用造粒処理剤の温度や添加する水の量等を適宜設定することが好ましい。
【００２４】
本発明では、上記製鉄用原料の造粒処理方法に用いる製鉄用造粒処理剤を１０℃以上で保温する設備を必須とする製鉄用造粒処理剤用添加設備を用いることが好ましい。これにより、製鉄用造粒処理剤を用いる際に本発明の作用効果を充分に発揮することができることとなる。このような製鉄用造粒処理剤用添加設備により保温した製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加して造粒処理することは、本発明の好ましい実施形態の１つである。
本発明ではまた、通常では製鉄用造粒処理剤を運搬した後に造粒処理に用いることになるが、好ましい実施形態としては、上記製鉄用原料の造粒処理方法に用いる製鉄用造粒処理剤を２０℃以上で保温して運搬した後に製鉄用原料の造粒処理のために用いる形態である。このような場合において、上記製鉄用原料の造粒処理方法に用いる製鉄用造粒処理剤を２０℃以上で保温して運搬する製鉄用造粒処理剤の運搬方法もまた、本発明の１つである。
【００２５】
以下に、本発明におけるカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物について説明する。
上記カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物としては、カルボキシル基やその塩を有していれば、あらゆる高分子化合物が使用可能であるが、好ましくは、カルボキシル基及び／又はその塩を有する単量体を必須とする単量体成分を重合することにより得ることができるものであり、１種又は２種以上用いることができるが、カルボキシル基及び／又はその塩を有する単量体を１０ｍｏｌ％以上含有する単量体成分を重合してなるものであることがより好ましい。単量体成分におけるカルボキシル基及び／又はその塩を有する単量体の含有量が１０ｍｏｌ％未満であると、造粒処理工程において造粒効果が不充分となるおそれがある。更に好ましくは、３０ｍｏｌ％以上であり、最も好ましくは、５０ｍｏｌ％以上である。
【００２６】
上記カルボキシル基及び／又はその塩を有する単量体としては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、アクリルアミドグリコール酸等のカルボキシル基を有する単量体やその塩が好適である。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、（メタ）アクリル酸及び／又はその塩がより好ましい。すなわち本発明におけるカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物としては、（メタ）アクリル酸及び／又はその塩を主成分とする単量体成分を重合してなるものが好ましい。より好ましくは、アクリル酸及び／又はその塩である。また、塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩；カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩；モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミシ塩が好適である。これらの中でも、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
【００２７】
上記単量体成分は、カルボキシル基及び／又はその塩を有する単量体の他に、カルボキシル基及び／又はその塩を有する単量体と共重合可能な他の共重合性単量体１種又は２種以上を含んでいてもよい。
他の共重合性単量体としては、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート等のスルホ基を有する単量体；２−（メタ）アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシ−３−クロロプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニルホスフェート等の酸性リン酸エステル基を有する単量体；ビニルフェノール等の石炭酸系単量体等の酸基を有する単量体、及び、その塩が挙げられる。
【００２８】
上記他の共重合性単量体としてはまた、ポリエチレングリコールモノメタアクリル酸エステル、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、メトキシポリエチレングリコールモノアクリル酸エステル等のポリアルキレングリコール（メタ）アクリル酸エステル；３−メチル−３−ブテン−１−オールにエチレンオキサイドを付加してなるポリアルキレングリコールモノアルケニルエーテル単量体；アリルアルコールにエチレンオキサイドを付加してなるポリエチレングリコールモノエテニルエーテル単量体；無水マレイン酸にポリエチレングリコールを付加させたマレイン酸ポリエチレングリコールハーフエステル等のポリアルキレングリコール鎖を有する単量体が挙げられる。これらのポリアルキレングリコール鎖を有する単量体の中でも、エチレンオキサイド換算で５ｍｏｌ以上、１００ｍｏｌ以下の鎖長のポリアルキレングリコール鎖を有する単量体が、入手が容易であり、また、擬似粒化性の向上、重合性の点から好ましい。より好ましくは、エチレンオキサイド換算で１０ｍｏｌ以上、また、１００ｍｏｌ以下の鎖長のポリアルキレングリコール鎖を有する単量体である。
【００２９】
上記他の共重合性単量体としては、上述したものの他にも、下記の化合物を用いることができる。
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル）、（メタ）アクリル酸（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル）、（メタ）アクリル酸アミノエチル等の炭素数１〜１８の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド及びその誘導体；酢酸ビニル；（メタ）アクリロニトリル；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の塩基含有単量体；Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド等の架橋性を有する（メタ）アクリルアミド系単量体；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、アリルトリエトキシシラン等の加水分解性を有する基がケイ素原子に直結しているシラン系単量体；グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジルエーテル（メタ）アクリレート等のエポキシ基を有する単量体；２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、２−ビニル−２−オキサゾリン等のオキサゾリン基を有する単量体；２−アジリジニルエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルアジリジン等のアジリジン基を有する単量体；フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン基を有する単量体；（メタ）アクリル酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコールとのエステル化物等の分子内に不飽和基を複数有する多官能（メタ）アクリル酸エステル；メチレンビス（メタ）アクリルアミド等の分子内に不飽和基を複数有する多官能（メタ）アクリルアミド；ジアリルフタレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート等の分子内に不飽和基を複数有する多官能アリル化合物；アリル（メタ）アクリレート；ジビニルベンゼン。
【００３０】
上記単量体成分を重合する際には、分子量の調節を目的として、連鎖移動剤を用いることもできる。連鎖移動剤としては、メルカプトエタノール、メルカプトプロピオン酸、ｔ−ドデシルメルカプタン等のメルカプト基を有する化合物；四塩化炭素；イソプロピルアルコール；トルエン；次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の連鎖移動係数の高い化合物が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。連鎖移動剤の使用量としては、全単量体成分１ｍｏｌに対し、０．００５〜０．１５ｍｏｌとすることが好ましい。
【００３１】
上記単量体成分を重合する方法としては、従来公知の種々の重合法、例えば、水中油型乳化重合法、油中水型乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈澱重合法、溶液重合法、水溶液重合法、塊状重合法等を採用することができる。これらの中でも、重合コスト（生産コスト）の低減及び安全性等の観点から、水溶液重合法が好ましい。
【００３２】
上記重合に用いられる重合開始剤としては、熱又は酸化還元反応によって分解し、ラジカル分子を発生させる化合物であればよい。また、水溶液重合法により重合を行う場合には、水溶性を備えた重合開始剤を用いることが好ましい。重合開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類；２，２′−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４′−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）等の水溶性アゾ化合物；過酸化水素等の熱分解性開始剤；過酸化水素及びアスコルビン酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド及びロンガリット、過硫酸カリウム及び金属塩、過硫酸アンモニウム及び亜硫酸水素ナトリウム等の組み合わせからなるレドックス系重合開始剤が好適である。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。重合開始剤の使用量としては、単量体成分の組成や重合条件等に応じて適宜設定すればよい。
【００３３】
上記重合における反応温度や反応時間等の重合条件としては、単量体成分の組成や、重合開始剤の種類等に応じて適宜設定すればよいが、反応温度としては、０〜１５０℃とすることが好ましく、４０〜１０５℃とすることがより好ましい。また、反応時間としては、３〜１５時間程度が好適である。水溶液重合法により重合を行う場合における単量体成分の反応系への供給方法としては、一括添加法、分割添加法、成分滴下法、パワーフィード法、多段滴下法により行うことができる。また、重合は常圧下、減圧下、加圧下の何れで行ってもよい。
【００３４】
上記高分子化合物の製造において、水溶液重合法を採用した場合に得られる高分子化合物水溶液中に含まれる、高分子化合物を含む不揮発分の濃度としては、７０質量％以下であることが好ましい。７０質量％を超えると、粘度が高くなり過ぎる。
【００３５】
本発明におけるカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物としては、重量平均分子量が１０００〜１００００００であることが好ましい。重量平均分子量が１０００未満であると、分散剤としての作用が低下するおそれがある。１００００００を超えると、高分子化合物の粘度が高くなり過ぎて分散剤としての作用が充分に発揮されるように添加しにくいものとなるおそれがある。より好ましくは、３０００以上であり、また、１０００００以下である。なお、本明細書中、重量平均分子量は、以下の測定条件で測定される値である。
【００３６】
（重量平均分子量測定条件）
カラム：水系ＧＰＣカラム「ＧＦ−７ＭＨＱ」（商品名、昭和電工社製）１本
キャリア液：リン酸水素二ナトリウム十二水和物３４．５ｇ及びリン酸二水素ナトリウム二水和物４６．２ｇに超純水を加えて全量を５０００ｇとする。
水溶液流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
ポンプ：「Ｌ−７１１０」（商品名、日立製作所社製）
検出器：紫外線（ＵＶ）検出器「Ｌ−７４００」（商品名、日立製作所社製）、波長２１４ｎｍ
分子量標準サンプル：ポリアクリル酸ナトリウム（創和科学社より入手可能な重量平均分子量１３００〜１３６００００のポリアクリル酸ナトリウム）
分析サンプルは、高分子化合物が固形分で０．１質量％となるように上記キャリア液で希釈することにより調整する。
【００３７】
上記カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物としてはまた、分散度が１２以下であることが好ましい。分散度が１２を超えると、粉鉄鉱石を分散する作用が小さくなることに起因して、擬似粒子化させる作用が低下する傾向にある。より好ましくは、１０であり、分子量分布を表すものである。数平均分子量は、重量平均分子量と同様の方法で測定される。
【００３８】
上記製造方法により得られるカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を含む生成物は、そのまま本発明における製鉄用造粒処理剤として製鉄用原料の造粒処理において用いることができるものであるが、必要に応じて上述した他の成分１種又は２種以上を添加してもよい。
【００３９】
本発明のカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を用いる製鉄用原料の造粒処理方法は、製鉄用原料となる焼結鉱の製造において粉鉄鉱石等を造粒（擬似粒化）する作用に優れ、製鉄用原料を造粒する際に効率よく造粒することができるものである。また、製鉄用原料となるペレットを製造する場合においても、粉鉄鉱石等をペレット化する作用に優れ、製鉄用原料を造粒する際に効率よく造粒（ペレット化）することができるものである。
【００４０】
本発明の製鉄用原料の造粒処理方法により微粉の鉄鉱石を含む焼結原料やペレット原料等の製鉄用原料を造粒（擬似粒化又はペレット化）処理する際の製鉄用造粒処理剤の使用量としては、焼結原料の鉱石（鉄鉱石）の造粒性（種類）や、カルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物の種類、使用する装置の種類等に応じて適宜設定すればよいが、擬似粒化する場合には、焼結原料（鉄鉱石、副原料、燃料等）１００重量部に対してカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物が０．００１重量部以上となるようにすることが好ましく、また、２重量部以下となるようにすることが好ましい。０．００１重量部未満であると、本発明の作用効果を充分に発揮することができなくなるおそれがあり、２重量部を超えると、焼結原料に対するカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物の添加量が多くなりすぎ、焼結原料の大きな固まりができ、焼結されにくくなる等の問題が生じるおそれがある。より好ましくは、焼結原料１００重量部に対するカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物が０．００３重量部以上となるようにすることであり、また、１重量部以下となるようにすることである。また、ペレット化する場合には、ペレット原料（鉄鉱石、ダスト、炭材等）１００重量部に対してカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物が０．００３重量部以上となるようにすることが好ましく、また、５重量部以下となるようにすることが好ましい。０．００３重量部未満であると、本発明の作用効果を充分に発揮することができなくなるおそれがあり、５重量部を超えると、ペレット原料に対するカルボキシル基及び／又はその塩を有する高分子化合物の添加量が多くなりすぎ、造粒過多となってペレット原料の大きな固まりができてしまい、ペレット原料の粒径のバラツキが大きくなる等の悪影響が生じるおそれがある。より好ましくは、０．０１重量部以上であり、また、１重量部以下である。
【００４１】
本発明の製鉄用原料の造粒処理方法は、上記製鉄用造粒処理剤の他に、擬似粒子やペレットの崩れ防止剤として平均粒径０．１〜２００μｍの微粒子を添加することができる。崩れ防止剤は製鉄原料１００重量部に対し、０．１〜１０重量部添加することが好ましい。崩れ防止剤として、炭酸カルシウム、フライアッシュ、ベントナイト、カオリンクレー、ドロマイト、シリカフューム、無水石膏等が挙げられ、炭酸カルシウム、フライアッシュが特に好ましい。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例を揚げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は、「重量部」を、「％」は、「質量％」をそれぞれ意味するものとする。
【００４３】
実施例１
攪拌機及びコンデンサを備えたＳＵＳ３１６製の容器に、イオン交換水８０５．５部及び連鎖移動剤としての４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液４０．１部を仕込み、攪拌下、系の沸点（１００℃）まで昇温した。
続いて、上記セパラブルフラスコ内に、カルボキシル基を有する単量体としての８０％アクリル酸水溶液２１２６．１部、並びに、重合開始剤としての１５％過硫酸ナトリウム水溶液１１２．４部及び４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液１６０．２部を滴下した。８０％アクリル酸水溶液、１５％過硫酸ナトリウム水溶液、４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は、それぞれ別々の滴下口より滴下した。８０％アクリル酸水溶液は１８０分間で滴下した。１５％過硫酸ナトリウム水溶液は１８５分間で滴下した。４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は１８０分間で滴下した。滴下時間中、反応温度は系の沸点を維持した。滴下終了後、同温度に５分間保持した後、中和剤としての４８％水酸化ナトリウム水溶液１８８９．０部を６０分間かけて滴下することにより、重合体水溶液を得た（本発明の製鉄用造粒処理剤（１））。このようにして得られた重合体水溶液中の重合体（高分子化合物）の重量平均分子量は６１００であった。
【００４４】
【表１】
2004076129.tif 000002
【００４５】
上記の焼結原料７５１０７部（水分量６．８％）をドラムミキサーに投入し、回転速度２４ｍｉｎ−１で１分間、予備攪拌した。その後、同回転速度で攪拌しながら、該焼結原料に、予め４０℃に加熱した本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）４７．１部を約１．５分間かけて噴霧した。焼結原料に対する高分子化合物の割合は０．０３％であった。噴霧後、更に同回転速度で３分間攪拌することにより、造粒操作を行った。
得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を表２に示す。
【００４６】
（ＧＩ指数測定方法）
造粒操作を行って得られた擬似粒子を８０℃で１時間乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、その粒度（擬似粒度）及び平均粒径を求めた。造粒された擬似粒子のＧＩ指数とは、製鉄研究第２８８号（１９７６）９頁に開示されている評価方法の一つであり、核粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示す。なお、ＧＩ指数の測定は、製鉄研究第２８８号（１９７６）９頁に記載の方法に準じて行った。０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数（擬似粒化指数）は以下の式により計算した。
ＧＩ指数＝〔｛（造粒前の０．２５ｍｍ未満の原料の比率）−（造粒後の０．２５ｍｍ未満の原料の比率）｝／（造粒前の０．２５ｍｍ未満の原料の比率）〕×１００
【００４７】
実施例２
保温可能な運搬設備としてＩＳＯコンテナを使用して本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）を造粒現場まで運搬した。タンク出口での製鉄用造粒処理剤（１）の液温は４０℃であった。４０℃に加熱した本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）４７．１部を用いる代わりに４０℃に保温した製鉄用造粒処理剤（１）４７．１部を用いた他は実施例１と同様にして、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を表２に示す。
【００４８】
実施例３
４０℃に加熱した本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）４７．１部を用いる代わりに、製鉄用造粒処理剤（１）４７．１部に対し、９０℃の温水４７．１部の割合で混合した液９４．２部を用いた他は実施例１と同様にして、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を表２に示す。また、本設備において温水は製鉄用造粒処理剤（１）のタンク出口からドラムミキサーヘの投入口に至る配管の途中に設けた分岐ラインより添加している。
【００４９】
実施例４
製鉄用造粒処理剤（１）の流路すなわちタンク出口からドラムミキサーへの投入口に至る配管をすべてアスベストからなる保温剤で包み込んだ他は実施例３と同様にして造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を表２に示す。
【００５０】
参考例１
予め４０℃に加熱した本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）４７．１部を用いる代わりに特別な加熱処理をしない製鉄用造粒処理剤（１）（液温８℃）４７．１部を用いた他は実施例１と同様にして、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を表２に示す。
【００５１】
比較例１
焼結原料７５１０７部（水分量６．８％）に加え、生石灰８４０部をドラムミキサーに投入し、予め４０℃に加熱した本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）４７．１部を用いる代わりに９０℃の蒸留水３５０部を用いた他は実施例１と同様にして、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
2004076129.tif 000003
【００５３】
【発明の効果】
本発明の製鉄用原料の造粒処理方法は、上述の構成からなり、製鉄用原料となる焼結鉱の製造において粉鉄鉱石等の焼結原料の造粒に有効であり、より均一な造粒を可能とし、しかも添加水量を少なくすることができるものである。