(57)【要約】【課題】  半還元塊成鉱の焼結過程での融体によるグレートの目詰まりによるベッドの通気性阻害を抑制しつつ、高結晶水鉱石を鉄鋼原料として有効活用する。【解決手段】  粉鉄鉱石と石灰系副原料とを主構成要素とする焼結原料１００質量％に対し炭材を１０〜２０質量％配合し、造粒して内層を形成し、その外側に前記焼結原料１００質量％に対し炭材を１〜４質量％含む外層を被覆してなる２層構造の擬似粒子４０を、下方吸引式無端移動型焼結機２００に装入して焼成し、擬似粒子内部の固定炭素により粉鉄鉱石を直接還元して、一部が還元された塊成鉱を製造するにあたり、焼結機２００の移動グレート１１上に、高結晶水鉱石５０を床敷層とする擬似粒子４０のベッド１３を形成して焼成を実施する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉鉄鉱石と石灰系副原料とを主構成要素とする焼結原料１００質量％に対し炭材を１０〜２０質量％配合し、造粒して内層を形成し、その外側に前記焼結原料１００質量％に対し炭材を１〜４質量％含む外層を被覆してなる２層構造の擬似粒子を、焼結機に装入して焼成し、擬似粒子内部の固定炭素により粉鉄鉱石を直接還元して、一部が還元された塊成鉱を製造するにあたり、床敷層として高結晶水鉱石を装入し、その上に前記擬似粒子を装入して前記焼結機にて焼成することを特徴とする半還元塊成鉱の製造方法。
【請求項２】
粉鉄鉱石と石灰系副原料とを主構成要素とする焼結原料１００質量％に対し炭材を１０〜２０質量％配合し、造粒して内層を形成し、その外側に前記焼結原料１００質量％に対し炭材を１〜４質量％含む外層を被覆してなる２層構造の擬似粒子を、焼結機に装入して焼成し、擬似粒子内部の固定炭素により粉鉄鉱石を直接還元して、一部が還元された塊成鉱を製造するにあたり、床敷鉱の上に高結晶水鉱石を装入し、その上に前記擬似粒子を装入して前記焼結機にて焼成することを特徴とする半還元塊成鉱の製造方法。
【請求項３】
前記高結晶水鉱石は、粒径が５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の半還元塊成鉱の製造方法。
【請求項４】
前記塊成鉱は、５質量％以上の金属鉄を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半還元塊成鉱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結プロセスを用いて、高炉原料として使用される、酸化鉄の一部を還元した半還元塊成鉱を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から高炉原料として、焼結原料である粉鉄鉱石、媒溶材、および粉炭材等を混合し、造粒した後、焼結することにより得られる焼結鉱が用いられている。
【０００３】
このような焼結鉱に関して、従来高炉で行われてきた還元反応の一部を焼結反応過程で補い、焼結と高炉総計での炭素原単位の低減を図ることができる半還元焼結鉱が注目されている。この半還元焼結鉱では、焼結反応の途上において、従来の塊成化に必要な熱量を供給するための炭材だけでなく、還元材として作用する炭素を供給し、かつ吸熱反応である還元反応に必要な熱量を補充する必要があるため、必然的に添加する炭材量は増大する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、粉鉱石に粉コークス・無煙炭を配合造粒して内層とし、また、粉鉱石、副原料および粉炭材・無煙炭を混合コーティングして外層として２層構造の擬似粒子を形成し、この擬似粒子を焼結原料の一部として混合・造粒したのち焼結機で焼結して焼結鉱を製造する技術が開示されており、この焼結過程で擬似粒子の外層から生成する融液と内層の粉炭材や無煙炭中の固形炭素との直接還元反応により焼結鉱の一部が還元される。この技術では、１１００℃の高温になってから、初めて生成した融液と粉コークス・無煙炭のＣがＦｅＯ＋Ｃ＝Ｆｅ＋ＣＯ−３６３５０ｋｃａｌ／ｋｍｏｌの直接還元反応を起こし、焼結鉱の一部にメタルＦｅが生成される。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、以下のような問題点がある。すなわち、第１に、還元律速となるＦｅＯ＋Ｃ＝Ｆｅ＋ＣＯにおいて、高温でＦｅＯに還元された段階で鉱石中の脈石成分や石灰副原料（フラックス）と反応して融液を発生させやすく、ベッド下部では熱過剰になりやすいため、融液量が増大するとともに、温度上昇によって粘性が低下してさらに融液が流下しやすくなる。このため、流下した融液が焼結機のパレットの火格子（グレート）間隙を閉塞してベッドの通気性を低下させ、焼結反応が阻害されるという懸念がある。
【０００６】
第２に、部分還元焼結鉱の場合には、通常の焼結鉱の製造時に比べて、３〜４倍の炭材を焼結機で燃焼させる必要があるため、焼結機後半部の排ガス温度が、通常の４００℃以下の値よりも大きな、４００〜６００℃の高温になり、ダクトや風箱等の排ガスの処理設備に悪影響を与える可能性がある。
【特許文献１】特開平４−２１０４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、焼結過程での融体によるグレートの目詰まりに起因する焼結反応の阻害を抑制することができる半還元塊成鉱の製造方法を提供することにある。
また、本発明は、焼結過程での排ガスの高温化に起因する排ガス設備の損傷を防止することが可能な半還元塊成鉱の製造方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明は、焼結過程を経た高結晶水鉱石を高い歩留りで高炉に装入することが可能な半還元塊成鉱の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の（１）〜（４）を提供するものである。
（１）粉鉄鉱石と石灰系副原料とを主構成要素とする焼結原料１００質量％に対し炭材を１０〜２０質量％配合し、造粒して内層を形成し、その外側に前記焼結原料１００質量％に対し炭材を１〜４質量％含む外層を被覆してなる２層構造の擬似粒子を、焼結機に装入して焼成し、擬似粒子内部の固定炭素により粉鉄鉱石を直接還元して、一部が還元された塊成鉱を製造するにあたり、床敷層として高結晶水鉱石を装入し、その上に前記擬似粒子を装入して前記焼結機にて焼成することを特徴とする半還元塊成鉱の製造方法。
【００１０】
（２）粉鉄鉱石と石灰系副原料とを主構成要素とする焼結原料１００質量％に対し炭材を１０〜２０質量％配合し、造粒して内層を形成し、その外側に前記焼結原料１００質量％に対し炭材を１〜４質量％含む外層を被覆してなる２層構造の擬似粒子を、焼結機に装入して焼成し、擬似粒子内部の固定炭素により粉鉄鉱石を直接還元して、一部が還元された塊成鉱を製造するにあたり、床敷鉱の上に高結晶水鉱石を装入し、その上に前記擬似粒子を装入して前記焼結機にて焼成することを特徴とする半還元塊成鉱の製造方法。
【００１１】
（３）上記（２）において、前記高結晶水鉱石は、粒径が５ｍｍ以上であることを特徴とする半還元塊成鉱の製造方法。
（４）上記（１）〜（３）において、前記塊成鉱は、５質量％以上の金属鉄を含むことを特徴とする半還元塊成鉱の製造方法。
【００１２】
上述のように、本発明では、半還元焼結鉱の焼結による塊成化プロセスにおいて、高結晶水鉱石を床敷鉱として使用する。
この半還元焼結鉱の製造プロセスでは、炭材量が増大するため、燃焼帯の厚みは増大し、ベッド下部では、熱量が潤沢となるため、高結晶水鉱石の脱水反応に必要な熱量は十分に供給可能となる。なお、従来のように通常の焼結鉱の床敷鉱として高結晶水鉱石を用いて焼結を行う場合（たとえば、特公平６−２９４６９号公報）には、床敷きの高結晶水鉱石は、焼結機上で脱水後、高炉装入前の分級過程で崩壊して大部分が返鉱としてもどり、この返鉱が、脱水済でかつ脆弱部分が低減（安定化）した原料として再度、造粒、焼成されることとなる。
【００１３】
これに対して、本発明の場合には、ベッド下部でＦｅＯ−ＳｉＯ２、ＦｅＯ−ＣａＯを主体とする融液が床敷層まで流下してくるため、４００℃付近でゲーサイト質が脱水・収縮してクラックが発生して非常に融液と同化しやすくなっている結晶水鉱石と速やかに反応して塊成化する。このため、返鉱になる結晶水鉱石の割合が大幅に低下し、大部分を１回の焼結でそのまま高炉に装入することが可能になり、結晶水鉱石の焼結工程における歩留りが大幅に向上する。
【００１４】
なお、融液は床敷層の内部に進入するため、グレートに到達する前に融点以下の温度に冷えて凝固するものが大部分であるが、一部はグレートに到達してグレートバーを目詰まりさせる可能性がある。このため、高結晶水鉱石のみで床敷層を形成してもよいが、望ましくは、成品焼結鉱からなる通常の床敷鉱の上部に１０〜２０ｍｍの厚さで高結晶水鉱石の層を形成したほうが融液のグレート側への抜け落ち防止にはより有効である。
【００１５】
高結晶水鉱石の粒径は、ベッドの通気性の確保、グレートバーの間隙からの脱落を防止するために、５ｍｍ以上が望ましい。融液との同化性を考慮すると、大粒径では鉱石内部までの反応は困難であることから、１２ｍｍ以下、望ましくは１０ｍｍ以下がよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半還元塊成鉱の焼結過程での融体によるグレートの目詰まりに起因する焼結反応の通気性阻害を抑制することができるという効果が得られる。
また、半還元塊成鉱の焼結過程での排ガスの高温化に起因する排ガス設備の損傷を防止することが可能となる。
また、焼結過程を経た高結晶水鉱石を高い歩留りで高炉に装入することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である半還元塊成鉱の製造方法を実施する半還元塊成鉱の製造設備を示す模式図である。この設備は、擬似粒子製造設備１００と、下方吸引式無端移動型焼結機２００と、床敷鉱敷用の高結晶水鉱石や成品焼結鉱を供給する床敷材供給設備３００とを備えている。
【００１８】
擬似粒子製造設備１００は、粉鉄鉱石を貯留する粉鉄鉱石ホッパ１と、返鉱を貯留する返鉱ホッパ２と、媒溶剤としての石灰系副原料を貯留する石灰系副原料ホッパ３と、内層用の粉コークス（炭材）を貯留する内層用粉コークスホッパ４と、一次ドラムミキサ５と、ディスクペレタイザ６と、外層用の粉コークス（炭材）を貯留する外層用粉コークスホッパ７と、二次ドラムミキサ８とを備えている。粉鉄鉱石ホッパ１から供給される粉鉄鉱石と返鉱ホッパ２から供給される返鉱と石灰系副原料ホッパ３から供給される石灰系副原料が焼結原料を構成する。なお、返鉱は必ずしも供給しなくともよい。
【００１９】
床敷材供給設備３００は、床敷き用の高結晶水鉱石５０を貯留する高結晶水鉱石ホッパ２１と、床敷き用に用いる成品焼結鉱６０を供給するために必要に応じて設けられる成品焼結鉱ホッパ２２と、を備えている。
床敷き用の高結晶水鉱石５０は、たとえば、１０質量％程度の結晶水を含むピソライト、あるいは、５質量％程度の結晶水を含むマラマンバ等からなる。
【００２０】
下方吸引式無端移動型焼結機２００は、無端移動式の移動グレート１１を有している。この移動グレート１１の移動方向の上流端には、床敷層を構成する高結晶水鉱石５０を当該移動グレート１１上に供給するためのコンベア２５等と、焼結原料である後述の擬似粒子４０を供給するコンベア１０等が移動方向に順に配置されており、移動グレート１１上に高結晶水鉱石５０および擬似粒子４０を順に装入することで、床敷層１３ａと、その上の焼結原料層１３ｂからなる層状のベッド１３が形成されるようになっている。
【００２１】
移動グレート１１の移動経路には点火炉１２が設けられており、移動グレート１１上の擬似粒子４０がその点火炉１２を通過する際に点火されてベッド１３の焼結が開始される。移動グレート１１の出口側には、図示しない塊砕機が設けられており、この塊砕機により移動グレート１１から落下した焼結鉱が粉砕されて篩１４に供給され、高炉へ供給される。
【００２２】
移動グレート１１の直下には、移動グレート１１の進行方向に沿って、複数の風箱１５が配列されており、各風箱１５には垂直ダクト１６が接続されている。これにより、ベッド１３の上方のガスが風箱１５および垂直ダクト１６によりベッド１３を通過して排ガス１９ａとして吸引されるようになっている。ベッド１３上方の点火炉１２の下流側部分にガス供給フード１９が設けられている。そして、ガス供給フード１９が設けられている領域が焼結機吸引部を構成する。
【００２３】
上記垂直ダクト１６は、水平に配置された主排ガスダクト１７に接続され、排ガス１９ａが主排ガスダクト１７を経て排出されるようになっている。主排ガスダクト１７には、排ガス循環ダクト１８が接続されており、この排ガス循環ダクト１８はガス供給フード１９に接続されている。なお、排ガス循環ダクト１８にはブロア１８ａが設けられている。そして、排ガス１９ａの一部は、排ガス循環ダクト１８を経由してガス供給フード１９に還流する構成となっている。
【００２４】
ガス供給フード１９には、排ガス循環ダクト１８を介して大気とＮ２ガスが供給されるようになっており、移動グレート１１側に吸引されるガスの酸素濃度が８〜１２％に調整されるようになっている。また、このガスの温度は２５０〜６００℃に調整される。ガス供給フード１９から供給されて移動グレート１１側に吸引されるガスをこの温度に調整するために、焼結排ガス顕熱に加えて、図示しない他の熱風発生炉からの熱が排ガス循環ダクト１８に供給されるようにしてもよい。なお、焼結排ガス顕熱で温度制御が十分に達成できる場合には、他の熱風発生炉からの熱は必ずしも必要ない。
【００２５】
主排ガスダクト１７には、電気集塵機３０、メインブロア３１が接続されており、メインブロア３１によりベッド１３の上方のガスを吸引し、風箱１５、垂直ダクト１６、主排ガスダクト１７、電気集塵機３０等を経て煙突３２から排出される。
【００２６】
このように構成される設備において、まず、擬似粒子製造設備１００の各ホッパから焼結原料である粉鉄鉱石、返鉱および石灰系副原料、ならびに炭材としての粉コークスを所定量切り出し一次ドラムミキサ５に供給し、水を添加しながら混合する。つづいて、前記混合原料をディスクペレタイザ６に供給し、水を添加しながら造粒する。これにより、粉鉱石中に粉コークスが分散した状態の生ペレットが形成される。次に、ディスクペレタイザ６で造粒した生ペレットを二次ドラムミキサ８に供給し、水および外層用粉コークスホッパ７から切り出した粉コークスを添加しながら混合する。この際、生ペレットの水分が高い場合には水分添加は不要となる。その結果、生ペレットの表面に粉コークスが被覆され、擬似粒子４０が製造される。なお、原料条件に応じ一次ドラムミキサ５で造粒が充分行われる場合は、ディスクペレタイザ６による造粒工程を省略しても良い。
【００２７】
このようにして製造された擬似粒子４０は、図２に示すように、鉄鉱石および石灰系副原料からなる焼結原料４１中に炭材である粉コークス４２が分散した状態の内層４３と炭材である粉コークスからなる外層４４との２層構造を有している。そして、内層４３は焼結原料１００質量％に対し炭材である粉コークスを１０〜２０質量％配合して構成され、外層４４は焼結原料１００質量％に対し炭材である粉コークスを１〜４質量％とする。焼結原料中の石灰系副原料の含有量は４〜１０質量％であることが好ましい。
【００２８】
なお、反応性を良好に維持する観点から、粉鉄鉱石としては、粒径８ｍｍ以下のものが８０％以上であることが好ましく、粉コークス（炭材）としては、粒径３ｍｍ以下のものが８０％以上であることが好ましい。
【００２９】
上記構造を有する擬似粒子４０は、下方吸引式無端移動型焼結機２００において、内層４３の焼結原料４１中に分散した粉コークス４２が主に焼結原料の還元に寄与し、外層４４を構成する粉コークスが主に焼結に寄与する。すなわち、内層の粉コークスと外層の粉コークスとで機能が分離され、還元と焼結とが同時に進行する。
【００３０】
ここで、内層４３内の粉コークス（炭材）量を１０〜２０質量％としたのは、この範囲であれば、擬似粒子中の鉄鉱石を有効に還元することができ、しかも未反応のコークスが残存し難いからである。また、外層４４の粉コークス（炭材）量を焼結原料１００質量％に対して１〜４質量％とすることにより、擬似粒子の焼結を適切に進行させることができる。
【００３１】
次に、本実施の形態における焼結工程の一例について説明する。
下方吸引式無端移動型焼結機２００の無端移動式の移動グレート１１の移動方向の最上流側に位置するコンベア２５から移動しつつある移動グレート１１に所定の厚さで敷き詰められて床敷層１３ａを構成する高結晶水鉱石５０は、移動グレート１１に移動によってコンベア１０の下を通過し、この時、上述のようにして造粒された擬似粒子４０が、所定の厚さで、高結晶水鉱石５０の床敷層１３ａを覆うように全面に供給され、焼結原料層１３ｂが形成される。
【００３２】
これにより、図３に例示されるように、移動グレート１１では、所定の厚さの床敷層１３ａを構成する高結晶水鉱石５０の上に、焼結原料層１３ｂを構成する擬似粒子４０が所定の厚さに積層された状態のベッド１３が形成される。
【００３３】
そして、このベッド１３は、点火炉１２を通過することで表面に点火され、さらに、点火されたベッド１３はガス供給フード１９の下を通過するときに、風箱１５を介して、上側に位置するガス供給フード１９から下向きにガスを吸引しながら焼成され、ベッド１３を構成する高結晶水鉱石５０および擬似粒子４０は焼結して塊成鉱となる。移動グレート１１を通過した排ガス１９ａは風箱１５で捕捉されて垂直ダクト１６から主排ガスダクト１７に至り、一部は、排ガス循環ダクト１８を介してガス供給フード１９に還流して再使用され、他の一部は、電気集塵機３０、メインブロア３１を経由して、煙突３２から大気中に排出される。
【００３４】
ここで、本実施の形態のような半還元焼結鉱の製造プロセスでは、上述のように擬似粒子４０の炭材量が増大するため、ベッド１３における燃焼帯の厚みは増大し、ベッド１３の下部では、熱量が潤沢となるため、ベッド１３の下部で床敷層１３ａを構成する高結晶水鉱石５０の脱水反応に必要な熱量が十分に供給される。
【００３５】
また、焼結原料層１３ｂの擬似粒子４０にて発生する熱量が床敷層１３ａの高結晶水鉱石５０の脱水反応にて消費されるため、上述のように擬似粒子４０の炭材量が増大しても、排ガス１９ａの温度が過度に上昇することが防止され、半還元焼結鉱に十分な、一例として、４００℃程度に抑制される。この結果、排ガス１９ａが通過する風箱１５や主排ガスダクト１７等が過熱して損傷を受ける等の不具合が防止される。
【００３６】
また、本実施の形態の場合には、ベッド１３の下部では、焼結原料層１３ｂの擬似粒子４０から発生したＦｅＯ−ＳｉＯ２、ＦｅＯ−ＣａＯを主体とする融液が床敷層１３ａを構成する高結晶水鉱石５０まで流下してくるため、４００℃付近でゲーサイト質が脱水・収縮してクラックが発生して非常に融液と同化しやすくなっている高結晶水鉱石５０と速やかに反応して、床敷層１３ａおよび焼結原料層１３ｂが一体に塊成化する。このため、塊成化不良等で焼結後に返鉱になる高結晶水鉱石５０の割合が大幅に低下し、大部分を１回の焼結で、擬似粒子４０の焼結鉱とともに、そのまま高炉に装入することが可能になり、高結晶水鉱石５０の焼結工程における歩留りが大幅に向上する。
【００３７】
このようにして焼結して得られた、擬似粒子４０および高結晶水鉱石５０を原料とする半還元塊成鉱は、移動グレート１１の端部から落下し、出口側の図示しない塊砕機により、落下した焼結鉱が粉砕されて篩１４に供給され、さらに図示しない高炉へ供給される。
【００３８】
このように、本実施の形態では、還元反応のために増量された擬似粒子４０の炭材から発生する余剰の熱量を、床敷層１３ａの高結晶水鉱石５０の焼結過程における脱水反応に好都合に有効利用でき、さらに排ガス１９ａの過熱を防止できるとともに、擬似粒子４０から発生してベッド１３内を流下する融液が、脱水・収縮してクラックが発生している高結晶水鉱石５０と同化して速やかに塊成化し、高結晶水鉱石５０を含めた焼結原料全体の焼結歩留りが確実に向上する。
【００３９】
なお、上述の説明では、床敷層１３ａとして高結晶水鉱石５０の単層で構成する場合を例示したが、これに限らず、図４に例示されるように、成品焼結鉱ホッパ２２から供給される成品焼結鉱６０の床敷層１３ｃと、その上の高結晶水鉱石５０の床敷層１３ａからなる多層構造としてもよい。
【００４０】
その場合、特に図示しないが、コンベア２５を移動グレート１１の移動方向に複数台設置して、最も上流側のコンベア２５で成品焼結鉱６０を供給し、その下流側に位置するコンベア２５で成品焼結鉱６０の上に高結晶水鉱石５０を供給することで、多層の床敷層を形成することができる。そして、その上に、最も下流に位置するコンベア１０から擬似粒子４０を供給することで、床敷層１３ｃおよび床敷層１３ａの多層の床敷層と、その上の焼結原料層１３ｂからなるベッド１３−１を構成することができる。
【００４１】
すなわち、高結晶水鉱石５０の単層の場合、融液は床敷層１３ａを構成する高結晶水鉱石５０の内部に進入するため、移動グレート１１に到達する前に融点以下の温度に冷えて凝固するものが大部分であるが、一部は移動グレート１１に到達してグレートバーを目詰まりさせる可能性がある。このため、高結晶水鉱石５０のみで床敷層を形成してもよいが、望ましくは、図４に例示されるように、通常の成品焼結鉱６０からなる床敷層１３ｃの上部に１０〜２０ｍｍの厚さで高結晶水鉱石５０の床敷層１３ａを形成し、床敷層を多層にしたほうが融液の移動グレート１１側への抜け落ち防止にはより有効である。
【実施例】
【００４２】
以下に本発明の効果を確認するために実施した試験の結果について説明する。
以下に示す実施例１は、上述の図２に例示した擬似粒子４０（内層に炭材を１２質量％、外層に炭材を３質量％を含むもの）を焼結原料（焼結原料層１３ｂ）として用い、床敷層１３ａとして豪州産の高結晶水鉱石（ピソライト：結晶水８．７５質量％）を用いた場合を示している。
【００４３】
また、実施例２は、実施例１と同じ焼結原料（焼結原料層１３ｂ）を用い、床敷を、成品焼結鉱６０からなる床敷層１３ｃと、豪州産高結晶水鉱石（ピソライト：結晶水８．７５質量％）からなる床敷層１３ａの２層にした場合を示している。
【００４４】
一方、比較例１は、粉鉱石および石灰系副原料の１００質量％に対して、炭材を３．７質量％含有させた焼結原料（炭材の外層を持たない擬似粒子）を用い、床敷層として成品焼結鉱を用いた場合を示し、比較例２は、比較例１と同じ焼結原料を用い、床敷層としてピソライトを用いた場合を示す。
【００４５】
また、比較例３は、上述の実施例１および実施例２と同じ擬似粒子４０を焼結原料として用い、床敷層１３ａとして成品焼結鉱を用いた場合を示している。
【００４６】
以下に、各比較例および実施例の詳細を示す。また、その時の原料の配合条件や、諸元の測定結果等を表１に示す。
【００４７】
比較例１：
有効焼成面積４００ｍ２の下方吸引式無端移動型焼結機２００において、粒径８〜１５ｍｍの成品焼結鉱を５０ｍｍの厚さで床敷に用い、その上に擬似粒子４０からなる原料層を形成して、生産率１．５０ｔ／ｍ２／ｈｒで焼結鉱の製造を実施した。
すなわち、粉鉱石：５５０ｔ／ｈｒに、生石灰：１３ｔ／ｈｒおよび石灰石：６２ｔ／ｈｒの副原料を配合した焼結原料１００質量％に対して、炭材として、粉コークス：２３ｔ／ｈｒ（３．７質量％）を内層に配合した擬似粒子を焼結原料として用いた。
【００４８】
比較例２：
有効焼成面積４００ｍ２の下方吸引式無端移動型焼結機２００において、粒径５〜２０ｍｍの豪州産高結晶水鉱石（ピソライト：結晶水８．７５質量％）を５０ｍｍの厚さで床敷に用い、その上に原料層を形成して、生産率１．５０ｔ／ｍ２／ｈｒで焼結鉱の製造を実施した。その時の原料の配合条件は比較例１と同様である。
【００４９】
比較例３：
有効焼成面積４００ｍ２の下方吸引式無端移動型焼結機２００において、成品焼結鉱を５０ｍｍの厚さで床敷に用い、その上に原料層を形成して、生産率１．５０ｔ／ｍ２／ｈｒで焼結鉱の製造を実施した。
すなわち、粉鉱石：５５０ｔ／ｈｒに、生石灰：１３ｔ／ｈｒおよび石灰石：６２ｔ／ｈｒの副原料を配合した焼結原料１００質量％に対して、炭材として、粉コークス：７５ｔ／ｈｒ（１２質量％）を内層に、粉コークス：１９ｔ／ｈｒ（３．０質量％）を外層に、配合した擬似粒子を焼結原料として用いた。
【００５０】
実施例１：
有効焼成面積４００ｍ２の下方吸引式無端移動型焼結機２００において、粒径５〜２０ｍｍの豪州産高結晶水鉱石（ピソライト：結晶水８．７５質量％）を５０ｍｍの厚さで床敷に用い、その上に原料層を形成して、比較例１と同じ生産率で焼結鉱の製造を実施した。その時の原料の配合条件等を表１に示す。
すなわち、粉鉱石：５５０ｔ／ｈｒに、生石灰：１３ｔ／ｈｒおよび石灰石：６２ｔ／ｈｒの副原料を配合した焼結原料１００質量％に対して、炭材として、粉コークス：７５ｔ／ｈｒ（１２質量％）を内層に、粉コークス：１９ｔ／ｈｒ（３．０質量％）を外層に配合した擬似粒子を焼結原料として用いた。
【００５１】
実施例２：
有効焼成面積４００ｍ２の下方吸引式無端移動型焼結機２００において、比較例１の床敷層（厚さ５０ｍｍ）の上に、粒径５〜２０ｍｍの豪州産高結晶水鉱石（ピソライト：結晶水８．７５質量％）を４０ｍｍの厚さで床敷し、その上に原料層を形成して、生産率１．５０ｔ／ｍ２／ｈｒで焼結鉱の製造を実施した。その時の原料の配合条件等を表１に示す。
【００５２】
実施例１および実施例２で製造された焼結鉱は、金属鉄がそれぞれ、６．２質量％、および６．８質量％含まれていた。また、還元率は、実施例１が３７質量％、実施例２では３３質量％であった。
【００５３】
これに対して、比較例１および比較例２の還元率は、それぞれ、１．８％および１．３％であった。また、金属鉄はみられなかった。なお、比較例３は、グレートの目詰まりにより、焼結を中断せざるをえなかったため、金属鉄の含有量、さらには焼結鉱の強度、返鉱の量等は測定できなかった。
【００５４】
表１の比較例１および比較例２の結果から明らかなように、炭材が少なく発熱量が小さい場合、床敷層１３ａとして、成品焼結鉱を用いた場合に比較して、ピソライトを用いた場合には、返鉱が多く、これは、上述の特許文献２の技術的課題を示している。
【００５５】
また、比較例３の場合には、本発明の実施例１と焼結原料が同じで、床敷鉱として成品焼結鉱を用いた場合であり、この場合には、上述のように移動グレート１１の目詰まりにより焼結困難となる。
【００５６】
これに対して、本発明の実施例１の場合には、比較例３と同じ焼結原料の条件で、床敷層１３ａとして高結晶水鉱石５０を用いた場合には、比較例１および比較例２のいずれよりも高い焼結鉱強度(タンブラー強度、１０ｍｍ値：粒径１０ｍｍ以上の焼結鉱の残存率）が得られており、返鉱もはるかに少なく、焼結工程での高い歩留りが達成できている。
【００５７】
また、床敷層を、成品焼結鉱６０と高結晶水鉱石５０の多層にした実施例２は、単層の実施例１に比較して、焼結鉱強度および返鉱のいずれも勝っており、高結晶水鉱石５０を床敷として用いる場合に、成品焼結鉱６０を用いて多層にすることが、より有効であることがわかる。
【００５８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上述べたように、本発明によれば、半還元塊成鉱の焼結過程での融体によるグレートの目詰まりに起因するベッドの通気性阻害や焼結反応の阻害を抑制して、半還元焼結鉱の焼結プロセスを安定化することができるという効果が得られる。また、半還元塊成鉱の焼結過程での排ガスの高温化に起因する排ガス設備の損傷を防止することが可能となる。また、焼結過程を経た高結晶水鉱石を高い歩留りで高炉に装入することが可能となり、高結晶水鉱石を鉄鋼原料として効率良く有効に活用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態である半還元塊成鉱の製造方法を実施する製造設備の一例を示す模式図。
【図２】本発明の一実施の形態である半還元塊成鉱の製造方法に焼結原料として用いられる２層構造の擬似粒子を示す断面図。
【図３】本発明の一実施の形態である半還元塊成鉱の製造方法における移動グレート上のベッドの構成の一例を示す模式図。
【図４】本発明の他の実施の形態である半還元塊成鉱の製造方法における移動グレート上のベッドの構成の一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００６１】
１  粉鉄鉱石ホッパ
２  返鉱ホッパ
３  石灰系副原料ホッパ
４  内層用粉コークスホッパ
５  一次ドラムミキサ
６  ディスクペレタイザ
７  外層用粉コークスホッパ
８  二次ドラムミキサ
１０  コンベア
１１  移動グレート
１２  点火炉
１３  ベッド
１３−１  ベッド
１３ａ  床敷層
１３ｂ  焼結原料層
１３ｃ  床敷層
１４  篩
１５  風箱
１６  垂直ダクト
１７  主排ガスダクト
１８  排ガス循環ダクト
１８ａ  ブロア
１９  ガス供給フード
２１  高結晶水鉱石ホッパ
２２  成品焼結鉱ホッパ
２５  コンベア
３０  電気集塵機
３１  メインブロア
３２  煙突
４０  擬似粒子
４１  焼結原料
４２  粉コークス
４３  内層
４４  外層
５０  高結晶水鉱石
６０  成品焼結鉱
１００  擬似粒子製造設備
２００  下方吸引式無端移動型焼結機
３００  床敷材供給設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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