(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度分布３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の造粒物を６０質量％以上の収率で得るために、粒径２５０μｍ以下の粒子を６０質量％以上含む鉄鉱石原料を入れる円筒型の容器と、該容器内で回転して前記鉄鉱石原料を混練する撹拌羽根とを有する混練機により、前記鉄鉱石原料を混練して、平均粒度が３ｍｍ以上７ｍｍ以下の混練物を製造し、該混練物をドラムミキサーに入れて前記造粒物を製造する微粉原料の混練方法であって、
前記容器の内径をＤ（ｍ）、前記撹拌羽根の周速をｕ（ｍ／ｓ）、及び前記混練物の重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2）とした場合、前記撹拌羽根の撹拌加速度（ｕ2／Ｄ＋ｇ）を、２０ｍ／ｓ2以上７０ｍ／ｓ2以下の範囲内に設定することを特徴とする微粉原料の混練方法。
【請求項２】
請求項１記載の微粉原料の混練方法において、前記鉄鉱石原料の混練時間を１０秒以上とし、混練後の前記混練物の水分含有量を７質量％以上１２質量％以下の範囲にすることを特徴とする微粉原料の混練方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粉を主体とする鉄鉱石原料の造粒に適し、目標とする粒度分布を備えた造粒物を製造可能な微粉原料の混練方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼結機に供給する鉄鉱石原料（製鉄用原料ともいう）として、例えば赤鉄鉱のような良質の鉄鉱石原料が使用されてきたが、近年その枯渇化が進んでおり、従来よりも微粉を多く含む鉄鉱石原料の使用量が増加する傾向にある。
このため、焼結機の操業において、これらの鉄鉱石原料を不具合なく使いこなす必要があり、鉄鉱石原料の新たな造粒強化技術が求められている。このような造粒方法として、例えば、特許文献１及び特許文献２には、高速撹拌型ミキサーを用いる方法が開示されており、これにより劣質な鉄鉱石原料の造粒強化を達成している。
【０００３】
【特許文献１】特許第２７９０００８号公報
【特許文献２】特許第２９５３３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの従来技術は、粒度分布が数ｍｍの粗粒から２５０μｍの微粉までの鉄鉱石原料を混合した状態で造粒していることからも明らかなように、核粒子となる粗粒の表面に微粉を付着させる造粒方法を対象としたものである。
このため、微粉の割合が今後更に増大する鉄鉱石原料に従来技術を使用する場合、核粒子となる粗粒の表面への微粉の付着厚みが過剰となり、例えば燃料粒子の燃焼性悪化による造粒物の焼結性の低下が発生する。また、核粒子となる粗粒の数が微粉に対して極端に不足するため、従来技術では造粒が不完全となる問題もある。
このように、今後は、微粉を多量に含む鉄鉱石原料の造粒、又は鉄鉱石原料から微粉のみを分離して造粒する必要が生じており、こうした微粉を主体とする鉄鉱石原料を効率的に造粒する技術を確立する必要性が生じている。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、微粉を主体とする鉄鉱石原料の造粒に適しており、目標とする粒度分布を備えた造粒物を製造でき、しかもその収率（歩留り）を従来よりも向上できる微粉原料の混練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】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る微粉原料の混練方法は、粒度分布３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の造粒物を６０質量％以上の収率で得るために、粒径２５０μｍ以下の粒子を６０質量％以上含む鉄鉱石原料を入れる円筒型の容器と、該容器内で回転して前記鉄鉱石原料を混練する撹拌羽根とを有する混練機により、前記鉄鉱石原料を混練して、平均粒度が３ｍｍ以上７ｍｍ以下の混練物を製造し、該混練物をドラムミキサーに入れて前記造粒物を製造する微粉原料の混練方法であって、前記容器の内径をＤ（ｍ）、前記撹拌羽根の周速をｕ（ｍ／ｓ）、及び前記混練物の重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2）とした場合、前記撹拌羽根の撹拌加速度（ｕ2／Ｄ＋ｇ）を、２０ｍ／ｓ2以上７０ｍ／ｓ2以下の範囲内に設定する。
【０００８】
本発明に係る微粉原料の混練方法において、前記鉄鉱石原料の混練時間を１０秒以上とし、混練後の前記混練物の水分含有量を７質量％以上１２質量％以下の範囲にすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１及び２記載の微粉原料の混練方法は、微粉を多く含む鉄鉱石原料から、平均粒度を所定範囲にした混練物を製造するので、ドラムミキサーでは、例えば、事前に製造した粒径の大きな混練物を核とし、その表面に鉄鉱石原料を付着させて、目標とする粒径を備えた造粒物を製造でき、目標とする粒度分布の造粒物の収率を向上できる。これにより、混練物の表面に付着した鉄鉱石原料の付着厚みを過剰にすることなく適正量にできるので、例えば、燃料粒子の燃焼性悪化による造粒物の焼結性の低下を防止できる。従って、製造した造粒物を焼結機に装入して焼結鉱を製造するに際し、焼結機の通気性を阻害することなく、品質が良好な焼結鉱を生産性良く製造できる。
【００１０】
特に、請求項１記載の微粉原料の混練方法は、混練物の製造に撹拌羽根を備えた混練機を使用し、その撹拌羽根の撹拌加速度を適正範囲に設定するので、混練物に過剰な撹拌力を付与して混練物を破壊することなく、また撹拌不足に伴う各混練物の合体による粗大化を抑制できる。これにより、目標とする粒径となるまで混練物を粒成長させることができ、その結果、目標とする粒度分布の造粒物の収率を向上できる。
【００１１】
請求項２記載の微粉原料の混練方法は、鉄鉱石原料の混練時間を適正範囲に設定するので、混練物を構成する各鉄鉱石原料の粒子間隔を詰め（密度を向上させ）、混練物内部から水分を染み出させることで混練物の必要水分含有量を低減でき、かつ鉄鉱石原料の混練時における滞留時間の変動の影響を小さくできる。このとき、混練後の混練物の水分含有量を適正範囲に設定することで、混練中の核となる混練物の表面への水分の染み出し量を制御でき、水分を介して付着する例えば鉄鉱石原料の量を制御できる。これにより、目標とする粒径となるまで混練物を粒成長させることができ、その結果、目標とする粒度分布の造粒物の収率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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き説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る微粉原料の混練方法の説明図、図２は混練物の平均粒度と目標とする粒度分布を備えた造粒物の収率との関係を示す説明図、図３は混練物の粒径が決定される機構の説明図、図４は撹拌羽根の撹拌加速度及び混練物の水分含有量と混練物の平均粒径との関係を示す説明図、図５は混練物の水分含有量と鉄鉱石原料の付着力との関係を示す説明図、図６は鉄鉱石原料に投入された撹拌エネルギーと鉄鉱石原料の付着力との関係を示す説明図、図７は混練機による混練時間と目標とする平均粒度を得るための混練物の必要水分含有量との関係を比較した説明図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る微粉原料の混練方法においては、粒径２５０μｍ以下の粒子を６０質量％以上含む鉄鉱石原料（以下、単に原料ともいう）を混練機１０で混練して、平均粒度が３ｍｍ以上７ｍｍ以下の混練物を製造し、該混練物をドラムミキサー（造粒機ともいう）１１に入れて造粒物を製造する。以下、詳しく説明する。
【００１４】
まず、混練機１０に鉄鉱石原料を入れ、更に水とバインダーを入れて、これらを混練する。
ここで、鉄鉱石原料は、粒径２５０μｍ以下の粒子を６０質量％以上含むものであり、例えば、微粉を多量に含む原料、篩選別により前記構成に調整した原料、微粉のみを篩選別により分離した原料、更には粉砕した原料を使用できる。この鉄鉱石原料は、例えば、褐鉄鉱（Ｆｅ2Ｏ3・ｎＨ2Ｏ）、磁鉄鉱（Ｆｅ3Ｏ4）、及び赤鉄鉱（Ｆｅ2Ｏ3）のいずれか１又は２以上である。なお、褐鉄鉱としては、例えば、マラマンバ鉱石（産地銘柄：ウエストアンジェラス）、ピソライト鉱石（産地銘柄：ヤンディー、ローブリバー）、及び高燐ブロックマン鉱石がある。
【００１５】
鉄鉱石原料として、粒径が０μｍを超え２５０μｍ以下の粒子を６０質量％以上含む原料を対象としたのは、このような構成の原料を従来の方法で造粒する場合、前記したように、造粒物の焼結性の低下が生じたり、また造粒が不完全となるためであり、例え造粒できたとしても、必要な強度が得られないためである。
このことから、本実施の形態では、粒径２５０μｍ以下、好ましくは２２０μｍ以下、更に好ましくは２００μｍ以下の粒子を、６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上含む鉄鉱石原料を混練の対象とする。なお、微粉の粒子量の上限を規定していないのは、全て微粉であってもよいためである。
このように、本実施の形態では、微粉の鉄鉱石原料を対象としているため、鉄鉱石原料に更に微粉の含鉄原料を含ませることもできる。この含鉄原料は、例えば、ダスト（混練ダスト又は粉塵ダスト）及びペレット原料（ペレットフィードともいう）のいずれか１又は２を使用できる。このダストの粒径は１００μｍ以下程度であり、ペレット原料の粒径は２５０μｍ以下程度である。
【００１６】
バインダーは、造粒物の強度向上に寄与させるため、従来から使用している例えば、生石灰又は石灰岩のような無機系バインダーを使用できる。また、バインダーとして、例えば、パルプ廃液又はコーンスターチ（水溶液又はコロイド状になったもの）を含む有機系バインダー、及び固体架橋を促進する分散剤（分散剤を添加した水溶液又はコロイドを含む）のいずれか１又は２を使用することが好ましいが、これと無機系バインダーを併用して使用してもよい。
なお、バインダーの添加量は、鉄鉱石原料量に対し外掛けで１質量％以下程度でよい。
【００１７】
続いて、鉄鉱石原料を混練する混練機１０について説明する。
原料の造粒を生産性よく行うには、原料を投入したドラムミキサー内に水とバインダーを混入させ、これらを均一に混合する必要がある。このとき、混練機をドラムミキサーの前に設置することは一般的に行われている。
しかしながら、混練機を使用して原料を単に混練しても、この混練物をドラムミキサーに入れて製造した場合、図２に示すように、焼結機への供給に適した目標とする粒度分布３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の造粒物を高い収率（本実施の形態では６０質量％以上）で得ることができない。このため、目標とする粒度分布の造粒物を高い収率で得るには、混練物の平均粒度を３ｍｍ以上７ｍｍ以下の適正範囲に確保する必要がある。
そこで、本実施の形態では、混練物の平均粒度を適正範囲にするため、混練機１０として、鉄鉱石原料を入れる円筒型の容器１２と、容器１２内で回転して鉄鉱石原料を混練する板状の撹拌羽根１３とを有する装置を使用する。
【００１８】
なお、混練物の平均粒度については、その下限値が３ｍｍ未満の場合、引き続き行うドラムミキサーの造粒の際に、生産性よく造粒物の製造を行うために必要な混練物の大きさを満足できず、造粒を十分に進行させることができないため、目的外の微粒粒子の割合が多くなる。一方、混練物の平均粒度の上限値が７ｍｍを超える場合、ドラムミキサーで過剰な造粒が行われ、目的外の粗大粒子の割合が増加する。
以上のことから、混練物の平均粒度を３ｍｍ以上７ｍｍ以下に規定したが、目標粒度分布の造粒物の収率を、更に安定に得るためには、混練物の平均粒度の下限値を３．５ｍｍ、更には４ｍｍ、上限値を６ｍｍ、更には５．５ｍｍに規定することが好ましい。
ここで、混練物の平均粒径は、混練機で製造した混練物を乾燥した後、１０．０、８．０、６．７、４．７５、２．８、２．０、及び１．０ｍｍの各篩で篩分けし、各粒度区間の重量割合を求め、各粒度区間の代表径を、１２．０、９．０、７．３５、５．７３、３．７８、２．４、１．５、及び０．７ｍｍとし、これを重量割合で加重平均して求めた。
【００１９】
次に、前記した構成を備える具体的な混練機の選定、及び混練機の操作条件を検討した結果について説明する。
本発明者らは、各種混練機を用いて混練実験を行った結果、混練物性状に混練機の形態と混練物の水分含有量（以下、水分値ともいう）の影響が大きいことを見出した。これらを系統的に説明するメカニズムを検討した結果、混練物の平均粒径は、撹拌力と原料の付着力のバランスで決定されることを見出した。
混練機による混練に際し、原料の撹拌により、原料同士は合体と分離を繰り返すが、最終的には、原料の体積に作用する撹拌による慣性力が、合体した原料を分離させる作用として働き、また原料の表面に作用する付着力が、分散した原料同士を合体させる作用として働くと考えられる。
【００２０】
この現象イメージを示す図３は、基準となる原料Ａと、この原料Ａに対して比較的大きい原料Ｂ及び小さい原料Ｃの合体及び分離挙動を例示したものである。なお、細い矢印は慣性力による分離を、太い矢印は付着力による合体を、それぞれ示している。
原料Ａの大きさを基準にした場合、原料Ｂは比較的大きいため、その表面積に対する体積の割合が大きく、体積力（慣性力）が勝って原料Ａから分離してしまう。一方、原料Ｃは小さいため、その体積に対する表面積の割合が大きく、付着力が勝って原料Ａに付着した状態を維持しようとする。
各原料Ａ〜Ｃ間において、このような分離と合体が繰り返された結果、慣性力と付着力のバランスから、最終的に得られる混練物がある粒径に収斂すると考えられる。
【００２１】
このことから、混練機の容器の内径をＤ（ｍ）、容器内の撹拌羽根の周速をｕ（ｍ／ｓ）、混練物の重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2）、混練物の密度をρ（ｋｇ／ｍ3）、混練物の平均粒径をｄ（ｍ）、鉄鉱石原料の付着力をＦ（ｋｇ・ｍ／ｓ2／ｍ2）とした場合、撹拌力と付着力の釣り合いは、以下の式で現される。なお、撹拌羽根の撹拌加速度（以下、単に撹拌加速度ともいう）を、（ｕ2／Ｄ＋ｇ）で現す。
ｄ3×ρ×（ｕ2／Ｄ＋ｇ）＝ｄ2×Ｆ
これにより、混練物の平均粒径は、以下の式で現される。
ｄ＝Ｆ／ρ／（ｕ2／Ｄ＋ｇ）・・・（１）
【００２２】
ここで、撹拌力に影響する因子を検討するため、各種混練機（パグミル、ピンミキサー、及びレディゲミキサー）の撹拌羽根の撹拌加速度（ｕ2／Ｄ＋ｇ）と、各種混練機で得られた混練物の平均粒径との関係を示す図４を参照しながら説明する。なお、図４には、前記（１）式を使用し、混練物の水分含有量（以下、単に水分値ともいう）別に求めた理論線（撹拌エネルギー一定条件でのモデル計算値）を併記している。
図４に示すように、混練物の平均粒径が撹拌羽根の撹拌加速度に反比例しており、また混練物の水分値の影響も考慮すれば、目標とする混練物の平均粒度を安定に確保するためには、撹拌加速度を２０（ｍ／ｓ2）以上７０（ｍ／ｓ2）以下に規定する必要がある。これは、撹拌加速度が２０（ｍ／ｓ2）未満の場合、原料同士の付着力が勝り、原料同士が合体し成長するため混練物が粗大となり、しかも混練物の水分値の変動の影響が大きくなる傾向が大きくなり、一方、撹拌加速度が７０（ｍ／ｓ2）を超える場合、撹拌力が強過ぎて混練物が破壊されるため、混練物の平均粒径が過小となる傾向が大きくなるためである。
【００２３】
このため、混練物の目標平均粒度を確保する範囲として、撹拌羽根の撹拌加速度を２０（ｍ／ｓ2）以上７０（ｍ／ｓ2）以下と規定したが、望ましくは２０（ｍ／ｓ2）以上５０（ｍ／ｓ2）以下に確保するとよい。
以上の検討結果に基づき、このような撹拌加速度を満たす混練機として、従来使用されている例えば、レディゲミキサー又はピンミキサーを使用できる。なお、高速撹拌ミキサーであるアイリッヒミキサーについても、そのアジテーター回転速度を低速に調整することで使用可能である。
【００２４】
レディゲミキサーとピンミキサーは、撹拌羽根の回転軸が、地面に対して平行に配置されており、混練物は上下動しながら混練されるため、混練物の重力加速度ｇの影響が大きい。このため、撹拌羽根の撹拌加速度を、重力加速度ｇを考慮した前記範囲に確保するとよい。
しかし、アイリッヒミキサーを使用する場合は、撹拌羽根の回転軸が、地面に対して垂直方向に配置されており、混練物は水平方向で混練されるため、混練物の重力加速度ｇの影響が小さくなる。従って、この場合は、混練物の重力加速度ｇに影響を及ぼすアジテーター回転速度を考慮しながら、撹拌羽根の撹拌加速度を、前記した範囲から最大でも１０（ｍ／ｓ2）差し引いた範囲、即ち１０（ｍ／ｓ2）以上６０（ｍ／ｓ2）、望ましくは１０（ｍ／ｓ2）以上４０（ｍ／ｓ2）以下に確保するとよい。
【００２５】
次に、原料の付着力について、これに影響する因子を検討した結果を、図５、図６を参照しながら説明する。
原料の付着力は、前記（１）式に基づき、以下の式で示される。
Ｆ＝ｄ×ρ×（ｕ2／Ｄ＋ｇ）・・・（２）
図５は、前記した各種混練機について、（２）式で得られた原料の付着力を、混練物の水分値に対してプロットした結果であるが、原料の付着力は、水分値に比例する傾向にあるものの、同一水分値でも異なる場合があった。また、この関係について、更に検討した結果、撹拌エネルギーが大きいほど、原料の付着力が増大することを見出した。
図６は、撹拌エネルギー（ｕ2／Ｄ＋ｇ）×ｕ×ｔ（ｔは混練時間：ｓ）に対して、前記（２）式で得られた原料の付着力をプロットした結果であるが、撹拌エネルギーの増大と共に原料の付着力が増加する一方、ある撹拌エネルギー以上では、原料の付着力が次第に安定する（増加量が小さくなる）ことが判った。
【００２６】
以上に示した図４〜図６の関係から、混練機としてレディゲミキサーを使用した場合の操業範囲を計算した結果を図７に示す。なお、図７は、混練時間に対し、混練物の平均粒度（以下、単に混練物粒度ともいう）を３ｍｍ以上７ｍｍ以下に確保するための適正な水分値の範囲を計算した結果であり、図７中の各撹拌加速度、即ち１０、４０、及び９０（ｍ／ｓ2）において、混練物が３ｍｍの平均粒径を得る水分値を点線で、また７ｍｍの平均粒径を得る水分値を実線でそれぞれ示しており、その間が適正な水分値の範囲（網かけ部分）を示すものである。
図７から明らかなように、混練時間が短い範囲では、混練物が前記した平均粒度を得るために必要な水分値の変化が大きく、水分値の変動に対して混練物粒度の変動が大きいと考えられる。また、混練時間をある程度長くすることで、混練物の水分値を低減でき、その後に行う造粒物製造後の乾燥負荷の軽減が可能になる。
以上のことから、混練時間を１０秒以上確保することを規定した。なお、図７から明らかなように、混練時間の長期化は、水分値の変動にあまり影響を及ぼさないため、上限値について規定していないが、生産性を考慮すれば５分以下、好ましくは３分以下とする。
【００２７】
また、撹拌羽根の撹拌加速度が１０（ｍ／ｓ2）程度と小さい場合、目標とする水分値の範囲が狭く、水分値に変動が生じたときに、混練物粒度が目標範囲から外れることが懸念される。一方、撹拌羽根の撹拌加速度が９０（ｍ／ｓ2）程度と大きい場合、水分値を１２質量％以上に過剰に高くしなければならず、造粒後の乾燥負荷が増大することとなり好ましくない。
ここで、撹拌羽根の撹拌加速度を、前記した適正範囲内の４０（ｍ／ｓ2）程度に確保した場合、混練物の水分値が８質量％以上１０質量％以下となり、混練物の製造の際の作業性が良好になる。
これらのことから、混練物の水分含有量が７質量％未満の場合、結果的に制御する水分範囲が狭くなり、工業的に成り立たず、一方１２質量％を超える場合は、その後に行う乾燥に大きな負荷がかかることになり好ましくないという結果が得られた。
【００２８】
従って、混練物の水分値の範囲を７質量％以上１２質量％と規定したが、好ましくは、その下限値を８質量％とし、上限値を１１質量％とする。
以上の結果に基づき、前記した混練機１０において、撹拌羽根１３の撹拌加速度、及び混練後の混練物の水分含有量（混練時間も含む）のいずれか１又は２を設定し、平均粒度が３ｍｍ以上７ｍｍ以下の混練物を製造する。
そして、この混練物をドラムミキサー１１に入れることにより、図２に示すように、例えば、粒度分布３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の造粒物の収率が６０質量％以上の造粒物を製造できる。製造した造粒物は、必要に応じて篩選別機で篩分けされた後、更に乾燥機１４で乾燥処理され、焼結機（図示しない）へ供給される。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、粒径２５０μｍ以下の粒子を８０質量％含む鉄鉱石粉（鉄鉱石原料）をレディゲミキサー（容器の内径：２０００ｍｍ）に入れ、これに水分と有機系バインダーを添加して混練し、得られた混練物の平均粒度を検討した。ここで、混練物の平均粒度は、各実施例及び比較例毎に、鉄鉱石粉の混練を５回ずつ実施し、各回毎に測定して、得られた粒度分布を以下の各表でそれぞれ示した。なお、混練物の平均粒度が３ｍｍ以上７ｍｍ以下の範囲に入った回数が５回の場合を○、２〜４回の場合を△、１回又は入らなかった場合を×とした。
この混練物をドラムミキサーに入れて造粒物を製造し、粒度３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の造粒物の収率についても調査した。なお、以下の検討においては、レディゲミキサーによる混練時間を１２０秒に固定して行った。
【００３０】
まず、撹拌羽根の撹拌加速度の影響を検討した結果について説明する。
ここで、実施例１〜３は、撹拌羽根の撹拌加速度を、前記した２０ｍ／ｓ2以上７０ｍ／ｓ2以下の適正範囲に設定した結果であり、比較例１、２は、適正範囲外に設定した結果である。なお、混練物の水分値は、９．５質量％に設定した。
【００３１】
【表１】
0004568243.tif 000002
【００３２】
表１から明らかなように、撹拌加速度の上昇に伴い、混練物が破壊されその平均粒度が小さくなる傾向が得られた。
ここで、実施例２は、撹拌加速度が適正範囲の最も良好な値であったため、混練物の平均粒度は○判定であり、その結果、適正粒度の造粒物の収率も６０質量％以上を達成できた。また、実施例１、３は、その撹拌加速度が適正範囲の下限値と上限値にそれぞれ相当するものであったため、混練物の平均粒度は△判定であった。このため、適正粒度の造粒物の収率は、実施例２に及ばないものの良好な結果が得られた。
一方、比較例１のように、撹拌加速度が適正範囲の下限値より小さい場合は、混練物が粗大化し、一方比較例２のように、撹拌加速度が適正範囲の上限値より大きい場合は、混練物が破壊され、適正範囲内の平均粒度の混練物を得られなかった（判定：×）。このため、適正粒度の造粒物の収率も悪化した。
以上のことから、撹拌羽根の撹拌加速度を２０ｍ／ｓ2以上７０ｍ／ｓ2以下に設定し、混練物の平均粒度を適正範囲内にすることで、適正粒度の造粒物の収率が高められることを確認できた。
【００３３】
次に、撹拌羽根の撹拌加速度を、適正範囲の下限値である２０ｍ／ｓ2に設定した場合の混練物の水分値を検討した結果について説明する。
ここで、実施例１、４は、混練物の水分値を、前記した７質量％以上１２質量％以下の適正範囲に設定した結果であり、比較例３は、適正範囲の下限値未満に設定した結果である。
【００３４】
【表２】
0004568243.tif 000003
【００３５】
表２から明らかなように、混練物の水分値の増加に伴い、混練物が粗大化する傾向が得られた。このため、実施例４に示すように、混練物の水分値を適正範囲の下限値に設定することで、混練物の平均粒度は○判定であり、その結果、適正粒度の造粒物の収率も６０質量％以上を達成できた。
一方、比較例３のように、混練物の水分値が不足して混練物の粒成長を促進できず、平均粒度が×判定の場合は、適正粒度の造粒物の収率も悪化した。
【００３６】
また、撹拌羽根の撹拌加速度を、適正範囲の上限値である７０ｍ／ｓ2に設定した場合の混練物の水分値を検討した結果について説明する。
ここで、実施例３、５は、混練物の水分値を、前記した７質量％以上１２質量％以下の適正範囲に設定した結果であり、比較例４は、適正範囲の上限値を超えた値に設定した結果である。
【００３７】
【表３】
0004568243.tif 000004
【００３８】
表３から明らかなように、混練物の水分値の増加に伴い、混練物の粒成長が促進する傾向が得られた。このため、実施例５に示すように、混練物の水分値を適正範囲の上限値に設定することで、混練物の平均粒度は○判定であり、その結果、適正粒度の造粒物の収率も６０質量％以上を達成できた。
一方、比較例４のように、混練物の水分値が過剰になって混練物が粗大化し、平均粒度が×判定である場合は、適正粒度の造粒物の収率も悪化した。
以上に示した表２、表３の結果から、混練物の水分値を７質量％以上１２質量％以下に設定し、混練物の平均粒度を適正範囲内にすることで、適正粒度の造粒物の収率が高められることを確認できた。
【００３９】
続いて、混練物の水分値を、適正範囲の下限値である７質量％に設定した場合の撹拌羽根の撹拌加速度を検討した結果について説明する。
ここで、参考例１と比較例５は、撹拌羽根の撹拌加速度を、適正範囲の下限値未満に設定した結果である。
【００４０】
【表４】
0004568243.tif 000005
【００４１】
表４から明らかなように、撹拌羽根の撹拌加速度の低下に伴い、混練物の粒成長が促進する傾向が得られた。参考例１は、撹拌羽根の撹拌加速度が下限値未満であったが、混練物の水分値が適正範囲内であったため、混練物の平均粒度が△判定であった。このため、適正粒度の造粒物の収率は、実施例４に及ばないものの良好な結果が得られた。
一方、比較例５のように、撹拌加速度が不足し過ぎて混練物が粗大化し、平均粒度が×判定の場合は、適正粒度の造粒物の収率も悪化した。
【００４２】
また、混練物の水分値を、適正範囲の上限値である１２質量％に設定した場合の撹拌羽根の撹拌加速度を検討した結果について説明する。
ここで、参考例２と比較例６は、撹拌羽根の撹拌加速度を、適正範囲の上限値を超えた値に設定した結果である。
【００４３】
【表５】
0004568243.tif 000006
【００４４】
表５から明らかなように、撹拌羽根の撹拌加速度の上昇に伴い、混練物が破壊されその平均粒度が小さくなる傾向が得られた。参考例２は、撹拌羽根の撹拌加速度が上限値を超えたものであったが、混練物の水分値が適正範囲内であったため、混練物の平均粒度が△判定であった。このため、適正粒度の造粒物の収率は、実施例５に及ばないものの良好な結果が得られた。
一方、比較例６のように、撹拌加速度が上昇し過ぎて混練物が破壊され、平均粒度が×判定の場合は、適正粒度の造粒物の収率も悪化した。
以上に示した表４、表５の結果から、撹拌加速度が適正範囲外であったとしても、その程度によっては、混練物の水分値を適正範囲内に設定し、混練物の平均粒度を適正範囲内にすることで、適正粒度の造粒物の収率が高められることを確認できた。
【００４５】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、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、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の微粉原料の混練方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、微粉の鉄鉱石原料の混練の際にバインダーを使用した場合について説明したが、混練物が十分な強度を得ることができるならば、バインダーを使用することなく混練物を製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る微粉原料の混練方法の説明図である。
【図２】混練物の平均粒度と目標とする粒度分布を備えた造粒物の収率との関係を示す説明図である。
【図３】混練物の粒径が決定される機構の説明図である。
【図４】撹拌羽根の撹拌加速度及び混練物の水分含有量と混練物の平均粒径との関係を示す説明図である。
【図５】混練物の水分含有量と鉄鉱石原料の付着力との関係を示す説明図である。
【図６】鉄鉱石原料に投入された撹拌エネルギーと鉄鉱石原料の付着力との関係を示す説明図である。
【図７】混練機の混練時間と目標とする平均粒度を得るための混練物の必要水分含有量との関係を比較した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０：混練機、１１：ドラムミキサー、１２：容器、１３：撹拌羽根、１４：乾燥機
【図１】
0004568243.tif 000007
【図２】
0004568243.tif 000008
【図３】
0004568243.tif 000009
【図４】
0004568243.tif 000010
【図５】
0004568243.tif 000011
【図６】
0004568243.tif 000012
【図７】
0004568243.tif 000013