(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転炉床炉により塊成化還元鉄を製造する方法であって、
製鉄プロセスで発生する製鉄ダストおよび鉄鉱石からなる群より選択される酸化鉄原料を所定の水分含有率まで乾燥する工程と、
乾燥後の前記酸化鉄原料と所定水分含有率の還元材とを混合する工程と、
前記酸化鉄原料と前記還元材との混合物を、篩下８０％粒径で７０μｍ〜５００μｍまで粉砕し、前記混合物の水分含有率を１％〜３％とする工程と、
粉砕後の前記混合物の水分含有率を調整した後に、当該混合物を混練する工程と、
混練後の前記混合物を塊成化して塊成物とする工程と、
前記塊成物を前記回転炉床炉により還元し、予備還元鉄とする工程と、
を含むことを特徴とする予備還元鉄の製造方法。
【請求項２】
前記粉砕工程後の前記混合物の粒径は、篩下８０％粒径で１５０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の予備還元鉄の製造方法。
【請求項３】
前記混練工程では、前記粉砕後の混合物の水分含有率が６％〜８％となるまで、加水を行うことを特徴とする、請求項１に記載の予備還元鉄の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予備還元鉄の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒銑、型銑、製鉄所スクラップ等の固形含鉄冷材を原料とする転炉製鋼法が知られており、溶解専用転炉及び精錬専用転炉で発生する鉄分が主成分であるダストを再利用することが行われている。
【０００３】
かかるダストを原料として利用するために、集塵したダストに還元材を混合した後に混練し、その後塊成化処理を経て塊成物としたのちに、かかる塊成物を還元して予備還元鉄を製造することが行われている。予備還元鉄の性質は、塊成物の性質により左右されるため、塊成物について様々な研究がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、塊成物の原料を振動ミル内で配合及び混練し、塊成物の原料の表面を水分で覆うことで、予備還元炉である回転床炉の操業過程において割れにくい塊成物を得る方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６７６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法では、塊成物の原料の表面を水分で覆うために、振動ミル内で原料に対して加水を行って水分含有率を調整する必要があるが、一方で振動ミルの破砕力は、水分含有率に左右されるため、振動ミルの破砕力を保つために注意を払う必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、金属化率が高く成品化率が向上した予備還元鉄を製造することが可能な、新規かつ改良された予備還元鉄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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、回転炉床炉により塊成化還元鉄を製造する方法であって、製鉄プロセスで発生する製鉄ダストおよび鉄鉱石からなる群より選択される酸化鉄原料を所定の水分含有率まで乾燥する工程と、乾燥後の前記酸化鉄原料と所定水分含有率の還元材とを混合する工程と、前記酸化鉄原料と前記還元材との混合物を、篩下８０％粒径で７０μｍ〜５００μｍまで粉砕する工程と、粉砕後の前記混合物の水分含有率を調整した後に、当該混合物を混練する工程と、混練後の前記混合物を塊成化して塊成物とする工程と、前記塊成物を前記回転炉床炉により還元し、予備還元鉄とする工程と、を含む予備還元鉄の製造方法が提供される。
【０００９】
ここで、上記製鉄プロセスで発生する製鉄ダストとしては、例えば、転炉ダスト、高炉ダスト、ミルスケール、電炉ダスト等を挙げることができる。また、上記還元材としては、例えば、石炭、コークス、微粒カーボン等を挙げることができる。
【００１０】
前記粉砕工程後の前記混合物の粒径は、篩下８０％粒径で１５０μｍ〜３００μｍであってもよい。
【００１１】
前記粉砕工程後の前記混合物の水分含有率は、１％〜３％である。
【００１２】
前記混練工程では、前記粉砕後の混合物の水分含有率が６％〜８％となるまで、加水を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金属化率が高く成品化率が向上した予備還元鉄を製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
まず、図１を参照しながら、回転炉床炉により塊成化還元鉄を製造する方法の一例として、転炉製鋼について詳細に説明する。図１は、転炉製鋼の流れを説明するための説明図である。
【００１６】
なお、以下の説明では、酸化鉄原料として、製鉄ダストである転炉ダストを用いる場合について説明するが、下記の例に限定されるわけではなく、例えば、鉄鉱石や、高炉ダスト、ミルスケール、電炉ダスト等の他の製鉄ダストを酸化鉄原料として利用してもよい。
【００１７】
転炉製鋼は、図１に示したように、第１溶解用転炉である含鉄冷材溶解用転炉１０と、脱硫設備２０と、精錬用転炉３０と、湿式集塵装置４０と、フィルタープレス５０と、塊成化装置６０と、乾燥炉７０と、予備還元炉８０と、第２溶解用転炉である還元鉄溶解用転炉９０と、を主に用いて実施される。
【００１８】
含鉄冷材溶解用転炉１０は、粒銑、型銑、製鉄所発生スクラップ等の固形含鉄冷材が供給され、例えば酸素上吹きランスから吹き込まれた酸素と、底吹きノズルから窒素ガス等をキャリアガスとして吹き込まれた石炭とを用いて、これらの含鉄冷材を溶解する。得られた溶銑は、取鍋等により後述する脱硫装置２０へと搬送される。また、溶銑とともに発生する転炉ダストは、後述する湿式集塵装置４０により集塵されて再利用される。
【００１９】
脱硫装置２０は、含鉄冷材溶解用転炉１０や後述する還元鉄溶解用転炉９０で生成された溶銑を脱硫する。脱硫装置２０として、例えば、ＫＲ（Ｋａｎｂａｒａ  Ｒｅａｃｔｏｒ）やインジェクション等を用いることが可能である。脱硫された溶銑は、後述する精錬用転炉３０へと搬送される。
【００２０】
精錬用転炉３０は、例えば上底吹き転炉等であり、供給された酸素を用いて脱硫された溶銑の脱炭処理を行う。脱炭処理がなされた溶銑は、粗溶鋼として利用される。また、精錬用転炉３０から発生する転炉ダストは、湿式集塵装置４０により集塵されて、再利用される。
【００２１】
湿式集塵装置４０は、例えばＯＧ（Ｏｘｙｇｅｎ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ  Ｇａｓ）方式を利用した集塵装置であり、含鉄冷材溶解用転炉１０、精錬用転炉３０および還元鉄溶解用転炉９０から発生した転炉ダストを集塵する。集塵された転炉ダストは、フィルタープレス５０へと搬送される。
【００２２】
フィルタープレス５０は、湿式集塵装置４０で集塵された転炉ダストに脱水処理を施す。通常、フィルタープレス５０により、湿式集塵装置４０で集塵された転炉ダストは、水分含有率が２０％Ｗ．Ｂ．程度まで脱水される。脱水処理を施された転炉ダストは、塊成化装置６０へと搬送される。
【００２３】
脱水処理を施された転炉ダストは、塊成化装置６０までの搬送の間に還元材として石炭等の炭材が添加され、塊成化装置６０に装入される。塊成化装置６０は、還元材が添加された転炉ダストを塊成化して、例えばペレットのような塊成物とする。ここで、塊成物とは、ペレット、ブリケット、押し出し成形して裁断した成形品、粒度調整された塊状物等の粒状物・塊状物をいう。塊成化装置６０では、後述する乾燥・加熱還元後、熱間にて還元鉄溶解用転炉９０に装入する際、炉内上昇ガス流で飛散しない程度の粒径以上の大きさとなるように、転炉ダストを塊成化する。生成された塊成物は、乾燥炉７０へと装入される。
【００２４】
乾燥炉７０は、塊成物を乾燥して、後述する加熱還元工程に適した水分含有率（例えば、１％以下）となるようにする。所定の水分含有率となった塊成物は、予備還元炉８０へと搬送される。
【００２５】
例えば回転床炉（ＲＨＦ）のような予備還元炉８０は、装入された塊成物を、空気−ＬＮＧバーナー加熱雰囲気で加熱還元し、予備還元鉄とする。製造された予備還元鉄は、例えば高温ペレットの状態で、還元鉄溶解用転炉９０へと装入される。還元鉄溶解用転炉９０への装入は、製造した予備還元鉄を一括またはまとめて装入し、その後に酸素、石炭等を装入してもよく、酸素、石炭が供給されている還元鉄溶解用転炉９０に、逐次的に装入してもよい。
【００２６】
還元鉄溶解用転炉９０は、例えば高温ペレットの状態で供給される予備還元鉄を溶解して、溶銑とする。生成された溶銑は、取鍋等を用いて前述の脱硫設備２０へと搬送される。また、溶銑とともに発生する転炉ダストは、前述の湿式集塵装置４０で集塵され、再利用される。
【００２７】
本発明の一実施形態に係る予備還元鉄の製造方法は、湿式集塵装置４０で集塵され、フィルタープレス５０で脱水処理が施された転炉ダスト等の酸化鉄原料を用いて、前述の塊成化装置６０から予備還元炉８０までの工程で行われる処理に関するものである。
【００２８】
＜酸化鉄原料について＞
続いて、図２〜図４を参照しながら、前述の転炉製鋼において発生する転炉ダストを含む酸化鉄原料について、詳細に検討する。なお、以下の説明では、酸化鉄原料を粉砕する際に用いる粉砕機として、振動ミルの一種であるボールミルを用いる場合について説明するが、本発明に係る予備還元鉄の製造方法が、以下の場合に限定されるわけではない。
【００２９】
ここで、図２は、酸化鉄原料粒径と予備還元鉄の金属化率との関係を説明するためのグラフ図であり、図３は、酸化鉄原料粒径と還元前タブレットの圧壊強度との関係を説明するためのグラフ図である。また、図４は、ボールミル処理速度と粉砕比との関係を説明するためのグラフ図である。
【００３０】
（酸化鉄原料の粒径差による還元性の評価）
酸化鉄原料の粒径差による還元性の評価を行うために、実際にタブレットを製造し電気炉にて還元を行った。得られた結果を図２に示す。図２は、還元用の炭材を含む酸化鉄原料の粒径と、酸化鉄原料を加熱還元することで得られた予備還元鉄（ＤＲＩ）の金属化率との関係を示している。ここで、還元用の炭材は、例えば、石炭、コークス、タイヤ乾留時の残渣として発生する微粒カーボン等である。図２を参照すると、予備還元鉄の金属化率は、酸化鉄原料の粒径が小さくなるほど向上していくが、１５０μｍ以下になると、金属化率は逆に悪化していくことがわかる。これは、粒径が小さくなるにつれて酸化鉄原料の反応界面積が増大するため、還元速度が上昇するためである。しかしながら、還元反応の進行に伴いＣＯガスが発生するため、粒径が極度に小さくなると、ガス発生時の内部圧力に耐えきれず爆裂してしまうため、還元性を表す金属化率が低下すると考えられる。種々の検証の結果、粒径が１５０μｍ未満となると、爆裂の危険性が高くなり、粒径が７０μｍ以下となると爆裂する可能性が極めて高くなることがわかった。
【００３１】
この結果より、酸化鉄原料の粒径を例えば７０μｍ〜５００μｍとすることで、金属化率のばらつきが６％程度以下となる高金属化率の予備還元鉄を製造することができ、粒径の下限を７０μｍとすることで、予備還元鉄の爆裂を抑制することができることがわかった。また、酸化鉄原料の粒径を例えば１５０μｍ〜３００μｍとすることで、金属化率のばらつきが３％程度以下となる高金属化率の予備還元鉄を製造することができ、粒径の下限を１５０μｍとすることで、予備還元鉄の爆裂を回避することができることがわかった。
【００３２】
このように、酸化鉄原料の粒径を、例えば７０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは、１５０μｍ〜３００μｍとすることで、高金属化率であり、かつ、金属化率のばらつきを６％程度内とした予備還元鉄を製造することができる。
【００３３】
（酸化鉄原料の粒径差による造粒性の評価）
続いて、酸化鉄原料の粒径差による造粒性について評価するために、実際にタブレットを製造し、圧壊強度を測定した。得られた結果を図３に示す。図３は、還元用炭材を含む酸化鉄原料の粒径と、この酸化鉄原料を用いて製造された還元前タブレットの圧壊強度との関係を示している。ここで、図３の縦軸は、還元前タブレットの圧壊強度をｋｇｆ単位で示しているが、１ｋｇｆは、約９．８Ｎである。
【００３４】
ここで、還元前タブレットの圧壊強度の測定方法は、次の通りである。まず、所定の粒度に調整した酸化鉄原料と還元用炭材とを混合して、水分を７％に調整した後に、プレスにて略円柱状のタブレットを成形した。ここで、成形したタブレットの大きさは、３０ｍｍφ×１５ｍｍである。続いて、成形したタブレットを圧壊強度試験機（プレス）に設置し、タブレット圧壊時のプレス荷重（すなわち、圧壊強度）を測定した。なお、上記タブレットを、柱側面が上下方向となるように圧壊強度試験機に載置（換言すれば、柱側面の一部が圧壊強度試験機と接するように載置）し、タブレットの上方から柱側面に対して圧力がかかるようにした。
【００３５】
図３を参照すると、実際に製造したタブレットの圧壊強度は、酸化鉄原料の粒径が２００μｍ近傍で最大値を取ることがわかる。この結果は、転炉ダストの粒径が２００μｍ前後の場合に、転炉ダスト粒子間の結合力（造粒結合力）が最大となることを示している。この結果は、以下のように説明することが可能である。
【００３６】
造粒は、酸化鉄原料の粒子間に入り込んだ水の凝集力及び表面張力により粒子間に結合力が働き、結合が維持されている。ここで、酸化鉄原料の粒子間に作用する凝集力及び表面張力は、酸化鉄原料の粒径に比例するため、粒径が大きくなるほど凝集力及び表面張力も大きくなり、造粒物の圧壊強度は大きくなる。しかしながら、粒径がある程度以上に大きくなると、粒子間に作用する凝集力及び表面張力よりも、粒子自体に作用する重力の影響が支配的となるため、結合力は低下していく。
【００３７】
従って、図３に示した場合では、酸化鉄原料の粒径が２００μｍ近傍までは、凝集力及び表面張力が支配的となっている領域であり、粒径が２００μｍ超過の領域は、重力が支配的となっていることがわかる。
【００３８】
かかる結果から、酸化鉄原料の粒径が７０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは１５０μｍ〜３００μｍとすることで、タブレットの強度と強度のばらつきを好条件に保つことが可能となり、壊れにくい塊成物を製造可能であることがわかる。
【００３９】
（酸化鉄原料の濡れ性について）
また、造粒時においては、酸化鉄原料に加水を行い、水分含有率が造粒の適正水分である６〜８％となるようにすることが好ましい。そのためには、酸化鉄原料の吸水性が問題となる。そこで、蒸発皿に静置した２０ｇの酸化鉄原料に、水分含有率が６〜８％となるように加水を行い、吸水時間を測定することで評価を行った。
【００４０】
その結果、加水前の水分含有率が０％のとき、酸化鉄原料の粒径が２００μｍ未満である場合には、滴下した水分が球状になり、吸水速度が小さくなった。これは、実際の混練時には、混練に用いられるミックスマラー等の混練機中でダマが発生してしまい、混練を阻害する可能性があることを示唆している。他方、酸化鉄原料の粒径が２００μｍ以上の場合には、吸水性はよく、問題も生じなかった。
【００４１】
また、加水前の水分含有率が１〜３％のとき、酸化鉄原料の粒径が７０μｍ未満である場合には、滴下した水分が球状になり、吸水速度が小さくなった。他方、酸化鉄原料の粒径が７０μｍ以上の場合には、吸水性は良好であり、問題は生じなかった。
【００４２】
これらの結果から、造粒性を左右する混練工程に際して、酸化鉄原料の粒径が微細である場合や、酸化鉄原料が完全に乾燥されている場合には、混練性が悪化し、良好な混練性を保持するためには、粒径を所定の大きさ以上にすることが好ましいことがわかった。
【００４３】
（ボールミルの粉砕能力について）
次に、酸化鉄原料の粉砕に用いられる振動ミルの一種であるボールミルの粉砕能力について検討する。
【００４４】
実際に行われている操業実績データを解析することで、ボールミルの粉砕能力は、転炉ダストの水分含有率に影響されることが明らかとなった。そこで、酸化鉄原料の水分含有率の効果を取り込んだボールミルの粉砕能力計算式を導出した。導出した計算式を、以下の式１に示す。
【００４５】
【数１】
0004348387.tif 000002
【００４６】
ここで、上記式１において、
Ｐｗ：ボールミル動力（ｋＷ）
Ｗｉ：粉砕仕事指数
Ｐ：ボールミル出側における篩下８０％粒径（μｍ）
Ｆ：ボールミル入側における篩下８０％粒径（μｍ）
Ｃ：ボールミルに応じた補正係数
であり、補正係数Ｃには、水分含有率に応じた補正係数やボールミルの処理速度に関する補正係数が含まれる。
【００４７】
例えば、Ｐｗ３５０ｋＷのボールミルで処理速度を３０（ｗｅｔ−ｔ／ｈ）とした場合のボールミル出側における酸化鉄原料の水分含有率と、ボールミル出側における篩下８０％粒径との関係について、式１に基づいて算出すると、後述する図５中に示した曲線のようになる。図５から明らかなように、ボールミル出側における水分含有率が低ければ低いほど、ボールミル出側における粒径は小さくなることがわかる。従って、ボールミル出側における粒径を所望の値にしたい場合には、酸化鉄原料の水分含有率を適宜調整する必要があることがわかる。
【００４８】
次に、上記式１に基づいて、ボールミルの処理速度と粉砕比との関係を導出し、結果を図４に示した。図４では、ボールミル出側の水分含有率が１％〜７％の場合における理論曲線を実線で示している。また、図中のプロットは、実機試験における結果である。ここで、粉砕比は、（粉砕前粒径／粉砕後粒径）で定義される値であり、粉砕比が大きいほど、ボールミルの粉砕能力が高いことを表す。
【００４９】
図４の理論曲線を参照すると、同一のボールミル処理速度の場合には、ボールミル出側の水分含有率が低いほど粉砕比も大きくなることがわかる。また、水分含有率が一定の場合には、ボールミル処理速度が小さいほど、粉砕比は大きくなることがわかる。また、図４から明らかなように、理論曲線の挙動と、実機試験における結果とは、良い一致を示していることがわかる。この図４からも、ボールミル出側における粒径を所望の値にしたい場合には、酸化鉄原料の水分含有率を適宜調整する必要があることがわかる。
【００５０】
以上の検討より、混練性における条件では、酸化鉄原料の水分含有量を少なくとも１％〜３％程度確保することが好ましく、造粒における条件では、粒径が７０μｍ〜５００μｍ程度であることが好ましく、還元における条件では、爆裂が生じる危険性を考慮して、粒径が１５０μｍ以上であることが好ましい。これらの条件をまとめると、図５に示したようになる。図５は、Ｐｗ３５０ｋＷのボールミルで処理速度を３０（ｗｅｔ−ｔ／ｈ）とした場合の適正水分及び適正粒径を説明するためのグラフ図である。なお、図５には、実際の混練性評価結果に併せて、上記処理条件におけるボールミルの粉砕能力線が記載されている。混練性における条件、造粒における条件および還元における条件に加えてボールミルの粉砕能力線も考慮すると、図５から明らかなように、１５０μｍ〜３００μｍ程度の粒度範囲において、転炉ダストの水分を１％〜３％程度（例えば、１．５％程度〜３．５％程度）とすることで、良好な予備還元鉄を製造可能であることがわかる。
【００５１】
＜本実施形態に係る予備還元鉄の製造方法＞
続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係る予備還元鉄の製造方法について、詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る予備還元鉄の製造方法を説明するための流れ図である。
【００５２】
本実施形態に係る予備還元鉄の製造方法では、まず、製鉄プロセスで発生する製鉄ダスト（例えば、含鉄冷材溶解用転炉、精錬用転炉及びダスト溶解用転炉で発生し、湿式集塵装置にて集塵された転炉ダストや、高炉ダストや、ミルスケールや、電炉ダストなど）および鉄鉱石からなる群より選択される酸化鉄原料を、例えばロータリーキルン等の乾燥機を用いて乾燥する（ステップＳ１０１）。乾燥機に装入される転炉ダストは、主に、粒径が３ｍｍ〜４ｍｍ（８０％篩下粒径）程度であり、水分含有率が１２％〜１８％Ｗ．Ｂ．程度であるが、この酸化鉄原料を、乾燥機により、約６％程度の水分含有率まで乾燥させる。
【００５３】
乾燥が終了した酸化鉄原料は、還元材（例えば、粉石炭等の石炭や、コークスや、微粒カーボンなど）と混合され（ステップＳ１０３）、粉砕機へと装入される。上記の粉石炭として、例えば、篩下８０％粒径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、水分含有率が８〜１２％Ｗ．Ｂ．程度であるものを使用することが可能である。また、酸化鉄原料と還元材との配合比率は、後述する還元工程において良好な予備還元鉄を得るために好適な条件を考慮して調整されるが、例えば、酸化鉄原料と還元材の質量比を、例えば９０：１０程度とすることが可能である。この混合物が粉砕機へと装入される時点で、例えば、混合物は、４ｍｍ程度の粒径を有している。
【００５４】
酸化鉄原料と還元材との混合物は、続いて、粉砕機により７０μｍ〜５００μｍの粒径（篩下８０％粒径）となるまで、好ましくは１５０μｍ〜３００μｍの粒径となるまで、更に好ましくは２００μｍ前後となるまで粉砕される（ステップＳ１０５）。混合物を粉砕する粉砕機として、例えば、ボールミルやロッドミル等の振動ミルを使用することが可能である。ボールミル等の振動ミルの出側において、混合物の粒径を上述の範囲とし、混合物の水分含有率を約２％以下とするために、例えば図４に示したグラフ図を用いて、振動ミルの処理速度を決定することが可能である。具体的には、振動ミル（ボールミル）の出側での粒径の目標値と、振動ミル（ボールミル）入側における粒径とから粉砕比を算出し、算出した粉砕比と、振動ミル出側における水分含有率の目標値における理論曲線とから、振動ミルの処理速度を決定することが可能である。
【００５５】
また、本実施形態における予備還元鉄の製造方法においては、混合前に酸化鉄原料を乾燥することにより、粉砕機装入時における混合物の水分含有率を、振動ミルが適正な粉砕性を示す値に保持することが可能となるため、粉砕時の振動ミルの制御を絶えず変更する必要がなくなる。また、酸化鉄原料の水分含有率が、様々な要因により上下したとしても、混合前の乾燥時に乾燥機の設定を適切に制御することにより、振動ミルの粉砕性を好適な値に維持することが可能となる。
【００５６】
更に、本実施形態における予備還元鉄の製造方法においては、粉砕後の混合物の粒径が、造粒処理時に好適な圧壊強度を示す粒径となっているため、この粉砕後の混合物を用いることで、割れにくく、かつ、高金属化率の予備還元鉄を製造することが可能である。
【００５７】
混合物の粉砕が終了すると、粉砕された混合物は、ミックスマラー等の混練機へと装入されて、水分含有率が混練に適正な値（例えば、６〜８％程度）となるように加水された後に混練される（ステップＳ１０７）。混合物の装入時において、混合物の水分含有率は、適正な濡れ性を示す値（すなわち、適正な吸水速度を示す値）まで調整されているため、良好な混練性が悪化することなく混練処理を行うことが可能である。
【００５８】
混練機による混練が終了すると、混合物はパンペレタイザー（皿型造粒機）、ダブルロール圧縮機（ブリケット製造機）、押し出し成形機等の塊成化装置に装入されて造粒され（ステップＳ１０９）、塊成物となる。
【００５９】
生成された塊成物は、乾燥機により乾燥処理を施され、例えば１％以下の水分含有率となる（ステップＳ１１１）。乾燥が終了した塊成物は、ＲＨＦ等の予備還元炉へと装入され、還元処理が施される（ステップＳ１１３）。本実施形態にかかる塊成物は、良好な圧壊強度を示すため、還元工程においても予備還元炉内で塊成物が割れることが少なく、塊成物を十分に還元することができる。例えば、予備還元炉としてＲＨＦを使用する場合には、例えば、炉内の温度を１３５０℃程度に設定し、約１５分で還元処理が完了するように、回転床の速度を設定することが可能である。かかる還元処理を行うことで、割れにくく、かつ、高金属化率を有する予備還元鉄（ＤＲＩ）を製造することが可能である。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態に係る予備還元鉄の製造方法によれば、割れにくく、かつ、高金属化率を有する予備還元鉄（ＤＲＩ）を製造することが可能であるため、還元鉄溶解用転炉の酸素原単位を向上させることが可能であり、さらには、溶銑の生産性を高位に維持することが可能となる。
【実施例】
【００６１】
以下に、実施例および比較例を示しながら、本発明に係る予備還元鉄の製造方法について、更に説明を行う。なお、以下に示す実施例は、本発明のあくまでも一具体例であって、本発明が以下に示す実施例に規制されるわけではない。
【００６２】
以下で説明する実施例および比較例では、図６に示した手順に従って、予備還元鉄の製造を行った。なお、乾燥工程（ステップＳ１０１）では、ロータリーキルン型乾燥機を使用し、粉砕工程（ステップＳ１０５）では、ボールミル（３．５ｍφ×５．４ｍＬ、Ｐｗ：５２０ｋＷ）を使用し、混練工程（ステップＳ１０７）では、ミックスマラーを使用した。また、造粒工程（ステップＳ１０９）では、ダブルロール圧縮機を使用し、乾燥工程（ステップＳ１１１）では、バンド乾燥機を使用した。還元工程（ステップＳ１１３）では、外径２２ｍ、内径１４ｍ、有効幅３．５ｍの回転床炉を使用した。
【００６３】
なお、回転床炉における還元工程では、回転炉の速度を１５分／回転とし、炉内温度を１０００〜１３５０℃とした。また、液化天然ガス（ＬＮＧ）を燃料ガスとして使用した。
【００６４】
本実施例および比較例で用いた原料の配合質量比と粒径（８０％篩下粒径）とを、以下の表１に示す。表１に示した混合物を用いてボールミル入側における原料水分を変化させ、粉砕工程後の粒径、造粒工程後のブリケット強度、および、還元工程後の金属化率を測定した。得られた結果を、表２に示す。なお、以下の表１および表２に示す粒径は、目の大きさの異なる複数の篩を用いて篩い分けを行い、篩下の質量が８０％となった篩い目の径である。
【００６５】
【表１】
0004348387.tif 000003
【００６６】
【表２】
0004348387.tif 000004
【００６７】
なお、上記表２における造粒後落下強度は、造粒工程によって得られた塊成物（ブリケット）を、４５０ｍｍの高さからゴム板上に落下させる作業を繰り返し、ブリケットが割れたときの回数を強度として示した。
【００６８】
上記表２を参照すると、本実施例では、ボールミル入側における水分含有量とボールミル出側における水分含有量とを制御することで、粉砕物の粒径を良好に制御することが可能であることがわかる。また、造粒後落下強度が２０回以上と、造粒物も良好な強度を保持していることがわかる。かかる造粒物を用いて予備還元鉄を製造することで、還元後金属化率が８６％と、高金属化率を有する高品位の予備還元鉄を製造可能であることがわかった。
【００６９】
また、原料水分の乾燥を十分に行った比較例１では、原料が乾燥しすぎたために、ボールミル出側における原料粒度が１００μｍ未満となってしまい、かかる原料を用いて製造したブリケットも、十分な強度を保つことができなかった。また、このようなブリケットを用いて製造した予備還元鉄は、金属化率が８１％と、本実施例に係る予備還元鉄よりも金属化率が悪い結果となった。
【００７０】
また、原料水分の乾燥を十分に行わなかった比較例２では、原料の乾燥が不十分であったために、ボールミル出側における原料粒度が６００μｍを超えてしまった。かかる原料を用いて製造した予備還元鉄は、金属化率が７９％と、本実施例に係る予備還元鉄よりも金属化率が悪い結果となった。
【００７１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】転炉製鋼の流れを説明するための説明図である。
【図２】酸化鉄原料の粒径と予備還元鉄の金属化率との関係を説明するためのグラフ図である。
【図３】酸化鉄原料の粒径と還元前タブレットの圧壊強度との関係を説明するためのグラフ図である。
【図４】ボールミル処理速度と粉砕比との関係を説明するためのグラフ図である。
【図５】酸化鉄原料の水分含有率とボールミル出側粒径との関係を説明するためのグラフ図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る予備還元鉄の製造方法を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０    含鉄冷材溶解用転炉
２０    脱硫設備
３０    精錬用転炉
４０    湿式集塵装置
５０    フィルタープレス
６０    塊成化装置
７０    乾燥炉
８０    予備還元炉
９０    還元鉄溶解用転炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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