(57)【要約】【課題】鉄鉱石粉、焼結返鉱、副原料、固体燃料、その他を配合した焼結原料の造粒方法において焼結原料の造粒性を改善し、焼結中の充填層下部の水分凝集帯（湿潤帯）においても擬似粒子の崩壊を抑制し、焼結鉱の生産性を向上させる。【解決手段】鉄鉱石粉、焼結返鉱、副原料、固体燃料、その他を配合した焼結原料を１次ミキサー２に投入して水を加え撹拌混合する。得られた混合原料は２次ミキサー３に向けて搬送され、搬送途中でもみ殻を０．０１〜２重量％を添加し、２次ミキサー３にて混練して一時ミキサー２で造粒されずに残った焼結原料の微粉をもみ殻の空隙に入れ造粒させて粒度及び強度を増大させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石粉、焼結返鉱、副原料、固体燃料その他を配合した焼結原料を撹拌混合により造粒する工程の途中で、開口部を備えた空隙を有する有底物質を装入し、当該有底物質の空隙内に焼結原料の微粉を取り込むことを特徴とする焼結原料の造粒方法。
【請求項２】
前記有底物質の装入量は、０．０１〜２質量％とすることを特徴とする請求項１記載の焼結原料の造粒方法。
【請求項３】
前記有底物質が、もみ殻であることを特徴とする請求項１又は２記載の焼結原料の造粒方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結鉱の焼結原料の造粒性が向上すると共に、焼結時の通気性を向上させる焼結原料の造粒方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、高炉用原料である焼結鉱は、概略以下の工程で製造される。
まず、約１０mm以下の粒度の鉄鉱石粉に、同程度の粒度の焼結返鉱と、約３mm以下の粒度の珪石、石灰石、蛇紋石などの副原料と、コークス粉、石炭粉などの固体燃料と、生石灰、消石灰等を撹拌混合し、配合水を添加して造粒させて擬似粒子化、すなわち粗い粒子を核とし、その表面に微細な粒子を水の表面張力により付着させて粒子群を形成する。次にこうして得られた混合原料を、乾燥後、焼結機、例えばドワイトロイド式焼結機のパレット上に充填し、層頂部の混合原料中の固体燃料に着火する。着火後、下方に向けて空気を吸引しながら固体燃料を燃焼させ、この燃焼熱により充填した混合原料を焼結させて焼結ケーキとするもので、混合原料を乾燥後、１１５０〜１２００℃へ加熱することにより、混合原料中の鉄鉱石と副原料とのスラグ反応により融液が生成される。この融液により鉄鉱石粉の液相焼結が行われる。冷却後、この融液による鉄鉱石粉の結合により必要な焼結鉱の強度が得られるようになっている。
【０００３】
近年の鉄鉱石資源の変化に起因する鉄鉱石粉の微粉化傾向やリモナイト質鉱石の比率増加により、焼結原料の造粒性が悪化し、擬似粒子の強度が低下して崩壊しやすくなり（特に、焼結中の充填層下部の水分凝縮帯（湿潤帯）においては、上部からの荷重によって擬似粒子が崩壊しやすい）、混合原料の通気性が悪化して焼結に要する時間が長くなり、焼結鉱の生産能率が低下する傾向にある。
【０００４】
通気性を改善するための提案も種々なされ、その一つに焼結原料の混合造粒工程の後半以降、好ましくは焼結機パレット上に焼結原料を装入中にもみ殻、短く刻んだ藁、多孔質の木、草などの有機質よりなる有空隙物質を０．０５〜２重量％添加する方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開昭５７−１４０８３５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される方法は、焼結原料に添加された有機質の有空隙物質がコークスの燃焼に先立って燃焼して消滅し、これによって形成される空隙を利用して通気性を改善させる方法である。
【０００６】
これに対し本発明は、焼結原料の造粒工程の途中に、焼結原料の微粉が入り込む開口部を備えた空隙を有する有底物質を装入し、それまでの造粒過程で造粒されずに残った焼結原料の微粉を開口部より空隙内に取り込んで焼結原料の造粒性を改善し、焼結中の充填層下部の水分凝集帯（湿潤帯）においても擬似粒子の崩壊を抑制し、焼結鉱の生産性を向上させようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって請求項１の発明は、焼結原料の微粉が入り込む開口部を備えた空隙を有する有底物質を焼結原料の撹拌混合による造粒工程の途中、詳細には、既存の造粒過程にて擬似粒子の増大化を目的とした造粒の効果が減少した以降に焼結原料に装入し、残った焼結原料内の微粉を有底物質の空隙内に取り込み、造粒後の焼結原料の粒度を、更に増大させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の前記発明において、鉄鉱石粉と焼結返鉱と副原料と固体燃料からなる焼結原料１００質量％に対し、前記有底物質を０．０１〜２質量％装入することを特徴とし、
請求項３の発明は、前記有底物質をもみ殻としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
焼結原料の造粒工程の途中、すなわち造粒過程で焼結原料を撹拌混合により擬似粒子化した後に開口部を備えた空隙を有する有底物質を装入し、その後更に撹拌混合することで有底物質の空隙内に焼結原料の微粉が入り込み、造粒後の焼結原料の粒度が増大する。また焼結原料の微粉が有底物質の空隙内に入り込んで粒子が強化されたことにより、焼結中の充填層下部の水分凝集帯（湿潤帯）における擬似粒子の崩壊が抑制され、通気性が改善される。その結果、余分な設備を必要とすることなく、造粒工程の途中で有底物質を装入することで焼結原料の造粒性及び焼結時の通気性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明で用いる焼結鉱の製造装置を示すもので、原料槽１には各種銘柄の鉄鉱石粉、焼結返鉱、石灰石又は生石灰（若しくは消石灰）よりなる副原料、コークス粉又は無煙炭粉よりなる固体燃料、珪石等の各種焼結原料が入れられ、各原料槽１より一定量ずつ切り出された焼結原料がコンベヤにより１次ミキサー２に投入され、１次ミキサー２では焼結原料に一定量の水を配合して撹拌混合され、１次造粒が行われる。造粒工程は１次ミキサー２と２次ミキサー３による２次の造粒過程からなっており、１次造粒過程後、２次ミキサー３に向けて搬送される混合原料又は２次ミキサー３に送られた混合原料に開口部を備えた空隙を有する有底物質、例えばもみ殻、藁、スポンジ等の有機物質、貝殻やその破片よりなる無機物質が添加される。
【００１１】
２次ミキサー３にて有底物質を加えた混合原料を撹拌混合し、混合原料に含まれている微粉を有底物質の空隙内に取り込む、２次ミキサー３から搬出された混合原料は、ドワイトロイド式焼結機４のパレット５に充填される。そして点火炉６で層頂部の混合原料中の固体燃料に着火される。着火後、混合原料は図の矢印方向に移送されながら、ウィンドボックス７を経、セットリングチャンバー８を通して吸引される空気で混合原料中の固体燃料を燃焼させ、この焼結熱で混合原料を焼結させるようになっている。
【００１２】
前記実施形態では、１次ミキサーと２次ミキサーの二つのミキサーを用いて造粒工程が行われ、有底物質は１次ミキサーと２次ミキサー間で配合されるようになっているが、造粒工程を一つのミキサーで行い、水を添加して１次の造粒過程を終えたのち、同じミキサー内に有底物質を添加して２次の造粒過程を行うようにしてもよい。
【００１３】
次に図１に示す焼結機を用いた焼結鉱製造法の具体例について説明する。
原料槽１より切り出したＴ．Ｆｅ：５５〜６８質量％、付着水分：約３〜１０質量％（外数）を含む粒径１０mm以下の粉鉄鉱石６０〜７０質量％（乾量基準）と、焼結返鉱１０〜３０質量％と、副原料として石灰石または生石灰（若しくは消石灰）８〜１２質量％と、必要により珪石少量と固体燃料としてコークス粉または無煙炭粉３〜５質量％を１次ミキサー２に投入し、適量の配合水を追加して合計水分量６〜９質量％として該ミキサー２で混練する。そして擬似粒子化した混合原料とする。
【００１４】
次に得られたこの混合原料を２次ミキサー３に向けて搬送する間にもみ殻０．０１〜２質量％（乾量基準）添加し、２次ミキサー３にて混練してもみ殻を均一に分散させる。この混練によってもみ殻に第１のミキサー２で造粒されずに残った焼結原料の微粉がもみ殻の空隙内に取り込まれて造粒される。
【００１５】
こうして作製した混合原料を、ドワイトロイド式焼結機４のパレット５上に充填し、表層部の混合原料中のコークス粉または無煙炭粉に着火する。着火後、２０〜４５分間、ウィンドボックス７を介して下方に向けて空気を吸引することによりコークス粉または無煙炭粉を燃焼させ、この燃焼熱により充填した混合原料を焼結させて焼結ケーキとする。
【００１６】
着火から焼結ケーキ製造までの過程で蒸発した水分は充填層下部で凝集して湿潤層を形成するが、原料の微粉はもみ殻に入り込み、擬似粒子の物理的強度が向上しているので、擬似粒子の崩壊は起こらず通気を阻害しない。すなわち、充填層の通気が確保され、焼結鉱の生産能率が向上する。
【００１７】
また、焼結反応に対し、少なくとも９００℃以上（最高１２５０〜１３００℃）の高温の状態が２〜４分間維持される間に、もみ殻は容易に燃焼消失するので焼結反応を阻害することはない。また、もみ殻の燃焼熱が有効利用できるので固体燃料を節減することができる。
【００１８】
もみ殻の装入量は、あまり少なすぎては効果が十分得られず、逆に多すぎると焼結鉱製造コストが高くなりすぎることに加え、もみ殻中には、Ｚｎ、Ｃｌ、Ｎａ、Ｋ等低融点化合物を生成する成分が含有されているため、高炉内で付着物を形成する等の問題が生じるので、焼結用混合原料１００質量％（乾量基準）に対して、もみ殻装入量は、０．０１〜２質量％とするのが望ましい。
【実施例】
【００１９】
本発明の効果を確認するため、以下の実験を実施した。
まず、表１に示す成分よりなり、表２に示す粒度の鉄鉱石Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと焼結返鉱などその他の原料を表３の配合比で配合した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【表２】
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【００２２】
【表３】
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【００２３】
次に、この鉄鉱石粉にコークス粉３．５質量％と定法の通りに石灰石と適量の水を配合した焼結用原料を、１次ミキサーにて撹拌混合した。その後、混合原料を２次ミキサーに移し、該ミキサーにもみ殻を０．３５質量％装入して撹拌混合した。
【００２４】
造粒効果を確認するために、サンプリングを実施し、以下の式（１）で定義される、造粒の評価指標ＧＩと、焼結中の通気性を評価するために、以下の式（２）で定義される、通気性指数ＪＰＵを求めた。結果を以下の表４に示す。なお、造粒の評価指標ＧＩは、大きいほど、微粉の放出が少なく擬似粒子径が大きく優れていることを示し、通気指数ＪＰＵは、大きいほど通気性が良好なことを示している。
【００２５】
ＧＩ＝  （（１−A´／A）＋（１−B´／B））×１００  ・・・  （１）
ここにA：粒径０．２５〜０．５ｍｍの擬似粒子化前の重量％、A´：粒径０．２５〜０．５ｍｍの擬似粒子化後の重量％、B：粒径０．２５ｍｍ以下の擬似粒子化前の重量％、B´：粒径０．２５ｍｍ以下の擬似粒子化後の重量％、
ＪＰＵ＝（Ｆ／Ａ）×（ｈ／（ｓ／９．８０６６５））＾０．６  ・・・（２）
ここに、Ｆ：吸引ガス流量（ｍ３（標準状態）／ｍｉｎ）、Ａ：充填層断面積（ｍ２）、ｈ：充填層高さ（ｍ）、ｓ：吸引圧力（ｋＰａ）
【００２６】
比較例
もみ殻を装入しない以外は実施例と同じ原料を用い、実施例と同じ条件で撹拌混合して前記ＧＩと通気性指数ＪＰＵを求めた。結果を以下の表４に示す。
【００２７】
【表４】
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【００２８】
表４より明らかのように、従来例に比べ、もみ殻を装入した本発明の方が、造粒指数ＧＩが５．６上昇、通気性指数ＪＰＵも２．６上昇し、擬似粒子化後の焼結用原料の粒度の増大とそれに伴う通気の改善について確認された。
【００２９】
本実施例によると、以上のように、１次焼結造粒ミキサーと２次焼結造粒ミキサー間にて、もみ殻を０．３５重量％装入することにより、従来例より擬似粒子化後の焼結用原料の粒度の増大と、焼結中の通気の改善することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】焼結の該略図。
【符号の説明】
【００３１】
１・・原料槽
２・・１次ミキサー
３・・２次ミキサー
４・・ドワイトロイド式焼結機
５・・パレット
６・・点火炉
７・・ウィンドボックス
８・・セットリングチャンバー
【図１】
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