(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として、鉄鉱石、ＳｉＯ2 含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料からなる焼結原料をドラムミキサーを用いて造粒するに際し、前記ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料を装入して造粒すると共に該焼結原料が前記ドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲となる下流側途中に設定した領域で石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を焼結原料の外装部に付着・形成することを特徴とする焼結用原料の製造方法。
【請求項２】
下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として、鉄鉱石、ＳｉＯ2 含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料からなる焼結原料をドラムミキサーを用いて造粒するに際し、前記ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料を装入して造粒すると共に該焼結原料が前記ドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲となる下流側途中に設定した領域において、石灰石系粉原料を添加した後、固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に焼結原料の外装部に、石灰石系粉原料、固体燃料系粉原料の順で、付着・形成することを特徴とする焼結用原料の製造方法。
【請求項３】
前記ドラムミキサーを複数に分割したドラムミキサーとして、最終のドラムミキサーを装入口から排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲に設定されたドラムミキサー長さとしたことを特徴とする請求項１または２記載の焼結用原料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造する際に用いる焼結用原料の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉用原料として用いられる焼結鉱は、一般的に次のような焼結原料の処理方法を経て製造されている。図１に示すように、まず、粒径が１０ｍｍ以下の鉄鉱石１、および珪石、蛇紋岩または、ニッケルスラグなどからなるＳｉＯ2 含有原料２、石灰石などのＣａＯを含有する石灰石系粉原料３、および粉コークスまたは無煙炭などの熱源となる固体燃料系粉原料４をドラムミキサー５を用いて、これに適当量の水分を添加して混合、造粒して擬似粒子と呼ばれる造粒物を形成する。この造粒物からなる配合原料は、ドワイトロイド式焼結機のパレット上に適当な厚さ例えば５００〜７００ｍｍになるように装入して表層部の固体燃料に着火し、着火後は下方に向けて空気を吸引しながら固体燃料を燃焼させ、その燃焼熱によって配合した焼結原料を焼結させて焼結ケーキとする。この焼結ケーキは破砕、整粒され、一定の粒径以上の焼結鉱を得る。一方、それ未満の粒径を有するものは返鉱となり、焼結原料として再利用される。
【０００３】
このように製造された成品焼結鉱の被還元性は、従来から指摘されているように、とくに高炉の操業を大きく左右する因子となる。通常、焼結鉱の被還元性はＪＩＳＭ８７１３で定義されており、ここでは、焼結鉱の被還元性をＪＩＳ−ＲＩと記す。
図２に示すように、焼結鉱の被還元性（ＪＩＳ−ＲＩ）と高炉でのガス利用率（ηco）との間には正の相関があり、また、図３に示すように、高炉でのガス利用率（ηco）と燃料比との間には負の相関がある。このため、焼結鉱の被還元性（ＪＩＳ−ＲＩ）は、高炉でのガス利用率（ηco）を介して燃料比と良好な負の相関があり、焼結鉱の被還元性を向上させると、高炉での燃料比は低下する。
【０００４】
なお、ガス利用率（ηco）と燃料比は、下記のとおり定義される。
ガス利用率（ηco）＝ CO2（％）／〔CO（％）+ CO2 （％）〕
ここで、CO2(％) 、CO（％）は、いずれも高炉の炉頂ガス中の体積％である。
燃料比＝（石炭＋コークス）の使用量（ｋｇ）／銑鉄（１ton ）
さらに、製造された成品焼結鉱の冷間強度も高炉での通気性を確保する上での重要な因子であり、各々の高炉では、冷間強度の下限基準を設けて、操業を行っている。したがって、高炉にとって望ましい焼結鉱とは、被還元性に優れ、冷間強度が高いものであると言える。
表１に焼結鉱を形成する主要鉱物組織であるカルシウムフェライト（ＣＦ）：ｎＣａＯ・Ｆｅ2 Ｏ3 、ヘマタイト（Ｈｅ）：Ｆｅ2 Ｏ3 、カルシウムシリケート（ＣＳ）：ＣａＯ・ＳｉＯ2 、マグネタイト（Ｍｇ）：Ｆｅ3 Ｏ4 の４つの被還元性、引張強度を表１に示す。表１に示すように、被還元性の高いものはヘマタイト（Ｈｅ）であり、引張強度の高いものはカルシウムフェライト（ＣＦ）である。
【０００５】
【表１】
0003755452.tif 000002
【０００６】
本発明が目的とする望ましい焼結鉱組織とは、図４に示すように、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（ＣＦ）を、塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）を選択的に生成させたものであり、被還元性や強度が低いカルシウムシリケート（ＣＳ）は可能な限り生成させないようにすべきである。
しかし、従来は、前述したように鉄鉱石、ＳｉＯ2 含有原料、石灰石系粉原料、固体燃料系粉原料を同時に混合・造粒しているため、図５に示すように、擬似粒子構造では粗粒の核鉱石の周囲に粉鉱石、石灰、コークスが混在しており、焼結により得られた焼結鉱構造ではヘマタイト（Ｈｅ）、カルシウムフェライト（ＣＦ）、カルシウムシリケート（ＣＳ）、マグネタイト（Ｍｇ）の４つの鉱物組織が混在することになる。
【０００７】
そこで、これまでにカルシウムフェライト（ＣＦ）とヘマタイト（Ｈｅ）を多く生成する方法が試みられてきた。例えば、カルシウムシリケート（ＣＳ）は高温で焼結した場合に多く生成することから、特開昭６３−１４９３３１号公報では粉状の鉄鉱石にバインダや石灰石を加えて造粒した後に、熱源である粉コークスを表面に被覆することでコークスの燃焼性を改善し、低温で焼結させて被還元性を向上する技術が提案されている。
【０００８】
しかしながら、前記特開昭６３−１４９３３１号公報に提案された従来方法では、ＣａＯと鉄系原料中のＳｉＯ2 やＳｉＯ2 系原料が近接しているため、どうしてもカルシウムシリケート（ＣＳ）が多く生成してしまい、カルシウムフェライト（ＣＦ）とヘマタイト（Ｈｅ）を主体とする構造には必ずしもならない場合も多かった。
【０００９】
特開平11-241124 号公報には、 鉄鉱石粉、返鉱、生石灰と石灰石の一部または全量およびSiＯ2 源原料の一部または全量を１次ミキサーで混合造粒した後、 別の系統から切り出した粉コークスおよび造滓源を前記混合造粒した原料に添加し、２次ミキサーで造粒して造粒粒子の表層部に粉コークスおよび造滓源の層を形成させた原料を焼結することを特徴とする低SiＯ2 焼結鉱の製造方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら特開平11-241124 号公報に開示された技術では、造粒粒子（すなわち本発明の擬似粒子に相当）の外装部に低SiＯ2 を含有した原料が入る可能性があり、表１に示すように、焼結鉱の構成鉱物の中で、最も引張強度が低いカルシウムシリケート（ＣＳ）が形成されてしまい、冷間強度であるシャッター強度もしくはタンブラー強度が低下する。さらに造粒粒子内に一部石灰石を含有した原料が入ってしまうため、焼結鉱の内部には高被還元性のヘマタイト（Ｈｅ）だけでなく、ヘマタイト（Ｈｅ）よりは被還元性が劣るカルシウムフェライト（ＣＦ）や著しく被還元性が悪いカルシウムシリケート（ＣＳ）を形成してしまい、飛躍的な被還元性の向上効果が得られないという問題がある。
【００１１】
また特開昭61-163220 号公報には、粉コークスを配合せずペレットフィードを混合した焼結原料を１次ミキサーで調湿混合し、 次いでこの調湿造粒物に粉コークスを添加して２次ミキサーで転動造粒することを特徴とする焼結原料の事前処理方法が開示されている。
しかしながら特開昭61-163220 号公報に開示された技術では、擬似粒子内に石灰石を含有した原料が入ってしまうため、焼結鉱の内部には高被還元性のヘマタイト（Ｈｅ）だけでなく、ヘマタイト（Ｈｅ）よりは被還元性が劣るカルシウムフェライト（ＣＦ）や著しく被還元性が悪いカルシウムシリケート（ＣＳ）を形成してしまい、飛躍的な被還元性の向上効果が得られないだけでなく、冷間強度を確保しなければならないはずの焼結鉱の外側において、焼結鉱の構成鉱物の中で、最も引張強度が低いカルシウムシリケート（ＣＳ）が形成されてしまい、冷間強度であるシャッター強度もしくはタンブラー強度が低下するという問題がある。
【００１２】
なお、特開昭61-163220 号公報，特開平11-241124 号公報に開示されているように、１次ミキサー，２次ミキサーを保有して混合・造粒を行なう焼結原料の予備処理方法あるいは焼結原料の製造方法では、基本的には１次ミキサーで焼結原料の混合を主体とする混合・造粒を行ない、 その後、 ２次ミキサーで造粒が行なわれる。このように１次ミキサーと２次ミキサーを有する（合計２台のミキサーを有する）場合、一般的には、 焼結原料の１次ミキサーにおける混合・造粒時間は 120秒程度を確保しており、２次ミキサーにおける造粒時間は 180秒程度を確保することが通常行なわれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題点を解決するため、焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として膨大な設備を必要とせず、鉄鉱石とＳｉＯ2 含有原料を、石灰石系原料と固体燃料系原料から分離して段階的に擬似粒子にすることにより、塊表面には強度の高いカルシウムフエライト（ＣＦ）を、一方、塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）を選択的に生成させた構造の焼結鉱を製造し、冷間強度を向上させ、かつ、焼結鉱の被還元性を改善することができる焼結用原料の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１記載の本発明は、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として、鉄鉱石、ＳｉＯ2 含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料からなる焼結原料をドラムミキサーを用いて造粒するに際し、前記ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料を装入して造粒すると共に該焼結原料が前記ドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲となる下流側途中に設定した領域で石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を焼結原料の外装部に付着・形成することを特徴とする焼結用原料の製造方法である。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として、鉄鉱石、ＳｉＯ2 含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料からなる焼結原料をドラムミキサーを用いて造粒するに際し、前記ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料を装入して造粒すると共に該焼結原料が前記ドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲となる下流側途中に設定した領域において、石灰石系粉原料を添加した後、固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に焼結原料の外装部に、石灰石系粉原料、固体燃料系粉原料の順で、付着・形成することを特徴とする焼結用原料の製造方法である。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、前記ドラムミキサーを複数に分割したドラムミキサーとして、最終のドラムミキサーを装入口から排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲に設定されたドラムミキサー長さとしたことを特徴とする請求項１または２記載の焼結用原料の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を完成するに至った経緯および本発明の具体的な実施の概要を図面に基づき詳細に説明する。本発明者が種々の検討を重ねた結果、ＳｉＯ2 を多く含有する鉄鉱石やＳｉＯ2 含有原料を、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料から分離して造粒すること、及び石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を造粒の後半の過程で添加してさらに造粒することで、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を焼結原料の外装部に付着・形成させＣａＯとＳｉＯ2 の反応を遅らせ、被還元性が悪く、冷間強度も低いカルシウムシリケート（ＣＳ）の生成を抑制する。これにより焼結鉱表面に強度の高いカルシウムフェライト（ＣＦ）を、焼結鉱内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）を選択的に生成させた焼結鉱が形成されることを見出した。
【００１８】
しかし、石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を焼結原料の外装部に付着・形成させるために添加する時間の設定、すなわち、造粒されつつある焼結原料に対し石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を添加した後、該焼結原料がドラムミキサーの排出口に到達するまでの添加後の滞留時間、所謂石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を焼結原料の外装部に付着・形成させるための添加後の造粒時間（以降、単に外装時間と呼ぶ）の設定によって、大きく効果が異なることを見出した。
【００１９】
そして、図６に示すように、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料の造粒時間を一定として、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料の外装時間を６０秒から３６０秒で変化させた実験を実施した。
その結果、図７のように、外装時間が長くなるとともに、被還元性の向上に有効な 0.5ｍｍ以下の微細気孔が減少し、被還元性が低下することが分かり、石灰外装時間は９０秒以下が望ましいことが分かった。また、別の実験より、外装時間が１０秒を下回ると、外装時間不足により、添加した石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料が原料中の一部分に偏析を起こし、均一な焼結状態が得られず、本発明の効果が発揮されないこととなった。
【００２０】
ここで、外装時間が１０秒から９０秒と言う外装領域は、ドラムミキサー内での焼結原料の転動回数でいえば、２回転から36回転に相当する。
図８に電子線マイクロアナライザー（以下単にＥＰＭＡと呼ぶ）による焼結原料の擬似粒子中のＣａとＦｅの分布状況を調査した結果を示す。これより、適切な外装時間（本例は６０秒）をとると、Ｃａの分布が外輪状となり、外装化が達成されていることが確認できるが、一方、外装時間を長くすると、ドラムミキサー内で粒子が壊れ、石灰石が擬似粒子内に取り込まれる結果、Ｃａは全体に分布して、従来法と変化が無くなっていることが確認された。
【００２１】
つまり、ドラムミキサー内では、造粒だけでなく、擬似粒子の破壊も同時に進行していることから、外装時間を長くとりすぎると外装のために添加した石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料が擬似粒子の破壊により内部に取り込まれて、内外装ともに存在することになり、塊表面には強度の高いカルシウムフエライト（ＣＦ）を、一方、塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）を選択的に生成させた構造の焼結鉱を得ることができないことが確認でき、外装時間の適正な選定が重要であることが判った。
【００２２】
また、前記したように、外装時間を短くしすぎては、添加した石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料が焼結原料の中で、偏析してしまい、焼結機上でのムラ焼けの原因となる。そこで、本発明者が調査した結果、偏析しないためには、外装時間は１０秒以上は必要と分かった。すなわち、外装時間は厳密な条件下にあり、単に後半部分においての添加では内装化されてしまう欠点があった。
【００２３】
本発明での前記外装時間の条件を満たすことにより、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料が内部に取り込まれることなく、初めて外装化されることになり、ＳｉＯ2 含有原料を、石灰石系粉原料から分離した、石灰石のない状態で焼結用原料を製造することが達成されるのである。これにより、ＣａＯとＳｉＯ2 の反応を遅らせ、被還元性が悪く、冷間強度も低いカルシウムシリケート（ＣＳ）の生成を抑制することができる。
【００２４】
そして、本発明では、外装化された石灰石系粉原料と鉄鉱石の界面でカルシウムフエライト（ＣＦ）系融液を生成させ、鉄鉱石の周囲を覆うことにより、十分な冷間強度を発揮させるのである。この焼結用原料を用いて焼結することにより、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（ＣＦ）を、塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）を選択的に生成させた焼結鉱が形成されることになる。
【００２５】
本発明になる造粒フロー例（方法Ａ）を図９および図１０に示す。
図９に示すように、ドラムミキサーの装入側からは、石灰石系粉原料３および固体燃料系粉原料４である石灰石、粉コークスを除く焼結原料が装入され、また、外装時間を制御するため、前記石灰石、粉コークスは、ドラムミキサーの排出側から添加される。図１０はその具体例であって、焼結用原料が排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲となるドラムミキサー５の下流側途中に設定した外装領域に合わせて、下流側排出口からドラムミキサー５内の長手方向に進退自在に配置したベルトコンベヤ６の先端位置を、例えば１０秒〜９０秒範囲の中の６０秒に相当する外装領域の中間位置に調整する。
【００２６】
そして、ベルトコンベヤ６を介して石灰石系粉原料３（例えば粉石灰石）および固体燃料系粉原料４（例えば粉コークス）を所定領域（ここでは外装領域の中間位置）に添加し、ドラムミキサー５内で外装領域に達するまでに造粒により形成された擬似粒子の周囲に、石灰石系粉原料３および固体燃料系粉原料４を付着・形成させた外装部分を有する擬似粒子を造粒する。石灰石系粉原料３および固体燃料系粉原料４は、平均粒径が 1.5ｍｍ以下、好ましくは 1.0ｍｍ以下とすることにより外装部分に付着し易くなり、その外表面を覆うことができる。この方法Ａは、単一のドラムミキサーを使用するケースである。
【００２７】
また、図１１に、別の本発明の望ましい擬似粒子構造を製造するための造粒フロー例（方法Ｂ）を示す。造粒フロー例（方法Ｂ）は、前記図１０に示すドラムミキサー５を長手方向に複数に分割して使用する例で、本例では２分割タイプを示す。図１１（Ａ）では、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料を装入して造粒し擬似粒子を得る第一ドラムミキサー５Ａと、第一ドラムミキサー５Ａで造粒された擬似粒子の周囲に石灰石系粉原料３と固体燃料系粉原料４を付着させた外装部分を有する擬似粒子を造粒する第二ドラムミキサー５Ｂとを直列に配置する。第一ドラムミキサー５Ａは、擬似粒子が造粒できる長さに設定され、また第二ドラムミキサー５Ｂは、擬似粒子の外周に石灰石系粉原料および熱源となる固体燃料系粉原料を外装・付着できる長さ、すなわち第二ドラムミキサー５Ｂの長さは、装入口から排出口に到達するまでの擬似粒子の滞留時間が、１０〜９０秒範囲になるような外装領域に相当する寸法に設定される。
【００２８】
この場合において、第一ドラムミキサー５Ａの装入口から鉄鉱石１とＳｉＯ2 含有原料２（珪石、蛇紋岩、Ｎｉスラグ等のＳｉＯ2 を比較的に多く含有する原料）とを装入する。第一ドラムミキサー５Ａの装入口から排出口に到達するまでの過程で造粒と崩壊を繰り返しながら粗粒の鉄鉱石１を核として、その周囲に細粒の鉄鉱石やＳｉＯ2 含有原料２を付着させて擬似粒子が造粒される。その後、該擬似粒子が第二ドラムミキサー５Ｂの装入口の装入される時に、石灰石系粉原料３と熱源となる固体燃料系粉原料４を、第二ドラムミキサー５Ｂの装入口に供給する。これにより第二ドラムミキサー５Ｂ内で擬似粒子の周囲に石灰石系粉原料３および固体燃料系粉原料４を外装・付着させる造粒が行われる。
【００２９】
図１１（Ｂ）では、既存ドラムミキサーが２分割タイプである場合の本発明の適用例を示したもので、後半部分のドラムミキサー５Ｂの長さが、外装時間が90秒に相当する長さより長い場合は、図１０の例と同じく後半部分のドラムミキサー５Ｂの排出側からベルトコンベア６によって外装領域に石灰石系粉原料と熱源となる固体燃料系粉原料を供給、添加する。
【００３０】
また、図１２は、滞留時間が１０〜９０秒範囲となる下流側途中に設定した外装領域において、石灰石系粉原料を添加した後、固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に焼結原料の擬似粒子の外装部に、石灰石系粉原料、固体燃料系粉原料の順で、付着・形成することを特徴とする焼結用原料の製造方法（方法Ｃ）の具体例であって、図１２（Ａ）は、単一のドラムミキサー５の排出側から外装領域にベルトコンベア６A によって石灰石系粉原料、ベルトコンベア６Ｂによって熱源となる固体燃料系粉原料を供給、添加する形態を示す。さらに、図１２（Ｂ）は、２分割タイプである場合の具体例を示すもので、１０〜９０秒範囲になるような外装領域に相当する寸法に設定されたドラムミキサー５Ｂの装入側で石灰石系粉原料を供給、添加し、ドラムミキサー５Ｂの排出側から外装領域にベルトコンベア６によって、熱源となる固体燃料系粉原料を供給、添加する形態を示す。外装領域に添加することにより、擬似粒子の外装部に、石灰石系粉原料に続いて固体燃料系粉原料が付着・形成されることになる。この添加形態では、石灰石系粉原料の添加後、１０秒以上の時間差を有す位置で固体燃料系粉原料を添加することにより、擬似粒子の外装部に、石灰石系粉原料付着層が形成された後、固体燃料系粉原料が、さらに付着・形成されることになる。
【００３１】
本発明の（方法Ａ）または（方法Ｂ）によれば、粗粒の鉄鉱石１を核として、その周囲に細粒の鉄鉱石やＳｉＯ2 含有原料２が付着し、さらにその周囲に石灰石系粉原料３と熱源である固体燃料系粉原料４（コークス）を外装部に付着・形成させることができる。さらに本発明の（方法Ｃ）によれば、石灰石系粉原料３と熱源である固体燃料系粉原料４（コークス）を外装部に付着・形成させる際に、熱源となる固体燃料系粉原料を最外装部に付着・形成させることができる。
【００３２】
これにより、本発明になる、ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料を装入して造粒すると共に該焼結原料が前記ドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲となる下流側途中に設定した領域で石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料を焼結原料の外装部に付着・形成することを特徴とする焼結用原料の製造方法では、焼結用原料の焼結過程でＣａＯとＳｉＯ2 の反応が遅れ、冷間強度の低いカルシウムシリケート（ＣＳ）の生成が抑制され、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（ＣＦ）を、塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）が選択的に生成され、微細気孔が多く、被還元性に優れ冷間強度の高い焼結鉱が安定して製造可能になるのである。
【００３３】
また、下方吸引のドワイトロイド式焼結機を用いて高炉用焼結鉱を製造するプロセスの事前処理として、鉄鉱石、ＳｉＯ2 含有原料、石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料からなる焼結原料をドラムミキサーを用いて造粒するに際し、前記ドラムミキサーの装入口から石灰石系粉原料および固体燃料系粉原料を除く焼結原料を装入して造粒すると共に該焼結原料が前記ドラムミキサーの排出口に到達するまでの滞留時間が１０〜９０秒範囲となる下流側途中に設定した領域において、石灰石系粉原料を添加した後、固体燃料系粉原料を添加し、排出口に至る間に焼結原料の外装部に、石灰石系粉原料、固体燃料系粉原料の順で、付着・形成することを特徴とする焼結用原料の製造方法では、前記のごとく塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）が選択的に生成され、微細気孔が多く、被還元性に優れ冷間強度の高い焼結鉱が安定して製造可能となる他、熱源となる固体燃料系粉原料を最外装部に付着・形成させることができ、添加した固体燃料系粉原料の燃焼性の向上を図ることができる。
【００３４】
【実施例】
表２に示す配合割合の焼結原料を用いて、本発明の造粒フロー（方法Ａ）にて造粒した擬似粒子をドワイトロイド焼結機に輸送し、パレット上に装入した。比較のため鉄鉱石、ＳｉＯ2 含有原料、石灰石系原料、コークス粉を同時に混合する処理方法にて造拉した擬似粒子をドワイトロイド焼結機に輸送し、パレット上に装入する操業を行った。その後、パレット上で焼結を行い、鉱物組成、比表面積、被還元性を測定した。本発明法および従来法での測定結果を表３に示した。
【００３５】
【表２】
0003755452.tif 000003
【００３６】
【表３】
0003755452.tif 000004
【００３７】
表３に示すように、本発明の造粒フローを採用することで、鉱物組成では被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）が増加し、被還元性が低いカルシウムシリケート（ＣＳ）が減少し、また、図１３に示すように、ヘマタイト（Ｈｅ）に由来する微細気孔の増加によって、従来法に比べて被還元性は５％向上した。
また、本発明の造粒フロー（方法Ｂ）を用いて製造した擬似粒子を同様に、ドワイトロイド焼結機に供給し、焼結を行った結果も同様であった。
【００３８】
また、本発明および従来法による擬似粒子の焼結体の断面をＥＰＭＡにより測定した結果を図１４に示す。従来法ではＣａ（黒い部分）が全体に分布しているに対し、本発明法では外装部分に限ってみられ、本発明法による石灰石の外装化適用により、焼結鉱の塊内部にへマタイトが残り、その周囲にカルシウムフェライトが生成していることが確認でき、前記図４に示すような塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（ＣＦ）を、塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）を選択的に生成した焼結構造が得られたことが確認できた。
【００３９】
また、本発明の造粒フロー（方法Ｃ）を用いて製造した擬似粒子を同様に、ドワイトロイド焼結機に供給し、焼結を行った結果もＥＰＭＡによる測定結果も同様であった。
図１５に、被還元性（ＪＩＳ−ＲＩ）、歩留、生産率を測定した結果を示す。本発明法では、従来法に比較して被還元性ＪＩＳ−ＲＩで約５％の増加、歩留で 0.5％、生産率で約18％の向上が得られた。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の焼結原料の製造方法によれば、擬似粒子がドラムミキサーの排出口に到達するまでの下流側途中に設定した外装領域で石灰石系粉原料および熱源となる固体燃料系粉原料を添加することにより、石灰石系粉原料および熱源となる固体燃料系粉原料を擬似粒子の外装部分に付着・形成した焼結用擬似粒子原料を製造することができる。このため、ドワイトロイド焼結機による焼結過程で、冷間強度の低いカルシウムシリケート（ＣＳ）の生成が抑制され、塊表面に強度の高いカルシウムフェライト（ＣＦ）を、塊内部に向かっては被還元性の高いヘマタイト（Ｈｅ）が選択的に生成され、微細気孔が多く、被還元性に優れ冷間強度の高い焼結鉱が生産性よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例に係る焼結原料の混合、造粒の系統図である。
【図２】高炉における焼結鉱の被還元性とガス利用率との関係図である。
【図３】高炉におけるガス利用率と燃料比との関係図である。
【図４】望ましい焼結鉱の組織構造を説明する図である。
【図５】従来例に係る擬似粒子構造と焼結鉱の組織構造を説明する図である。
【図６】石灰石系粉原料と固体燃料系粉原料の外装実験方法を説明する図である。
【図７】外装時間と焼結鉱の被還元性の関係を示す特性図である。
【図８】外装時間を変化させた場合の擬似粒子中のＣａとＦｅの分布状況を示す図である。
【図９】本発明例の実施形態を概略的に説明する図である。
【図１０】本発明における実施形態を示す図である。
【図１１】本発明における別の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明における別の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明に係る焼結鉱中の気孔分布状況を従来例と比較して示す図である。
【図１４】本発明に係る焼結鉱中に塊中心にヘマタイトが、周辺にカルシウムフェライトが生成している効果を示す図である。
【図１５】本発明に係る被還元性、歩留、生産率を従来例と比較して示す図である。
【符号の説明】
１  鉄鉱石
２  ＳｉＯ2 含有原料
３  石灰石系粉原料
４  固体燃料系粉原料
【図１】
0003755452.tif 000005
【図２】
0003755452.tif 000006
【図３】
0003755452.tif 000007
【図４】
0003755452.tif 000008
【図５】
0003755452.tif 000009
【図６】
0003755452.tif 000010
【図７】
0003755452.tif 000011
【図８】
0003755452.tif 000012
【図９】
0003755452.tif 000013
【図１０】
0003755452.tif 000014
【図１１】
0003755452.tif 000015
【図１２】
0003755452.tif 000016
【図１３】
0003755452.tif 000017
【図１４】
0003755452.tif 000018
【図１５】
0003755452.tif 000019