(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理するのに用いる処理剤であって、
カルボキシル基および／またはその塩を含有し、数平均分子量が５００以上、２００００以下の範囲内であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で表される多分散度が１．２以上、１２．０以下の範囲内である高分子化合物を含むことを特徴とする製鉄用造粒処理剤。
【請求項２】
上記高分子化合物は、クレー分散能が０．５以上である水溶性の高分子化合物であることを特徴とする請求項１に記載の製鉄用造粒処理剤。
【請求項３】
上記高分子化合物が、（ａ）ポリアクリル酸、（ｂ）ポリアクリル酸が含有するカルボキシル基の一部あるいは全部がナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニアからなる群より選ばれる少なくとも一種で中和されたポリアクリル酸塩、からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の製鉄用造粒処理剤。
【請求項４】
微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理する方法において、
請求項１〜３の何れか１項に記載の製鉄用造粒処理剤を上記製鉄用原料に添加することを特徴とする造粒処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄用原料となる焼結鉱の製造方法またはペレットの製造方法に関わり、製鉄用原料を造粒処理する際、特に製鉄用原料の水分を調節して造粒し擬似粒化またはペレット化するのに好適に用いられる製鉄用造粒処理剤およびこれを用いた造粒処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結鉱の製造においては、先ず焼結原料となる鉄鉱石、副原料、燃料等を混合し、ドラムミキサー、ペレタイザー、アイリッヒミキサー等の造粒機で水分を調節しながら造粒して擬似粒子を造る。擬似粒子とは、一般的に、０．５ｍｍ以下の微粒子が１〜３ｍｍの核粒子に付着している粒子である。この際、造粒に求められる作用は、微粉粒子が核粒子の周りに付着する擬似粒化性を向上すること、擬似粒子が焼結過程における湿潤帯、乾燥帯等で崩壊し難いこと等である。焼結原料をこのように擬似粒子とすることで、焼結機上での焼結原料充填層（焼結ベッド）中の通気性を向上し、焼結機の生産性向上を図ることができる。
【０００３】
焼結原料を焼結する焼結機は下方吸引式を採用しており、焼結原料の下側から吸引することによって焼結に必要な空気を流通させると共に、焼結原料の上側から下側へ向かって燃料を燃焼させることにより、焼結原料を焼結するようになっている。このため、焼結原料が微粉を多く含んでいると、目詰まりを起こす等して通気性が低下し、燃料であるコークスの燃焼速度が遅くなるので焼結機の生産効率が低下する。そこで、通気性を改善すべく、焼結原料を造粒（擬似粒化）する等の事前処理が必要である。該事前処理としては、例えば、焼結原料に少量の水を添加して攪拌する等の造粒操作が行われている。しかし、水だけを用いた造粒操作では、擬似粒化性を向上させる効果が乏しいため、焼結原料に含まれる微粉の量をあまり低減することができない。
【０００４】
このために、従来から擬似粒化性を向上させる対策として、焼結原料中に粘結剤として種々の造粒添加剤を添加する方法が提案されている。造粒添加剤として用いられるものは、数多く知られている。例えば、ベントナイト、リグニン亜硫酸塩（パルプ廃液）、澱粉、砂糖、糖蜜、水ガラス、セメント、ゼラチン、コーンスターチ等が結合剤或いは増粘剤として、その使用が検討されている。
【０００５】
また、特開昭５９−５０１２９号公報には、特定濃度の分散剤および／または特定濃度の界面活性剤を含有する水を用いた焼結原料の前処理方法が記載されており、分散剤としては、平均分子量２０００〜２００００のアクリル酸系重合体、マレイン酸系重合体、スチレンスルホン酸系重合体等が記載されている。
【０００６】
また、特開昭６１−６１６３０号公報には、平均分子量５００〜３０００００のマレイン酸重合体等の水溶性高分子化合物を含む焼結鉱製造用粘結剤が記載されている。
【０００７】
しかしながら、これらは何れも、焼結鉱の製造において、擬似粒化性が不十分であるという問題点を有しており、焼結原料に含まれる微粒子の量を低減することはできるものの、その量が不充分であることに加え、輸送時や焼結ベッドでの水分凝縮帯での崩壊は避けられないため、その添加量が比較的多くて高コストとなることや、使用する量の確保が困難である等の問題があり、工業的には使用されていない。
【０００８】
この他にも、特開昭５２−１１７８２０号公報や特開平３−１８３７２９号公報には、鉄鉱石や炭酸カルシウム等の微粉を添加することを特徴とするものの記載があるが、やはり擬似粒化性が不充分である等の問題があり、工業的には使用されていない。
【０００９】
現在実用化されている造粒添加剤としては、例えば、製鉄研究第２８８号（１９７６）９頁に開示されている生石灰が広く使われている。これによると、生石灰の効果は、次のように示されている。第一に、ミキサー内での擬似粒化の促進を図ることができる。第二に、擬似粒子よりなる焼結原料を特定の高さに充填し、焼結ベッドを形成した後に表層に点火した後の焼結過程において、乾燥、加熱する過程で擬似粒子が崩壊することを防止し、焼結層中の均一な風の流れを保つことができるとされている。
【００１０】
一方、ペレットの製造においては、原料となる鉄鉱石、ダスト、炭材等を混合した後、ペレタイザー等の造粒機で水分を調節しながら造粒する。ペレットとは、一般的に、１．０ｍｍ以下の粒子が固まって６．０〜５０ｍｍの球状になった粒子を指す。この際、造粒に求められる作用は、乾燥する前の生ペレットの状態での強度が高いこと、乾燥工程中や輸送工程中に破壊されて粉化しないこと等である。そして、従来からペレットの強度を向上させるために、微粉状の原料に造粒添加剤としてベントナイトを１重量％以上加えて混練し、適量の水を散布しながら造粒操作を行い、ペレットを製造する方法が提案されている。尚、ここで述べるペレットとは、高炉原料、焼結原料、転炉原料等になるものであり、その製造方法等は、特に限定されるものではない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焼結鉱の製造においては、生石灰や糖蜜等のバインダーの使用は、一般に高価であるために製造コストの上昇を招く。また、生石灰を用いた造粒方法は実用化されてはいるものの、生石灰は吸湿し易く、このとき発熱するため、取り扱いに注意を要するという問題点を有している。また、現在使用されている生石灰は、使用量を比較的多くしないと充分な効果が得られないため、コストが高くなる。よって、その使用量を極力減少させて操業しているのが現状である。そして、生石灰を２重量％以上添加しても、その擬似粒化性の向上効果は頭打ちとなる傾向にある。さらに、最近では、優良塊鉱の枯渇化と共に、粉鉱石の劣質化も激しく、焼結原料の造粒性が以前よりも悪化している問題がある。このために、生石灰添加による造粒を実施しても、その効果が以前よりも小さくなっている。さらに、生石灰以外のバインダーは、焼結原料に含まれる微粉の量を低減させる効果が不充分であり、焼結ベッドの通気性を向上させて焼結時間を短縮する効果が小さく、かつ、得られる焼結鉱の焼結鉱強度が弱い。焼結鉱強度が弱い焼結鉱は、例えば焼結後の破砕時に微粉が発生し易くなるので、返鉱が多くなり成品歩留が低下し、その生産効率が低下する。このため、生石灰以外のバインダーを用いた造粒方法は実用化されていない。
【００１２】
また、生石灰を使用した場合でも焼結原料に含まれる微粉の量を低減させる効果はまだ充分とは言えない状態である。これに対し、生石灰以外のバインダーと生石灰とを併用するという考え方があるが、生石灰以外の公知のバインダーには、生石灰と併用しても、焼結原料に含まれる微粉の量を低減させる効果の高いものは知られていない。
【００１３】
それゆえ、擬似粒化性を向上させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができる安価なバインダー、つまり、焼結原料を造粒するのに好適に用いることができるバインダー、および、これを用いた造粒方法が求められている。
【００１４】
一方、ペレットの製造において、ベントナイトを使用すると、膨潤性が大きいために造粒時に多量の水分を添加する必要がある。このため、生ペレットは柔らかいために変形し易く、乾燥工程時にガスの通気性が悪化し、充分な乾燥を行うのに長時間を要したり、強度が低下する問題がある。さらに、ベントナイト中にはシリコン等の不純物成分が多く含まれており、溶銑、溶鋼中のスラグの増大を招く等の問題がある。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、製鉄用原料を造粒処理し擬似粒化またはペレット化するのに好適に用いられる安価な製鉄用造粒処理剤およびこれを用いた造粒処理方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理するに際し、従来の製鉄用造粒処理剤よりも造粒効果、すなわち、擬似粒化性の向上効果に優れた製鉄用造粒処理剤および造粒処理方法を提供すべく鋭意検討を重ねた結果、カルボキシル基および／またはその塩を含有し、特定の数平均分子量と特定の多分散度とを併せ持つ高分子化合物を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を用いて微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理することで、従来よりも著しく改良された造粒効果が得られることを見出して本発明を完成させるに至った。
【００１７】
すなわち、本発明の製鉄用造粒処理剤は、上記の課題を解決するために、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理するのに用いる処理剤であって、カルボキシル基および／またはその塩を含有し、数平均分子量が５００以上、２００００以下の範囲内であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で表される多分散度が１．２以上、１２．０以下の範囲内である高分子化合物を含むことを特徴としている。
【００１８】
本発明の製鉄用造粒処理剤では、上記高分子化合物は、クレー分散能が０．５以上である水溶性の高分子化合物であることが好ましい。なお、本発明において、クレー分散能とは、実施例において示されている方法により、重合体（高分子化合物）について測定される吸光度（ＡＢＳ）の値をいう。
【００１９】
本発明の製鉄用造粒処理剤は、上記の課題を解決するために、上記高分子化合物が、（ａ）ポリアクリル酸、（ｂ）ポリアクリル酸が含有するカルボキシル基の一部あるいは全部がナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニアからなる群より選ばれる少なくとも一種で中和されたポリアクリル酸塩、からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物であることを特徴としている。
【００２０】
本発明の造粒処理方法は、上記の課題を解決するために、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理する方法において、上記製鉄用造粒処理剤を上記製鉄用原料に添加することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる製鉄用造粒処理剤は、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理するのに用いる処理剤であって、
（Ａ）クレー分散能が０．５以上である水溶性の高分子化合物
（Ｂ）カルボキシル基および／またはその塩を含有し、数平均分子量が５００以上、２００００以下の範囲内であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で表される多分散度が１．２以上、１２．０以下の範囲内である高分子化合物、およびの少なくとも一方を必須成分として含む構成である。
【００２２】
また、本発明にかかる造粒処理方法は、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を混合、調湿等して造粒処理する方法において、上記の製鉄用造粒処理剤を上記製鉄用原料に添加する方法である。本発明の造粒処理方法は、特に、上記の製鉄用造粒処理剤を、０．５ｍｍ以下の微粉鉄鉱石を含有する製鉄用原料に添加する工程を含むことが好ましい。
【００２３】
上記造粒処理において、上記（Ａ）の高分子化合物および（Ｂ）の高分子化合物の役割は、製鉄用原料中に含まれる微粉の鉄鉱石および／または該鉄鉱石に付着しているクレーを造粒用の水の中に分散せしめることにある。すなわち、本発明では、上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物を分散剤として使用している。
【００２４】
上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物が、鉄鉱石の造粒において、高い造粒性を示す理由は明確ではないが、以下のように考えられる。
つまり、鉄鉱石にはクレーが含有されており、上記（Ａ）の高分子化合物および／または（Ｂ）の高分子化合物を上記製鉄用原料に添加することにより、微粉の鉄鉱石および／または該鉄鉱石に付着しているクレーが、造粒用の水に微分散される。微分散された微粉の鉄鉱石並びにクレーは、鉄鉱石と微粉の鉄鉱石との間でバインダーとして作用する。
そして、このとき、分散剤として、クレー分散能が０．５以上の水溶性の高分子化合物を用いることで、鉄鉱石に含まれるクレーをサブミクロンオーダーで微分散し、微分散されたクレーが鉄鉱石と微粉の鉄鉱石との間でバインダーとして働き、ミクロン以上のオーダーの鉄鉱石の粉体を核粒子として該ミクロン以上のオーダーの鉄鉱石の粉体とミリオーダーの微粉の鉄鉱石とをつなぎとめることにより、擬似粒子を造る。この結果、高い造粒性が得られ、鉄鉱石の微粉が減少（造粒性の向上）すると考えられる。
【００２５】
したがって、より高いクレー分散能を有する高分子化合物を上記製鉄用原料に添加すれば、クレーの分散量が向上し（結合力が増大）、造粒性が向上することになる。
【００２６】
本発明にかかる（Ａ）の高分子化合物は、上記した効果を発現させるために、水溶性であること並びにクレー分散能が０．５以上であることを特徴としている。また、本発明において高分子化合物とは、数平均分子量が５００以上の化合物を示す。したがって、本発明において用いられる上記（Ａ）の高分子化合物としては、水溶性を備えた、数平均分子量が５００以上、クレー分散能が０．５以上の化合物を示す。
【００２７】
上記したように、クレー分散能は、高いほどクレーの分散力が向上する。このため、上記クレー分散能は、０．６以上であることが好ましく、０．９以上であることがより好ましく、１．１以上であることが最も好ましい。クレー分散能が０．５以上の水溶性の高分子化合物は、擬似粒化性に格段に優れ、鉄鉱石の造粒性を大きく増加させることができる。
【００２８】
上記（Ａ）の高分子化合物の数平均分子量は、５００以上であれば特に限定されるものではないが、その下限値（数平均分子量）は、８００であることが好ましく、１０００であることがより好ましい。また、その上限値（数平均分子量）は、１０００００であることが好ましく、３００００であることがより好ましい。数平均分子量が、５００未満の場合、擬似粒化性が低下する傾向にあり、上記したクレー分散能を得ることができない。一方、数平均分子量が１０００００を超える場合、粘度が高くなりすぎ、上記（Ａ）の高分子化合物が鉄鉱石に充分に廻らなくなり、擬似粒化性が低下する虞れがある。
【００２９】
本発明において用いられる上記（Ａ）の高分子化合物としては、上記した条件を満たしてさえいれば、特に限定されるものではない。上記（Ａ）の高分子化合物は、上記した条件を満たしてさえいれば、あらゆる公知の水溶性高分子化合物；公知の非水溶性高分子化合物を公知の親水化技術により水溶性化した重合体；公知の単量体を、公知の重合技術、例えばラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、配位アニオン重合、ポリ縮合等により重合あるいは共重合してなる（共）重合体；の中から選択することができる。
【００３０】
上記高分子化合物（Ａ）としては、具体的には、例えば、（ａ）ポリアクリル酸、（ｂ）ポリアクリル酸が含有するカルボキシル基の一部あるいは全部がナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニアからなる群より選ばれる少なくとも一種で中和されたポリアクリル酸塩、からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が挙げられる。
【００３１】
尚、上記（ａ）および（ｂ）の化合物は、アクリル酸を主成分とする共重合体も含むものとする。ポリアクリル酸が共重合体である場合における共重合成分（共重合性単量体）は、特に限定されるものではない。上記（ｂ）の化合物は、ポリアクリル酸の少なくとも一部が、中和剤によって中和されていればよく、その中和率は特に限定されるものではない。ポリアクリル酸は、その少なくとも一部を塩基性の中和剤を用いて中和することによって、あるいは、そのままで（中和しなくとも）、水に溶解する。これにより、上記（ａ）および／または（ｂ）の化合物を本発明にかかる高分子化合物として含む製鉄用造粒処理剤は、少量の使用で以て充分な性能
（効果）を発揮することができる。上記の中和剤としては、具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等の塩基性炭酸塩；アンモニア水、モノエタノールアミン等の窒素含有塩基；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３２】
また、上記（ｂ）の化合物は、例えば、アクリル酸塩を重合するか、あるいは、アクリル酸とアクリル酸塩とを共重合させることによっても容易に得ることができる。アクリル酸塩としては、具体的には、例えば、アクリル酸のナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩；カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩；アミン塩等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３３】
また、上記（Ａ）の高分子化合物の一例として、具体的には、例えば、カルボキシル基および／またはその塩を含有し、数平均分子量が５００以上、２００００以下の範囲内であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で表される多分散度が１．２以上、１２．０以下の範囲内である高分子化合物が挙げられる。上記（Ａ）の高分子化合物のなかでも、上記（Ｂ）の条件を満たす高分子化合物、すなわち、上記（Ｂ）の高分子化合物が好適である。
【００３４】
本発明において、多分散度は、重量平均分子量と数平均分子量とを用いて、
多分散度＝重量平均分子量／数平均分子量
で定義される。本発明に用いられる重量平均分子量と数平均分子量とは、後述の実施例にて詳述される測定方法により得られた値を使用することとする。
【００３５】
上記（Ｂ）の高分子化合物における多分散度は、１．２以上、１２．０以下の範囲内であれば特に限定されるものではないが、その下限が、１．３であることが好ましく、１．５であることがより好ましく、１．７であることが特に好ましい。一方、上限は、１０であることが好ましく、７．０であることがより好ましく、５．０であることが最も好ましい。多分散度が１．２未満であると、造粒後の製鉄用原料の強度が低下する傾向にある。一方、多分散度が１２．０より大きくても、十分な造粒効果が得られない。多分散度が１に近いほど、分子量分布が小さいことを示す。
【００３６】
また、上記（Ｂ）の高分子化合物における数平均分子量は、５００以上、２００００以下の範囲内であれば特に限定されるものではないが、その下限が、８００であることが好ましく、１０００であることがより好ましく、１２００であることが特に好ましい。一方、上限は、１００００であることが好ましく、７０００であることがより好ましく、５０００であることが特に好ましい。数平均分子量が５００未満あるいは２００００より大きい場合、十分な造粒効果が得られない。
【００３７】
尚、本発明において用いられる上記（Ｂ）の高分子化合物における数平均分子量と多分散度との組み合わせは、その両方が上記条件を満足してさえいれば特に限定されるものではない。
【００３８】
本発明において用いられる上記（Ｂ）の高分子化合物は、例えば、カルボキシル基含有単量体を単独で、あるいは、該カルボキシル基含有単量体と共重合可能なその他の単量体と、公知の重合開始剤の存在下で（共）重合することにより得ることができる。
【００３９】
上記カルボキシル基含有単量体としては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、アクリルアミドグリコール酸およびこれらの塩等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これらカルボキシル基含有単量体は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を組み合わせて用いてもよい。上記例示のカルボキシル基含有単量体のなかでも、（メタ）アクリル酸が好ましく、アクリル酸が特に好ましい。
【００４０】
上記カルボキシル基含有単量体としてカルボン酸基含有単量体の塩を使用する場合、その中和塩基としては、特に限定されるものではないが、カリウムイオン、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオン；カルシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン；アンモニウム、１級〜４級アミン等の窒素含有塩基；等が挙げられる。
【００４１】
上記（Ｂ）の高分子化合物のなかでも、アクリル酸を（共）重合することによって得られるものが好ましく、上記高分子化合物としては、（ａ）ポリアクリル酸、（ｂ）ポリアクリル酸が含有するカルボキシル基の一部あるいは全部がナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニアからなる群より選ばれる少なくとも一種で中和されたポリアクリル酸塩、からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
【００４２】
本発明にかかる上記（Ｂ）の高分子化合物は、上記カルボキシル基含有単量体由来の単位とを含むと共に、必要に応じて、上記カルボキシル基含有単量体と共重合可能なその他の単量体由来の単位を含んでいてもよい。すなわち、本発明において、上記（Ｂ）の高分子化合物を得る際、カルボキシル基含有単量体の他に、該カルボキシル基含有単量体と共重合可能な任意の単量体を、全単量体（単量体成分）におけるカルボキシル基含有単量体の割合が、４５ｍｏｌ％以上になる範囲で共重合することも可能である。全単量体におけるカルボキシル基含有単量体のさらに好ましい割合は、７５ｍｏｌ％〜１００ｍｏｌ％の範囲内であり、最も好ましい範囲は９０ｍｏｌ％〜１００ｍｏｌ％の範囲内である。上記カルボキシル基含有単量体の割合が４５ｍｏｌ％未満になると十分な造粒効果が得られない虞れがあるので好ましくない。
【００４３】
上記その他の単量体由来の単位を構成する単量体（以下、共重合性単量体と記す）としては、具体的には、例えば、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート等のスルホ基含有単量体；２−（メタ）アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシ−３−クロロプロピルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニルホスフェート等の酸性リン酸エステル基含有単量体；ビニルフェノール等の石炭酸系単量体；等の酸基含有単量体、およびその塩、
ポリエチレングリコールモノメタアクリル酸エステル、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、メトキシポリエチレングリコールモノアクリル酸エステル等のポリアルキレングリコール（メタ）アクリル酸エステル；３−メチル−３−ブテン−１−オールにエチレンオキサイドを付加してなるポリアルキレングリコールモノアルケニルエーテル単量体；アリルアルコールにエチレンオキサイドを付加してなるポリエチレングリコールモノエテニルエーテル単量体；無水マレイン酸にポリエチレングリコールを付加させたマレイン酸ポリエチレングリコールハーフエステル；等のポリアルキレングリコール鎖含有単量体を挙げることができる。上記ポリアルキレングリコール鎖含有単量体のなかでも、エチレンオキサイド換算で５ｍｏｌ以上、１００ｍｏｌ以下、好適には１０ｍｏｌ以上、１００ｍｏｌ以下の鎖長のポリアルキレングリコール鎖を含有する単量体が、入手が容易であり、また、擬似粒化性の向上させる上で好ましく、また、重合性の面から良好である。これら共重合性単量体は、必要に応じて、一種類を用いてもよく、また、二種類以上を用いてもよい。
【００４４】
上記以外の共重合性単量体の例示としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル）、（メタ）アクリル酸（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル）、（メタ）アクリル酸アミノエチル、等炭素数１〜１８の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、等の（メタ）アクリルアミドおよびその誘導体；酢酸ビニル；（メタ）アクリロニトリル；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の塩基含有単量体；Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド等の、架橋性を有する（メタ）アクリルアミド系単量体；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、アリルトリエトキシシラン等の、加水分解性を有する基がケイ素原子に直結しているシラン系単量体；グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジルエーテル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有単量体；２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、２−ビニル−２−オキサゾリン等のオキサゾリン基含有単量体；２−アジリジニルエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルアジリジン等のアジリジン基含有単量体；フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン基含有単量体；（メタ）アクリル酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコールとのエステル化物等の、分子内に不飽和基を複数有する多官能（メタ）アクリル酸エステル；メチレンビス（メタ）アクリルアミド等の、分子内に不飽和基を複数有する多官能（メタ）アクリルアミド；ジアリルフタレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート等の、分子内に不飽和基を複数有する多官能アリル化合物；アリル（メタ）アクリレート；ジビニルベンゼン；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら共重合性単量体もまた、必要に応じて、一種類を用いてもよく、また、二種類以上を用いてもよい。
【００４５】
さらに、これら共重合性単量体の他に、分子量の調節を目的として、連鎖移動剤を用いることもできる。該連鎖移動剤としては、具体的には、例えば、メルカプトエタノール、メルカプトプロピオン酸、ｔ−ドデシルメルカプタン等のメルカプト基含有化合物；四塩化炭素；イソプロピルアルコール；トルエン；等の連鎖移動係数の高い化合物が挙げられる。これら連鎖移動剤もまた、必要に応じて、一種類を用いてもよく、また、二種類以上を用いてもよい。これら連鎖移動剤の使用量は特に限定されないが、前記単量体、すなわち、カルボキシル基含有単量体および共重合性単量体１ｍｏｌに対し、０．００５〜０．１５ｍｏｌの範囲内が適当である。
【００４６】
上記（Ｂ）の高分子化合物の製造方法、つまり、上記単量体成分の重合方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の種々の重合法、例えば、水中油型乳化重合法、油中水型乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈澱重合法、溶液重合法、水溶液重合法、塊状重合法等を採用することができる。上記例示の重合方法のなかでも、重合コスト（生産コスト）の低減並びに安全性等の観点から、水溶液重合法が好ましい。
【００４７】
上記の重合法に用いられる重合開始剤は、熱または酸化還元反応によって分解し、ラジカル分子を発生させる化合物であればよい。また、水溶液重合法を採用する場合においては、水溶性を備えた重合開始剤が好ましい。該重合開始剤としては、具体的には、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類；２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）等の水溶性アゾ化合物；過酸化水素等の熱分解性開始剤；過酸化水素およびアスコルビン酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイドおよびロンガリット、過硫酸カリウムおよび金属塩、過硫酸アンモニウムおよび亜硫酸水素ナトリウム、等の組み合わせからなるレドックス系重合開始剤；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これら重合開始剤は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。尚、重合開始剤の使用量は、単量体成分の組成や重合条件等に応じて適宜設定すればよい。
【００４８】
反応温度や反応時間等の重合条件は、単量体成分、つまり単量体組成物の組成や、重合開始剤の種類等に応じて適宜設定すればよいが、反応温度は０〜１５０℃の範囲内であることがより好ましく、４０〜１０５℃の範囲内であることがさらに好ましい。また、反応時間は３〜１５時間程度が好適である。水溶液重合法を採用する場合における単量体成分の反応系への供給方法としては、例えば、一括添加法、分割添加法、成分滴下法、パワーフィード法、多段滴下法等を行うことができるが、特に限定されるものではない。重合は常圧下、減圧下、加圧下の何れで行ってもよい。
【００４９】
上記（Ｂ）の高分子化合物の製造に際し、水溶液重合法を採用した場合に得られるポリマー水溶液中に含まれる、上記（Ｂ）の高分子化合物を含む不揮発分の濃度は、特に限定されるものではないが、６０重量％以下であることが好ましい。不揮発分の濃度が６０重量％を越えるポリマー水溶液は、粘度が高くなり過ぎると共に、分散安定性を保つことができずに凝集を生じる虞れがある。
【００５０】
本発明において用いられる上記（Ｂ）の高分子化合物は、例えば、カルボキシル基含有単量体を単独で、あるいは、該カルボキシル基含有単量体と共重合可能なその他の単量体とを、公知の高分子化合物の存在下で付加反応させることにより得ることができる。上記公知の高分子化合物としては、例えば数平均分子量５００〜２００００のポリエチレングリコールやポリビニルピロリドン等が挙げられる。
【００５１】
また、本発明において用いられる上記（Ｂ）の高分子化合物は、例えば、公知の高分子化合物に対し加水分解、酸化、還元反応の何れかの処理を行うことにより得ることができる。この場合に用いられる上記公知の高分子化合物としては、例えば数平均分子量５００〜２００００のポリアクリルアミドやポリアクリル酸メチル等が挙げられる。
【００５２】
また、上記（Ｂ）の高分子化合物が、アクリル酸のホモポリマー、またはその一部または全部が中和されたポリマーである場合、コロイド滴定法で測定される酸価が９ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましい。コロイド滴定法で測定される酸価は高分子化合物に含有されるカルボン酸量を示している。また、コロイド滴定法で測定される酸価が低いことは、高分子化合物中に、重合開始剤に由来する不純物や、重合中の副生成物や未反応物が多く含有されることを示しており、通常より多くの添加量が必要になるばかりか、不純物により造粒性が著しく阻害されることがある。
【００５３】
コロイド滴定法で測定される上記高分子化合物の酸価は９．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であることがより好ましく、１０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが特に好ましい。尚、コロイド滴定法による酸価の測定方法は、後述する実施例にて詳述する。
【００５４】
本発明によれば、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）する際に、上記した（Ａ）の高分子化合物および（Ｂ）の高分子化合物の少なくとも一方を必須成分とする製鉄用造粒処理剤を用いて微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理することで、微粉粒子を核粒子の周りに付着させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができる。
【００５５】
本発明にかかる製鉄用造粒処理剤中に含まれる上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の含有量（割合）は、焼結原料の鉱石（鉄鉱石）の造粒性（種類）や、上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の種類、使用する造粒機等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、焼結鉱の製造においては、焼結原料（鉄鉱石、副原料、燃料等）に対する上記製鉄用造粒処理剤中の上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の合計の添加割合（但し、上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物は、何れか一種類のみを用いてもよく、二種類以上を併用してもよい）の下限値が好ましくは０．００１重量％であり、さらに好ましくは０．００５重量％であり、上限値が好ましくは２重量％であり、さらに好ましくは１重量％となるように設定することが好ましい。焼結原料に対する上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の合計の添加割合が２重量％を超えると、焼結原料に対する上記製鉄用造粒処理剤の添加量が多くなりすぎ、焼結原料の大きな固まりができ、該焼結原料の固まり内部が焼結されなくなる等の問題が生じる虞れがある。
【００５６】
一方、焼結原料に対する上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の合計の添加割合が０．００１重量％未満であると、上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物が有する性能、特に、これら高分子化合物を微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料の造粒に用いた場合における擬似粒化性の向上効果が充分に発揮されない虞れがある。
【００５７】
また、ペレットの製造における上記製鉄用造粒処理剤中に含まれる上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の割合は、特に限定されるものではないが、ペレット原料（鉄鉱石、ダスト、炭材等）に対する上記製鉄用造粒処理剤中の上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の合計の添加割合（但し、上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物は、何れか一種類のみを用いてもよく、二種類以上を併用してもよい）の下限値が好ましくは０．００５重量％であり、さらに好ましくは０．０１重量％であり、上限値が好ましくは５重量％であり、さらに好ましくは１重量％となるように設定することが好ましい。ペレット原料に対する上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の合計の添加割合が５重量％を超えると、ペレット原料に対する上記製鉄用造粒処理剤の添加量が多くなりすぎ、造粒過多となってペレット原料の大きな固まりができてしまい、該ペレット原料の粒径のバラツキが大きくなる等の悪影響が生じる虞れがある。
【００５８】
また、焼結原料（鉄鉱石、副原料、燃料等）に対する上記製鉄用造粒処理剤の添加量は、特に限定されるものではないが、下限値が好ましくは０．００１重量％であり、さらに好ましくは０．００５重量％であり、上限値が好ましくは１５重量％であり、さらに好ましくは１０重量％となるように設定することが好ましい。焼結原料に対する上記製鉄用造粒処理剤の添加割合を１５重量％以内とすることで、焼結原料の固まりができ難くなり、該焼結原料の固まり内部が焼結されなくなる等の問題が生じ難くなる。また、上記製鉄用造粒処理剤の添加量（添加割合）の下限値は、焼結原料の鉱石の造粒性や、水分添加量、使用する造粒機等によって左右されるが、できるだけ少量となるように設計することが望ましい。
【００５９】
一方、ペレット原料（鉄鉱石、ダスト、炭材等）に対する上記製鉄用造粒処理剤の添加量は、特に限定されるものではないが、下限値が好ましくは０．０１重量％であり、さらに好ましくは０．０５重量％であり、上限値が好ましくは５０重量％であり、さらに好ましくは１０重量％である。５０重量％を越えて製鉄用造粒処理剤を添加すると、造粒過多となってペレット原料の大きな固まりができてしまい、該ペレット原料の粒径のバラツキが大きくなる等の悪影響が出てしまう。また、上記製鉄用造粒処理剤の添加量の下限値は、ペレット原料の造粒性や、水分添加量、使用する造粒機等によって左右されるが、できるだけ少量となるように設計することが望ましい。
【００６０】
すなわち、上記製鉄用造粒処理剤は、用いる高分子化合物の粘度、つまり、用いる高分子化合物の種類によって、製鉄用造粒処理剤の粘度を抑え、分散安定性を保つこと等を目的として、必要に応じて、水等の希釈剤をさらに含んでいてもよく、上記焼結原料あるいはペレット原料等の製鉄用原料に水等を別添することで、上記水溶液重合法により得られた（Ｂ）の高分子化合物を含むポリマー水溶液あるいは上記（Ａ）の高分子化合物および／または（Ｂ）の高分子化合物を、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤として用いてもよい。
【００６１】
したがって、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤中に含まれる上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の含有量（割合）は、焼結原料の鉱石（鉄鉱石）の造粒性（種類）や、上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の種類、使用する造粒機等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００６２】
また、上記製鉄用造粒処理剤が水を含む場合、該製鉄用造粒処理剤中における上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物の含有量（割合）は、前記した条件を満たすように設定すればよく、特に限定されるものではないが、０．１重量％以上、８０重量％以下であることが好ましく、０．２重量％以上、７０重量％以下であることがより好ましく、０．３重量％以上、６０重量％以下であることが特に好ましい。尚、上記（Ａ）の高分子化合物と（Ｂ）の高分子化合物とを併用する場合における各高分子化合物の配合割合は特に限定されるものではない。
【００６３】
さらに、上記製鉄用造粒処理剤は、上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物が有する性能、特に、これら高分子化合物を微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料の造粒に用いた場合における擬似粒化性の向上効果を阻害しない範囲内で、あるいはさらに擬似粒化性を向上するために、必要に応じて、他の成分、例えば生石灰等の従来公知の他の造粒添加剤等を併用しても構わない。
【００６４】
本発明にかかる上記（Ａ）の高分子化合物並びに（Ｂ）の高分子化合物は、その使用量がかなり少なくても、製鉄用原料を造粒する際に、擬似粒化性を向上させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができる。つまり、上記製鉄用造粒処理剤は、製鉄用原料を造粒（擬似粒化またはペレット化）するバインダーとして作用する。これにより、焼結鉱を得るべく製鉄用原料を造粒処理するのに好適に用いられる製鉄用造粒処理剤を安価に提供することができる。
【００６５】
本発明によれば、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理するに際し、特に、上記（Ａ）および（Ｂ）の条件を満足する高分子化合物、すなわち、カルボキシル基および／またはその塩を含有し、数平均分子量が５００以上、２００００以下の範囲内であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で表される多分散度が１．２以上、１２．０以下の範囲内であり、クレー分散能が０．５以上の水溶性の高分子化合物を使用することで、上記製鉄用造粒処理剤の使用量が鉄鉱石に対して０．１重量％以下でも、造粒後の鉄鉱石（擬似粒子）のＧＩ指数として、従来のバインダーに比べ、非常に高いＧＩ指数を得ることができる。
【００６６】
尚、ＧＩ指数とは、造粒前と比較し、造粒後にどれだけ微粉分が減少したかを示す指数であり、核粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示す。すなわち、ＧＩ指数が高いほど微粉分が少なくなった（すなわち造粒性が向上）ことを示している。特に、今後、良質の鉄鉱石の枯渇化に伴い、造粒性の悪い製鉄用原料が一層増えてくると考えられる。微粉分が多くなると（造粒性が悪くなると）焼結時の通気性が悪化し、生産性が低下したり、場合によっては生産ができなくなる。このため、高いＧＩ指数が得られる製鉄用造粒処理剤を提供することは、焼結鉱やペレットを製造する上で、非常に重要なテーマである。尚、クレー分散能並びにＧＩ指数の測定方法については後述する実施例にて詳述する。
【００６７】
製鉄用原料への製鉄用造粒処理剤の添加方法は、特に限定されるものではないが、製鉄用造粒処理剤を水溶液の状態にして、造粒機の添加水に混合する方法、または、撹拌されている製鉄用原料に噴霧する方法が、特に好ましい。これらの方法を採用することで、簡便かつ均一に製鉄用造粒処理剤を添加することができ、しかも、斑無く擬似粒化されるので、微粉をさらに低減することができる。
【００６８】
また、副原料や燃料等を含む製鉄用原料の各銘柄の粒度分布、造粒性、組成等に応じて、製鉄用原料の一部を混合・混練・造粒した後、これを残りの製鉄用原料に混合して造粒する処理方法についても、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤を上記製鉄用原料に添加することにより、擬似粒化することができる。例えば、製鉄用原料の一部が難造粒性を示す場合には、この難造粒性の製鉄用原料に製鉄用造粒処理剤を添加することにより、擬似粒化することができる。従って、少量の製鉄用造粒処理剤で製鉄用原料を効率的に造粒することができる。
【００６９】
このように、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤は、製鉄用原料や造粒機、添加するタイミングや場所等の組み合わせを自由に選択することができ、従ってその組み合わせは、特に限定されるものではない。つまり、複数の処理工程を有し、製鉄用造粒処理剤と各処理方法とを組み合わせる造粒処理方法についても、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加することにより、擬似粒化することができる。勿論、公知の擬似粒化方法（手段）に対して、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤を用いることもできる。
【００７０】
本発明の造粒処理方法は、以上のように、本発明にかかる上記製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加する構成であり、これにより、焼結鉱を得るべく微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）するのに好適な造粒処理方法を提供することができる。
【００７１】
また、本発明の造粒処理方法は、以上のように、上記製鉄用造粒処理剤を水溶液の状態で添加する構成であることが好ましく、これにより、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）する際に、微粉の量を低減させる効果により優れ、焼結機の生産効率をより向上させることができる造粒処理方法を提供することができる。
【００７２】
さらに、本発明の造粒処理方法は、以上のように、上記製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に対して０．００１重量％〜５０重量％の範囲内で添加する構成であることが好ましく、これにより、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）する際に、微粉の量を低減させる効果により優れ、焼結機の生産効率をより向上させることができる造粒処理方法を提供することができる。
【００７３】
さらに、本発明の造粒処理方法は、以上のように、複数の処理工程を有し、上記製鉄用造粒処理剤と各処理方法とを組み合わせる構成であることが好ましく、これにより、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）する際に、微粉の量を低減させる効果にさらに優れ、焼結機の生産効率をさらに一層向上させることができる造粒処理方法を提供することができる。
【００７４】
【実施例】
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。尚、実施例および比較例に記載の「部」は「重量部」を示し、「％」は「重量％」を示す。また、以下に記載の実施例および比較例における焼結原料並びにペレット原料は、全て、絶乾状態のものを使用した。
【００７５】
本発明おける数平均分子量、重量平均分子量、多分散度、クレー分散能、酸価、平均粒径、ＧＩ指数は、下記方法により測定した。
【００７６】
（数平均分子量、重量平均分子量、多分散度）
高分子化合物の数平均分子量並びに重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）で測定した。測定条件は以下の通りである。
ポンプ：「Ｌ−７１１０」（株式会社日立製作所製）
キャリア液：リン酸水素二ナトリウム十二水和物３４．５ｇおよびリン酸二水素ナトリウム二水和物４６．２ｇに超純水を加えて全量を５０００ｇとした水溶液
流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
カラム：水系ＧＰＣカラム「ＧＦ−７ＭＨＱ」（昭和電工株式会社製）１本
検出器：紫外線（ＵＶ）検出器「Ｌ−７４００」（株式会社日立製作所製）、波長２１４ｎｍ
分子量標準サンプル：ポリアクリル酸ナトリウム（創和科学株式会社製）
分析サンプルは、高分子化合物が固形分で０．１重量となるように上記キャリア液で希釈することにより調整した。
【００７７】
また、高分子化合物の多分散度は、上記測定条件により測定した重量平均分子量並びに数平均分子量に基づいて、以下の計算式
（多分散度）＝（量平均分子量）／（数平均分子量）
により算出した。
【００７８】
但し、高分子化合物が▲１▼上記キャリアに溶解しない場合、▲２▼上記キャリア中で分解により著しく分子量の経時変化が大きい時に限り、以下の条件で測定する。キャリア液：酢酸ナトリウム三水和物２７．２２ｇに純水を添加し、２０００ｇにする。酢酸ナトリウム三水和物が純水に溶解した後、アセトニトリル６７０ｇを添加し、均一にする。
カラム：「ＴＯＳＯＨ  ＴＳＫ−ＧＥＬ  α−２５００、α−３０００」（東ソー株式会社製）
尚、その他の条件は、前記測定条件と同様にする。
【００７９】
（クレー分散能）
クレー分散能は、以下の方法により測定した。先ず、▲１▼グリシン６７．５６ｇ、塩化ナトリウム５２．６ｇ、および１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液６０ｍｌにイオン交換水を加えて６００ｇとしたグリシン緩衝溶液を調整した。
次に、▲２▼塩化カルシウム二水和物０．０８１７ｇおよび上記▲１▼で調整したグリシン緩衝溶液６０ｇに純水を加えて１０００ｇとし、分散液を調整した。また、固形分換算で０．１％の重合体水溶液を調整した。
▲３▼約３０ｍｌの一般的なガラス製の試験管に、「ＪＩＳ試験用粉体Ｉ  １１種」（商品名；関東ローム粉、超微粉、日本粉体工業技術協会販売）０．３ｇを入れ、これに、▲２▼の分散液２７ｇ並びに上記調整を行った、製鉄用造粒処理剤としての０．１％重合体水溶液３ｇを添加した。このとき、試験管のカルシウム濃度は炭酸カルシウム換算で５０ｐｐｍとなっている。
▲４▼上記試験管を一般的なゴム製の試験管キャップで密封した後、上記クレーが分散するように２０秒間激しく振り、さらに２０回、上下に交互にひっくり返し上記重合体水溶液が添加された分散液にクレーを分散させた。この試験管を直射日光の当たらないところに２０時間静置した後、上記試験管内の分散液の上澄みをホールピペットで５ｍｌ採取した。
▲５▼この液（上澄み）を１ｃｍの石英セルに入れ、ＵＶ分光器を用いて波長３８０ｎｍにおける吸光度（ＡＢＳ）を測定し、この値をクレー分散能とした。
【００８０】
（酸価）
酸価は、コロイド滴定法により求めた。先ず、５０ｍｌのサンプル管に測定試料０．１ｇ（固形分換算）を秤量し、イオン交換水で２０ｇになるように秤量し、希釈した。尚、希釈した時、ｐＨが６〜９の範囲内となるように予め水酸化ナトリウムで前処理された試料を固形分換算で０．１ｇ仕込んだ。
次いで、この希釈液を０．５ｇ採取し、イオン交換水約１００ｍｌで希釈し、０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ１１に調整した。
続いて、ｐＨを調整した上記の希釈液に過剰量のＮ／２００メチルグリコールキトサン溶液５ｍｌを加え、充分攪拌し、さらに、トルイジンブルー指示薬を６滴加えてよく攪拌しながらＮ／４００ポリビニル硫酸カリウム（ＰＶＳＫ）溶液にてコロイド逆滴定を行い、青色から紫色に変わる点を終点とした。また、空試験としてイオン交換水１００ｍｌについて同様の操作を行い、下記の計算式により酸価を求めた。なお、固形分は反応時の仕込みから算出した。
【００８１】
酸価（ｍｍｏｌ／ｇ）
＝（ｆ×Ｎ×（ａ−ｂ））／（サンプル量（ｇ）×固形分（％）／１００）
ｆ：ＰＶＳＫのファクター
Ｎ：ＰＶＳＫの規定度（Ｎ／４００）
ａ：空試験のＰＶＳＫの滴定量（ｍｌ）
ｂ：測定試料のＰＶＳＫの滴定量（ｍｌ）
（擬似粒子の平均粒径、ＧＩ指数）
造粒操作を行って得られた擬似粒子を８０℃で１時間乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、その粒度（擬似粒度）並びに平均粒径を求めた。造粒された擬似粒子のＧＩ指数とは、製鉄研究第２８８号（１９７６）９頁に開示されている評価方法の一つであり、核粒子の周りに付着する微粉粒子の割合を示す。なお、ＧＩ指数の測定は、製鉄研究第２８８号（１９７６）９頁に記載の方法に準じて行った。
以下の各実施例および比較例の測定においては、何れも、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。
【００８２】
また、０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数（擬似粒化指数）は以下の式により計算した。
ＧＩ指数＝（造粒前の０．２５ｍｍ以下の原料の比率−造粒後の０．２５ｍｍ以下の原料の比率）／（造粒前の０．２５ｍｍ以下の原料の比率）×１００
〔実施例１〕
攪拌機およびコンデンサを備えた容量５Ｌのセパラブルフラスコ（ＳＵＳ３１６製）に、イオン交換水８０５．５部および連鎖移動剤としての４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液４０．１部を仕込み、攪拌下、系の沸点（１００℃）まで昇温した。
【００８３】
続いて、上記セパラブルフラスコ内に、カルボキシル基含有単量体としての８０％アクリル酸水溶液２１２６．１部、並びに、重合開始剤としての１５％過硫酸ナトリウム水溶液１１２．４部および４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液１６０．２部を滴下した。上記８０％アクリル酸水溶液、１５％過硫酸ナトリウム水溶液、４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は、それぞれ別々の滴下口より滴下した。８０％アクリル酸水溶液は１８０分間で滴下した。１５％過硫酸ナトリウム水溶液は１８５分間で滴下した。４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は１８０分間で滴下した。滴下時間中、反応温度は系の沸点を維持した。滴下終了後、同温度に５分間保持した後、中和剤としての４８％水酸化ナトリウム水溶液１８８９．０部を６０分間かけて滴下することにより、重合体水溶液を得た。このようにして得られた重合体水溶液中の重合体（高分子化合物）の数平均分子量、多分散度、酸価、クレー分散能を測定、算出したところ、数平均分子量は２１００、多分散度は２．９３、酸価は１１．２ｍｍｏｌ／ｇ、クレー分散能は１．１６であった。
【００８４】
また、得られた重合体水溶液を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈し、５２５０部にすることにより本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）を得た。
一方、表１に示す組成を有する焼結原料（製鉄用原料）を調製した。
【００８５】
【表１】
0003792583.tif 000002
【００８６】
上記の焼結原料７００００部をドラムミキサーに投入し、回転速度２４ｍｉｎ-1で１分間、予備攪拌した。その後、同回転速度で攪拌しながら、該焼結原料に、予め調製した本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（１）５２５０部を霧吹きを用いて約１．５分間かけて噴霧した。焼結原料に対する高分子化合物の割合、すなわち、本発明の製鉄用造粒処理剤（１）に含有される高分子化合物の割合は０．０３％であった。噴霧後、さらに同回転速度で３分間攪拌することにより、造粒操作を行った。
【００８７】
得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、用いた高分子化合物の前記物性と併せて表２に示す。
【００８８】
〔実施例２〕
攪拌機およびコンデンサを備えた容量５Ｌのセパラブルフラスコ（ＳＵＳ３１６製）に、イオン交換水８０５．５部を仕込み、攪拌下、系の沸点（１００℃）まで昇温した。
【００８９】
続いて、上記セパラブルフラスコ内に、カルボキシル基含有単量体としての８０％アクリル酸水溶液２１２６．１部、並びに、重合開始剤としての１５％過硫酸ナトリウム水溶液１１２．４部および連鎖移動剤としての４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液８８．５部を滴下した。上記８０％アクリル酸水溶液、１５％過硫酸ナトリウム水溶液、４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は、それぞれ別々の滴下口より滴下した。８０％アクリル酸水溶液は１８０分間で滴下した。１５％過硫酸ナトリウム水溶液は１８５分間で滴下した。４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は１８０分間で滴下した。滴下時間中、反応温度は系の沸点を維持した。滴下終了後、同温度に５分間保持した後、中和剤としての４８％水酸化ナトリウム水溶液１８８９．０部を６０分間かけて滴下することにより、重合体水溶液を得た。このようにして得られた重合体水溶液中の重合体（高分子化合物）の数平均分子量、多分散度、酸価、クレー分散能を測定、算出したところ、数平均分子量は２９００、多分散度は４．２１、酸価は１１．１ｍｍｏｌ／ｇ、クレー分散能は１．３０であった。
【００９０】
また、得られた重合体水溶液を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈し、５２５０部にすることにより本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（２）を得た。
【００９１】
その後、実施例１において、製鉄用造粒処理剤（１）に代えてこの製鉄用造粒処理剤（２）を用いて実施例１と同様の操作により造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、用いた高分子化合物の前記物性と併せて表２に示す。
【００９２】
〔実施例３〕
攪拌機およびコンデンサを備えた容量５Ｌのセパラブルフラスコ（ＳＵＳ３１６製）に、イオン交換水８０５．５部および連鎖移動剤としての４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液４０．１部を仕込み、攪拌下、系の沸点（１００℃）まで昇温した。
【００９３】
続いて、上記セパラブルフラスコ内に、カルボキシル基含有単量体としての８０％メタクリル酸水溶液２１２６．１部、並びに、重合開始剤としての１５％過硫酸ナトリウム水溶液１１２．４部および４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液１６０．２部を滴下した。上記８０％メタクリル酸水溶液、１５％過硫酸ナトリウム水溶液、４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は、それぞれ別々の滴下口より滴下した。８０％アクリル酸水溶液は１８０分間で滴下した。１５％過硫酸ナトリウム水溶液は１８５分間で滴下した。４５％次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液は１８０分間で滴下した。滴下時間中、反応温度は系の沸点を維持した。滴下終了後、同温度に１０分間保持した後、中和剤としての４８％水酸化ナトリウム水溶液１５９５．１部を６０分間かけて滴下することにより、重合体水溶液を得た。このようにして得られた重合体水溶液中の重合体（高分子化合物）の数平均分子量、多分散度、クレー分散能を測定、算出したところ、数平均分子量は１９００、多分散度は３．３１、クレー分散能は１．１１であった。
【００９４】
また、得られた重合体水溶液を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈し、５２５０部にすることにより本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（３）を得た。
【００９５】
その後、実施例１において、製鉄用造粒処理剤（１）に代えてこの製鉄用造粒処理剤（３）を用いて実施例１と同様の操作により造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、用いた高分子化合物の前記物性と併せて表２に示す。
【００９６】
〔実施例４〕
攪拌機およびコンデンサを備えた容量１Ｌのセパラブルフラスコ（ＳＵＳ３１６製）に、イオン交換水３５５部、カルボキシル基含有単量体としての無水マレイン酸９８部および中和剤としての水酸化ナトリウム８０部を仕込んで中和させ、攪拌下、系の沸点（１００℃）まで昇温した。
【００９７】
続いて、上記セパラブルフラスコ内に、カルボキシル基含有単量体としての４０％アクリル酸水溶液１８０部、並びに、重合開始剤としての１０％過硫酸ナトリウム水溶液１００部および１４％過酸化水素水溶液１００部を滴下した。上記４０％アクリル酸水溶液、１０％過硫酸ナトリウム水溶液１００部、１４％過酸化水素水溶液は、それぞれ別々の滴下口より４時間かけて滴下した。滴下時間中、反応温度は系の沸点を維持した。滴下終了後、同温度に６０分間保持した後、中和剤としての４９％水酸化ナトリウム水溶液５７部を６０分間かけて滴下することにより、重合体水溶液を得た。このようにして得られた重合体水溶液中の重合体（高分子化合物）の数平均分子量、多分散度、クレー分散能を測定、算出したところ、数平均分子量は１２００、多分散度は４．９４、クレー分散能は０．９８であった。
【００９８】
また、得られた重合体水溶液を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈し、５２５０部にすることにより本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（４）を得た。
【００９９】
その後、実施例１において、製鉄用造粒処理剤（１）に代えてこの製鉄用造粒処理剤（４）を用いて実施例１と同様の操作により造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、用いた高分子化合物の前記物性と併せて表２に示す。
【０１００】
〔実施例５〕
攪拌機およびコンデンサを備えた容量１Ｌのセパラブルフラスコ（ＳＵＳ３１６製）に、イオン交換水１４００部を仕込み、攪拌下、系の沸点（１００℃）まで昇温した。
【０１０１】
続いて、上記セパラブルフラスコ内に、カルボキシル基含有化合物としての８０％アクリル酸水溶液５７８．５部および重合開始剤としての１５％過硫酸アンモニウム水溶液６２．５部をそれぞれ別々の滴下口より２時間かけて滴下した。滴下時間中、反応温度は系の沸点を維持した。滴下終了後、同温度に１２０分間保持した後、中和剤としての４８％水酸化ナトリウム水溶液３５３部を６０分間かけて滴下することにより、重合体水溶液を得た。このようにして得られた重合体水溶液中の重合体（高分子化合物）の数平均分子量、多分散度、酸価、クレー分散能を測定、算出したところ、数平均分子量は４９００、多分散度は９．８４、酸価は１０．７ｍｍｏｌ／ｇ、クレー分散能は０．６５であった。
【０１０２】
また、得られた重合体水溶液を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈し、５２５０部にすることにより本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（５）を得た。
【０１０３】
その後、実施例１において、製鉄用造粒処理剤（１）に代えてこの製鉄用造粒処理剤（５）を用いて実施例１と同様の操作により造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、用いた高分子化合物の前記物性と併せて表２に示す。
【０１０４】
〔実施例６〕
攪拌機およびコンデンサを備えた容量５Ｌのセパラブルフラスコ（ＳＵＳ３１６製）に、イオン交換水３００部を仕込み、攪拌下、沸点まで昇温した。
【０１０５】
そこに、カルボキシル基含有化合物としての８０％アクリル酸水溶液７２０部、重合開始剤としての１５％過硫酸ナトリウム水溶液１０６．７部および重亜硫酸ナトリウム水溶液１８２．９部、イオン交換水１２６．５部、並びに中和剤としての４８％水酸化ナトリウム水溶液６００部をそれぞれ別々の滴下口より１２０分間かけて滴下した。滴下時間中、反応温度は沸点を維持した。滴下終了後、沸点に３０分間保持した。このようにして得られた重合体水溶液中の重合体（高分子化合物）の数平均分子量、多分散度、酸価、クレー分散能を測定、算出したところ、数平均分子量は５２００、多分散度は１１．８、酸価は８．７、クレー分散能は０．５１であった。
【０１０６】
また、得られた重合体水溶液を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈し、５２５０部にすることにより本発明にかかる製鉄用造粒処理剤（６）を得た。
【０１０７】
その後、実施例１において、製鉄用造粒処理剤（１）に代えてこの製鉄用造粒処理剤（６）を用いて実施例１と同様の操作により造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。この結果を、用いた高分子化合物の前記物性と併せて表２に示す。
【０１０８】
〔比較例１〕
数平均分子量２１０００、多分散度７．５７のポリアクリル酸ナトリウムを固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈して５２５０部に調整した比較用の製鉄用造粒処理剤（Ｉ）を実施例５の製鉄用造粒処理剤（５）の代わりに用いた以外は実施例５と同様にして造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。ＧＩ指数は８７．２であった。また、上記ポリアクリル酸ナトリウムのクレー分散能は０．３２、酸価は１０．８ｍｍｏｌ／ｇであった。この結果を、上記ポリアクリル酸ナトリウムの前記物性と併せて表２に示す。
【０１０９】
〔比較例２〕
アクリル酸−マレイン酸共重合体のナトリウム塩（アクリル酸：マレイン酸の組成比５０：５０）を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈して５２５０部に調整した比較用の製鉄用造粒処理剤（II）を実施例５の製鉄用造粒処理剤（５）の代わりに用いる他は実施例５と同様にして造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。ＧＩ指数は８８．１であった。上記アクリル酸−マレイン酸共重合体のナトリウム塩としては、数平均分子量が７４００、多分散度が１３．５、クレー分散能が０．２９のものを使用した。
【０１１０】
〔比較例３〕
生石灰１４００部と水５２５０部とを併用し、これを比較用の製鉄用造粒処理剤（III）として、実施例５の製鉄用造粒処理剤（５）５２５０部の代わりに用いる他は実施例５と同様にして造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を測定した。ＧＩ指数は７６．２であった。
【０１１１】
〔比較例４〕
アクリル酸−マレイン酸共重合体のナトリウム塩（アクリル酸：マレイン酸の組成比７０：３０）を固形分換算で２１部となるように採取し、これをイオン交換水で希釈して５２５０部に調整した比較用の製鉄用造粒処理剤（IV）を実施例５の製鉄用造粒処理剤（５）の代わりに用いる他は実施例５と同様にして造粒を行い、得られた擬似粒子を乾燥後、ふるいを用いて分級することにより、造粒後の粒径が０．２５ｍｍ以下の擬似粒子のＧＩ指数を求めた。ＧＩ指数は８８．４であった。上記アクリル酸−マレイン酸共重合体のナトリウム塩としては、数平均分子量が３０００、多分散度が１６．５、クレー分散能が０．４４のものを使用した。
【０１１２】
【表２】
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【０１１３】
表２に示す結果から明らかなように、本発明にかかる高分子化合物を含む製鉄用造粒処理剤を少量用いることにより、ＧＩ指数、すなわち、鉄鉱石の造粒性を大きく増加させることができることが判る。
【０１１４】
また、この結果から、本発明にかかる高分子化合物を含む製鉄用造粒処理剤を少量用いることにより、擬似粒子を焼結してなる焼結機の生産率、成品歩留、焼結鉱強度を向上させることができることが推察される。焼結鉱強度が弱い焼結鉱は微粉が発生し易くなるので、返鉱が多くなり成品歩留が低下し、その生産効率が低下する。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明にかかる製鉄用造粒処理剤は、以上のように、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理するのに用いる処理剤であって、カルボキシル基および／またはその塩を含有し、数平均分子量が５００以上、２００００以下の範囲内であり、かつ、重量平均分子量／数平均分子量で表される多分散度が１．２以上、１２．０以下の範囲内である高分子化合物を含む構成である。
【０１１６】
また、本発明にかかる製鉄用造粒処理剤では、以上のように、上記高分子化合物は、クレー分散能が０．５以上である水溶性の高分子化合物であることが好ましい。
【０１１７】
本発明にかかる上記各高分子化合物は、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）する際に、微粉粒子を核粒子の周りに付着させる効果に優れ、焼結機の生産効率を向上させることができ、それゆえ、製鉄用造粒処理剤を安価に提供することができるという効果を奏する。
【０１１８】
本発明にかかる造粒処理方法は、以上のように、本発明にかかる上記製鉄用造粒処理剤を上記製鉄用原料に添加する構成である。
【０１１９】
これにより、焼結鉱を得るべく微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料（焼結原料またはペレット原料）を造粒処理（擬似粒化またはペレット化）するのに好適な造粒処理方法を提供することができるという効果を奏する。