JP2002088418A - 製鉄用造粒処理剤およびこれを用いた造粒処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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を提供する。 【解決手段】 製鉄用造粒処理剤として、例えば、（メ
タ）アクリル酸等の酸基含有モノマーと、（メタ）アク
リル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルとを含む
モノマー組成物をエマルション重合してなる重量平均分
子量１０万以上の共重合体を用いる。該製鉄用造粒処理
剤を中和剤によって中和して水溶液とした後、該水溶液
を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）に添加することにより、該製鉄用原料を造粒
処理（擬似粒化またはペレット化）する。

Description

【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、擬似粒子が焼成過程における湿
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撹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。
これらは、焼結鉱の製造において、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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】

【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化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化は実用化されていない。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】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、酸基含有モノマー由来の単位と（メタ）アクリル酸
エステル由来の単位とを含む重量平均分子量１０万以上
の共重合体を含むことを特徴としている。

【００１２】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、上記共重合体が、酸基含有モノマー
と（メタ）アクリル酸エステルとを含むモノマー組成物
をエマルション重合してなることを特徴としている。

【００１３】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、上記の共重合体の少なくとも一部
が、中和剤によって中和されていることを特徴としてい
る。

【００１４】本発明の造粒処理方法は、上記の課題を解
決するために、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
用原料に添加することを特徴としている。

【００１５】本発明の造粒処理方法は、上記の課題を解
決するために、上記製鉄用造粒処理剤を水溶液の状態で
添加することを特徴としている。

【００１６】本発明の造粒処理方法は、上記の課題を解
決するために、上記製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に対
して０．００１重量％〜５．０重量％の範囲内で添加す
ることを特徴としている。

【００１７】本発明の造粒処理方法は、上記の課題を解
決するために、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ことを特徴として
いる。

【００１８】

【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、酸基含有モノマー由来の単位と（メタ）アクリル酸
エステル由来の単位とを含む重量平均分子量１０万以上
の共重合体を含む構成である。また、本発明にかかる造
粒処理方法は、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。

【００１９】上記酸基含有モノマー由来の単位は、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、クロトン酸等のカルボキシ
ル基含有単量体；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；等の酸基含有モノマーを
共重合することによって得られるが、特に限定されるも
のではない。これら酸基含有モノマー由来の単位は、一
種類のみが含まれていてもよく、また、二種類以上が含
まれていてもよい。上記例示の酸基含有モノマー由来の
単位のうち、カルボキシル基含有単量体を重合すること
によって得られるものがより好ましく、（メタ）アクリ
ル酸を重合することによって得られるものがさらに好ま
しい。

【００２０】上記（メタ）アクリル酸エステル由来の単
位は、具体的には、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）アクリル酸ブ
チル等の、（メタ）アクリル酸と炭素数１〜１８の一価
アルコールとのエステル化物である（メタ）アクリル酸
アルキルエステル；シクロヘキシル（メタ）アクリレー
ト等の（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル；２
−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル
酸とポリプロピレングリコールとのモノエステル化物、
等のヒドロキシル基含有（メタ）アクリル酸エステル；
ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等のポリ
アルキレングリコール（メタ）アクリレート；等の（メ
タ）アクリル酸エステルを共重合することによって得ら
れるが、特に限定されるものではない。これら（メタ）
アクリル酸エステル由来の単位は、一種類のみが含まれ
ていてもよく、また、二種類以上が含まれていてもよ
い。上記例示の（メタ）アクリル酸エステル由来の単位
のうち、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル
酸エチルを重合することによって得られるものがより好
ましく、アクリル酸メチルを重合することによって得ら
れるものがさらに好ましい。従って、共重合体は、カル
ボキシル基含有単量体とアクリル酸メチルとを共重合す
ることによって得られるものを含んでいることが、特に
好ましい。

【００２１】本発明にかかる共重合体は、酸基含有モノ
マー由来の単位と（メタ）アクリル酸エステル由来の単
位とを含むと共に、必要に応じて、さらに他の単量体由
来の単位を含んでいてもよい。該単量体由来の単位を構
成するモノマー（単量体）としては、具体的には、例え
ば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、
エチルビニルベンゼン、クロロメチルスチレン、等のス
チレンおよびその誘導体；（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；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリ
レート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミ
ド、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、
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、ポリエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ポリ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。これらモノ
マーは、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。

【００２２】さらに、これらモノマーの他に、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。

【００２３】共重合体に占める酸基含有モノマー由来の
単位の割合は、特に限定されるものではないが、下限値
がより好ましくは１０重量％であり、さらに好ましくは
２０重量％であり、上限値がより好ましくは９０重量％
であり、さらに好ましくは８０重量％である。一方、共
重合体に占める（メタ）アクリル酸エステル由来の単位
の割合は、特に限定されるものではないが、下限値がよ
り好ましくは１０重量％であり、さらに好ましくは２０
重量％であり、上限値がより好ましくは９０重量％であ
り、さらに好ましくは８０重量％である。

【００２４】上記の酸基含有モノマーおよび（メタ）ア
クリル酸エステルを少なくとも含むモノマー組成物を共
重合することにより、重量平均分子量１０万以上の共重
合体が得られる。共重合体の製造方法、つまり、上記モ
ノマー組成物の重合方法は、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、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うち、重量平均分子量
の大きい共重合体を高濃度で得ることができると共に、
取り扱い時の粘度を低くすることができ、かつ、生産コ
ストを低減化することができることから、乳化重合法
（エマルション重合）を採用することが特に好ましい。

【００２５】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、乳化重合法を採
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、モノマー組成物の組成や重
合条件等に応じて適宜設定すればよい。

【００２６】乳化重合法を採用する場合において用いら
れる乳化剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、
ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界
面活性剤、高分子界面活性剤、或いはこれらの反応性界
面活性剤等が挙げられるが、特に限定されるものではな
い。これら乳化剤は、必要に応じて、一種類を用いても
よく、また、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
尚、乳化剤を用いることなく、乳化重合を行うこともで
きる。

【００２７】アニオン系界面活性剤としては、具体的に
は、例えば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウ
ムドデシルサルフェート、アンモニウムアルキルサルフ
ェート等のアルキルサルフェート塩；ナトリウムドデシ
ルポリグリコールエーテルサルフェート；ナトリウムス
ルホリシノエート；スルホン化パラフィン塩、ナトリウ
ムドデシルベンゼンスルホネート、アルカリフェノール
ヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート、等の
アルキルスルホネート；長鎖アルキルナフタレンスルホ
ン酸塩；ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの
縮合物；ラウリル酸ナトリウム、オレイン酸トリエタノ
ールアミン、アビエチン酸トリエタノールアミン等の不
飽和脂肪酸塩；ポリオキシアルキルエーテル硫酸エステ
ル塩；ポリオキシエチレンカルボン酸エステル硫酸エス
テル塩；ポリオキシエチレンフェニルエーテル硫酸エス
テル塩；コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸塩、ポ
リオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩等
の、不飽和基を有する反応性アニオン乳化剤；等が挙げ
られる。これらアニオン系界面活性剤は、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。

【００２８】ノニオン系界面活性剤としては、具体的に
は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル；ポ
リオキシエチレンアルキルアリールエーテル；ソルビタ
ン脂肪族エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪
族エステル；グリセリンのモノラウレート等の、脂肪族
モノグリセライド；ポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレン共重合体；エチレンオキシドと、脂肪族アミ
ン、アミドまたは酸との縮合物；等が挙げられる。これ
らノニオン系界面活性剤は、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。

【００２９】高分子界面活性剤としては、具体的には、
例えば、ポリビニルアルコールおよびその変性物；（メ
タ）アクリル酸系水溶性高分子、ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート系水溶性高分子、ヒドロキシプロピル
（メタ）アクリレート系水溶性高分子（但し、本発明に
かかる共重合体とは異なる高分子）；ポリビニルピロリ
ドン；等が挙げられる。これら高分子界面活性剤は、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。

【００３０】反応温度や反応時間等の重合条件は、モノ
マー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０〜１００℃の範囲内であ
ることがより好ましく、４０〜９５℃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。乳化重合法を採用する場合におけるモ
ノマー組成物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、プレエマルショ
ン法、パワーフィード法、シード法、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。

【００３１】上記のモノマー組成物を共重合させること
により、本発明にかかる共重合体が得られる。該共重合
体の重量平均分子量は１０万以上であることが好まし
い。そして、乳化重合法を採用した場合に得られるエマ
ルションに含まれる、共重合体を含む不揮発分の濃度
は、６０重量％以下であることがより好ましい。不揮発
分の濃度が６０重量％を越えるエマルションは、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
に凝集を生じるおそれがある。また、エマルションに含
まれる粒子の平均粒径は、３０ｎｍ〜１００μｍの範囲
内であることがより好ましく、５０ｎｍ〜５０μｍの範
囲内であることがさらに好ましい。粒子の平均粒径が３
０ｎｍ未満であるエマルションは、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
るおそれがある。

【００３２】本発明にかかる共重合体は、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、或いは、そのままで（中和しなくとも）、水に溶解
または膨潤する。これにより、該共重合体、つまり、本
発明にかかる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。

【００３３】以上のようにして、本発明にかかる製鉄用
造粒処理剤（以下、単に処理剤と記す）が得られる。上
記の共重合体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、該処理剤は、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
適に用いられる処理剤を安価に提供することができる。

【００３４】製鉄用原料への処理剤の添加方法は、特に
限定されるものではないが、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簡便であり、均一に
添加することができるので特に好ましい。

【００３５】焼結原料（鉄鉱石、副原料、燃料等）に対
する処理剤の添加量は、特に限定されるものではない
が、下限値がより好ましくは０．００１重量％であり、
さらに好ましくは０．００５重量％であり、上限値がよ
り好ましくは５．０重量％であり、さらに好ましくは
０．５重量％である。５．０重量％を越えて処理剤を添
加すると、造粒過多となって焼結原料の固まりができて
しまい、該焼結原料の固まり内部が焼結されなくなる等
の悪影響が出てしまう。また、処理剤の添加量の下限値
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。

【００３６】ペレット原料（鉄鉱石、ダスト、炭材等）
に対する処理剤の添加量は、特に限定されるものではな
いが、下限値がより好ましくは０．０１重量％であり、
さらに好ましくは０．０５重量％であり、上限値がより
好ましくは５．０重量％であり、さらに好ましくは１．
０重量％である。５．０重量％を越えて処理剤を添加す
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、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。

【００３７】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・混練して造粒する処理方法についても、
本発明にかかる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、少量の処理剤で製鉄用原料を効
率的に造粒することができる。このように、本発明にか
かる処理剤は、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、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、本発明にかかる処理剤を用いることもで
きる。

【００３８】

【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。実施例および比較例における平
均粒径およびＧＩ指数は、下記方法により測定した。
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。

【００３９】（平均粒径、ＧＩ指数）造粒操作を行って
得られた擬似粒子を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。

【００４０】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。

【００４１】〔実施例１〕２つの滴下ロート、撹拌装
置、窒素ガス導入管、温度計、および還流冷却器を取り
付けたフラスコに、イオン交換水６４５．８部と、乳化
剤（第一工業製薬株式会社製，商品名；ハイテノールＮ
−０８）１．５部とを仕込んだ。次いで、７５℃で撹拌
することにより、乳化剤を完全に溶解させると共に、フ
ラスコ内を窒素ガス置換した。一方、酸基含有モノマー
としてのメタクリル酸７２．６部、（メタ）アクリル酸
エステルとしてのアクリル酸メチル７２．５部、および
他の単量体としてのメルカプトプロピオン酸０．０４部
からなるモノマー組成物を、乳化剤（同上）２．１％水
溶液１４０．４部に添加し、激しく撹拌することにより
プレエマルションを調製した。そして、該プレエマルシ
ョンを第一の滴下ロートに仕込んだ。また、第二の滴下
ロートには重合開始剤としての過硫酸アンモニウム１％
水溶液３０．６部を仕込んだ。

【００４２】次いで、フラスコ内の水溶液に第一の滴下
ロートからプレエマルション２８．６部を滴下し、７５
℃で５分間撹拌した。続いて、重合開始剤としての過硫
酸アンモニウム１％水溶液３．４部および亜硫酸水素ナ
トリウム１％水溶液１．５部をフラスコに投入し、７５
℃で２０分間撹拌することにより、初期重合を行った。
その後、反応温度を７７℃に保ちながら、第一の滴下ロ
ートから残りのプレエマルション２５７部を２時間かけ
て滴下すると共に、第二の滴下ロートから水溶液を３時
間かけて滴下した。第二の滴下ロートからの滴下終了
後、さらに１時間重合させた後、得られた反応液を冷却
して、共重合を終了した。

【００４３】これにより、共重合体を含む不揮発分の濃
度が１５．４％であるエマルションを得た。ＧＰＣ（ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて測定
した共重合体の重量平均分子量は、約１４０万であっ
た。そして、得られたエマルション２４０部と、中和剤
としての炭酸ナトリウム１０部とを水５２５０部に添加
してよく撹拌し、共重合体を中和することにより、処理
剤としてのポリマー水溶液５５００部を得た。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。

【００４４】

【表１】

【００４５】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、予備撹拌
した。その後、同回転速度で撹拌しながら、該焼結原料
に、予め調製した上記ポリマー水溶液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
する共重合体の割合は０．０５％であった。噴霧後、さ
らに同回転速度で３分間撹拌することにより、造粒操作
を行った。

【００４６】得られた擬似粒子に含まれる水分を測定す
ると共に、該擬似粒子をふるいを用いて分級することに
より、平均粒径およびＧＩ指数を求めた。次いで、上記
擬似粒子を５０ｋｇスケールの鍋試験にて焼結を行い、
焼結鉱を得た。該試験の条件は、層厚を５５０ｍｍと
し、吸引負圧を９．８ｋＰａ（一定）とした。得られた
焼結鉱の生産率、成品歩留、焼結鉱強度を測定した。結
果をまとめて表２に示す。

【００４７】〔実施例２〕実施例１にて得られたエマル
ション２４０部と、中和剤としての炭酸水素アンモニウ
ム１５部とを水５２４５部に添加してよく撹拌し、共重
合体を中和することにより、処理剤としてのポリマー水
溶液５５００部を得た。次いで、実施例１と同様に焼結
原料の造粒処理操作および焼結操作を行って焼結鉱を得
た後、該焼結鉱の生産率、成品歩留、焼結鉱強度を測定
した。結果をまとめて表２に示す。

【００４８】〔比較例１〕実施例１と同じ焼結原料７０
０００部に水５２５０部を添加することにより、造粒操
作を行った。次いで、実施例１と同様に焼結操作を行っ
て焼結鉱を得た後、該焼結鉱の生産率、成品歩留、焼結
鉱強度を測定した。結果をまとめて表２に示す。

【００４９】〔比較例２〕糖蜜７６０部を水５６４０部
に添加してよく撹拌することにより、比較用の処理剤と
しての糖蜜水溶液６４００部を得た。次いで、実施例１
と同じ焼結原料７００００部に糖蜜水溶液５９００部を
添加して、実施例１と同様に焼結原料の造粒処理操作お
よび焼結操作を行って焼結鉱を得た後、該焼結鉱の生産
率、成品歩留、焼結鉱強度を測定した。結果をまとめて
表２に示す。

【００５０】〔比較例３〕実施例１と同じ焼結原料７０
０００部をドラムミキサーに投入すると共に、該焼結原
料に対する割合が１．５％となるように生石灰１０５０
部を添加し、回転速度２４min ^-1で１分間、予備撹拌し
た。その後、同回転速度で撹拌しながら、該焼結原料に
水５６００部をスプレーを用いて約１．５分間かけて噴
霧した。噴霧後、さらに同回転速度で３分間撹拌するこ
とにより、造粒操作を行った。次いで、実施例１と同様
に焼結操作を行って焼結鉱を得た後、該焼結鉱の生産
率、成品歩留、焼結鉱強度を測定した。結果をまとめて
表２に示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２に示す結果から明らかなように、本発
明にかかる処理剤を少量用いることにより、擬似粒子の
平均粒径、ＧＩ指数を大きく増加させることができ、従
って、該処理剤が焼結原料を擬似粒化するのに優れた効
果を発揮することが判った。また、本発明にかかる処理
剤を少量用いることにより、擬似粒子を焼結してなる焼
結鉱の生産率、成品歩留、焼結鉱強度を向上させること
ができることが判った。

【００５３】〔実施例３〕予め、実施例１と同様の操作
を行うことにより、処理剤としてのポリマー水溶液を得
た。次に、前記表１に示す組成を有する焼結原料を用
い、該焼結原料の成分のうち、クドレムク粉鉱５８８２
部、リオドセ粉鉱２０５９部および焼結鉱粉２９４１部
（以下、これらを原料成分と記す）の合計１０８８２部
をアイリッヒミキサーに投入し、混合パン（直径５００
ｍｍ）の回転速度３０min ^-1、アジテータ（直径２００
ｍｍ）の回転速度８００min ^-1で以て混合した。その
後、該原料成分を直径１ｍのパンペレタイザーに投入
し、回転速度２４min ^-1でパンペレタイザーを回転させ
ながら、原料成分に、上記ポリマー水溶液１３００部を
霧吹きを用いて約１分間かけて噴霧した。上記原料成分
に対する共重合体の割合は０．０８％であり、焼結原料
に対する共重合体の割合は０．０１２％であった。噴霧
後、さらに同回転速度で３分間撹拌することにより、造
粒操作を行った。

【００５４】さらに、上記造粒操作を行った原料成分
と、残りの焼結原料５９１１８部とを同時にドラムミキ
サーに投入し、回転速度２４min ^-1で１分間、予備撹拌
した。その後、同回転速度で撹拌しながら、該焼結原料
に、水４０００部をノズルを用いて約１．５分間かけて
添加した。添加後、さらに同回転速度で３分間撹拌する
ことにより、造粒操作を行った。

【００５５】得られた擬似粒子に含まれる水分を測定す
ると共に、該擬似粒子をふるいを用いて分級することに
より、平均粒径およびＧＩ指数を求めた。次いで、上記
擬似粒子を５０ｋｇスケールの鍋試験にて焼結を行い、
焼結鉱を得た。該試験の条件は、層厚を５５０ｍｍと
し、吸引負圧を９．８ｋＰａ（一定）とした。得られた
焼結鉱の生産率、成品歩留、焼結鉱強度を測定した。結
果をまとめて表３に示す。

【００５６】〔比較例４〕実施例３と同じ原料成分１０
８８２部に水１３００部を添加することにより、前段の
造粒操作を行った。その後、該造粒操作を行った原料成
分と、残りの焼結原料５９１１８部とに水４０００部を
添加することにより、後段の造粒操作を行った。次い
で、実施例３と同様に焼結操作を行って焼結鉱を得た
後、該焼結鉱の生産率、成品歩留、焼結鉱強度を測定し
た。結果をまとめて表３に示す。

【００５７】

【表３】

【００５８】表３に示す結果から明らかなように、複数
の造粒工程（処理工程）を有する場合においても、本発
明にかかる処理剤を少量用いることにより、擬似粒子の
平均粒径、ＧＩ指数を大きく増加させることができ、従
って、該処理剤が焼結原料を擬似粒化するのに優れた効
果を発揮することが判った。また、本発明にかかる処理
剤を少量用いることにより、擬似粒子を焼結してなる焼
結鉱の生産率、成品歩留、焼結鉱強度を向上させること
ができることが判った。

【００５９】〔実施例４〕予め、実施例１と同様の操作
を行うことにより、エマルションを得た。そして、得ら
れたエマルション２１５部と、中和剤としての炭酸水素
アンモニウム１４部とを水３２７１部に添加してよく撹
拌し、共重合体を中和することにより、処理剤としての
ポリマー水溶液３５００部を得た。

【００６０】次に、高炉ダスト１２０００部、焼結ダス
ト３０００部、転炉ダスト１５０００部を配合すること
によりペレット原料（製鉄用原料）３００００部を調製
し、該ペレット原料を混合機に投入して混合した。ペレ
ット原料に占める炭素成分の割合は１２．８％であっ
た。その後、混合されたペレット原料を直径１ｍのパン
ペレタイザーに投入し、回転速度３０min ^-1でパンペレ
タイザーを回転させ、ペレット原料に、上記ポリマー水
溶液３２００部を添加しながら４分間撹拌することによ
り、造粒操作を行った。上記ペレット原料に対する共重
合体の割合は０．１％であった。これにより、水分が１
０％の生ペレットを得た。得られた生ペレットの圧潰強
度、落下強度を測定した。落下強度とは、生ペレットを
１ｍの高さから鉄板に繰り返し落下させたときに、破壊
されずにその形状を維持していた回数を示す。

【００６１】上記の生ペレットを、ふるいを用いて直径
１０〜２０ｍｍの大きさに分級した後、電気炉で１１０
℃、２０時間乾燥させ、常温まで冷却した。これによ
り、乾燥した成品ペレットを得た。得られた成品ペレッ
トに含まれる水分を測定すると共に、該成品ペレットの
圧潰強度、落下強度を測定した。結果をまとめて表４に
示す。

【００６２】〔比較例５〕高炉ダスト１１４００部、焼
結ダスト２７００部、転炉ダスト１５０００部、ベント
ナイト９００部を配合することによりペレット原料３０
０００部を調製し、該ペレット原料を混合機に投入して
混合した。ペレット原料に占める炭素成分の割合は１
２．５％であった。その後、混合されたペレット原料を
直径１ｍのパンペレタイザーに投入し、回転速度３０mi
n ^-1でパンペレタイザーを回転させ、ペレット原料に水
３２００部を添加しながら４分間撹拌することにより、
造粒操作を行った。これにより、水分が１０％の生ペレ
ットを得た。得られた生ペレットの圧潰強度、落下強度
を測定した。次いで、実施例４と同様に乾燥操作を行っ
て成品ペレットを得た後、該成品ペレットの圧潰強度、
落下強度を測定した。結果をまとめて表４に示す。

【００６３】

【表４】

【００６４】表４に示す結果から明らかなように、ペレ
ットを製造する場合においても、本発明にかかる処理剤
を少量用いることにより、生ペレットおよび成品ペレッ
トの圧潰強度、落下強度を大きく増加させることがで
き、従って、該処理剤がペレット原料をペレット化する
のに優れた効果を発揮することが判った。

【００６５】

【発明の効果】本発明の製鉄用造粒処理剤は、以上のよ
うに、酸基含有モノマー由来の単位と（メタ）アクリル
酸エステル由来の単位とを含む重量平均分子量１０万以
上の共重合体を含む構成である。

【００６６】上記の共重合体は、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。

【００６７】本発明の製鉄用造粒処理剤は、以上のよう
に、上記共重合体が、酸基含有モノマーと（メタ）アク
リル酸エステルとを含むモノマー組成物をエマルション
重合してなる構成である。

【００６８】酸基含有モノマーと（メタ）アクリル酸エ
ステルとを含むモノマー組成物をエマルション重合する
ことにより、重量平均分子量の大きい共重合体を高濃度
で得ることができると共に、取り扱い時の粘度を低くす
ることができ、かつ、生産コストを低減化することがで
きる。従って、性能がより優れた製鉄用造粒処理剤をよ
り安価に提供することができるという効果を奏する。

【００６９】本発明の製鉄用造粒処理剤は、以上のよう
に、上記の共重合体の少なくとも一部が、中和剤によっ
て中和されている構成である。

【００７０】これにより、共重合体は水に溶解または膨
潤し、少量の使用で以て充分な性能（効果）を発揮する
ことができるので、性能がより優れた製鉄用造粒処理剤
を提供することができるという効果を奏する。

【００７１】本発明の造粒処理方法は、以上のように、
前記の製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に添加する構成で
ある。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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という
効果を奏する。

【００７５】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％〜５．０重量％の範囲内で添加する構成である。

【００７６】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という
効果を奏する。

【００７７】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。

【００７８】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
るという効果を奏する。

フロントページの続き (72)発明者 細谷 陽三 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 宮田 賢二 大阪府吹田市西御旅町５番８号 株式会社 日本触媒内 (72)発明者 河野 克之 大阪府吹田市西御旅町５番８号 株式会社 日本触媒内 Ｆターム(参考） 4K001 AA10 BA02 CA29 CA33 CA39

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 酸基含有モノマー由来の単位と（メタ）アクリル酸エス
   テル由来の単位とを含む重量平均分子量１０万以上の共
   重合体を含むことを特徴とする製鉄用造粒処理剤。
2. 【請求項２】上記共重合体が、酸基含有モノマーと（メ
   タ）アクリル酸エステルとを含むモノマー組成物をエマ
   ルション重合してなることを特徴とする請求項１記載の
   製鉄用造粒処理剤。
3. 【請求項３】上記の共重合体の少なくとも一部が、中和
   剤によって中和されていることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の製鉄用造粒処理剤。
4. 【請求項４】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、 請求項１ないし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。
5. 【請求項５】上記製鉄用造粒処理剤を水溶液の状態で添
   加することを特徴とする請求項４記載の造粒処理方法。
6. 【請求項６】上記製鉄用造粒処理剤を製鉄用原料に対し
   て０．００１重量％〜５．０重量％の範囲内で添加する
   ことを特徴とする請求項４または５記載の造粒処理方
   法。
7. 【請求項７】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ことを特徴とする請
   求項４、５または６記載の造粒処理方法。