JP2003277839A

JP2003277839A - 溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法

Info

Publication number: JP2003277839A
Application number: JP2002080884A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Noda; 英俊野田; Koichi Ichikawa; 孝一市川; Satoshi Machida; 智町田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】溶鉄精錬用カルシウムフェライトを下方吸引
式無端移動グレート式焼結機で高生産性及び高歩留で工
業生産する。【解決手段】２ｍｍ以下が８０％以上の微粉石灰石１
ａ、平均１．５ｍｍ以下の微粉鉄鉱石１ｃ等を用い、デ
ィスクペレタイザー３で生ペレット８を造粒し、固体燃
料４を外装する。焼結ベッド１２の層厚の概ね上部側３
分の１に固体燃料（例えば粉コークス）を集中的に偏在
させる。Ａ＝（１．０５〜１．５０）×ＢＡ、Ｂ：
上側１／３以下、下側２／３以上の固体燃料％。原料配
合を、モル比ｎ_Ca／ｎ_Fe＝０．３〜１．５、ＣａＯ％／
Ｆｅ₂Ｏ₃％>０．２、且つカルシウムフェライト成品中
のＣａＯ＝２５〜５０％に調整する。更に原料配合を、
バインダー由来のΣＣａＯ％／石灰石由来のＣａＯ％＞
０．２３に調整し、バインダー粒度を１ｍｍ以下。外装
固体燃料４を５％以上にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶鉄精錬用カルシ
ウムフェライトを高生産性及び高歩留で工業生産する技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、転炉における鋼の精錬過程におい
ては、炉内の溶銑に酸素ガスを吹き付けて、溶銑中のＣ
及びＳｉを酸素と反応させ、それぞれをＣＯ及びＳｉＯ
₂とする。また、同時に生石灰（ＣａＯ）を炉内に添加
して、溶銑中のＳ及びＰと結合させることにより脱Ｓ及
び脱Ｐを行なう。こうして、溶銑中Ｃ、Ｓｉ、Ｓ及びＰ
の濃度を所定値まで低下させる。

【０００３】ところが、上記ＣａＯの脱Ｐ及び脱Ｓ作用
は、転炉内に添加されたＣａＯが、炉内の溶銑と接触し
て反応することにより行なわれる。そこで、このＣａＯ
の上記接触・反応寄与率を向上させるために、当該Ｃａ
Ｏの粒径を１０〜３０ｍｍ程度に調整して添加する。そ
して、この脱Ｐ及び脱Ｓ反応を効率よく行なわせるため
には、更に、このＣａＯと、当該炉内溶銑の酸素吹錬で
生成したＦｅＯとを融体化させた溶融スラグにすること
が必要である。この溶融スラグは、既に生成していたＳ
ｉＯ₂と反応して、ＣａＯ−ＳｉＯ₂−ＦｅＯ系の融体と
なる。そして、通常、このＣａＯ−ＳｉＯ₂−ＦｅＯ系
スラグ中のＣａＯとＳｉＯ₂との重量％の比、ＣａＯ
（ｍａｓｓ％）／ＳｉＯ₂（ｍａｓｓ％）が、３．０以
上となるように、ＣａＯの添加量を調整する。

【０００４】しかしながら、上記ＣａＯ−ＳｉＯ₂−Ｆ
ｅＯ系スラグの融体化過程においては、転炉へのＣａＯ
添加時に既に生成していたＳｉＯ₂や、その後に生成し
たＳｉＯ₂がＣａＯと反応して、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂や３
ＣａＯ・ＳｉＯ₂が生成し、これらが当該ＣａＯの粒子
表面を覆い、取り囲む形態となる。ところが、上記２Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ₂及び３ＣａＯ・ＳｉＯ₂の融点は、それぞ
れ２１３０℃及び２０７０℃と高温である。このため、
通常の転炉操業の温度では、この２ＣａＯ・ＳｉＯ₂及
び３ＣａＯ・ＳｉＯ₂は固体状態であり、ＣａＯの融体
化を著しく阻害化する。こうして、溶銑の脱Ｐ及び脱Ｓ
作用の効率化に重要な、ＣａＯ（ｍａｓｓ％）／ＳｉＯ
₂（ｍａｓｓ％）≧３．０を満たすＣａＯ−ＳｉＯ₂−Ｆ
ｅＯ系スラグの生成が遅れる。そこで、従来、転炉スラ
グには蛍石（ＣａＦ₂）を適宜添加して、融体化を促進
する方法が採られてきた。

【０００５】この結果、精錬に用いられた転炉スラグに
は、若干のＣａＦ₂が含まれている。ところが、最近、
転炉スラグからのフッ素（Ｆ）イオンの浸出が環境上望
ましくないとの理由で、転炉スラグ中のＣａＦ₂の存在
が、転炉スラグの用途制限の一因となっている。

【０００６】上記状況下において、蛍石を用いずに、転
炉において溶銑を脱Ｐ及び脱Ｓするための精錬材であっ
て、極めて効果的なものとして、カルシウムフェライト
系の精錬材が注目され、多数の製造方法が開示されてい
る。ここで、カルシウムフェライトとは２ＣａＯ・Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣａＯ・２Ｆｅ₂Ｏ₃の総称
である。例えば、特開昭５１−１３３２００号公報に
は、石灰石等の酸化カルシウム粉中で、転炉灰や鉄鉱石
粉等の酸化第二鉄からなる粒状原料を、回転炉内で１２
００〜１２５０℃で転動させながら焼成し、製造する方
法が開示されている（以下、「従来の技術１」とい
う）。

【０００７】しかしながら先行技術１の方法により、カ
ルシウムフェライトを工業的規模で製造する場合、回転
炉内の温度管理が難しく、均質な成品は得られにくい。
更に、カルシウムフェライト系精錬材は融点が低いの
で、回転炉内壁に多量の融着物層が生成し、このために
度々操業を中断し、これを除去しなけらばならず、操業
上大きな問題となる。

【０００８】特開昭６１−１７７３１４号公報には、カ
ルシウムフェライトの焼結機として、無端移動グレート
式焼結機（ドワイトロイド式焼結機）を用いる方法が開
示されている（以下、「従来の技術２」という）が、焼
結原料の融剤中に蛍石を添加する方法であるために、焼
成過程で低融点のカルシウムフェライトが大量に発生す
るため、焼結ベッドの通気性が大幅に悪化し、生産率が
著しく低下すると考えられる。また、排ガス中のフッ素
やフッ化水素の排出や設備の腐食等も問題となる。

【０００９】上述したように、カルシウムフェライトを
工業的に、しかも安価に製造する技術は未だ確立してい
ない。

【００１０】そこで、本発明者等は特開２０００−２５
６７３１号公報で、ＣａＯ含有物質として粒径２ｍｍ以
下のものが８０ｍａｓｓ％以上を占める石灰石と、酸化
鉄含有物質として微粉鉄鉱石、ダスト、ミルスケール、
および砂鉄のうちの１種以上からなりその平均粒径が
１．５ｍｍ以下である酸化鉄原料を用い、上記石灰石と
この酸化鉄原料との混合原料中のＣａとＦｅとのモル比
が０．３〜１．５の範囲内となるように配合し、こうし
て得られた配合原料をミキサーで調湿し混合し、得られ
た混合原料をディスクペレタイザーで調湿し造粒して生
ペレットを調製し、調製された生ペレットの表面を粉コ
ークスで被覆し、こうして粉コークスが外装された生ペ
レットを無端移動グレート式焼結機に装入して焼成し、
こうして得られた焼成成品中のＣａＯ含有率が、２５〜
５０ｍａｓｓ％の範囲内になるように調製することによ
り、焼結ベッドの通気性を確保して安定してカルシウム
フェライトを製造する技術（以下、「先行技術１」とい
う）を開発した。その結果、それ以前の技術より生産率
が大幅に向上して、溶鉄精錬用カルシウムフェライトの
工業生産が可能となった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来、転炉その他の精
錬炉において、溶銑や溶鉄中の不純物の内、ＰやＳを当
該溶湯から除去するための、脱Ｐ及び脱Ｓを主目的とし
た効果的な精錬材として、特に、低温度で行なう精錬に
より反応が促進される脱Ｐ反応、例えば１２５０〜１４
００℃程度の低温においても優れた脱Ｐ作用を発揮する
精錬材として、カルシウムフェライトが知られている。

【００１２】そこで、本発明者等は、従来の技術１にお
ける問題点である、回転炉内の温度管理の困難性、成品
の不均質性、及び回転炉内壁への融着物層の多量付着問
題、並びに、従来の技術２における問題点である、焼結
ベッドの通気性不充分による低生産性、及び焼結反応時
の融剤としての蛍石添加による操業時排ガス中のフッ素
やフッ化水素の排出問題や転炉等精錬炉からの排出スラ
グ利用上の問題点を、上述した先行技術１により解決す
ると共に、ＣａＯ粒子の内部全域にわたりカルシウムフ
ェライトが生成して、成品品質及びその化学成分組成が
安定し、そして、溶鉄の精錬材としてのカルシウムフェ
ライトの製造歩留及び生産性を低下させることのない工
業生産技術を開発した。

【００１３】しかしながら、本発明者はこの先行技術を
用いた場合よりも更に、カルシウムフェライトの成品歩
留を向上させると共に、その生産性の向上を図ることが
できる技術開発をすることにした。かかる技術開発をす
るに当たり、下記課題を解決すべきであることに着眼し
た。

【００１４】カルシウムフェライトの成品歩留の向上を
図り、従ってまた、その生産性の向上を図ろうとした場
合に、先行技術１では十分ではないという問題が発生し
た。その原因を究明するための試験・調査並びに検討を
行った。

【００１５】［１］先行技術の方法でカルシウムフェ
ライトを製造した場合には、焼成後の焼結ベッド上部側
の歩留が低いことがわかり、その結果、生産率を更に向
上させることができないことが判明した。

【００１６】このように、焼結ベッド上部側のカルシウ
ムフェライト製造の生産率向上が阻害される要因は、焼
結ベッドの焼成時にコークス燃焼の発熱により原料が高
温に保持される時間が、焼結ベッド上方から吸引される
雰囲気空気によって急速に冷却されるため、１０００℃
以上に保持されている時間が下部に比べて短くなってい
るからであり、そのために、９００℃程度で起こる石灰
石の分解反応から、これに続くＣａＯ等と酸化鉄原料と
の反応に至るカルシウムフェライトの焼成反応が不十分
になり、焼成工程後の焼結ベッドに形成される焼成品の
鉱物組成が安定せず、カルシウムフェライト成分として
の歩留が低下する。

【００１７】更に焼成品の組織が脆弱で、容易に微細な
粉状に解体して飛散することとなり、焼成品の冷却工程
や回収、運搬過程での取り扱いが困難となるため、成品
としての歩留が一層低下する。

【００１８】そこで、本発明者は、焼結ベッド上部側の
温度が１０００℃以上に保持されている時間を、下部側
と同様に長くして、焼結ベッド上部側での成品歩留を改
善することに着眼した。

【００１９】上記、焼結ベッド上部側の温度が１０００
℃以上に保持されている時間を十分に確保することは、
カルシウムフェライトの製造装置として、生ペレットを
無端移動グレート式焼結機を用い、下方吸引方式でこれ
を運転する際に特に重要な解決すべき課題である。

【００２０】［２］次に、カルシウムフェライトの製
造原料として、ＣａＯ成分含有物質として、資源的に豊
富で安価な石灰石を主体に使用することが望ましい。と
ころが、石灰石はカルシウムフェライトの焼成工程にお
いて、酸化鉄含有物質と反応する前に分解して、９００
℃程度において多量の炭酸ガスを放出する。この石灰石
の分解反応は大きな吸熱反応であり、多量の熱を必要と
する。しかも、石灰石と酸化鉄含有物質との反応は、吸
熱反応により融液を発生させる反応であるため、この反
応も亦上記同様に多量の熱を必要とする。

【００２１】しかしながら、燃料投入量を、単に増やす
だけでは、製造コストがかさむので避けるべきであるこ
とは当然として、熱量が不足する領域への燃料投入量を
増やす場合には、焼結ベッド内での局部的過溶融による
融液の局部的大量発生による当該焼結ベッド内の通気性
悪化とマクロ的な通気性不均一化を防止しなければなら
ない。

【００２２】また、カルシウムフェライトの焼成反応に
は上述したように多量の熱量を必要とするので、原料中
のＦｅ₂Ｏ₃成分含有率に対するＣａＯ成分含有率の比率
が低下するにつれて、コークスの燃焼性を阻害すると同
時に、焼結ベッド内に均一な焼成温度を保持することが
できなくなり、円滑なカルシウムフェライトの生成がで
きなくなる。更に、原料中のＦｅＯ成分がある値以上に
増加すると、低融点のカルシオウスタイトが生成を開始
し、これにより焼結層内の融液生成反応が不均一となり
生産性や歩留が低下する。

【００２３】更に、焼成されたカルシウムフェライト成
品に対しては、前述したように、これをハンドリングす
る過程で崩壊しないように、十分な強度が付与されてい
ることが要請される。

【００２４】そこで、本発明者は、焼結ベッド内の燃料
含有率を適正量の範囲内に制限して、無駄にならないよ
うにすることを前提とし、上述した石灰石使用により
熱量を多量に必要とすることへの対策、焼結ベッド内
の局部的過溶融による通気性悪化及び不均一化防止対
策、コークスの燃焼性阻害の防止対策及びカルシオウ
スタイトの生成防止対策等、種々の問題を解消するため
には、下記１〜３項の事項が重要であることに着眼し、
これらの事項が達成されるのに必要な条件を見出すこと
を課題とした。

【００２５】１．適切な焼成反応により良質なカルシウ
ムフェライト成品が得られるように、焼結ベッドを構成
する生ペレット粒子が、これを構成する原料粒子（Ｃａ
Ｏ含有物質粒子及び酸化鉄含有物質粒子）及び燃料粒子
（例えば粉コークス粒子）がそれぞれ適切な粒度を有
し、且つこれらが相互に適切な混合状態と分布状態に調
節された生ペレット粒子に調製されていること、２．焼結ベッド内の通気性が適正に保持され得るよう
に、当該生ペレットの粒度が調節されていること、及
び、３．所定の温度範囲内においてカルシウムフェライトの
適切な鉱物組織が均一に形成され、また成品強度が確保
されるように、原料配合及び燃料添加量が調節されてお
り、そして、溶鉄精錬剤特に脱Ｐ、脱Ｓ剤としての機能
が発揮され得るような成品の成分組成となるように、原
料配合が調節されていること。なお、その際、石灰石の
分解反応で生成した多量のＣＯ₂ガスは、焼結ベッド上
方から吸引された空気中酸素濃度を希釈して、焼結ベッ
ドに含有された粉コークスの燃焼性を阻害することを考
慮すること。

【００２６】［３］このように、原料のＣａＯ含有物
質の経済性を生かして石灰石を用いた低製造コストの達
成と、成品の歩留及び生産性の向上との両立を図りつ
つ、カルシウムフェライトを製造する技術を開発するた
めに、焼結ベッド内部の原料及び燃料に対して付与すべ
き状態、並びに焼結ベッドを構成する生ペレットの性状
に対する、上述した各種の適正条件を見出すことにし
た。

【００２７】こうして、この発明の目的は、溶鉄の精錬
材としてのカルシウムフェライトの製造において、成品
品質及びその化学成分組成が安定すると共に、歩留及び
生産性が向上し得る、溶鉄の精錬材としてのカルシウム
フェライトを安価に製造する方法を提供することにあ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上述した観点から、本発
明者は鋭意研究を重ね、いくつかの新知見を得ることに
よりこの発明をした。

【００２９】［１］焼結ベッドの焼成時にコークス燃
焼の発熱により高温に保たれる時間について、焼結ベッ
ド上部側のある領域と下部側の残部領域とを比較する
と、焼結ベッド下部側は、先に昇温されたベッド上部側
が吸引空気により冷却される際に放出する熱を当該上部
側から順次供給される。従って、焼結ベッド下部側は、
上部側のように急冷されることがなく、１０００℃以上
に保持される時間が上部側より延長されるので、歩留は
相対的に下部側の方が上部側より向上する。

【００３０】そこで、焼結ベッド下部側への燃料投入量
を減らし、その分だけ上部側への燃料投入量を増やすこ
とにより、上部側における熱不足の解消を図って温度を
上昇させることができ、且つ、焼結ベッド上方からの吸
引空気量が一定の場合を考えると、同体積の空気中に含
まれる酸素量により、より多量のコークスを燃焼させる
ことになるので、燃焼に要する時間がより長くなり、従
来よりも高温状態に保持できる時間が延長される。この
現象は、焼結ベッド内の燃料含有率を上部側と下部側と
に適切に配分することにより可能となり、その結果、焼
結ベッド上部側におけるカルシウムフェライトの焼成反
応を促進させ、この領域の歩留と生産性を改善すること
が可能であることがわかった。

【００３１】そして、検討を重ねた結果、上方から焼結
ベッド内への吸引空気による冷却が強く作用する領域
は、焼結ベッドの層厚にもよるが、概ね上部側３分の１
の領域であることが判明したので、この領域に燃料（例
えば粉コークス）を集中的に偏在させるのが効果的であ
ることを着想した。こうすることにより、カルシウムフ
ェライトの歩留及び生産性が向上することがわかった本
発明者は、更に、焼結ベッド層厚の上部側３分の１の領
域の粉コークス含有率を、下部側残部領域での粉コーク
ス含有率の５〜５０％増しに偏在させることが、カルシ
ウムフェライトの生産性向上及び歩留向上に極めて効果
的であることを見出した。上部側３分の１の領域におけ
る粉コークス含有率の偏在程度が、上記５％増しよりも
小さいと、この上部側に粉コークスを偏在させても効果
が現れず、一方、それが５０％増しよりも多いと、焼結
ベッド内での局所的な過度の温度上昇により融液が大量
に発生して、焼結ベッド内の通気性を阻害するようにな
り、カルシウムフェライトの生産性向上の改善効果が発
揮されないことがわかった。なお、上記においては、最
も少ないコークス添加量（投入量）で目的の生産率向上
を達成できるために、焼結ベッド層厚の上部側３分の１
の領域に粉コークスを集中的に偏在させるべきであると
したが、この層厚の最適割合は、ベッド層厚が厚くなる
につれて相対的に小さくすべきであることもわかった。

【００３２】上記新知見から得られた請求項１記載の発
明に係る溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法
は、原料としてＣａＯ含有物質と酸化鉄含有物質とを使
用し、燃料として固体燃料を使用する方法であって、そ
の詳細が下記特徴を有するものである。

【００３３】即ち、ＣａＯ含有物質として、粒径２ｍｍ
以下のものが８０ｍａｓｓ％以上を占める微粉石灰石を
用い、酸化鉄含有物質として、微粉鉄鉱石、ダスト、ミ
ルスケール、砂鉄及びその他の酸化第二鉄含有物質から
なる群から選ばれた１種以上からなりその平均粒径が
１．５ｍｍ以下である微粉酸化鉄含有物質を用い、そし
て、固体燃料として粒状固体燃料を用いる。

【００３４】上記原料及び燃料からなる配合原燃料をミ
キサーで調湿し混合し、得られた混合原燃料をディスク
ペレタイザーで生ペレットに造粒し、次いでその生ペレ
ットを粒状固体燃料で被覆し、こうして得られた粒状固
体燃料が外装された生ペレットを無端移動グレート式焼
結機へ装入してその生ペレットからなる焼結ベッドを形
成し、これを連続的に焼成してカルシウムフェライトを
製造する。その際に、上記配合原燃料の調製を、その配
合原燃料中のＣａ元素とＦｅ元素とのモル比ｎ _Ca／ｎ_Fe
が０．３〜１．５の範囲内になり、且つ、得られる焼成
カルシウムフェライト成品中のＣａＯ成分の含有率が２
５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内になるように調節し、そし
て、上記焼結ベッド内における粒状固体燃料の含有率分
布を、焼結ベッドの上部側における方がその下部側にお
けるよりも高くなるように調節するというものである。

【００３５】また、請求項１記載の発明における一層望
ましい溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法であ
る請求項２記載の発明は、下記特徴を有するものであ
る。即ち、請求項１記載の発明において、焼結ベッド内
における粒状固体燃料の含有率分布を、その焼結ベッド
の上表面から焼結ベッド厚の１／３以下の所定位置まで
の領域における粒状固体燃料の含有率Ａと、その焼結ベ
ッド全厚から上記１／３以下の所定位置までの厚さを除
いた残部厚領域における粒状固体燃料の含有率Ｂとの間
に、下記関係式：Ａ＝（１．０５〜１．５０）×Ｂが満たされるように調節するものである。但し、Ａ、Ｂ
はいずれも、ＣａＯ含有物質と酸化鉄含有物質とからな
る上記それぞれの領域におけるＣａＯ含有物質と酸化鉄
含有物質とからなる原料に対する外数の含有率（ｍａｓ
ｓ％）である。

【００３６】［２］焼結ベッドの焼成時に、石灰石の
熱分解反応により多量のＣＯ₂ガスが発生すると共に大
きな吸熱現象を伴っても、粉コークスの燃焼性を低下さ
せずにそれを維持するためには、生ペレットのＣａＯ成
分とＦｅ₂Ｏ₃成分との含有率の比率（ＣａＯｍａｓｓ％
／Ｆｅ₂Ｏ₃ｍａｓｓ％）が、０．２を超えるように原料
配合を調節することが効果的であることがわかった。そ
して、更に、その生ペレットに添加する粒状固体燃料の
分布状態について、適切な割合の量をその表面に被覆す
る（外装する）ことが効果的であることを確認した。

【００３７】上記新知見から得られた請求項３記載の発
明に係る溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法
は、原料としてＣａＯ含有物質と酸化鉄含有物質とを使
用し、燃料として固体燃料を使用する方法であって、下
記特徴を有するものである。

【００３８】即ち、ＣａＯ含有物質として、粒径２ｍｍ
以下のものが８０ｍａｓｓ％以上を占める微粉石灰石を
用い、酸化鉄含有物質として、微粉鉄鉱石、ダスト、ミ
ルスケール、砂鉄及びその他の酸化第二鉄含有物質から
なる群から選ばれた１種以上からなりその平均粒径が
１．５ｍｍ以下である微粉酸化鉄含有物質を用い、そし
て、固体燃料として粒状固体燃料を用いる。

【００３９】そして、上記原料及び燃料からなる配合原
燃料をミキサーで調湿し混合し、得られた混合原燃料を
ディスクペレタイザーで生ペレットに造粒し、次いでそ
の生ペレットを粒状固体燃料で被覆し、こうして得られ
た粒状固体燃料が外装された生ペレットを無端移動グレ
ート式焼結機へ装入してその生ペレットからなる焼結ベ
ッドを形成し、これを連続的に焼成してカルシウムフェ
ライトを製造する。その際に、上記配合原燃料の調製
を、その配合原燃料中のＣａ元素とＦｅ元素とのモル比
ｎ_Ca／ｎ_Feが０．３〜１．５の範囲内になり、且つその
配合原燃料中のＣａＯ成分とＦｅ₂Ｏ₃成分との含有率比
（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆｅ₂Ｏ₃ｍａｓｓ％）が、
０．２を超えるように、しかも、得られる焼成カルシウ
ムフェライト成品中のＣａＯ成分の含有率が２５〜５０
ｍａｓｓ％の範囲内になるように調節するというもので
ある。

【００４０】更に、上記、粉コークスの燃焼性を低下さ
せずにそれを維持するための知見より得られた、請求項
４記載の発明に係る溶鉄精錬用カルシウムフェライトの
製造方法は、請求項１又は２記載の発明に、更に、上記
配合原燃料の調製を、その配合原燃料中のＣａＯ成分と
Ｆｅ₂Ｏ₃成分との含有率比（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃ｍａｓｓ％）が、０．２を超えるように調節する
ことを付加することに特徴を有するものである。

【００４１】上記［１］及び［２］で述べた請求項１〜
４記載の全ての発明に対して、生ペレットに内・外装さ
れる粒状固体燃料の粒度、その含有率水準及びその内・
外装分配比が適正化された請求項５記載の発明に係る溶
鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法は、下記特徴
を有するものである。即ち、請求項１〜４記載のいずれ
かにおいて、粒状固体燃料が外装された生ペレット全体
に含まれる粒状固体燃料の平均含有率が、ＣａＯ含有物
質と酸化鉄含有物質とからなる原料に対する外数の含有
率表示で、上記生ペレットの乾燥重量に対して５ｍａｓ
ｓ％以上となり、しかも、外装された粒状固体燃料の重
量が全粒状固体燃料の重量の５０％以上となるように、
焼結機に装入される上記生ペレットを調製するものであ
る。

【００４２】［３］次に、焼成されるカルシウムフェ
ライト成品の一層の強度向上を図り、また均一な鉱物組
織の成品を得るためには、生ペレットの原料粒子の分散
性を向上させると共に、生ペレットを強固な造粒物に調
製することが重要である。これを達成するためには、配
合原料にバインダーとして生石灰及び消石灰の少なくと
も１種を適正量添加すること、またその粒度を小さく調
節したものを添加することが望ましいことを知見した。
こうすることにより、カルシウムフェライトの歩留及び
生産性が向上する。

【００４３】なお、添加された上記生石灰及び消石灰は
いずれも、原料中のＣａＯ成分としても機能する。ここ
で、本明細書において用いる配合関係用語の用法は、下
記の通りとする。（１）「配合原料」は、Ｍ１＋Ｍ２、Ｍ１＋Ｍ２＋Ｑ、
及び、Ｍ１＋Ｍ２＋Ｑ＋Ｒのいずれの場合をも含む配合
物を指すときに用いる。但し、Ｍ１：ＣａＯ含有物質Ｍ２：酸化鉄含有物質Ｑ：バインダーＲ：固体燃料を表わし、例えば、Ｍ１＋Ｍ２は、Ｍ１とＭ２との配合
物を表わし、Ｍ１＋Ｍ２＋Ｑ、及び、Ｍ１＋Ｍ２＋Ｑ＋
Ｒもこれに準じる。（２）「配合原燃料」は、固体燃料が配合された、（Ｃ
ａＯ含有物質＋酸化鉄含有物質）及び（ＣａＯ含有物質
＋酸化鉄含有物質＋バインダー）のいずれの場合をも含
んだ配合物を指すときに用いる。（３）「含バインダー配合原料」は、バインダーが配合
された、（ＣａＯ含有物質＋酸化鉄含有物質）及び（Ｃ
ａＯ含有物質＋酸化鉄含有物質＋固体燃料）のいずれの
場合をも含んだ配合物を限定して指すときに用いる。（４）「含バインダー配合原燃料」は、バインダーが配
合された（ＣａＯ含有物質＋酸化鉄含有物質＋固体燃
料）を限定して指すときに用いる。

【００４４】上記、生ペレットの原料粒子の分散性向上
と生ペレットの強固な造粒物形成についての知見から得
られた、請求項６記載の発明に係る溶鉄精錬用カルシウ
ムフェライトの製造方法は、下記特徴を有するものであ
る。即ち、請求項１〜５記載の発明のいずれかに、更
に、バインダーとして上記配合原燃料に、生石灰及び消
石灰の内少なくとも１種を添加することを付加するとい
うものである。

【００４５】更に、生ペレットの原料粒子の分散性向上
と生ペレットの強固な造粒物形成に関連して、上記石灰
石及び／又は消石灰の添加量を適正化して得られた、請
求項７記載の発明に係る溶鉄精錬用カルシウムフェライ
トの製造方法は、下記特徴を有するものである。即ち、
請求項６記載の発明において、上記配合原燃料にバイン
ダーとして生石灰及び消石灰の内少なくとも１種が添加
されて得られた含バインダー配合原燃料中の、生石灰に
由来するＣａＯ成分の重量と消石灰に由来するＣａＯ成
分の重量との合計重量と、石灰石中のＣａＯ成分の重量
との比が、０．２３以上になるように調節するものであ
る。

【００４６】一方、上記、生ペレットの原料粒子の分散
性向上と生ペレットの強固な造粒物形成についての知見
から得られた、他の発明である請求項８記載の発明に係
る溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法は、原料
としてＣａＯ含有物質と酸化鉄含有物質とを使用し、燃
料として固体燃料を使用し、更にバインダーとして生石
灰及び消石灰の内少なくとも１種を添加する方法であっ
て、下記特徴を有するものである。

【００４７】即ち、ＣａＯ含有物質として、粒径２ｍｍ
以下のものが８０ｍａｓｓ％以上を占める微粉石灰石を
用い、酸化鉄含有物質として、微粉鉄鉱石、ダスト、ミ
ルスケール、砂鉄及びその他の酸化第二鉄含有物質から
なる群から選ばれた１種以上からなりその平均粒径が
１．５ｍｍ以下である微粉酸化鉄含有物質を用い、そし
て、固体燃料として粒状固体燃料を用いる。

【００４８】そして、上記原料、燃料及びバインダーか
らなる含バインダー配合原燃料をミキサーで調湿し混合
し、得られた含バインダー混合原燃料をディスクペレタ
イザーで生ペレットに造粒し、次いでその生ペレットを
粒状固体燃料で被覆し、こうして得られた粒状固体燃料
が外装された生ペレットを無端移動グレート式焼結機へ
装入してその生ペレットからなる焼結ベッドを形成し、
これを連続的に焼成してカルシウムフェライトを製造す
る。その際に、上記含バインダー配合原燃料の調製を、
その含バインダー配合原燃料中のＣａ元素とＦｅ元素と
のモル比ｎ_Ca／ｎ_Feが０．３〜１．５の範囲内であって
且つ上記生石灰及び消石灰の内少なくとも１種に由来す
る上記含バインダー配合原燃料中の生石灰に由来するＣ
ａＯ成分の重量と消石灰に由来するＣａＯ成分の重量と
の合計重量と、石灰石中のＣａＯ成分の重量との比が、
０．２３以上になるように調節し、しかも、得られる焼
成カルシウムフェライト成品中のＣａＯ成分の含有率が
２５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内になるように調節すると
いうものである。

【００４９】更に、請求項９記載の発明に係る溶鉄精錬
用カルシウムフェライトの製造方法は、請求項８記載の
発明において、上記粒状固体燃料が外装された生ペレッ
ト全体に含まれる粒状固体燃料の平均含有率が、上記Ｃ
ａＯ含有物質と酸化鉄含有物質とが含まれる原料に対す
る外数の含有率表示で、上記生ペレットの乾燥重量に対
して５ｍａｓｓ％以上となり、しかも、外装された粒状
固体燃料の重量が全粒状固体燃料の重量の５０％以上と
なるように、焼結機に装入される上記生ペレットを調製
するものである。

【００５０】そして更に、上記バインダーとして添加さ
れる生石灰及び／又は消石灰の粒度を適正化して得られ
た、請求項１０記載の発明に係る溶鉄精錬用カルシウム
フェライトの製造方法は、請求項７〜９のいずれかに記
載の発明において、そのバインダーとして添加される生
石灰及び／又は消石灰は、その粒度が１ｍｍ以下のもの
を用いることに特徴を有するものである。

【００５１】［４］なお、この発明においては、原料
中の石灰石は、粒径２ｍｍ以下のものを使用するので、
ハンドリング中にこの中の微粉状石灰石による発塵が著
しい。これを防止するためには、当該石灰石は、スラリ
ーで扱うのが効果的である。かかる観点から得られた、
請求項１１記載の発明に係る溶鉄精錬用カルシウムフェ
ライトの製造方法は、請求項１〜１０のいずれかに記載
の発明において、原料中のＣａＯ含有物質として使用す
る石灰石として、スラリー状石灰石を使用することに特
徴を有するものである。

【００５２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照しながら説明する。

【００５３】図１に、この発明の実施に適した製造工程
例の概略フロー図を示す。同図において、１は原・燃料
ホッパー、２はミキサー、３はディスクペレタイザー、
４は粉コークス、５はコーティングミキサー、そして６
は無端移動グレート式焼結機である。無端移動グレート
式焼結機６は、原料装入装置１０を装備しており、サー
ジホッパー１０ａ、ロールフィーダー１０ｂ及び偏析装
入ワイヤー１０ｃからなる。焼結機６の無限軌道部１１
には、原料装入用のパレット１１ａが設けられ、その内
部に無限軌道のグレート１１ｂが設けられている。

【００５４】同図に示す製造フローに従って、原料１ａ
〜１ｇを適切な割合で配合し、水分７を添加して調湿
し、ミキサー２で原料を均一に混合する。次いで、調湿
・混合された粉状体原料をディスクペレタイザー３に装
入する。なお、ディスクペレタイザー３においても、適
宜水分７’を添加して調湿する。調湿・混合された原料
を造粒して生ペレット８にする。次いで、生ペレット８
に粉コークス４を添加し、コーティングミキサー５に装
入し、生ペレット８の表面を適正量の粉コークス４で被
覆する。こうして粉コークスが表面に外装された生ペレ
ット９を調製する。以上の通り調製された粉コークスが
外装された生ペレット９を、無端移動グレート式焼結機
６に装入し、これに点火し、下方吸引にて焼成を行い、
カルシウムフェライトを製造する。

【００５５】上記製造フローにおいて、原・燃料ホッパ
ー１からは、ＣａＯ含有物質としての石灰石１ａ、
酸化鉄含有物質としての微粉鉄鉱石１ｃ、ダスト１ｄ及
びミルスケール１ｅ、生ペレット９の焼成用燃料とし
て、内装用粉コークス１ｇ、焼成後の分級工程等で発
生するカルシウムフェライトのリターン品である返鉱１
ｆ、並びに、造粒用バインダーとしての生石灰１ｂ
を、所定の配合割合で切り出す。

【００５６】生ペレット焼成用燃料は、これに内装され
る粉コークス１ｇと上述した外装される粉コークス４と
からなる。また、粉コークスの他にコークス製造工場等
におけるプロセス集塵等で回収される粉塵等も、粉コー
クスの一部代替として用いてもよく、粒状の固体燃料を
用いることができる。

【００５７】造粒用バインダーとしての生石灰１ｂは、
ＣａＯ含有物質としても機能する。バインダーとして
は、その他に消石灰を使用してもよい。なお、生石灰は
吸湿性が強いので、生石灰のハンドリング工程で一部消
石灰が生成する。

【００５８】ダスト１ｄとは、製鉄所の製錬炉等で発生
する集塵ダストであって、三酸化二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）を主
成分として含むものを指す。ダストは安価であり、しか
もカルシウムフェライトの主要構成成分であるＦｅ₂Ｏ₃
を多量に含有しているから、好都合である。酸化鉄含有
物質としては、ダスト、ミルスケールの他、例えば、砂
鉄、ペレットフィード等、安価で、三酸化二鉄（Ｆｅ₂
Ｏ₃）を主成分として含むものであればよい。

【００５９】ＣａＯ含有物質として使用する石灰石１
ａ、および酸化鉄源として使用する微粉鉄鉱石１ｃ等
は、粗粒過ぎると混合・造粒工程で分散が不均一とな
り、カルシウムフェライトの生成反応が円滑に行なわれ
ない。その結果、塊成化が不十分となり、生産率、歩留
が低下する。

【００６０】ディスクペレタイザー３による造粒性を良
好に確保するために、ＣａＯ含有物質の粒度は概ね２ｍ
ｍ以下とすべきであり、粒径２ｍｍ以下のものが８０％
以上であることが望ましく、また、同様の理由により微
粉鉄鉱石、ミルスケール及びダスト等の酸化鉄含有物質
は、その平均粒径が１．５ｍｍ以下の微粉原料とすべき
である。上記原料の粒径が粗すぎると、混合、造粒工程
でその分散が不均一となり、その結果、均質混合粉体原
料及び均質な生ペレットが得られない。

【００６１】また、生ペレット９は、粉コークス１ｇ及
び４の燃焼により乾燥され、石灰石は脱炭酸されてＣａ
Ｏ粒子となると共に、酸化鉄と反応してカルシウムフェ
ライトを生成する。このとき、石灰石の粒径が２ｍｍ以
下のものが８０％よりも少ないと、ＣａＯ粒子の内部ま
でカルシウムフェライトにならず、その中心部にＣａＯ
が未反応のまま残るものが発生する。

【００６２】石灰石１ａと各種酸化鉄原料１ｃ、１ｄの
粒径が上記条件の通り微粉体が主体の場合には、調湿・
混合に際しては、アイリッヒ、レディゲタイプの所謂強
撹拌混合（ねっか処理）を行なうことができるミキサー
を使用すると、その混合が均質化される。この場合であ
っても、均質混合のためには、石灰石１ａはその粒径が
２ｍｍ以下のものが８０ｍａｓｓ％以上を占め、且つ、
上記各種酸化鉄１ｃ〜１ｄ原料はその平均粒径が１．５
ｍｍ以下の細粒粉であることが望ましい。そして、原料
ミキサーとして通常のドラムミキサーを使用する場合に
は、原料粒径は均質混合のために、上記条件を満たすこ
とが必要である。

【００６３】一方、造粒を強化するために添加するバイ
ンダーとしての生石灰１ｂあるいは消石灰の粒度は、凡
そ５ｍｍ以下であればよい。これも粗粒過ぎると原料粒
子との混合が不均一になるので、石灰石及び生石灰中と
微粉炭酸化鉄含有物質との反応によるカルシウムフェラ
イトの生成反応を均一に促進し難くなるので避けなけれ
ばならない。バインダーとして添加された生石灰１ｂあ
るいは消石灰は原料に組み込まれてＣａＯ源にもなるこ
と、並びに、上記反応の均一化の促進を考慮して、生石
灰１ｂあるいは消石灰の粒度も、石灰石１ａと同様、凡
そ２ｍｍ以下とするのが一層望ましい。

【００６４】生石灰は、石灰石を仮焼して製造する。生
石灰は、配合原料の調湿・混合過程において、水分と反
応して水酸化カルシウムを生成する。このときの水酸化
カルシウムの粒径は数十μｍ以下の微粒子になるので、
造粒過程において付着粒子となって粒子表面を被覆し、
造粒の促進と共に生ペレットの粒子強度を向上させる効
果を有する。生石灰のかかる作用によってもカルシウム
フェライトの歩留向上及び生産性向上に対して効果的で
ある。

【００６５】バインダーとしての生石灰１ｂあるいは消
石灰は、その一部又は全量を消石灰で代替してもよい。
消石灰の主成分は水酸化カルシウムであるから、造粒過
程で生石灰に類似した作用をするのは当然であり、更
に、生ペレットの焼成過程においても、生石灰に類似し
た作用をする。従って、この発明において、原料配合時
におけるＣａＯ成分の起源別比率の望ましい条件におい
て、（［ＣａＯ_from生石灰］ｍａｓｓ％＋［ＣａＯ_from
消石灰］ｍａｓｓ％）／（［ＣａＯ_from石灰石］ｍａｓ
ｓ％）＞０．２３のように、［ＣａＯ_from生石灰］と
［ＣａＯ_from消石灰］とを当量として扱うのはそのため
である。そして、生ペレットを構成する原料粒子の分散
性を向上させて造粒性を高め、しかも焼結成反応の均一
化を促進するためには、（［ＣａＯ_from生石灰］ｍａｓ
ｓ％＋［ＣａＯ_from消石灰］ｍａｓｓ％）／（［ＣａＯ
_from石灰石］ｍａｓｓ％）の値を、０．２３を超えるよ
うに調節することが望ましい。この条件により、カルシ
ウムフェライトの歩留及び生産性を一層向上させること
ができる。

【００６６】この発明において、生ペレット８の表面を
粉コークスで外装被覆するのは、次の焼成工程でその期
間中コークスの燃焼性を適正に維持するためである。そ
して、粉コークス添加量については主として石灰石の配
合量に依存するが、少な過ぎると石灰石の分解反応及び
カルシウムフェライトの生成反応が十分に行なわれず、
大幅な歩留悪化を招くので、これを防止するために生ペ
レット乾燥重量当たり、ＣａＯ含有物質と酸化鉄含有物
質とからなる原料に対する外数で、５ｍａｓｓ％以上と
すべきである。粉コークスの添加量が少なすぎると、生
ペレット中の石灰石の分解・脱炭酸が進まず、また、カ
ルシウムフェライトの生成反応も不十分となり、その結
果、成品歩留の悪化を招くからである。その際コークス
の燃焼性を維持するためには、焼成用生ペレット９に添
加する全粉コークス重量の５０ｍａｓｓ％以上を外装被
覆するのが望ましく、更に、生ペレットへの付着性を向
上させるために、粉コークスの粒子は細粒である方が望
ましく、凡そ３ｍｍ以下にするのが望ましい。

【００６７】粉コークスの外装被覆方法は、上記生ペレ
ット８に粉コークス４を添加し、コーティングミキサー
５でその生ペレット８の表面を粉コークスで被覆する。
ここで、コーティングミキサーのタイプは、ドラム型、
あるいはディスク型のいずれでもよい。

【００６８】粉コークス４の代替として、他の粒状固体
燃料を使用してもよい。なお、粉コークス１ｇの代替燃
料についても同様である。

【００６９】この発明においては、造粒機としてディス
クペレタイザー３を使用する理由は次の通りである。

【００７０】生ペレット８の粒径は、焼結ベッド内通気
性を良好に維持して、安定した操業を行なうために、ほ
ぼ５〜１０ｍｍの範囲内にあることが望ましい。一方、
生ペレット８の粒子強度を高め、且つ造粒機の経済的な
運転条件で粒径；５ｍｍ以上のものが主体となるような
粒径分布のペレットに成長させるためには、造粒機とし
てディスクペレタイザー３を使用する必要がある。回転
ドラム型ペレタイザーでは、生ペレットの強度は小さ
く、また、平均粒径は通常５ｍｍ程度が上限であり、か
つ、粒径を均一化するのが困難であるから、この発明で
は採用することはできない。なお、粒径が５〜１０ｍｍ
程度の生ペレットに造粒するのに適した、混合粉体原料
中の水分は、約１０〜１２ｍａｓｓ％である。

【００７１】この発明において、粉コークスが外装され
た生ペレット９の焼成装置として、グレート式焼結機を
使用する理由は次の通りである。

【００７２】この発明の方法により製造される精錬材の
カルシウムフェライトは、融点が低いので、焼成装置の
内壁に融着物が付着し易い。これを防止し、安定した実
操業を行なうためには、グレート式焼結機を使用すべき
である。これによれば、カルシウムフェライトの融液が
生成しても、生ペレット表面の外装粉コークスの燃焼、
及びグレートを通しての下方吸引により、焼結ベッド上
の原料充填層の通気性を操業停止すべき事態の発生を解
消することができ、無端移動グレート式焼結機によれば
連続操業が可能となる。しかも、成品品質の安定化とそ
の品質水準を良好に維持することが可能となるからであ
る。

【００７３】但し、グレート式焼結機を使用しても、焼
結ベッド充填層の厚さには上限を設定した方が望まし
い。焼結機６のグレート１１ｂ上に装入された生ペレッ
ト９で形成される装入層、即ち、焼結ベッド１２の高さ
（厚さ）については、これが高い（厚い）方が歩留向上
の観点から望ましい。すなわち、ベッド最上層の一定厚
みの部分は吸引空気による冷却が速く、高温保持には不
利なため歩留が低下しやすい。焼結ベッドが厚いほど、
最上部の一定厚み部分のベッド全体に占める割合は相対
的に低下するため、ベッド全体としての歩留を向上させ
やすいためである。しかしながら、焼結ベッド層が厚い
ほど層内通気性は悪化するので、生産性について不利と
なるが、一方、焼結ベッド層が厚いほどベッド中層部以
下では高温状態で相対的に長時間保持される部分が増大
することから、焼成過程における溶融反応が促進され
て、反応が終了しないまま、言い換えればカルシウムフ
ェライトを生成しないままで排出されてしまう部分が低
減することとなる。即ち、焼成過程での焼結ベッド１２
層内通気性と溶融反応性とのバランスから、４００ｍｍ
以下で生産率及び歩留向上が顕著となった。

【００７４】さて、請求項１等に記載の発明の重要な構
成要件である、焼結ベッド内における粉コークスの含有
率分布を、上部側における方が下部側におけるよりも高
くなるように調節することを実現することは、粉コーク
スが外装された生ペレット９の装入に際して、図１に示
すように、偏析装入ワイヤー１０ｃを用いて相対的に粒
径の小さな生ペレットや微粉コークスを選択的に、焼結
ベッドの上部に落下させる方法により行なうことがで
き、これが望ましい方法である。

【００７５】この方法によれば、本発明における造粒方
法で調製される生ペレットの粒度分布の内、細粒部分が
焼結ベッドの上部側に、粗粒部分が下部側に分布するこ
とになる。従って、比表面積が相対的に大きな細粒部分
の生ペレット分布領域である焼結ベッドの下部側におい
て、焼結ベッド中粉コークス含有率が相対的に高くな
り、容易に上記目標が達成される。生ペレットをグレー
トに装入する方法としては、焼結ベッド上部側に粉コー
クスを正偏析させ得る方法であれば、その装入方法を限
定するものではない。しかしながら、例えば、鉄鋼業等
の焼結機で使われている、スローピングシュートでは、
焼結ベッド内の粒度偏析度が周期的に脈動する等の現象
があり、本発明の内、請求項1等の焼結ベッド上部側で
の粉コークス正偏析を必須とする発明の実施形態におい
ては、目標とするコークス偏在を安定的に達成するのが
困難であるから適用しにくい。

【００７６】但し、図２に示すように、粉コークスの添
加量が多量と少量の２種の生ペレットを造粒するライン
を設け、焼結機装入部でその２種の生ぺレットを２層に
分け、即ち、上部側に粉コークス添加量の多い生ペレッ
トを、下部側に粉コークス添加量の少ない生ペレットを
装入するという製造工程をとってもよい。このような場
合には、同図中に示す原料装入装置１３のようにスロー
ピングシュート１３ｃを用いた方がよい。

【００７７】また、請求項３や８記載の発明等のよう
に、焼結ベッド内における粉コークスの含有率分布につ
いて、特別の条件が付されていない発明の実施形態にお
いては、原料装入装置１０が、偏析装入ワイヤー１０ｃ
のような粒度偏析装入機能を備えた設備（図1参照）で
はなく、図３に示す原料装入装置１３のように、サージ
ホッパー１３ａ、ロールフィーダー１３ｂ及びスローピ
ングシュート１３ｃからなるもので何ら差し支えない。

【００７８】この発明において、配合原燃料の調製を、
この配合原燃料中のＣａ元素とＦｅ元素とのモル比；ｎ
_Ca／ｎ_Feが０．３〜１．５の範囲内になるように調節す
べき理由は下記の通りである。

【００７９】本発明の方法により製造しようとするカル
シウムフェライトの化学成分は、２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃、
ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣａＯ・２Ｆｅ₂Ｏ₃のいずれか一
種以上からなるものである。従って、このカルシウムフ
ェライトの成分組成の内、２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃が１００
％を占める場合に、当該カルシウムフェライト中のＣａ
とＦｅの両者のモル比；ｎ_Ca／ｎ_Feは最大値をとり、そ
の値は１：１、即ち１．０である。これに対して、Ｃａ
Ｏ・２Ｆｅ₂Ｏ₃がその１００％を占める場合に、そのカ
ルシウムフェライト中のＣａとＦｅの両者のモル比；ｎ
_Ca／ｎ_Feは最小値をとり、その値は１：４、即ち０．２
５である。

【００８０】上記反応の化学当量論から、ｎ_Ca／ｎ
_Feは、０．２５〜１．０の範囲内であることが必要であ
る。この検討結果に加えて、更に、酸化鉄含有物質とし
て使用する原料の微粉鉄鉱石、ダスト、ミルスケール及
び砂鉄は、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄及びＦｅＯの構成比率及
び各種脈石含有割合がそれぞれ異なるにもかかわらず、
これら酸化鉄含有物質の配合割合に特別の制限を付けず
に使用し得ることを考慮した。即ち、本発明の方法によ
るカルシウムフェライトを製造するためには、上記酸化
鉄含有物質の構成比率及び各種脈石含有割合に加えて、
現実操業における原料需給の変動を吸収し得るように設
定すべきであることを考慮して、上記必要条件である
０．２５≦ｎ_Ca／ｎ_Fe≦１．０における上限値；１．０
を１．５程度まで増加させることが必要である。以上に
より、配合原料中のＣａとＦｅとのモル比；ｎ_Ca／ｎ_Fe
は、０．３≦ｎ_Ca／ｎ_Fe≦１．５の範囲内になるように
原料配合を調整すべきである。

【００８１】この発明において得られる焼成カルシウム
フェライト成品中のＣａＯ成分の含有率が、２５〜５０
ｍａｓｓ％の範囲内になるように、配合原燃料の調製を
調節する理由は下記の通りである。

【００８２】焼成品中のＣａＯ含有率が２５ｍａｓｓ％
よりも低いと、脱Ｐ材としての効果が低減する。従っ
て、多量に添加しなければならなくなり、コストも高く
なる。一方、石灰石と酸化鉄原料との混合原料中のＣａ
とＦｅとのモル比が１．５前後の場合には、生成カルシ
ウムフェライトの結晶形態は主として２ＣａＯ・Ｆｅ₂
Ｏ₃となり、このときの焼成品中のＣａＯ含有量はほぼ
５０ｍａｓｓ％であった。ところが、カルシウムフェラ
イト焼成品中のＣａＯ含有量が５０ｍａｓｓ％よりも高
くなると、当該焼成品の融点が急激に高くなり、溶鉄の
精錬材として使用したときに、速やかにその効果を発揮
しなくなる。更に、未反応の石灰石の割合が増加し、歩
留が低下する。従って、カルシウムフェライトの生産率
を向上させ、且つ溶鉄の精錬材として十分にその効果を
発揮させるためには、成品中のＣａＯ含有量が２５〜５
０ｍａｓｓ％の範囲内に入るように制約する必要があ
る。

【００８３】この発明において使用する微粉石灰石の粒
度は、２ｍｍ以下のものが８０ｍａｓｓ％以上を占める
ものを使用するので、ハンドリング中に発生する粉塵対
策として、その備粉石灰石をスラリーで扱うのが効果的
である。その場合、溶剤としては取り扱いが簡単で安価
な水を用いるのが望ましい。

【００８４】

【実施例】次に、この発明を実施例により更に詳細に説
明する。下記の通り、試験１〜試験３の３シリーズの試
験操業により、カルシウムフェライトを製造した。この
発明においては、カルシウムフェライトの製造設備、並
びにその製造原料の配合及び粒度等が特に重要である。
これらの内、原料配合は、溶鉄精錬用カルシウムフェラ
イトの品質決定上、重要である。

【００８５】ここでは、カルシウムフェライト焼成成品
の目標成分組成を、モノカルシウムフェライト（ＣａＯ
・Ｆｅ₂Ｏ₃）とした場合と、ダイカルシウムフェライト
（２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃）とした場合との二通りの配合を
した。ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃の生成を目標とした場合（原料
の配合タイプ「Ａ」）には、原料中のＣａ／Ｆｅのモル
比を、１／２＝０．５となるように配合し、２ＣａＯ・
Ｆｅ₂Ｏ₃の生成を目標とした場合（原料の配合タイプ
「Ｂ」）には、原料中のＣａ／Ｆｅのモル比を、１／１
＝１となるように配合して試験した。

【００８６】製造されたカルシウムフェライト成品の歩
留及び生産率を調査すると共に、成品の強度試験を行な
った。強度試験方法は、鉄鉱石焼結鉱の強度試験方法；
ＪＩＳＭ８７１１に準じて行ない、所定のシャッタ
ー試験後に残留する５ｍｍ以上のものの割合を測定し
た。更に、実施例で得られた成品の一部について、成品
生成化合物についてのＸ線回折による同定試験、及び成
分組成分析を行なった。

【００８７】［試験１］試験１では、焼結ベッドの上部
側における粉コークス含有率が、下部側における粉コー
クス含有率よりも高くすることを必須の要件とする発明
の実施例について説明する。

【００８８】図１に示したカルシウムフェライトの製造
工程フローにしたがい、本発明の範囲内の条件で行なっ
たカルシウムフェライトの製造試験（実施例１〜４）、
及びその比較として、図１において原料装入装置１０の
偏析装入機構を用いず、グレート内に単純に原料の生ペ
レット９を装入した、本発明の範囲外の条件で行なった
カルシウムフェライトの製造試験（比較例１及び２）を
行なった。

【００８９】表１に、実施例１〜４並びに比較例１及び
２の試験条件を示し、表２に、各試験で使用した原料及
びバインダーとしての生石灰の化学成分を、そして表３
に、原料及び上記生石灰の粒度分布を示す。

【００９０】

【表１】

【００９１】

【表２】

【００９２】

【表３】

【００９３】なお、表２に示した化学成分組成は、ＪＩ
ＳＭ８２０５で規定された蛍光Ｘ線分析に基づく結果
であり、本出願における化学成分組成の分析方法は、以
後全てこの方法による。

【００９４】各試験における原料配合は、配合原料のカ
ルシウムフェライト焼成反応開始前の加熱過程までに配
合原料中に存在する全ＣａＯ成分の含有率と、当該配合
原料中のＦｅ₂Ｏ₃成分の含有率との比率が、ＣａＯ・Ｆ
ｅ₂Ｏ₃化合物の組成比に相当する、表４に示す原料配合
タイプＡ（実施例１、２、比較例１）と、２ＣａＯ・Ｆ
ｅ₂Ｏ₃化合物の組成比に相当する、表４に示す原料配合
タイプＢ（実施例３、４、比較例２）とに分けられる。

【００９５】

【表４】

【００９６】上記試験操業における操業結果及び成品強
度試験結果を、図４に示す。更に、実施例の一部成品に
ついて化学成分分析を行なった。その結果を表５に示
す。

【００９７】

【表５】

【００９８】比較例１及び２は、焼結ベッド層厚方向の
コークス含有率を一定としたものである。いずれの比較
例においても焼結ベッド上部の高温保持時間が短く焼成
が不十分なため、生成物の鉱物組成が安定せず、且つ、
強度試験において５ｍｍ以上の粒として留まるだけの強
度を有する部分が少なくなり、焼結ベッド上部の歩留が
低く、生産率は期待値まで向上していない。

【００９９】これに対して、実施例１、２、３及び４は
偏析装入ワイヤを調節して、焼結ベッド上部と下部とで
の粉コークス偏在度合いを変化させ、その上部側の粉コ
ークス含有率を相対的に高く分布させたものである。こ
れら実施例においては、焼結ベッド上部の焼成が促進さ
れるので、実施例１、２は比較例１と比べて、また実施
例３、４は比較例２と比べて、生産率が大幅に向上して
おり、また歩留及び強度についても向上している。これ
らいずれの実施例においても、酸化鉄含有物質の原料と
して微粉鉄鉱石の他にミルスケールやダストを用いて、
高い歩留及び生産率でのカルシウムフェライト製造が達
成された。

【０１００】なお、Ｘ線回折により実施例で得られた成
品生成化合物について同定試験を行なったところ、Ｃａ
Ｏ・Ｆｅ₂Ｏ₃、２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣａＯ・ＦｅＯ
・Ｆｅ₂Ｏ₃が検出された。また、成品中のＣａＯ含有量
は、２５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内に入っていることが
わかる（表５参照）。こうして、実施例においてはほぼ
所定の均一なカルシウムフェライトが得られていること
が確認された。

【０１０１】次に、上述したように、実施例における操
業成績の水準は、原料配合タイプがＡである実施例１、
２（試験１−１）の方が、原料配合タイプがＢである実
施例３、４（試験２−２）よりも優れている。従って、
原料配合はタイプＡで操業するよりもタイプＢで操業す
る方が望ましい。しかしながら、現実の操業において
は、原料需給や生産工程上、ＣａＯ含有物質の内、特に
石灰石の供給量が多く、且つ酸化鉄含有物質系の微粉鉄
鉱石、ダスト、ミルスケール、砂鉄及びその他の酸化第
二鉄含有物質の供給量が少ないというタイミングの場合
もあり、このような場合には、原料配合タイプＢによ
り、配合原料中ＣａＯ成分とＦｅ₂Ｏ₃成分との比率が、
２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃化合物の組成比に相当するような、
Ｆｅ₂Ｏ₃成分に比べてＣａＯ成分の比率を高くするよう
な操業を行なっても、操業成績の改善に効果が発揮され
る。

【０１０２】なお、上記原料配合タイプＡ、Ｂの選択と
その効果の発揮との関係については、以下に述べる試験
２及び３においても、試験１に準じて適用されるもので
ある。

【０１０３】［試験２］試験２では、配合原料の調製
を、その配合原料中のＣａＯ成分の含有率とＦｅ ₂Ｏ₃成
分の含有率との比；（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆｅ₂Ｏ₃
ｍａｓｓ％）が、０．２を超えるように調節することを
必須の要件とする発明の実施例について説明する。

【０１０４】［試験２−１］図３に示したカルシウムフ
ェライトの製造工程フローにしたがい、本発明の範囲内
の操業試験（実施例５〜９）、及びその比較として本発
明の範囲外の操業試験（比較例３、４）を行なった。粉
コークス添加量は、配合原料の外数で５ｍａｓｓ％と
し、全量を生ペレットへの外装被覆とし、図３中に示し
た原・燃料ホッパー１からの粉コークス１ｇは添加しな
かった。生ペレット８の粒径は５〜１０ｍｍである。そ
して、焼結ベッドの高さ（厚さ）は４００ｍｍとした。

【０１０５】表６に、各試験の条件を示す。全ての試験
において、表２に示した化学成分を有し、表３に示した
粒度分布を有する原料を使用した。

【０１０６】

【表６】

【０１０７】各試験における原料配合は、配合原料のカ
ルシウムフェライト焼成反応開始前の加熱過程までに配
合原料中に存在する全ＣａＯ成分の含有率と、当該配合
原料中のＦｅ₂Ｏ₃成分の含有率との比率が、ＣａＯ・Ｆ
ｅ₂Ｏ₃化合物の組成比に相当する、表７に示す原料配合
タイプＡで行ない、従って、配合原料中のＣａ／Ｆｅの
モル比；ｎ_Ca／ｎ_Fe≒０．５のほぼ一定で行なった。

【０１０８】

【表７】

【０１０９】実施例５〜９においては、（ＣａＯｍａｓ
ｓ％）／（Ｆｅ₂Ｏ₃ｍａｓｓ％）＝０．２０〜０．５０
の間の５水準で行ない、これに対して、比較例３、４で
は、（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆｅ₂Ｏ₃ｍａｓｓ％）＝
０．１０、０．１５の２水準で行なった。

【０１１０】上記試験操業における操業結果及び成品強
度試験結果を、図５に示す。更に、実施例の一部成品に
ついて化学成分分析を行なった。その結果を表８に示
す。

【０１１１】

【表８】

【０１１２】図５より、ＣａＯ／Ｆｅ₂Ｏ₃が０．２を超
える実施例において、歩留、生産率及び強度の全てにお
いて改善が見られる。なお、ＣａＯ含有物質として使用
する生石灰は石灰石に比較しコスト的に高価なので、改
善効果がほぼ安定してくるＣａＯ／Ｆｅ₂Ｏ₃が０．３〜
０．４程度とすれば十分である。

【０１１３】［試験２−２］図３に示したカルシウムフ
ェライトの製造工程フローにしたがい、本発明の範囲内
の操業試験（実施例１０〜１５）、及びその比較として
本発明の範囲外の操業試験（比較例５、６）を行なっ
た。粉コークス添加量は、配合原料の外数で５ｍａｓｓ
％とし、全量を生ペレットへの外装被覆とした。生ペレ
ット８の粒径は５〜１０ｍｍである。そして、焼結ベッ
ドの高さ（厚さ）は全て４００ｍｍとした。

【０１１４】表９に、各試験の条件を示す。全ての試験
において、表２に示した化学成分を有し、表３に示した
粒度分布を有する原料を使用した。

【０１１５】

【表９】

【０１１６】各試験における原料配合は、配合原料のカ
ルシウムフェライト焼成反応開始前の加熱過程までに配
合原料中に存在する全ＣａＯ成分の含有率と、当該配合
原料中のＦｅ₂Ｏ₃成分の含有率との比率が、２ＣａＯ・
Ｆｅ₂Ｏ₃化合物の組成比に相当する、表７に示した原料
配合タイプＢで行ない、従って、配合原料中のＣａ／Ｆ
ｅのモル比；ｎ_Ca／ｎ_Fe≒１．０でほぼ一定で行なっ
た。

【０１１７】実施例１０〜１５においては、配合原料中
の（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆｅ₂Ｏ₃ｍａｓｓ％）＝
０．２０〜１．００の間の６水準で行なった。これに対
して、比較例５、６では、（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃ｍａｓｓ％）＝０．１０、０．１５の２水準で行
なった。

【０１１８】上記試験操業における操業結果及び成品強
度試験結果を、図６に示す。更に、実施例の一部成品に
ついて化学成分分析を行なった。その結果を表１０に示
す。

【０１１９】

【表１０】

【０１２０】図６より、ＣａＯ／Ｆｅ₂Ｏ₃が０．２を超
える実施例において、歩留、生産率及び強度の全てにお
いて改善が見られる。

【０１２１】このように、原料の配合タイプが、原料中
ＣａＯ成分とＦｅ₂Ｏ₃成分との比率が、Ｂタイプの場合
でも、ＣａＯ／Ｆｅ₂Ｏ₃が０．２を超えると、タイプＡ
の場合と同様、歩留、生産率及び強度の全てにわたり改
善される。

【０１２２】なお、試験２−１及び試験２−２における
実施例５〜１５で得られた成品生成化合物について、Ｘ
線回折による同定試験を行なったところ、ＣａＯ・Ｆｅ
₂Ｏ₃、２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣａＯ・ＦｅＯ・Ｆｅ₂
Ｏ₃が検出された。また、成品中のＣａＯ含有量は、２
５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内に入っていることがわかる
（表８及び表１０参照）。こうして、実施例においては
ほぼ所定の均一なカルシウムフェライトが得られている
ことが確認された。

【０１２３】［試験３］試験３は試験３−１〜３−３か
らなり、ここでは、配合原料の調製を下記の通り調節す
ることを必須の要件とする発明の実施例について説明す
る。即ち、配合原料にバインダーとして生石灰及び消石
灰の内少なくとも１種を添加し、かかるバインダーが含
まれた配合原料について、生石灰に由来するＣａＯ成分
の重量と消石灰に由来するＣａ（ＯＨ）₂成分の重量と
の合計重量と、石灰石中のＣａＣＯ₃成分の重量との
比；（［ＣａＯ_from生石灰］＋［ＣａＯ_from消石灰］）
／（［ＣａＯ_from石灰石］）（この明細書において、
「ＣａＯ類成分の由来比」といい、Ｒ（ＣａＯ類成分）
で表わす）が、０．２３以上となるように調節すること
を必須の要件とする発明の実施例について説明する。

【０１２４】［試験３−１］図３に示したカルシウムフ
ェライトの製造工程フローにしたがい、本発明の範囲内
の操業試験（実施例１６〜２３）、及びその比較として
本発明の範囲外の操業試験（比較例７）を行なった。

【０１２５】各試験の共通条件：原料配合は、配合原
料のカルシウムフェライト焼成反応開始前の加熱過程ま
でに配合原料中に存在する全ＣａＯ成分の含有率と、当
該配合原料中のＦｅ₂Ｏ₃成分の含有率との比率が、Ｃａ
Ｏ・Ｆｅ₂Ｏ₃化合物の組成比に相当する、表７に示した
原料配合タイプＡで行ない、従って、配合原料中のＣａ
／Ｆｅのモル比；ｎ_Ca／ｎ_Fe≒０．５のほぼ一定で行な
った。バインダーとして生石灰及び消石灰を用い、それらの
粒度を−２ｍｍ（２ｍｍ以下）とした。粉コークス添加量を配合原料の外数で５ｍａｓｓ％と
し、全量を生ペレットへの外装被覆とし、図３中に示し
た原・燃料ホッパー１からの粉コークス１ｇは添加しな
かった。生ペレット８の粒径は５〜１０ｍｍである。焼結ベッドの高さ（厚さ）は４００ｍｍとした。

【０１２６】表１１及び表１２に、各試験の条件を示
す。全ての試験において、配合用原料として表２に示し
た化学成分を有するものを用い、一部の実施例試験で
は、それに加えて表１３に示す化学成分を有する消石灰
も用いた。これら配合用原料の粒度分布を、表１４に示
す。生石灰及び消石灰の配合割合は、表１１及び表１２
中に示した通りである。

【０１２７】

【表１１】

【０１２８】

【表１２】

【０１２９】

【表１３】

【０１３０】

【表１４】

【０１３１】実施例１６〜２３においては、ＣａＯ類成
分の由来比；Ｒ（ＣａＯ類成分）＝０．２３〜０．５９
の間で行なった。これに対して、比較例７では、ＣａＯ
類成分の由来比；Ｒ（ＣａＯ類成分）＝０．１７なる本
発明範囲外の低値で行なった。

【０１３２】上記試験操業における操業結果を、図７に
示し、更に、実施例の一部成品について化学成分分析を
行なった。その結果を表１５に示す。

【０１３３】

【表１５】

【０１３４】図７は、ＣａＯ類成分の由来比；Ｒ（Ｃａ
Ｏ類成分）を横軸とした焼成試験の操業結果である。Ｃ
ａＯ類成分の由来比；Ｒ（ＣａＯ類成分）≡（［ＣａＯ
_from生石灰］ｍａｓｓ％＋［ＣａＯ_from消石灰］ｍａｓ
ｓ％）／（［ＣａＯ_from石灰石］ｍａｓｓ％）≧０．２
３において性状、生産性共に良好なカルシウムフェライ
ト成品が得られた。またＲ（ＣａＯ類成分）＞０．５で
は歩留、生産率、ＳＩ強度のいずれも飽和状態（頭打
ち）となり、これ以上バインダーを添加しても、それら
の改善は望めない。通常、生石灰及び消石灰は石灰石を
焼成して製造するので、Ｒ（ＣａＯ類成分）を不必要に
増大させることは、コスト的に望ましくない。

【０１３５】なお、Ｘ線回折により、実施例における成
品生成化合物の同定試験を行ったところ、ＣａＯ・Ｆｅ
₂Ｏ₃、２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣａＯ・ＦｅＯ・Ｆｅ₂
Ｏ₃が検出された。また、成品中のＣａＯ含有量は、２
５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内に入っていることがわかる
（表１５参照）。こうして、実施例においてはほぼ所定
の均一なカルシウムフェライトが得られていることが確
認された。

【０１３６】以上より、焼結鉱品質、生産性および経済
性の見地から、０．２３≦Ｒ（ＣａＯ類成分）≦０．５
とするのが望ましい。

【０１３７】［試験３−２］図３に示したカルシウムフ
ェライトの製造工程フローにしたがい、本発明の範囲内
の操業試験（実施例２５〜３２）、及びその比較として
本発明の範囲外の操業試験（比較例８）を行なった。

【０１３８】各試験の共通条件：各試験における原
料配合は、配合原料のカルシウムフェライト焼成反応開
始前の加熱過程までに配合原料中に存在する全ＣａＯ成
分の含有率と、当該配合原料中のＦｅ₂Ｏ₃成分の含有率
との比率が、２ＣａＯ・Ｆｅ ₂Ｏ₃化合物の組成比に相当
する、表７に示した原料配合タイプＢで行ない、従っ
て、配合原料中のＣａ／Ｆｅのモル比；ｎ_Ca／ｎ_Fe≒
１．０でほぼ一定で行なった。バインダーとして生石灰及び消石灰を用い、それらの
粒度を−２ｍｍとした。粉コークス添加量を配合原料の外数で５ｍａｓｓ％と
し、全量を生ペレットへの外装被覆とし、図３中に示し
た原・燃料ホッパー１からの粉コークス１ｇは添加しな
かった。生ペレット８の粒径は５〜１０ｍｍである。焼結ベッドの高さ（厚さ）は４００ｍｍとした。

【０１３９】表１６及び表１７に、各試験の条件を示
す。全ての試験において、配合用原料として表２に示し
た化学成分を有するものを用い、一部の実施例試験で
は、それに加えて表１３に示す化学成分を有する消石灰
も用いた。これら配合用原料の粒度分布は、表１４に示
した通りである。生石灰及び消石灰の配合割合は、表１
６及び表１７中に示した通りである

【０１４０】

【表１６】

【０１４１】

【表１７】

【０１４２】これら配合用原料の粒度分布は、表１４に
示した通りである。この内、生石灰及び消石灰につい
て、実施例２５〜３２及び比較例８の試験共にその粒度
分布が−２ｍｍのバインダーを、表１６及び表１７中に
示した割合で配合した。

【０１４３】実施例２５〜３２においては、ＣａＯ類成
分の由来比；Ｒ（ＣａＯ類成分）＝０．２３〜０．６３
の間で行なった。これに対して、比較例８では、ＣａＯ
類成分の由来比；Ｒ（ＣａＯ類成分）＝０．１９なる本
発明の範囲外の低値で行なった。

【０１４４】上記試験操業における操業結果を、図８に
示す。更に、実施例の一部成品について化学成分分析を
行なった。その結果を、表１８に示す。

【０１４５】

【表１８】

【０１４６】図８も、図７と同様、ＣａＯ類成分の由来
比；Ｒ（ＣａＯ類成分）を横軸とした焼成試験の操業結
果である。ＣａＯ類成分の由来比；Ｒ（ＣａＯ類成分）
≡（［ＣａＯ_from生石灰］ｍａｓｓ％＋［ＣａＯ_from消
石灰］ｍａｓｓ％）／（［ＣａＯ_from石灰石］ｍａｓｓ
％）≧０．２３において性状、生産性共に良好なカルシ
ウムフェライト成品が得られた。しかしながら、Ｒ（Ｃ
ａＯ類成分）＞０．５では歩留、生産率、ＳＩ強度のい
ずれも飽和状態（頭打ち）となり、これ以上バインダー
を添加しても、それらの改善は望めない。通常、生石灰
及び消石灰は石灰石を焼成して製造するので、Ｒ（Ｃａ
Ｏ類成分）を不必要に増大させることは、コスト的に望
ましくない。

【０１４７】なお、Ｘ線回折により、実施例における成
品生成化合物の同定試験を行ったところ、２ＣａＯ・Ｆ
ｅ₂Ｏ₃、ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣａＯ・ＦｅＯ・Ｆｅ₂
Ｏ₃が検出された。また、成品中のＣａＯ含有量は、２
５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内に入っていることがわかる
（表１８参照）。こうして、実施例においてはほぼ所定
の均一なカルシウムフェライトが得られていることが確
認された。

【０１４８】以上より、０．２３≦Ｒ（ＣａＯ類成分）
≦０．５とするのが、焼結鉱の品質及び生産性共に良好
であり、且つ、コスト面及びＣａＯ資源の効率的利用か
らも望ましい。

【０１４９】［試験３−３］図３に示したカルシウムフ
ェライトの製造工程フローにしたがい、本発明の範囲内
の操業試験（実施例２４、３３）を行なった。

【０１５０】各試験の共通条件：バインダーとして生
石灰及び消石灰を用いた。粉コークス添加量を配合原料の外数で５ｍａｓｓ％と
し、全量を生ペレットへの外装被覆とし、図３中に示し
た原・燃料ホッパー１からの粉コークス１ｇは添加しな
かった。生ペレット８の粒径は５〜１０ｍｍである。焼結ベッドの高さ（厚さ）は４００ｍｍとした。

【０１５１】実施例２４の試験条件は、表１２中に示し
た通りであり、そして、実施例３３及び比較例８の試験
条件は、表１７中に示した通りである。全ての試験にお
いて、配合用原料の化学成分組成は、表２及び表１３に
示した化学成分を有するものを用いた。また、これら配
合用原料の粒度分布は、表１４に示した通りである。

【０１５２】試験３−３においては、表７に示した原料
配合タイプＡ及びＢのそれぞれの場合について、バイン
ダーとしての生石灰及び消石灰の粒度が、カルシウムフ
ェライト焼成成品の品質や生産性、あるいは強度に及ぼ
す影響を試験することを主目的とした。即ち、（１）原
料配合タイプＡのとき：実施例２４で粒度分布が−１ｍ
ｍのバインダーを、表１２中に示した割合で配合し、前
記実施例１９（表１１参照）と比較し、（２）原料配合
タイプＢのとき：実施例３３で粒度分布が−１ｍｍのバ
インダーを、表１７中に示した割合で配合し、前記実施
例２８（表１６参照）と比較した。なお、Ｒ（ＣａＯ類
成分）については、（１）では０．４２で一定、（２）
では０．４０で一定とした。

【０１５３】上記試験操業における操業結果を、図９
（ａ）及び（ｂ）に示す。更に、実施例の一部成品につ
いて化学成分分析を行なった。その結果を、表１９に示
す。

【０１５４】

【表１９】

【０１５５】図９は、バインダーとしての生石灰及び消
石灰の粒度に対する焼成試験の操業結果である。同図よ
り明らかなように、バインダーの粒度が小さい方が良質
なカルシウムフェライトとなる。即ち、バインダーの粒
度を１ｍｍ以下とすることにより、それが焼結ベッド内
で均一に分散することにより、性状、生産性共に良好な
カルシウムフェライトが得られた。

【０１５６】なお、Ｘ線回折により、実施例における成
品生成化合物の同定試験を行ったところ、ＣａＯ・Ｆｅ
₂Ｏ₃、２ＣａＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃及びＣａＯ・ＦｅＯ・Ｆｅ₂
Ｏ₃が検出された。また、成品中のＣａＯ含有量は、２
５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内に入っていることがわかる
（表１９参照）。こうして、実施例においてはほぼ所定
の均一なカルシウムフェライトが得られていることが確
認された。

【０１５７】以上より、焼結鉱品質及び生産性向上の見
地から、バインダーの粒度は１ｍｍ以下にすることが望
ましい。

【０１５８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
溶鉄の精錬材、特に脱りんに対して効果的なカルシウム
フェライトを主成分とする精錬材を、下記条件下で製造
することができる。１．無端移動グレート式焼結機を使用するので、カルシ
ウムフェライトの生成反応が安定して行なわれ、高生産
率、且つ高歩留の工業的量産が可能である。２．原・燃料として、微粉石灰石、微粉鉄鉱石、ミルス
ケール、ダスト及び砂鉄、並びに、粉コークスのよう
な、安価な原料、並びに、製鉄所等での発生品あるいは
処理対象物質等を活用することができ、また、そのため
に原材料コストが安価である。３．生産設備として、既設の設備を活用することができ
るので、設備コストが安価であり、省スペースにもな
る。

【０１５９】そして、こうして製造されるカルシウムフ
ェライトは、ＣａＯ粒子の内部全域にわたりカルシウム
フェライトが生成して、化学成分組成が安定し、均質な
成品が得られ、強度が確保された品質良好な成品とな
る。

【０１６０】このような溶鉄精錬用カルシウムフェライ
トの製造方法を提供することができ、工業上有益な効果
がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏析装入ワイヤによる装入方法を用いた、この
発明の実施に適した溶鉄精錬用のカルシウムフェライト
を製造する概略フロー図である。

【図２】粉コークスの添加量が多量と少量の２種の生ペ
レットを造粒するラインを設けた２層装入方式による、
この発明の実施に適した溶鉄精錬用のカルシウムフェラ
イトを製造する概略フロー図である。

【図３】スローピングシュートによる装入方法を用い
た、この発明の実施に適した溶鉄精錬用のカルシウムフ
ェライトを製造する概略フロー図である。

【図４】試験１における操業成績及び品質水準を示すグ
ラフである。

【図５】試験２−１における操業成績及び品質水準を示
すグラフである。

【図６】試験２−２における操業成績及び品質水準を示
すグラフである。

【図７】試験３−１における操業成績及び品質水準を示
すグラフである。

【図８】試験３−２における操業成績及び品質水準を示
すグラフである。

【図９】試験３−３における操業成績及び品質水準を示
すグラフである。

【符号の説明】

１原・燃料ホッパー１ａ石灰石１ｂ生石灰１ｃ微粉鉄鉱石１ｄダスト１ｅミルスケール１ｆ返鉱１ｇ粉コークス２ミキサー３ディスクペレタイザー４粉コークス５コーティングミキサー６無端移動グレート式焼結機（焼結機）７、７’ 水分８生ペレット９コークス外装生ペレット１０原料装入装置１０ａサージホッパー１０ｂロールフィーダー１０ｃ偏析装入ワイヤー１１無限軌道部１１ａパレット１１ｂグレート１２焼結ベッド１３原料装入装置１３ａサージホッパー１３ｂロールフィーダー１３ｃスローピングシュート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者町田智東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4K001 AA10 DA01 GA10 4K014 AA02 AA03 AB00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料としてＣａＯ含有物質と酸化鉄含有
物質とを使用し、燃料として固体燃料を使用する溶鉄精
錬用のカルシウムフェライトを製造する方法において、前記ＣａＯ含有物質として、粒径２ｍｍ以下のものが８
０ｍａｓｓ％以上を占める微粉石灰石を用い、前記酸化
鉄含有物質として、微粉鉄鉱石、ダスト、ミルスケー
ル、砂鉄及びその他の酸化第二鉄含有物質からなる群か
ら選ばれた１種以上からなり、その平均粒径が１．５ｍ
ｍ以下である微粉酸化鉄含有物質を用い、そして、固体
燃料として粒状固体燃料を用い、前記原料及び燃料からなる配合原燃料をミキサーで調湿
し混合し、得られた混合原燃料をディスクペレタイザー
で生ペレットに造粒し、次いで当該生ペレットを前記粒
状固体燃料で被覆し、こうして得られた粒状固体燃料が
外装された生ペレットを無端移動グレート式焼結機へ装
入して当該生ペレットからなる焼結ベッドを形成し、こ
れを連続的に焼成してカルシウムフェライトを製造する
に際して、前記配合原燃料の調製を、当該配合原燃料中のＣａ元素
とＦｅ元素とのモル比ｎ_Ca／ｎ_Feが０．３〜１．５の範
囲内になり、且つ、得られる焼成カルシウムフェライト
成品中のＣａＯ成分の含有率が２５〜５０ｍａｓｓ％の
範囲内になるように調節し、そして、前記焼結ベッド内における粒状固体燃料の含有率分布
を、当該焼結ベッドの上部側における方がその下部側に
おけるよりも高くなるように調節することを特徴とす
る、溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法。
【請求項２】前記焼結ベッド内における粒状固体燃料
の含有率分布を、当該焼結ベッドの上表面から焼結ベッ
ド厚の１／３以下の所定位置までの領域の含有率Ａと、
当該焼結ベッド全厚から当該１／３以下の所定位置まで
の厚さを除いた残部厚領域の前記粒状固体燃料の含有率
Ｂとの間に、下記関係式：Ａ＝（１．０５〜１．５０）×Ｂ但し、Ａ、Ｂ：ＣａＯ含有物質と酸化鉄含有物質とから
なる原料に対する外数の含有率、ｍａｓｓ％、が満たされるように調節することを特徴とする、請求項
１記載の溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法。
【請求項３】原料としてＣａＯ含有物質と酸化鉄含有
物質とを使用し、燃料として固体燃料を使用する溶鉄精
錬用のカルシウムフェライトを製造する方法において、前記ＣａＯ含有物質として、粒径２ｍｍ以下のものが８
０ｍａｓｓ％以上を占める微粉石灰石を用い、前記酸化
鉄含有物質として、微粉鉄鉱石、ダスト、ミルスケー
ル、砂鉄及びその他の酸化第二鉄含有物質からなる群か
ら選ばれた１種以上からなりその平均粒径が１．５ｍｍ
以下である微粉酸化鉄含有物質を用い、そして、固体燃
料として粒状固体燃料を用い、前記原料及び燃料からなる配合原燃料をミキサーで調湿
し混合し、得られた混合原燃料をディスクペレタイザー
で生ペレットに造粒し、次いで当該生ペレットを前記粒
状固体燃料で被覆し、こうして得られた粒状固体燃料が
外装された生ペレットを無端移動グレート式焼結機へ装
入して当該生ペレットからなる焼結ベッドを形成し、こ
れを連続的に焼成してカルシウムフェライトを製造する
に際して、前記配合原燃料の調製を、当該配合原燃料中のＣａ元素
とＦｅ元素とのモル比ｎ_Ca／ｎ_Feが０．３〜１．５の範
囲内になり、当該配合原燃料中のＣａＯ成分とＦｅ₂Ｏ₃
成分との含有率比（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆｅ₂Ｏ₃ｍ
ａｓｓ％）が、０．２を超えるように、且つ、得られる
焼成カルシウムフェライト成品中のＣａＯ成分の含有率
が２５〜５０ｍａｓｓ％の範囲内になるように調節する
ことを特徴とする、溶鉄精錬用カルシウムフェライトの
製造方法。
【請求項４】溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造
方法は、請求項１又は２記載の発明に、更に、前記配合
原燃料の調製を、その配合原燃料中のＣａＯ成分とＦｅ
₂Ｏ₃成分との含有率比（ＣａＯｍａｓｓ％）／（Ｆｅ₂
Ｏ₃ｍａｓｓ％）が、０．２を超えるように調節するこ
とを付加することを特徴とする、溶鉄精錬用カルシウム
フェライトの製造方法。
【請求項５】前記粒状固体燃料が外装された生ペレッ
トに含まれる粒状固体燃料の平均含有率は、前記ＣａＯ
含有物質と前記酸化鉄含有物質とからなる原料に対する
外数の含有率表示で、前記生ペレットの乾燥重量に対し
て５ｍａｓｓ％以上となり、しかも前記外装された粒状
固体燃料の重量が全粒状固体燃料の重量の５０％以上と
なるように、前記生ペレットを調製することを特徴とす
る、請求項１〜４のいずれかに記載の溶鉄精錬用カルシ
ウムフェライトの製造方法。
【請求項６】請求項１〜５記載の発明のいずれかに、
更に、バインダーとして前記配合原燃料に、生石灰及び
消石灰の内少なくとも１種を添加することを付加するこ
とを特徴とする、溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製
造方法。
【請求項７】前記配合原燃料にバインダーとして前記
生石灰及び消石灰の内少なくとも１種が添加されて得ら
れた含バインダー配合原燃料中の生石灰に由来するＣａ
Ｏ成分の重量と消石灰に由来するＣａO成分の重量との
合計重量と、石灰石中のＣａＯ成分の重量との比が、
０．２３以上になるように調節することを特徴とする、
請求項６記載の溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造
方法。
【請求項８】原料としてＣａＯ含有物質と酸化鉄含有
物質とを使用し、燃料として固体燃料を使用し、更にバ
インダーとして生石灰及び消石灰の内少なくとも１種を
添加する溶鉄精錬用のカルシウムフェライトを製造する
方法において、前記ＣａＯ含有物質として、粒径２ｍｍ以下のものが８
０ｍａｓｓ％以上を占める微粉石灰石を用い、前記酸化
鉄含有物質として、微粉鉄鉱石、ダスト、ミルスケー
ル、砂鉄及びその他の酸化第二鉄含有物質からなる群か
ら選ばれた１種以上からなりその平均粒径が１．５ｍｍ
以下である微粉酸化鉄含有物質を用い、固体燃料として
粒状固体燃料を用い、前記原料、燃料及びバインダーからなる含バインダー配
合原燃料をミキサーで調湿し混合し、得られた含バイン
ダー混合原燃料をディスクペレタイザーで生ペレットに
造粒し、次いで当該生ペレットを前記粒状固体燃料で被
覆し、こうして得られた粒状固体燃料が外装された生ペ
レットを無端移動グレート式焼結機へ装入して当該生ペ
レットからなる焼結ベッドを形成し、これを連続的に焼
成してカルシウムフェライトを製造するに際して、前記含バインダー配合原燃料の調製を、当該含バインダ
ー配合原燃料中のＣａ元素とＦｅ元素とのモル比ｎ_Ca／
ｎ_Feが０．３〜１．５の範囲内であって且つ前記生石灰
及び消石灰の内少なくとも１種に由来する前記含バイン
ダー配合原燃料中の生石灰に由来するＣａＯ成分の重量
と消石灰に由来するＣａO成分の重量との合計重量と、
石灰石中のＣａＯ成分の重量との比が、０．２３以上に
なるように調節し、且つ、得られる焼成カルシウムフェ
ライト成品中のＣａＯ成分の含有率が２５〜５０ｍａｓ
ｓ％の範囲内になるように調節することを特徴とする、
溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法。
【請求項９】前記粒状固体燃料が外装された生ペレッ
トに含まれる粒状固体燃料の平均含有率は、前記ＣａＯ
含有物質と前記酸化鉄含有物質とが含まれる原料に対す
る外数の含有率表示で、前記生ペレットの乾燥重量に対
して５ｍａｓｓ％以上となり、しかも、前記外装された
粒状固体燃料の重量が全粒状固体燃料の重量の５０％以
上となるように、前記生ペレットを調製することを特徴
とする、請求項８記載の溶鉄精錬用カルシウムフェライ
トの製造方法。
【請求項１０】前記バインダーとして添加される生石
灰及び／又は消石灰は、その粒度が１ｍｍ以下のものを
用いることを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記
載の溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方法。
【請求項１１】前記原料中の石灰石は、スラリー状の
ものを用いることを特徴とする、請求項１〜１０のいず
れかに記載の溶鉄精錬用カルシウムフェライトの製造方
法。