JP2007138243A

JP2007138243A - 焼結原料造粒物の乾燥処理方法及び焼結鉱の製造方法

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Publication number: JP2007138243A
Application number: JP2005333340A
Authority: JP
Inventors: Shunji Kasama; 俊次笠間; Kenichi Yatsugayo; 健一八ケ代; Akira Gushima; 昭具島; Tsuneo Ikeda; 恒男池田; Yoichi Abe; 安部　　洋一; Tsutomu Okada; 務岡田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-06-07
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: JP5008859B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、焼結鉱の製造の際の、焼結機の焼結ベッド内の水分凝縮帯、及び乾燥帯の何れでの強度の高い焼結原料造粒物を提供することにある。
【解決手段】本発明に係る焼結原料造粒物の乾燥処理方法は、焼結原料に造粒促進剤として、分散剤、例えばポリアクリル酸ナトリウムを乾燥時の固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上添加して、混練造粒を行ったのち、乾燥処理によって水分４％以下に乾燥することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、焼結鉱の製造方法に係り、特に焼結原料造粒物の乾燥処理方法に関する。

焼結鉱の製造方法の概略工程を図４に示す。

主原料の鉱石は、鉱石ホッパー１０、副原料である石灰石は石灰石ホッパー１１、燃料であるコークスはコークスホッパー１２、返鉱は返鉱ホッパー１３からそれぞれ所定量切り出し、これにミキサー１４で水分を添加し、水分5.5％〜8.5%程度に調湿造粒する。

調湿造粒後の焼結原料１５をサージホッパー１６に一旦装入する。そして、焼結原料１５をドラムフィーダー１７から切り出し、シュート１８を介して焼結機１９のパレット２０に装入して充填層２１を形成する。この充填層２１の表層部分のコークスに点火し、下方に空気吸引しながらコークスを燃焼させ、この燃焼熱で上層から下層にかけて順次原料を焼結する。

ここで、焼結機における充填層は、生産性の向上および品質確保のために通気性が高いことが要求されるが、焼結原料の造粒物が壊れると微粉となって充填層内の空隙を塞ぎ、通気性が悪化するので、造粒物自体の強度が高いことが好ましい。

そこで、特許文献１、特許文献２に示す技術が提案されている。

特許文献１に記載の技術では、微粉原料を調湿造粒して、小粒の造粒物を形成し、この造粒物を６．５％以下に乾燥させるものである。そして、焼結原料を造粒したときに使用する水分が、焼結機で焼結の際に蒸発した水蒸気が、焼結ベッド内の未焼結部分の焼結原料の領域に凝縮する、所謂水分凝縮帯を生成するが、この水分凝縮帯に凝縮する水分を少なくすることで、造粒物の水分崩壊を防止するものである。

特許文献２に記載の技術では、生石灰バインダーを使用し、かつ乾燥に用いるガス量を制御して造粒物の強度の向上を図った技術である。

また、特許文献３に示す技術では、製鉄用原料を造粒処理するに際し、造粒時に存在する水の中、例えば添加水および原料の持ち込み水分中に、微粒子を一定量以上添加させ、擬似粒子の強度を上げ、焼結ベッドの通気性を向上させ、焼結機の生産性を向上させるものである。
特開平０６−１４５８２２号公報特開平０６−０５７３４０号公報特開２００３−１５５５２５号公報

特許文献１では、水分凝縮帯での強度改善を狙って微粉粒原料造粒物の乾燥を行うが、この方法では、乾燥中あるいは乾燥後の搬送中に造粒物の崩壊を生じることが多い。

一般に、擬似粒子は、粒径１〜３ｍｍの核粒子と、この核粒子表面に付着する粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子からなる付着粉とで構成される。
図５は、水のみを添加し造粒して得られた擬似粒子を構成する粒径１〜３ｍｍの核粒子Ｅ及び粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子Ａの湿潤時(a)と乾燥時(ｂ)の状態を模式的に示した図である。なお、図５に示されたまぶり付き粉Ｂは、擬似粒子中の粒径１〜３ｍｍの核粒子Ｅ及び粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子Ａの表面に付着する粒径１０μｍ以下の超微細粒子（後述の説明では、まぶり付き粉ということもある）を示す。

本発明者らの検討結果によれば、水のみを添加し造粒して得られた擬似粒子は、水分が高い湿潤時には、図５（ａ）に示されるように、擬似粒子を構成する核粒子と微粉粒子間および微粉粒子間は、これらの粒子表面を覆う表面水Ｃを介して付着されている。この湿潤状態での造粒物の強度は、水の接着力により維持されているもので、決して強いものとは言えず、搬送過程における表面乾燥や機械的な衝撃によって、３０〜４０％の造粒物が崩壊する。
他方、上記擬似粒子の乾燥時は、図５（ｂ）に示すように、粒子間を結合する役割を果たす表面水Ｃが無くなるため、核粒子Ｅと微粉粒子Ａ間および微粉粒子Ａ間はバラバラの状態となり、擬似粒子は崩壊してしまう。その結果、焼結充填層の昇温乾燥過程に於いて乾燥状態となった造粒物は、熱衝撃や機械的な衝撃によって大多数が崩壊する。そのため充填層の通気性の悪化や大幅な生産性の低下などの悪影響を引き起こす。

次に、特許文献２では、生石灰をバインダーとして使用した造粒物を乾燥させることで強度の向上を図った技術が開示されている。この技術による強度向上は以下のようなメカニズムで発現すると考えられる。水と生石灰をバインダーとして使用し造粒して得られた擬似粒子を構成する粒径１〜３ｍｍの核粒子Ｅ及び粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子Ａの湿潤時(a)と乾燥時(ｂ)の模式図を図６に示す。湿潤時には、生石灰が過飽和となった表面水Ｃが微粉粒子Ａを覆っている（同図（ａ））。乾燥時は、表面水Ｃが無くなり、生石灰水和物（消石灰）Ｄが析出し、これが微粉粒子Ａ間を結合させる接着剤となり、強度が発現すると解される。

しかしながら、この方法で製造した造粒物の圧潰強度は、３〜４ｋｇ／ｃｍ２程度と（特許文献２の記載では１２５０ｇ／ｐとの表示に対応する強度値）であり、充分な強度とは必ずしも言えない。この程度の造粒物強度では、搬送過程において、造粒物の１０〜２０％が崩壊することが避けられない。また、本発明者等の検討によれば、焼結ベッド内での焼結反応に伴う物理的な荷重衝撃や急速昇温による熱衝撃を受け、焼結充填層内でさらに２０〜３０％の造粒物が崩壊することが確かめられている。

また、特許文献３では、製鉄用原料を造粒処理するに際し、造粒時に添加水および原料の持ち込み水分中に、粒径２００μｍ以下の微粒子を一定量以上、安定して分散せしめることで、造粒時に微粒子を接着剤的に機能させ擬似粒化性を向上させることが出来るという点で優れた技術である。

しかしながら、この技術では、造粒時の添加水或いは原料の持ち込み水分中に粒径２００μｍ以下の微粒子を添加しても、この微粒子が微粉粒子間に有効に存在しなければ接着剤的に機能させることが出来ない。

本発明の目的は、この特許文献３に記載する技術の適用に際して、造粒時の添加水或いは原料の持ち込み水分中の微粒子の大部分を、積極的に微粉粒子間に移動させ、これを接着剤的に機能させる乾燥処理を行うことで、乾燥中及び搬送中の崩壊がほとんど無く、焼結鉱の製造の際の、焼結充填層内でも機械的な衝撃や熱衝撃を受けても崩壊することのない高強度の焼結原料造粒物を提供することにある。

本発明に係る焼結原料造粒物の乾燥方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。

（１）請求項１に記載の発明は、焼結原料に造粒促進剤として、分散剤を乾燥時の固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上添加して、混練造粒を行ったのち、乾燥処理によって水分４％以下に乾燥することを特徴とする焼結原料造粒物の乾燥処理方法である。

（２）請求項２に記載の発明は、（１）の焼結原料造粒物の乾燥処理方法において、乾燥時の水分蒸発速度を０．０１〜０．５ｋｇ−水分／ｋｇ・ｍｉｎの範囲内に調整することを特徴とする焼結原料造粒物の乾燥処理方法である。

（３）請求項３に記載の発明は、（１）又は（２）に記載する焼結原料造粒物の乾燥処理方法において、乾燥装置として流動層式乾燥機を用いることを特徴とする焼結原料造粒物の乾燥処理方法である。

（４）請求項４に記載の発明は、焼結原料に造粒促進剤として、分散剤を乾燥時の固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上添加して、混練造粒を行ったのち、乾燥処理によって水分４％以下（望ましくは１％以下）に乾燥した造粒物を作成し、該造粒物をその他の焼結原料に添加して焼結することを特徴とする焼結鉱製造方法である。

ここで、請求項１記載の発明の焼結原料造粒物の乾燥処理方法は、焼結原料に造粒促進剤として、分散剤を固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上添加して、混練造粒を行った後、乾燥処理によって水分４％以下（望ましくは１％以下）に乾燥した造粒物を作成し、該造粒物をその他の焼結原料に添加して焼結することを構成とする。ここで、焼結原料に造粒促進剤として、分散剤を用いている。この分散剤を造粒時の水に添加して造粒することで、擬似粒子を構成する核粒子Ｅおよび微粉粒子Ａの表面に付着していた粒径１０μｍ以下の超微細粒子（まぶり付き粉）は、分散剤の作用により粒子表面から乖離し、表面水内に均一に分散し、移動しやすい状態となる。そして、この状態で乾燥処理を行うと、微粉粒子の乾きやすい部分から乾燥が進み、乾き難い隣接する微粉粒子間および核粒子と微粉粒子間の接触部分に残存する表面水内に粒径１０μｍ以下の超微細粒子（まぶり付き粉）が次第に増加し、凝集する。完全に乾燥が終わった状態の擬似粒子は、微粉粒子間および核粒子と微粉粒子間の接触部分に凝集した粒径１０μｍ以下の超微細粒子（まぶり付き粉）が各構成粒子間を強力に接着するように作用する。このため、このような状態で乾燥させた焼結原料の擬似粒子を構成する粒子間の結合強度を大幅に向上させる作用をもつ。

また、分散剤を固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上とし、粒子の分散効果を維持すると共に、水分を４％以下とすることで、粒子の圧潰強度が５ｋｇ／ｃｍ２以上を達成でき、充分強度の高い焼結原料造粒物となる。この造粒過程における崩壊率は、３％以下であり、焼結充填層内での崩壊率も５％以下に押さえられる。更に水分１％以下に迄乾燥した場合には、圧潰強度を１０ｋｇ／ｃｍ２に高めることが出来、造粒物の搬送過程における崩壊率と焼結充填層内での崩壊率の何れも１％以下のレベルまで減少させることが出来る。

請求項２記載の発明の焼結原料造粒物の乾燥方法は、乾燥時の水分蒸発速度を０．０１〜０．５ｋｇ−水分／ｋｇ・ｍｉｎの範囲内に調整する構成である。０．０１ｋｇ−水分／ｋｇ・ｍｉｎ以下の水分蒸発速度では、乾燥装置が大きくなりすぎ工業的な設備としては実用的ではない。また、０．５ｋｇ−水分／ｋｇ・ｍｉｎ以上の水分蒸発速度では、表面水内の粒径１０μｍ以下の超微細粒子（まぶり付き粉）の移動速度が、乾燥速度に追従できなくなり、粒径１０μｍ以下の超微細粒子（まぶり付き粉）が粒子表面に残留するため、造粒物の強度が得られない。したがって、水分蒸発速度は請求項２記載の範囲にとどめることが好ましい。

請求項３記載の発明の焼結原料造粒物の乾燥方法は、乾燥装置として流動層式乾燥機を用いることで、ベルト乾燥に比べ乾燥速度を高く設定することが出来、乾燥設備をコンパクトに設計することが出来る。

本発明によれば、極めて強度の高い造粒物を得ることが出来るため、搬送過程および焼結充填層内での機械的或いは熱的な衝撃に伴う造粒物の崩壊現象を防止することが出来る。そのため、焼結機における通気性を本質的に改善させると共に、生産性を大幅に向上させることが出来る。

また本発明のように適量の分散剤を用いた条件では、乾燥時の水分蒸発速度を比較的大きくしても、表面水中の微粉粒子の移動が速やかに行われるため、造粒物の圧潰強度が低下する現象は現れない。したがって流動層式乾燥機による高速乾燥も可能となり、乾燥設備をコンパクトに設計することが出来る。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

一般に、焼結原料を造粒して得られた擬似粒子は、粒径１〜３ｍｍの核粒子と、この核粒子表面に付着する粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子からなる付着粉とで構成される。

本発明者らの検討によれば、焼結原料に配合される鉄鉱石および副原料中には、擬似粒子の付着粉を構成する粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子に比べて粒径が小さい粒径１０μｍ以下の超微細粒子（以下、この超微細粒子をまぶり付き粉という）が存在することを確認している。この超微細粒子（まぶり付き粉）は、図５に示されるように、水分添加のみで造粒する場合には、水中での分散性が低いため、核粒子表面または微粉粒子表面に付着した状態、或いは、超微粒子同士が互いに凝集したクラスターの状態で存在することが多く、焼結原料の擬似粒子化性及び付着力への寄与は小さい。一方、発明者らの検討によれば、水分中に粒子の分散性を高める作用を有する分散剤を添加して造粒する場合には、核粒子表面または微粉粒子表面に付着した状態、および、水分中でクラスター（凝集物）の状態で、存在している超微粒子（まぶり付き粉）は解離し、水分中に超微粒子（まぶり付き粉）が均一に分散することを確認した。さらに、この超微細粒子（まぶり付き粉）が水分中に分散した状態で存在する擬似粒子を乾燥することにより、以下に説明するメカニズムで擬似粒子の圧壊強度を大幅に向上させることが判った。

まず、本発明法で得られた焼結原料の造粒物中の粒子間の結合状態を図１で説明する。

図１は、水と分散剤（ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡ））を添加し造粒して得られた擬似粒子を構成する粒径１〜３ｍｍの核粒子Ｅ、粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子Ａ、および、これらの粒子間に存在する粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉Ｂの湿潤時(a)と乾燥時(b)の状態を模式的に示した説明図である。

水と分散剤を添加して造粒した直後の擬似粒子においては、図１（ａ）に示すように、核粒子Ｅおよび微粉粒子Ａの表面に付着していたまぶり付き粉Ｂは、分散剤の作用により粒子表面から乖離し、分散剤を含有する表面水Ｆ中に均一に分散した状態で存在している。また、分散剤を含有する表面水Ｆ中に分散した粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉Ｂは粒径０．５ｍｍ以下の微粉粒子Ａに比べて表面水Ｃ内を分散して移動しやすい性質を有する。

次に、この状態の擬似粒子を乾燥すると、分散剤を含有する表面水Ｆは乾燥過程において微粉粒子Ａの表面から乾きその量が少なくなっていく。この際、前述のように分散剤を含有する表面水Ｆ中に分散して存在する粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉Ｂは分散剤の作用により、表面水内を自由に移動しやすい状態であるため、微粉粒子Ａの乾燥されていない部分に分散剤を含有する表面水Ｆとともに移動する。一般に、隣接する微粉粒子Ａ間および核粒子Ｅと微粉粒子Ａ間は、乾燥時に表面温度が上がり難いため、隣接する微粉粒子Ａ間および核粒子Ｅと微粉粒子Ａ間の接触部分の水分架橋部にまぶり付き粉Ｂが凝集された状態で乾燥が終了する。乾燥終了後の擬似粒子は、同図（ｂ）に示されるように、隣接する微粉粒子Ａ間および核粒子Ｅと微粉粒子Ａ間が粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉Ｂの凝集部を介して結合される。

なお図１では、便宜上、２個の微粉粒子の例を示して説明したが、実際の擬似粒子では、核粒子Ｅ表面に多数の隣接する微粉粒子Ａ間および微粉粒子Ａ間が上記と同じ状態となって、つまり粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉Ｂを介して接着した状態を形成する。この結果、焼結原料を水分と分散剤を添加して造粒して得られた造粒物は、構成粒子間の結合力が高い造粒物となるため、造粒物の圧壊強度は大幅に向上する。また、この乾燥後の造粒物の構成粒子間の結合力は、焼結機で焼結する際に水分凝縮帯でも崩壊せずに維持されるため、焼結ベッドの通気性は向上し、生産性および成品歩留も向上する。

なお、上記焼結原料の造粒物の構成粒子間の結合に寄与する、粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉は、例えば、ピペット法により定量することができる。

一般に、ピペット法は、例えば、図７に示すような測定器を用い、試料を所定の割合で水に分散させた後、当該試料の懸濁液をピペットにより所定の時間間隔で一定量吸出し、吸出された懸濁液の粒子径濃度を測定する方法である。この方法によれば、ストークスの沈降法則に従い、静置時間ｔから下記式でその時吸出された懸濁液中の微粒子の粒子径が求められ、懸濁液を乾燥した後の質量を測定することにより、その時吸出された懸濁液中の微粒子の質量が求められる。

Ｄ＝√（（１８×μ×ｈ）／（（ρｓ−ρｆ）×ｇ×ｔ））
但し、Ｄ：粒子径（ｃｍ）、μ：流体の粘度（ｇ／ｃｍ・ｓｅｃ）、ｈ（ピペット先端から水面までの高さ（ｃｍ）、ρｓ：粉体の比重（ｇ／ｃｍ^３）、ρｆ：流体の比重（ｇ／ｃｍ^３、ｇ：重量加速度（ｇ／ｓｅｃ^２）、ｔ：静置時間（ｓｅｃ）を示す。

具体的には、上記ピペット法により、鉄鉱石中の粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉量は、以下のようにして測定される。先ず、鉄鉱石粉の試料を図７に示される内容積９６８ｍｌのアンドレアゼンピペットに固形分で１０ｇとなるように採取し、これに分散剤（ポリアクリル酸ナトリウム：ＰＡ）を０．９７ｇ、水を約３００ｍｌを加えて超音波洗浄器で約３分間混合した後、さらに、ピペット先端（０ｃｍ目盛り位置）から２０ｃｍの高さまで水を加え、攪拌した後、さらに、２０分間（粒径１０μｍ、粉体比重４（ｇ／ｃｍ^３）の鉄鉱石微粒子の沈降時間に相当する）静置した後に、懸濁液を吸出し、この懸濁液を乾燥した後の質量を測定する。これにより、粒径１０μｍ、粉体比重４（ｇ／ｃｍ^３）の鉄鉱石微粒子の含有量を測定することができる。

本発明の焼結原料造粒物の乾燥方法に用いる造粒物について述べる。

粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉を含む焼結原料に造粒促進剤として、分散剤を固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上添加して、混練造粒を行ったのち、乾燥処理によって水分４％以下（望ましくは１％以下）に乾燥した造粒物を作成する。

ここで、粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉は、焼結原料中の鉄含有原料、副原料などに含まれ、例えばヘマタイト鉱石、マグネタイト鉱石、マラマンバ鉱石、又はピソライト鉱石などの様々な鉱石種に含有される。また、粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉の少ない焼結原料においては、粒径１０μｍ以下の微粉粒子を別途添加することでも同等の効果を享受できる。

本発明において、焼結原料に添加する分散剤は、焼結原料の造粒時に水とともに添加することで、焼結原料中に含有する粒径１０μｍ以下の超微粉粒子（まぶりつき粉）の水分中での分散性を促進させる作用を有するものであればよく、無機化合物、有機化合物、低分子化合物あるいは高分子化合物に限らず、特に限定されるものではない。

また、本発明における上記分散剤として、酸基および／またはその塩を有する高分子化合物が好適である。この中で、重量平均分子量が１０００以上、１０万以下のポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡ）またはポリアクリル酸アンモニウムが微粒子の分散性が高く、価格的にも安価なため、最も好適に使用できる。

また、本発明において、分散剤の添加量は、造粒する焼結原料に対して固形分基準で０．０１質量％以上としている。分散剤の添加量が０．０１質量％よりも少ない場合は分散剤の効果を発揮できず、造粒物の圧壊強度向上などが十分に得られない。
分散剤の添加量の上限は、特に限定する必要はないが、１質量％を超えて添加すると、水分中の粘度が高くなり、超微粒子の分散性が逆に低下する恐れが生じるため、１質量％以下とするのが好ましい。

更に、本発明において、乾燥処理条件として、造粒物中の水分が、４％以下、好ましくは１％以下になるまで乾燥を行うことが好ましい。乾燥処理により、造粒物中の水分が１％以下となると、前述のように隣接する微粉粒子Ａ間および核粒子Ｅと微粉粒子Ａ間の接触部分に凝集した粒径１０μｍ以下のまぶり付き粉による結合強度が上がるためである。

図２は、分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム（図２グラフ上［ＰＡ］と略す）を用い、添加量を変えて造粒を行い、造粒物水分と強度の関係を示している。

なお、図２の造粒物には、ウエストアンジェラス鉱石70％とローブリバー鉱石30％を配合した配合原料を用いた。

この図２からも判るように、固形分基準で分散剤０．００７％で造粒した場合、造粒物水分の大小にかかわらず、圧潰強度が３ｋｇ／ｃｍ２以下であるのに対し、分散剤を０．０１％以上で造粒して乾燥した場合には、水分を４％以下とすることで、粒子の圧潰強度が５ｋｇ／ｃｍ２以上を達成することができる。これは、焼結機の焼結ベッド内の水分凝縮帯、及び乾燥帯の何れでも粒子の圧潰を防ぐことが出来る強度に相当する。

特に、乾燥度合いが水分を１％以下とすると、粒子の圧潰強度が１０ｋｇ／ｃｍ２以上となり、特に有効である。

次に、上記造粒物を用いた焼結鉱の製造について簡単に述べる。

図３は焼結鉱の製造の製造工程を示す説明図である。

例えば下表１に示す配合１〜３のまぶり付き粉を含む焼結原料１に、造粒水に固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上の分散剤２を添加した水分を加え、アイリッヒミキサー型混練機３で混練を行い、パンペレタイザー型あるいはドラムミキサー等の造粒機４で造粒物を生成する。この生成した造粒物を流動層式、ベルト式、ロータリー式の適宜乾燥機５で、水分４％以下（望ましくは１％以下）に乾燥した造粒物を作成する。

なお、実施形態例では混練機としてアイリッヒミキサー型混練機を使用したが、本発明の効果は、混練機の形式によらず、例えばレディゲミキサー、ヘンシェルミキサー、ピンミキサーなどの一般的な混練機でも充分効果を発揮することが確認されている。

この生成した造粒物を、表１に示すそれぞれの配合にしたがって、鉄鉱石、副原料および粉コークスなどの熱源を含めた焼結原料６に添加して、1次造粒機７−１および2次造粒機７−２で造粒した造粒物と併せて焼結機８に供給し焼結鉱を製造する。なお、２次造粒機７−２は、省略することもできる。

次に、実施例で本発明により製造した造粒物の圧潰強度等について述べる。

表１は焼結鉱の配合条件を示したもので、ウエストアンジェラス、ローブリバー、蛇紋岩、ドロマイトを造粒物の原料として用い、これに鉄鉱石、副原料および粉コークスなどの熱源を含めた焼結原料６に添加して、配合１〜３の焼結原料とした。

上記焼結原料を表２に示す造粒方法及び乾燥方法で造粒物を生成した。

なお、表中ＰＡは添加剤として使用しているポリアクリル酸ナトリウム、ＱＬは同じく添加剤として使用している生石灰を表す。また比較例１および比較例２においては、生石灰を添加剤としての配合に伴いＣａＯ含有量の上昇分だけ、表１に示す石灰石の配合を低減している。

上記した、表１、表２に示した条件で生成した発明例１〜５及び比較例１〜４により生成した造粒物の強度、及びこれらの造粒物を用いて焼結試験を行ったときの結果を表３に示す。

この表３からも判るように、本発明例によれば、従来よりも大幅に圧潰強度を向上させることが出来る。

即ち、比較例１、２では分散剤を用いる替わりに、生石灰を用いて同様に造粒物を製造したものであるが、圧潰強度が３．８および４．１ｋｇ／ｃｍ２で、何れも造粒物の強度が充分でなく、搬送過程において、或いは焼結ベッド内での物理的な荷重衝撃や急速昇温による熱衝撃で造粒物が崩壊する可能性が高い。これに対し本発明例においては、圧潰強度が６．２〜１７．４ｋｇ／ｃｍ２も有している為、強度のある造粒物となっている。

なお、発明例４では、乾燥水分を１％以下とすることにより、大幅に圧潰強度の向上を図ることが出来る。ただ、本発明５に示すように乾燥速度が非常に早い状態で乾燥させると、改善効果がやや減少するが、それでも、圧潰強度が８．０ｋｇ／ｃｍ２も有しており、比較例に比べて倍の強度を有している。

また、これらの焼結原料で焼結鉱を製造した場合には、比較例１、２に比べ、本発明品は、生産率が約１０〜２０％程度の向上をしている。また、製品歩留まりについても約４〜１０％程度の向上した試験結果となっている。また、６ｍｍ以上の焼結鉱の回転強度についても、本発明品は比較例に比べ強度を増加する結果を得た。

また、比較例３では、乾燥処理を行わなかった例を示すものであるが、実質的に圧潰強度が１．０ｋｇ／ｃｍ２に満たさず、焼結試験結果も最低であった。

更に比較例４では、分散剤の添加量が少なすぎるため、充分な分散剤の効果が少なく、圧壊強度を得ることが出来なかった。

以上のように、本実施例の造粒物によれば、造粒後の工程である焼結工程に於いて、焼結機の焼結ベッド内の水分凝縮帯、及び乾燥帯の何れでの粒子の圧潰強度を大幅に高めた焼結原料造粒物を提供できることがわかる。

また、乾燥時の水分蒸発速度を比較的大きくしても、圧潰強度を維持できることより、流動層式乾燥も可能であり、設備をコンパクトにすることも出来る。

本発明の焼結原料の造粒物の造粒時の微粉粒子の結合状態の説明図で、（ａ）は湿潤時の模式的説明図、（ｂ）は乾燥時の模式的説明図である。本発明の造粒物水分と強度の関係を示した説明図である。本発明の焼焼結原料を用いた焼結鉱の製造工程を示す説明図である。焼結原料を用いた焼結鉱の製造工程を示す説明図である。微粉粒子Ａとまぶり付き粉Ｂを水のみで造粒した状態の微粉粒子の結合状態の説明図で、（ａ）は湿潤時の模式的説明図、（ｂ）は乾燥時の模式的説明図である。微粉粒子Ａとまぶり付き粉Ｂを生石灰を添加して造粒した状態の微粉粒子の結合状態の説明図で、（ａ）は湿潤時の模式的説明図、（ｂ）は乾燥時の模式的説明図である。アンドレセンピペットを説明する図である。

符号の説明

１焼結原料
２分散剤
３混練機
４造粒機
５乾燥機
６他の鉄鉱石
７−１1次造粒機
７−２2次造粒機
８焼結機
Ａ微粉粒子
Ｂまぶり付き粉
Ｃ表面水
Ｄ生石灰水和物
Ｅ核粒子
Ｆ分散剤＋表面水

Claims

焼結原料に造粒促進剤として、分散剤を乾燥時の固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上添加して、混練造粒を行ったのち、乾燥処理によって水分４％以下に乾燥することを特徴とする焼結原料造粒物の乾燥処理方法。
請求項１記載の焼結原料造粒物の乾燥処理方法において、乾燥時の水分蒸発速度を０．０１〜０．５ｋｇ−水分／ｋｇ・ｍｉｎの範囲内に調整することを特徴とする焼結原料造粒物の乾燥方法。
請求項１又は２に記載する焼結原料造粒物の乾燥処理方法において、乾燥装置として流動層式乾燥機を用いることを特徴とする焼結原料造粒物の乾燥方法。
焼結原料に造粒促進剤として、分散剤を乾燥時の固形分基準で０．０１ｍａｓｓ％以上添加して、混練造粒を行ったのち、乾燥処理によって水分４％以下に乾燥した造粒物を作成し、該造粒物をその他の焼結原料に添加して焼結することを特徴とする焼結鉱製造方法。