JP2008101263A - 焼結原料の造粒方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄鉱石原料を強固に造粒し、造粒物の焼結の際の通気性を改善して、焼結鉱の生産性を向上させる焼結原料の造粒方法を提供する。
【解決手段】粒状物および粉状物を含む鉄鉱石原料と炭酸カルシウムを第１の造粒装置１０により擬似造粒物とし、これと鉄鉱石原料の残りまたは別の鉄鉱石原料を第２の造粒装置１１により造粒物とする方法であり、粒状物中と粉状物の質量比を０．７以上１．６未満、かつ粒状物中の多孔質物質を鉄鉱石原料の３０質量％以上９０質量％以下とし、第１の造粒装置１０への炭酸カルシウム量を鉄鉱石原料中の微粉物の５．０質量％以上１０質量％以下とし、鉄鉱石原料量を造粒物の１０質量％以上５０質量％以下とし、第１の造粒装置１０へ、鉄鉱石原料量の０．０１質量％以上０．１質量％以下の分散剤と、鉄鉱石原料の含水等量に更に含水等量の２．５質量％以上４．０質量％以下の量を加えた水を加える。
【選択図】図１

Description

本発明は、微粒子を含む焼結原料を強固に造粒し、焼結時における通気性を良好にして、製造する焼結鉱の生産性を向上させる焼結原料の造粒方法に関する。

世界的な鉄鋼需要の増加により、高炉の高出銑が必要となっており、この高出銑に伴い、焼結鉱の高生産の要求も高まっている。
一方、鉄鉱石資源の枯渇により、造粒性と焼結性の良好な鉄鉱石の需要に対して十分に対応できず、難造粒性の微粉原料を、多量に使用せざるを得なくなってきている。このため、微粉原料を造粒するバインダーである生石灰の使用量を、従来よりも増加させて対応しているが、例えば、生石灰は高価であること、また生石灰の通気改善効果はその使用量が２．０質量％程度で飽和すること等の問題がある。
即ち、現状の配合条件で生石灰の配合量を更に増加させても、焼結鉱の高生産性を維持するために十分な強度を有する造粒物が製造できないため、新たな造粒技術が必要である。そこで、以下に示す造粒技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、焼結鉱の生産性向上のために、焼結の際の通気性を改善する方法として、焼結原料の水分量を調整する方法が開示されている。この方法では、造粒物を焼結機へ装入する５〜１５時間前に、造粒物を構成する焼結原料が吸収可能な量の水分を焼結原料に吸収（即ち、飽和）させており、焼結原料の造粒の際には、ミキサーにおいて、造粒に必要な水分を更に添加している。なお、ミキサーに添加する水分量は、１〜２質量％が最適であり、これにより、焼結鉱の生産性を１日あたり７０トン向上させた。
また、特許文献２には、焼結機へ装入する造粒物を構成する焼結原料に添加する水分量を最適に制御することにより、高生産性および高歩留りで焼結原料を造粒する方法が開示されている。この方法は、焼結原料単味の「吸水率」と「粒度分布」から、焼結原料が付着力を有する下限水分値を算出し、それ以上の水分量となるように焼結原料に水を添加している。
なお、特許文献１、２のいずれについても、焼結原料の造粒には生石灰が使用されている。
そして、特許文献３には、微粉鉱石を含む劣質な焼結原料を、生石灰等の高価なバインダーの配合量を増やすことなく、造粒強化する方法が開示されている。この方法は、焼結原料の一部を造粒処理し、これを残りの焼結原料と混合して造粒しており、具体的には、造粒を強化し、微粉の割合をより低減させるために、高分子化合物（分散剤）を添加している。なお、高分子化合物は、処理される焼結原料中に、例えば０．００１質量％以上１０質量％以下の比率で添加されている。

特開平５−３９５３０号公報 特開平１１−６１２８１号公報 特開２００３−７３７４９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法は、直近の焼結原料中の微粉量によっては、生石灰のみによる造粒で十分な強度が得られず、その効果が頭打ちに近づいている。即ち、焼結機のパレット内での擬似造粒物の乾燥工程において、造粒物が崩壊して、生石灰による増産効果が得られなくなってきている。
また、焼結原料をミキサーへ装入する前に、焼結原料の水分を飽和させておく必要があり、事前に散水する水分量が多量となって、例えば、ヤードの冠水、落鉱量の増加（輸送ベルトに付着して落鉱増加）、または焼結歩留の低下（焼結の際の擬似造粒物の粉化）に繋がる。
また、特許文献２に開示された方法についても、焼結原料中の微粉量が増加した場合、生石灰のみによる造粒では十分な強度が得られず、その効果が頭打ちに近づいている。

以上のように、特許文献１、２の焼結原料の造粒に際し、生石灰による造粒効果以外では、水分調整のみによって造粒性を向上させているため、例えば、焼結の際の焼結湿潤帯と乾燥帯での造粒物の強度低下が大きくなる。
また、特許文献１、２は、ある配合を前提とし、造粒性を適正化する技術であるため、資源の劣質化に起因する焼結原料の細粒化による強度低下には対応できない。
そして、焼結原料の水分を造粒前に飽和させることは、例えば、散水設備またはトラック散水による外注費用が必要となり、コスト高となって経済的でない。
更に、焼結原料に水分を飽和させて輸送することにより、例えば、落鉱、またベルトコンベアへの原料付着のような、ハンドリング上の問題点も発生する。

特許文献３に開示された方法では、微粉原料の付着力を向上させることはできるが、付着力の向上した微粉を造粒するためには、現状の造粒設備能力の向上が必要となる（混合と撹拌の強化）。ここで、焼結原料中に微粉原料が多い場合、造粒物が小さくなり易く、また得られる造粒物の強度と粒度が小さくなるため、ドラムミキサーで更に造粒する際には、造粒物が核として寄与しない。
なお、この方法で、微粉原料同士を付着させるために炭酸カルシウムを使用する場合、この炭酸カルシウムは非常に微粒子であるため、これを微粉原料中に十分に分散させるには、その配合割合毎に適正な水分設定を行う必要がある。ここで、炭酸カルシウムの固体架橋力（微粉原料同士を結びつける力）を発現させるためには、炭酸カルシウムが十分に分散した後、微粉原料間の水分を除去する必要があるが、核となる多孔質物質を用いていないため、水分が過剰となって造粒物の強度向上が十分でない。
また、従来の水分調整方法では、焼結原料に含ませる水分量が常に飽和しており、造粒物中で炭酸カルシウムと鉄鉱石が常時湿潤状態であるため、造粒物の輸送過程において造粒物が乾燥した場合、擬似粒子の崩壊が発生し、焼結時の通気性を阻害する悪影響がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鉄鉱石原料を強固に造粒し、造粒物の焼結の際の通気性を改善して、焼結鉱の生産性を向上させる焼結原料の造粒方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る焼結原料の造粒方法は、粒状物および粉状物を含む鉄鉱石原料と、前記粒状物の周囲に前記粉状物をまたは前記粉状物同士を結合させる炭酸カルシウムとを、第１の造粒装置へ供給して擬似造粒物を製造した後、
該擬似造粒物と前記鉄鉱石原料の残りまたは別の鉄鉱石原料とを第２の造粒装置へ供給して造粒物を製造する焼結原料の造粒方法であって、
前記粒状物と前記粉状物との質量比（粉状物／粒状物）を０．７以上１．６未満とし、かつ前記粒状物中の多孔質物質を前記鉄鉱石原料の３０質量％以上９０質量％以下とし、
前記第１の造粒装置へ供給される前記炭酸カルシウム量を、該第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料中の０．１２５ｍｍ以下の微粉物の５．０質量％以上１０質量％以下とするとともに、前記第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料量を、前記造粒物の１０質量％以上５０質量％以下とし、
更に、前記第１の造粒装置へ、該第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料量の０．０１質量％以上０．１質量％以下の分散剤と、予め測定した前記第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料に吸収される含水等量に、更に該含水等量の２．５質量％以上４．０質量％以下の量を加えた水とを供給する。

本発明に係る焼結原料の造粒方法において、前記粒状物の粒度は２．０ｍｍ以上であり、前記粉状物の粒度は０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明に係る焼結原料の造粒方法において、前記炭酸カルシウムの平均粒径は１０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
本発明に係る焼結原料の造粒方法において、前記第１の造粒装置は高速撹拌可能なアイリッヒミキサーであり、前記第２の造粒装置はドラムミキサーであることが好ましい。
本発明に係る焼結原料の造粒方法において、前記含水等量は、乾燥した前記鉄鉱石原料を常圧下で２０分間水中に浸漬させた後、水分が付着した前記鉄鉱石原料の重量の８０倍の遠心力を１５分間与えて脱水した場合に除去される水分量であることが好ましい。

請求項１〜５記載の焼結原料の造粒方法は、第１の造粒装置で造粒する鉄鉱石原料量を規定するので、例えば、造粒に使用される鉄鉱石原料中の粉状物量を適正にでき、造粒性の改善効果を得ることができる。
また、粒状物中の多孔質物質量を規定するので、水分を吸収可能な気孔率が調整され、例えば、炭酸カルシウムによる粉状物同士を結合させるための固体架橋が形成され易くなる。ここで、粒状物と粉状物との比を規定するので、造粒性の改善効果が得られ、必要な強度を備えた造粒物を得ることができる。なお、使用する炭酸カルシウム量を規定するので、固体架橋を安定に形成でき、高強度な造粒物を製造できる。
そして、使用する分散剤量を規定するので、分散しづらい炭酸カルシウムを、鉄鉱石原料中に十分に分散できる。また、使用する水分量を規定するので、炭酸カルシウムを鉄鉱石原料中に十分に分散できる。
これにより、鉄鉱石原料を強固に造粒し、造粒物の焼結の際の通気性を改善して、焼結鉱の生産性を向上させることができる。

特に、請求項２記載の焼結原料の造粒方法は、鉄鉱石原料中の粒状物と粉状物の粒度をそれぞれ規定しているので、造粒性の改善効果が更に得られ、必要な強度を有する造粒物を容易に製造できる。
請求項３記載の焼結原料の造粒方法は、炭酸カルシウムの平均粒径を規定しているので、炭酸カルシウムの品質を均一にでき、安定した強度を備える造粒物を製造できる。
請求項４記載の焼結原料の造粒方法は、第１の造粒装置がアイリッヒミキサーであり、第２の造粒装置がドラムミキサーであるので、従来使用されている装置を使用して、高強度の造粒物を容易に製造できる。
請求項５記載の焼結原料の造粒方法は、使用する水分量の測定基準を設けているので、使用する水分量のばらつきを防止でき、高強度の造粒物を容易に製造できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る焼結原料の造粒方法の説明図、図２は粒状物の質量に対する粉状物の質量比と擬似造粒物の強度との関係を示すグラフ、図３は炭酸カルシウムの使用量と擬似造粒物の強度との関係を示すグラフ、図４は添加した水分量と擬似造粒物の強度との関係を示すグラフである。

図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る焼結原料の造粒方法は、粒状物および粉状物を含む鉄鉱石原料と、粒状物の周囲に粉状物をまたは粉状物同士を結合させる炭酸カルシウム（以下、炭カルともいう）とを、アイリッヒミキサー（第１の造粒装置の一例）１０へ供給して擬似造粒物を製造した後、擬似造粒物と鉄鉱石原料の残りまたは別の鉄鉱石原料とをドラムミキサー（第２の造粒装置の一例）１１へ供給して造粒物を製造する方法である。以下、詳しく説明する。

本願発明は、必ずしもヤードで鉄鉱石原料に水分を吸収させてその吸収量を飽和させなくても、鉄鉱石原料の高い造粒性を実現できる水分の添加方法（適正水分値設計）である。本実施の形態では、飽和水分の高い鉄鉱石原料中の粉状物に、事前に水分を吸収させることなく、核粒子となる粒状物に水分を吸収させて飽和させた後、両者を混合することにより、アイリッヒミキサー１０中で粒状物中の水分を粉状物中へ移動させる。なお、アイリッヒミキサー１０で混合する前の粒状物中の多孔質物質の表層には水分があるが、その気孔内にはほとんど水分がない。
これにより、ハンドリングの難しい粉状物の水分量を、従来のように事前に上昇させることなく、強固な擬似造粒物を製造することが可能となる。

従って、ドラムミキサー１１へ装入する前に、例えば、焼結原料（即ち、造粒物）の３０質量％程度を強固な擬似造粒物とし、ドラムミキサー１１で造粒する時に、この擬似造粒物を核として機能させることを可能としている。具体的には、原料乾燥工程において、焼結機で、鉄鉱石原料が炭酸カルシウムにより、迅速に強固な固体架橋を形成できるように、粉状物中へ水分が移動可能な配合を行った。このとき、鉄鉱石原料のうち多孔質の原料を核となる粒状物として用いる。
これにより、粉状物を使用して強固な擬似造粒物を製造することが可能となり、焼結鉱の生産性を向上させることができる。

本実施の形態で使用する鉄鉱石原料は、例えば、その大きさ（最大粒径）が１０ｍｍ以下程度のものであり、図１に示すように、粉鉱、高Ａｌ_２Ｏ_３粉鉱、および微粉鉱石が含まれている。なお、鉄鉱石原料を粒状物と粉状物（微粉物を含む）に分けており、粒状物の粒度を２．０ｍｍ以上とし、粉状物の粒度を０．２５ｍｍ以下と定義した。
この鉄鉱石原料中の核となる粒状物の周囲に、粉状物を付着させて、擬似造粒物を製造する。この擬似造粒物の強度の評価に際しては、ＧＩと呼ばれる焼結原料の造粒性を示す指標を使用している。このＧＩは、以下の式で算出される。
ＧＩ＝１００−（擬似造粒物中の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率）／（真粒子中の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率）
ここで、真粒子とは、擬似造粒物を造粒するために使用する鉄鉱石原料そのものの粒子を指し、粒子同士の付着が実質的にない前提で、下記に示す文献に記載されたものである。

このＧＩは、擬似造粒物に含まれる水分量によって、ＧＩ−１とＧＩ−２で現される。このＧＩ−１とＧＩ−２の測定は、以下の手順で行っている。
擬似造粒物中と真粒子中の０．２５ｍｍ以下の各粉状物量を、「第３版 鉄鋼便覧 第２刊 製銑・製鋼（第３刷）丸善株式会社発行」の第８４頁の図２・３に記載された手順で測定する。なお、擬似造粒物中の残存水分が３質量％と０質量％の２種類の擬似サンプルを作製した後、上記図２・３に記載された低温乾燥の手順を実施する。

この手順によって得られる
（ａ）含水率３質量％まで乾燥させたときの擬似造粒物中の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率
（ｂ）含水率０質量％まで乾燥させたときの擬似造粒物中の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率
（ｃ）水洗により、粉状物同士の付着を無くした水洗後の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率（即ち、真粒子中の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率）
を用いて、前記したＧＩ−１とＧＩ−２を算出する。

ＧＩ−１＝１００−（含水率３質量％まで乾燥させたときの擬似造粒物中の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率）／（水洗後の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率）
このＧＩ−１は、半乾燥状態での擬似造粒物の強度指数を示している。
ＧＩ−２＝１００−（含水率０質量％まで絶乾（絶対乾燥）させたときの擬似造粒物中の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率）／（水洗後の０．２５ｍｍ以下の粉状物の比率）
このＧＩ−２は、絶対乾燥状態での擬似造粒物の強度指数を示している。

まず、粒状物に対する粉状物の質量比（粉状物／粒状物）、即ち粉核比を、０．７以上１．６未満とする。このように規定した理由を、図２を参照しながら説明する。なお、図２において、炭酸カルシウム量は、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料中の０．１２５ｍｍ以下の微粉物の６．５質量％、分散剤量は、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料の０．０１５質量％、水分量は、遠心含水等量に更に遠心含水等量の ２．５質量％を加えた量である。
図２に示すように、粉核比が大きくなるに伴って、即ち粒状物に対する粉状物の量が増えるに伴って、擬似造粒物の強度（ＧＩ−２）が低下する傾向がみられる。ここで、粉核比が０．７未満の場合、造粒すべき粉状物が少なくなり過ぎ、造粒性の改善効果の発揮代が少なくなる。一方、粉核比が１．６以上の場合、アイリッヒミキサー１０で得られる擬似造粒物がペレット状となり、必要な造粒物強度（例えば、平均強度９３％以上）が得られなくなる。
以上のことから、粉核比を０．７以上１．６未満としたが、上限を１．５、下限を０．９、更には１．０とすることが好ましい。

この粒状物中の多孔質物質量は、鉄鉱石原料の３０質量％以上９０質量％以下である。
ここでいう多孔質物質とは、例えば、マラマンバ鉱石と豪州ピソライト鉱石のように、気孔を多く有する鉄鉱石であり、気孔率の測定方法として一般的な、水銀圧入式ポロシメーター法により測定した気孔率（気孔量ともいう）が、０．０７ｃｍ^３／ｇ以上のものである。
このマラマンバ鉱石と豪州ピソライト鉱石の産地銘柄の例を表１に示す。なお、マラマンバ鉱石の産地銘柄はウエストアンジェラスであり、豪州ピソライト鉱石の産地銘柄はヤンディとローブリバーである。また、マウントニューマンは、気孔率が０．０７ｃｍ^３／ｇ未満であるため、多孔質物質ではない。

粒状物中の多孔質物質量が鉄鉱石原料の３０質量％未満の場合、水分が侵入可能な気孔率が少なくなり過ぎ、多孔質物質の表層にある水分が気孔内へ移動しづらくなるため、擬似造粒物が固体架橋を形成しにくくなり、強固な擬似造粒物を製造できない。
一方、多孔質物質量が鉄鉱石原料の９０質量％を超える場合、前記した粉核比０．７以上１．６未満の条件を満足できなくなる。これは、通常の多孔質物質ではないヘマタイト鉱石に対し、多孔質物質、例えばピソライト鉱石は、粗粒物を多く含む銘柄が多いこと、例えばマラマンバ鉱石は、微粒物を多く含む銘柄が多いことに起因する。
つまり、多孔質物質を核粒子となる粒状物として使用することで、多孔質物質の表層水分が気孔内へ移動し、炭酸カルシウムの固体架橋による強固な擬似造粒物が製造可能になる。
以上のことから、粒状物中の多孔質物質量を鉄鉱石原料の３０質量％以上９０質量％以下としたが、上限を８０質量％、下限を４０質量％、更には５０質量％とすることが好ましい。

以上の条件で、鉄鉱石原料をアイリッヒミキサー１０へ、焼結原料（造粒物）の１０質量％以上５０質量％以下供給する。なお、供給する鉄鉱石原料量は、｛（アイリッヒミキサーを通過させる焼結原料量）／（アイリッヒミキサーを通過させる焼結原料量＋残部の焼結原料量）｝×１００（質量％）により算出できる。このアイリッヒミキサーを通過させる焼結原料には、鉄鉱石原料のほかに、副原料（例えば、石灰石）と炭酸カルシウムが含まれており、残部の焼結原料には、鉄鉱石原料中の粉鉱と、副原料（例えば、石灰石）と、生石灰が含まれている。
ここで、鉄鉱石原料量が焼結原料の１０質量％未満の場合、残部の焼結原料中の粉状物（微粉物）量が増加するため、アイリッヒミキサー１０による造粒に使用される粉状物量が減少し、ドラムミキサー１１による焼結原料全体の造粒効率が低下する。
一方、鉄鉱石原料量が焼結原料の５０質量％を超える場合、造粒性の改善効果が飽和するため、生産性向上効果が少ない。この場合、焼結鉱の品質に特に不具合は無いが、難造粒性原料を選択的に造粒することができなくなるため、コスト的に不経済である。
以上のことから、鉄鉱石原料量を焼結原料の１０質量％以上５０質量％以下としたが、上限を４５質量％、更には４０質量％、下限を１５質量％、更には２０質量％とすることが好ましい。

なお、アイリッヒミキサー１０には、更に炭酸カルシウム量（ＣａＣＯ_３）を、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料中の０．１２５ｍｍ以下（炭酸カルシウムによる結合の効果を得やすい粒径）の微粉物の５．０質量％以上１０質量％以下添加する。この炭酸カルシウムの平均粒径は１０μｍ以上２０μｍ以下である。
このように規定した理由を、図３を参照しながら説明する。なお、図３において、分散剤量は、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料の０．０１５質量％、水分量は、遠心含水等量に更に遠心含水等量の２．５質量％を加えた量である。
図３に示すように、炭酸カルシウム量が５．０質量％未満の場合、固体架橋による結合力が低下するため、擬似造粒物の強度、即ち前記したＧＩ−２が低下する。
一方、炭酸カルシウム量が１０質量％を超える場合、造粒すべき粉状物に対し、使用する炭酸カルシウム量が過剰となって改善効果が発現しないため、固体架橋による効果が飽和する。

以上のことから、炭酸カルシウム量を５．０質量％以上１０質量％以下としたが、０．５ｍｍ以下の粒子を２．０ｍｍ以上の粒状物に、炭酸カルシウムの固体架橋によって付着させ、安定的に高強度な造粒物を製造するためには、下限を６．５質量％とすることが好ましい。また、炭酸カルシウムの過剰添加を防止するため、上限を９質量％、更には８質量％とすることが好ましい。
なお、炭酸カルシウムによる効果を更に得るには、炭酸カルシウムの平均粒径の下限を１２μｍ、上限を１７μｍとすることが好ましい。

そして、アイリッヒミキサー１０には、分散剤を、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料の０．０１質量％以上０．１質量％以下添加する。
ここでいう分散剤は、親水性が高く、平均分子量が１０００よりも大きい有機、もしくは無機高分子化合物（例えば、平均分子量５００万以上１０００万以下のポリアクリル酸ナトリウムのような高分子分散剤）であり、例えば、特開２００３−７３７４９号公報の段落００１６〜００１８に示されているものを使用できる。

このように、鉄鉱石原料中へ分散剤を添加することで、水の表面張力を低減し、炭酸カルシウムの分散性を向上させることができる。
ここで、使用する分散剤量が鉄鉱石原料の０．０１質量％未満の場合、分散効果が十分に発揮できず、炭酸カルシウムを造粒すべき鉄鉱石原料中に十分に分散できない。一方、鉄鉱石原料の０．１質量％を超える場合、分散効果が飽和する。
以上のことから、分散剤による効果を更に得るには、分散剤の添加量の上限を０．０７質量％、更には０．０５質量％することが好ましい。

そして、アイリッヒミキサー１０には、予め測定したアイリッヒミキサー１０へ供給する鉄鉱石原料の遠心含水等量に、更に該遠心含水等量の２．５質量％以上４．０質量％以下の量を加えた水とを供給する。
この遠心含水等量とは、ＪＩＳ Ａ １２０７（廃止）に記載されていた固体物質の水分保有特性である。具体的には、乾燥した鉄鉱石原料を常圧下で２０分間水中に浸漬させた後、水分が付着した鉄鉱石原料の重量の８０倍の遠心力を１５分間与えて脱水した場合に除去される水分量である。

添加する水分量を、前記したように規定した理由を、図４を参照しながら説明する。なお、図４において、炭酸カルシウム量は、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料中の０．１２５ｍｍ以下の微粉物の６．５質量％、分散剤量は、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料の０．０１５質量％である。
図４に示すように、遠心含水等量より過剰に添加する水分量が、該遠心含水等量の４．０質量％を超える場合、焼結原料がスラリー化するため、擬似造粒物の強度（ＧＩ−２）の顕著な上昇が望めず、また造粒による擬似造粒物の粒成長が進行しない。また、擬似造粒物を搬送するベルトへ付着する焼結原料量が増加するに伴い、落鉱量が増加して、環境悪化にも繋がる。
一方、遠心含水等量より過剰に添加する水分量が、該遠心含水等量の２．５質量％未満の場合、水の媒体としての役割が不足し、炭酸カルシウムを焼結原料間に十分に分散させることができず、擬似造粒物の強度が低下し、造粒効果が低下する。
以上のことから、過剰に添加する水分量を、遠心含水等量の２．５質量％以上４．０質量％以下としたが、上限を３．５質量％、下限を３．０質量％とすることが好ましい。

以上に示した配合となるように、粉鉱および副原料（例えば、石灰石）の一部と、ヤードにパイリングされた（積み上げられた）高Ａｌ_２Ｏ_３粉鉱および微粉鉱石に、炭酸カルシウム、水、および分散剤を添加し、アイリッヒミキサー１０により撹拌し混合して、造粒処理する（即ち、選択系造粒物は炭酸カルシウムで造粒）。
このように、予備造粒して得られた擬似造粒物を、例えば、生石灰、粉鉱、および副原料のような焼結原料の残部とともに、ドラムミキサー１１に装入して造粒し、造粒物を製造する（即ち、非選択系造粒物は生石灰で造粒）。
そして、得られた造粒物を焼結機へ供給して焼結鉱を製造する。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
本実施例で製造した擬似造粒物の鉄鉱石原料の構成成分は、表２に示す通りである。なお、表２の豪州ヘマタイトは、オーストラリア産のヘマタイト鉱石であり、ゴアは、インド産マグネタイト鉱石であり、ペレットフィードは、鉱石種がＭＢＲ−ＰＦ（ブラジル産ヘマタイト鉱石）である。

一方、従来例で製造した擬似造粒物の鉄鉱石原料の構成成分は、表２に示す構成成分中から多孔質物質であるピソライトを除いたものである。
この各鉄鉱石原料を、以下に示す表３の条件によって造粒し、擬似造粒物を製造した結果を、表４に示す。

表４から明らかなように、含水率３質量％の擬似造粒物の強度については、実施例と従来例でほとんど差がなかった。しかし、含水率を０質量％にすることで、実施例は、従来例と比較して、擬似造粒物の強度低下が小さかった。これは、実施例の擬似造粒物と比較して、従来例の擬似造粒物で多くの粉化が発生したことを意味する。

また、図５から、擬似造粒物の乾燥前後における強度変動の量が小さくなるに伴って、焼結鉱の生産性が向上することも確認できた。なお、図５において、添加した炭酸カルシウム量は、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料中の０．１２５ｍｍ以下の微粉物の６．５質量％、分散剤量は、アイリッヒミキサー１０へ供給される鉄鉱石原料の０．０１５質量％、水分量は、遠心含水等量に更に遠心含水等量の２．５質量％を加えた量である。
以上のことから、本願発明を適用することで、従来よりも高強度な擬似造粒物を製造できることを確認できた。特に、含水率を０質量％まで乾燥させた後の擬似造粒物の粉化量を、従来と比較して著しく低減できるため、焼結機の焼結ベット中における通気性を大きく改善でき、生産性の向上が可能となることを確認できた。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部または全部を組合せて本発明の焼結原料の造粒方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、アイリッヒミキサーで擬似造粒物を製造し、この擬似造粒物を使用してドラムミキサーで造粒物を製造した場合について説明した。しかし、擬似造粒物と造粒物の製造を、必要に応じて、例えば、ディスクペレタイザーまたはプロシャミキサーを使用することもできる。

本発明の一実施の形態に係る焼結原料の造粒方法の説明図である。 粒状物の質量に対する粉状物の質量比と擬似造粒物の強度との関係を示すグラフである。 炭酸カルシウムの使用量と擬似造粒物の強度との関係を示すグラフである。 添加した水分量と擬似造粒物の強度との関係を示すグラフである。 擬似造粒物の乾燥前後における強度変動と焼結鉱の生産性との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０：アイリッヒミキサー（第１の造粒装置）、１１：ドラムミキサー（第２の造粒装置）

Claims (5)

1. 粒状物および粉状物を含む鉄鉱石原料と、前記粒状物の周囲に前記粉状物をまたは前記粉状物同士を結合させる炭酸カルシウムとを、第１の造粒装置へ供給して擬似造粒物を製造した後、
   該擬似造粒物と前記鉄鉱石原料の残りまたは別の鉄鉱石原料とを第２の造粒装置へ供給して造粒物を製造する焼結原料の造粒方法であって、
   前記粒状物と前記粉状物との質量比（粉状物／粒状物）を０．７以上１．６未満とし、かつ前記粒状物中の多孔質物質を前記鉄鉱石原料の３０質量％以上９０質量％以下とし、
   前記第１の造粒装置へ供給される前記炭酸カルシウム量を、該第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料中の０．１２５ｍｍ以下の微粉物の５．０質量％以上１０質量％以下とするとともに、前記第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料量を、前記造粒物の１０質量％以上５０質量％以下とし、
   更に、前記第１の造粒装置へ、該第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料量の０．０１質量％以上０．１質量％以下の分散剤と、予め測定した前記第１の造粒装置へ供給される前記鉄鉱石原料に吸収される含水等量に、更に該含水等量の２．５質量％以上４．０質量％以下の量を加えた水とを供給することを特徴とする焼結原料の造粒方法。
2. 請求項１記載の焼結原料の造粒方法において、前記粒状物の粒度は２．０ｍｍ以上であり、前記粉状物の粒度は０．２５ｍｍ以下であることを特徴とする焼結原料の造粒方法。
3. 請求項１および２のいずれか１項に記載の焼結原料の造粒方法において、前記炭酸カルシウムの平均粒径は１０μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする焼結原料の造粒方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結原料の造粒方法において、前記第１の造粒装置は高速撹拌可能なアイリッヒミキサーであり、前記第２の造粒装置はドラムミキサーであることを特徴とする焼結原料の造粒方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結原料の造粒方法において、前記含水等量は、乾燥した前記鉄鉱石原料を常圧下で２０分間水中に浸漬させた後、水分が付着した前記鉄鉱石原料の重量の８０倍の遠心力を１５分間与えて脱水した場合に除去される水分量であることを特徴とする焼結原料の造粒方法。

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