JP2013151715A - 磁性成分測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結鉱成品に含まれる磁性成分の量について、確度の高い測定値を連続的に得ることが可能な、新規かつ改良された磁性成分測定方法を提供する。
【解決手段】本発明のある観点によれば、焼結機で製造された焼結鉱成品を高炉に輸送する焼結鉱成品輸送ラインから、焼結鉱成品の一部を焼結鉱試料として取得する焼結鉱試料取得ステップと、焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を測定対象試料として焼結鉱試料から取得する測定対象試料取得ステップと、測定対象試料が有する磁性に基づいて、測定対象試料に含まれる磁性成分の量を測定する磁気式測定を行なう磁気式測定ステップを含むことを特徴とする、磁性成分測定方法が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、焼結鉱成品に含まれる磁性成分の量を測定する磁性成分測定方法に関する。

製銑プロセスで原料となる鉄鉱石のうち、粒度が５ｍｍ未満となる粉鉱石は粒度が小さいので、そのまま高炉に投入されると、高炉内の目詰まりの原因となる可能性がある。即ち、粉鉱石によって高炉内での還元ガスの流路が妨げられる可能性がある。そこで、粉鉱石は、そのまま高炉に投入されるのではなく、粉コークス及び石灰石等と共に焼き固められた焼結鉱として高炉に投入される。

焼結鉱は、例えばドワイトロイド式焼結機により製造される。製造された焼結鉱は、その粒度に応じて焼結鉱成品、床敷鉱、及び返鉱に分級される。焼結鉱成品は、例えば５ｍｍ以上の粒度を有する焼結鉱であり、床敷鉱は、例えば５ｍｍ以上１０ｍｍ未満の粒度を有する焼結鉱であり、返鉱は、例えば５ｍｍ未満の粒度を有する焼結鉱である。焼結鉱成品は高炉に投入され、床敷鉱及び返鉱は焼結機に戻される。

焼結鉱は、２価鉄及び３価鉄を含む。２価鉄は、マグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）として存在し、３価鉄は、マグネタイト及びヘマタイト（Ｆｅ_２Ｏ_３）として存在する。焼結時の温度（１３５０℃程度）の下では、マグネタイトはヘマタイトよりも安定に存在する。即ち、ヘマタイトは、焼結時の温度で熱分解し、マグネタイトとなる。したがって、焼結鉱中のマグネタイトが多いほど、その焼結鉱はよく焼き固められている（焼結されている）といえる。

一方、高炉内の各還元反応のうち、律速段階となる還元反応は、ＦｅＯを０価鉄に還元する反応である。焼結鉱中のヘマタイトは、高炉内で還元されることで酸素を放出し、かつ、結晶形をわずかに変化させる。これにより、焼結鉱中に気孔が形成される。この気孔は、律速段階での消費エネルギー量を低減させることが知られている。

したがって、焼結鉱をよく焼き固めるという観点からは、焼結鉱中のマグネタイトが多い方が好ましいが、焼結鉱中のマグネタイトが多いほど、焼結鉱中のヘマタイトが少なくなるので、高炉内での消費エネルギー量が増大する。

このように、焼結鉱中のマグネタイトの質量、即ち２価鉄の質量は、焼結鉱の品質を示す重要な指標の一つとなっているので、焼結鉱中の２価鉄の質量、特に焼結鉱成品中の２価鉄の質量について確度の高い測定値を得ることは、製銑プロセスにおける重要な課題の一つとなっている。なお、焼結鉱中の２価鉄の質量は、ＦｅＯの質量として表されることが多い。焼結鉱中のＦｅＯ質量％、即ち焼結鉱の総質量に対するＦｅＯ質量％は、例えば６．５〜８．５質量％が好ましいと見積もられている。

焼結鉱中のＦｅＯ質量％を測定する方法、即ちＦｅＯ測定方法の一つとして、化学分析によるＦｅＯ測定方法が知られている。このＦｅＯ測定方法は、焼結機で製造された焼結鉱成品を高炉に輸送する焼結鉱成品輸送ラインから、焼結鉱成品の一部を焼結鉱試料として取得し、焼結鉱試料にＪＩＳＭ８２１３で規定された化学分析を行なうことで、焼結鉱試料中のＦｅＯ質量％を測定する。このＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品中のＦｅＯ質量％を直接測定することができるので、確度の高い測定値を得ることができる。しかし、この技術は、非常に手間がかかるので、１日に数回程度しか実行することができなかった。このため、この技術では、確度の高い測定値を連続して得ることができなかった。

一方、特許文献１、２は、焼結鉱中のＦｅＯ質量％を磁気式ＦｅＯ測定装置で測定するＦｅＯ測定方法を開示する。これらの技術は、２価鉄を含むマグネタイトが磁性を有することに着目したものである。即ち、磁気式ＦｅＯ測定装置は、焼結鉱が有する磁性に基づいて、焼結鉱中のＦｅＯ質量％を測定する。これらの技術は、焼結鉱中のＦｅＯ質量％を連続して測定することができる。

具体的には、特許文献１に開示された技術は、焼結機ベッドの上方に磁気式ＦｅＯ測定装置を配置する。これにより、特許文献１に開示された技術は、焼結ケーキ表面のＦｅＯ質量％を測定することができる。

一方、特許文献２に開示された技術は、５ｍｍ以上１０ｍｍ未満の粒度を有する焼結鉱を床敷鉱とし、床敷鉱を焼結機に戻す床敷鉱採取ラインに磁気式ＦｅＯ測定装置を配置する。これにより、特許文献２に開示された技術は、床敷鉱中のＦｅＯ質量％を測定することができる。

特開昭６０−４３４４１号公報 特公昭５７−２８７３１号公報

しかし、焼結ケーキ表面のＦｅＯ質量％は、点火状況（点火温度等）に強く依存するので、特許文献１に開示された技術では、測定値のばらつきが大きくなってしまっていた。さらに、焼結ケーキには、返鉱となりうる部分も含まれているので、特許文献１に開示された技術は、焼結鉱成品とならない部分のＦｅＯ質量％も測定してしまっていた。このため、特許文献１に開示された技術で得られる測定値は、焼結鉱成品全体の代表値となり得なかった。言い換えれば、特許文献１に開示された技術は、焼結鉱成品中のＦｅＯ質量％について、確度の高い測定値を得ることができなかった。

一方、特許文献２に開示された技術は、床敷鉱以外の粒度を有する焼結鉱成品についての測定値を得ることが出来なかった。さらに、特許文献２に開示された技術について本発明者が検討を行ったところ、特許文献２に開示された技術により得られる測定値は、焼結鉱成品を化学分析することにより得られる測定値との誤差が大きくなることが判明した。したがって、特許文献２に開示された技術で得られる測定値は、焼結鉱成品全体の代表値となり得なかった。言い換えれば、特許文献２に開示された技術も、焼結鉱成品中のＦｅＯ質量％について、確度の高い測定値を得ることができなかった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、焼結鉱成品に含まれる磁性成分の量について、確度の高い測定値を連続的に得ることが可能な、新規かつ改良された磁性成分測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、焼結機で製造された焼結鉱成品を高炉に輸送する焼結鉱成品輸送ラインから、焼結鉱成品の一部を焼結鉱試料として取得する焼結鉱試料取得ステップと、焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を測定対象試料として焼結鉱試料から取得する測定対象試料取得ステップと、測定対象試料が有する磁性に基づいて、測定対象試料に含まれる磁性成分の量を測定する磁気式測定を行なう磁気式測定ステップを含むことを特徴とする、磁性成分測定方法が提供される。

ここで、焼結鉱試料のうち、所定の粒度範囲よりも大きい粒度を有する粒度範囲外試料を粉砕する前処理が測定対象試料取得ステップの前に行われ、測定対象試料取得ステップでは、前処理後の焼結鉱試料から測定対象試料を取得するようにしてもよい。

また、前処理には、焼結鉱試料の冷間強度を測定するための破砕処理が含まれるようにしてもよい。

また、前処理には、冷間強度の測定後に残存する粒度範囲外試料をさらに破砕する処理が含まれてもよい。

また、所定の粒度範囲は、１５ｍｍから±１０ｍｍの範囲であってもよい。

また、所定の粒度範囲は、１０〜２０ｍｍであってもよい。

また、磁気式測定に供される測定対象試料は、焼結鉱試料の総量に対して２９．８質量％以上存在してもよい。

したがって、本発明によれば、焼結鉱成品輸送ラインから焼結鉱成品の一部を焼結鉱試料として取得する。そして、本発明は、焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を測定対象試料として焼結鉱試料から取得し、測定対象試料が有する磁性に基づいて、測定対象試料中の磁性成分の量を測定する。

したがって、本発明は、焼結鉱成品輸送ラインから焼結鉱成品の一部を焼結鉱試料として取得するので、広範な粒度を有する焼結鉱成品から、焼結鉱試料を取得することができる。ここで、後述するように、焼結鉱が有する磁性に基づく測定値は、焼結鉱の粒度の影響を大きく受ける。しかし、本発明は、焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を測定対象試料とする。これにより、本発明は、測定値のばらつきを低く抑えることができる。

したがって、本発明は、広範な粒度を有する焼結鉱成品から焼結鉱試料を取得し、かつ、測定値のばらつきを低く抑えることができるので、測定値の確度を向上させることができる。さらに、本発明は、測定対象試料が有する磁性に基づいて、測定対象試料中の磁性成分の量を測定するので、測定対象試料中の磁性成分の量を連続的に測定することができる。

以上説明したように本発明によれば、焼結鉱成品輸送ラインから焼結鉱成品の一部を焼結鉱試料として取得する。そして、本発明は、焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を測定対象試料として焼結鉱試料から取得し、測定対象試料が有する磁性に基づいて、磁気測定対象試料中の磁性成分の量を測定する。したがって、本発明は、焼結鉱成品に含まれる磁性成分の量について、確度の高い測定値を連続的に得ることができる。

本発明の実施形態に係る焼結鉱製造・移送システムを示す断面図である。 焼結鉱成品の粒度と焼結鉱成品に含まれるＦｅＯの質量％との対応関係を示すグラフである。 同実施形態に係るＦｅＯ測定方法を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本実施形態では、「ａ〜ｂ」の範囲は、ａ以上ｂ未満であることを示す。

＜１．焼結鉱製造・移送システムの構成＞
［焼結鉱製造・移送システムの全体構成］
次に、図１に基づいて、本発明の実施形態に係る焼結鉱製造・移送システムの全体構成について説明する。焼結鉱製造・移送システム１０は、焼結機２０と、焼結鉱成品篩３０ａ〜３０ｃと、破砕機３１と、焼結鉱成品輸送ライン４０と、冷間強度測定装置６０と、焼結鉱試料篩７０と、破砕機８０と、焼結鉱試料篩８１と、磁気式ＦｅＯ測定装置９０とを備える。なお、焼結鉱製造・移送システム１０の構成は、図１に示すものに限定されない。例えば、焼結鉱成品篩の数は図１に示すものに限定されない。

焼結機２０は、焼結鉱を生成する。焼結機２０による焼結鉱の製造過程は概略以下の通りである。まず、焼結鉱の原料である粉鉱石、粉コークス及び石灰石等がミキサーで混合されることで、焼結原料が生成される。次いで、焼結原料が焼結機２０の焼結ベッド上に積載される。ここで、焼結ベッドは、互いに連結された複数のパレットと、これらのパレットを所定方向に移動させる駆動ローラとを備える。パレットは、駆動ローラにより常に移動している。焼結原料は、パレットに積載される。次いで、焼結原料の表面が点火炉により点火され、ブロアにより焼結原料内の空気が下方に吸引される。これにより、焼結原料の表面がまず溶融帯（焼結反応が行われる部分）となり、溶融帯が焼結原料の裏面に向かって移動する。即ち、焼結反応が進行する。各パレット内の焼結原料は、そのパレットが焼結ベッドの端部（排鉱部）に達する前に焼結ケーキ（焼結鉱の塊）となる。次いで、焼結ケーキは、排鉱部から排出される際に破砕され、焼結鉱となる。これにより、焼結鉱が製造される。

生成された焼結鉱は、冷却処理等が施された後、焼結鉱成品篩３０ａに移送される。焼結鉱成品篩３０ａは、例えば粒度が５０ｍｍ未満の鉄鉱石をふるい落とす。なお、本実施形態において、焼結鉱の粒度は、篩を完全に通過した場合の篩目と、通過出来なかった場合の篩目の双方を用いた所定の範囲で表現され、成品サンプラー後方に位置する篩及び秤量機により測定される。したがって、焼結鉱成品篩３０ａに残った焼結鉱は、例えば粒度が５０ｍｍ以上であり、焼結鉱成品篩３０ａからふるい落とされた焼結鉱は、例えば粒度が５０ｍｍ未満となる。焼結鉱成品篩３０ａに残った焼結鉱は破砕機３１に移送され、焼結鉱成品篩３０ａからふるい落とされた焼結鉱は焼結鉱成品篩３０ｂに移送される。

破砕機３１は、例えば粒度が５０ｍｍ以上の焼結鉱を破砕し、焼結鉱成品篩３０ｂに移送する。焼結鉱成品篩３０ｂは、例えば粒度が１０ｍｍ未満の焼結鉱をふるい落とす。したがって、焼結鉱成品篩３０ｂに残った焼結鉱は、例えば粒度が１０ｍｍ以上５０ｍｍ未満であり、焼結鉱成品篩３０ｂからふるい落とされた焼結鉱は、例えば粒度が１０ｍｍ未満となる。焼結鉱成品篩３０ｂに残った焼結鉱は焼結鉱成品となり、焼結鉱成品輸送ライン４０に載せられる。焼結鉱成品輸送ライン４０は、焼結鉱成品を高炉５０に移送（輸送）する。一方、焼結鉱成品篩３０ｂからふるい落とされた焼結鉱は焼結鉱成品篩３０ｃに移送される。

焼結鉱成品篩３０ｃは、例えば粒度が５ｍｍ未満の焼結鉱をふるい落とす。したがって、焼結鉱成品篩３０ｃに残った焼結鉱は、例えば粒度が５ｍｍ以上１０ｍｍ未満であり、焼結鉱成品篩３０ｃからふるい落とされた焼結鉱は、例えば粒度が５ｍｍ未満となる。焼結鉱成品篩３０ｃに残った焼結鉱の一部（例えば、焼結鉱成品篩３０ｃからオーバーフローした焼結鉱）は床敷鉱として焼結機２０に返却され、残りは焼結鉱成品として焼結鉱成品輸送ライン４０に載せられる。焼結鉱成品篩３０ｃからふるい落とされた焼結鉱は返鉱として焼結機２０に返却される。したがって、例えば粒度が５ｍｍ以上の焼結鉱が焼結鉱成品とされる。

焼結鉱輸送ライン４０上の焼結鉱成品のうち、一部の焼結鉱成品は、基準焼結鉱試料として取得され、冷間強度測定装置６０に移送される。冷間強度測定装置６０は、ＪＩＳＭ８７１２に規定された冷間強度測定を行う装置である。冷間強度測定装置６０を用いた冷間強度測定は、概略的には、以下のとおりである。まず、基準焼結鉱試料から例えば粒度が１０ｍｍ以上の試料、即ち冷間強度測定対象試料が取得される。次いで、冷間強度測定対象試料の質量が測定され、その後、冷間強度測定対象試料が回転ドラムに投入される。次いで、回転ドラムが所定速度で所定回数だけ回転する。これにより、冷間強度測定対象試料の少なくとも一部が破砕される。

次いで、回転ドラムから冷間強度測定対象試料が取り出され、粒度が１０ｍｍ以上の冷間強度測定対象試料（以下、「１次粉砕後焼結鉱試料」とも称する）がふるい分けられる。次いで、１次粉砕後焼結鉱試料の質量が測定される。次いで、１次粉砕後焼結鉱試料の質量の測定値が基準焼結鉱試料の質量の測定値で除算され、これにより得られた値が基準焼結鉱試料の強度とされる。なお、冷間強度測定装置６０は、ＪＩＳＭ８７１１に規定された落下強度測定を行っても良い。

１次破砕後焼結鉱試料は、焼結鉱試料篩７０に移送される。焼結鉱試料篩７０は、例えば１５ｍｍから４０ｍｍ未満の粒度範囲を有する１次破砕後焼結鉱試料をふるい落とす。焼結鉱試料篩７０に残った１次破砕後焼結鉱試料は、破砕機８０で破砕される。焼結鉱試料篩７０からふるい落とされた１次粉砕後焼結鉱試料及び破砕機８０で破砕された１次破砕後焼結鉱試料は、２次破砕後焼結鉱試料として焼結鉱試料篩８１に移送される。焼結鉱試料篩８１は、例えば１５ｍｍから２５ｍｍ未満の粒度範囲、好ましくは２０ｍｍ未満の粒度範囲の粒度を有する２次破砕後焼結鉱試料をふるい落とす。ふるい落とされた２次破砕後焼結鉱試料は、磁気測定対象試料（測定対象試料）として磁気式ＦｅＯ測定装置９０に移送される。したがって、磁気測定対象試料の粒度範囲は、例えば１５ｍｍから±１０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍとなる。

磁気式ＦｅＯ測定装置９０は、磁気測定対象試料が有する磁性に基づいて、磁気測定対象試料中のＦｅＯ質量％、即ち、磁気測定対象試料の総質量に対するＦｅＯ質量％を測定する。磁気測定対象試料の粒度範囲が上記の範囲に絞られているので、磁気式ＦｅＯ測定装置９０は、焼結鉱成品中のＦｅＯ質量％について、確度の高い測定値を得ることができる。磁気式ＦｅＯ測定装置９０の構成、磁性成分の測定手順、及び磁性成分の質量パーセントの算出等については、「焼結鉱の品質管理計測システムの開発（著：川口 清彦、稲田 清崇、佐藤 駿、湯本 修介、１９８４年）」に準じる。

＜２．焼結鉱の粒度と磁気式ＦｅＯ測定装置による測定値との関係＞
本発明者は、磁気式ＦｅＯ測定装置９０により測定された焼結鉱中のＦｅＯ質量％が焼結鉱の粒度によってばらつくことを見出し、この知見に基づいて、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法に想到するに至った。そこで、この知見について説明する。

本発明者は、焼結機Ａ（Ａ機）を用いて焼結鉱を製造し、製造された焼結鉱（以下、「焼結鉱Ａ」とも称する）を粒度に基づいて５〜１０ｍｍ、１０〜１５ｍｍ、１５〜２０ｍｍ、２０〜２５ｍｍ、２５〜４０ｍｍ、４０〜５０ｍｍ、５０ｍｍ以上の各粒度範囲に分級した。そして、本発明者は、焼結鉱Ａ中のＦｅＯ質量％を磁気式ＦｅＯ測定装置９０により測定し、分級した粒度範囲毎に測定値の算術平均値を算出した。以下、磁気式ＦｅＯ測定装置９０によるＦｅＯ質量％の測定値を「磁気式測定値」とも称する。さらに、本発明者は、ＪＩＳＭ８２１３に規定された化学分析により焼結鉱Ａ中のＦｅＯ質量％を測定した。以下、化学分析によるＦｅＯ質量％の測定値を「化学分析値」とも称する。

本発明者は、焼結機Ａと異なる焼結機Ｂ（Ｂ機）を用いて焼結鉱を製造し、製造された焼結鉱（以下、「焼結鉱Ｂ」とも称する）について同様の処理を行った。その結果を図２に示す。横軸が粒度範囲、縦軸がＦｅＯ質量％の測定値を示す。具体的には、プロットＰ１は、焼結鉱Ａの粒度範囲と、磁気式測定値の算術平均値との対応関係を示す。グラフＬ１は、プロットＰ１を連結したものである。プロットＰ１１は、焼結鉱Ａを化学分析することにより得られた化学分析値（定常分析値）を示す。同様に、プロットＰ２は、焼結鉱Ｂの粒度範囲と、磁気式測定値の算術平均値との対応関係を示す。グラフＬ２は、プロットＰ２を連結したものである。プロットＰ２１は、焼結鉱Ｂを化学分析することにより得られた化学分析値を示す。

グラフＬ１、Ｌ２及びプロットＰ１１、Ｐ２１が示すように、粒度範囲毎に磁気式測定値がばらついている。さらに、５〜１０ｍｍ、２０〜２５ｍｍ、２５〜４０ｍｍ、４０〜５０ｍｍ、５０ｍｍ以上の各粒度範囲において、磁気式測定値と化学分析値との誤差が大きくなっている。例えば、５〜１０ｍｍの粒度範囲では、磁気式測定値が化学分析値よりも大きくなっている（バイアスがかかっている）。なお、特許文献２に開示された技術は、この粒度範囲の焼結鉱を測定対象の焼結鉱としていた。したがって、特許文献２に開示された技術により得られる測定値は、化学分析値との誤差が大きくなることがわかる。

このように、磁気式測定値は、焼結鉱の粒度の影響を大きく受けるが、その理由としては、例えば、磁気測定対象とする焼結鉱試料Ｘの粒度変化によって、収納容器（焼結鉱試料Ｘを収納する容器）内の嵩密度が変化するということが考えられる。

しかし、１０〜２０ｍｍの粒度範囲（枠ＡＲが示す範囲）において、磁気式測定値と化学分析値との誤差が非常に小さくなっている。さらに、グラフＬ１、Ｌ２によれば、この範囲よりも広い１５ｍｍから±１０ｍｍの粒度範囲であっても、磁気式測定値と化学分析値との誤差が小さくなっている。したがって、これらの粒度範囲の焼結鉱から得られる磁気式測定値は、他の粒度範囲から得られる磁気式測定値よりも確度、即ち信頼性が高い。

そこで、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品輸送ライン４０から焼結鉱成品の一部を基準焼結鉱試料として取得する。したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、広範な粒度を有する焼結鉱成品から、基準焼結鉱試料を取得することができる。

しかし、上述したように、焼結鉱が有する磁性に基づく測定値は、焼結鉱の粒度の影響を大きく受ける。そこで、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、基準焼結鉱試料に前処理（冷間強度測定及びその後の破砕）を行う。そして、本実施形態に係る測定方法は、前処理を行った基準焼結鉱試料から、１５ｍｍから±１０ｍｍの粒度範囲、好ましくは１０〜２０ｍｍの粒度範囲（以下、これらの範囲を「所定の粒度範囲」とも称する）に含まれる焼結鉱を磁気測定対象試料（測定対象試料）として取得する。

これにより、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品を化学分析することにより得られる測定値に非常に近い磁気式測定値を得ることができ、かつ、磁気式測定値のばらつきを低く抑えることができる。さらに、磁気式ＦｅＯ測定装置９０は、磁気測定対象試料中のＦｅＯ質量％を連続的に測定することができる。したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品中のＦｅＯ質量％について、確度の高い（即ち、信頼性の高い）磁気式測定値を連続的に得ることができる。

なお、上記の観点からは、単に基準焼結鉱試料から所定の粒度範囲内の試料を磁気測定対象試料として分級してもよい。同様に、１次破砕後焼結鉱試料から所定の粒度範囲内の試料を磁気測定対象試料として分級してもよい。これらの場合にも、確度の高い測定値が得られる。しかし、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法のように２次破砕後焼結鉱試料を取得し、この２次破砕後焼結鉱試料から所定の粒度範囲内の試料を磁気測定対象試料として分級することで、磁気測定対象試料の質量を増加させることができる。これにより、磁気式測定値の確度が更に高くなる。磁気測定対象試料は、基準焼結鉱試料の総量に対して２９．８質量％以上存在することが好ましい。

また、図２に示すように、粒度範囲ごとに誤差が判明しているので、当該誤差に基づく補正を粒度範囲ごとに行なう（例えば、誤差に基づく補正係数を算出し、その補正係数を磁気式測定値に乗じる）ことで、各粒度範囲の磁気式測定値を化学分析値に近づけることができる。例えば、粒度範囲ごとに磁気式測定値の補正を行い、これにより得られた補正値を、粒度分布に基づいて加重平均することで、化学分析値に近い値、即ち粒度計算値を得ることができる。プロットＰ１２は、焼結鉱Ａについて得られた粒度計算値を示し、プロットＰ２２は、焼結鉱Ｂについて得られた粒度計算値を示す。このＦｅＯ測定方法であっても、化学分析値に近い値、即ち確度の高い測定値を得ることができる。しかし、この方法では、補正係数の算出などを行う必要があるので、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法よりも手間がかかる。

＜３．ＦｅＯ測定方法の手順＞
次に、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法の具体的な手順を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。ステップＳ１０において、焼結鉱成品輸送ライン４０から、焼結鉱成品の一部が基準焼結鉱試料として取得される。基準焼結鉱試料は、冷間強度測定装置６０に移送される。

ステップＳ２０において、冷間強度測定装置６０は、基準焼結鉱試料に対して、ＪＩＳＭ８７１２に規定された冷間強度測定を行う。これにより、１次破砕後焼結鉱試料が生成される。１次破砕後焼結鉱試料は、焼結鉱試料篩７０に移送される。

ステップＳ３０において、焼結鉱試料篩７０は、１５ｍｍから４０ｍｍの粒度範囲を有する１次破砕後焼結鉱試料をふるい落とす。焼結鉱試料篩７０に残った１次破砕後焼結鉱試料は、破砕機８０で破砕される。焼結鉱試料篩７０からふるい落とされた１次破砕後焼結鉱試料及び破砕機８０で破砕された１次破砕後焼結鉱試料は、２次破砕後焼結鉱試料として焼結鉱試料篩８１に移送される。焼結鉱試料篩８１は、１５ｍｍから±１０ｍｍの粒度範囲、好ましくは１０〜２０ｍｍの粒度範囲の粒度を有する２次破砕後焼結鉱試料をふるい落とす。ふるい落とされた２次破砕後焼結鉱試料は、磁気測定対象試料（測定対象試料）として磁気式ＦｅＯ測定装置９０に移送される。

ステップＳ４０において、磁気式ＦｅＯ測定装置９０は、磁気測定対象試料が有する磁性に基づいて、磁気測定対象試料中のＦｅＯ質量％を測定する。磁気測定対象試料の粒度範囲は所定の粒度範囲に絞られているので、磁気式ＦｅＯ測定装置９０は、焼結鉱成品中のＦｅＯ質量％について、確度の高い測定値を得ることができる。

以上により、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品輸送ライン４０から焼結鉱成品の一部を基準焼結鉱試料として取得する。そして、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、基準焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を磁気測定対象試料として基準焼結鉱試料から取得し、磁気測定対象試料が有する磁性に基づいて、磁気測定対象試料中のＦｅＯ質量％を測定する。

したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品輸送ライン４０から焼結鉱成品の一部を基準焼結鉱試料として取得するので、広範な粒度を有する焼結鉱成品から、基準焼結鉱試料を取得することができる。ここで、上述したように、焼結鉱が有する磁性に基づく測定値は、焼結鉱の粒度の影響を大きく受ける。しかし、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、基準焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を磁気測定対象試料とする。これにより、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、磁気式測定値のばらつきを低く抑えることができる。

したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、広範な粒度を有する焼結鉱成品から基準焼結鉱試料を取得し、かつ、磁気式測定値のばらつきを低く抑えることができるので、磁気式測定値の確度を向上させることができる。さらに、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、磁気測定対象試料が有する磁性に基づいて、磁気測定対象試料中の磁性成分の量を測定するので、測定対象試料中のＦｅＯ質量％を連続的に測定することができる。したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品に含まれるＦｅＯ質量％について、確度の高い磁気式測定値を連続的に得ることができる。

さらに、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、所定の粒度範囲よりも大きい粒度を有する粒度範囲外試料を破砕する前処理を行い、前処理後の基準焼結鉱試料から磁気測定対象試料を取得する。これにより、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、粒度範囲外試料の少なくとも一部を磁気測定対象試料とすることができる。言い換えれば、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、より多くの焼結鉱を磁気測定対象試料に含めることができる。したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、磁気式測定値の確度をより高めることができる。

さらに、前処理には、基準焼結鉱試料の冷間強度を測定するための破砕処理が含まれる。即ち、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、粒度範囲外試料を破砕するための装置を、冷間強度測定装置６０で代用することができる。したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、粒度範囲外試料を破砕するための装置の数を低減することができる。

さらに、前処理には、冷間強度の測定後に残存する粒度範囲外試料をさらに破砕する処理が含まれるので、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、磁気測定対象試料の質量をさらに増加させることができる。

さらに、所定の粒度範囲は、１５ｍｍから±１０ｍｍの範囲であるので、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、磁気式測定値と化学分析値との誤差を小さくすることができる。したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品に含まれるＦｅＯ質量％について、確度の高い磁気式測定値を連続的に得ることができる。

さらに、所定の粒度範囲は、１０〜２０ｍｍとなるので、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、磁気式測定値と化学分析値との誤差をさらに小さくすることができる。したがって、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、焼結鉱成品に含まれるＦｅＯ質量％について、確度の高い磁気式測定値を連続的に得ることができる。

さらに、磁気測定対象試料は、基準焼結鉱試料の総量に対して２９．８質量％以上存在するので、本実施形態に係るＦｅＯ測定方法は、磁気式測定値の確度を更に高めることができる。

次に、本実施形態の効果を立証するための実施例について説明する。本発明者は、焼結機２０により製造された焼結鉱成品から基準焼結鉱試料を取得し、基準焼結鉱試料を粒度に基づいて５〜１０ｍｍ、１０〜１５ｍｍ、１５〜２０ｍｍ、２０〜２５ｍｍ、２５〜４０ｍｍ、４０〜５０ｍｍの各粒度範囲に分級した。そして、本発明者は、基準焼結鉱試料中のＦｅＯ質量％を磁気式ＦｅＯ測定装置９０により測定し、分級した粒度範囲毎に測定値の算術平均値を算出した。さらに、本発明者は、ＪＩＳＭ８２１３に規定された化学分析により基準焼結鉱試料中のＦｅＯ質量％を測定した。さらに、本発明者は、磁気式測定値の算術平均値から化学分析値を減算することで、これらの値の誤差を算出した。さらに、本発明者は、基準焼結鉱試料の総質量に対する各粒度範囲内の試料の質量％を算出した。この結果を表１に示す。

表１によれば、１０〜２０ｍｍの粒度範囲での誤差が他の粒度範囲での誤差よりも低いことが判明した。したがって、１０〜２０ｍｍの粒度範囲に含まれる試料を磁気測定対象試料とすることで、確度の高い磁気式測定値が得られることが判明した。

次に、本発明者は、好ましい粒度範囲についてさらに検討するため、１０〜２０ｍｍよりも範囲の広い粒度範囲をいくつか設定し、基準焼結鉱試料をこれらの粒度範囲に分級した。そして、本発明者は、分級した試料の各々に対して、上述した処理を行った。その結果を表２に示す。この結果を見ても、１０〜２０ｍｍの粒度範囲が最も好ましい範囲であることがわかる。

次に、本発明者は、１次粉砕後焼結鉱試料、２次粉砕後焼結鉱試料を取得し、それぞれ粒度に基づいて５〜１０ｍｍ、１０〜１５ｍｍ、１５〜２０ｍｍ、２０〜２５ｍｍ、２５〜４０ｍｍ、４０〜５０ｍｍの各粒度範囲に分級した。そして、本発明者は、基準焼結鉱試料の総質量に対する各粒度範囲内の試料の質量％を算出した。その結果を表３に示す。

このように、冷間強度測定やその後の破砕、即ち前処理を行なうことで、１０〜２０ｍｍの粒度範囲内の試料が増加すること、即ち、磁気式測定値の確度が高くなることが判明した。なお、本発明者は、表３で得られた２次破砕後焼結鉱試料について、全粒度範囲の試料を磁気測定対象試料として取得し、この磁気測定対象試料内のＦｅＯ質量％を磁気式ＦｅＯ測定装置９０により測定したところ、７．８１％（化学分析値：７．８４％）という高精度の値を得た。

この値は、（表１）の粒度範囲１０〜２０ｍｍに対応する磁気式測定値よりもさらに化学分析値に近くなっている。したがって、磁気測定対象試料が基準焼結鉱試料の総質量に対して２９．８質量％以上であるときに、さらに良好な磁気式測定値が得られることが判明した。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、例えば、鉄鋼業の上工程である焼結プロセスに適用可能である。

１０ 焼結鉱製造・移送システム
２０ 焼結機
３０ａ〜３０ｃ 焼結鉱成品篩
３１ 破砕機
４０ 焼結鉱成品輸送ライン
６０ 冷間強度測定装置
７０ 焼結鉱試料篩
８０ 破砕機
８１ 焼結鉱試料篩
９０ 磁気式ＦｅＯ測定装置

Claims (7)

1. 焼結機で製造された焼結鉱成品を高炉に輸送する焼結鉱成品輸送ラインから、前記焼結鉱成品の一部を焼結鉱試料として取得する焼結鉱試料取得ステップと、
   前記焼結鉱試料の全粒度範囲よりも狭い所定の粒度範囲に含まれる試料を測定対象試料として前記焼結鉱試料から取得する測定対象試料取得ステップと、
   前記測定対象試料が有する磁性に基づいて、前記測定対象試料に含まれる磁性成分の量を測定する磁気式測定を行なう磁気式測定ステップを含むことを特徴とする、磁性成分測定方法。
2. 前記焼結鉱試料のうち、前記所定の粒度範囲よりも大きい粒度を有する粒度範囲外試料を粉砕する前処理が前記測定対象試料取得ステップの前に行われ、
   前記測定対象試料取得ステップでは、前記前処理後の前記焼結鉱試料から前記測定対象試料を取得することを特徴とする、請求項１記載の磁性成分測定方法。
3. 前記前処理には、前記焼結鉱試料の冷間強度を測定するための粉砕処理が含まれることを特徴とする、請求項２記載の磁性成分測定方法。
4. 前記前処理には、前記冷間強度の測定後に残存する前記粒度範囲外試料をさらに破砕する処理が含まれることを特徴とする、請求項３記載の磁性成分測定方法。
5. 前記所定の粒度範囲は、１５ｍｍから±１０ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁性成分測定方法。
6. 前記所定の粒度範囲は、１０〜２０ｍｍであることを特徴とする、請求項５記載の磁性成分測定方法。
7. 前記磁気式測定に供される前記測定対象試料は、前記焼結鉱試料の総量に対して２９．８質量％以上存在することを特徴とする、請求項５または６記載の磁性成分測定方法。
   
   
   
   

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