JP2021042436A - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結用原料中のピソライト系鉱石の配合量が高配合であっても、高歩留とする。【解決手段】焼結用原料中の全鉄鉱石に対して、ピソライト系鉄鉱石を、５０質量％を超える割合で配合して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法において、ピソライト系鉄鉱石の全鉄鉱石配合に対する割合Ｗｐと、コークス偏析度ｄＣとが、「ｄＣ＝−０．０２・Ｗｐ＋２．０±０．２Ｗｐ」の関係を満たすように、焼結用原料を焼結機に装入する。【選択図】図３

Description

本発明は、焼結鉱の製造方法に関する。

現在、高炉製銑法の主原料は、焼結鉱である。焼結鉱は、通常、次のように製造される。まず、原料となる鉄鉱石（粉）、製鋼ダスト等の含鉄雑原料、橄欖岩等のＭｇＯ含有副原料、石灰石等のＣａＯ含有副原料、返鉱、燃焼熱によって焼結鉱を焼結（凝結）させる燃料となる炭材（凝結材とも言う）を、所定の割合で混合する。混合した配合原料に適当な水分を加えて造粒して原料造粒物とする。

次に、この原料造粒物を、下方吸引式のドワイトロイド（ＤＬ）式焼結機（以下、焼結機ともいう）に装入する。具体的には、原料造粒物を、焼結機直上のホッパから原料切出装置により定量を切出し、装入シュートを介してパレット上に搭載して、原料充填層を形成する。形成した原料充填層の上部（表面層）から、点火炉により原料充填層中の炭材に点火する。そして、パレットを連続的に移動させながらパレットの下方から空気を吸引する。吸引により酸素を供給し、原料充填層中の炭材の燃焼を上層から下層に向けて進行さて、炭材の燃焼熱により、原料充填層を順次焼結させる。焼結により得られた焼結部（シンターケーキ）は、所定の粒度に粉砕、篩分け等により整粒され、一定の粒径以上のものが高炉用原料である焼結鉱となる。

ここで、原料造粒物は、装入シュートの傾斜面を介する装入により、パレット上に搭載される。装入された原料造粒物自体もパレット上に載置される際に斜面を形成する。これらの斜面での滑降において分級作用が起こる。この転動分級作用により、原料充填層の層厚（層高）方向に粒度偏析が起き、焼結用原料のうち、粒度や比重の小さいものが原料充填層の上層側に、粒度や比重の大きいものが原料充填層の下層側に装入されやすくなる。

下方吸引式のＤＬ式焼結機による焼結では、原料充填層の上層（表面層）に点火し、上層から下層に向けて順次焼結させる。下方から空気を吸引するため、焼結用原料が受ける熱量は層厚方向によって異なる。上層側では、低温の空気が吸引されるので熱量が不足しがちであるのに対し、下層側では、上層側での燃焼による予熱が吸引空気により持ち込まれるので熱量過剰となる。そのため、一般的に、焼結過程において、原料充填層の下層部では熱量が十分であっても、上層部では熱量不足となる。

このような層厚方向における焼結用原料の粒度偏析および層厚方向における熱量の違いによって、層厚方向に、主原料である鉄鉱石の融液の量の偏りが生じ、層厚方向で焼成される焼結鉱の歩留や品質が異なってくる。その結果、全体としての歩留が低下してしまうことがある。歩留の低下を防ぐために、焼結用原料の層厚方向の分布を制御する技術が開示されている。

例えば、燃料である炭材を、熱量不足となる上層に多く偏析させることのできる、以下のような装入方法や装入装置が開示されている。多数の棒状部材を原料流下方向に配して焼結用原料を確率的に分級しつつ装入する方法（特許文献１：整粒分散式装入装置）、進行するパレット上の焼結用原料上面に、その進行方向に対して横断する方向に設けられた分散板を介して粉体燃料を散布する装置（特許文献２：二段式装入装置（スリップスキップコンベア））、装入シュートに設けた開口部の上方に気体吹き付けノズルを設け、気体により微粒コークスなどを分級する装入装置（特許文献３：風力偏析式装入装置）、多数の棒状部材を原料流下方向に垂直に配して形成されたシュートを介して焼結用原料を確率的に分級しつつ装入する方法（特許文献４：スリットバー式装入装置）などがある。

また、鉄鉱石の配合に応じた装入方法の開示もある。鉄鉱石の層厚方向の分布は、鉄鉱石の種類によって大きく変わる。特に、吸熱反応を引き起こす結晶水を多く含むピソライト系鉱石は、他の鉱石に比べて粗く、下層部の多く偏析する傾向がある。高結晶水鉱石、又は、ピソライト系鉱石と規定された原料を使用した焼結鉱の製造方法としては、以下の開示がある。なお、ピソライト系鉱石とは、鉱物学的な分類において、豆状の形態を有する岩石である。
特許文献５では、結晶水含有量の多い鉄鉱石を使用して焼結鉱を製造するに際し、従来のように炭材を上層に多く偏析させる（段落０００８参照）のではなく、焼結鉱原料充填層上下方向のフリーカーボン量が均等になるようするのがよいとの知見が提示されている。また、特許文献６には、ピソライト系鉱石配合量Ｘが１０質量％≦Ｘ＜３０質量％であるときに、コークスの偏析度Ｙ(＝(最上層カーボン質量％−最下層カーボン質量％)/平均カーボン質量％）が、−０．１≦Ｙ≦０．２５−（０．００５×Ｘ）となるように装入する焼結鉱の製造方法が開示されている。特許文献７には、鉄鉱石中に占める高結晶水鉄鉱石の配合割合が１０〜５０質量％であるとき、中層部のコークス含有率Ｃｍｉｄｄｌｅと下層部のコークス含有率Ｃbottomとが、０≦（Ｃmiddle−Ｃbottom）≦０．１５（mass％）の関係を満たす焼結機への原料装入方法が開示されている。

特開昭６１−２２３１３６号公報 特開２０００−１７８６６１号公報 特開平１１−３５１７５６号公報 特開昭５７−１６４９４０号公報 特開平０８−８１７１７号公報 特開２００７−１６９７７４号公報 特開２００９−１９７２６４号公報

特許文献１〜３に示されるように、一般的に熱量不足となる上層に、燃料の炭材を多く偏析させる必要があった。

近年、良質鉄鉱石の枯渇により、高結晶水鉄鉱石を多量に使用するようになってきている。従来、熱量不足となる上層に、燃料の炭材を多く偏析させるのがよいとされていたが、特許文献５には、原料に高結晶水鉄鉱石を使用する場合には、従来と異なる炭材の偏析度が好ましいことが提示されている。しかしながら、原料の鉄鉱石に対し、高結晶水鉄鉱石が５０質量％を超える割合で配合した場合についての知見はこれまでなかった。発明者は、高結晶水鉄鉱石の１つであるピソライト系鉱石に着目し、研究を重ねたところ、原料鉄鉱石中のピソライト系鉱石の配合量（配合割合）が５０重量％を超えると、下層部の結晶水濃度の上昇が著しく、熱不足による下層部の歩留低下が顕著となることが判明した。

本発明の目的は、焼結用原料中の全鉄鉱石に対して、ピソライト系鉱石の配合割合が５０質量％を超える配合原料を使用した焼結鉱の製造方法において、高歩留を可能とする焼結鉱の製造方法を提供することである。

本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）焼結用原料中の全鉄鉱石に対して、ピソライト系鉄鉱石を、５０質量％を超える割合で配合して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法において、
前記全鉄鉱石に対する前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）と、コークス偏析度（ｄＣ）とが、以下の関係を満たすように、前記焼結用原料を焼結機に装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
ｄＣ＝−０．０２・Ｗｐ＋２．０±０．２
Ｗｐ（質量％）：ピソライト系鉄鉱石の全鉄鉱石配合に対する割合
ｄＣ（質量％）：コークス偏析度
ここで、
コークス偏析度（ｄＣ）＝
（全層厚の３０％分の上層部のコークス濃度の平均値）−
（全層厚の７０％分の下層部のコークス濃度の平均値）
（２）前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）を変更した際の前記コークス偏析度（ｄＣ）の調整は、コークスの粒度調整によることを特徴とする（１）に記載の焼結鉱の製造方法。
（３）前記焼結用原料を装入する際に、スリットバーにより分級を行うスリットバー式装入装置を使用する場合に、
前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）を変更した際の前記コークス偏析度（ｄＣ）の調整は、前記スリットバーの間隔の調整によることを特徴とする（１）又は（２）に記載の焼結鉱の製造方法。
（４）前記焼結用原料を装入する際に、気体の吹き付けにより分級を行う風力偏析式装入装置を使用する場合に、
前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）を変更した際の前記コークス偏析度（ｄＣ）の調整は、吹き付ける前記気体の風量の調整によることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の焼結鉱の製造方法。

本発明によれば、焼結用原料中のピソライト系鉱石が全鉄鉱石に対して５０質量％を超える高い配合率であっても、適正な炭材偏析条件が保つことにより、高歩留とすることができる。

コークス偏析度ｄＣを説明する図である。 本実験において使用した篩分け装置（スリットバー式装入装置を模擬した篩分け装置）を模式的に示す図である。 ピソライト系鉄鉱石の配合割合Ｗｐとコークス偏析度ｄＣとの関係を示す図である。

以下に課題を解決した経緯について詳細に説明する。
ピソライト系鉄鉱石は、他の鉱石に比べて、粒度が粗く、かつ、結晶水含有量が顕著に高いという２つの特徴を有する。粒度が粗いため、ピソライト系鉄鉱石を含む焼結用原料をパレット上に装入した際に、ピソライト系鉄鉱石の多くが原料充填層の下層側へ配合され、層厚方向に偏析する。特に、ピソライト系鉄鉱石の配合割合が、焼結用原料中の全鉄鉱石に対して５０質量％を超えると、ピソライト系鉄鉱石の下層部への偏析により、原料充填層の下層部の結晶水濃度が大きく上昇することとなる。

また、ピソライト系鉄鉱石の配合割合が、焼結用原料中の全鉄鉱石に対して５０質量％を超えると、ピソライト系鉄鉱石の配合量の多さが、コークスの偏析にも影響を与える。焼結原料は、ドラムフィーダー（原料切出装置）から切り出されて装入シュートの傾斜面を介してパレット上に装入される。また、パレット上に装入された焼結原料もパレット上に斜面を形成する。焼結原料はこれらの斜面を滑降し、その滑降距離は約４ｍにもなる。ピソライト系鉄鉱石の粗粒粒子（主に３ｍｍ以上）は同一の粒径のコークスに比べると比重が大きい。そのため、ピソライト系鉄鉱石の粗粒粒子は、パレットに装入される際に、コークスよりも先行してパレット底部へ充填される。相対的にコークスのパレット底部へ充填が妨げられ、原料充填層の下層部におけるコークスの濃度は、通常の原料配合の場合よりも低下する。

ここで、通常の原料配合においては、大気の下方吸引により熱量不足となる上層部の熱量を補うために、コークスは、原料充填層の下層部よりも、上層部に多く偏析させる。これに対し、焼結用原料中のピソライト系鉄鉱石の配合量を多くした原料配合の場合には、コークスを上層部に偏析させると、下層部の歩留が著しく低下することに、発明者は着目した。特に、ピソライト系鉄鉱石の配合量が、焼結用原料中の全鉄鉱石に対して５０質量％を超えた場合には、上述したように、原料充填層の下層部において、結晶水濃度が大きく上昇することに加えて、燃料のコークスの濃度が過度に低下する。そのため、焼結過程において、下層部では、燃料が少ないうえに結晶水の脱水反応（吸熱）が起きて熱量不足となり、下層部の歩留が著しく低下することになる。

発明者は、従来よりもコークスの上層部への偏析の程度を緩和させて、下層部にコークスを多く分配することにより、下層部の歩留が改善し、全体の歩留が向上すると考えた。そこで、ピソライト系鉄鉱石の配合量が、焼結用原料中の全鉄鉱石に対して５０質量％を超えた場合の、ピソライト系鉄鉱石の配合量とコークスの偏析度の適正な関係について調べた。その結果、以下に示す条件を満たすように、コークスを偏析させると、全体の歩留が向上することがわかった。

（ピソライト系鉄鉱石の割合とコークスの偏析度）
ピソライト系鉄鉱石の配合量が、焼結用原料中の全鉄鉱石に対して５０質量％を超えた場合、原料充填層中のコークスの偏析度が以下の条件式（１）を満たすようにする。
ｄＣ＝−０．０２・Ｗｐ＋２．０±０．２ ・・・（１）
Ｗｐ（質量％）：ピソライト系鉄鉱石の全鉄鉱石に対する配合割合
ｄＣ（質量％）：コークス偏析度

ここで、式（１）のコークス偏析度ｄＣは、コークスの偏析の度合いを表すパラメータであり、式（２）で定義する。
コークス偏析度（ｄＣ）＝
（全層厚の３０％分の上層部のコークス濃度の平均値）−
（全層厚の７０％分の下層部のコークス濃度の平均値）・・・（２）
図１は、コークス偏析度ｄＣを説明する図である。
図１は、ある条件において形成された原料充填層の層厚方向におけるコークス（フリーカーボン）の濃度分布を示す図である。図中の白丸は、異なる層厚方向におけるフリーカーボン濃度の実測値を示す。図中の黒丸は、全層厚の３０％分の上層部のフリーカーボン濃度（３つの実測値）の平均値を示し、図中の黒四角は、全層厚の７０％分の下層部のフリーカーボン濃度（７つの実測値）の平均値を示す。本発明では、全層厚の３０％分の上層部のフリーカーボン濃度の平均値（黒丸）から、全層厚の７０％分の下層部のフリーカーボン濃度の平均値（黒四角）を減じた値を、コークス偏析度ｄＣと定義した。コークスの偏析を緩めると、コークス偏析度ｄＣの値は小さくなり、コークスの偏析を強めると、コークス偏析度ｄＣの値は大きくなる。
ここに、上層部を全層厚の３０％としたのは、層高方向にシンターケーキの強度分布を測定すると、下面（１００％位置）から３０％位置までは概ね強度変化なく高強度である一方、３０％位置から上面（０％位置）に向けて急激に強度が低下するためである。コークス偏析度を式（２）で定義したのは、上層部３０％の原料を採取し、そのフリーカーボン濃度を測定することによって上層部のコークス濃度を特定する一方、下層部のコークス濃度は、既知である全体のコークス濃度から推定できるので、簡易にコークス偏析度を評価できるためである。

また、式（１）の配合割合Ｗｐは、全鉄鉱石配合に対するピソライト系鉄鉱石の配合割合を示す。Ｗｐの係数は「−０．０２」であり、ピソライト系鉄鉱石の全鉄鉱石配合に対する割合が増えれば、コークスの偏析は緩まるという関係になっている。式（１）に、焼結用原料の全鉄鉱石に対するピソライト系鉄鉱石の配合割合Ｗｐ（以下、適宜、ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐという）を代入することにより、コークス偏析度ｄＣを導くことができる。なお、Ｗｐの係数の絶対値は、全鉄鉱石配合に対するピソライト系鉄鉱石の配合割合が５０％以下である場合と比べて大きな値となっており、ピソライト系鉄鉱石の配合割合が５０％を超えた場合には、下層部の熱量不足が予想以上であることを示している。

（コークス偏析度ｄＣの調整方法）
コークスを偏析させる装置や方法については、所望のコークス偏析（ｄＣ）を実現できるものであればよく、特に限定しない。例えば、焼結用原料として使用するコークスの粒度の調節や、偏析装入装置における装入条件の調整により、所望のコークス偏析度ｄＣを実現することができる。偏析装入装置としては、整流分散式装入装置（特許文献１）、二段式装入装置（特許文献２）、風力偏析式装入装置（特許文献３）、スリットバー式装入装置（特許文献４）などが挙げられる。

所望のコークス偏析度ｄＣを実現する手段の例として、スリットバー式装入装置（特許文献４）を使用した場合について、コークスの粒度を調節する方法と、装入条件を調整する方法について、以下に順に述べる。

まず、コークスの粒度の調節により所望のコークス偏析度ｄＣを実現する方法について述べる。通常、焼結用のコークスは、高炉用コークスの篩下（４０ｍｍ未満）を粉砕したものを使用する。粉砕する際にコークスの粒度の調節を行うことができる。
一般的に、コークスの粒度を大きくすると、コークス偏析度（ｄＣ）は減少する。コークスの粒度を大きくすると、鉄鉱石とコークスの粒度差が減少し、粒度の違いによるパレット装入時の偏析作用が低下するためである。
コークス偏析度（ｄＣ）とコークスの粒径（ＭＳ：算術平均径）との関係の一例を、式（３）に示す。式（３）によってコークスの粒径（ＭＳ）を求め、求めた粒径（ＭＳ）に基づいて、焼結用原料として使用するコークスの粒径（ＭＳ）を調節して、所望のコークス偏析（ｄＣ）とすることが可能である。
ｄＣ＝−０．７１×（コークス粒径ＭＳ）＋２．２８ ・・・（３）
ＭＳ：算術平均径（ｍｍ）
ここで、算術平均径とは、篩目（目開き寸法）の異なる篩を使用して篩分けた際の粒度分布から、粒度区分の中央値を、粒度区分毎の質量分率で荷重して算出した平均値である。

次に、装入条件の調整により所望のコークス偏析度ｄＣを実現する方法について述べる。
スリットバーとは、水平方向（原料の降下方向と垂直方向）に等間隔に配した棒から成る篩である。この上を原料が流下すると、確率的に分級されて、比較的細かい原料粒子が篩下に落下し、原料充填層の上層部を形成する。スリットバー式装入装置の装入条件の調整は、スリット幅（スリットバー間隔）や装入シュート角度の調整により、コークス偏析度ｄＣが所定の値となるように調整することができる。装入シュート角度を４０度とし、コークスの粒度（ＭＳ）を１．８ｍｍとした場合の一例として、以下の式（４）に従ってスリットバーの間隔を調整して、所望のコークス偏析（ｄＣ）とすることが可能である。例えば、コークス偏析（ｄＣ）を「１．０」とするには、バーの間隔は１２．５ｍｍとなる。
ｄＣ＝−０．２×Ｌ＋３．５ ・・・（４）
Ｌ（ｍｍ）：バーの間隔

上述のように、スリットバー式装入装置（偏析装入装置）を用いて、所望のコークス偏析度ｄＣを実現することができる。なお、ここに示したスリットバー式装入装置によるコークスの粒度の調節方法および装入条件の調整方法は、一般的なスリットバー式装入装置を使用した場合の一例であって、スリットバー式装入装置によって、粒度や装入条件と、偏析度との関係を予め調べた上で、調整する必要がある。また、コークスの粒度を調節し、かつ、装入条件を調整する方法でもよい。コークスの粒度と、装入条件と、コークス偏析度ｄＣとの関係を、予め調べることにより、所望のコークス偏析度ｄＣを実現することができる。

また、他の偏析装入装置についても、スリットバー式装入装置と同様に、コークスの粒度の調節や、装入条件の調整により、所望のコークス偏析度ｄＣを実現することができる。詳細は後述するが、二段式装入装置（特許文献２）では上段と下段の配合原料の配合割合を、風力偏析式装入装置（特許文献３）では風量を調整することにより、所望のコークス偏析度ｄＣを実現することができる。

実施例として、焼結用原料中の全鉄鉱石に対してピソライト系鉄鉱石が５０質量％を超えた場合におけるピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐと、コークス偏析度ｄＣとの関係を示す条件式（１）を決定した根拠を示す。本実施例では、偏析装入装置を用いて原料充填層を形成し、形成した原料充填層を一般的な焼結実験装置（焼結鍋試験）で焼成することで、実際の焼結機を再現する手法を採用した。偏析装入装置は、成分偏析や粒度偏析などの配合原料の装入状況を、比較的簡便に再現できるスリットバー式の篩分け装置を使用した。

（焼結用原料の配合割合）
本発明者が行った実験の内容は以下のようである。
まず、本実験では、ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐと、コークス偏析度ｄＣと変化させた９種類の配合原料について、実験を行った。具体的には、表２に示すように、ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐが５０．９％（実験例１〜３）、７０．３％（実験例４〜６）、９０．９％（実験例７〜９）と異なる３種類について、それぞれ、コークス偏析度ｄＣの条件の違う３つの実験（計９つの実験）を行った。なお、この時、全ての実験において、全配合原料中の平均コークス濃度、およびコークス粒度は一定とした。コークス粒度は、一般的な実機の焼結鉱製造工程で使用されるものに合わせた。表１は、本実験に用いたコークスの粒度分布と平均粒径を示す。

（焼結用原料の配合と造粒）
表２は、使用した焼結用原料の配合割合を示す。
表２に示すように、返鉱およびコークスを除いた原料を１００質量％として、返鉱とコークスの配合割合を、それぞれ外数で、１５．０質量％、４．８質量％とした。これらの原料をドラムミキサーによって３２ｒｐｍで１分間混合（乾燥混合）した。混合後、水分を、配合原料に対して７．０質量％添加して３分間造粒し、原料造粒物（以下、適宜、全原料造粒物という）を製造した。また、表３に示す原料からコークスを除いた原料を、同様に混合して造粒した原料造粒物（以下、適宜、Ｃ抜き原料造粒物という）も製造した。

（原料造粒物の篩分け）
パレットへの装入時に起こる配合原料充填層の層厚方向における粒度偏析を再現するために、スリットバー式篩分け装置を使用した。このスリットバー式篩分け装置は、上述のスリットバー式装入装置（特許文献４）での装入を模すことができるものである。

図１は、本実験において使用した配合原料篩分け装置であるスリットバー式篩分け装置１を模式的に示す図である。
図１に示すように、このスリットバー式篩分け装置１は、焼結用原料２を供給するための供給部３と、供給された焼結用原料２を分級するためのスリット５とを備えている。

スリット５の下方には、スリット５により分級された焼結用原料２を回収する複数の回収ボックス７（本実施例では６個）が並んで配置される。スリット５は、複数のスリットバー５ａを有する。スリットバー５ａは、供給部３から下方に傾斜して配置され、焼結用原料の移動方向に対して直交して延出し、この移動方向に等間隔に配置される。供給された焼結用原料２は、図１に示すように、スリットバー５ａ上を上流側（図の左上）から下流側（図の右下）に向かって移動する。この移動の間に、焼結用原料２は粒度（粒径）の小さいものから、順次スリット５を抜けて回収ボックス７へと落下する。このように、焼結用原料２は粒径に応じて回収ボックス７に分けられる。具体的には、スリット５の上流側の回収ボックス７には粒度の小さい細粒のものが、下流側の回収ボックス７には粒度の大きい粗粒のものが回収される。

図１に示すスリットバー式篩分け装置１を用いて、上述の全原料造粒物およびＣ抜き原料造粒物を、それぞれ、篩い分けた。表３は、スリットバー式篩分け装置１の仕様および篩分け条件を示す。スリット５の傾斜角度は事前検討の結果、連続的な偏析が得られた４０°とした。

（篩分けした原料造粒物のコークス偏析度ｄＣの調整）
篩分けした全原料造粒物の各回収ボックス７内のカーボン濃度を測定し、適宜、上層部用の焼結用原料には粉コークスを添加し、下層部用の焼結用原料にはＣ抜き原料造粒物を追加するなどして、装入した際に所定のコークス偏析度ｄＣとなるように調整した。回収ボックス７毎に調整した各原料造粒物を、粗粒側から順に後述する焼結鍋に装入して（層厚４３５ｍｍ）、実機焼結機の原料充填層と同様な粒度偏析、原料成分偏析を再現した。

（焼結鍋試験）
表４は、焼結鍋試験に用いた実験装置の仕様と実験条件を示す。焼結鍋試験により実機での原料充填層の焼成過程をシミュレートした。原料造粒物の充填後の充填層の表面に点火し、焼結鍋の下部に設置した風箱からブロワーで空気を吸引して、原料充填層を焼成した。

（焼結鉱の成品歩留の測定）
成品歩留は、以下のように測定した。焼成後のシンターケ−キを、落錘試験（４ｋｇの錘を２ｍの高さから４回繰り返し試料上に落下させた）後に目開き５ｍｍの篩にかけ、篩に残った焼結鉱の粒子（＋５ｍｍ粒子）の、シンターケ−キの総質量に対する質量％を、ここでの成品歩留（＋５ｍｍ％）と定義した。

（実験結果）
表２の最下段に、実験１〜９の成品歩留試験の結果を示す。なお、表２において、同じピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐで行った実験のうち、歩留が最も高いものを本発明１〜３とし、それ以外を比較例１〜６としている。
ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐが５０．９％の条件で、コークス偏析度ｄＣが０．６％だと偏析が不十分であり、歩留が７９％と低位にとどまった（比較例１）。コークス偏析度ｄＣを０．９％まで偏析強化すると歩留は８３％まで上昇した（本発明１）。しかし、コークス偏析度ｄＣを１．３％までさらに偏析を強化させると、下層部の熱不足を招いて歩留まりが７９％まで低下した（比較例２）。
ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐが７０．３％の条件で、コークス偏析度ｄＣが０．３％だと偏析が不十分であり、歩留が７８％と低位にとどまった（比較例３）。コークス偏析度ｄＣを０．６％まで偏析強化すると歩留は７９％まで上昇した（本発明２）。しかし、コークス偏析度ｄＣを０．９％までさらに偏析を強化させると、下層部の熱不足を招いて歩留まりが７５％まで低下した（比較例４）。
ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐが９０．９％の条件で、コークス偏析度ｄＣが−０．２％だと偏析が不十分であり、歩留が７０％と低位にとどまった（比較例５）。コークス偏析度ｄＣを０．２％まで偏析強化すると歩留は７５％まで上昇した（本発明３）。しかし、コークス偏析度ｄＣを０．５％までさらに偏析を強化させると、下層部の熱不足を招いて歩留まりが７０％まで低下した（比較例６）。

図３は、ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐおよびコークス偏析度ｄＣとの関係を示す図である。図３にプロットされた黒い三角は、それぞれ本発明１〜３を示し、黒い丸はそれぞれ比較例１〜６を示す。条件式（１）「ｄＣ＝−０．０２・Ｗｐ＋２．０±０．２」を満たす範囲は、図３右側の、３本の右肩下がりの斜め線のうち、一番上の線を一番下の線に挟まれた領域である。ピソライト系鉄鉱石配合割合Ｗｐが５０％を超える高配合の条件下においては、成品の高歩留を確保するために、「ｄＣ＝−０．０２・Ｗｐ＋２．０±０．２」で示される条件式（１）を満たす必要があることが確認された。

上述の実施例においては、スリットバー式装入装置（特許文献４）での装入を模したスリットバー式篩分け装置１を用いて、コークスの偏析が所定のコークス偏析度ｄＣとなるようにしたが、他の偏析装入装置を用いてもよいことは上述した通りである。以下、他の偏析装入装置を用いた場合について、変形例として説明する。

（変形例１：風力偏析式装入装置）
風力偏析式装入装置（中村ら：鉄と鋼、１９８７−Ｓ８４５）は、装入シュートの傾斜面を滑降する原料造粒物に気体を吹き付ける風力分級により偏析装入を行う装置である。風力分級の風量を調整して、コークス偏析度ｄＣを所定の値に調整することができる。例えば、使用する風力偏析式装入装置について、風量とコークス偏析度ｄＣとの関係を求め、この関係に基づいて、風量を調整して、コークス偏析度ｄＣを所定の値に調整すればよい。
例えば、コークス粒径ＭＳが１．８ｍｍの場合について調べたところ、コークス偏析度ｄＣと風量分級の風量Ｖとは下記の式（５）で表された。式（５）に従って風量を調整することができることが確認された。例えば、コークス偏析度ｄＣを「１．０」とするには、風量Ｖは約２４０ｍ^３/分となる。
ｄＣ＝＋０．００８×Ｖ−０．９
Ｖ(ｍ^３/分)：吹き込み風量

（変形例２：スリット式風力偏析装入装置）
スリット式風力偏析装入装置（特許文献３（図１参照））は、風力分級により偏析装入を行う風力偏析式装入装置であり、装入シュートには、上下方向の中間部分にスリット（開口部）が設けられている。第１の気体吹き付け装置により、スリット上を滑降する焼結用原料に向かって気体を吹き付け、微・細粒焼結用原料を開口部より下方に落下させ、さらに、第２の気体吹き付け装置により、落下した微・細粒焼結用原料に気体を吹き付けて微粒と細粒に分離して分級を行う。第１の気体吹き付け装置および第２の気体吹き付け装置による風量を調整して、コークス偏析度ｄＣが所定の値に調整することができる。

（変形例３：二段式装入装置）
二段式装入装置は、供給手段（ホッパ）と分散板とを有するスリップスティックコンベア（特許文献２）を上層用と下層用の二段にして設けた装置である。所望のコークス濃度にした上層用の原料と下層用を、それぞれ、別に準備して、パレット上に装入することにより、コークス偏析度ｄＣを調整することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、上述の各実施形態により、原料鉄鉱石中のピソライト系鉱石の配合割合が５０質量％を超える配合原料を使用しても、所定のコークス偏析度ｄＣとなるよう調整することができ、高歩留とすることができた。なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。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。

１…スリットバー式篩分け装置、２…焼結原料、３…供給部、５…スリット、５ａ…スリットバー、７…回収ボックス

Claims (4)

1. 焼結用原料中の全鉄鉱石に対して、ピソライト系鉄鉱石を、５０質量％を超える割合で配合して焼結鉱を製造する焼結鉱の製造方法において、
   前記全鉄鉱石に対する前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）と、コークス偏析度（ｄＣ）とが、以下の関係を満たすように、前記焼結用原料を焼結機に装入することを特徴とする焼結鉱の製造方法。
   ｄＣ＝−０．０２・Ｗｐ＋２．０±０．２
   Ｗｐ（質量％）：ピソライト系鉄鉱石の全鉄鉱石配合に対する割合
   ｄＣ（質量％）：コークス偏析度
   ここで、
   コークス偏析度（ｄＣ）＝
   （全層厚の３０％分の上層部のコークス濃度の平均値）−
   （全層厚の７０％分の下層部のコークス濃度の平均値）
2. 前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）を変更した際の前記コークス偏析度（ｄＣ）の調整は、コークスの粒度調整によることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の製造方法。
3. 前記焼結用原料を装入する際に、スリットバーにより分級を行うスリットバー式装入装置を使用する場合に、
   前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）を変更した際の前記コークス偏析度（ｄＣ）の調整は、前記スリットバーの間隔の調整によることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の焼結鉱の製造方法。
4. 前記焼結用原料を装入する際に、気体の吹き付けにより分級を行う風力偏析式装入装置を使用する場合に、
   前記ピソライト系鉄鉱石の配合割合（Ｗｐ）を変更した際の前記コークス偏析度（ｄＣ）の調整は、吹き付ける前記気体の風量の調整によることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼結鉱の製造方法。

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