JP4528362B2 - 焼結鉱の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、製鉄原料として使用される焼結鉱の製造方法に関し、特に、焼結パレット内に形成される原料充填層上部の成品歩留および強度を改善するための焼結鉱の製造方法に関する。
本願は、２００８年９月１７日に、日本に出願された特願２００８−２３８４４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、日本で使用する主要鉄鉱石である豪州産の鉄鉱石においては、良質なヘマタイト鉱石の枯渇化が進み、現状では、ピソライト鉱床、さらには、マラマンバ鉱床や、高りんブロックマン鉱床の開発が進んでいる。

マラマンバ鉱床や高りんブロックマン鉱床から産出される鉄鉱石は、良質なヘマタイト鉱石に比べて粒度が小さく、かつ、結晶水の含有量が高い。そのため、焼結時に、これらの鉄鉱石が通気性の低下や、焼結反応性の悪化の原因となる。

ピソライト鉱床から産出される既存のピソライト鉱石は、高結晶水鉱石である。このピソライト鉱床とマラマンバ鉱床と高りんブロックマン鉱床とから産出される鉄鉱石のうちの９割は、結晶水含有量が４質量％以上の鉄鉱石である。

焼結原料として、高結晶水鉱石を多量に配合した場合の焼結操業に及ぼす影響について以下に説明する。

一般に、下方吸引型焼結機を用いた焼結鉱の製造は、次のようにして行われる。

焼結原料は、主原料である鉄鉱石や製鉄プロセスで発生する製鉄ダストなどの鉄含有原料と、焼結反応に必要となる石灰石および蛇紋岩などの副原料と、熱源としてのコークス粉等の固体燃料とを含み、これらを配合して使用する。

焼結原料は、下方吸引型焼結機に装入される前に、ドラム型ミキサーなどの混合・造粒機を用いて、水を添加しながら混合、造粒され、擬似粒子に加工される。この擬似粒子は、主として、粒径１ｍｍ以上の核粒子と、その周囲に付着した粒径０．５ｍｍ以下の付着粉とからなる。

焼結機内にこの擬似粒子に加工された焼結原料を装入することによって、焼結パレット内に形成された焼結充填層内の通気性を維持し、焼結原料の焼結反応を促進し、高い生産性を確保できる。

擬似粒子に加工された焼結原料は、焼結機の給鉱部から、焼結パレット内に装入され、原料充填層を形成する。その後、点火炉で、原料充填層表面のコークス粉に点火し、焼結機下部から空気吸引することにより、コークス粉の燃焼点を原料充填層の下方に移動させる。

このコークス粉の燃焼熱により原料充填層の上層から下層へと順次焼結反応が進行し、焼結パレットが移動して排鉱部に到達するまでに焼結が完了する。焼結パレット内の焼結ケーキ（塊）は、排鉱部から排出された後、破砕され、所定粒度の高炉用の焼結鉱が製造される。

焼結鉱の製造において発生した所定粒度より小さな焼結鉱粉は、高炉用の焼結鉱として利用できないため、返鉱として、焼結原料中に配合されて、再度焼結される。

焼結原料の焼結反応は、１２００℃付近で、主として、次のような初期融液の生成とその後の同化反応により進行する。すなわち、鉄含有原料中のＦｅ₂Ｏ₃と石灰石中のＣａＯとの反応によって、カルシウムフェライト（ＣａＯ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の初期融液が生成する。その後、この初期融液中に鉄鉱石中の成分と副原料中の成分とが溶け込む同化反応が進行する。

この焼結反応は、初期融液の生成から数分程度で終了する極めて速い反応である。この反応によって、焼結鉱の成品歩留および生産性、並びに、焼結鉱の強度などの品質が大きく影響される。

例えば、焼結反応が過剰に進み、生成する融液量が極端に増加すると、焼結操業において、焼結層内の通気性が悪化する。この通気性の悪化により焼けムラが発生するため、成品歩留および生産性が低下し、強度などの焼結鉱の品質も悪化する。

一方、焼結反応が十分に進まない場合は、残留鉄鉱石（残留元鉱）等の未溶融部同士を結合させるための融液が減少するため、成品歩留が低下し、強度や還元粉化（ＲＤＩ）などの焼結鉱の品質が悪化する。

この焼結反応は、配合原料中の主原料であり、全体の６割以上を占める鉄鉱石の鉱物組成や性状などに起因する焼結性（同化性）と、焼結原料充填層の通気性を左右する造粒性とに大きく影響される。

鉄鉱石として、ピソライト鉱石などの高結晶水鉄鉱石を配合する場合は、鉄鉱石中のゲーサイト組織に由来する結晶水が、３００℃付近からで熱分解、脱水を開始し、この際、ゲーサイト組織に亀裂が発生する。

このため、初期融液中に気孔が生成したり、生成した気孔が残留したまま凝固した結合相が生成したり、亀裂を含む未溶融元鉱石が残存したりする。その結果、焼結鉱が脆弱で多孔質な組織となり、焼結鉱の成品歩留が低下し、強度などの焼結鉱の品質が悪化する。

また、焼結原料として、マラマンバ鉱石や高りん鉱石などの結晶水の含有量が高く、粒度が細かい鉄鉱石を配合する場合は、上記の結晶水による問題に加えて、造粒性が悪くなる。そのため、擬似粒子が生成し難く、擬似粒子が搬送時や原料装入時に崩壊し易くなる。

このため、原料をパレットに装入する際に、造粒されなかった微粉鉄鉱石や崩壊して生成した鉄鉱石の微粉粒子が原料充填層の上層側に偏析して分布するため、上層部の通気性が低下する。また、結晶水を含むゲーサイト組織は、脆いため、粒度が細かい鉄鉱石粒子に多く存在する。

このため、原料充填層の上層側に偏析して分布する鉄鉱石の微粉粒子は、上記の結晶水に起因する問題を引き起こす原因にもなる。

一般に、下方吸引型焼結機を用いた焼結鉱の製造においては、室温に近い空気の吸引により、着火後の原料充填層の表層部の温度が低下する。そのため、上層部における焼結鉱の成品歩留の低下および強度等の品質悪化が、従来から問題となっていた。

この上層部における焼結鉱の成品歩留および強度等の品質の問題は、焼結原料として高結晶水鉄鉱石および細粒鉄鉱石を配合する近年の焼結操業において顕著である。

上記下方吸引型焼結機を用いた焼結鉱の製造において、焼結原料充填層の上層部の成品歩留および強度などの品質を向上するための方法は、今までに、数多く提案されている。

例えば、原料充填層の上層部の固体燃料を増加させる方法（例えば、特許文献１、参照）が提案されている。

また、磁気を利用した装入装置により、返鉱、ミルスケール、マグネタイトなどの高ＦｅＯ強磁性原料および強磁性原料と炭材との造粒物を、原料充填層の表層部に装入する方法（例えば、特許文献２〜６、参照）も提案されている。

また、焼結原料に配合する鉄鉱石の同化溶融性を考慮し、原料充填層の上層に易溶融性鉄鉱石を装入し、その下層部に、難溶融性鉄鉱石を装入する方法（例えば、特許文献７、参照）も提案されている。

すなわち、着火後の原料充填層の表層部の温度を上昇させるために、原料充填層の表層部の固体燃料を増加したり、原料充填層の表層部中に副原料中のＣａＯやＳｉＯ₂と融液（ＣａＯ−ＳｉＯ₂−ＦｅＯ）を生成し易いＦｅＯを多く含有する強磁性原料や、易溶融性鉄鉱石などを装入したりする。これらの方法は、原料充填層上層部の焼結鉱の成品歩留および強度等の品質を向上させることを目的としている。

しかし、これらの方法によれば、原料充填層の上層の熱量や融液生成量を適度に制御することが難しいため、熱量が高過ぎたり、融液が過度に増加したりする。そのため、原料充填層全体の通気性が悪化して、生産性が低下し、被還元性などの焼結鉱の品質が低下するという問題があった。

特開２０００−１４４２６６号公報 特開２０００−３２８１４８号公報 特開２００１−２３４２５７号公報 特開２００１−２７１１２２号公報 特開２００１−３３５８４９号公報 特開２００２−１３０９５７号公報 特公昭６０−４７８８７号公報

上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明は、下方吸引型焼結機を用いた焼結鉱の製造方法において、原料充填層の上層に微粉部への融液浸透性に優れた銘柄の鉄鉱石を選択的に装入することにより、原料充填層の上層の融液が過度に増加することを防止して、原料充填層全体の通気性を悪化させ、被還元性などの焼結鉱の品質を低下させることなく、原料充填層の上層の成品歩留および強度を改善し、焼結鉱の生産性を向上することができる焼結鉱の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、焼結鉱の製造において焼結パレットに形成される原料充填層の上層の成品歩留および強度を改善するための方法を鋭意検討した。

その結果、焼結原料を構成する複数銘柄の鉄鉱石のうちで、鉄鉱石粉中への融液浸透性評価試験により測定した融液浸透距離が４．０ｍｍ以上である鉄鉱石を、焼結パレット上に形成される原料充填層の所定範囲の上層に選択的に装入することにより、原料充填層の上層の焼結鉱の成品歩留および強度を改善できることを確認した。

また、この方法によれば、従来提案されている原料充填層の上層の固体燃料やＦｅＯ源を増加させる方法や、原料充填層の上層に易溶融性鉄鉱石を装入する方法に比べて、原料充填層の上層に過度の融液が生成して、原料充填層全体の通気性を低下させることなく、原料充填層の上層の焼結鉱の成品歩留および強度を改善できることが解った。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その発明の要旨は、以下のとおりである。

（１）複数銘柄の鉄鉱石を含む鉄含有原料、副原料、固体燃料、および、返鉱を配合して焼結原料とし、これら焼結原料を混合、造粒した後、焼結パレット上に装入し、焼成する焼結鉱の製造方法であって、前記鉄鉱石の前記銘柄毎に測定された融液浸透距離に基づいて、前記複数銘柄の前記鉄鉱石から、前記融液浸透距離の加重平均値が４．０ｍｍ以上となるように選択もしくは配合された高融液浸透性鉄鉱石を、前記焼結パレット上に形成される原料充填層の上表面から全層厚に対する層厚比率で５〜１２％の範囲の上層に装入し、その他の鉄鉱石を前記原料充填層の下層に装入し、かつ、前記副原料、前記固体燃料、および、前記返鉱を、前記原料充填層の前記上層および前記下層に装入する。

（２）上記（１）に記載の焼結鉱の製造方法では、前記高融液浸透性鉄鉱石のＡｌ_２Ｏ_３含有量が０．６質量％以下であってもよい。

（３）上記（１）に記載の焼結鉱の製造方法では、前記高融液浸透性鉄鉱石に加えて、前記鉄含有原料として、製鉄プロセスで発生したスケールを、前記原料充填層の上表面からの全層厚に対する層厚比率で５〜１２％の範囲の上層に装入してもよい。

（４）上記（１）に記載の焼結鉱の製造方法では、前記固体燃料および前記返鉱が、前記原料充填層の前記上層および前記下層で、同じ配合割合で装入されていてもよい。

（５）上記（１）に記載の焼結鉱の製造方法では、前記原料充填層に装入される前記副原料について、前記上層の配合割合が前記下層の配合割合以下であってもよい。

（６）上記（１）に記載の焼結鉱の製造方法では、前記高融液浸透性鉄鉱石、および、前記その他の鉄鉱石は、前記副原料、前記固体燃料、および、前記返鉱を配合し、混合、造粒した後、前記原料充填層の前記上層および前記下層に、それぞれ装入してもよい。

（７）上記（６）に記載の焼結鉱の製造方法では、前記高融液浸透性鉄鉱石は、前記鉄含有原料として、前記製鉄プロセスで発生した前記スケールを配合し、前記副原料、前記固体燃料、および、前記返鉱を配合し、混合、造粒した後、前記原料充填層の前記上層に装入してもよい。

本発明によれば、下方吸引型焼結機を用いた焼結鉱の製造方法において、焼結原料に配合する各銘柄鉄鉱石の微粉部への融液浸透性を評価し、この評価結果に基づき、各銘柄の鉄鉱石のうち、微粉部への融液浸透性に優れた銘柄の鉄鉱石を選定して、原料充填層の上層に選択的に装入することにより、原料充填層の上層の成品歩留および強度を改善し、焼結鉱の生産性を向上することができる。

焼結機の原料充填層から採取した焼結原料の擬似粒子断面の顕微鏡組織を示す図である。 鉄鉱石の融液浸透距離と実機焼結操業での焼結鉱の強度ＳＩとの関係を示す図である。 鉄鉱石の融液浸透距離と実機焼結操業での焼結鉱の成品歩留との関係を示す図である。 焼成後のタブレットにおける融液浸透距離の測定位置を示す図である。 主要銘柄の鉄鉱石の融液浸透距離の比較を示す図である。 鉄鉱石の融液浸透距離と、タブレット焼成試験での落下試験による強度指標（＋０．５ｍｍ％値）との関係を示す図である。 上部装入層厚比率と、焼結鍋試験での焼結鉱の強度ＳＩとの関係を示す図である。 上部装入層厚比率と、焼結鍋試験での焼結鉱の成品歩留との関係を示す図である。 鉄鉱石の融液浸透距離と、Ａｌ_２Ｏ_３含有率との関係を示す図である。 上層中石灰石割合と、焼結鍋試験での焼結鉱の成品歩留との関係を示す図である。 上層中石灰石割合と、焼結鍋試験での焼結鉱の強度ＳＩとの関係を示す図である。 実施例の焼結鍋試験の焼結原料の装入条件を示す図である。 高融液浸透性鉄鉱石およびその他の鉄鉱石をそれぞれ原料充填層の上層および下層に装入する方法の一例を示す図である。

まず、本発明の技術思想について説明する。

図１は、焼結機の原料充填層から採取した焼結原料の擬似粒子断面の光学顕微鏡組織を示す図である。

焼結過程で初期融液は、鉄鉱石（Ｆｅ_２Ｏ_３）と石灰石（ＣａＯ）とが接触した部分で生成すると考えられる。しかしながら、図１に示すとおり、焼結原料の擬似粒子（粒径１ｍｍ以上の核粒子と、その周囲の粒径０．５ｍｍ以下の付着粉部とで構成される）の付着粉部（微粉部）のミクロ観察によれば、鉄鉱石（Ｆｅ_２Ｏ_３）と石灰石（ＣａＯ）とは、不規則に分布しているため、それらが接触する部分は少ない。

このことから、実際の焼結過程では、以下のように次のように焼結反応が進行すると考えられる。すなわち、焼結原料の擬似粒子の付着粉部中の鉄鉱石（Ｆｅ₂Ｏ₃）と石灰石（ＣａＯ）とが接触した部分で、カルシウムフェライト（ＣａＯ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の初期融液が生成する。その後、初期融液が付着粉部内に浸透し、周囲の鉄鉱石や副原料と接触し、同化、合体を繰り返す。このようにして融液量が増加し、焼結鉱の結合相が形成される。

なお、本発明者らは、焼結過程で生成した初期融液が鉄鉱石充填層内に浸透する挙動、即ち、融液浸透性は、鉄鉱石の鉱物特性に依存し、焼結鉱の結合相形成に大きく影響することを明らかにしている（ＩＳＩＪ−Ｉｎｔ.４３（２００３）,ｐ.１３８４、参照）。

焼結操業中の焼結原料充填層の上層の温度は低くなり易く、かつ、鉄鉱石（Ｆｅ_２Ｏ_３）と石灰石（ＣａＯ）との初期融液の生成から焼結反応（同化反応）が完了するまでの時間は短い。このことから、本発明者らは、原料充填層の上層における焼結鉱の成品歩留を向上するためには、原料充填層の上層に融液浸透性の高い鉄鉱石を選択的に装入し、生成した初期融液を速やかに原料微粉部中に浸透させ、同化反応を促進することが有効であると考えた。

本発明は、この技術思想に基づいてなされ、複数銘柄（鉄鉱石銘柄）の鉄鉱石を含む鉄含有原料、副原料（石灰石など）、固体燃料（コークスなど）、および、返鉱を配合して焼結原料とし、該焼結原料を混合、造粒した後、焼結パレット上に装入し、焼成する焼結鉱の製造方法において以下の特徴を有する。すなわち、前記鉄鉱石の銘柄毎に融液浸透性の評価試験を行い、それぞれの銘柄の融液浸透距離の測定値に基づいて、前記複数銘柄の鉄鉱石から、融液浸透距離が４．０ｍｍ以上となるように１種以上からなる鉄鉱石を選択もしくは配合し、前記焼結パレット上に形成される原料充填層の上表面から全層厚に対する層厚比率（上部装入層厚比率）が５〜１２％の範囲となるように上層に装入することを特徴とする。

本発明において、鉄鉱石の融液浸透性（初期融液が粒径０．５ｍｍ以下の鉄鉱石粉中へ浸透する際の拡がり易さ）、および、融液浸透距離（鉄鉱石粉中の融液の浸透距離）は、本発明者らが、特開２００２−６２２９０号公報などで提案した評価試験（以下、「鉄鉱石の融液浸透性評価試験」という）によって評価、測定することができる。
この融液浸透距離は、焼結原料の鉄鉱石として２種以上の銘柄の鉄鉱石を配合する場合は、測定の簡略化のため、測定された各銘柄の鉄鉱石の融液浸透距離の加重平均値を使用した。以降では、２種以上の銘柄の鉄鉱石を配合した鉄鉱石を用いる場合には、その加重平均値も融液浸透距離と表現する。なお、複数の銘柄の鉄鉱石を配合し、１種の銘柄の鉄鉱石として融液浸透距離を測定してもよい。
また、本発明における融液浸透距離は、本発明の前記融液浸透性評価試験により評価したものであるが、他の評価試験により融液浸透性を評価して、本発明における融液浸透距離に換算しても良い。例えば、上記鉄鉱石の融液浸透性評価試験の成型圧力、鉄鉱石タブレットおよび初期融液材タブレットの大きさや形状、試験手順等を変えて評価を行い、本発明における融液浸透距離に換算しても良い。また、例えば、所定の距離を融液が浸透した時間を測定し、本発明における融液浸透距離に換算しても良く、浸透重量や同化反応による温度変化等、本発明における融液浸透距離に換算可能な物理量であれば良い。

本発明における鉄鉱石の融液浸透性評価試験は、以下の要領で行い、融液浸透距離を測定する。

鉄鉱石試料は、粒径：０．２５〜０．５ｍｍの割合が５０質量％で、かつ、粒径：０．２５ｍｍ以下の割合が５０質量％となるように粒度調整し、十分に混合する。その後、金型成形ダイスを用いて、鉄鉱石試料を成形圧力：４ＭＰａで成形し、直径：１５ｍｍ、高さ：５ｍｍの鉄鉱石タブレット（水銀圧入法による空隙率（開気孔率）：約３０％）を作製する。

一方、初期融液材は、ＣａＯ−Ｆｅ_２Ｏ_３の２元系状態図の共晶組成に近いＣａＯ：２６質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３：７４質量％の組成になるように、Ｆｅ_２Ｏ_３試薬とＣａＯ試薬とを配合し、自動乳鉢で２０分間混合する。その後、鉄鉱石タブレットと同様に、金型成形ダイスを用いて初期融液材を成形圧力：４ＭＰａで成形し、直径：５ｍｍ、高さ：５ｍｍの初期融液材タブレットを作製する。

さらに、前記鉄鉱石タブレット上面の中心部に、前記初期融液材タブレットを載せて、Ｎｉ製円筒型坩堝（内径２０ｍｍ、高さ１５ｍｍ）に装入し、電気炉内において空気気流中で加熱し、焼成する。その後、焼成後のタブレットの断面観察により融液浸透距離を測定する。

なお、焼成後のタブレットにおける融液浸透距離の測定では、タブレット径方向中央部で垂直に切断し、切断面を研磨し、図４に示すような切断面の鉱物組織を光学顕微鏡により観察する。撮影した断面組織において、図４に示す融液が浸透した部分の幅方向（タブレット径方向）中心部（３）、この中心部（３）と外端（１）および（５）とのそれぞれの中間点である（２）および（４）の３箇所で浸透距離を実測し、それらの平均値から融液浸透距離を求めることが好ましい。

上記評価試験において、タブレットの焼成条件は、実機と類似した焼結ヒートパターンを使用している。即ち、タブレットを１１００℃から１２９０℃（最高温度）までを１分で加熱した後、１２９０℃から１１００℃までを３分で冷却し、直ちに、タブレットを炉外へ取り出し空冷する。

複数銘柄の鉄鉱石を含む鉄含有原料を用いた実機焼結操業において、図２は、鉄鉱石の融液浸透距離と焼結鉱の強度ＳＩとの関係を示し、図３は、鉄鉱石の融液浸透距離と焼結鉱の成品歩留との関係を示す。

焼結鉱の強度を示す指標であるＳＩは、下記成品歩留測定後の焼結鉱の中から粒径：１０〜２５ｍｍの焼結鉱１０ｋｇを採取し、２ｍの高さから４回落下させることにより測定される。このＳＩは、落下前の焼結鉱の質量（ｋｇ）に対する、落下後の粒径：５ｍｍ以上の焼結鉱の質量（ｋｇ）の割合（質量％）を示す。

焼結鉱の成品歩留は、焼結ケーキ（塊）を２ｍの高さから５回落下させることにより測定される。この焼結鉱の成品歩留は、落下前の焼結ケーキ（塊）（但し、床敷鉱分を除く）の質量（ｋｇ）に対する、落下後の粒径：５ｍｍ以上の焼結鉱（但し、床敷鉱分を除く）の質量（ｋｇ）の割合（質量％）を示す。

図２および図３によれば、複数銘柄の鉄鉱石を含む焼結原料において融液浸透距離が増加すると、焼結鉱の成品歩留およびＳＩが向上することが解る。

即ち、これらの結果は、鉄鉱石の融液浸透性の指標として、融液浸透距離に基づいて、焼結原料中の鉄鉱石の各銘柄の配合を調整する方法は、実機により製造した焼結鉱の成品歩留や強度を向上するために有効であることを示唆している。

なお、図２および図３に示すように、実機焼結操業において、焼結鉱の強度ＳＩは、９０．５％以上、成品歩留は、８０．０％以上が求められている。

次に、本発明において、原料充填層の上層の焼結鉱の強度および成品歩留を向上する（強度ＳＩ：９０．５％以上、成品歩留：８０．０％以上）ために必要とされる、鉄鉱石の融液浸透性、つまり、融液浸透性評価試験で測定される融液浸透距離の適正範囲について説明する。

表１に、焼結原料に配合する主要銘柄の鉄鉱石の化学成分組成と、融液浸透性評価試験で測定された融液浸透距離を示す。

表１において、Ｂ（ａ）およびＢ（ｂ）は、２種類のブラジル産鉱石、Ｈ（ａ）およびＨ（ｂ）は、２種類の豪州産ヘマタイト鉱石、Ｍ（ａ）およびＭ（ｂ）は、２種類の豪州産マラマンバ鉱石を示す。ＨＰ（ａ）およびＨＰ（ｂ）は、２種類の豪州産高りん鉱石、Ｐ（ａ）およびＰ（ｂ）は、２種類の豪州産ピソライト鉱石、ＨＰＭは、豪州産新規ブレンド鉱石、Ｉ（ａ）およびＩ（ｂ）は、２種類のインド産鉱石を示す。また、Ｓ１およびＳ２は、２種類の製鉄プロセスで発生するスケールを示す。

図５は、表１に示す主要銘柄の鉄鉱石の融液浸透距離の比較を示す図である。表１および図５によれば、主要銘柄の鉄鉱石の中で、２種類のブラジル産鉱石Ｂ（ａ）およびＢ（ｂ）は、いずれも、融液浸透距離が４．０ｍｍ以上と高いことが解る。

一方、２種類の豪州産ヘマタイト鉱石Ｈ（ａ）およびＨ（ｂ）、２種類の豪州産高りん鉱石ＨＰ（ａ）およびＨＰ（ｂ）、および、２種類の豪州産ピソライト鉱石Ｐ（ａ）およびＰ（ｂ）は、何れも融液浸透距離が２．０ｍｍ以下と低いことが解る。

また、豪州産新規ブレンド鉱石ＨＰＭ、２種類の豪州産マラマンバ鉱石Ｍ（ａ）、Ｍ（ｂ）、および、２種類のインド産鉱石Ｉ（ａ）およびＩ（ｂ）は、融液浸透距離が２．０ｍｍ超〜４．０ｍｍ未満の範囲にあることが解る。

なお、豪州産ピソライト鉱石Ｐ（ａ）およびＰ（ｂ）は、結晶水含有量が高く、焼結反応において同化溶融し易い、易溶融性鉄鉱石として知られる。しかしながら、豪州産ピソライト鉱石Ｐ（ａ）およびＰ（ｂ）は、融液浸透距離が２．０ｍｍ以下と低く、融液浸透性が良くないことが解る。また、製鉄プロセスで発生するスケールＳ１およびＳ２は、融液浸透性距離がスケールの種類によって大きく異なることが解る。

次に、表１の融液浸透性が異なる複数銘柄の鉄鉱石を用いて、これらを焼結原料充填層の上層に選択的に装入した場合の焼結鉱の強度および成品歩留の向上効果を、タブレット焼成試験により確認した。

タブレット焼成試験用の試料として、表１に示した、複数銘柄の鉄鉱石を粉砕し、粒径０．２５〜０．２５ｍｍの鉄鉱石を５０質量％、粒径０．２５ｍｍ以下の鉄鉱石を５０質量％含有する粒度に調整し、これらの各鉄鉱石に、ＣａＯ濃度が１０質量％になるように０．２５ｍｍ以下の石灰石を混合した。

これらの試料は、金型成形ダイスを用いて、成形圧力４ＭＰａで、直径８ｍｍ、高さ１０ｍｍのタブレット（空隙率約３０％）に成形した。

タブレット焼成試験では、試料タブレットを内径２０ｍｍ、高さ１５ｍｍのＮｉ製円筒型坩堝に入れ、電気炉内で空気気流中焼成した。タブレットの焼成条件は、実機と類似した焼結ヒートパターンを使用している。即ち、タブレットを１１００℃から１２９０℃（最高温度）までを１分で加熱した後、１２９０℃から１１００℃までを３分で冷却し、直ちに、タブレットを炉外へ取り出し空冷した。

焼成した後の焼成タブレットの強度評価には、焼成タブレット１個につき、３００ｇの鉄製分銅を３回落とす落下試験を行った。この試験後の試料（焼成タブレット）を混合した後、０．５ｍｍ篩で分級した。強度指標（＋０．５ｍｍ％値）として、全試料の質量に対する０．５ｍｍ以上の試料の質量百分率を求めた。

実機焼結操業において、焼結鉱の強度ＳＩは、９０．５％以上、成品歩留は８０．０％以上が求められている。

焼成タブレットの強度の評価基準を決定するために、予め、実機焼結操業で製造した強度ＳＩが９０．５％以上、成品歩留が８０．０％以上の焼結鉱を採取し、上記落下試験を実施した。この落下試験では、鍋試験用タブレットと同様な形状、つまり、直径８ｍｍ、高さ１０ｍｍのタブレット形状に加工した試料を用いた。この落下試験で測定された強度指標（＋０．５ｍｍ％値）を評価基準とした。

なお、実機焼結操業で製造した強度ＳＩが９０．５％以上、成品歩留が８０．０％以上の焼結鉱を用いて上記落下試験により測定した強度指標（＋０．５ｍｍ％値）は、８８％であった。したがって、焼成タブレットの強度評価では、上記落下試験の強度指標（＋０．５ｍｍ％値）が８８％以上を満足する焼成タブレットを焼結鉱の強度および成品歩留が良好であると評価した。

図６に、タブレット焼成試験による各銘柄鉄鉱石の融液浸透距離と、落下試験による強度指標（＋０．５ｍｍ％値）との関係を示す。

図６に示すように、実機焼結操業での目標焼結鉱強度（ＳＩが９０．５％以上）に相当する８８％以上の上記落下試験の強度指標（＋０．５ｍｍ％値）を達成するためには、融液浸透距離が４．０ｍｍ以上の融液浸透性が必要である。

融液浸透距離が４．０ｍｍ以上の融液浸透性を有する鉄鉱石銘柄は、具体的には、例えば、表１に示した、ブラジル産鉱石Ｂ（ａ）およびＢ（ｂ）が挙げられる。

本発明では、焼結原料充填層の上層の焼結鉱の強度や成品歩留を向上する（強度ＳＩが９０．５％以上、成品歩留が８０．０％以上）ために、焼結原料充填層の所定範囲の上層に、融液浸透距離が４．０ｍｍ以上となるように１種以上からなる鉄鉱石を装入する。

上述したように、焼結原料充填層の所定範囲の上層に装入する鉄鉱石が２種以上の銘柄の鉄鉱石を含む場合は、融液浸透性の評価試験により測定される各銘柄の鉄鉱石の融液浸透距離の加重平均値が４．０ｍｍ以上となるように、２種以上の銘柄の鉄鉱石の配合割合を調整する。
以下では、融液浸透距離が４．０ｍｍ以上となるように選択もしくは配合された１種以上からなる鉄鉱石を高融液浸透性鉄鉱石と定義する。

図７に、高融液浸透性鉄鉱石を装入する上部装入層厚比率と焼結鉱の強度ＳＩとの関係を示す。同様に、図８に、上部装入層厚比率と焼結鉱の成品歩留との関係を示す。

焼結鉱石の強度を示す指標であるＳＩは、下記成品歩留測定後の焼結鉱の中から粒径：１０〜２５ｍｍの焼結鉱１０ｋｇを採取し、これを、２ｍの高さから４回落下させることにより測定される。このＳＩは、落下前の焼結鉱の質量（ｋｇ）に対する、落下後の粒径：５ｍｍ以上の焼結鉱の質量（ｋｇ）の割合（質量％）を示す。

焼結鉱の成品歩留は、焼結ケーキ（塊）を２ｍの高さから５回落下させることにより測定される。この焼結鉱の成品歩留は、落下前の焼結ケーキ（塊）（但し、床敷鉱分を除く）の質量（ｋｇ）に対する、落下後の粒径：５ｍｍ以上の焼結鉱（但し、床敷鉱分を除く）の質量（ｋｇ）の割合（質量％）を示す。

なお、図７および図８は、図１２に示す、高さ６００ｍｍ、直径３００ｍｍの焼結鍋の上層（Ａ部）および下層（Ｂ部）に、それぞれ高融液浸透性鉄鉱石およびその他の鉄鉱石を装入し、焼成した場合の試験結果を示している。なお、上層（Ａ層）および下層（Ｂ層）の平均値で、焼結原料中のＳｉＯ_２：５．０１質量％、ＣａＯ／ＳｉＯ_２：１．８９、コークス：４．３質量％が一定になるように、石灰石、コークス、および、返鉱を配合している。これらの焼結原料は、造粒水分：７．０質量％で造粒した後、使用される。ここで、その他の鉄鉱石は、上層に装入した鉄鉱石を除く鉄鉱石を意味する。

この焼結鍋試験の焼成条件は、層厚：６００ｍｍ、吸引負圧：１４．７ＫＰａ、焼成時間：２７分とした。

本焼結鍋試験における焼結鉱の強度および成品歩留は、焼結鉱の強度ＳＩ：７７％、成品歩留：７６％を基準として評価した。これらの評価基準は、実機焼結操業をした場合に、焼結鉱の強度ＳＩが９０．５％以上、成品歩留が８０．０％以上であることを予め確認している表２に示す配合条件の焼結原料を用い、本焼結鍋試験をして得られた。したがって、これらの評価基準は、実機焼結操業で目標とする焼結鉱の強度ＳＩ（９０．５％以上）、および、成品歩留（８０．０％以上）に相当する。

つまり、本焼結鍋試験で、焼結鉱の強度ＳＩが７７％以上、成品歩留が７６％以上の場合を、焼結鉱の強度および成品歩留が良好であると評価した。

図７および図８に示すように、上記焼結鍋試験の焼結鉱の強度ＳＩが７７％以上、成品歩留が７６％以上を達成するためには、高融液浸透性鉄鉱石を装入する上部装入層厚比率（原料充填層上層の全層厚に対する層厚比率）は、５〜１２％の範囲とする必要がある。

高融液浸透性鉄鉱石を装入する上部装入層厚比率が、５％より低い場合は、融液浸透性に優れた鉄鉱石の選択的な装入による原料充填層の上層の焼結鉱の成品歩留、強度、および、生産率の向上効果を、十分に得ることができなくなる。

高融液浸透性鉄鉱石を装入する上部装入層厚比率が、１２％より高い場合は、後述するように、融液浸透性が高い鉄鉱石は造粒性が低く、焼結機装入時および焼成過程で擬似粒子が崩壊し、原料充填層内の通気性が低下し易い。そのため、原料充填層全体の焼結性が悪化し、焼結鉱の成品歩留、強度、および、生産率が悪化する。

また、融液浸透性が高い鉄鉱石は、後述するように、Ａｌ_２Ｏ_３含有率が低く、比較的価格の高い鉱石である。そのため、焼結鉱の製造コストの上昇を招く原因となる。

以上の理由から、原料充填層全体の通気性を低下させずに、原料充填層の上層の成品歩留および強度を十分に改善する（強度ＳＩが９０．５％以上、成品歩留が８０．０％以上）ために、複数銘柄の鉄鉱石から、融液浸透距離の加重平均値が４．０ｍｍ以上となるように選択もしくは配合された高融液浸透性鉄鉱石を、原料充填層の上表面から全層厚に対する層厚比率で５〜１２％の範囲の上層に装入し、その他の鉄鉱石を原料充填層の下層に装入し、かつ、副原料、固体燃料、および、返鉱を、原料充填層の上層および下層に装入することとした。なお、特に断らない限り、副原料、固体燃料、および、返鉱の配合割合は、原料充填層の上層および下層で同じである。

また、製鉄プロセスで発生するスケールＳ１およびＳ２も、高融液浸透性鉄鉱石に加えて、鉄含有原料として、上部装入層厚比率が５〜１２％の範囲の上層に装入してもよい。同様に、上記スケールＳ１およびＳ２を、その他の鉄鉱石に加えて、鉄含有原料として、下層に装入してもよい。以下では、高融液浸透性鉄鉱石のみ、または、高融液浸透性鉄鉱石とスケールとを合わせた鉄含有原料を高融液浸透性鉄含有原料とする。また、その他の鉄鉱石のみ、または、その他の鉄鉱石とスケールとを合わせた鉄含有原料をその他の鉄含有原料とする。

図９に、各銘柄の鉄鉱石の融液浸透距離と、Ａｌ_２Ｏ_３含有率との関係を示す。図９に示すとおり、融液浸透距離とＡｌ_２Ｏ_３含有率とは相関があり、融液浸透距離：４．０ｍｍ以上を有する鉄鉱石として、Ａｌ_２Ｏ_３含有率が０．６質量％以下の鉄鉱石銘柄を選定することが好ましい。

鉄鉱石の融液浸透性は、Ａｌ_２Ｏ_３含有率のみからは決まらず、鉄鉱石の気孔などの構造にも影響される。しかしながら、鉄鉱石中のＡｌ_２Ｏ_３含有率が高くなると、生成する同化融液中のＡｌ_２Ｏ_３含有率も高くなる。そのため、融液の粘性が高まり、融液浸透性が低下する。

したがって、本発明では、原料充填層の上層に装入する融液浸透距離：４．０ｍｍ以上である鉄鉱石は、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が０．６質量％以下であることが好ましい。

さらに、前述したように、原料充填層全体の通気性を維持するために、原料充填層の上層の融液が過度に増加することを防止する必要がある。また、コストを削減するために、副原料を削減することが好ましい。そのため、融液形成に必要とされる副原料、特に、石灰石の上層中割合が焼結性に与える影響を調査した。

図１０に、上層中石灰石割合と、焼結鍋試験での焼結鉱の成品歩留との関係を示す。また、図１１に、上層中石灰石割合と、焼結鍋試験での焼結鉱の強度ＳＩとの関係を示す。本発明の実施例では、上層中の高融液浸透性鉄鉱石として、ブラジル産鉱石Ｂ（ｂ）を使用し、上部装入層厚比率は、１１．７％とした。また、表２に示す配合割合の焼結原料を使用した。

図１０、１１に示すように、上層中の鉄鉱石として、高融液浸透性鉄鉱石を使用することにより、ＳＩおよび製品歩留が向上した。さらに、上層中の石灰石割合を減らすことにより、ＳＩおよび成品歩留が増加した。
したがって、原料充填層に装入される副原料について、コスト削減の観点から、上層の副原料の配合割合が下層の副原料の配合割合以下にすることが好ましい。

本発明において、高融液浸透性鉄含有原料、および、その他の鉄含有原料を、それぞれ、焼結パレット上の原料充填層の上層、および、原料充填層の下層に装入する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、図１３に示すような方法が用いられる。

下方吸引型焼結機の給鉱部に、第１サージホッパー（その他の鉄含有原料用）１および第２サージホッパー（高融液浸透性鉄含有原料用）２が、機長方向に直列に配置されている。この第１サージホッパー１から、高融液浸透性鉄含有原料を除いたその他の鉄含有原料と、石灰石、コークス、および、返鉱とからなる焼結原料３を、焼結パレット４上に装入して、原料充填層の下層５を形成する。その後、第２サージホッパー２から、高融液浸透性鉄含有原料と、石灰石、コークス、および、返鉱とからなる焼結原料６を装入して、前記下層５の上に、原料充填層の上層７を形成することができる。

なお、高融液浸透性鉄含有原料と、石灰石、コークス、および、返鉱とからなる焼結原料６、および、その他の鉄含有原料と、石灰石、コークス、および、返鉱とからなる焼結原料３は、それぞれ、ドラムミキサー、パンペレタイザーなどの造粒機８、９を用いて混合、造粒し、擬似粒子とする。その後、それぞれの焼結原料は、第２サージホッパー（高融液浸透性鉄含有原料用）２および第１サージホッパー（その他の鉄含有原料用）１に供給される。

また、高融液浸透性鉄含有原料と、石灰石、コークス、および、返鉱とからなる焼結原料６、および、その他の鉄含有原料と、石灰石、コークス、および、返鉱とからなる焼結原料３は、上述したように、石灰石、コークス、および、返鉱が所定の配合割合になるように配合する。

［第一実施例］
以下に、本発明の効果を実施例で説明する。
焼結原料として、表２に示す実機操業時の平均的な配合条件を基準とし、図１２に示すような、高さ６００ｍｍ、直径３００ｍｍの焼結鍋を用いて、焼結鍋試験を実施した。

なお、表２に示す配合条件の焼結原料を用いて実機焼結操業をした場合に、強度ＳＩが９０．５％以上、成品歩留が８０．０％以上の焼結鉱が得られることを予め確認している。

また、焼結鍋試験における生産率、得られた焼結鉱の成品歩留、冷間強度ＳＩ、耐還元粉化指数ＲＤＩ、被還元率ＪＩＳ−ＲＩ（％）を測定した。その結果を、製造条件とともに、表３に示す。なお、生産率は、粒径：床敷鉱を除いた５ｍｍ以上の焼結鉱の質量（ｔ）を、鍋面積（ｍ^２）と焼結時間（ｄａｙ）とで割った値を示す。

焼結鉱の強度ＳＩは、下記成品歩留測定後の焼結鉱の中から、粒径：１０〜２５ｍｍの焼結鉱１０ｋｇを採取し、２ｍの高さから４回落下させることにより測定される。このＳＩは、落下前の焼結鉱の質量（ｋｇ）に対する、落下後の粒径：５ｍｍ以上の焼結鉱の質量（ｋｇ）の割合（質量％）を示す。

焼結鉱の成品歩留は、焼結ケーキ（塊）を、２ｍの高さから５回落下させることにより測定される。この焼結鉱の製品歩留は、落下前の焼結ケーキ（塊）（但し、床敷鉱分を除く）の質量（ｋｇ）に対する、落下後の粒径：５ｍｍ以上の焼結鉱（但し、床敷鉱分を除く）の質量（ｋｇ）の割合（質量％）を示す。

焼結鉱の耐還元粉化指数（ＲＤＩ）は、ＪＩＳ Ｍ ８７２０に規定された試験方法に準じて測定した。すなわち、粒径：１５〜１９ｍｍの焼結鉱５００ｇを採取し、Ｎ_２：７０％，ＣＯ：３０％の混合ガス中で５５０℃で３０分間還元する。その後、還元された焼結鉱を、ドラムに装入して、３０分で９００回の回転試験を行う。回転前の還元後焼結鉱の質量（ｇ）に対する、回転後の粒径：３ｍｍ以下の焼結鉱粉の質量（ｇ）の割合（質量％）が、耐還元粉化指数（ＲＤＩ）である。

焼結鉱のＪＩＳ還元率（ＪＩＳ−ＲＩ）は、ＪＩＳ Ｍ ８７１３に規定された試験方法に準じて測定した。すなわち、粒径：１９〜２１ｍｍの焼結鉱５００ｇを採取し、Ｎ_２：７０％、ＣＯ：３０％の混合ガス中で９００℃で１８０分間還元する。還元前の焼結鉱の酸化鉄に含まれる酸素の質量（ｇ）に対する、還元による焼結鉱の質量の減少量（ｇ）の割合（質量％）がＪＩＳ還元率（ＪＩＳ−ＲＩ）である。

原料充填層の上層に装入する高融液浸透性鉄含有原料は、石灰石、返鉱、および、コークスと混合し、造粒することで擬似粒子とし、図１２に示すＡ部（原料充填層の上層）に装入した。なお、石灰石、コークス、および、返鉱の配合割合は、装入原料全体における配合割合と同じである。

また、その他の鉄含有原料は、上記と同様に、石灰石、返鉱、コークスと混合し、造粒することで擬似粒子とし、図１２に示すＢ部（原料充填層の下層）に装入した。焼結原料充填層のＡ部とＢ部とにおけるコークスおよび石灰石（ＣａＯ）、並びに、返鉱の割合は、同等である。

また、Ａ部に装入するための高融液浸透性鉄含有原料は、表１に示す、融液浸透距離が異なる２種類のブラジル産鉱石Ｂ（ａ）およびＢ（ｂ）、融液浸透距離が異なる２種類の豪州産ピソライト鉱石Ｐ（ａ）およびＰ（ｂ）、および、これらを混合した鉄鉱石、並びに、豪州産新規ブレンド鉱石ＨＰＭ、さらに、融液浸透距離が異なる２種類の製鉄プロセスで発生したスケールＳ１およびＳ２である。

本実施例では、Ｂ部を、焼結パレットのグレート面から５３０ｍｍ装入し、Ａ部を、Ｂ部の上に、７０ｍｍの層厚（全層厚（６００ｍｍ）に対する層厚比率：１１．７％）で装入した。

また、Ａ部およびＢ部の配合原料中のＳｉＯ_２：５．０１質量％、ＣａＯ／ＳｉＯ_２：１．８９、コークス配合：４．３質量％（それぞれ、焼結原料全体の割合と同じ）を一定とし、造粒条件を、造粒水分：７．０質量％とした。さらに、この焼結鍋試験の焼成条件は、層厚：６００ｍｍ、吸引負圧：１４．７ＫＰａ、焼成時間：２７分とした。表３に示す各試験結果は、ｎ＝２回の測定値の平均値である。

参考例１は、焼結原料として表２に示される複数銘柄の鉄鉱石を充填層厚み方向で均一に装入したベース試験である。以下に示す実施例および比較例の焼結鉱の強度ＳＩ、成品歩留、生産率などの評価は、参考例１を基準として評価した。

実施例１は、表１に示す融液浸透距離：４．６５ｍｍのブラジル産鉱石Ｂ（ａ）を、Ａ部（原料充填層の上層）に選択的に装入し、残りの鉄含有原料（その他の鉄含有原料）を、Ｂ部（原料充填層の下層）に装入した例である。

実施例２は、表１に示す融液浸透距離：４．２２ｍｍのブラジル産鉱石Ｂ（ｂ）を、Ａ部に選択的に装入し、残りの鉄含有原料を、Ｂ部に装入した例である。

実施例１および実施例２においては、耐還元粉化ＲＤＩおよび被還元率ＪＩＳ−ＲＩを損なうことなく、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが改善され、生産率が向上した。

実施例３は、表１に示す融液浸透距離：４．６５ｍｍのブラジル産鉱石Ｂ（ａ）と、融液浸透距離：１．１２ｍｍの豪州産ピソライト産鉱石Ｐ（ａ）を、混合比Ｐ（ａ）：Ｂ（ａ）＝１５：８５となるように混合して、Ａ部に選択的に装入し、残りの鉄含有原料を、Ｂ部に装入した例である。

実施例３のＡ部に、選択的に装入したＢ（ａ）とＰ（ａ）との鉄鉱石の混合物の融液浸透距離（Ｂ（ａ）とＰ（ａ）の各融液浸透距離の混合比による加重平均値）は、４．１２ｍｍであった。そのため、耐還元粉化ＲＤＩおよび被還元率ＪＩＳ−ＲＩを損なうことなく、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが改善され、生産率が向上した。

実施例４は、表１に示す融液浸透距離：４．６５ｍｍのブラジル産鉱石Ｂ（ａ）と、融液浸透距離：４．２１ｍｍの製鉄プロセスで発生するスケールＳ１を、混合比Ｂ（ａ）：Ｓ ＝８５：１５となるように混合して、Ａ部に選択的に装入し、残りの鉄含有原料を、Ｂ部に装入した例である。

実施例５は、表１に示す融液浸透距離：４．６５ｍｍのブラジル産鉱石Ｂ（ａ）と、融液浸透距離：１．６６ｍｍの製鉄プロセスで発生するスケールＳ２を、混合比Ｂ（ａ）：Ｓ２ ＝８５：１５となるように混合して、Ａ部に選択的に装入し、残りの鉄含有原料を、Ｂ部に装入した例である。

実施例４のＡ部に選択的に装入したＢ（ａ）とＳ１の鉄鉱石の混合物の融液浸透距離（Ｂ（ａ）とＳ１との各融液浸透距離の混合比による加重平均値）は、４．２８ｍｍであった。そのため、耐還元粉化ＲＤＩおよび被還元率ＪＩＳ−ＲＩを損なうことなく、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが改善され、生産率が向上した。
また、実施例５のＡ部に選択的に装入したＢ（ａ）とＳ２の鉄鉱石の混合物の融液浸透距離（Ｂ（ａ）とＳ２との各融液浸透距離の混合比による加重平均値）は、４．２８ｍｍであった。そのため、耐還元粉化ＲＤＩおよび被還元率ＪＩＳ−ＲＩを損なうことなく、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが改善され、生産率が向上した。

一方、比較例１は、表１に示す融液浸透距離：４．２２ｍｍのブラジル産鉱石Ｂ（ｂ）と、融液浸透距離：１．２３ｍｍの豪州産ピソライト産鉱石Ｐ（ｂ）を、混合比Ｐ（ｂ）：Ｂ（ｂ）＝４５：５５となるように混合して、Ａ部に選択的に装入し、残りの鉄含有原料を、Ｂ部に装入した例である。

比較例１のＡ部に選択的に装入したＢ（ｂ）とＰ（ｂ）との鉄鉱石の混合物の融液浸透距離（Ｂ（ｂ）とＰ（ｂ）の各融液浸透距離の混合比による加重平均値）は、２．８７ｍｍと低かった。そのため、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが低下し、生産率も低下した。

比較例２は、表１に示す融液浸透距離：１．１２ｍｍの豪州産ピソライト産鉱石Ｐ（ａ）を、Ａ部に選択的に装入し、残りの鉄含有原料を、Ｂ部に装入した例である。

比較例３は、表１に示す融液浸透距離：１．２３ｍｍの豪州産ピソライト産鉱石Ｐ（ｂ）を、Ａ部に選択的に装入し、残りの鉄含有原料を、Ｂ部に装入した例である。

比較例２および比較例３の何れも、Ａ部に選択的に装入したＰ（ａ）およびＰ（ｂ）の鉄鉱石の融液浸透距離は、それぞれ、１．１２ｍｍおよび１．２３ｍｍと低かった。そのため、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが低下し、生産率も低下した。

［第二実施例］
次に、［第一実施例］で実施した、実施例１と同様の条件で、即ち、Ａ部（原料充填層の上層）に装入するブラジル産鉱石Ｂ（ａ）の上部装入層厚比率（上表面からの全層厚に対する層厚比率）以外は同じ条件で、上部装入層厚比率のみを替えて、同様に、試験を行った。なお、参考例１は、［第一実施例］の条件と同じ条件である。

また、［第一実施例］と同様に、焼結鍋試験における生産率、得られた焼結鉱の成品歩留、および、冷間強度ＳＩを測定した。その結果を、表４に示す。

ブラジル産鉱石Ｂ（ａ）を、上部装入層厚比率が５〜１２％の範囲になるようにＡ部に装入した実施例１〜３は、耐還元粉化ＲＤＩおよび被還元率ＪＩＳ−ＲＩを損なうことなく、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが改善され、生産率が向上した。

一方、ブラジル産鉱石Ｂ（ａ）を、上部装入層厚比率が５％未満の範囲になるようにＡ部に装入した比較例１および２、並びに、ブラジル産鉱石Ｂ（ａ）を、上部装入層厚比率が１２％より大きい範囲になるようにＡ部に装入した比較例３および４の場合は、いずれも、参考例１に比べて、焼結鉱の成品歩留および強度ＳＩが低下し、生産率も低下した。

前述したように、本発明によれば、下方吸引型焼結機を用いた焼結鉱の製造方法において、焼結原料に配合する各銘柄の鉄鉱石の微粉部への融液浸透性を評価し、この評価結果に基づき、各銘柄鉄鉱石のうち、微粉部への融液浸透性に優れた銘柄の鉄鉱石を選定して、原料充填層の上層に選択的に装入することにより、原料充填層の上層の成品歩留および強度を改善し、焼結鉱の生産性を向上することができる。よって、本発明は、鉄鋼産業において、利用可能性が高い。

１ 第１サージホッパー（その他の鉄含有原料用）
２ 第２サージホッパー（高融液浸透性鉄含有原料用）
３ その他の鉄含有原料、副原料、コークス、および、返鉱からなる焼結原料
４ 焼結パレット
５ 原料充填層の下層
６ 高融液浸透性鉄含有原料、副原料、コークス、および、返鉱からなる焼結原料
７ 原料充填層の上層
８ 造粒機
９ 造粒機

Claims (7)

1. 複数銘柄の鉄鉱石を含む鉄含有原料、副原料、固体燃料、および、返鉱を配合して焼結原料とし、これら焼結原料を混合、造粒した後、焼結パレット上に装入し、焼成する焼結鉱の製造方法であって、
   前記鉄鉱石の前記銘柄毎に測定された融液浸透距離に基づいて、前記複数銘柄の前記鉄鉱石から、前記融液浸透距離の加重平均値が４．０ｍｍ以上となるように選択もしくは配合された高融液浸透性鉄鉱石を、前記焼結パレット上に形成される原料充填層の上表面から全層厚に対する層厚比率で５〜１２％の範囲の上層に装入し；
   その他の鉄鉱石を前記原料充填層の下層に装入し；
   かつ、前記副原料、前記固体燃料、および、前記返鉱を、前記原料充填層の前記上層および前記下層に装入する；
   ことを特徴とする焼結鉱の製造方法。
2. 前記高融液浸透性鉄鉱石のＡｌ_２Ｏ_３含有量が０．６質量％以下であ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. 前記高融液浸透性鉄鉱石に加えて、前記鉄含有原料として、製鉄プロセスで発生したスケールを、前記原料充填層の上表面からの全層厚に対する層厚比率で５〜１２％の範囲の上層に装入す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。
4. 前記固体燃料および前記返鉱が、前記原料充填層の前記上層および前記下層で、同じ配合割合で装入されてい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。
5. 前記原料充填層に装入される前記副原料について、前記上層の配合割合が前記下層の配合割合以下であ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。
6. 前記高融液浸透性鉄鉱石、および、前記その他の鉄鉱石は、前記副原料、前記固体燃料、および、前記返鉱を配合し、混合、造粒した後、前記原料充填層の前記上層および前記下層に、それぞれ装入す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。
7. 前記高融液浸透性鉄鉱石は、前記鉄含有原料として、前記製鉄プロセスで発生した前記スケールを配合し、前記副原料、前記固体燃料、および、前記返鉱を配合し、混合、造粒した後、前記原料充填層の前記上層に装入することを特徴とする請求項６に記載の焼結鉱の製造方法。