JP4604849B2 - 焼結原料の造粒方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＬ（ドワイト・ロイド）式焼結機を使用する焼結鉱の製造に適用できる、生産率の向上および風量原単位の低減が可能な焼結原料の造粒方法に関する。

焼結原料は数種類の鉄鉱石、ＣａＯ源としての石灰石、ＳｉＯ₂やＭｇＯ源としての副原料、さらに燃料としての粉コークスおよび返鉱等から構成されている。通常、これらの原料はその銘柄毎に原料槽に貯蔵され、焼結原料の配合に応じて定量切り出しされる。切り出された各銘柄の原料は原料搬送用のベルトコンベア上で合流し、造粒機まで搬送される。

造粒機では、原料に水分が添加されて造粒が行われる。造粒後の原料はサージホッパーと称される原料ホッパーから焼結機のパレット上に層状に装入され、この原料充填層の最上部に点火され、充填層の下方から空気が吸引されることによって原料充填層中の粉コークスが燃焼するとともに、原料粒子の焼結反応が充填層の上部から下部に向かって順次進行する。充填層の下部まで焼結されて生成した塊状物（これを、「焼結ケーキ」と称する）は、焼結機排鉱部から排出され、粗破砕された後にクーラーで冷却される。

ここで、焼結原料の造粒および焼結過程における水の機能（作用効果）と悪影響について述べる。

まず、造粒工程においては、水がバインダーとなって原料の粒子同士が付着する。この粒子同士の付着によって見掛けの原料粒径（擬似粒子径）が大きくなり、その結果、焼結原料が焼結機へ供給された際に原料充填層の空隙率および空隙径が上昇する。この空隙率および空隙径の上昇は通気性の向上に寄与し、原料充填層中の粉コークスの燃焼性を高める働きをする。

一方、焼結反応が進行し始めると、原料充填層において、水が蒸発してより下層側で凝集し、これにより原料充填層の通気性が低下する。さらに、水が蒸発するには気化熱が必要であり、この熱に相応する量の高温ガスが必要になる。また、蒸発した水は水蒸気として排ガス量を増大させる。

このように、水は、擬似粒子形成の際のバインダーとして機能し、原料充填層の通気性を向上させると同時に、焼結の際に水の蒸発に起因して原料充填層の通気性を低下させ、必要ガス量（即ち、必要風量）の増大を招く要因にもなる。そのため、水の機能を最大限に活かすとともにその悪影響を可能な限り低減する技術が求められる。

その対応技術として、「予熱焼結法」と称される技術が開発されている。これは、焼結原料を焼結機に装入した後、点火前に、高温ガスを原料充填層へ吸引させ、原料温度を上昇させる（予熱する）方法で、同一風量でも焼結速度を高めることができる。即ち、風量原単位（単位質量の焼結鉱を製造するのに必要なガス量）が改善される。また、単位時間あたりの風量が維持されれば、焼結速度の向上に相当する生産率（単位焼結機面積、単位時間あたりの焼結生産量）の改善が達成される。さらに、予熱の熱源として焼結機クーラー等の排ガス顕熱を利用すれば、焼結工場全体としてのエネルギー原単位が好転する。

具体的には、例えば、特許文献１には、焼結原料を給鉱機からパレット上に供給後、点火炉にて点火するまでの間に、熱風供給装置から原料表面に３００℃程度の熱風を吹付けて高温とすることにより、点火時の熱衝撃を緩和し、擬似粒子の破壊およびそれによる通気性の低下を抑制する方法が開示されている。

前記特許文献１に記載の方法に加えて、特許文献２には、原料の点火後も熱風を吹付けて下方から吸引することにより、前記効果に加えて成品歩留りの向上を図る方法が、また、特許文献３には、吹付けるガスとして常温から２５０℃の乾ガスを使用することにより、焼結鉱の品質低下を抑制する方法が提案されている。

特許文献４には、使用するガスとして、焼結機の高温排ガスもしくは焼結機クーラーの高温排ガスを用いることにより、焼結機全体の排ガス量の減少が可能な方法が開示されている。

さらに、特許文献５には、造粒後の原料を焼結機クーラーの高温排ガスで乾燥するに際し、サージホッパー内に、使用する高温排ガスのうちの４０〜７０％を吹込み、残りの排ガスをパレット内に吹込む方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１〜４に記載される方法では、焼結原料をパレット内に装入後、点火する前に高温のガスを原料充填層を通して吸引するため、ストランドで予熱領域が必要となり、点火炉より下流のストランド面積が減少するため焼結鉱の生産量が低下する。

一方、特許文献５に記載の方法では、造粒後の原料の乾燥をサージホッパーおよび給鉱部に分けて行っているが、ストランドにおいて予熱ゾーンを設ける必要があることに変わりがない。また、原料を給鉱する前に乾燥する場合には、乾燥後パレットへ装入するまでに擬似粒子が崩壊する可能性がある。この擬似粒子の崩壊防止と通気性の顕著な向上効果の確保のため、サージホッパー内で水分含有量がほぼ２．５％になるまで乾燥するとしているが、造粒段階で重要な水分含有量や原料銘柄の変化が擬似粒子の崩壊に及ぼす影響については何ら記載されていない。

特公昭５４−２４６８２号公報 特公昭５７−４５２９６号公報 特公昭５９−２８６１２号公報 特開昭５５−９７４３３号公報 開昭６０−８９５２６号公報

本発明は、前述した従来技術における問題点（即ち、ストランド面積の減少、乾燥後パレットへの装入前の擬似粒子の崩壊）を解決し、焼結原料の造粒および焼結過程において、水の機能を最大限に活かすと共にその悪影響を可能な限り低減することにより、生産率および風量減単位を改善することができる焼結原料の造粒方法を提供することを目的としている。

発明者らは、前記の課題を解決するために種々の検討を重ねた結果、下記の知見が得られた。

（ａ）焼結用原料の造粒過程で原料の水分を適正化し、その後の乾燥を適正に行えば、造粒後に乾燥しても擬似粒子が崩壊しない。

焼結用原料の造粒過程では、原料の粒子同士が水を媒体として毛管力で接近し、結合体（つまり、擬似粒子）を形成するとともに、水は擬似粒子の外側に移動する。この一連の粒子および水の移動が造粒現象である。即ち、焼結用原料は原料粒子間に生成する毛管力を利用しながら造粒される。原料に含まれる水の量が適正でないと毛管力が十分に機能せず、造粒が阻害される。

また、造粒に続く乾燥の段階で、この擬似粒子の外側に移動した水のみを蒸発させて除去すれば、乾燥しても擬似粒子の崩壊は起こらない。水分の望ましい蒸発量は、造粒時の水分量が適正な範囲にあるという前提の下で、０．２〜２．０質量％である。

（ｂ）さらに、高速撹拌ミキサーおよび転動型造粒機を使用すると、原料粒子が捏和（ねっか）処理されて擬似粒子強度が飛躍的に向上する。

（ｃ）また、焼結用原料の一部を造粒した後乾燥処理する場合、その一部の焼結用原料に、Ａｌ₂Ｏ₃濃度が１．０質量％以上の鉱石を４０質量％以上になるように配合すると、焼結原料全体の粘着性が増大し、擬似粒子の強度が飛躍的に向上する。

本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記（１）〜（４）の焼結原料の造粒方法に、下記（５）の蒸発量の規定を加えたものにある。

（１）水分を質量％で７．５％以上９．０％以下に調整した焼結用原料を造粒し、該造粒後原料の水分を、造粒機から焼結機給鉱部出側の間で高温ガスを使用した乾燥処理により減少させ、該乾燥処理前後での前記焼結用原料に含有される水分の差である蒸発量を調整し、焼結原料として使用することを特徴とする焼結原料の造粒方法。

（２）焼結用原料の一部に対して造粒後に乾燥処理を施し、焼結用原料の他の部分は造粒後に前記乾燥処理を行った一部の焼結原料と合流させる焼結原料の造粒方法において、前記焼結用原料の一部を、水分を質量％で６．５％以上１２．０％以下に調整した後造粒し、該造粒後原料の水分を、造粒機または造粒後原料を搬送するベルトコンベア上で高温ガスを使用した乾燥処理により減少させ、該乾燥処理前後での前記焼結用原料の一部に含有される水分の差である蒸発量を調整し、焼結原料の一部として使用することを特徴とする焼結原料の造粒方法。

なお、本明細書では、鉄鉱石、石灰石、その他の副原料等を、またはそれらの混合物を「焼結用原料」と称し、これら焼結用原料を造粒し、または造粒後に乾燥処理した、焼結機に装入可能な原料を「焼結原料」という。

（３）前記（２）に記載の焼結原料の造粒方法において、前記焼結用原料の一部に、Ａｌ₂Ｏ₃を質量％で１．０％以上含有する鉄鉱石を４０質量％以上配合することとすれば、擬似粒子の強度が飛躍的に向上するので望ましい。

（４）前記（２）または（３）に記載の焼結原料の造粒方法において、前記焼結用原料の一部を造粒する際に、高速攪拌ミキサーおよびドラムミキサーを使用することとすれば、擬似粒子の強度が飛躍的に向上する。

（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の焼結原料の造粒方法において、前記蒸発量を質量％で０．２％以上２．０％以下に調整することとすれば、造粒後に乾燥しても擬似粒子の崩壊は起こらない。

本発明の焼結原料の造粒方法によれば、造粒および焼結過程において、水の機能を最大限に活かすとともにその悪影響を可能な限り低減して、ストランド面積の減少や、乾燥処理した後パレットへ装入する前における擬似粒子の崩壊を生じさせることなく、生産率および風量原単位を改善することができる。

以下に、本発明の焼結原料の造粒方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、焼結原料等に含まれる水分や、Ａｌ₂Ｏ₃その他の成分の含有量を表す「％」、焼結原料中の特定銘柄の配合比率を表す「％」は、「質量％」を意味する。

図１および図２は、本発明の焼結原料の造粒方法を適用した場合の焼結鉱製造プロセスを模式的に例示する図で、図１は前記（１）に記載の造粒方法を用いた場合、図２は前記（２）に記載の造粒方法を用いた場合である。

前記（１）に記載の造粒方法は、水分を７．５〜９．０％に調整した焼結用原料を造粒し、該造粒後原料の水分を、造粒機から焼結機給鉱部出側の間で高温ガスを使用して減少させ、焼結原料として使用する方法である。即ち、造粒後の焼結原料全部を対象として、その水分を高温ガスを使用して減少させる（つまり、乾燥処理を施す）方法である。

図１に示した例では、焼結用原料を造粒機１で造粒した後、フード付きベルトコンベア８上で高温ガス７を使用して水分を減少させ、サージホッパー２に一時貯蔵した後、焼結機３に装入する。焼結機３の排鉱部から排出され、破砕機５で粗破砕された焼結鉱は冷却機（クーラー）６で冷却（空冷）され、破砕、篩分けされて焼結鉱となる。冷却機６から放出される排ガスの一部は高温ガス７として回収され、フード付きベルトコンベア８に吹き込まれ、造粒後の原料の乾燥処理のために利用される。

この（１）に記載の造粒方法において、造粒後の原料の水分を減少させるのは、焼結の際に水の蒸発に起因する原料充填層の通気性の低下や、必要風量の増大という水の悪影響を低減するためである。前述したように、造粒過程で擬似粒子の外側に移動した水を蒸発させて除去するのが望ましく、水分の減少をこの範囲にとどめる限り、乾燥しても擬似粒子の崩壊は起こらない。

この水分の減少（つまり、乾燥処理）は、造粒機から焼結機給鉱部出側の間で行う。なお、ここで言う造粒機とは、焼結用原料の混合および造粒の機能を備えるもので、通常は、一段または二段のドラムミキサーが使用される。また、焼結機給鉱部とは、図１に示した例で言うと、サージホッパー２の下部に取り付けられているロールフィーダー２ａから切り出された焼結原料を焼結機のパレット（図示せず）上に装入するための装入ガイドシュート４ａを含む部分であり、給鉱部出側とは、ガイドシュート４ａの下端から直ぐ先の部分（つまり、ガイドシュート４ａに誘導され、装入された焼結原料が堆積している部分）をいう。

図１に示した例では、水分の減少（乾燥処理）をフード付きベルトコンベア８上で行っているが、他に、造粒機（例えば、ドラムミキサー）１内へ高温ガスを吹き込む方法、サージホッパー２内に高温ガス７を送通する方法、給鉱部出側に堆積している焼結原料に高温ガス７を吹き込む方法等の適用も可能である。

特に、ミキサー内へ高温ガスを吹き込むこととすれば、造粒過程で前述したように擬似粒子の外側に移動した水が、原料粒子内部にしみ込む前に、乾燥させることができる。また、ドラムミキサーなど転動型ミキサーの場合、原料層の表層と深層が周期的に入れ替わるので水分の減少を効率的に行える。なお、ミキサー内に高温ガスを吹き込む場合には、ミキサーの出側から吹き込んで原料を乾燥するのが望ましい。このように、ミキサー内への高温ガスの吹き込みにより、造粒に続いて直ちに乾燥処理することができる。

前記水分の減少（乾燥処理）には、高温ガスを使用する。高温ガスの温度は、１００℃以上、望ましくは２００℃以上であればよい。図１に示した例では、冷却機６から放出される排ガスを高温ガスとしてフード付きベルトコンベア８のフード内に吹き込み、利用している。このフードによって、ガスはベルトコンベアの８の進行方向に流れ、フード内を高温に保つことが可能となる。

さらに、（１）に記載の造粒方法では、水分を７．５〜９．０％に調整した焼結用原料を造粒する。これは、水分がこの範囲よりも少ないと粒子間に存在する水が不足し、また、この範囲よりも多いと粒子間に存在する水が過剰になって粒子間距離が増大し（つまり、スラリー化する）、いずれにしても前述した水を媒体として粒子間に生成する毛管力が十分に機能せず、造粒が阻害されるからである。

前記（２）に記載の造粒方法は、焼結用原料の一部を、水分を質量％で６．５％以上１２．０％以下に調整した後造粒し、該造粒後原料の水分を、前記造粒機または造粒後原料を搬送するベルトコンベア上で高温ガスを使用して減少させ、焼結原料の一部として使用する方法である。即ち、焼結原料の一部を造粒後の乾燥処理の対象とする方法である。

前記の図２に示した例では、乾燥処理の対象となる焼結用原料の造粒工程に高速攪拌ミキサー９が付加されている。即ち、（２）に記載の造粒方法の一実施形態で、後述する前記（４）に記載の造粒方法を用いた場合に該当するが、高速攪拌ミキサー９ではなく、前記（１）に記載の造粒方法で使用する一段または二段のドラムミキサーを使用してもよい。

図２に示した例によれば、（２）に記載の造粒方法では、焼結用原料の一部を高速攪拌ミキサー９および造粒機１０（ドラムミキサー）を使用して造粒し、フード付きベルトコンベア８上で高温ガス７を使用して水分を減少させる。即ち、焼結用原料の一部に対して造粒後に乾燥処理を施す。一方、焼結用原料の他の部分（以下、「残部」という）は造粒機１で造粒した後、前記造粒後に乾燥処理を行った一部の焼結原料と合流させ、サージホッパー２に一時貯蔵した後、焼結機３に装入する。これ以降は図１に示した（１）に記載の造粒方法を適用する場合と同様で、冷却機６で回収される排ガスが高温ガス７としてフード付きベルトコンベア８に吹き込まれる。

この（２）に記載の造粒方法において、焼結用原料の一部を造粒した後にこの造粒後原料の水分を減少させるのは、前記（１）に記載の造粒方法の場合と同様で、造粒過程で生じる水の悪影響を低減するためである。造粒過程で擬似粒子の外側に移動した水を蒸発させ除去するのが望ましい。

この水分の減少のための乾燥処理は、造粒機で、または造粒後原料を搬送するベルトコンベア上で行う。即ち、焼結用原料の残部と合流する前に行う。

図２に示した例では、乾燥処理を、前記（１）に記載の造粒方法の場合と同様に、フード付きベルトコンベア８上で行っているが、造粒機１０（ドラムミキサー）内へ高温ガスを吹き込む方法を適用してもよい。なお、この場合も、前述のように、ミキサー内へ高温ガスを吹き込むのが、造粒および乾燥処理を連続して行えるので望ましい。

前記乾燥処理には高温ガスを使用する。これも、（１）に記載の造粒方法を適用する場合と同様で、冷却機６から放出される排ガスを有効に利用できる。

（２）に記載の造粒方法において、焼結用原料の一部を造粒後の乾燥処理の対象とするのは、一部の原料、特に造粒性、擬似粒子の耐崩壊性等（これを、「原料特性」と記す）において劣っている原料に対して造粒および乾燥処理、特に高速攪拌ミキサーを用いた造粒および乾燥処理を施すことにより、造粒、乾燥の処理能力を効率的に利用し、その一部の原料の前記原料特性を向上させることによって、焼結原料全体としての原料特性の向上を図るためである。

このような原料特性の劣る焼結用原料としては、例えば、前述した原料充填層の通気性の低下や、必要風量の増大という水の悪影響の大きい高吸水性微粉原料や、造粒性の良くない微粉鉱などが挙げられる。

さらに、（２）に記載の造粒方法では、焼結用原料の一部、即ち、造粒後に乾燥処理の対象となる焼結用原料の水分を６．５〜１２．０％に調整する。これは、前記（１）に記載の造粒方法の場合と同様、水分がこの範囲から外れると、前述した水の毛管力が十分に機能せず、造粒が阻害されるからである。なお、造粒後に乾燥処理を行わない焼結用原料の残部については、従来実施されている方法に準じた水分管理を行えばよい。

前記適正水分量の範囲が、（２）に記載の造粒方法の場合、前述した（１）に記載の造粒方法の場合に比べて広くなっているのは、前者においては、マラマンバ系鉱石や微粉鉱石を焼結用原料の一部として選択すると適正水分が高くなり、高Ｆｅ品位の粗粒原料を選択すると適正水分が低くなることに起因する。例えば、マラマンバ系鉱石等、高吸水性微粉原料を造粒後に乾燥処理する対象原料とした場合には、造粒に適正な水分は相対的に高くなり、逆に、高Ｆｅ品位の粗粒原料等を対象原料とした場合には、造粒に適正な水分は相対的に低くなる。このように、（２）に記載の造粒方法では、造粒性が通常の原料とは相違し、適正水分が大きく異なる原料を区別して、これらを焼結用原料の一部として造粒後の乾燥処理の対象とする場合が多いことによるものである。

前述のように、（２）に記載の造粒方法は、焼結用原料の一部を造粒後に乾燥処理の対象とする方法であるが、この一部の焼結用原料の全量（焼結機に装入する焼結用原料全量）に対する比率は、１０〜４０％程度とするのが望ましい。これは、乾燥処理の対象とする原料と非対象原料とを銘柄により区分することから、各銘柄の通常の配合率を勘案して導出される比率である。

以上説明した（１）または（２）に記載の造粒方法によれば、焼結原料を予熱するに際して焼結機に予熱ゾーンを設ける必要がなく、ストランド面積の減少による生産量の低下がないので、予熱による生産率の改善がそのまま生産量の向上につながる。造粒後に原料の水分を減少させる乾燥処理を行うので、焼結の際に水の蒸発に起因する原料充填層の通気性の低下や、必要風量の増大という水の悪影響を低減することができる。

前記（３）に記載の造粒方法は、前記（２）に記載の造粒方法の実施態様で、造粒後に乾燥処理を施す一部の焼結用原料に、Ａｌ₂Ｏ₃を１．０％以上含有する鉄鉱石を４０％以上配合する方法である。

鉄鉱石のＡｌ₂Ｏ₃含有量が１．０％以上であれば、粘着性が大きく、また、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が１％以上の鉄鉱石の配合量が４０％以上であれば、前記一部の焼結用原料の擬似粒子強度の増大が顕著で、原料全体としての擬似粒子強度が飛躍的に向上するので望ましい。

前記（４）に記載の造粒方法は、前記（２）または（３）に記載の造粒方法の実施態様で、造粒後に乾燥処理の対象とする焼結用原料を造粒する際に、高速攪拌ミキサーおよびドラムミキサーを使用する方法である。

高速攪拌ミキサーは、円筒形のパン内に高速で回転する攪拌用の羽根が設置され、パンと羽根の双方が回転するタイプの混合機で、強力な混合力によって焼結用原料を捏和処理し、混合の際に加えた水を原料全体に均一に浸透させることができる。したがって、例えば、造粒性の良くない微粉鉱などであっても、造粒に関与させて、擬似粒子の強度を飛躍的に向上させることができる。高速攪拌ミキサーのみを用いてもよいが、高速攪拌ミキサーおよびドラムミキサーを併用すれば、擬似粒子の強度がより強固になるので、安定して顕著な効果が得られる。

前記の図２に示した製造プロセスは、この高速攪拌ミキサーおよびドラムミキサーを備える例である。

前記（５）に記載の造粒方法は、前述した（１）〜（４）に記載の焼結原料の造粒方法の実施態様で、前記水分を減少させる操作において、水分の蒸発量を０．２〜２．０％に調整する方法である。即ち、造粒時の水分が前述した適正な範囲にあることを前提として、０．２〜２．０％の水分を蒸発させるのである。

水分の蒸発量がこの範囲よりも少ないと乾燥効果が得られず、この範囲よりも多いと擬似粒子の崩壊が起こり易くなる。この範囲内であれば、造粒後に乾燥しても擬似粒子の崩壊は起こらず、焼結機内の原料充填層の良好な通気性が確保される。

本発明の造粒方法について、円筒型焼結鍋試験装置および試験焼結機を用いて試験を行い、生産率および風量原単位を求めて、その効果を確認した。

（実施例１）
３００ｍｍφ×５００ｍｍの円筒型焼結鍋試験装置を用い、吸引圧を９．８×１０³Ｐａ（圧力ヘッド１０００ｍｍＨ₂Ｏ）で一定とし、６０ｋｇ規模のバッチ式試験を行った。

（１）全原料を対象とした造粒後乾燥処理の効果（前記（１）、（５）に記載の造粒方法の実施例）
実操業用配合原料を使用し、造粒時の水分を７．９％として、ドラムミキサーにより４分間処理した。造粒後の焼結原料を、ベルトコンベア上での乾燥処理を模擬して床の上で１００〜２００℃のガスを吹きつける水分低下操作（即ち、乾燥処理）を行って水分含有量を６．７％、６．１％または５．７％に変化させ、焼結鍋試験に供した。前記乾燥処理後の水分はそのまま焼成時の水分となるので、以下、「焼成時水分」という。なお、比較のために、乾燥処理を行わない場合（従来例１〜３）、乾燥処理を行ったが造粒時水分が本発明で規定する条件から外れる場合（比較例）についても同様の試験を実施した。

表１に、試験条件（造粒時水分および焼成時水分）をまとめて示す。なお、表１において、最上欄の「（１）」は前記（１）に記載の造粒方法の実施例、「（１）、（５）」は（１）に記載の造粒方法の実施態様である前記（５）に記載の方法の実施例であることを表す。

試験結果を図３（生産率）および図４（風量原単位）に示す。なお、図３および図４において、横軸の下方に記した「従１」、「本１」、「比」等は、それぞれ「従来例１」、「本発明例１」、「比較例」等であることを表す。

図３および図４に示すように、本発明例１、２および３（ただし、本発明例３は本発明の参考例）は、従来例１、２および３ならびに比較例に比べて生産率が改善され、特に、前記（５）に記載の造粒方法（乾燥処理時における水分の蒸発量を規定）を適用した本発明例１および２の場合、改善効果が大きかった。また、風量原単位についても、本発明例１、２および３（ただし、本発明例３は本発明の参考例）は、従来例１および２に比べ大幅に低減した。

現状の造粒時水分（６．５％）から乾燥処理により水分を５．３％に低下させた比較例では、生産率の低下が著しい。これは、乾燥処理後に擬似粒子の崩壊が生じ、通気性が低下したことによるものと考えられる。

これらの結果から、造粒時の水分を適正化し、造粒後に乾燥処理を行うことにより、生産率および風量原単位の双方が改善され、さらに、造粒時水分と焼成時水分の差、即ち乾燥処理における水分の蒸発量を適正化することによって、顕著な改善効果が得られることがわかる。

（２）一部の原料（２０％）を対象とした造粒後乾燥処理の効果（前記（２）〜（４）に記載の造粒方法についての実施例）
(i) 配合条件（前記（２）、（３）に記載の造粒方法）
表２に示す配合の原料（Ｎｏ．１〜１７）を焼結用原料の一部として全焼結用原料の２０％に使用し、焼結用原料の残部には前記実施例１（１）で用いた実操業用配合原料を使用した。なお、表２に原料中水分（造粒時水分、焼成時水分）を併せ示す。

また、表３に、前記表２に示した原料に含まれる鉱石等の銘柄別の成分を示す。カラジャスを除き、いずれもＡｌ₂Ｏ₃含有量が１％以上の高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石である。

前記一部の原料を対象として、造粒時の水分を表２に示す水分量に調整した後、ドラムミキサーにより４分間処理し、床の上で１００〜２００℃のガスを吹きつける乾燥処理を行って水分含有量を表２に示す焼成時水分に調整した。

一方、残部の原料については、従来の方法に準じて水分を６．５％に調整した後、ドラムミキサーを使用して造粒処理した。

これらの焼結原料を混合して焼結鍋試験に供した。なお、比較のために、乾燥処理を行わない場合についても同様の試験を実施した。

試験結果を図５（生産率）および図６（風量原単位）に示す。これらの図中に示した横軸に平行な破線は乾燥処理を行わなかった場合の生産率または風量原単位のレベルである。また、図５および図６における高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石配合率０％に該当する記号○は表２の試験Ｎｏ．１（カラジャス９０％、高炉ダスト１０％）を表す。

図５および図６に示すように、前記表２に示した一部の原料を対象として造粒後に乾燥処理を行った場合、乾燥処理を行わなかった場合（図中の破線）と比較して生産率の向上と風量原単位の低下がみられた。特に、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石を４０％以上配合した場合は、改善が著しかった。

また、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石を配合していない場合（記号○）と配合した場合（記号◆、■、▲および×）との比較から、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石配合の効果が明らかである。

(ii) 造粒方法（前記（４）に記載の造粒方法）
表４に示す配合の原料（Ｎｏ．１８〜２７）を焼結用原料の一部として全焼結用原料の２０％に使用し、焼結用原料の残部には前記実施例１（１）で用いた実操業用配合原料を使用した。なお、表４には、造粒方法および原料中の水分を併せ示す。

前記一部の原料を対象として、造粒時の水分を表４に示す水分量に調整した後、下記の造粒方法ＡまたはＢにより造粒処理し、床の上で１００〜２００℃のガスを吹きつける乾燥処理を行って水分含有量を表４に示す焼成時水分に調整した。

造粒方法Ａ：ドラムミキサーで４分間処理
造粒方法Ｂ：高速攪拌ミキサーで１分間処理した後にドラムミキサーで４分間処理
一方、残部の原料については、従来の方法に準じて水分を６．５％に調整した後、ドラムミキサーを使用して造粒処理した。

これらの焼結原料を混合して焼結鍋試験に供した。なお、比較のために、乾燥処理を行わない場合についても同様の試験を実施した。

試験結果を図７（生産率）および図８（風量原単位）に示す。これらの図中に示した破線は乾燥処理を行わなかった場合の生産率または風量原単位のレベルである。

図７および図８に示すように、前記表４に示した一部の原料を対象として造粒後に乾燥処理を行った場合、乾燥処理を行わなかった場合と比較して生産率が向上し、風量原単位が低減した。特に、高速撹拌ミキサーを使用した造粒方法Ｂにおいて改善が著しかった。

（実施例２）
試験焼結機を用いて下記の試験条件により焼結鉱の製造試験を行った。なお、比較のために、造粒後に乾燥処理を行わない場合（従来例）についても同様の試験を実施した。

〔試験条件〕
原料 実操業用配合原料
造粒 ドラムミキサー（円筒型：直径０．５ｍ、長さ１ｍ）
造粒時水分：７．５±０．１％
原料滞留時間：３．６分（連続装入および連続排出実施）
乾燥処理 ドラムミキサーに排鉱側から１００〜２００℃の温風を吹き込む
原料装入 造粒後、または、造粒および乾燥処理後の原料を、シュート角度５５度の
スリット型シュートで試験焼結機へ装入
焼結規模 原料８００ｋｇを、幅４００ｍｍ、層高５００ｍｍ、機長２．２ｍの試験
焼結機でバッチ処理
試験結果を図９（生産率）および図１０（風量原単位）に示す。

図９および図１０に示すように、造粒後の乾燥処理によって水分が０．２％低下した本発明例１では、従来例に比べて生産率および風量原単位の双方が大きく改善された。一方、水分が２．２％と大きく低下した本発明例２（ただし、本発明の参考例）では、風量原単位は向上したが、生産率の改善の程度は小さくなった。これは、水分の低下が大きく、焼結工程での水分の蒸発に要する風量は低減したものの、乾燥処理後に擬似粒子の崩壊が生じ、通気性が低下したことによるものと考えられる。

本発明の焼結原料の造粒方法によれば、ストランド面積の減少や、乾燥処理した後パレットへの装入前の擬似粒子の崩壊を生じさせることなく、生産率および風量原単位を改善することができる。したがって、この造粒方法は、焼結鉱の製造に好適に利用することができる。

本発明の焼結原料の造粒方法（前記（１）の方法）を適用した場合の焼結鉱製造プロセスを模式的に例示する図である。 本発明の焼結原料の造粒方法（前記（２）の方法）を適用した場合の焼結鉱製造プロセスを模式的に例示する図である。 本発明の実施例を示す図で、生産率に及ぼす原料造粒後の乾燥処理の効果を示す図である。 本発明の実施例を示す図で、風量原単位に及ぼす原料造粒後の乾燥処理の効果を示す図である。 本発明の実施例を示す図で、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石配合率と生産率の関係を示す図である。 本発明の実施例を示す図で、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石配合率と風量原単位の関係を示す図である。 本発明の実施例を示す図で、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石配合率と生産率の関係に及ぼす高速攪拌ミキサー使用の効果を示す図である。 本発明の実施例を示す図で、高Ａｌ₂Ｏ₃鉱石配合率と風量原単位の関係に及ぼす高速攪拌ミキサー使用の効果を示す図である。 試験焼結機による本発明の実施例を示す図で、生産率に及ぼす原料造粒後の乾燥処理の効果を示す図である。 試験焼結機による本発明の実施例を示す図で、風量原単位に及ぼす原料造粒後の乾燥処理の効果を示す図である。

符号の説明

１：造粒機
２：サージホッパー
２ａ：ロールフィーダー
３：焼結機
４：給鉱部
４ａ：装入ガイドシュート
５：破砕機
６：冷却機
７：高温ガス
８：フード付きベルトコンベア
９：高速攪拌ミキサー
１０：造粒機

Claims (4)

1. 水分を質量％で７．５％以上９．０％以下に調整した焼結用原料を造粒し、該造粒後原料の水分を、造粒機から焼結機給鉱部出側の間で高温ガスを使用した乾燥処理により減少させ、該乾燥処理前後での前記焼結用原料に含有される水分の差である蒸発量を質量％で０．２％以上２．０％以下に調整し、焼結原料として使用することを特徴とする焼結原料の造粒方法。
2. 焼結用原料の一部に対して造粒後に乾燥処理を施し、焼結用原料の他の部分は造粒後に前記乾燥処理を行った一部の焼結原料と合流させる焼結原料の造粒方法において、
   前記焼結用原料の一部を、水分を質量％で６．５％以上１２．０％以下に調整した後造粒し、該造粒後原料の水分を、造粒機または造粒後原料を搬送するベルトコンベア上で高温ガスを使用した乾燥処理により減少させ、該乾燥処理前後での前記焼結用原料の一部に含有される水分の差である蒸発量を質量％で０．２％以上２．０％以下に調整し、焼結原料の一部として使用することを特徴とする焼結原料の造粒方法。
3. 前記焼結用原料の一部に、Ａｌ₂Ｏ₃を質量％で１．０％以上含有する鉄鉱石を４０質量％以上配合することを特徴とする請求項２に記載の焼結原料の造粒方法。
4. 前記焼結用原料の一部を造粒する際に、高速攪拌ミキサーおよびドラムミキサーを使用することを特徴とする請求項２または３に記載の焼結原料の造粒方法。

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